DE2737903C2

DE2737903C2 - Method of manufacturing an analyzer system for a multipole mass filter

Info

Publication number: DE2737903C2
Application number: DE19772737903
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr.Rer.Nat. 2878 Wildeshausen Franzen
Original assignee: Dr Franzen Analysentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Bruker Daltonics GmbH and Co KG
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1979-10-18
Also published as: DE2737903B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a method according to the preamble of the main claim.

Durch die US-PS 33 28 146 ist ein Verfahren dieser Art bekanntgeworden, bei dem das Aufbringen der Metallschicht auf die Innenseite der Rohreinbuchtungen dadurch erfolgt, daß die Rohreinbuchtungen an ihrer Innenseite nach dem Abziehen des fertig geformten Rohres vom Formkern metallisiert werden. Diese Metallisierung erfolgt durch Aufdampfen einer entsprechenden Metallschicht oder aber durch Aufbringen einer derartigen Schicht mittels Kathodenzerstäubung.From US-PS 33 28 146 a method of this type has become known in which the application of the Metal layer on the inside of the tube indentations takes place in that the tube indentations on their Inside are metallized after pulling the finished tube from the mold core. These Metallization takes place by vapor deposition of a corresponding metal layer or by application such a layer by means of cathode sputtering.

Nachteilig ist hierbei vor allem, daß das nachträgliche Aufbringen der leitenden Schicht die Maßhaltigkeit des Analysatorrohres zerstört. Denn die von einem Quadrupol-Filter durchgelassene Ionenmasse m hängt nach der GleichungThe main disadvantage here is that the subsequent application of the conductive layer improves the dimensional accuracy of the Analyzer tube destroyed. This is because the ion mass m allowed through by a quadrupole filter depends according to the equation

\q = cDiist. * 0,7) \ q = cDiist. * 0.7)

4 e V 4 e V

von der Amplitude V und der Kreisfrequenz ω der angelegten Hochfrequenzspannung sowie vom Scheitelabstand der jeweiligen Stäbe 2 r₀ ab. Damit bei einer eingestellten Durchlaßmasse m= 1000 μ (atomare Masseneinheiten) an zwei beliebigen Stellen im Quadrupolfilter die Differenz der durchgelassenien Masse nicht größer als 0.1 μ ist, darf die relative Abweichung des Scheitelabstandson the amplitude V and the angular frequency ω of the applied high-frequency voltage and on the vertex distance of the respective rods 2 r ₀ . So that with a set permeability mass m = 1000 μ (atomic mass units) at any two points in the quadrupole filter, the difference in the permissible mass is not greater than 0.1 μ, the relative deviation of the vertex distance must be

höchstens 1/20 000 betragen. Dies ergibt bei einem diagonalen Scheitelabstand 2 ro von üblicherweise 8 mm eine Genauigkeitsforderung von 0,4 um. Das Quadrupolsystem stellt elektrisch gesehen einen Kondensator der Kapazität C dar, an dem eine Hochfrequenzspannung mit der Frequenz ν = J^ und mit der Amplitude V liegt Bei üblichen Daten von C = 50 pF, ν = 2 MHznot exceed 1/20 000. With a diagonal vertex distance 2 ro of usually 8 mm, this results in an accuracy requirement of 0.4 μm. From an electrical point of view, the quadrupole system represents a capacitor of capacitance C , across which there is a high-frequency voltage with the frequency ν = J ^ and with the amplitude V With usual data of C = 50 pF, ν = 2 MHz

ι s und V = 5 kV fließen Spitzenströme von I = Vw C = 3 A. Ströme in dieser Größenordnung fließen über die leitfähige Schicht und verursachen über sie hinweg einen Spannungsabfall zwischen den verschiedenen Stellen der Oberfläche im Quadrupol.ι s and V = 5 kV peak currents of I = Vw C = 3 A. Currents of this order of magnitude flow over the conductive layer and cause a voltage drop across it between the various points on the surface in the quadrupole.

Für die Spannung V ist ähnlich wie gemäß der obigen Gleichung für den Scheitelabstand 2 r₀ eine hohe Präzision zu fordern, nach der die Spannung an verschiedenen Stellen unter den Bedingungen des obigen Zahlenspiels nur maximal um 1/10 000 von ihrem Sollwert abweichen darf, so daß der Widerstand einer der vier leiteten Schichten über seine Länge hin nicht mehr als 0,1 Ω betragen darf. Bei einem Metall mit einem spezifischen Widerstand von 10~⁵ Ω cm als leitendem Schichtmetall, wobei die Länge der SchichtFor the voltage V , similar to the above equation for the vertex distance 2 r _0, a high level of precision is required, according to which the voltage at various points may only deviate from its nominal value by a maximum of 1/10 000 under the conditions of the above number game, see above that the resistance of one of the four conductive layers must not be more than 0.1 Ω over its length. In the case of a metal with a specific resistance of 10 ~ ⁵ Ω cm as the conductive layer metal, the length of the layer

jo etwa 20 cm und die Breite der Schicht etwa 1 cm beträgt, ist eine Mindestschichtdicke von 20 μπι zu fordern, wobei nach den obigen Darlegungen die Präzision der Dicke der Schicht sich im Bereich von 0,4 μπι halten muß. Eine solche Genauigkeit ist nachjo is about 20 cm and the width of the layer is about 1 cm, a minimum layer thickness of 20 μπι is to demand, whereby according to the above explanations the precision of the thickness of the layer is in the range of 0.4 μπι must hold. Such accuracy is after

j5 dem gegenwärtigen Stand der Technik weder elektrolytisch noch mittels Aufdampfens oder Auftragens erreichbar.j5 the current state of the art neither electrolytically still achievable by means of vapor deposition or application.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem die Maßhaltigkeit der Elektrodenoberflächen in ihrer Form <jnd hinsichtlich ihrer Position zu den jeweils anderen Elektroden deutlich verbessert ist.The invention is therefore based on the object of creating a method of the generic type the dimensional accuracy of the electrode surfaces in terms of their shape and their position in relation to the respective other electrodes is significantly improved.

Erfindungsgernäß wird diese Aufgabe durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches genannte Merkmal gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by the im Characteristics of the main claim mentioned feature solved. Particularly preferred embodiments of the Invention emerge from the subclaims.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zum Stand der Technik nicht ein nachträgliches Metallisieren der Innenseite der Rohreinbuchtungen erfolgt, sondern vor dem Erweichen des Rohres in die Nuten des Formkerns Metallfolien eingelegt werden, die beim Anschmiegen des Rohrmaterials mit diesem eine feste Verbindung eingehen, gelingt es, die Maßhaltigkeit mit wesentlich größerer Präzision, nämlich im Bereich von etwa 0,4 μπι, auch bei größeren Schichtdicken, wie beispielsweise 20 μπι und mehr, einzuhalten.Because in the method according to the invention, in contrast to the prior art, there is no subsequent Metallizing the inside of the tube indentations is done, but before the tube is softened in the grooves of the mandrel metal foils are inserted, which when the pipe material snuggles with enter into a firm connection, it is possible to measure the dimensional accuracy with much greater precision, namely in the range of about 0.4 μm, even with larger ones Layer thicknesses, such as 20 μm and more, to be observed.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in detail below with reference to the drawing.

Dabei zeigtIt shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Formkern mit eingeschliffenen Nuten, eingelegten Folien und übergezogenem Rohr aus elektrisch isolierendem Material,
F i g. 2 einen Querschnitt durch den Formkern mitF i g. 1 shows a cross section through a mold core with ground grooves, inserted foils and coated tube made of electrically insulating material,
F i g. 2 shows a cross section through the mold core

b5 angeschmiegtem Rohr und mit diesem fest verbundenen Folien, undb5 snugly tube and firmly connected to it Slides, and

Fig.3 einen Querschnitt durch das abgezogene Quadrupolrohr mit den die Innenseite der Rohreinbuch-3 shows a cross section through the withdrawn quadrupole tube with which the inside of the tube socket

3 43 4

tungen beschichtenden Metallfolien, die mit dem des Glases liegende Temperatur erhitzt, wobei sich daslines coating metal foils, which are heated to the temperature of the glass, whereby the

Rohnnaterial fest verbunden sind. Glasrohr 7 unter Anschmiegen an den Formkern 1 aufRaw material are firmly connected. Glass tube 7 snugly against the mold core 1

Ein vorbearbeiteter Formkern 1, der beispielsweise die in den Nuten 3 befindlichen Metallfolien 5 legt undA pre-processed mold core 1, which, for example, places the metal foils 5 located in the grooves 3 and

aus einem SpezialStahl besteht und in den halbkreisför- mit diesen eine feste Verbindung eingeht, beispielsweiseconsists of a special steel and in the semicircular conveying a fixed connection enters into, for example

mige Nuten 3 eingeschliffen sind, wird mit Metallfolien 5 > verschmilzt (Fig. 2). Beim Abkühlen zieht sich derMige grooves 3 are ground in, is covered with metal foils 5 > merges (Fig. 2). When it cools down, it pulls

versehen, indem die Metallfolien 5 in die halbkreisförmi- Formkern stärker zusammen als das geformte Glasrohrprovided by placing the metal foils 5 in the semicircular mold core together more strongly than the molded glass tube

gen Nuten 3 eingelegt werden. Anschließend wird über 7, so daß der Formkern 1 leicht aus deua geformtengrooves 3 are inserted. Then it is over 7 so that the mold core 1 is easily molded from DEUA

den mit den Metallfolien 5 versehenen Formkern 1 ein Glasrohr 7 herausgezogen werden kann.the mold core 1 provided with the metal foils 5, a glass tube 7 can be pulled out.

Glasrohr 7 gezogen und gegebenenfalls verschlossen In F i g. 3 ist das fertiggestellte Analysatorsystem fürGlass tube 7 drawn and possibly closed in FIG. 3 is the completed analyzer system for

und evakuiert iu ein Quadrupol-Massenfilter als mit Rohreinbuchtungenand evacuates a quadrupole mass filter as with tube indentations

Anschließend wird das über den Formkern 1 9 versehenes Glasrohr 7 dargestellt, wobei im InnerenThen the glass tube 7 provided over the mold core 19 is shown, with inside

gezogene Glasrohr 7 aim Beispiel in einem Ofen auf des Glasrohres 7 mit den Rohreinbuchtungen 9 dieDrawn glass tube 7 in the example in a furnace on the glass tube 7 with the tube indentations 9 the

eine geringfügig oberhalb des Transformationspunktes Metallfolien 5 fest verbunden sind.a slightly above the transformation point metal foils 5 are firmly connected.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of an analyzer system for a multipole mass filter, being one first Tube made of electrically insulating material over a mandrel provided with parallel grooves is drawn, the material of which has a higher coefficient of expansion than the insulating material having, the pipe material then being softened by heating, nestled against the mold core and then after solidifying cooling with the embossed tube indentations from Mold core is withdrawn and the insides of the tube indentations each with a metal layer were provided, thereby characterized in that metal foils in the grooves of the mold core before the tube is softened are inserted, which when nestling with the pipe material with this a firm connection enter.

2. The method according to claim 1, characterized in that the film material is the same Has thermal expansion coefficient as the pipe material

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pointing to the pipe material The film surface is provided with a coating before it is inserted into the grooves of the mold core also softened when the pipe material is softened.

4. The method according to claim 3, wherein the pipe material consists of glass, characterized in that that glass is also used as a coating.