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.