DE1201945B

DE1201945B - Atomizing vacuum pump

Info

Publication number: DE1201945B
Application number: DEH46008A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Kienel
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1962-06-08
Filing date: 1962-06-08
Publication date: 1965-09-30
Also published as: US3198422A; CH412181A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

Nummer:
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Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
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F04fF04f

Deutsche Kl.: 27 d-5/04 German class: 27d- 5/04

H 46008 VIII c/27dH 46008 VIII c / 27d

8. Juni 1962June 8, 1962

30. September 1965September 30, 1965

Zur Vakuumerzeugung und Vakuumhaltung werden in der letzten Zeit »Pumpen« benutzt, in denen die zu beseitigenden Gase chemisch oder mechanisch gebunden, also nicht mehr in der früher allein üblichen Weise an die Atmosphäre gefördert werden. Dies kann einerseits durch Ausfrieren, also Umwandlung der Gase in den festen Aggregatzustand, oder andererseits durch vor allem chemische Bindung mittels Gettermaterials erfolgen. Die Getterschicht kann vor allem durch zwei Verfahren hergestellt werden, durch Vakuumverdampfung oder durch (Kathoden-) Zerstäubung mittels einer Gasentladung, d. h. mittels Ionenbeschusses.For vacuum generation and vacuum maintenance "pumps" have recently been used in which the to eliminating gases chemically or mechanically bound, so no longer in the previously used alone Way to be promoted to the atmosphere. This can be done on the one hand by freezing out, i.e. conversion of the gases in the solid state of aggregation, or on the other hand by mainly chemical bonding means Getter material take place. The getter layer can be produced by two processes in particular Vacuum evaporation or by (cathode) sputtering by means of a gas discharge, d. H. by means of Ion bombardment.

Die Erfindung bezieht sich auf das letztere Verfahren der Zerstäubung und insbesondere auf die Beseitigung des bei ihm auftretenden sogenannten »Gedächtnis-« oder »Erinnerungs-Effekts«. Diese Zerstäubungspumpe wird jetzt häufig benutzt. Sie besitzt gegenüber den Pumpen, die mittels Verdampfung arbeiten, zwei sehr wesentliche Vorteile: aoThe invention relates to the latter method the atomization and in particular the elimination of the so-called "memory" or "memory effect". This atomization pump is now widely used. she owns compared to pumps that work by means of evaporation, two very important advantages: ao

1. Die Ionisation der Gasmoleküle erfolgt durch eine selbständige Entladung. Eine Glühkathode, die nur eine beschränkte Lebensdauer hat und oft die Ursache von Störungen bildet, ist nicht erforderlich. Die Zerstäubungspumpen können ^3S deshalb auch bei höheren Drücken, z. B. 10~⁵ Torr, über sehr lange Zeiten betrieben werden, ohne daß eine Beeinträchtigung ihrer Leistungsfähigkeit befürchtet zu werden braucht.1. The ionization of the gas molecules takes place through an independent discharge. A hot cathode, which only has a limited service life and is often the cause of malfunctions, is not required. ^{The 3S} atomization pumps can therefore also be used at higher pressures, e.g. B. 10 ^-5 Torr, be operated over very long periods without affecting their performance needs to be feared.

2. Da der Entladungsstrom und damit auch die in der Zeiteinheit zerstäubte Titanmenge dem Druck in der Pumpe bzw. in der Apparatur proportional ist, paßt sich die Zerstäubung des Titans automatisch dem jeweiligen Gasanfall an, ohne daß ein besonderer elektronischer oder mechanischer Aufwand erforderlich ist.2. Since the discharge current and thus also the amount of titanium atomized in the unit of time dem If the pressure in the pump or in the apparatus is proportional, the atomization of the Titans automatically to the respective gas supply, without a special electronic or mechanical effort is required.

Demgegenüber treten bei den Zerstäubungspumpen gewisse Schwierigkeiten auf, wenn Edelgase oder auch andere Gase, die mit dem Edelmetall keine ehemische Verbindung eingehen, abgepumpt werden sollen. Die Edelgase werden erfahrungsgemäß zum überwiegenden Teil im ionisierten Zustand vom Gettermaterial aufgenommen. Andererseits können jedoch auch neutrale Edelgasatome durch eine Getterschicht »gebunden« werden, und zwar dann, wenn ständig so viel Gettermaterial kondensiert, daß die Edelgasatome gewissermaßen »begraben« werden.On the other hand, certain difficulties arise with the atomizing pumps when noble gases or else other gases, which do not form a previous connection with the precious metal, are pumped out should. Experience has shown that the noble gases are predominantly in the ionized state Getter material added. On the other hand, however, neutral noble gas atoms can also pass through a getter layer Are "bound" when so much getter material constantly condenses that the In a sense, noble gas atoms are "buried".

Die Edelgasionen werden in den Zerstäubungspumpen zum überwiegenden Teil von der Kathode aufgenommen. Da nun aber die Kathode einem ständigen Bombardement energiereicher Ionen ausgesetzt Zerstäubungs-VakuumpumpeThe noble gas ions are predominantly from the cathode in the atomization pumps recorded. But now the cathode is exposed to a constant bombardment of high-energy ions Atomizing vacuum pump

Anmelder:Applicant:

W. C. HeraeusW. C. Heraeus

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,Company with limited liability,

Hanau/M., Heraeusstr. 12-14Hanau / M., Heraeusstr. 12-14

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Gerhard Kienel, Hanau/M.Dr. Gerhard Kienel, Hanau / M.

ist, wird nicht nur Titan zerstäubt, sondern es werden die von der Kathode schon aufgenommenen Gase wieder frei. In regelmäßigen Zeitabständen von einigen Minuten treten daher unerwünschte Druckerhöhungen auf, die auf diese von der Kathode wieder abgegebenen Gase zurückzuführen sind. Man spricht dann vom sogenannten Erinnerungseffekt und meint damit, daß sich die Pumpe daran erinnert, was sie früher schon einmal abgepumpt hat.is, not only is titanium atomized, but the gases already absorbed by the cathode become free again. Undesired pressure increases therefore occur at regular intervals of a few minutes which can be traced back to these gases given off again by the cathode. Man then speaks of the so-called memory effect and means that the pump remembers what has pumped her before.

Für die chemisch aktiven Gase, die vorzugsweise von der auf der gesamten inneren Pumpenwandung gebildeten Titanschicht aufgenommen und chemisch gebunden werden, ist dieser Effekt von völlig untergeordneter Bedeutung. Bei Anfall von Edelgasen hingegen wird die Leistungsfähigkeit der Zerstäubungspumpe durch den Gedächtniseffekt stark beeinträchtigt.For the chemically active gases, which are preferably released from the entire inner pump wall formed titanium layer are absorbed and chemically bound, this effect is of completely secondary importance Meaning. In contrast, when noble gases occur, the efficiency of the atomization pump is reduced severely impaired by the memory effect.

Während bei den Getter-Ionenpumpen mit thermischer Getterverdampfung durch eine entsprechend hohe Verdampfungsrate dafür gesorgt werden kann, daß die einmal von der Getterschicht aufgenommenen Edelgase durch das sich niederschlagende Gettermaterial »begraben« werden, ist dies bei den Zerstäubungspumpen nicht möglich, da hier die Zerstäubungsrate sich lediglich mit dem Druck ändert, sonst aber festliegt und nicht willkürlich geändert werden kann. Außerdem ist es bekannt, bei Getter-Ionenpumpen in gewissen Zeitabständen während des Betriebs der Pumpe auf die niedergeschlagene Schicht aus Gettermaterial einen Stoff aufzudampfen, der eine Diffusion von Gasmolekülen aus der darunterliegenden Getterschicht verhindert oder zumindest stark herabsetzt. Diese zusätzliche thermische Verdampfung eines Stoffes ist zwar auch in einer Zerstäubungspumpe möglich. Dies hat aber zur Folge, daß die bekannten Nachteile einer Verdampferpumpe mit übernommen werden.While with the getter ion pumps with thermal getter evaporation by a corresponding high evaporation rate ensures that the once absorbed by the gettering layer Noble gases are "buried" by the precipitating getter material, this is the case with atomization pumps not possible because the atomization rate only changes with the pressure, otherwise it is fixed and cannot be changed arbitrarily. It is also known in getter ion pumps at certain time intervals during the operation of the pump on the deposited layer to evaporate a substance from getter material, which causes a diffusion of gas molecules from the underlying Prevents getter layer or at least greatly reduces it. This additional thermal evaporation of a substance is also possible in an atomization pump. But this has the consequence that the known Disadvantages of an evaporator pump are also taken over.

Dies ist auch schon erkannt worden. Man hat sich bemüht, den Gedächtniseffekt durch spezielles Ober-This has already been recognized. Efforts have been made to reduce the memory effect through special

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flächenprofil der Kathode zu vermindern. Auch hat man schon statt der beiden unbedingt notwendigen Elektroden (Anode und Kathode) eine dritte Elektrode benutzt. Diese dritte Elektrode, eine Hilfskathode, wird an solche Spannung gelegt, daß Ionen mit geringer Energie auf sie auftreffen und daher eine geringe Zahl von schon »gebundenen« Edelgasatomen herausgeschlagen werden. Hierbei sind beide Zerstäubungselektroden, die symmetrisch zur Anode angeordnet sind, wabenförmig ausgebildet, während die Kathode sich im allgemeinen außerhalb der drei erwähnten Elektroden befindet und z. B. als Außengehäuse dient. Die Hilfselektroden befinden sich gegenüber der eigentlichen Kathode auf negativem Potential, so daß der Teil der gebildeten Gasionen, der durch die wabenförmigen Hilfskathoden hindurchfließt, durch das zwischen Kathode und Hilfskathode bestehende elektrische Feld abgebremst werden. Da die Gasionen nun mit einer verhältnismäßig geringen Energie auf die Kathode auftreffen, tritt der Gedächtniseffekt weniger in Erscheinung.to reduce the surface profile of the cathode. Also, instead of the two absolutely necessary Electrodes (anode and cathode) use a third electrode. This third electrode, an auxiliary cathode, is applied to such a voltage that ions of low energy strike it and therefore a a small number of already "bound" noble gas atoms are knocked out. Both sputtering electrodes are which are arranged symmetrically to the anode, honeycomb-shaped, while the cathode is generally outside of the three mentioned Electrodes and z. B. serves as an outer housing. The auxiliary electrodes are located with respect to the actual cathode at negative potential, so that the part of the gas ions formed, which flows through the honeycomb-shaped auxiliary cathode, through the one between the cathode and the auxiliary cathode existing electrical field are slowed down. Since the gas ions now have a relatively low Energy hit the cathode, the memory effect is less noticeable.

Nun werden aber — soweit es sich um Edelgase handelt — die von der Kathode aufgenommenen Ionen und Atome nicht in ausreichendem Maße festgehalten, weil die Zerstäubungsrate des Titans der Hilfskathoden bei vorgegebenen Pumpendaten und konstantem Druck, festgelegt ist und im Bedarfsfall nicht erhöht werden kann. Obwohl der Gedächtniseffekt bei dieser Pumpe geringer ist, so ist er doch noch immer vorhanden und begrenzt das erzeugbare beste Vakuum und seine Konstanz.But now - as far as noble gases are concerned - those absorbed by the cathode Ions and atoms are not adequately retained because of the rate of atomization of titanium Auxiliary cathodes at given pump data and constant pressure, is fixed and if necessary cannot be increased. Although the memory effect is less with this pump, it is still available and limits the best vacuum that can be generated and its constancy.

Gemäß der Erfindung enthält die Zerstäubungspumpe mindestens eine Elektrode aus einem Material, das wesentlich schneller zerstäubt als das im Dauerbetrieb zerstäubte, beispielsweise aus Titan bestehende Gettermaterial. Solche Materialien sind z. B. Silber und Kupfer. Dann ist es möglich, die edelgashaltige Getterschicht von Zeit zu Zeit mit einer dickeren Schicht aus dem schneller zerstäubbaren Material zu überdecken und die Edelgasatome so endgültig zu »begraben«, daß die Schicht keinen Gedächtniseffekt mehr zeigt.According to the invention, the atomization pump contains at least one electrode made of a material which atomises much faster than that which is atomized in continuous operation, for example made of titanium existing getter material. Such materials are e.g. B. silver and copper. Then it is possible that noble gas containing getter layer from time to time with a thicker layer of the faster atomizable To cover material and to "bury" the noble gas atoms so definitively that the layer does not Memory effect shows more.

Die Erfindung sei an Hand einiger Beispiele mit wabenförmigen Elektroden ausführlich erklärt:The invention is explained in detail using a few examples with honeycomb electrodes:

Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe befindet sich in einem Gehäuse 1, das über den Rohrstutzen 2 mit dem zu evakuierenden Raum verbunden ist. Das im Gehäuse gezeichnete Pumpensystem und auch weitere eventuell nötige Teile können sich natürlich auch direkt in dem zu evakuierenden Raum befinden, so daß in gewissen Fällen das Gehäuse 1 in Fortfall kommen kann.The pump shown in Fig. 1 is located in a housing 1, which over the pipe socket 2 with connected to the room to be evacuated. The pump system drawn in the housing and others Any necessary parts can of course also be located directly in the room to be evacuated, so that in certain cases the housing 1 can be omitted.

Innerhalb des Gehäuses befinden sich die Elektroden 4, S und 6, von denen 4 und 6 aus massivem Metall, 5 dagegen als Wabenstruktur ausgebildet sind. Die elektrischen Zuleitungen 7, 8 und 9 zu diesen Elektroden sind mittels der vakuumdichten und isolierten Einführungen 10, 11 und 12 durch das Gehäuse 1 hindurchgeführt. Das zum Betrieb nötige Magnetfeld wird durch die angedeuteten Magnetpole 15, 16 erzeugt.Inside the housing are the electrodes 4, S and 6, of which 4 and 6 are made of solid metal, while 5 are made as a honeycomb structure. The electrical leads 7, 8 and 9 to these electrodes are passed through the housing 1 by means of the vacuum-tight and insulated inlets 10, 11 and 12. The magnetic field required for operation is generated by the indicated magnetic poles 15, 16.

Die Mittelelektrode 5 liegt gegenüber den Zerstäubungselektroden auf positivem Potential, dient also als Anode. Die beiden anderen Elektroden 4 und 6 liegen auf negativem Potential, bilden also die Kathoden. Die (linke) Kathode 4 besteht aus dem Gettermetall Ti oder trägt wenigstens einen dickeren Überzug aus diesem Metall. Die (rechte) Kathode 6 besteht erfindungsgemäß aus einem Material, das leichter als das Gettermaterial Ti zerstäubt, beispielsweise Ag; die Kathode 6 kann aber auch aus anderem Material bestehen und nur mit einem dicken Ag-Uberzug versehen sein.The center electrode 5 is at positive potential with respect to the sputtering electrodes, so it serves as an anode. The other two electrodes 4 and 6 are at negative potential, so they form the Cathodes. The (left) cathode 4 consists of the getter metal Ti or at least carries a thicker one Coating made of this metal. According to the invention, the (right) cathode 6 consists of a material which sputtered more easily than the getter material Ti, for example Ag; the cathode 6 can also consist of other things Material and only be provided with a thick Ag coating.

Die in F i g. 1 als erstes Beispiel gezeigte Pumpe arbeitet folgendermaßen:The in F i g. 1, shown as the first example, works as follows:

Infolge der Potentialverteilung und wegen des vorhandenen Magnetfeldes bilden sich Gasentladungen aus, die je durch eine der offenen Waben in der Elektrode 5 hindurchgehen. Dabei wird an die Getterelektrode 4 eine höhere negative Spannung gelegt als an die Elektrode 6 aus leicht zerstäubbarem Material. Dadurch treffen die Ionen auf die Getterelektrode 4 mit wesentlich größerer Energie als auf die Elektrode 6 auf und zerstäuben das Gettermaterial, das sich in den Waben der Elektrode 5, den Innenwänden des Gehäuses 1 usw. niederschlägt und dabei mit Teilen der vorhandenen Gase chemisch reagiert. Auch Edelgase werden dabei wenigstens zum Teil »begraben«.As a result of the potential distribution and because of the existing magnetic field, gas discharges are formed which each pass through one of the open honeycombs in the electrode 5. The Getter electrode 4 applied a higher negative voltage than to the electrode 6 from easily atomized Material. As a result, the ions hit the getter electrode 4 with significantly greater energy than on the electrode 6 and sputter the getter material that is in the honeycomb of the electrode 5, the inner walls of the housing 1, etc. is reflected and thereby with parts of the existing Gases react chemically. Noble gases are also at least partially "buried".

Sind nun größere Mengen von Edelgasen abgepumpt worden und besteht die Gefahr, daß der Gedächtniseffekt auftreten kann, so wird die Elektrode 6 auf gleiche oder höhere negative Spannung als die Elektrode 4 gebracht. Nun wird die Elektrode 6 von hochenergetischen Ionen getroffen und entsprechend stark zerstäubt. Das zerstäubte Material bedeckt die bisherigen Getterschichten und »begräbt« dabei auch die in ihnen befindlichen Edelgasatome, die daher nicht mehr austreten und einen Gedächtniseffekt verursachen können. Nach einiger Zeit, die durch Versuche leicht bestimmt werden kann, werden die alten Spannungswerte wieder eingeschaltet und die Pumpe wieder normal betrieben.If larger quantities of noble gases have now been pumped out and there is a risk that the memory effect can occur, the electrode 6 is at the same or higher negative voltage than the electrode 4 brought. Now the electrode 6 is hit by high-energy ions and correspondingly strongly atomized. The atomized material covers the previous getter layers and "buries" at the same time, the noble gas atoms contained in them, which therefore no longer emerge and one Memory effect. After some time, which can easily be determined by experiments the old voltage values are switched on again and the pump is operated normally again.

F i g. 2 zeigt eine besonders günstige und einfache Anordnung ähnlich Fig. 1. Nur sind hier die Getterelektrode 4 und die andere Elektrode 6 in je zwei (eventuell mehr) Teile unterteilt und symmetrisch zur Anode 5 angeordnet. Auch bei dieser Anordnung kann die vorgeschriebene Betriebsweise benutzt werden. Vorteilhafter ist es aber, nicht gleichzeitig an die Elektrodenpaare 4 und 6 negative Spannungen verschiedener Höhe, sondern nur entweder an das Elektrodenpaar 4A/4B oder an das Elektrodenpaar 6Al6B eine negative Spannung anzulegen. Der Effekt ist gleich dem, der soeben beschrieben wurde, da sich das zerstäubte Material überall etwa gleichmäßig niederschlägt.F i g. 2 shows a particularly favorable and simple arrangement similar to FIG. 1. Only here the getter electrode 4 and the other electrode 6 are each divided into two (possibly more) parts and are arranged symmetrically to the anode 5. The prescribed mode of operation can also be used with this arrangement. However, it is more advantageous not to apply negative voltages of different magnitudes to the electrode pairs 4 and 6 at the same time, but only to apply a negative voltage either to the electrode pair 4A / 4B or to the electrode pair 6Al6B. The effect is the same as that which has just been described, since the atomized material is approximately evenly deposited everywhere.

F i g. 3 zeigt ein System mit zwei Elektroden, bei dem das Kathodenpaar 20 A/20 B aus Gettermaterial beiderseits von der wabenförmigen Anode 5 angeordnet ist. Außerdem ist noch ein Elektroden-(Hilfselektroden-)Paar 22^4/225 vorhanden, das aus leichter zerstäubbarem Material besteht und ebenfalls wabenförmig ausgebildet ist. Vorteilhafterweise entsprechen die Waben denen der Anode 5. Die Betriebsweise und der Pumpeneffekt entsprechen denjenigen, die anläßlich der F i g. 1 beschrieben wurden. In der Anordnung nach F i g. 3 kann es zweckmäßig sein, die Mittelelektrode 5 aus leicht zerstäubbarem Material zu machen und als Hilfskathode zu betreiben, während das Elektrodenpaar 22/4 /22 B als Anode dient.F i g. 3 shows a system with two electrodes, in which the cathode pair 20 A / 20 B made of getter material is arranged on both sides of the honeycomb anode 5. In addition, there is a pair of electrodes (auxiliary electrodes) 22 ^ 4/225, which is made of a more easily atomizable material and is also honeycomb-shaped. The honeycombs advantageously correspond to those of the anode 5. The mode of operation and the pumping effect correspond to those shown on the occasion of FIG. 1. In the arrangement according to FIG. 3, it may be expedient to make the center electrode 5 from easily atomizable material and to operate it as an auxiliary cathode, while the pair of electrodes 22/4 / 22 B serves as an anode.

Fig. 4 zeigt das Elektrodensystem einer Drei-Elektroden-Pumpe, in der die vorliegende Erfindung benutzt wird. Die ursprüngliche Pumpe besteht aus der wabenförmigen Anode 5, den paarweisen waben-Fig. 4 shows the electrode system of a three-electrode pump, in which the present invention is used. The original pump consists of the honeycomb anode 5, the paired honeycomb

förmigen Kathoden 25 A/25 B aus dem Gettermaterial(Ti) und den paarweisen Endkathoden 24,4/245, die meist auf niedrigerem negativem Potential als die wabenförmigen Kathoden liegen. Hier ist nun erfindungsgemäß ein drittes Elektrodenpaar 26 A/26 B eingefügt, das aus dem leichter als Ti zerstäubbaren Material, z. B. Ag oder Cu, besteht. Die Betriebsweise ist analog denen der schon beschriebenen Pumpen, d.h., das Elektrodenpaar 26A/26B befindet sich während des Betriebes als Pumpe nor- ίο malerweise auf höherem Potential als zu der Zeit, in der die schon vorhandene Getterschicht mit Ag oder Cu bedeckt wird und dabei Edelgasmoleküle »begraben« werden.shaped cathodes 25 A / 25 B made of the getter material (Ti) and the paired end cathodes 24, 4/245, which are usually at a lower negative potential than the honeycomb-shaped cathodes. According to the invention, a third pair of electrodes 26 A / 26 B is now inserted here, made of the material that can be atomized more easily than Ti, e.g. B. Ag or Cu. The mode of operation is analogous to that of the pumps already described, ie the pair of electrodes 26A / 26B is normally at a higher potential during operation as a pump than at the time when the already existing getter layer is covered with Ag or Cu and at the same time Noble gas molecules are "buried".

Fig. 5 zeigt das Schema einer Hochvakuumanlage, in der mittels einer Zerstäubungspumpe nach F i g. 2 ein hohes Vakuum erzeugt und/oder aufrechterhalten wird, zusammen mit einem vereinfachten Schaltschema zur Steuerung der Zerstäuberpumpe. Dabei werden für die schon in F i g. 2 dargestellten Teile die dortigen Bezugsziffern übernommen, die daher keiner weiteren Erklärung bedürfen.Fig. 5 shows the scheme of a high vacuum system, in which by means of an atomization pump according to FIG. 2 creates and / or maintains a high vacuum together with a simplified circuit diagram for controlling the atomizer pump. For those already shown in FIG. 2 parts shown have taken over the reference numerals there, which therefore do not require any further explanation.

Der Rohrstutzen 2 ist an den Rezipienten 30 angeschlossen, der über eine Vakuumleitung 35 und ein sicher schließendes Vakuumventil 36 von einem konventionellen Pumpensatz 37 vorevakuiert werden kann. Üblicherweise wird dieser Teil der Einrichtung zum ersten Evakuieren, beispielsweise auf 10~⁵ Torr, benutzt, dann das Ventil 36 geschlossen und das Vakuum durch Benutzung der Zerstäuberpumpe auf beispielsweise ein Höchstvakuum von 10~⁸Torr gebracht und etwa auf diesem Wert gehalten. An die Vakuumleitung 35 ist zur Überwachung des Druckes das Vakuummeter 38, ein hochempfindliches Ionisationsvakuummeter, angeschlossen.The pipe socket 2 is connected to the recipient 30, which can be pre-evacuated by a conventional pump set 37 via a vacuum line 35 and a securely closing vacuum valve 36. Usually this part is of the device for the first evacuation, for example, used at 10 ^-5 Torr, then closed, the valve 36 and the vacuum brought to, for example, a maximum vacuum of 10 ^-8 Torr by use of the spray pump and about kept at this value. The vacuum meter 38, a highly sensitive ionization vacuum meter, is connected to the vacuum line 35 to monitor the pressure.

Die Anode 5 ist über die Zuleitung 8 mit dem Pluspol eines Hochspannungsgenerators 39 für beispielsweise 5 kV angeschlossen. Der negative Pol ist über die Leitung 40 mit dem Schalter 41 verbunden, in dessen Stellung 42 die Pumpe ausgeschaltet ist. Die Stellung 43 dient dem normalen Betrieb, bei dem den paarweisen Getterelektroden 4A/4B über die Zuleitung? eine negative Spannung zugeführt und diese Elektroden als Kathoden zerstäubt werden. Zu der Stellung 44 sind die Getterelektroden 4A I4B aus Ti spannungslos. Dagegen wird die negative Spannung nunmehr über die Zuleitung 9 dem Elektrodenpaar 6A/6B zugeführt, die aus wesentlich leichter zerstäubbarem Metall, vorzugsweise Ag, bestehen. Das Elektrodenmaterial wird kräftig zerstäubt und »begräbt« die Edelgasatome, die sich in den vorhandenen Getterschichten befinden.The anode 5 is connected via the lead 8 to the positive pole of a high-voltage generator 39 for, for example, 5 kV. The negative pole is connected via the line 40 to the switch 41, in whose position 42 the pump is switched off. The position 43 is used for normal operation, in which the paired getter electrodes 4A / 4B via the supply line? a negative voltage is applied and these electrodes are sputtered as cathodes. The getter electrodes 4A I4B made of Ti are de-energized at position 44. On the other hand, the negative voltage is now fed via the lead 9 to the pair of electrodes 6A / 6B , which are made of metal, preferably Ag, which is much easier to atomize. The electrode material is vigorously atomized and "buries" the noble gas atoms that are in the existing getter layers.

Der Umschalter 41 wird von dem elektrischen oder magnetischen Antriebsmechanismus 50 betätigt, der von einem Steuergerät 51 gesteuert wird. Dieses Steuergerät kann einerseits von Hand mittels des Bedienungsgriffes 52 betätigt werden, während es in anderen Fällen (Stellung »^4« des Griffes 52) vom Vakuummeßkopf 38 seine Steuerimpulse erhält und die Vakuumhaltung automatisch regelt.The changeover switch 41 is operated by the electric or magnetic drive mechanism 50, which is controlled by a control unit 51. This control device can on the one hand by hand using the operating handle 52 are operated, while in other cases (position "^ 4" of the handle 52) from Vacuum measuring head 38 receives its control pulses and automatically regulates the vacuum maintenance.

Die Schaltvorrichtung 51 wird dazu in bekannter Weise auf ein bestimmtes Programm eingestellt:The switching device 51 is set to a specific program in a known manner:

Bei sehr gutem Vakuum (z. B. ΙΟ"¹⁰ Torr) wird der Schalter 41 in die Stellung 42 gebracht. Beim Überschreiten des Arbeitsdruckes (z. B. 10~⁸ Torr) um geringe Beträge (z. B. bis 3 · 10~⁸ Torr) wird die Pumpe durch Umschalten in die Stellung 43 in Gang gesetzt und nach späterem Unterschreiten des Arbeitsdruckes wieder ausgeschaltet. Wird dies aber nach längerem Normalbetrieb der Pumpe nicht erreicht oder treten häufigere Druckzunahmen, insbesondere solche bis zu etwas höheren Druckwerten (Gedächtniseffekt) auf, so schaltet das Steuergerät den Schalter für beispielsweise 5 bis 10 Minuten in die Stellung 44, um danach wieder in die Stellung 43 (normaler Pumpbetrieb) überzugehen.If the vacuum is very good (e.g. ΙΟ " ¹⁰ Torr), switch 41 is set to position 42. When the working pressure is exceeded (e.g. 10 ~ ⁸ Torr) by small amounts (e.g. up to 3 · 10 ~ ⁸ Torr) the pump is started by switching to position 43 and switched off again when the pressure falls below the working pressure later. on, the control unit switches the switch to position 44 for, for example, 5 to 10 minutes, and then goes back to position 43 (normal pumping operation).

Die hier vorausgesetzte Form der Zerstäubungs-Vakuumpumpe ist aus dem »Penning«-Manometer entwickelt worden; sie kann daher auch zur Vakuummessung benutzt werden, wobei der durch sie fließende Strom als Meßgerät für das vorhandene Vakuum dient. Diese sehr vorteilhafte Eigenschaft bleibt auch bei den erfindungsgemäßen Abänderungen erhalten.The form of the atomization vacuum pump assumed here is from the "Penning" manometer has been developed; it can therefore also be used for vacuum measurement, whereby the through it flowing current serves as a measuring device for the existing vacuum. This very beneficial property is also retained in the modifications according to the invention.

Claims

Patent claims:

1. Atomizing vacuum pump for generation and / or maintaining a high vacuum, characterized in that it also has at least one electrode (6, 22, 26) made of a material that atomizes much more strongly than that which is atomized in continuous operation, for example getter material made of titanium.

2. atomizing vacuum pump according to claim 1, characterized in that the stronger atomizable electrode forms an additional electrode.

3. atomization vacuum pump according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the more atomizable electrode consists of Ag (or Cu) or with a thick layer this metal is covered.

4. A method for operating an atomization vacuum pump according to claims 1 to 3, characterized in that the electrode made of more atomizable metal only temporarily than Cathode is connected and / or is operated only intermittently with the full cathode voltage.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1083 974.

1 sheet of drawings