DE2625660A1

DE2625660A1 - Verfahren zur herstellung eines ionenfilters fuer einen massenanalysator

Info

Publication number: DE2625660A1
Application number: DE19762625660
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Phys Beeck; Andreas Dipl Phys Dr Kluge
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1976-06-08
Filing date: 1976-06-08
Publication date: 1977-12-22
Also published as: FR2354629B3; FR2354629A1; US4158771A; CH617036A5; GB1536384A

Description

76.012

LEYBOLD-HERAEUS GMBH & CO KG Köln-Bayental

Verfahren zur Herstellung eines Ionenfilters für einen Massenanalysator

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ionenfilters aus einem elektrisch isolierenden Stoff wie Glas, Keramik oder dergleichen mit metallisierten, im Querschnitt etwa hyperbelförmigen Flächen für die Erzeugung der notwendigen elektrischen Felder im Ionenfilter. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein nach diesem Verfahren hergestelltes Ionenfilter.

Aus der Deutschen Patentschrift 944 900 ist bekannt, ein Quadrupol-Ionenfliter aus vier Metallelementen (Metallbleche oder -stäbe¹! herzustellen. Die Justierung von vier Einzelelementen, deren Zuordnung zueinander insbesondere hinsichtlich ihier Parallelität äußerst exakt sein muß, ist jedoch schwierig. Insbesondere bei den beim Aüsheizen eines Massenanalysators auftretenden hohen Temperaturdifferenzen (bis zu 450°) verziehen sich die Metallteile wegen ihres relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten häufig, so daß der Aufbau elektrischer Felder mit für die Massenanalyse ausreichend exakter Form nicht mehr möglich ist.

Wegen der beschriebenen Nachteile ist man dazu übergegangen, Ionenfilter aus vier im Querschnitt kreisförmigen, mit einer Metallschicht versehenen Keramik-Stäben aufzubauen (vergl.z.B. Britische Patentschrift 1 263 762, US-PS 3 197 633 und US-PS 3 553 451). Die Stäbe müssen wieder in aufwendiger Weise in eine exakte Zuordnung zueinander gebracht werden, was z.B. durch Keramik fassunger.

709851 /OUG

-Sr-

geschieht- Insbesondere wegen der aufwendigen Justierarbeiten ist die Montage der Ionenfilter immer noch schwierig und kostspielig.

Um den Schwierigkeiten der Montage aus dem Wege zu gehen, und ein auch bei hohen Temperaturen verwendungsfreies Ionenfilter zu schaffen, hat man vorgeschlagen, das Tonenf liter aus eingn einstückigen Körper aus Keramik, Glas oder einem anderen ähnlichen Stoff herzustellen, Beim Gegenstand des DT-PS 1 297 360 wird dazu vorgeschlagen, ζ B. Gh? auf einen Formkörper aufzubringen, Tn der DT-OS 1 773 194 wird vorgeschlagen, einen zylindrischen Keramikkörper von innen mit elektrisch leitenden Schichten zur Erzeugung der notwendigen elektrischenFelder zu versehen. Schließlich ist es aus der DT-OS 2 215 763 bekannt, ein einstückiges lonenfilter dadurch herzustellen, daß em keramischer Körper durch Extrudieren erzeugt und dann gepreßt und gebrannt wird. Danach erfolgt die Metallisierung der inneren Flächen.

Der wesentliche Nachteil dieser vorbekannten Herstellungsverfahren besteht darin, daß die zu metallisierenden Flächen im Innern eines im wesentlichen rohrförmigen Körpers liegen und deshalb nur schlecht zugänglich sind. Sowohl die Formbehandlung als auch die Metallisierung der Flächen ist deshalb schwierig durchzuführen, so daß Unebenheiten der Oberflächen nicht, zu vermeiden sind, was zu ungleichmäßigen elektrischen Feldern führt. Die Länge der in dieser Weise hergestellten Ionenfilter ist deshalb beschränkt, was insbesondere für hochenergetische Ionen Nachteile hat. Es ist zwar möglich, zwei oder mehrere lonenfilter hintereinander anzuordnen, was aber wieder die beschriebenen Nachteile der aufwendigen Justierarbeiten verursacht. Die Beschränkung der Länge des Ionenfilters ist beim Gegenstand der DT-OS 2 215 730 auch noch

709851/0U6

JL

durch die Art des Herstellungsverfahrens yegeben. Hierbei müssen die durch Extrudieren einer weichen keramischen Masse hergestellten hyperbolischen innenflächen des Ionenfliters auch während des Brennens ihte exakte Form beibehalten, was umso schwieriger ist, je langer der Keramikkörper isf. Gerade bei einem in dieser Weise hergestellten lonenf liter i<-t wegen de« relativ rngen axialen Durchgangs und der komplizierten hyperbc ι ;.ε-: en Form der Innenflächen die Nachbearbeitung dieser Flächen kaum oder nur mit unvertretbar hohem Aurwand möglich. Außerdem ist die gleichmäßige Metallisierung dieser Flächen äußerst problematisch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Ionenfilters für einen Massenanalysator aus einem elektrisch isolierenden Stoff, wie Glas, Keramik oder dergleichen, mit metallisierten, im Querschnitt, etwa hyperbel f örmigen Flä"hr-n für die Erzeugung der notwendigen elektrischen Peliler im Inneren des Ionenfilters anzugeben, das sowohl eine exakte Formgebung und Nachbearbeitung als au-h eine einfachere Metallisierung dieser Flächen zuläßt. Weiterhin soll es möglich sein, IonenfLiter mit wesentlich größeren Baulängen als bisher herzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst mindestens zwei Längsteilstücke des Ionenfilters hergestellt werden, darin das erforderliche Profil eingeschliffen wird, dann die Metallisierung der der Erzeugung der elektrischen Felder dienenden Flächen vorgenommen wird und danach die Längsteilen durch Kleben, Kitten, Fassen von außen oder dergl. zusammengefünt werden. Dadurch entsteht ein lonenfliter, das hinsicnt1 ich der Verwändungsfreiheit alle Vorteile der bisher bekannten e instück igen lonenf ι 11. er hat, O.i lurch . Ίιβ "üuloch d : ^ Bearbeitung der Oberflächen und derr>~ Metallisierung an

709 8 51/0 U 6 bad ORlQlNAW

Längsteilstücken ausgeführt werden, sind diese Oberflächen frei zugänglich, so daß die exakte Formgebung und die gleichmäßige Metallisierung keine Schwierigkeiten mehr bereitet. Auch die Herstellung von lonenfiltern mit wesentlich größeren Baulängen als bisher wird dadurch mög1 ιch.

Zweckmäßig haben die Längsteilstüeke identische Formen, was das Herstellungsverfahren vereinfacht.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, daß die miteinander durch Kleben oder dergL. zu verbindenden Flächen der Formteile mit einander entsprechendenNasen und Nuten versehen werden. Diese Nasen und Nuten können ebenso exakt wie die anderen Flächen hergestellt werden, so daß das Zusammenfügen der Längstelle in einfacher Weise ohne Justierarbeiten möglich ist.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Tonenfliter besteht zweckmäßig aus mindestens zwei durch Kleben, Kitten,' Fassen von außen oder dgl. zusammengefügten Längsteilstücken.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis s dargestellten Ausführungs beispielen für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Ionenfilter erläutert werden.

In Figur 1 ist ein Längsteilstück 1 für ein zweiteiliges Quadrupol-Ionenfι lter dargestellt. Die hyperbolischen Flächen 2 und 3 sind mit hoher Präzision in den Körper 1 eingeschliffen worden. Sowohl für dieses Einschleifen als auch für die sich daran anschließende Metallisierung sind die Flächen 2 und 3 fre~ zugänglich. Mit 4 und 5 sind ebene Kontaktflächen bezeichnet, mit diorenHi 1 fe zwei der in Figur 1 dargestellten Teile zu einum Ionenfilter

7O9851/OU6

2B25680

miteinander verklebt oder verkittet werden können.

In der Figur 2 ist ein Schnitt durch ein an dieser Weise hergestelltes Ionenfilter 6 dargestellt, Die auf den Flächen 2 und 3 aufgebrachte Metallisierung j st mit 7 bezeichnet.

Die Figur 3 zeigt einen Schnitt dutch en: Aunführunysbei spiel nach der Erf mdung,bei dem das lonerif liter 6 aus vier Längstealstücken 8 besteht. Die übrigon Merkmale dieses Ausführungsbeispieles hahon rinn Figuren ι und 2 entsprechende Bezugszahlen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 weisen die Kontakt flächen 4 Nasen 9 und die Kontaktflächen 5 den Nasen 9 entsprechende Vertiefungen 10 auf. Das Zusammenfügen eines in dieser Weise ausgebildeten Ionen!liters j st besonders einfach.

In der Figur 5 ist ein IonenfiHei b mit iundfm Querschnitt dargestellt, Es besteht aus den vier Längste-11 stücken 11, die von außen mit Hilfe der Ringe 12 und 13 gefaxt, sind. Diese Ringe 12 und 13 sind auf den zylindrischen Körper aufgeschrumpft.

Die Erfindung wurde anhand von Quadrupol-Ionenfι lter erläutert. Es ist natürlich auch möglich, Ionenfilter mit anderen Polzahlen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen.

709851/0146

Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

1.) Verfahren zur Herstellung eines IonenfLiters für einen Massenanalysator aus einem elektrisch isolierenden Stoff, wie Glas, Keramik oder dgl. mit metallisierten, im Querschnitt etwa hyperbelförmigen Flächen für die Erzeugung der notwendigen elektrischen PfIeier im Ionenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mindestens zwei Längsteilstücke M,11) des ionenf Eters (6) hergestellt, werden, darin das erforderliche Profil eingeschliffen wird, dann die Metallisierung(7) der der Erzeugung der elektrischen Felder dienenden Flächen (2,3) vorgenommen wird und danach die Längsteilstücke durch Kleben, Kitten, Fassen von außen oder dergleichen zusammengefügt werden.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsteilstücke (1,11) identische Formen haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander durch Kleben oder dgl. zu verbindenden Flächen (4,5) der Längsteilstücke mit einander entsprechenden Nasen (9) und Vertiefungen (10) versehen werden.

4, Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassen der Längsteilstücke (1,11) von außen du tch Aufschrumpfung von Ringen (12,13) oder Rohrabschnitten erfolgt.

5. Nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche hergestelltes Ionenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mindestens zwei durch Kleben, Kitten,Fassen von außen oder dergleichen zusammengefügten Längsteilstücken (1,11) besteht.

709851/0146 ORIGINAL INSPECTED

6. Ionenfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich miteinander berührenden Flächen (4,5) der Längsteilstücke (1) einander entsprechende Nasen (9) und Vertiefungen (10) aufweisen.

709851 /0146