DE1564662B2

DE1564662B2 - Strahlerzeuger fuer an eine vakuumlpumpe angeschlossene korpuskularstrahlgeraete, insbesondere elektronenmikroskope

Info

Publication number: DE1564662B2
Application number: DE19661564662
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 1000 Berlin Schomburg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-07-14
Filing date: 1966-07-14
Publication date: 1972-07-27
Also published as: DE1564662A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlerzeuger für an eine Vakuumpumpe angeschlossene Korpuskular-Strahlgeräte, wobei insbesondere an Elektronenmikroskope, aber auch an Ionenmikroskope und Beugungsgeräte gedacht ist. Sie geht dabei aus von dem in der deutschen Patentschrift 1 031 447 beschriebenen Strahlerzeuger, der einen das Ende eines Hochspannungskabels umgebenden, in das Vakuumgehäuse des Gerätes vakuumdicht eingesetzten keramischenIsolierzylinder enthält, in dessen Innerem eine mit dem Kabelende fluchtende vakuumdichte Me₁UlI-hülse angeordnet ist, die einerseits eine wärrrieempfindliche vakuumdichte Durchführung für Spannungszuführungen vakuumdicht umschließt und andererseits mit dem innerhalb des Vakuumgehäuses befindlichen Ende des Isolierzylinders vakuumdicht verlötet ist. Als Durchführung für die Spanhüngen vom Kabelende zu den einzelnen Teilen des eigentlichen Strahlerzeugers, d. h. der Kathode und dem Wehnelt-Zylinder, ist bei der bekannten Anordnung eine Glasdurchführung verwendet.

Bei der Herstellung dieses bekannten Strahlerzeugers treten insofern gewisse Schwierigkeiten auf, als zur Erzielung der vakuumdichten Lötverbindung zwischen der Metallhülse und dem Isolierzylinder die Teile auf mehrere 100° C erhitzt werden müssen (Hartlötung); dabei kann die Dichtwirkung der üblicherweise verwendeten Glasdurchführung infolge Gefügeänderungen des Glases bei Temperaturen oberhalb von 300° C negativ beeinflußt werden.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, einen Strahlerzeuger der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß bei seiner Herstellung eine schädliche Temperaturerhöhung der Durchführung vermieden werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Metallhülse aus zwei vakuumdicht miteinander verbundenen Metallteilen besteht, von denen das eine die Durchführung umschließt und das andere mit dem Isolierzylinder verlötet ist.

Die Erfindung ermöglicht demnach die Herstellung der eine hohe Erwärmung erfordernden vakuumdichten Verbindung zwischen der Hülse einerseits und dem Isolierzylinder andererseits, ohne daß der die Glasdurchführung bzw. schlechthin die Durchführung für die Spannungszuführungen aufnehmende Teil der Hülse in für die Durchführung nachteiliger Weise mit erhitzt werden muß. Die beiden die Hülse bildenden Metallteile werden erst nach Herstellen der vakuumdichten Verbindung zwischen dem einen Metallteil und dem Isolierzylinder miteinander verbunden, z. B. elektrisch verschweißt, wobei keine die Durchführung für die Spannungszuleitungen beeinträchtigende Erwärmung auftritt, da bei der Verbindung der beiden Metallteile im Gegensatz zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Metallteil und einem keramischen Teil die Erwärmung der Teile, unter Umständen durch Berührung mit kühlenden Teilen, örtlich begrenzt ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das eine Metallteil die Form eines aus dem innerhalb des Vakuumgehäuses liegenden Ende des Isolierzylinders herausragenden Rohres, während das zweite Metallteil als den herausragenden Teil des ersten Metallteiles vakuumdicht umschließender Flansch ausgebildet ist, der an dem Isolierzylinder vakuumdicht festgelötet ist. Bei dieser Ausführungsform ist also die Hülse in zwei allein im Hinblick auf ihre getrennten Aufgaben ausgebildete Metallteile aufgeteilt, nämlich einen zur Aufnahme der Durchführung dienenden und demgemäß rohrförmigen Teil und einen weiteren Teil, der dieAufgabe der vakuumdichten Festlegung des ersten Teiles mit der Durchführung löst und demgemäß als Flansch ausgebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel für dieses bevorzugte Konstruktionsprinzip der Erfindung zeigt die Figur.

Der Isolierzylinder 1 ist in an sich bekannter und daher in der Figur nicht dargestellter Weise vakuumdicht in das Vakuumgehäuse des Korpuskularstrahlgerätes, in diesem Beispiel eines Elektronenmikroskops, eingesetzt. Hierbei finden in üblicher Weise beispielsweise aus gummiähnlichem Material bestehende Dichtungen Verwendung; ferner ist.es bekannt, zur Lagerung des Isolierzylinders 1 Kugellager . heranzuziehen, um eine Zentrierung der Kathode 2 mit dem Wehneltzylinder 3 bezüglich der optischen Achse des Gerätes durchführen zu können.

Der Isolierzylinder 1 besteht aus Keramik, jedoch ist es möglich, hierfür auch ein anderes Isoliermaterial zu verwenden, sofern dieses eine Hartlötung mit Metallteilen ermöglicht. Der Ausdruck »keramisch« ist also weniger von der Art als vielmehr von den Eigenschaften des für den Zylinder 1 verwendeten Materials her zu verstehen.

In dem Hohlraum 4 des Isolierzylinders 1, der mit einem flüssigen Isoliermittel gefüllt sein kann, verläuft der wesentliche Teil der allgemein mit 5 bezeichneten Metallhülse, die ihrerseits die in diesem

Ausführungsbeispiel als Glasdurchführung ausgebildete Durchführung 6 für in diesem Falle zwei Spannungszuführungen 7 und 8 vakuumdicht aufnimmt. Die Spannungsdurchführungen dienen hier zur Durchführung des Kathodenheizstromes von dem nicht gezeichneten, im oberen nicht geschnitten dargestellten Teil des Isolierzylinders 1 auslaufenden Kabelende zu der Kathode 2. Zur Aufnahme der zugehörigen Leiter 9 und 10 nebst Buchsen ist innerhalb der Hülse 5 der Isolierblock 11 mit entsprechenden Ausnehmungen angeordnet, der mittels des Gewindeteiles 12 gehalten ist. Das Gewindeteil 12 weist an seinem in der Figur unteren Ende Kontaktfahnen 13 auf, mit denen über die Metallhülse 5 eine Potentialzufuhr von einem entsprechenden Leiter des nicht dargestellten Kabels zu der Wehneltelektrode 3 hergestellt wird.

Erfindungsgemäß ist die Metallhülse 5 aus den beiden Metallteilen 5 α und 5 b durch Verschweißung an der Stelle 14 vakuumdicht zusammengesetzt. Dabei dient das Teil 5 a zur Aufnahme der Glasdurchführung 6, während das Teil 5 b als Flansch ausgebildet und durch Hartlötung vakuumdicht mit dem in der Figur unteren Ende des Isolierzylinders 1 verbunden ist. Es ist also möglich, ohne Beeinflussung der Güte des durch die Glasdurchführung 6 erzeugten vakuumdichten Abschlusses zunächst das Metallteil 5 b durch einen Lötvorgang, dessen Temperatur ohne Rücksicht auf eine nachteilige Beeinflussung der in dem Teil 5 a enthaltenen Konstruktionselemente gewählt werden kann, vakuumdicht an dem Isolierzylinder 1 festzulegen, dann das Metallteil 5 a in den Zylinder und das flanschartige Teil 5 b einzuführen und an dem letztgenannten Teil vakuumdicht zu befestigen. Diese Befestigung kann ohne Gefährdung der Glasdurchführung 6 durch Schweißen, z. B. an der leicht zugänglichen Stelle 14, erfolgen, da hierbei nur eine örtlich begrenzte Erwärmung auftritt.

In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel dient das Metallteil 5 b zugleich zum Aufschrauben der Überwurfkappe 15, die ihrerseits die Kathode und den Wehneltzylinder hält und nach deren Abschrauben in einfacher Weise das Auswechseln der Kathode mödich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlerzeuger für an eine Vakuumpumpe angeschlossene Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope, mit einem das Ende eines Hochspannungskabels umgebenden, in das Vakuumgehäuse des Gerätes vakuumdicht eingesetzten keramischen Isolierzylinder, in dessen Innerem eine mit dem Kabelende fluchtende vakuumdichte Metallhülse angeordnet ist, die einerseits eine wärmeempfindliche vakuumdichte Durchführung für Spannungszuführungen vakuumdicht umschließt und andererseits mit dem innerhalb des Vakuumgehäuses befindlichen Ende des Isolierzylinders vakuumdicht verlötet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall· hülse (5) aus zwei vakuumdicht miteinander verbundenen Metallteilen (5 a, 5 b) besteht, von denen das eine (5 a) die Durchführung (6) umschließt und das andere (5 b) mit dem Isolierzylinder (1) verlötet ist.

2. Strahlerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Metallteile (5 a, 5 b) miteinander verschweißt sind.

3. Strahlerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Metallteil (5 d) die Form eines aus dem innerhalb des Vakuumgehäuses liegenden Ende des Isolierzylinders (1) herausragenden Rohres besitzt und das zweite Metallteil (5 b) als den herausragenden Teil des ersten Metallteiles vakuumdicht umschließender Flansch ausgebildet ist, der an dem Isolierzylinder vakuumdicht festgelötet ist. ^i:' ^:

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