DE1489227A1 - Atomizing ion getter pump - Google Patents

Atomizing ion getter pump

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J41/00Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas; Discharge tubes for evacuation by diffusion of ions
    • H01J41/12Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps
    • H01J41/18Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps with ionisation by means of cold cathodes
    • H01J41/20Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps with ionisation by means of cold cathodes using gettering substances

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Description

Zerstäubungsionengetterpumpe Die Erfindung betrifft eine Zerstäubungsionengetterpumpe zur Erzeugung eines Hochvakuumsq vorzugsweise eines Ultrahochvakuumst bei der die Kathoden plattenförmig sind, aus einem Zerstäubungsstoffg vorzugsweise Titan bestehen und eine Mehrzahl elektrisch leitend untereinander verbundener Elemente enthalten.Sputter Ion Getter Pump The invention relates to a sputter ion getter pump to generate a high vacuum, preferably an ultra high vacuum in which the Cathodes are plate-shaped, consist of an atomizing material, preferably titanium and contain a plurality of electrically conductively interconnected elements.

Ionengetterpumpenp bei denen durch Titanzerstäubung die im Pumpenvolumen vorhandenen Gase und Dämpfe in Oberflächenschichten gebunden werden, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, Die Lebensdauer derartiger Zerstäubungapumpen hängt von der Aufnahmefähigkeit der Belegungsoberflächen uni ab das erreichbare Endvakuum wird unter anderem durch die Wirksamkeit der Ionisierung bestimmt. Es sind bereits Zerstäubungsionengetterpumpen be -kannt, bei denen die Elektronenbahnen durch ein äußeres Magnetfeld schrauben oder spiralförmig verlängert werdeng wodurch die Ionisierungswahrscheinlichkeit für die im Pumpenvolumen vornandenen Gase oder Dämpfe ansteigt.Ionengetterpumpenp where present in the pump volume gases and vapors are bound to surface layers by Titanzerstäubung, are known in various embodiments, the life of such Zerstäubungapumpen depends on the receptivity of the occupation surfaces uni off the ultimate vacuum is determined among other things by the efficiency of ionization. There are already Zerstäubungsionengetterpumpen be -kannt in which the electron paths screw by an external magnetic or spirally extended are g whereby the ionization probability for the forward andenen in the pump volume of gases or vapors increases.

Bei der nekannten Ausführung einer Zerstäubungsionen-getterpumpe hat man Kathoden aus Titan und zwar in Form von massiven oder plattierten Elektroden verwendet» wobei günstige Pumpeneigenschaften erzielt werden konnten. Bei einer solchen Anordnung zerstäuben die positiven Ioneng welche mit großer Geschwindigkeit auf die Kathode auftreffeng deren Oberfläche und zerstäuben das Metallg wodurch sich die Getterwirkung erhöht. Außerdem werden die jeweils an den Oberflächen abgebundenen Gasmoleküle durch die fortgesetzte Bedampfung eingebettety so daß sich neue wirksame Oberflächen bildeng wodurch die Betriebedauer der Zerstäubungsionengetterpumpe wesentlich verlängert wird* Die Verwendung von plattenförmigem Titan als Kathodenmaterial bedeutet - abgesehen von relativ hohen Materialkosten - auch zusützliche Bearbeitungskosten, besonders dann, wenn eine genaue Formgebung erforderlich ist. Die Erfindung geht von der Aufgabestellung aus, eine Zerstäubungsionengetterpumpe anzugeben, bei der mit relativ einfach aufgebauten Zerstäubungskathoden eine lange Betriebsdauer bei hohem Endvakuum und günstiger Argonstabilittt erzielt wird. Erfindungsgemäß ist daher eine Zerstäubungsionengetterpumpe zur Erzeugung eines Hochvakuums, vorzugsweise eines Ultrahochvakuumsbei der die Kathoden aus einem Zerstäubungestoff, vorzugsweise Titan bestehen und aus einer Mehrzahl elektrisch leitend untereinander verbundener Elemente aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenplatten an ihren der Anode zugewandten Seiten eine unebene Oberfläche aufweisen, indem die Kathodenelemente in Bezug auf das durch die Kathode und die Anode gebildete elektronenoptische System im wesentlichen im Bereich der Auftreffstellen der Entladung angeordnet sind. Eine derartige Pumpe besitzt Kathoden, bei denen gerade an den Stellen, an denen bevorzugt eine Zerstäubung des Materials erfolgtg Kathodenelemente angeordnet sind, so daß insbesondere eine Erhöhung der Betriebsdauer erzielt wird. Bei einer vorbekannten Pumpe, deren Kathoden aus einer Mehrzahl von Teilen zusammengeo&t sind, werden diese Vorteile nicht erzielt, weil dort die Verteilung des Kathodenmaterials nicht seiner Beanspruchung durch Zerstäubung entspricht. In beispielsweiser Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, die Kathodenelemente pillenartig auszubilden und auf mindestens einer metallischen Trägerplatte zu befestigen. Man kann die Kathodenelemente auch streifenförmig oder in gegenseitiger Überlappung gitterförmig naob der Art einer Akkumulatorenplatte ausbilden. Dabei können die pilleni.-artigen Kathodenelemente kreieförmigen Querschnitt aufweisen und zweckmäßig zur Erhöhung der Oberfläche kegelstumpf- oder halbkugelförmig gestaltet sein. In einer bevorzugten Ausführung sind die Kathodenelemente aus Sintermaterial gebildet. Man kann außerdem vorteilhaft die Oberflächen der pillenartigen Xathodenelenente aufrguh»p wodurch sich eine Verbesserung der Zerstäubungswirkung einstellt* Die Kathodenelemente werden zweckmäßig, wie bereits beschrie ben, auf einer metallischen Grundplatte angeordnet. Dabei kann man die Anordnung in Bezug auf das durch die Anodenelektrode gebildete elektronenoptische System zweckmäßig so treffen, daß diese Kathodenelemente im wesentlichen im Bereich der Auftreffstellen des oder der Elektronenbündel auf der Kathodenoberfläche liegen.'Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine wirtschaftliche Ausnutzung der aufgewendeten elektrischen Energie bei guter Zerstäubungewirkung und langer Betriebsdauer.In the new embodiment of an atomizing ion getter pump, cathodes made of titanium were used in the form of solid or plated electrodes, whereby favorable pump properties could be achieved. With such an arrangement, the positive ions which strike the cathode at high speed sputter its surface and sputter the metal, thereby increasing the getter effect. In addition, the gas molecules bound to the surfaces are embedded by the continued vaporization so that new effective surfaces are formed, which significantly extends the operating time of the atomizing ion getter pump * The use of plate-shaped titanium as cathode material means - apart from relatively high material costs - additional processing costs, especially when precise shaping is required. The invention is based on the task of specifying a sputtering ion getter pump in which a long operating time at a high ultimate vacuum and favorable argon stability is achieved with relatively simply constructed sputtering cathodes. According to the invention, therefore, an atomizing ion getter pump for generating a high vacuum, preferably an ultra-high vacuum, in which the cathodes consist of an atomizing material, preferably titanium, and are made up of a plurality of electrically conductively interconnected elements, characterized in that the cathode plates have an uneven surface on their sides facing the anode have in that the cathode elements are arranged with respect to the electron-optical system formed by the cathode and the anode essentially in the area of the impact points of the discharge. Such a pump has cathodes in which cathode elements are arranged precisely at the points at which the material is preferably atomized, so that in particular an increase in the operating time is achieved. In a previously known pump, the cathodes of which are assembled from a plurality of parts, these advantages are not achieved because there the distribution of the cathode material does not correspond to its sputtering stress. In an exemplary embodiment of the invention, it is advantageous to design the cathode elements like pills and to fasten them to at least one metallic carrier plate. The cathode elements can also be designed in the form of strips or with mutual overlapping in the form of a grid, similar to a battery plate. The Pilleni.-like cathode elements can have a circular cross-section and expediently be designed in the shape of a truncated cone or a hemisphere in order to increase the surface area. In a preferred embodiment, the cathode elements are formed from sintered material. In addition, the surfaces of the pill-like xathode element can advantageously be raised, which results in an improvement in the atomization effect. The cathode elements are expediently arranged on a metal base plate, as already described. The arrangement in relation to the electron-optical system formed by the anode electrode can expediently be made in such a way that these cathode elements are essentially in the area of the point of impact of the electron bundle (s) on the cathode surface with good atomization and long service life.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die pillenartigen Kathodenelemente aus Eineatzträgern mit einem verdampfbaren Einsatzstoff bestehen. Diese Eineatzträger sind beispielsweise napfförmig gestaltet und auf der Oberfläche der Kathodenträgerplatte in an sich bekannter Weise durch Schweißen oder lösbare Verbindungen befestigt. Die Eineatzträger können beispielsweise aus V2A - Stahl gefertigt sein und als verdampfbaren Einsatzstoff metallisches Titan in fester oder Sinte rform aufweisen.In a preferred embodiment, the pill-like cathode elements can consist of etch carriers with a vaporizable feedstock. These etch supports are, for example, cup-shaped and fastened to the surface of the cathode support plate in a manner known per se by welding or detachable connections. The Eineatzträger for example V2A - be manufactured and having metal as a vaporizable starting material titanium in solid or Sinte rform steel.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt; es zeigen: Fig. 1 eine Seitenschnittansicht einer Zerstäubungsionengetterpumpe gemäß der Erfindung mit gitterförmigen Kathodenelementen, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Trägerplatte mit pillenartigen Kathodenelementenp Fig. 3 eine Seitenschnittansicht der gitterförmig angeordneten Kathodenelemente mit Trägerplatte.In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically; In the drawings: Fig 1 is a side sectional view of a Zerstäubungsionengetterpumpe according to the invention having lattice-like cathode elements, Figure 2 is a plan view of the carrier plate with pill-like Kathodenelementenp Figure 3 is a side sectional view of a grid arrangement cathode elements with the support plate....

Dabei sind in einer Zerstäubungsionengetterpumpe 1 Trägerplatten 2 angeordnet, auf welchen die pillenartigen Kathodenelemente 3 oder die gitterförmigen Kathodenelemente 5 gegenüber der Anhden-. anordnung 4 angeordnet sind., wobei durch entsprechende konstukti*e Maßnahmen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den pillenartigen Kathodenelementen 3 gewährleistet ist.In this case, carrier plates 2 are arranged in an atomization ion getter pump 1 , on which the pill-like cathode elements 3 or the lattice-shaped cathode elements 5 opposite the Anhden-. Arrangement 4 are arranged., An electrically conductive connection between the pill-like cathode elements 3 is ensured by appropriate structural measures.

Claims (2)

Patentansprüche u- Zerstäubungsionengetterpumpe zur Erzeugung eines Hochvakuums, vorzugsweise eines Ultrahochvakuums, bei der die KathodEnplatten-,förmig sind, aus einem Zerstäubungsstoff, vorzugsweise Titan bestehen und eine Mehrzahl elektrisch leitend untereinander verbundener Elemente enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenplatten an ihren der Anode zugewandten Seiten eine unebene Oberfläche aufweisen, indem dire- Kathodenelemente in Bezug auf das durch die Kathode und die Anode gebildete elektronenoptische System im wesentlichen im Bereich der Auftreffstellen der Entladung angeordnet sind. Claims u atomizing ion getter pump for generating a High vacuum, preferably an ultra-high vacuum, in which the cathode plate is shaped are made of an atomizing substance, preferably titanium, and a plurality contain electrically conductive interconnected elements, characterized in that, that the cathode plates have an uneven surface on their sides facing the anode have by directing cathode elements with respect to the through the cathode and the Anode-formed electron-optical system essentially in the area of the point of impact the discharge are arranged. 2. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenelemente pillenartig gestaltet und auf mindestens einer metallischen Trägerplatte befestigt sind. 3. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1 und 2" dadurch gekennzeichnet, daß die pillenartigen Kathodenelemente kreisförmigen Querschnitt aufweisen. 4. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1 und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die pillenartigen Kathodenelemente kegelstumpfförmig gestaltet sind. 5. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pillenartigen Kathodenelemente halbkugelförmig gestaltet sind. 6. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadumh gekennzeichnet, daß die pillenartigen Katbodenelemente aus Sla*r»tall bestehen. 7. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der pillenartigen K*Uoden'-eiesente aufgerauht ist. 8. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet., daß die pillenartigen Kathodenelemente in Bezug auf das durch die Anode gebildete elektronenoptische System im wesentlichen im Bereich der Auftreffstellen der Elektronenbündel auf der Kathodenoberfläche angeordnet sind. g. Zerstäubungsionengetterpumpeg nach Anspruch lund 2, dadurch gekennzeichnetg daß die pillenartigen Kathodenelemente aus einem Einsatzträger mit einem verdampfbaren Einsatzstoff bestehen. 10. Zerstäubungsionengetterpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenelämente gitterfÖrmig ausgestaltet und auf mindestens einer metallischen Trägerplatte befestigt sind.2. Atomizing ion getter pump according to claim 1, characterized in that the cathode elements are designed like pills and are attached to at least one metallic carrier plate. 3. Atomizing ion getter pump according to claims 1 and 2 ", characterized in that the pill-like cathode elements have a circular cross-section. 4. Atomizing ion getter pump according to claims 1 and 2, characterized in that the pill-like cathode elements are designed in the shape of a truncated cone. 5. Atomizing ion getter pump according to claims 1 and 2, characterized in that the pill-like cathode elements are hemispherical. 6. Atomizing ion getter pump according to claims 1 and 2, characterized in that the pill-like cathode elements are made of metal. 7. Atomizing ion getter pump according to claims 1 and 2, characterized in that the surface of the pellet-like K * Uoden'-eiesente is roughened. 8. Zerstäubungsionengetterpumpe according to claim 1 and 2, characterized in. that the pellet-like cathode elements with respect to the anode formed by the electron optical system is substantially in the incidence position of the Elektronenb ündel are arranged on the cathode surface. G. Atomizing ion getter pump according to claims 1 and 2, characterized in that the pill-like cathode elements consist of an insert carrier with a vaporizable insert material. 10. Atomizing ion getter pump according to claim 1, characterized in that the cathode elements are designed in a grid shape and are attached to at least one metallic carrier plate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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