DE2431415C3

DE2431415C3 - Electrode assembly for electric fields and process for their manufacture

Info

Publication number: DE2431415C3
Application number: DE2431415A
Authority: DE
Inventors: Paul W. Minneapolis Minn. Palmberg (V.St.A.)
Original assignee: Physical Electronics Inc
Current assignee: Physical Electronics Inc
Priority date: 1973-08-17
Filing date: 1974-06-29
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FR2241158A1; FR2241158B1; GB1427906A; JPS5051386A; DE2431415B2; US3818228A; DE2431415A1; JPS5423278B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für elektrische Felder mit an den Enden mehrerer, einen bestimmten Raum einschließender Elektroden angeordneten, diese im Abstand haltenden, das elektrische Feld begrenzenden, nichtleitenden Platten, auf deren dem Elektrodenraum zugewandten Flächen gut leitfähige Streifen auf Linien, die Äquipotentiallinien des unbegrenzten Feldes bei unendlich langen Elektroden entsprechen, im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei diese Flächen und die darauf angeordneten Streifen von einer hochohmigen Schicht überzogen sind.The invention relates to an electrode arrangement for electrical fields with several at the ends, one Electrodes arranged in a certain space enclosing them, keeping them apart, the electric field delimiting, non-conductive plates, on whose surfaces facing the electrode space are highly conductive Stripes on lines, the equipotential lines of the unlimited field for infinitely long electrodes correspond, are arranged at a distance from one another, these surfaces and those arranged thereon Strips are covered by a high-resistance layer.

Bei jeder Vorrichtung zur Analyse geladener Teilchen ist es erforderlich, das elektrische Feld zwischen dem Queilenpunkt und dem Bildpunkt frei von Verzerrungen zu halten. Das elektrische Feld wird dabei von mindestens zwei Elektroden erzeugt, die normalerweise einen hohen Symmetriegrad aufweisen und in einer genauen Anordnung zueinander stehen. Aus praktischen Gründen, beispielsweise zur besseren Probenzugänglichkeit, ist es normalerweise notwendig, die dasWith every charged particle analysis device it is necessary to keep the electric field between the source point and the image point free from distortion to keep. The electric field is generated by at least two electrodes, which are normally have a high degree of symmetry and are in a precise arrangement to one another. For practical Reasons, e.g. for better sample accessibility, it is usually necessary that the

ίο Feld bildenden leitfähigen Elektroden in ihrer Länge zu begrenzen. Ragt die durch diese Begrenzung erzeugte Feldverzerrung jedoch in den Bereich der Bahn der geladenen Teilchen hinein, so wird die Leistungsfähigkeit des Analysators beeinträchtigt Eine vollständige Beseitigung der Feldverzerrung an der Begrenzung wird dadurch erhalten, daß die Feldbegrenzungsplatten gemäß der eingangs genannten Konstruktion, wie sie aus der US-PS 37 35 128 des Anmelders bekannt ist, an jedem Punkt der Fläche dasjenige Potential schaffen, das dort bei nicht begrenzten Elektroden herrschen würde.ίο Limit the length of the conductive electrodes forming the field. However, if the field distortion generated by this limitation protrudes into the area of the path of the charged particles, the performance of the analyzer is impaired US-PS 37 35 128 of the applicant is known to create the potential at each point of the surface that would prevail there with unlimited electrodes.

Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist jedoch die Tatsache, daß der hochohmige Schichtüberzug nur sehr schwer mit gleichmäßiger LeitfähigkeitThe disadvantage of this known construction, however, is the fact that the high-resistance layer coating only very difficult with uniform conductivity

herzustellen ist Mit den auf Äquipotentiallinien angeordneten leitfähigen Streifen konnte eine Korrektur der ungleichmäßigen Leitfähigkeit nur in Umfangsrichtung erreicht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrodenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für eine vollständige Beseitigung der Feldverzerrung an den Enden der Elektroden eine Korrektur der Potentialfehler auch in radialer Richtung erlaubt.with the conductive strips arranged on equipotential lines, a correction of the uneven conductivity could only be achieved in the circumferential direction.
The object of the present invention is to create an electrode arrangement of the type mentioned at the outset which, for a complete elimination of the field distortion at the ends of the electrodes, also allows the potential errors to be corrected in the radial direction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter dem hochohmigen SchichtUberzug zwischen den Streifen Widerstandsbrücken in Form von Schichtsegmenten angeordnet sind, deren Flächenwiderstand mindester.s um den Faktor 10 kleiner als derjenige des Schichtüberzuges ist und deren Gesamtwiderstand zwischen je zwei benachbarten Streifen durch entsprechend gewählte Segmentbreite und/oder -dicke festlegbar ist.This object is achieved according to the invention in that under the high-resistance layer coating between the strip resistance bridges are arranged in the form of layer segments, their sheet resistance is at least 10 times smaller than that of the coating and its total resistance between two adjacent strips can be determined by appropriately selected segment width and / or thickness is.

Bei dieser Anordnung wird das Potential der einzelnen leitfähigen Streifen hauptsächlich durch die niederohmigeren Widerstandsbrücken, die in ihrem Widerstand genau bemessen sind, eingestellt Auf diese Weise läßt sich die gewünschte optimale Potentialverteilung hochgenau und kostengünstig einstellen.With this arrangement, the potential of the individual conductive strips is mainly determined by the Lower resistance bridges, which are precisely measured in their resistance, adjusted to this In this way, the desired optimal potential distribution can be set very precisely and inexpensively.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Schichtüberzug einen Flächenwiderstand von etwa 100 Megaohm und die Segmentschicht einen Flächenwiderstand von etwa 1 Megaohm auf.
Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung der Schichtsegmente auf den das elektrische Feld begrenzenden, mit den gut leitfähigen Streifen versehenen, nichtleitenden Platten. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Segmentbreite durch Maskieren beim Aufbringen der Segmentschicht erhalten wird.According to a preferred embodiment, the layer coating has a sheet resistance of approximately 100 megohms and the segment layer has a sheet resistance of approximately 1 megohm.
The invention also relates to a method for producing the layer segments on the non-conductive plates which limit the electrical field and are provided with the highly conductive strips. According to the invention, this method is characterized in that the desired segment width is obtained by masking when the segment layer is applied.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die gewünschte Segmentbreite nach Aufbringen der Segmentschicht durch anschließendes TrimmenAccording to a further preferred embodiment, the desired segment width is achieved after application the segment layer by subsequent trimming

fts mit einem Sandstrahlgebläse unter gleichzeitiger Messung des Widerstandes zwischen je zwei Streifen hergestellt.fts with a sandblasting blower under simultaneous Measurement of the resistance made between two strips.

Die Dicke der Segmentschicht kann jedoch auch nachHowever, the thickness of the segment layer can also be according to

dem Aufbringen durch chemisches Ätzen auf den gewünschten Wert gebracht werden. applied to the desired value by chemical etching.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt To better explain the invention, the following detailed description of preferred embodiments in conjunction with the drawing serves . It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Koaxialzylinderana- lysators mit einem Ausführungsbeispiel von erfindungsgemäß ausgebildeten Feldbegrenzungsplatten,Fig. 1 is a longitudinal section of a Koaxialzylinderana- lysators with an embodiment of the invention designed according to the field limiting plates,

F i g. 2 eine Frontansicht einer Feldbegrenzungsplatte ι ο des Analysators gemäß F i g. 1,F i g. 2 shows a front view of a field delimitation plate ι o of the analyzer according to FIG. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang Linie 3-3 in F i g. 2,F i g. 3 is a cross section taken along line 3-3 in FIG. 2,

Fig.3a einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform der Feldbegrenzungsplatte für den Analysator gemäß F i g. 1, 3a shows a cross section through an alternative embodiment of the field delimitation plate for the analyzer according to FIG. 1,

Fig.4 eine vergrößerte Frontansicht eines Ausführungsbeispiels einer teilweise erfindungsgemäß fertiggestellten Platte mit schematischer Darstellung des Trimmverfahrens für die erste, als quer.erlaufendes Band ausgebildete Widerstandsschicht, und4 shows an enlarged front view of an exemplary embodiment a partially finished plate according to the invention with a schematic representation of the Trimming process for the first resistance layer, designed as a transverse band, and

F i g. 5 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Quadrupolfeldbegrenzungsp!?.tte. F i g. 5 shows a cross section through an exemplary embodiment of a quadrupole field delimitation field according to the invention.

In Fig. 1 ist ein zylindrischer Röhrenanalysator 10 des Typs dargesn'U, der in der US-PS 37 39 170 desselben Anmelders beschrieben ist.1 shows a cylindrical tube analyzer 10 of the dargesn'U type, which is disclosed in US Pat. No. 3,739,170 by the same applicant.

Der Analysator 10 besteht aus einem ußeren Metallrohr 11 (normalerweise Edelstahl), in dessen Innerem ein zweites zylindrisches Edelstahlrohr 12 koaxial zum Rohr 11 angeordnet ist. Das Rohr 12 ist mit /to mehreren öffnungen 13 und 14 versehen, die an entgegengesetzten Enden des Rohres 12 um dieses herum angeordnet sind. Diese öffnungen 13 und 14 sind teilweise durch einen Metallschirm verschlossen, der das Hindurchtreten geladener Teilchen erlaubt, jedoch im allgemeinen die Kontinuität der das Feld bildende Elektrode 12 aufrechterhält.The analyzer 10 consists of an outer metal tube 11 (usually stainless steel), inside of which a second cylindrical stainless steel tube 12 is arranged coaxially with the tube 11. The tube 12 is provided with a plurality of openings 13 and 14 which are arranged around the tube 12 at opposite ends. These openings 13 and 14 are partially closed by a metal screen which allows charged particles to pass through, but which generally maintains the continuity of the electrode 12 forming the field.

In dem Bereich zwischen den öffnungen 13 und 14 befindet sich eine Bestrahlungsquelle 15, die zum Beschießen einer Probe 17 aus dem zu analysierenden Material mit Hochenergieelektronen benutzt wird. Obwohl die Zeichnung die Bestrahlungsquelle koaxial zu den Rohren 11 und 12 und in der Mitte zwischen den öffnungen 13 und 14 darstellt, kann die Bestrahlungsquelle auch in der gestrichelt dargestellten Position außerhalb der Rohre angeordnet sein, um streifenden Einfall für die die Probe 17 treffenden Elektronen vorzusehen. Um diesen streifenden Einfall zu erzielen, ist es wünschenswert, wenigstens die Endplatte 16 auf der Probenseite in Kegelstumpfform gemäß F i g. 1 und so 3 auszubilden. Diese Konstruktion ergibt eine eng benachbarte Anordnung der Elektronenquelle oder anderer an den Enden des Analysators verwendeter Geräte. Demzufolge ist die zu analysierende Probe vorzugsweise in der Nähe der öffnung 13 angeordnet.In the area between the openings 13 and 14 there is an irradiation source 15 which is used to bombard a sample 17 made of the material to be analyzed with high-energy electrons. Although the drawing shows the radiation source coaxial to the tubes 11 and 12 and in the middle between the openings 13 and 14, the radiation source can also be arranged outside the tubes in the position shown in dashed lines in order to provide grazing incidence for the electrons striking the sample 17 . In order to achieve this grazing incidence, it is desirable to have at least the end plate 16 on the sample side in the shape of a truncated cone according to FIG. 1 and so 3 to train. This construction results in the close proximity of the electron source or other equipment used at the ends of the analyzer. Accordingly, the sample to be analyzed is preferably arranged in the vicinity of the opening 13.

Die Probe 17 wird von einer Haltevorrichtung 18 getragen, so daß sie derart zentral angeordnet ist, daß von ihr emittierte Sekundärelektronen in das offene Ende des Rohres 12 gelangen und wenigstens teilweise durch die öffnungen 13 und sodann zwischen die fto Elektroden 11 und 12, um analysiert zu werden, worauf sie durch öffnungen 14 austreten und zum Nachweis auf einen Elektronenmultiplier 19 auftreffen. Eine Platte 35 mit einer Blendöffnung hilft bei der weiteren Verbesserung der Analyse. Diese allgemeine Anordnung ist in der fts obenerwähnten US-PS 37 39 170 dargestellt und soll hier nicht weiter erläutert werden.The sample 17 is carried by a holding device 18 so that it is arranged centrally in such a way that secondary electrons emitted by it get into the open end of the tube 12 and at least partially through the openings 13 and then between the fto electrodes 11 and 12 to be analyzed to become, whereupon they exit through openings 14 and impinge on an electron multiplier 19 for detection. A plate 35 with an aperture helps to further improve the analysis. This general arrangement is shown in US Pat. No. 3,739,170 mentioned above and will not be explained further here.

Die Rohre 11 und 12 werden von zwei stumpfen Hohlkegeln 16 auf Abstand gehalten, die außerdem Vorrichtungen zur Einhaltung des richtigen elektrischen Feldes im Bereich zwischen den Rohren 11 und 12 darstellen, wodurch erfinclungsgemäß die verbesserte Analyse möglich ist. Die Elemente 16 werden im folgenden als Platten bezeichnet. Sie können eine Vielzahl von Formen annehmen. Wie in F i g. 1 dargestellt, sind beide Elemente 16 kegelstumpfförmig ausgebildet. Natürlich kann man auch eine flache Scheibe gemäß F i g. 3a an der Seite des Elektronenrnultipliers vorsehen und dennoch die Vorteile der kegelstumpfförmigen Konstruktion am Probenende beibehalten.The tubes 11 and 12 are held at a distance by two truncated hollow cones 16, which also Devices for maintaining the correct electrical field in the area between the tubes 11 and 12 represent, whereby according to the invention the improved analysis is possible. The elements 16 are in hereinafter referred to as plates. They can take a variety of forms. As in Fig. 1 shown, both elements 16 are frustoconical educated. Of course, you can also use a flat disk as shown in FIG. 3a on the side of the electron multiplier and still take advantage of the frustoconical design at the end of the specimen maintained.

Wie in den F i g. 3 und 3a dargestellt, können die Platten für das Gerät gemäß F i g. 1 entweder kegelstumpfförmig oder ah flache Scheiben ausgebildet sein. Für andere Geräte kiinn die Form unterschiedlich sein und dennoch die erfindungsgemäßen Merkmale beibehalten.As shown in Figs. 3 and 3a, the plates for the device according to FIG. 1 either frustoconical or flat discs. For other devices the shape can be different be and still retain the features of the invention.

Die innere Oberfläche der Platte 16 ist, wie am besten aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen, mit einer Vielzahl von Ringen 20 bis 24 aus hoch leitfähigem Material, beispielsweise Metall, versehen. Obwohl verschiedene Metalle geeignet sind, wird zerstäubtes Gold-Chrom vorgezogen. Die Ringe 20 bis 24 sind vorzugsweise von geringer Breite und Dicke. Eine Breite von etwa 0,125 mm und eine Dicke von etwa 0,025 mm ist geeignet. Schmalere und dünnere Querschnitte sind ebenfalls möglich, wobei beachtet werden muß, daß die elektrische Leitfähigkeit der Ringe groß genug sein muß, um sicherzustellen, daß jeder Ring auf seinem ganzen Umfang auf im wesentlichen gleichem Potential liegen muß. Aus Gründen der vereinfachten zeichnerischen Darstellung sind sowohl die Breite als auch die Dicke der Metallringe übertrieben dargestellt Über die Oberfläche der Platte 16 unid der Ringe 20 bis 24 ist ein Überzug hohen Widerstandes aufgebracht. Dieser besteht aus einem geeigneten Material, beispielsweise Metallkeramik, obwohl fast alle Hochwiderstandsmaterialien geeignet sind, die den Bedingungen der Analyse (vor allem Hochvakuum und höhere Temperaturen) standhalten. Diese Anordnung ist in der obenerwähnten US-PS 37 35 128 beschrieben. Wie dort weiter ausgeführt, bilden die Rohre 11 und 12 zwei Platten eines Generators für das elektrische Feld. In der zentralen Region zwischen den beiden Zylinderenden ist die elektrische Feldstärke so, wie dies gewünscht ist. Auf jeden Fall finden auf Grund der Tatsache, daß die Rohre nicht unendlich lang sind, Feldverzerrungen in der Nähe der Rohrenden statt.The inner surface of the plate 16 is as best from FIGS. 2 and 3, with a large number of rings 20 to 24 made of highly conductive material, for example metal. Although various metals are suitable, atomized gold becomes chrome preferred. The rings 20 to 24 are preferably of small width and thickness. A width of about 0.125 mm and a thickness of about 0.025 mm is suitable. Narrower and thinner cross-sections are also possible, whereby it must be ensured that the electrical conductivity of the rings is large enough must to ensure that each ring is at essentially the same potential over its entire circumference must lie. For the sake of simplified graphic representation, both the width and the Thickness of the metal rings shown exaggerated Above the surface of the plate 16 and the rings 20 to 24 is a High resistance coating applied. This consists of a suitable material, for example Metal-ceramic, although almost all high-resistance materials are suitable for the conditions of the analysis (especially high vacuum and higher temperatures). This arrangement is in that mentioned above US-PS 37 35 128 described. As further stated there, the tubes 11 and 12 form two plates of one Electric field generator. In the central region between the two cylinder ends is the electric field strength as desired. Definitely find due to the fact that the pipes are not infinitely long, field distortions take place near the pipe ends.

Der Überzug aus elektrisch leitfähigem Material mit hohem Widerstand sieht einen Weg sehr geringer Leitfähigkeit zwischen den beiden Rohren vor und dient dazu, alle auf der Oberfläche der Platte auftretenden Ladungen abzuführen. Dieses Abführen verhindert, daß eine Aufladung der Plattenoberfläche das gewünschte Feld verändert und stellt daher sicher, daß das Potential an jedem Punkt der Platte 16 gleich dem Potential eines entsprechenden Raumpunktes im Inneren eines Analysators mit unendlich langem Rohr ist.The coating of electrically conductive material with high resistance sees very little path Conductivity between the two tubes in front and serves to keep all occurring on the surface of the plate Discharge charges. This dissipation prevents the surface of the disk from being charged as desired Field changes and therefore ensures that the potential at any point on the plate 16 is equal to the potential of one corresponding point in space inside an analyzer with an infinitely long tube.

Die Begriffe »leitfähig« in bezug auf die Ringe 20 bis 24 und »hoher Widerstand« sind relative Begriffe. Der Überzug hohen Widerstandes hat vorzugsweise einen Flächenwiderstand in der Größenordnung von 1 Megaohm oder höher. Die Ringe 20 bis 24 haben vergleichsweise niedrige Flächenwiderstände.The terms "conductive" with respect to rings 20 through 24 and "high resistance" are relative terms. Of the High resistance coating preferably has a sheet resistance on the order of 1 Megaohm or higher. The rings 20 to 24 have comparatively low sheet resistances.

Auf jeder Oberfläche mil: einer gewissen Größe ist es schwierig, einen gleichmäßigen Überzug hohen Wider-On any surface mil: of a certain size it is difficult to obtain an even coating of high resistance

Standes aufzubringen. Wenn die Platten 16 kegelstumpfförmig gemäß den F i g. 1 und 3 ausgebildet sind, ist es sehr schwierig, einen gleichmäßigen Überzug hohen Widerstandes zwischen der inneren Kante an der öffnung 25 und der äußeren Kante beim Ring 20 auf der Scheibe 16 vorzusehen. Dieses Problem mangelnder Gleichförmigkeit existiert bei Überzügen hohen Widerstandes sowohl bei Aufbringung in Aufdampftechnik, in Zerstäubungstechnik oder in Siebdrucktechnik. Obwohl die Ringe eine zylindrische Asymmetrie »korrigieren«, wird das Potential eines bestimmten Ringes vom Spannungsabfall über die Schicht zwischen den Ringen bestimmt. Daher können trotz der Steuerung durch das Material 27 die Ringe nicht das gewünschte Potential aufweisen, wenn der Widerstand zwischen den Ringen nicht sorgfältig von der Schicht 27 festgelegt wird.Stand up. When the plates 16 are frustoconical as shown in FIGS. 1 and 3 are formed, it is very difficult to obtain a uniform high resistance coating between the inner edge on the To provide opening 25 and the outer edge of the ring 20 on the disk 16. This problem is lacking Uniformity exists with high resistance coatings as well as with vapor deposition, in Atomization technology or in screen printing technology. Although the rings "correct" a cylindrical asymmetry, the potential of a particular ring depends on the voltage drop across the layer between the rings certainly. Therefore, despite the control by the material 27, the rings cannot have the desired potential if the resistance between the rings is not carefully determined by layer 27.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Konstruktion und das Herstellungsverfahren der Feldbegrenzungsplatten 16 erheblich verbessert. Eine keramische Scheibe 16 wird auf die Weise als Feldbegrenzungsplatte ausgebildet, daß zunächst die Ringe 20 bis 24 auf der inneren Oberfläche dieser Platte aufgebracht werden. Dies kann in einfacher Weise durch Metallisieren der gesamten inneren Oberfläche und nachfolgende Auflösung des nicht gewünschten Metalls mit Fotoätztechnik geschehen, wonach die die zylindrische Symmetrie sichernden Ringe übrigbleiben.With the present invention, the construction and the manufacturing process of the field delimitation plates 16 is greatly improved. A ceramic one Disc 16 is designed as a field delimitation plate that initially the rings 20 to 24 on the inner surface of this plate are applied. This can be done in a simple manner by metallizing the entire inner surface and subsequent dissolution of the unwanted metal with photo-etching technique happen, after which the cylindrical symmetry securing rings remain.

Dann wird ein Sektor eines Materials mit hohem Flächenwiderstand, beispielsweise bei 26, auf einen Teil der inneren Fläche der Platte 16 und über einen Teil eines jeden der Ringe 20 bis 24 aufgebracht. Dieses bei 26 aufgebrachte Material hat vorzugsweise einen Flächenwiderstand von etwa 1 Megaohm. Das Material 26 bildet den Hauptleitfähigkeitsweg zwischen den Ringen und bestimmt daher das Potential jedes Ringes. Über das Material 26 und den Rest der Oberfläche der Platte 16 wird ein zweites Material 27 wesentlich höheren Flächenwiderstandes aufgebracht, das Potentialpunkte zwischen den Ringen ausfüllt und Ladung abtransportiert Das Material 27 kann in einfacher Weise ein Material mit einem Flächenwiderstand von 100 Megaohm sein. Da sich der Gesamtwiderstand zwischen den Ringen in Abhängigkeit von der FormelThen a sector of high sheet resistance material, for example at 26, is placed on a part the inner surface of the plate 16 and over a portion of each of the rings 20-24. This at 26 applied material preferably has a sheet resistance of about 1 megohm. The material 26 forms the main conductive path between the rings and therefore determines the potential of each ring. Over the material 26 and the remainder of the surface of the plate 16, a second material 27 becomes essential higher sheet resistance applied, which fills potential points between the rings and charge transported away The material 27 can easily be a material with a sheet resistance of 100 megaohms. Since the total resistance between the rings depends on the formula

ergibt, hat die Schicht 26 mit der höheren Leitfähigkeit den wesentlichen Einfluß auf den Spannungsabfall zwischen aufeinanderfolgenden Ringen. Die Schicht 27 mit sehr hohem Flächenwiderstand hat nur einen geringeren Einfluß. Vorteilhafterweise ist das Flächenwiderstandsverhältnis zwischen den Schichten 27 und 26 groß. Es sollte wenigstens 10:1 betragen. Der durch das Material 26 vorgesehene Widerstand kann auf einfachere Weise, beispielsweise durch Maskieren, reguliert werden.results, the layer 26 with the higher conductivity has the essential influence on the voltage drop between successive rings. The very high sheet resistance layer 27 has only one lesser influence. Advantageously, the surface resistance ratio between layers 27 and 26 is great. It should be at least 10: 1. The resistance provided by the material 26 can be simpler Manner, for example by masking, can be regulated.

Um eine noch größere Genauigkeit zu erzielen, wird das in Fig.4 dargestellte Verfahren angewendet. In F i g. 4 ist auf einem Teil der Platte 16 Material 26 über und quer zu den Ringen 20 bis 24 aufgebracht, wie dies sektorförmig dargestellt ist Nach dem Aufbringen wird ein Sandstrahlgebläse 28 in Verbindung mit einem Ohmmeßgerät 31 benutzt, um die Schicht zwischen aufeinanderfolgenden Ringen auf den vorbestimmten Widerstand zu trimmen. Um beste Resultate zu erzielen, wird vorzugsweise Material, wie dies in Fig.4 dargestellt ist, in einer radialen Linie in schmaler Stücken entfernt, wobei die Grenzen parallel zu einei Feldlinie sind, bis der gewünschte Widerstand zwischer aufeinanderfolgenden Metaliringen erreicht ist. Nachdem die Schicht 26 getrimmt worden ist, wird eine Schicht 27 höheren Flächenwiderstandes auf der Fläche der Platte 16 in derselben Weise wie oben beschrieben niedergeschlagen. Die Schicht 27 mit sehr hohem Flächenwiderstand füllt Potentialpunkte aus und gewährleistet, daß irgendwelche auf der Oberfläche der Platte 16 auftretenden Ladungen abgeführt werden, obwohl die Schicht 27 nur sehr wenig zum Spannungsabfall zwischen den aufeinanderfolgenden Ringen beiträgt. Die Schicht 26 stellt die hauptsächlicheIn order to achieve even greater accuracy, the method shown in FIG. 4 is used. In F i g. 4, material 26 is applied to a portion of the plate 16 over and across the rings 20-24 as this Is shown sector-shaped After application, a sandblasting fan 28 in conjunction with a Ohm meter 31 used to measure the layer between successive rings on the predetermined Trim resistance. In order to achieve the best results, material as shown in Fig. 4 is preferred is shown, spaced in a radial line in narrower pieces, with the boundaries parallel to one Field line are until the desired resistance between successive metal rings is reached. After this the layer 26 has been trimmed, a layer 27 of higher sheet resistance becomes on the surface the plate 16 is deposited in the same manner as described above. The layer 27 with a very high Sheet resistance fills in potential points and ensures that any on the surface of the Plate 16 occurring charges are dissipated, although the layer 27 has very little to do with voltage drop between the successive rings. Layer 26 is the main one

ι s Steuereinrichtung für diesen Abfall dar.ι s control device for this waste.

Verschiedene Materialien und Maschinen können zur Herstellung benutzt werden. Die Platten sind aus nicht leitendem Material, beispielsweise Keramik, hergestellt. Aluminiumoxid ist ein brauchbares Material für die Platten 16. Verschiedene Materialien können für die Herstellung der Schichten 26 und 27 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Metallkeramik, wie sie in der US-PS 37 39 170 beschrieben ist, eingesetzt werden oder im Handel erhältliche Überzugsmaterialien. Die Überzüge sollten mit dem Hochvakuum und den hohen Ausheiztemperaturen verträglich sein, denen der Analysator bei seinem Gebrauch ausgesetzt ist Die Dicke eines aufgebrachten Überzuges 26 ist normalerweise kleiner als 0,025 mm.Various materials and machines can be used to manufacture it. The panels are not made conductive material such as ceramic produced. Alumina is a useful material for that Plates 16. Various materials can be used to make layers 26 and 27. For example, a metal ceramic, as described in US Pat. No. 3,739,170, can be used or commercially available coating materials. The coatings should be with the high vacuum and the high The bake-out temperatures to which the analyzer is exposed during use Thickness of an applied coating 26 is typically less than 0.025 mm.

Am Schluß der Herstellung der erfindungsgemäßen Begrenzungsplatten wird die Schicht 27 über die Oberfläche der Platte 16, unter Einschluß der Metallringe 20 bis 24 und des getrimmten Widerstandes 26, aufgebracht. Ein zerstäubter dünner Film aus Metallkerarnik von Nickel und Aluminiumoxid ist dazu geeignet. Da der getrimmte Widerstand 26 den überwiegenden Einfluß auf die Reduzierung der Feldverzerrung besitzt, ist das Aufbringen der Schicht 27 nicht mehr kritisch, obwohl vorzugsweise die Gleichmäßigkeit der Schicht 27 immer noch überwacht wird.At the end of the production of the delimitation plates according to the invention, the layer 27 is over the Surface of the plate 16, including the metal rings 20 to 24 and the trimmed resistor 26, upset. An atomized thin film of metal-ceramics of nickel and aluminum oxide is suitable for this. Since the trimmed resistor 26 has the predominant influence on the reduction of the field distortion, the application of the layer 27 is no longer critical, although the uniformity of the layer is preferred 27 is still being monitored.

Als Alternative zum Sandstrahitrimmen des Widerstandes 26 kann auch ein chemisches Ätzverfahren angewendet werden. Eine Art des chemischen Ätzens besteht darin, daß der Widerstand zwischen aufeinanderfolgenden Ringen gemessen wird, um die Abweichung vom gewünschten Wert zu ermitteln. Mit einem milden Ätzmittel wird dann das zu trimmende Gebiet chemisch geätzt, um die Dicke um den gewünschten Betrag zu verringern. Durch zeitliche Begrenzung der Ätzzeit kann der endgültige Widerstand genau eingehalten werden.As an alternative to sandblasting the resistor A chemical etching process can also be used. A type of chemical etching consists in measuring the resistance between successive rings to determine the deviation to be determined from the desired value. With a mild etchant is then chemically etched the area to be trimmed to the desired thickness Decrease amount. By limiting the etching time, the final resistance can be precisely maintained will.

Wie bereits dargelegt ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Form beschränkt Als Beispiel für ein weiteres Einsatzgebiet der Erfindung sei auf F i g. 5 dei Zeichnung verwiesen, worin der Querschnitt einer Quadrupolfeldbegrenzungseinheit eines bekannter Typs dargestellt ist Da der Quadrupol an sich in Bauweise und Zweck bekannt ist, soll hierauf nicht näher eingegangen werden. Zum Quadrupol wird im übrigen auf die einschlägige Literatur verwiesen.As already stated, the invention is not limited to the form shown. As an example of a A further area of application of the invention is to be found in FIG. 5 dei Referring to the drawing, wherein the cross-section of a quadrupole field limiting unit of a well-known Type is shown because the quadrupole per se in The design and purpose are known, this will not be discussed in more detail. The quadrupole becomes the other references are made to the relevant literature.

In Fig.5 ist eine Ansicht der Fläche einei Feldbegrenzungsplatte für einen Quadrupol dargestellt Die Platte ist gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut Wie aus der Figur ersichtlich, sind vier Stangen 50 in rechtwinkliger Anordnung vorgesehen Sie enden in der Fläche einer Platte 51 aus Keramik oder einem anderen elektrisch isolierenden Material Vorrichtungen zum Anlegen der gewünschten Spannun-In Figure 5 is a view of the surface eini Field delimitation plate for a quadrupole shown. The plate is in accordance with the present invention constructed As can be seen from the figure, four rods 50 are provided in a right-angled arrangement They end in the surface of a plate 51 made of ceramic or another electrically insulating material Devices for applying the desired voltage

gen an die Stangen 50 sind nicht dargestellt. Eine Öffnung 52 ist im Mittelteil der Platte 51 vorgesehen, um geladene Teilchen einzulassen, die den Quadrupol der Länge lang durchlaufen.conditions on the rods 50 are not shown. An opening 52 is provided in the central part of the plate 51 to admitting charged particles that traverse the length of the quadrupole.

Auf der inneren Oberfläche der Platte 51 sind mehrere leitfähige Streifen 53, 54 und 55 aufgebracht, deren Lage auf der Fläche der Platte 51 mit Äquipotentialregionen wenigstens im Gebiet zwischen den Polen 50 übereinstimmt. Die die leitfähigen Äquipotentiallinien bildenden Streifen treffen sich, wie dies dargestellt ist, an vom mittleren Teil der Platte 51 entfernten Stellen.Several conductive strips 53, 54 and 55 are applied to the inner surface of the plate 51, their position on the surface of the plate 51 with equipotential regions at least in the area between the poles 50 matches. The strips forming the conductive equipotential lines meet, as this is shown at locations remote from the central part of the plate 51.

In einem Gebiet der Platte 51, wo die Äquipotentiallinien 53, 54 und 55 sich aus dem aktiven Gebiet desIn an area of plate 51 where the equipotential lines 53, 54 and 55 come from the active area of the

Quadr.pols herauserstrecken, ist ein Abschnitt eines Materials mit hohem Flächenwiderstand 56 auf der Platte 51 und in Kontakt mit und über den Flächen der Linien 53, 54 und 55 aufgebracht. Dieses Gebiet 56 entspricht dem Gebiet 26 der F i g. 2 und 4 sowohl in Aufbau als auch Zweck. Es kann, wie dies zu F i g. 4 beschrieben ist, getrimmt werden, um den gewünschten Spannungsabfall und das gewünschte Potential auf den Linien 53,54 bzw. 55 zu erzeugen.Extending Quadr.pols is a section of a High sheet resistance material 56 on plate 51 and in contact with and over the faces of the Lines 53, 54 and 55 applied. This area 56 corresponds to the area 26 of FIG. 2 and 4 both in Structure as well as purpose. It can, as shown in FIG. 4, can be trimmed to the desired one Voltage drop and the desired potential on lines 53,54 and 55, respectively.

Über die Fläche der Platte 51 unter Einschluß des Gebietes 56 wird dann eine Schicht aus einem Material wesentlich höheren Flächenwiderstandes aufgebracht, die der Schicht 27 gemäß F i g. 2 bis 4 sowohl in Aufbau als pneh Zweck entspricht.A layer of a material is then placed over the surface of the plate 51 including the area 56 Much higher sheet resistance applied, which of the layer 27 according to FIG. 2 to 4 both under construction as pneh purpose.

Hicr/u 2 likilt /cidiiuinucnHicr / u 2 likilt / cidiiuinucn

B09 612/182B09 612/182

Claims

Patent claims:

1. Electrode arrangement for electric fields with electrodes arranged at the ends of several, a certain space enclosing electrodes, these at a distance echoing, the electric field limiting, non-conductive plates, on the surfaces facing the electrode space well conductive strips on lines, the equipotential lines of the unlimited field at electrodes of infinite length are arranged at a distance from one another, these surfaces and the strips arranged thereon being covered by a high-resistance layer, characterized in that under the high-resistance layer coating (27) between the strips (20, 21, 22, 23, 24 , 53, U4, 55) opposing bridges (26, 56) are arranged in the form of layer segments whose surface resistance is at least 10 times smaller than that of the layer coating (27) and whose total resistance is between two adjacent strips (20, 21, 22 , 23, 24, 53, 54, 55) by appropriately selected segment width and / or segment width ke can be determined

2. Electrode arrangement according to claim 1, characterized in that the layer coating (27) a sheet resistance of about 100 megohms and the segment layer (26) a sheet resistance of about 1 megaohm.

3. Process for the production of the layer segments on the limiting the electric field, with the Non-conductive plates provided with good conductive strips according to one of Claims 1 or 2, characterized characterized in that the desired segment width by masking when applying the segment layer (26,56) is obtained.

4. Process for the production of the layer segments on the limiting the electric field, with the Non-conductive plates provided with good conductive strips according to one of Claims 1 or 2, characterized characterized in that the desired segment width after application of the segment layer (26, 56) through subsequent trimming with a sandblasting blower while measuring the resistance at the same time takes place between every two strips.

5. Process for the production of the layer segments on the limiting the electric field, with the Non-conductive plates provided with good conductive strips according to one of Claims 1 or 2, characterized characterized in that the thickness of the segment pouch after application by chemical etching the desired value is brought.