EP2870115A1 - Device for producing an electron beam - Google Patents

Device for producing an electron beam

Info

Publication number
EP2870115A1
EP2870115A1 EP13709095.7A EP13709095A EP2870115A1 EP 2870115 A1 EP2870115 A1 EP 2870115A1 EP 13709095 A EP13709095 A EP 13709095A EP 2870115 A1 EP2870115 A1 EP 2870115A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
deflection
electron beam
cathode
longitudinal direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13709095.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Vitalij Lissotschenko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LILAS GmbH
Original Assignee
Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102012013593.9A external-priority patent/DE102012013593B4/en
Application filed by Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG filed Critical Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG
Publication of EP2870115A1 publication Critical patent/EP2870115A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/70Arrangements for deflecting ray or beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/04Cathodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48Electron guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/26Arrangements for deflecting ray or beam
    • H01J3/28Arrangements for deflecting ray or beam along one straight line or along two perpendicular straight lines
    • H01J3/30Arrangements for deflecting ray or beam along one straight line or along two perpendicular straight lines by electric fields only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/06Electron sources; Electron guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/15External mechanical adjustment of electron or ion optical components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02Details
    • H01J2237/0203Protection arrangements
    • H01J2237/0213Avoiding deleterious effects due to interactions between particles and tube elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06Sources
    • H01J2237/061Construction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06Sources
    • H01J2237/063Electron sources
    • H01J2237/06308Thermionic sources

Definitions

  • the present invention relates to a device for generating an electron beam according to the preamble of claim 1 and an arrangement of two such devices.
  • deflecting means are generally used in the transverse direction of the beam two opposite electrodes, which can cause an electrostatic deflection of the electron beam.
  • a disadvantage here it turns out that the maximum achievable deflection angle in such an electrostatic deflection in the range of about 7 °. Larger deflection angles would be desirable because it can reduce the size of a corresponding device.
  • the problem underlying the present invention is to provide a device of the type mentioned, which allows larger deflection angle and / or in the beam profile of the
  • Electron beam can be formed by simple means and / or works the low-maintenance and / or with a longer
  • deflection electrode on which the electron beam can be reflected and / or has an inclined to the propagation direction of the electron beam deflection. Due to the reflection on the deflection electrode, which is a reflection on a
  • Mirror corresponds to very large deflection angle, for example, between 0 ° and 180 ° possible.
  • Glow cathode and the opening in the anode electrode forms an angle between 0 ° and 90 °, preferably an angle between 20 ° and 70 °, in particular an angle between 30 ° and 60 °, for example an angle of 45 °. At an angle of 45 ° would result in a deflection angle of 90 °.
  • the deflection electrode is at the same potential as the cathode electrode, in particular connected to the same voltage source as the cathode electrode. By connecting to the same voltage source can be ensured that the electrons are largely completely decelerated by the deflection.
  • the device comprises a further electrode which has a positive potential with respect to the deflection electrode and can accelerate the electrons after the interaction with the deflection electrode.
  • the braked electrodes can be accelerated toward the additional electrode.
  • This additional electrode should therefore be positioned so that the acceleration occurs at the desired deflection angle.
  • the deflection means comprise two opposing electrodes, between which an alternating voltage is applied, through which the electron beam can be deflected so that thereby the beam profile of the electron beam can be designed specifically.
  • AC voltage can have a frequency greater than 10kHz
  • the two opposing electrodes can due to the relatively high frequency of the AC voltage the
  • the alternating voltage can be influenced in a targeted manner in order to make some areas of the surface of the workpiece longer with the
  • the effective beam profile of the electron beam on the workpiece corresponds to an averaged intensity distribution of the electron beam reciprocating at high speed on the workpiece. This is especially because heat processes usually proceed more slowly than the movement of the electron beam on the workpiece. It is therefore possible to selectively select or design an effective beam profile of the electron beam by means of the two electrodes and the drive AC voltage.
  • the device comprises heating means which can heat the at least one deflection electrode. This proves to be particularly useful when with the Electron beam workpieces are processed so that they are partially melted so that they emit particle fumes. These particle fumes can affect the
  • Heating device is the at least one, in particular the
  • Output-side deflection electrode heated in such a way that the deposited on the deflection electrode particles of the workpiece are promptly evaporated again or removed again from the deflection.
  • the heating means for example, a power source
  • Covering means arranged so that particle vapors from the workpiece to be machined not in the range of
  • Glow cathode, the cathode electrode, the anode electrode or the deflection electrode can pass.
  • the device is designed so that it can generate an electron beam, which divided into a single spaced apart strips
  • Devices are designed and arranged so that the strips of the first device relative to the strips of the second device so offset to each other, that in the work area a
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first
  • Fig. 2 is a schematic representation in which the intensity I in a working plane of an electron beam to
  • Fig. 3 is a schematic representation corresponding to Fig. 2, which represents the time averaging of the intensity of the electron beam
  • Fig. 5 is a partial side view of the embodiment according to
  • Fig. 6 is a perspective view of a third
  • Fig. 7 is a perspective view of a fourth
  • FIG. 8 is a side view of the embodiment of FIG .. 7
  • the device 20 shown in Fig. 1 comprises a hot cathode 1, a cathode electrode 2 and an anode electrode 3. With regard to these parts, the device 20 is substantially equivalent to a Pierce type electron gun. It can generate an electron beam 4.
  • the hot cathode 1 is formed as a wire and extends into the plane of the drawing in FIG. 1 or in one
  • Electron beam 4 is arranged.
  • a line-shaped cross section of the electron beam 4 is achieved, wherein the longitudinal direction of the line-shaped cross-section parallel to
  • the hot cathode 1 is acted upon by voltage means, not shown, in such a way that a current flows through the hot cathode 1, which leads to a heating of the hot cathode 1.
  • the hot cathode 1 may at least partially be at the same potential as the cathode electrode 2.
  • the cathode electrode comprises parts 5, which extend away from the hot cathode 1 and an angle between 70 ° and 110 °, For example, include an angle of about 90 ° with each other.
  • the two parts 5 extend into the plane of the drawing of FIG. 1, in particular without changing their cross section.
  • the anode electrode 3 has an opening 6, through which the electron beam 4 emanating from the hot cathode 1 can pass.
  • the opening 6 is in particular rectangular and can in its longitudinal direction, which in the drawing plane of FIG.
  • a voltage generated by a voltage source 7 schematically indicated in FIG. 1 is present between the cathode electrode 2 and the anode electrode 3
  • the voltage may be, for example, between 1 kV and 10 kV.
  • the cathode electrode 2 is connected to the negative pole and the anode electrode 3 to the positive pole of the voltage source 7
  • the anode electrode 3 is additionally connected to ground.
  • the device 20 furthermore comprises a deflection electrode 8 serving as deflection means, which is arranged behind the anode electrode 3 in the beam path of the electron beam 4.
  • the electron beam 4 facing side of the deflection 8 serves as a deflection 9.
  • This deflection surface 9 encloses an angle ⁇ with the direction of propagation of the electron beam 4, which is shown in FIG.
  • Embodiment is approximately equal to 45 °.
  • the angle of incidence ⁇ between the incidence solder and the electron beam is 45 °.
  • the deflection electrode 8 is likewise at a negative potential, in particular at the same negative potential as the cathode electrode 2. It is preferably connected to the negative pole of the same voltage source 7 as the cathode electrode 2
  • Electron beam at the deflection electrode 8 come to a standstill.
  • the device 20 further comprises in the propagation direction of the electron beam 4 behind the deflection electrode 8 another
  • Electrode 10 having an opening 11 for the passage of the
  • the further electrode 10 is connected to ground and therefore has a positive potential with respect to the deflection electrode 8. Therefore, the electrons of the electron beam 4 braked at the deflecting electrode are accelerated by the further electrode 10 toward the further electrode 10 and pass through the opening 11.
  • Deflection electrode 8 also aligned at an angle of 45 °. Overall, so that the further electrode 10 perpendicular to
  • the electron beam 4 is thus deflected at the deflection surface 9 by an angle of 90 °.
  • the deflection electrode 8 acts together with the further electrode 10 like a mirror for the electron beam 4, as in a Reflection on a mirror of the angle of incidence ⁇ is equal to the angle of divergence ⁇ .
  • the deflection surface 9 of the deflection electrode 8 may be oriented at angles other than the imaged 45 ° angle to the electron beam 4. Then, accordingly, the further electrode 10 must be aligned and positioned differently, so that the angle of incidence ⁇ corresponds to the angle of reflection ⁇ .
  • Direction of deflection can be selected.
  • stepper motors or piezoelectric elements can be used for this purpose.
  • the further electrode 10 would then have to be pivoted and moved.
  • the deflection surface 9 of the deflection electrode 8 is curved, in particular concavely curved, in order to focus the electron beam 4.
  • a further deflection electrode 12 is arranged behind the further electrode 10 by way of example, behind which an additional further electrode 13 having an opening 14 is provided.
  • the electron beam 4 is deflected once again by 90 °.
  • the further deflection electrode 12 and the additional additional electrode 13 can also be omitted.
  • more than two deflection units may also consist of one deflection electrode and another
  • Electrode be provided.
  • the anode electrode 3 and / or the deflection electrode 8, 12 and / or the further electrode 10, 13 have a corresponding structuring in the longitudinal direction of the forming the hot cathode 1 wire.
  • two electrodes 15, 16 acting as a plate capacitor are provided behind the two additional electrodes 12, 13, to which an alternating voltage is applied.
  • the alternating voltage may for example have a frequency greater than 10 kHz, preferably between 25 kHz and 75 kHz, in particular between 40 kHz and 60 kHz, for example a frequency of 50 kHz.
  • the two additional electrodes 12, 13 can also be omitted. They merely serve to shape the beam profile of the electron beam 4, as will be explained in more detail below.
  • the two acting as a plate capacitor electrodes 15, 16 can because of the relatively high frequency of the AC voltage, the electron beam 4 at high speed on a workpiece to be machined (not shown) back and forth.
  • the AC voltage can be influenced in a targeted manner in order to apply some time to the electron beam 4 to some areas of the surface of the workpiece than to other areas.
  • FIG. 2 shows by way of example a narrow electron beam which is moved in a position coordinate X on a workpiece which
  • Fig. 2 corresponds to the direction perpendicular to the longitudinal extent of the cross section of the electron beam line. It is in Fig. 2 applied to the top of the intensity of the electron beam 4.
  • FIG. 3 shows a schematic representation corresponding to FIG. 2, which reproduces the time-averaging of the intensity of the electron beam.
  • FIG. 3 shows a schematic representation corresponding to FIG. 2, which reproduces the time-averaging of the intensity of the electron beam.
  • Electron beam transmitted thermal energy caused corresponds to the exemplary averaged in Fig. 3 illustrated
  • Electron beam 4 on the workpiece This is particularly because heat processes usually proceed more slowly than the movement of the electron beam 4 on the workpiece.
  • Fig. 3 shows only an arbitrary example. Other beam profile shapes are possible.
  • the wire serving as the hot cathode 1 and / or the cathode electrode 2 and / or the anode electrode 3 and / or the deflection electrodes 8, 12 and / or the further electrode 10, 13 in FIG the longitudinal direction of the wire forming the hot cathode 1 is or are divided into segments.
  • a modular construction of the device can be made possible.
  • the embodiment of a device 21 depicted in FIGS. 4 and 5 differs from the first embodiment in that the second deflection electrode 12 is oriented so that the electron beam 4 is reflected from the xy plane upwards in the z direction out of the device.
  • the electron beam 4 is indicated here only schematically by a circle, but in particular should have a line-shaped cross section. The line extends before the reflection at the second
  • the only schematically indicated second deflection electrode 12 may be more extensive in the x-direction than in the y-direction. Furthermore, the second deflection electrode 12 may be a curved, in particular concavely curved electrode.
  • the first deflecting electrode 8, which is shown only schematically, may also be more extensive in the z direction than in the x direction because of the linear cross section of the electron beam 4. Furthermore, the first deflecting electrode 8 may also be a curved, in particular concavely curved electrode.
  • heating means continue to be used
  • the device 21 has a power source, not shown, which is connected to the second deflection electrode 12 in such a way that a current flows through the second deflection electrode 12.
  • This current should be sufficiently large to heat the second deflection electrode 12 to a sufficiently high temperature to prevent any build-up of particulate matter
  • Device 22 can produce an electron beam 4 with a linear cross-section.
  • Fig. 6 is a part of a Housing 18 shown, from which plate-shaped cover means 19 extend to the second deflection electrode 12.
  • plate-shaped covering means 19 prevent particle vapors from the workpiece to be machined in the region of the hot cathode 1, the cathode electrode 2, the anode electrode 3 or the
  • heating means for the second deflection electrode 12 are provided. Also in this third embodiment, the second deflection electrode 12 can be heated to a sufficiently high temperature to evaporate any deposits of particles of the workpiece to be machined.
  • FIG. 7 and Fig. 8 fourth embodiment of a device according to the invention substantially corresponds to the arrangement of two devices 22, 22 'in FIG.
  • the devices 22, 22 ' are designed so that in
  • Electron beams 4, 4 'each spaced-apart strips 23, 23' are arranged.
  • the intermediate space 24, 24 'between the strips 23, 23' is in each case as large as a strip 23, 23 '.
  • the strips 23 of the first device 22 relative to the strips 23 'of the second device 22' are offset from one another such that on the workpiece 25 results in a continuous line, in each case a strip 23 of the first device 22 alternates with a strip 23 'of the second device 22'.

Abstract

The invention relates to a device (20) for producing an electron beam (4), which comprises a hot cathode (1), a cathode electrode (2), an anode electrode (3) having an opening (6) through which an electron beam (4) produced by the device can pass, wherein during the operation of the device (20) a voltage for accelerating the electrons exiting from the hot cathode (1) is applied between the cathode electrode (2) and the anode electrode (3), and further comprising deflection means that can deflect the electron beam (4) that has passed through the opening of the anode electrode (3), wherein the deflection means comprise at least one deflection electrode (8, 12), which can reflect the electron beam (4) and/or which comprises a deflection surface (9) that is inclined towards the propagation direction of the electron beam (4).

Description

„Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls"  "Device for generating an electron beam"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zweier derartiger Vorrichtungen. The present invention relates to a device for generating an electron beam according to the preamble of claim 1 and an arrangement of two such devices.
Derartige Vorrichtungen sind hinlänglich bekannt und können Such devices are well known and can
beispielsweise als Pierce-Elektronenkanone ausgebildet sein. Als Ablenkmittel dienen in der Regel zwei in Querrichtung des Strahls einander gegenüberliegende Elektroden, die eine elektrostatische Ablenkung des Elektronenstrahls bewirken können. Als nachteilig hierbei erweist es sich, dass die maximal erreichbaren Ablenkwinkel bei einer derartigen elektrostatischen Ablenkung im Bereich von etwa 7° liegen. Größere Ablenkwinkel wären wünschenswert, weil dadurch der Aufbau einer entsprechenden Vorrichtung verkleinert werden kann. For example, be designed as a Pierce electron gun. As deflecting means are generally used in the transverse direction of the beam two opposite electrodes, which can cause an electrostatic deflection of the electron beam. A disadvantage here it turns out that the maximum achievable deflection angle in such an electrostatic deflection in the range of about 7 °. Larger deflection angles would be desirable because it can reduce the size of a corresponding device.
Weiterhin ist es wünschenswert, das Strahlprofil des Furthermore, it is desirable to have the beam profile of the
Elektronenstrahls mit einfachen Mitteln formen zu können. To be able to shape the electron beam with simple means.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die größere Ablenkwinkel ermöglicht und/oder bei der das Strahlprofil des The problem underlying the present invention is to provide a device of the type mentioned, which allows larger deflection angle and / or in the beam profile of the
Elektronenstrahls mit einfachen Mitteln geformt werden kann und/oder die wartungsarmer arbeitet und/oder mit der eine längere Electron beam can be formed by simple means and / or works the low-maintenance and / or with a longer
beziehungsweise intensivere Linie erzeugt werden kann. or more intense line can be generated.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 12 und/oder des Anspruchs 14 und/oder des Anspruchs 17 und/oder des Anspruchs 18 erreicht. Die This is inventively achieved by a device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1 and / or claim 12 and / or claim 14 and / or claim 17 and / or claim 18. The
Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Ablenkmittel eine Subclaims relate to preferred embodiments of the invention. According to claim 1 it is provided that the deflection means a
Ablenkelektrode umfassen, an der der Elektronenstrahl reflektiert werden kann und/oder die eine zu der Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls geneigte Ablenkfläche aufweist. Aufgrund der Reflexion an der Ablenkelektrode, die einer Reflexion an einem Include deflection electrode, on which the electron beam can be reflected and / or has an inclined to the propagation direction of the electron beam deflection. Due to the reflection on the deflection electrode, which is a reflection on a
Spiegel entspricht, sind sehr große Ablenkwinkel, beispielsweise zwischen 0° und 180° möglich. Mirror corresponds to very large deflection angle, for example, between 0 ° and 180 ° possible.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Normale auf der Ablenkfläche der Ablenkelektrode mit der Verbindungslinie zwischen der It can be provided that the normal on the deflection of the deflection electrode with the connecting line between the
Glühkathode und der Öffnung in der Anodenelektrode einen Winkel zwischen 0° und 90 ° einschließt, vorzugsweise einen Winkel zwischen 20° und 70°, insbesondere einen Winkel zwischen 30° und 60°, beispielsweise einen Winkel von 45°. Bei einem Winkel von 45° ergäbe sich ein Ablenkwinkel von 90°. Glow cathode and the opening in the anode electrode forms an angle between 0 ° and 90 °, preferably an angle between 20 ° and 70 °, in particular an angle between 30 ° and 60 °, for example an angle of 45 °. At an angle of 45 ° would result in a deflection angle of 90 °.
Vorzugsweise ist die Ablenkelektrode auf dem gleichen Potential wie die Kathodenelektrode, insbesondere an die gleiche Spannungsquelle wie die Kathodenelektrode angeschlossen ist. Durch das Anschließen an die gleiche Spannungsquelle kann gewährleistet werden, dass die Elektronen von der Ablenkelektrode weitestgehend vollständig abgebremst werden. Preferably, the deflection electrode is at the same potential as the cathode electrode, in particular connected to the same voltage source as the cathode electrode. By connecting to the same voltage source can be ensured that the electrons are largely completely decelerated by the deflection.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine weitere Elektrode umfasst, die gegenüber der Ablenkelektrode ein positives Potenzial aufweist und die Elektronen nach der Wechselwirkung mit der Ablenkelektrode beschleunigen kann. Auf diese Weise können die abgebremsten Elektroden in Richtung auf die zusätzliche Elektrode beschleunigt werden. Diese zusätzliche Elektrode sollte daher so positioniert werden, dass die Beschleunigung unter dem gewünschten Ablenkwinkel erfolgt. Gemäß Anspruch 12 ist vorgesehen, dass die Ablenkmittel zwei einander gegenüberliegende Elektroden umfassen, zwischen denen eine Wechselspannung angelegt wird, durch die der Elektronenstrahl derart abgelenkt werden kann, dass dadurch das Strahlprofil des Elektronenstrahls gezielt gestaltet werden kann. Die Furthermore, it can be provided that the device comprises a further electrode which has a positive potential with respect to the deflection electrode and can accelerate the electrons after the interaction with the deflection electrode. In this way, the braked electrodes can be accelerated toward the additional electrode. This additional electrode should therefore be positioned so that the acceleration occurs at the desired deflection angle. According to claim 12 it is provided that the deflection means comprise two opposing electrodes, between which an alternating voltage is applied, through which the electron beam can be deflected so that thereby the beam profile of the electron beam can be designed specifically. The
Wechselspannung kann eine Frequenz größer als 10kHz, AC voltage can have a frequency greater than 10kHz,
vorzugsweise zwischen 25 kHz und 75 kHz, insbesondere zwischen 40 kHz und 60 kHz, beispielsweise eine Frequenz von 50 kHz aufweisen. preferably between 25 kHz and 75 kHz, in particular between 40 kHz and 60 kHz, for example have a frequency of 50 kHz.
Die zwei einander gegenüberliegende Elektroden können aufgrund der vergleichsweise hohen Frequenz der Wechselspannung den The two opposing electrodes can due to the relatively high frequency of the AC voltage the
Elektronenstrahl mit großer Geschwindigkeit auf einem zu Electron beam at high speed on a too
bearbeitenden Werkstück hin und her bewegen. Insbesondere kann dabei die Wechselspannung gezielt beeinflusst werden, um einige Bereiche der Oberfläche des Werkstücks länger mit dem moving workpiece back and forth. In particular, the alternating voltage can be influenced in a targeted manner in order to make some areas of the surface of the workpiece longer with the
Elektronenstrahl zu beaufschlagen als andere Bereiche. Insbesondere wenn an dem Werkstück durch den Elektronenstrahl Veränderungen bewirkt werden sollen, die durch die von dem Elektronenstrahl übertragene Wärmeenergie verursacht werden, entspricht das wirksame Strahlprofil des Elektronenstrahls auf dem Werkstück einer gemittelten Intensitätsverteilung des mit großer Geschwindigkeit auf dem Werkstück hin und her bewegten Elektronenstrahls. Dies insbesondere deshalb, weil Wärmeprozesse in der Regel langsamer als die Bewegung des Elektronenstrahls auf dem Werkstück ablaufen. Es besteht also die Möglichkeit, mittels der beiden Elektroden und der Ansteuerwechselspannung gezielt ein wirksames Strahlprofil des Elektronenstrahls auszuwählen oder zu gestalten. To apply electron beam as other areas. In particular, when changes are caused to the workpiece by the electron beam caused by the heat energy transmitted by the electron beam, the effective beam profile of the electron beam on the workpiece corresponds to an averaged intensity distribution of the electron beam reciprocating at high speed on the workpiece. This is especially because heat processes usually proceed more slowly than the movement of the electron beam on the workpiece. It is therefore possible to selectively select or design an effective beam profile of the electron beam by means of the two electrodes and the drive AC voltage.
Gemäß Anspruch 14 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Heizmittel umfasst, die die mindestens eine Ablenkelektrode erwärmen können. Dies erweist sich insbesondere dann als sinnvoll, wenn mit dem Elektronenstrahl Werkstücke derart bearbeitet werden, dass diese teilweise aufgeschmolzen werden, so dass sie Partikeldämpfe aussenden. Diese Partikeldämpfe können sich auf den According to claim 14 it is provided that the device comprises heating means which can heat the at least one deflection electrode. This proves to be particularly useful when with the Electron beam workpieces are processed so that they are partially melted so that they emit particle fumes. These particle fumes can affect the
Ablenkelektroden, insbesondere auf der ausgangsseitigen Deflection electrodes, in particular on the output side
Ablenkelektrode der Vorrichtung niederschlagen. Durch die Deflect deflection electrode of the device. By the
Heizvorrichtung wird die mindestens eine, insbesondere die Heating device is the at least one, in particular the
ausgangsseitige Ablenkelektrode derart erwärmt, dass die auf der Ablenkelektrode abgelagerten Partikel des Werkstücks zeitnah wieder verdampft beziehungsweise wieder von der Ablenkelektrode entfernt werden. Output-side deflection electrode heated in such a way that the deposited on the deflection electrode particles of the workpiece are promptly evaporated again or removed again from the deflection.
Dabei können die Heizmittel beispielsweise eine Stromquelle The heating means, for example, a power source
umfassen, die zur Aufheizung Strom durch die mindestens eine include, for heating electricity through the at least one
Ablenkelektrode fließen lassen kann. Es besteht aber auch die Ablenkelektrode can flow. But there is also the
Möglichkeit, andere Heizmittel, wie beispielsweise eine benachbart zu der mindestens einen Ablenkelektrode angeordnete Possibility of other heating means, such as one adjacent to the at least one deflection electrode arranged
Strahlungsheizung vorzusehen. Provide radiant heating.
Gemäß Anspruch 17 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung According to claim 17 it is provided that the device
Abdeckmittel umfasst, die so angeordnet sind, dass Partikeldämpfe von dem zu bearbeitenden Werkstück nicht in den Bereich der Covering means arranged so that particle vapors from the workpiece to be machined not in the range of
Glühkathode, der Kathodenelektrode, der Anodenelektrode oder der Ablenkelektrode gelangen können. Glow cathode, the cathode electrode, the anode electrode or the deflection electrode can pass.
Gemäß Anspruch 18 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung so gestaltet ist, dass sie einen Elektronenstrahl erzeugen kann, der einen in einzelnen voneinander beabstandete Streifen unterteilten According to claim 18 it is provided that the device is designed so that it can generate an electron beam, which divided into a single spaced apart strips
linienförmigen Querschnitt aufweist. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn aus zwei derartigen Vorrichtungen eine Anordnung gemäß Anspruch 19 erstellt wird, bei der die having a linear cross-section. This proves to be particularly advantageous when an arrangement according to claim 19 is created from two such devices, in which the
Vorrichtungen so gestaltet und angeordnet sind, dass die Streifen der ersten Vorrichtung gegenüber den Streifen der zweiten Vorrichtung so versetzt zueinander sind, dass sich im Arbeitsbereich eine Devices are designed and arranged so that the strips of the first device relative to the strips of the second device so offset to each other, that in the work area a
ununterbrochene Linie ergibt, in der jeweils ein Streifen der ersten Vorrichtung mit einem Streifen der zweiten Vorrichtung abwechselt. Auf diese Weise lassen sich längere beziehungsweise intensivere Linien erzeugen. continuous line, in which one strip of the first device alternates with a strip of the second device. In this way, longer or more intense lines can be generated.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Embodiments with reference to the accompanying
Abbildungen. Darin zeigen Illustrations. Show in it
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Fig. 1 is a schematic representation of a first
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen  Embodiment of an inventive
Vorrichtung;  Contraption;
Fig. 2 eine schematische Darstellung, bei der die Intensität I in einer Arbeitsebene eines Elektronenstrahls zu Fig. 2 is a schematic representation in which the intensity I in a working plane of an electron beam to
verschiedenen Zeitintervallen ti bis tN gegen different time intervals ti to t N against
Ortskoordinate X aufgetragen ist;  Location coordinate X is plotted;
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende schematische Darstellung, die die zeitliche Mittelung der Intensität des Elektronenstrahls wiedergibt Fig. 3 is a schematic representation corresponding to Fig. 2, which represents the time averaging of the intensity of the electron beam
Fig.4 eine schematische Teildraufsicht auf ein zweites 4 shows a schematic partial plan view of a second
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;  Embodiment of a device according to the invention;
Fig. 5 eine Teilseitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 is a partial side view of the embodiment according to
Fig.4  Figure 4
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines dritten Fig. 6 is a perspective view of a third
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen  Embodiment of an inventive
Vorrichtung;  Contraption;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines vierten Fig. 7 is a perspective view of a fourth
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen  Embodiment of an inventive
Vorrichtung;  Contraption;
Fig. 8 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 7. ln den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile oder 8 is a side view of the embodiment of FIG .. 7 In the figures, the same or functionally identical parts or
Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In den Fig.4 und 5 ist jeweils ein kartesisches Koordinatensystem eingezeichnet. Elements provided with the same reference numerals. 4 and 5 each show a Cartesian coordinate system.
Bei der beschriebenen Vorrichtung können einige oder insbesondere sämtliche Teile in einem Vakuum angeordnet sein. Das dazu In the described device some or in particular all parts may be arranged in a vacuum. That too
erforderliche Gehäuse ist in den Figuren nicht oder nicht vollständig abgebildet. required housing is not or not fully shown in the figures.
Die in Fig. 1 abgebildete Vorrichtung 20 umfasst eine Glühkathode 1, eine Kathodenelektrode 2 und eine Anodenelektrode 3. Hinsichtlich dieser Teile entspricht die Vorrichtung 20 im Wesentlichen einer Elektronenkanone vom Pierce-Typ. Sie kann einen Elektronenstrahl 4 erzeugen. The device 20 shown in Fig. 1 comprises a hot cathode 1, a cathode electrode 2 and an anode electrode 3. With regard to these parts, the device 20 is substantially equivalent to a Pierce type electron gun. It can generate an electron beam 4.
Die Glühkathode 1 ist als Draht ausgebildet und erstreckt sich in die Zeichenebene der Fig. 1 hinein beziehungsweise in einer The hot cathode 1 is formed as a wire and extends into the plane of the drawing in FIG. 1 or in one
Längsrichtung, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Longitudinal direction perpendicular to the propagation direction of the
Elektronenstrahls 4 angeordnet ist. Durch diese Gestaltung wird ein linienförmiger Querschnitt des Elektronenstrahls 4 erzielt, wobei die Längsrichtung des linienförmigen Querschnitts parallel zur Electron beam 4 is arranged. By this configuration, a line-shaped cross section of the electron beam 4 is achieved, wherein the longitudinal direction of the line-shaped cross-section parallel to
Längsrichtung des die Glühkathode 1 bildenden Drahtes ausgerichtet ist. Longitudinal direction of the hot cathode 1 forming wire is aligned.
Die Glühkathode 1 wird von nicht abgebildeten Spannungsmitteln derart mit einer Spannung beaufschlagt, dass ein Strom durch die Glühkathode 1 fließt, der zu einer Erwärmung der Glühkathode 1 führt. Dabei kann die Glühkathode 1 zumindest teilweise auf dem gleichen Potential wie die Kathodenelektrode 2 liegen. The hot cathode 1 is acted upon by voltage means, not shown, in such a way that a current flows through the hot cathode 1, which leads to a heating of the hot cathode 1. In this case, the hot cathode 1 may at least partially be at the same potential as the cathode electrode 2.
Die Kathodenelektrode umfasst Teile 5, die sich von der Glühkathode 1 weg erstrecken und einen Winkel zwischen 70° und 110°, beispielsweise einen Winkel von etwa 90° miteinander einschließen. Die beiden Teile 5 erstrecken sich in die Zeichenebene der Fig. 1 hinein, insbesondere ohne Veränderung ihres Querschnitts. The cathode electrode comprises parts 5, which extend away from the hot cathode 1 and an angle between 70 ° and 110 °, For example, include an angle of about 90 ° with each other. The two parts 5 extend into the plane of the drawing of FIG. 1, in particular without changing their cross section.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Kathodenelektrode 2 beziehungsweise die Teile 5 der Kathodenelektrode 2 in der However, there is also the possibility that the cathode electrode 2 or the parts 5 of the cathode electrode 2 in the
Längsrichtung des die Glühkathode 1 bildenden Drahtes eine Longitudinal direction of the hot cathode 1 forming wire a
Strukturierung aufweisen, die eine Modulation des Elektronenstrahls 4 in Längsrichtung des linienförmigen Querschnitts bewirken kann. Have structuring that can cause a modulation of the electron beam 4 in the longitudinal direction of the line-shaped cross-section.
Die Anodenelektrode 3 weist eine Öffnung 6 auf, durch die der von der Glühkathode 1 ausgehende Elektronenstrahl 4 hindurchtreten kann. Die Öffnung 6 ist insbesondere rechteckig und kann in ihrer Längsrichtung, die sich in die Zeichenebene der Fig. 1 hinein The anode electrode 3 has an opening 6, through which the electron beam 4 emanating from the hot cathode 1 can pass. The opening 6 is in particular rectangular and can in its longitudinal direction, which in the drawing plane of FIG
erstreckt, eine wesentlich größere Abmessung aufweisen als in ihrer Querrichtung, um den linienförmigen Elektronenstrahl passieren zu lassen. extends, have a substantially larger dimension than in their transverse direction to pass the line-shaped electron beam.
Im Betrieb der Vorrichtung 20 liegt zwischen der Kathodenelektrode 2 und der Anodenelektrode 3 eine von einer in Fig. 1 schematisch angedeuteten Spannungsquelle 7 erzeugte Spannung zur During operation of the device 20, a voltage generated by a voltage source 7 schematically indicated in FIG. 1 is present between the cathode electrode 2 and the anode electrode 3
Beschleunigung der aus der Glühkathode 1 austretenden Elektronen an. Die Spannung kann beispielsweise zwischen 1 kV und 10 kV betragen. Dabei ist die Kathodenelektrode 2 mit dem Minuspol und die Anodenelektrode 3 mit dem Pluspol der Spannungsquelle 7 Acceleration of emerging from the hot cathode 1 electrons. The voltage may be, for example, between 1 kV and 10 kV. In this case, the cathode electrode 2 is connected to the negative pole and the anode electrode 3 to the positive pole of the voltage source 7
verbunden, wobei insbesondere die Anodenelektrode 3 zusätzlich mit Masse verbunden ist. connected, in particular, the anode electrode 3 is additionally connected to ground.
Die Vorrichtung 20 umfasst weiterhin eine als Ablenkmittel dienende Ablenkelektrode 8, die im Strahlengang des Elektronenstrahls 4 hinter der Anodenelektrode 3 angeordnet ist. Die dem Elektronenstrahl 4 zugewandte Seite der Ablenkelektrode 8 dient dabei als Ablenkfläche 9. Diese Ablenkfläche 9 schließt mit der Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls 4 einen Winkel ß ein, der im abgebildeten The device 20 furthermore comprises a deflection electrode 8 serving as deflection means, which is arranged behind the anode electrode 3 in the beam path of the electron beam 4. The electron beam 4 facing side of the deflection 8 serves as a deflection 9. This deflection surface 9 encloses an angle β with the direction of propagation of the electron beam 4, which is shown in FIG
Ausführungsbeispiel etwa gleich 45° ist. Dadurch beträgt auch der Einfallswinkel γ zwischen dem Einfallslot und dem Elektronenstrahl 45°. Embodiment is approximately equal to 45 °. As a result, the angle of incidence γ between the incidence solder and the electron beam is 45 °.
Die Ablenkelektrode 8 befindet sich ebenfalls auf einem negativen Potenzial, insbesondere auf dem gleichen negativen Potenzial wie die Kathodenelektrode 2. Vorzugsweise ist sie mit dem negativen Pol der gleichen Spannungsquelle 7 verbunden wie die Kathodenelektrode 2. Dadurch kann erreicht werden, dass die Elektronen des The deflection electrode 8 is likewise at a negative potential, in particular at the same negative potential as the cathode electrode 2. It is preferably connected to the negative pole of the same voltage source 7 as the cathode electrode 2
Elektronenstrahls an der Ablenkelektrode 8 zum Stillstand gelangen. Electron beam at the deflection electrode 8 come to a standstill.
Die Vorrichtung 20 umfasst weiterhin in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls 4 hinter der Ablenkelektrode 8 eine weitere The device 20 further comprises in the propagation direction of the electron beam 4 behind the deflection electrode 8 another
Elektrode 10, die eine Öffnung 11 für den Hindurchtritt des Electrode 10 having an opening 11 for the passage of the
Elektronenstrahls 4 aufweist, die der Öffnung 6 entspricht. Die weitere Elektrode 10 ist mit Masse verbunden und weist daher gegenüber der Ablenkelektrode 8 ein positives Potenzial auf. Daher werden die an der Ablenkelektrode abgebremsten Elektronen des Elektronenstrahls 4 von der weiteren Elektrode 10 in Richtung auf die weitere Elektrode 10 beschleunigt und treten durch die Öffnung 11 hindurch. Electron beam 4, which corresponds to the opening 6. The further electrode 10 is connected to ground and therefore has a positive potential with respect to the deflection electrode 8. Therefore, the electrons of the electron beam 4 braked at the deflecting electrode are accelerated by the further electrode 10 toward the further electrode 10 and pass through the opening 11.
Aufgrund der Ausrichtung der Ablenkfläche 9 der Ablenkelektrode 8 unter einem Winkel von 45° ist die weitere Elektrode 10 zu der Due to the orientation of the deflection surface 9 of the deflection electrode 8 at an angle of 45 °, the further electrode 10 to the
Ablenkelektrode 8 ebenfalls unter einem Winkel von 45° ausgerichtet. Insgesamt ist damit die weitere Elektrode 10 senkrecht zur Deflection electrode 8 also aligned at an angle of 45 °. Overall, so that the further electrode 10 perpendicular to
Anodenelektrode 3 ausgerichtet. Der Elektronenstrahl 4 wird somit an der Ablenkfläche 9 um einen Winkel von 90° abgelenkt. Insbesondere wirkt die Ablenkelektrode 8 zusammen mit der weiteren Elektrode 10 wie ein Spiegel für den Elektronenstrahl 4, wobei wie bei einer Reflexion an einem Spiegel der Einfallswinkel γ gleich dem Ausfallswinkel δ ist. Anode electrode 3 aligned. The electron beam 4 is thus deflected at the deflection surface 9 by an angle of 90 °. In particular, the deflection electrode 8 acts together with the further electrode 10 like a mirror for the electron beam 4, as in a Reflection on a mirror of the angle of incidence γ is equal to the angle of divergence δ.
Die Ablenkfläche 9 der Ablenkelektrode 8 kann unter anderen Winkeln als dem abgebildeten 45°-Winkel zum Elektronenstrahl 4 ausgerichtet sein. Dann muss entsprechend die weitere Elektrode 10 anders ausgerichtet und positioniert werden, so dass der Einfallswinkel γ dem Ausfallswinkel δ entspricht. The deflection surface 9 of the deflection electrode 8 may be oriented at angles other than the imaged 45 ° angle to the electron beam 4. Then, accordingly, the further electrode 10 must be aligned and positioned differently, so that the angle of incidence γ corresponds to the angle of reflection δ.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Ablenkelektrode 8 schwenkbar zu gestalten, so dass während des Betriebs eine andere Furthermore, it is possible to make the deflection electrode 8 pivotable, so that during operation another
Ablenkrichtung gewählt werden kann. Beispielsweise können dazu Schrittmotoren oder Piezoelemente verwendet werden. Entsprechend zur Verschwenkung der Ablenkelektrode 8 müsste dann auch die weitere Elektrode 10 verschwenkt und verschoben werden. Direction of deflection can be selected. For example, stepper motors or piezoelectric elements can be used for this purpose. According to the pivoting of the deflection 8, the further electrode 10 would then have to be pivoted and moved.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass die Ablenkfläche 9 der Ablenkelektrode 8 gekrümmt, insbesondere konkav gekrümmt ist, um den Elektronenstrahl 4 zu fokussieren. There is also the possibility that the deflection surface 9 of the deflection electrode 8 is curved, in particular concavely curved, in order to focus the electron beam 4.
In Fig. 1 ist hinter der weiteren Elektrode 10 beispielhaft eine weitere Ablenkelektrode 12 angeordnet, hinter der eine zusätzliche weitere Elektrode 13 mit einer Öffnung 14 vorgesehen ist. Durch die weitere Ablenkelektrode 12 und die zusätzliche weitere Elektrode 13 wird der Elektronenstrahl 4 noch einmal um 90 ° abgelenkt. Auf die weitere Ablenkelektrode 12 und die zusätzliche weitere Elektrode 13 kann auch verzichtet werden. Andererseits können auch mehr als zwei Ablenkeinheiten aus einer Ablenkelektrode und einer weiteren In FIG. 1, a further deflection electrode 12 is arranged behind the further electrode 10 by way of example, behind which an additional further electrode 13 having an opening 14 is provided. By the further deflection electrode 12 and the additional additional electrode 13, the electron beam 4 is deflected once again by 90 °. On the further deflection electrode 12 and the additional additional electrode 13 can also be omitted. On the other hand, more than two deflection units may also consist of one deflection electrode and another
Elektrode vorgesehen werden. Electrode be provided.
Wenn die Kathodenelektrode 2 beziehungsweise die Teile 5 der Kathodenelektrode 2 in der Längsrichtung des die Glühkathode 1 bildenden Drahtes eine Strukturierung aufweisen, um eine Modulation des Elektronenstrahls 4 in Längsrichtung des linienförmigen When the cathode electrode 2 and the parts 5 of the cathode electrode 2 in the longitudinal direction of the hot cathode 1, respectively forming a structuring to a modulation of the electron beam 4 in the longitudinal direction of the linear
Querschnitts zu bewirken, kann vorgesehen werden, dass dann auch die Anodenelektrode 3 und/oder die Ablenkelektrode 8, 12 und/oder die weitere Elektrode 10, 13 eine entsprechende Strukturierung in der Längsrichtung des die Glühkathode 1 bildenden Drahtes aufweisen. To effect cross-section, it can be provided that then the anode electrode 3 and / or the deflection electrode 8, 12 and / or the further electrode 10, 13 have a corresponding structuring in the longitudinal direction of the forming the hot cathode 1 wire.
Optional sind hinter den beiden zusätzlichen Elektroden 12, 13 zwei als Plattenkondensator wirkende Elektroden 15, 16 vorgesehen, an die eine Wechselspannung angelegt ist. Die entsprechende Optionally, two electrodes 15, 16 acting as a plate capacitor are provided behind the two additional electrodes 12, 13, to which an alternating voltage is applied. The corresponding
Spannungsquelle ist nicht abgebildet. Die Wechselspannung kann beispielsweise eine Frequenz größer als 10kHz, vorzugsweise zwischen 25 kHz und 75 kHz, insbesondere zwischen 40 kHz und 60 kHz, beispielsweise eine Frequenz von 50 kHz aufweisen. Die beiden zusätzlichen Elektroden 12, 13 können auch weggelassen werden. Sie dienen lediglich der Formung des Strahlprofils des Elektronenstrahls 4 wie im Nachfolgenden noch näher erläutert wird. Wenn eine Voltage source is not shown. The alternating voltage may for example have a frequency greater than 10 kHz, preferably between 25 kHz and 75 kHz, in particular between 40 kHz and 60 kHz, for example a frequency of 50 kHz. The two additional electrodes 12, 13 can also be omitted. They merely serve to shape the beam profile of the electron beam 4, as will be explained in more detail below. When a
Strahlformung nicht gewünscht ist, können die beiden zusätzlichen Elektroden 12, 13 entfallen. Beam shaping is not desired, the two additional electrodes 12, 13 omitted.
Die zwei als Plattenkondensator wirkenden Elektroden 15, 16 können aufgrund der vergleichsweise hohen Frequenz der Wechselspannung den Elektronenstrahl 4 mit großer Geschwindigkeit auf einem zu bearbeitenden Werkstück (nicht abgebildet) hin und her bewegen. Insbesondere kann dabei die Wechselspannung gezielt beeinflusst werden, um einige Bereiche der Oberfläche des Werkstücks länger mit dem Elektronenstrahl 4 zu beaufschlagen als andere Bereiche. The two acting as a plate capacitor electrodes 15, 16 can because of the relatively high frequency of the AC voltage, the electron beam 4 at high speed on a workpiece to be machined (not shown) back and forth. In particular, the AC voltage can be influenced in a targeted manner in order to apply some time to the electron beam 4 to some areas of the surface of the workpiece than to other areas.
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen schmalen Elektronenstrahl, der in einer Ortskoordinate X auf einem Werkstück bewegt wird, die FIG. 2 shows by way of example a narrow electron beam which is moved in a position coordinate X on a workpiece which
beispielsweise der Richtung senkrecht zur Längserstreckung des Querschnitts der Elektronenstrahllinie entspricht. Dabei ist in Fig. 2 nach oben die Intensität des Elektronenstrahls 4 aufgetragen. for example, corresponds to the direction perpendicular to the longitudinal extent of the cross section of the electron beam line. It is in Fig. 2 applied to the top of the intensity of the electron beam 4.
Insbesondere sind den einzelnen Intensitätsverteilungen Zeitintervalle ti bis tN zugeordnet, in denen der Elektronenstrahl 4 auf den Bereich mit der entsprechenden Ortskoordinate X auftrifft. In particular, to t N assigned in which the electron beam 4 is incident on the area having the corresponding spatial coordinates X the individual intensity distributions of the time intervals ti.
Fig. 3 zeigt eine Fig. 2 entsprechende schematische Darstellung, die die zeitliche Mittelung der Intensität des Elektronenstrahls wiedergibt. Insbesondere wenn an dem Werkstück durch den Elektronenstrahl 4 Veränderungen bewirkt werden sollen, die durch die von dem FIG. 3 shows a schematic representation corresponding to FIG. 2, which reproduces the time-averaging of the intensity of the electron beam. In particular, when changes are to be effected on the workpiece by the electron beam 4, by those of the
Elektronenstrahl übertragene Wärmeenergie verursacht werden, entspricht die in Fig. 3 abgebildete beispielhafte gemittelte Electron beam transmitted thermal energy caused corresponds to the exemplary averaged in Fig. 3 illustrated
Intensitätsverteilung 17 dem wirksamen Strahlprofil des Intensity distribution 17 the effective beam profile of
Elektronenstrahls 4 auf dem Werkstück. Dies insbesondere deshalb, weil Wärmeprozesse in der Regel langsamer als die Bewegung des Elektronenstrahls 4 auf dem Werkstück ablaufen. Electron beam 4 on the workpiece. This is particularly because heat processes usually proceed more slowly than the movement of the electron beam 4 on the workpiece.
Es besteht also die Möglichkeit, mittels der beiden als So there is the possibility of using the two as
Plattenkondensator wirkenden Elektroden 15, 16 und der Plate capacitor acting electrodes 15, 16 and the
Ansteuerwechselspannung gezielt ein wirksames Strahlprofil des Elektronenstrahls 4 auszuwählen oder zu gestalten. Fig. 3 zeigt nur ein beliebiges Beispiel. Andere Strahlprofilformen sind möglich. Ansteuerwechselspannung targeted to select or design an effective beam profile of the electron beam 4. Fig. 3 shows only an arbitrary example. Other beam profile shapes are possible.
Wenn eine sehr lange Elektronenstrahllinie erzeugt werden soll, kann vorgesehen sein, dass der als Glühkathode 1 dienende Draht und/oder die Kathodenelektrode 2 und/oder die Anodenelektrode 3 und/oder die Ablenkelektroden 8, 12 und/oder die weitere Elektrode 10, 13 in der Längsrichtung des die Glühkathode 1 bildenden Drahtes in Segmente unterteilt ist oder sind. Dadurch kann ein modularer Aufbau der Vorrichtung ermöglicht werden. If a very long electron beam line is to be generated, it can be provided that the wire serving as the hot cathode 1 and / or the cathode electrode 2 and / or the anode electrode 3 and / or the deflection electrodes 8, 12 and / or the further electrode 10, 13 in FIG the longitudinal direction of the wire forming the hot cathode 1 is or are divided into segments. As a result, a modular construction of the device can be made possible.
Die in den Fig.4 und Fig. 5 abgebildeten Ausführungsform einer Vorrichtung 21 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die zweite Ablenkelektrode 12 so ausgerichtet ist, dass der Elektronenstrahl 4 aus der x-y-Ebene nach oben in z-Richtung aus der Vorrichtung heraus reflektiert wird. Der Elektronenstrahl 4 ist hier lediglich schematisch durch einen Kreis angedeutet, soll aber insbesondere einen linienförmigen Querschnitt aufweisen. Dabei erstreckt sich die Linie vor der Reflexion an der zweiten The embodiment of a device 21 depicted in FIGS. 4 and 5 differs from the first embodiment in that the second deflection electrode 12 is oriented so that the electron beam 4 is reflected from the xy plane upwards in the z direction out of the device. The electron beam 4 is indicated here only schematically by a circle, but in particular should have a line-shaped cross section. The line extends before the reflection at the second
Ablenkelektrode 12 in z-Richtung und nach der Reflexion an der zweiten Ablenkelektrode 12 in x-Richtung. Deflection electrode 12 in the z-direction and after the reflection at the second deflection electrode 12 in the x-direction.
Die nur schematisch angedeutete zweite Ablenkelektrode 12 kann dabei in x-Richtung ausgedehnter sein als in y-Richtung. Weiterhin kann es sich bei der zweite Ablenkelektrode 12 um eine gekrümmte, insbesondere konkav gekrümmte Elektrode handeln. Auch die nur schematisch dargestellte erste Ablenkelektrode 8 kann wegen des linienförmigen Querschnitts des Elektronenstrahls 4 in z-Richtung ausgedehnter sein als in x-Richtung. Weiterhin kann es sich auch bei der ersten Ablenkelektrode 8 um eine gekrümmte, insbesondere konkav gekrümmte Elektrode handeln. The only schematically indicated second deflection electrode 12 may be more extensive in the x-direction than in the y-direction. Furthermore, the second deflection electrode 12 may be a curved, in particular concavely curved electrode. The first deflecting electrode 8, which is shown only schematically, may also be more extensive in the z direction than in the x direction because of the linear cross section of the electron beam 4. Furthermore, the first deflecting electrode 8 may also be a curved, in particular concavely curved electrode.
Bei der in den Fig.4 und Fig. 5 abgebildeten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 21 sind weiterhin Heizmittel In the embodiment of a device 21 according to the invention shown in FIGS. 4 and 5, heating means continue to be used
vorgesehen. Dazu weist die Vorrichtung 21 eine nicht abgebildete Stromquelle auf, die derart mit der zweiten Ablenkelektrode 12 verbunden ist, dass durch die zweite Ablenkelektrode 12 ein Strom fließt. Dieser Strom sollte ausreichend groß sein, um die zweite Ablenkelektrode 12 auf eine ausreichend hohe Temperatur zu erwärmen, um eventuelle Ablagerungen von Partikeln des zu intended. For this purpose, the device 21 has a power source, not shown, which is connected to the second deflection electrode 12 in such a way that a current flows through the second deflection electrode 12. This current should be sufficiently large to heat the second deflection electrode 12 to a sufficiently high temperature to prevent any build-up of particulate matter
bearbeitenden Werkstücks abzudampfen. To evaporate machined workpiece.
Die in Fig. 6 abgebildete dritte Ausführungsform einer The illustrated in Fig. 6 third embodiment of a
erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 kann einen Elektronenstrahl 4 mit einem linienförmigen Querschnitt erzeugen. In Fig. 6 ist ein Teil eines Gehäuses 18 abgebildet, von dem sich plattenförmige Abdeckmittel 19 bis zur zweiten Ablenkelektrode 12 erstrecken. Diese Device 22 according to the invention can produce an electron beam 4 with a linear cross-section. In Fig. 6 is a part of a Housing 18 shown, from which plate-shaped cover means 19 extend to the second deflection electrode 12. These
plattenförmigen Abdeckmittel 19 verhindern, dass Partikeldämpfe von dem zu bearbeitenden Werkstück in den Bereich der Glühkathode 1, der Kathodenelektrode 2, der Anodenelektrode 3 oder der plate-shaped covering means 19 prevent particle vapors from the workpiece to be machined in the region of the hot cathode 1, the cathode electrode 2, the anode electrode 3 or the
Ablenkelektrode 8 gelangen. Pass deflection electrode 8.
Gleichzeitig kann wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel At the same time as in the second embodiment
vorgesehen sein, dass Heizmittel für die zweite Ablenkelektrode 12 vorgesehen sind. Auch bei dieser dritten Ausführungsform kann die zweite Ablenkelektrode 12 auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmt werden, um eventuelle Ablagerungen von Partikeln des zu bearbeitenden Werkstücks abzudampfen. be provided that heating means for the second deflection electrode 12 are provided. Also in this third embodiment, the second deflection electrode 12 can be heated to a sufficiently high temperature to evaporate any deposits of particles of the workpiece to be machined.
Die in Fig. 7 und Fig. 8 abgebildete vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht im Wesentlichen der Anordnung zweier Vorrichtungen 22, 22' gemäß Fig. 6. Diese The illustrated in Fig. 7 and Fig. 8 fourth embodiment of a device according to the invention substantially corresponds to the arrangement of two devices 22, 22 'in FIG
Vorrichtungen 22, 22' sind so angeordnet, dass sich deren Devices 22, 22 'are arranged so that their
Elektronenstrahlen 4, 4' auf dem zu bearbeitenden Werkstück 25 überlappen. Dies zeigt Fig. 8 im Detail, der sich entnehmen lässt, dass beide Vorrichtungen 22, 22' Elektronenstrahlen 4, 4' mit linienförmigen beziehungsweise streifenförmigen Querschnitten erzeugen. Electron beams 4, 4 'on the workpiece to be machined 25 overlap. This is shown in detail in FIG. 8, which shows that both devices 22, 22 'generate electron beams 4, 4' with linear or strip-shaped cross sections.
Dabei sind die Vorrichtungen 22, 22' so gestaltet, dass in The devices 22, 22 'are designed so that in
Linienlängsrichtung des linienförmigen Querschnitts der Line longitudinal direction of the linear cross-section of
Elektronenstrahlen 4, 4' jeweils zueinander beabstandete Streifen 23, 23' angeordnet sind. Der Zwischenraum 24, 24' zwischen den Streifen 23, 23' ist dabei jeweils so groß wie ein Streifen 23, 23'. Weiterhin sind die Streifen 23 der ersten Vorrichtung 22 gegenüber den Streifen 23' der zweiten Vorrichtung 22' so versetzt zueinander, dass sich auf dem Werkstück 25 eine ununterbrochene Linie ergibt, in der jeweils ein Streifen 23 der ersten Vorrichtung 22 mit einem Streifen 23' der zweiten Vorrichtung 22' abwechselt. Electron beams 4, 4 'each spaced-apart strips 23, 23' are arranged. The intermediate space 24, 24 'between the strips 23, 23' is in each case as large as a strip 23, 23 '. Furthermore, the strips 23 of the first device 22 relative to the strips 23 'of the second device 22' are offset from one another such that on the workpiece 25 results in a continuous line, in each case a strip 23 of the first device 22 alternates with a strip 23 'of the second device 22'.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') zur Erzeugung eines 1. Device (20, 21, 22, 22 ') for generating a
Elektronenstrahls (4, 4'), umfassend eine Glühkathode (1 ), eine Kathodenelektrode (2), eine Anodenelektrode (3) mit einer Öffnung (6), durch die ein von der Vorrichtung (20, 21, 22, 22') erzeugter Elektronenstrahl (4, 4') hindurchtreten kann, wobei im  Electron beam (4, 4 ') comprising a thermionic cathode (1), a cathode electrode (2), an anode electrode (3) having an opening (6) through which one of the device (20, 21, 22, 22') generated Electron beam (4, 4 ') can pass, wherein in
Betrieb der Vorrichtung zwischen der Kathodenelektrode (2) und der Anodenelektrode (3) eine Spannung zur  Operation of the device between the cathode electrode (2) and the anode electrode (3) a voltage for
Beschleunigung der aus der Glühkathode (1) austretenden Elektronen anliegt,  Acceleration of the thermionic cathode (1) exiting electrons,
Ablenkmittel, die den durch die Öffnung der Deflection means passing through the opening of the
Anodenelektrode (3) hindurch getretenen Elektronenstrahl (4, 4') ablenken können, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkmittel mindestens eine Ablenkelektrode (8, 12) umfassen, an der der Elektronenstrahl (4, 4') reflektiert werden kann und/oder die eine zu der  Anode electrode (3) can be deflected electron beam (4, 4 '), characterized in that the deflection means comprise at least one deflection electrode (8, 12) on which the electron beam (4, 4') can be reflected and / or the one to the
Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls (4, 4') geneigte Ablenkfläche (9) aufweist.  Propagation direction of the electron beam (4, 4 ') inclined deflection surface (9).
2. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach Anspruch 1, dadurch 2. Device (20, 21, 22, 22 ') according to claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass die Normale auf der Ablenkfläche (9) der mindestens einen Ablenkelektrode (8, 12) mit der  characterized in that the normal on the deflection surface (9) of the at least one deflection electrode (8, 12) with the
Verbindungslinie zwischen der Glühkathode (1) und der Öffnung (6) in der mindestens einen Anodenelektrode (3) einen Winkel (ß) zwischen 0° und 90 ° einschließt, vorzugsweise einen Winkel (ß) zwischen 20° und 70°, insbesondere einen Winkel (ß) zwischen 30° und 60°, beispielsweise einen Winkel (ß) von 45°. Connecting line between the hot cathode (1) and the opening (6) in the at least one anode electrode (3) includes an angle (ß) between 0 ° and 90 °, preferably an angle (ß) between 20 ° and 70 °, in particular an angle (ß) between 30 ° and 60 °, for example, an angle (ß) of 45 °.
3. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine 3. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 or 2, characterized in that the at least one
Ablenkelektrode (8, 12) auf dem gleichen Potential wie die Kathodenelektrode (2) ist, insbesondere an die gleiche  Deflection electrode (8, 12) at the same potential as the cathode electrode (2), in particular to the same
Spannungsquelle (7) wie die Kathodenelektrode (2)  Voltage source (7) like the cathode electrode (2)
angeschlossen ist.  connected.
4. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20, 21, 22, 22') eine weitere Elektrode (10, 13) umfasst, die gegenüber der mindestens einen Ablenkelektrode (8, 12) ein positives Device (20, 21, 22, 22 ') according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the device (20, 21, 22, 22') comprises a further electrode (10, 13) facing the at least one deflection electrode (8, 12) a positive
Potenzial aufweist und die Elektronen nach der Wechselwirkung mit der mindestens einen Ablenkelektrode (8, 12) beschleunigen kann.  Has potential and the electrons can accelerate after interaction with the at least one deflection electrode (8, 12).
5. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkfläche (9) der mindestens einen Ablenkelektrode (8, 12) gekrümmt ist, insbesondere konkav gekrümmt ist. 5. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 4, characterized in that the deflection surface (9) of the at least one deflection electrode (8, 12) is curved, in particular concavely curved.
6. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkathode (1) als Draht ausgebildet ist und sich in einer Längsrichtung, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls (4, 4') 6. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hot cathode (1) is formed as a wire and extending in a longitudinal direction perpendicular to the propagation direction of the electron beam (4, 4th ')
angeordnet ist, erstreckt, um einen linienförmigen Querschnitt des Elektronenstrahls (4, 4') zu erzielen, wobei die  is arranged, to obtain a line-shaped cross section of the electron beam (4, 4 '), wherein the
Längsrichtung des linienförmigen Querschnitts parallel zur Längsrichtung des die Glühkathode (1) bildenden Drahtes ausgerichtet ist. Longitudinal direction of the line-shaped cross section is aligned parallel to the longitudinal direction of the hot cathode (1) forming wire.
7. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach Anspruch 6, dadurch 7. Device (20, 21, 22, 22 ') according to claim 6, characterized
gekennzeichnet, dass der als Glühkathode (1) dienende Draht und/oder die Kathodenelektrode (2) und/oder die  in that the wire serving as the hot cathode (1) and / or the cathode electrode (2) and / or the
Anodenelektrode (3) und/oder die mindestens eine  Anode electrode (3) and / or the at least one
Ablenkelektrode (8, 12) und/oder die weitere Elektrode (10, 13) in der Längsrichtung des die Glühkathode (1) bildenden Drahtes in Segmente unterteilt ist oder sind.  Deflection electrode (8, 12) and / or the further electrode (10, 13) in the longitudinal direction of the hot cathode (1) forming the wire is divided into segments or are.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch 8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized
gekennzeichnet, dass die Kathodenelektrode (2) und/oder die Anodenelektrode (3) und/oder die mindestens eine  in that the cathode electrode (2) and / or the anode electrode (3) and / or the at least one
Ablenkelektrode (8, 12) und/oder die weitere Elektrode (10, 13) sich in der Längsrichtung des die Glühkathode (1) bildenden Drahtes ohne Querschnittsveränderung erstrecken.  Deflection electrode (8, 12) and / or the further electrode (10, 13) extending in the longitudinal direction of the hot cathode (1) forming wire without change in cross section.
9. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenelektrode (2) und/oder die Anodenelektrode (3) und/oder die mindestens eine Ablenkelektrode (8, 12) und/oder die weitere Elektrode (10, 13) sich in der Längsrichtung des die Glühkathode (1) bildenden Drahtes mindestens eine Strukturierung aufweisen, die eine Modulation des Elektronenstrahls (4, 4') in Längsrichtung des linienförmigen Querschnitts bewirken kann. 9. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 6 or 7, characterized in that the cathode electrode (2) and / or the anode electrode (3) and / or the at least one deflection electrode (8, 12) and / or the further electrode (10, 13) have in the longitudinal direction of the hot cathode (1) forming the wire at least one structuring, which can cause a modulation of the electron beam (4, 4 ') in the longitudinal direction of the line-shaped cross-section.
10. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkfläche (9) der mindestens einen Ablenkelektrode (8, 12) bewegbar, 10. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 9, characterized in that the deflection surface (9) of the at least one deflection electrode (8, 12) movable,
insbesondere verkippbar ist.  in particular tiltable.
11. Vorrichtung (20, 21 , 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau und/oder die Ansteuerung der Glühkathode (1), der Kathodenelektrode (2) und der Anodenelektrode (3) dem Aufbau und/oder der 11. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 10, characterized in that the construction and / or the control of the hot cathode (1), the cathode electrode (2) and the anode electrode (3) of the structure and / or the
Ansteuerung einer Pierce-Elektronenkanone entspricht.  Control of a Pierce electron gun corresponds.
12. Vorrichtung (20, 21 , 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch 12. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 11 or according to the preamble of claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass die Ablenkmittel zwei einander  characterized in that the deflection means two each other
gegenüberliegende Elektroden (15, 16) umfassen, zwischen denen eine Wechselspannung angelegt wird, durch die der Elektronenstrahl (4, 4') derart abgelenkt werden kann, dass dadurch das Strahlprofil des Elektronenstrahls (4) gezielt gestaltet werden kann.  opposite electrodes (15, 16), between which an alternating voltage is applied, through which the electron beam (4, 4 ') can be deflected such that thereby the beam profile of the electron beam (4) can be designed specifically.
13. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach Anspruch 12, dadurch 13. Device (20, 21, 22, 22 ') according to claim 12, characterized
gekennzeichnet, dass die Wechselspannung eine Frequenz größer als 10kHz, vorzugsweise zwischen 25 kHz und 75 kHz, insbesondere zwischen 40 kHz und 60 kHz, beispielsweise eine Frequenz von 50 kHz aufweist.  characterized in that the alternating voltage has a frequency greater than 10 kHz, preferably between 25 kHz and 75 kHz, in particular between 40 kHz and 60 kHz, for example a frequency of 50 kHz.
14. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch 14. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 13 or according to the preamble of claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20, 21, 22, 22')  characterized in that the device (20, 21, 22, 22 ')
Heizmittel umfasst, die die mindestens eine Ablenkelektrode (8, 12) erwärmen können.  Heating means which can heat the at least one deflection electrode (8, 12).
15. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach Anspruch 14, dadurch 15. Device (20, 21, 22, 22 ') according to claim 14, characterized
gekennzeichnet, dass die ausgangsseitige Ablenkelektrode (12) von den Heizmitteln erwärmt werden kann.  characterized in that the output-side deflection electrode (12) can be heated by the heating means.
16. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel eine 16. Device (20, 21, 22, 22 ') according to any one of claims 14 or 15, characterized in that the heating means a
Stromquelle umfassen, die zur Aufheizung Strom durch die mindestens eine Ablenkelektrode (8, 12) fließen lassen kann. Power source include, which can flow for heating current through the at least one deflection electrode (8, 12).
17. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch 17. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 13 or according to the preamble of claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20, 21, 22, 22')  characterized in that the device (20, 21, 22, 22 ')
Abdeckmittel (19) umfasst, die so angeordnet sind, dass  Covering means (19) arranged so that
Partikeldämpfe von dem zu bearbeitenden Werkstück (25) nicht in den Bereich der Glühkathode (1), der Kathodenelektrode (2), der Anodenelektrode (3) oder der Ablenkelektrode (8) gelangen können.  Particle vapors of the workpiece to be machined (25) can not reach into the region of the hot cathode (1), the cathode electrode (2), the anode electrode (3) or the deflection electrode (8).
18. Vorrichtung (20, 21, 22, 22') nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch 18. Device (20, 21, 22, 22 ') according to one of claims 1 to 13 or according to the preamble of claim 1, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20, 21, 22, 22') so gestaltet ist, dass sie einen Elektronenstrahl (4, 4') erzeugen kann, der einen in einzelnen voneinander beabstandete Streifen (23, 23') unterteilten linienförmigen Querschnitt aufweist.  in that the device (20, 21, 22, 22 ') is designed such that it can produce an electron beam (4, 4') which has a line-shaped cross section which is subdivided into individual spaced-apart strips (23, 23 ').
19. Anordnung zweier Vorrichtungen (20, 21, 22, 22') nach 19. arrangement of two devices (20, 21, 22, 22 ') after
Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (20, 21, 22, 22') so gestaltet und angeordnet sind, dass die Streifen (23) der ersten Vorrichtung (22) gegenüber den  Claim 18, characterized in that the devices (20, 21, 22, 22 ') are designed and arranged such that the strips (23) of the first device (22) relative to the
Streifen (23') der zweiten Vorrichtung (22') so versetzt  Strip (23 ') of the second device (22') so offset
zueinander sind, dass sich im Arbeitsbereich eine  to each other, that in the work area a
ununterbrochene Linie ergibt, in der jeweils ein Streifen (23) der ersten Vorrichtung (22) mit einem Streifen (23') der zweiten Vorrichtung (22') abwechselt.  shows a continuous line in which one strip (23) of the first device (22) alternates with one strip (23 ') of the second device (22').
EP13709095.7A 2012-07-07 2013-03-12 Device for producing an electron beam Withdrawn EP2870115A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012013593.9A DE102012013593B4 (en) 2012-07-07 2012-07-07 Device for generating an electron beam
DE102012108888 2012-09-20
DE102012110627 2012-11-06
PCT/EP2013/055039 WO2014009028A1 (en) 2012-07-07 2013-03-12 Device for producing an electron beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2870115A1 true EP2870115A1 (en) 2015-05-13

Family

ID=47878032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13709095.7A Withdrawn EP2870115A1 (en) 2012-07-07 2013-03-12 Device for producing an electron beam

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9773635B2 (en)
EP (1) EP2870115A1 (en)
JP (1) JP6047654B2 (en)
CN (1) CN104603078B (en)
WO (1) WO2014009028A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6649812B2 (en) * 2016-03-09 2020-02-19 浜松ホトニクス株式会社 Charge processing device and electron source unit
US11911838B2 (en) 2017-03-10 2024-02-27 Pro-Beam Gmbh & Co. Kgaa Electron beam installation and method for working powdered material
DE102017105193A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Pro-Beam Ag & Co. Kgaa Electron beam system and method for processing powdery material
DE102019118657A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 Vitalij Lissotschenko Device for generating electron beams and 3D printing device
DE102019124684A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Vitalij Lissotschenko Device for generating electron beams and 3D printing device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2153700A (en) * 1984-01-27 1985-08-29 Sony Corp Crystal growth
EP2426693A2 (en) * 1999-12-13 2012-03-07 Semequip, Inc. Ion source

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH196450A (en) 1933-08-09 1938-03-15 Loewe Opta Gmbh Cathode ray tube.
US3080500A (en) * 1959-06-22 1963-03-05 Philco Corp Cathode ray system
GB1567151A (en) * 1976-11-12 1980-05-14 Atomic Energy Authority Uk Deflection of ion beams by electrostatic mirror apparatus
NL8201732A (en) * 1982-04-27 1983-11-16 Bernardus Johannes Gerardus Ma IRRADIATION DEVICE WITH BUNDLE SPLIT.
DE3442243A1 (en) 1984-11-19 1986-05-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Device for radiation crosslinking
JP2609599B2 (en) * 1987-02-06 1997-05-14 株式会社日立製作所 Flat cathode ray tube
DD268330A1 (en) 1988-01-13 1989-05-24 Akad Wissenschaften Ddr KATODENSYSTEM FOR ELECTRONIC ACCELERATORS
JPH0634110B2 (en) * 1989-05-24 1994-05-02 大阪大学長 Ellipsoidal electrostatic mirror and method for changing moving direction of charged particles
GB8915972D0 (en) * 1989-07-12 1989-08-31 Kratos Analytical Ltd An ion mirror for a time-of-flight mass spectrometer
DE4129403A1 (en) 1991-09-04 1993-03-11 Zeiss Carl Fa IMAGING SYSTEM FOR RADIATION OF CHARGED PARTICLES WITH MIRROR CORRECTOR
DE4234740C2 (en) * 1992-10-15 1997-12-11 Joachim Hentze Process for the production of optical elements
US5376788A (en) 1993-05-26 1994-12-27 University Of Manitoba Apparatus and method for matrix-assisted laser desorption mass spectrometry
DE19610881B4 (en) 1995-12-07 2008-01-10 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Microsystem module
US6232709B1 (en) * 1998-10-23 2001-05-15 Michael W. Retsky Method and apparatus for deflecting and focusing a charged particle stream
DE19633496B4 (en) 1996-08-20 2006-06-08 Ceos Corrected Electron Optical Systems Gmbh Monochromator for electron optics, in particular electron microscopy
DE19638925C2 (en) 1996-09-23 2000-11-23 Fraunhofer Ges Forschung Electron band emitter
US5955730A (en) 1997-06-26 1999-09-21 Comstock, Inc. Reflection time-of-flight mass spectrometer
DE19745771B4 (en) * 1997-10-16 2005-12-22 Unaxis Deutschland Holding Gmbh Method for operating a high-power electron beam
DE19907858C1 (en) * 1999-02-24 2000-10-05 Leica Microsys Lithography Ltd Device for the electrostatic deflection of a corpuscular beam
JP2000325441A (en) 1999-05-21 2000-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electron beam irradiation method
DE19942142B4 (en) 1999-09-03 2004-04-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process and device for treating bulk material, preferably seed, with accelerated electrons
WO2002043803A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-06 Semequip, Inc. Ion implantation system and control method
DE10157403B4 (en) 2001-11-23 2004-07-01 Pro-Beam Anlagen Gmbh Process for welding components
DE102005045622B4 (en) 2005-09-23 2009-04-30 GST Gesellschaft für systembezogene Technologieentwicklung mbH Methods and arrangements for detecting electron spin polarization
FR2896910A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-03 Quantic Comm Sarl E METHOD FOR GENERATING INTERNAL BEAMS OF ELECTRON, INFRARED, VISIBLE, ULTRAVIOLET, X AND GAMMA RAYS.
WO2007107211A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for altering the characteristics of three-dimensional shaped parts using electrons
TWI484529B (en) * 2006-11-13 2015-05-11 Mks Instr Inc Ion trap mass spectrometer, method of obtaining mass spectrum using the same, ion trap, method of and apparatus for trapping ions in ion trap
DE102007048618B4 (en) 2007-10-10 2011-12-22 Bruker Daltonik Gmbh Purified daughter ion spectra from MALDI ionization
DE102009051374A1 (en) 2009-10-30 2011-06-16 Robert Bosch Gmbh Apparatus for refelecting accelerated electrons
DE102010010981B4 (en) 2010-03-10 2011-12-15 Focus Gmbh Method and analysis arrangement for analyzing the electron spin polarization
US9355818B2 (en) * 2010-05-28 2016-05-31 Kla-Tencor Corporation Reflection electron beam projection lithography using an ExB separator
CN102446693B (en) 2011-11-29 2016-04-06 邱永红 A kind of accelerated method of charged particle and application thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2153700A (en) * 1984-01-27 1985-08-29 Sony Corp Crystal growth
EP2426693A2 (en) * 1999-12-13 2012-03-07 Semequip, Inc. Ion source

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2014009028A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015522923A (en) 2015-08-06
JP6047654B2 (en) 2016-12-21
US20150144800A1 (en) 2015-05-28
CN104603078A (en) 2015-05-06
CN104603078B (en) 2018-03-23
US9773635B2 (en) 2017-09-26
WO2014009028A1 (en) 2014-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014009028A1 (en) Device for producing an electron beam
DE60111863T2 (en) LASER WELDING
WO1996009135A1 (en) Process for welding workpieces
WO2009138134A1 (en) Particle radiation unit having cleaning device
DE102014004035A1 (en) Method for producing small holes in workpieces
EP3592486B1 (en) Electron beam installation and method for working powdered material
EP1711303A1 (en) Method for modifying the topography of coated sheet metal using a laser beam and coated sheet metal with a topographical modification of this type
DE1125096B (en) Process for producing a welding zone with the desired cross-sectional shape during charge carrier beam welding
DE102012013593B4 (en) Device for generating an electron beam
EP2724812B1 (en) Device for connecting two work pieces with areas of different properties using transmission laser beam welding and a homogeniser
DE2152094A1 (en) Heating system for an electron beam furnace
DE102007019981B4 (en) Anode for the formation of a plasma by forming electrical arcs
CH414891A (en) Method for cutting workpieces by means of a charge carrier beam
EP4099427A2 (en) Method for producing a battery electrode
DE102015108444A1 (en) 3D printing device and 3D printing process
CH684001A5 (en) Method and apparatus for controlling the Bedampfungsstromdichte and / or their distribution.
DE102010047419B4 (en) Method and apparatus for generating EUV radiation from a gas discharge plasma
DE2254673A1 (en) LASER BEAM WELDING PROCESS
DE102019128251A1 (en) Method for joining two joining partners using ultra-short laser pulses
DE10128793B4 (en) Method for processing a workpiece with a laser beam
DE102019118657A1 (en) Device for generating electron beams and 3D printing device
DE102023100404A1 (en) LASER WELDING SYSTEMS WITH PLASMA PROTECTION
DE102017120938A1 (en) Process for coating a substrate and apparatus for carrying out the process
DE102015204592B4 (en) Device for influencing a propagation of a plasma formed in a vacuum arc process
DE102018200049A1 (en) Composite of different metal sheets produced by welding

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150209

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20160831

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: LILAS GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210423