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EP0000866A1 - Verfahren zum Herstellen eines Analysatorsystems für ein Multipol-Massenfilter - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Analysatorsystems für ein Multipol-Massenfilter Download PDF

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Publication number
EP0000866A1
EP0000866A1 EP78100260A EP78100260A EP0000866A1 EP 0000866 A1 EP0000866 A1 EP 0000866A1 EP 78100260 A EP78100260 A EP 78100260A EP 78100260 A EP78100260 A EP 78100260A EP 0000866 A1 EP0000866 A1 EP 0000866A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
metal
grooves
mandrel
foils
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.)
Granted
Application number
EP78100260A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0000866B1 (de
Inventor
Jochen Dr.Rer.Nat. Franzen
Gerhard Dipl.-Phys. Weiss
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.)
Bruker Daltonics GmbH and Co KG
Original Assignee
Dr Franzen Analysentechnik GmbH and Co KG
Bruken Franzen Analytik GmbH
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 DE19772737903 external-priority patent/DE2737903C2/de
Priority claimed from DE19772752674 external-priority patent/DE2752674A1/de
Application filed by Dr Franzen Analysentechnik GmbH and Co KG, Bruken Franzen Analytik GmbH filed Critical Dr Franzen Analysentechnik GmbH and Co KG
Publication of EP0000866A1 publication Critical patent/EP0000866A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0000866B1 publication Critical patent/EP0000866B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
    • H01J49/4205—Device types
    • H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
    • H01J49/4215—Quadrupole mass filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
    • H01J49/4205—Device types
    • H01J49/4255—Device types with particular constructional features
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S228/00—Metal fusion bonding
    • Y10S228/903—Metal to nonmetal

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a high-precision and dimensionally stable analyzer system for a multipole mass filter, in which a tube made of electrically poorly conductive, thermally softenable material is drawn over a dimensionally precise mold core with a higher expansion coefficient and parallel grooves, whereupon the tube material is heated Grooves of the mandrel nestles and then after solidifying cooling with the embossed tube indentations is pulled off the mandrel.
  • an analyzer system with high precision and dimensional stability for a multipole mass filter with a tube made of electrically poorly conductive, thermally softenable material with tube indentations impressed by softening over a dimensionally precise mandrel with a higher expansion coefficient and parallel grooves.
  • a multipole usually consists of the number of poles corresponding to electrically conductive round or hyperbole rods;
  • a quadrupole consists of four parallel, electrically conductive round or hyperbole rods.
  • the rods are held parallel to one another by one or more electrically insulating mounting parts that surround them on the outside in the form of rings or cages, the rod centers being arranged square in section.
  • the requirements for parallelism, freedom from torsion, the equality of the spacing of diagonally opposed rods and the perpendicularity of these diagonals are particularly for those mass filters that are in higher mass ranges with masses larger than 500 atomic mass units: (m> 500 u ), should be used, extremely high.
  • a filter was described in GB-PS 1 367 638, which consists of a tubular, torsion-free and low-deflection insulator with conductive surface coverings, this filter being produced from an extruded ceramic tube with subsequent firing and partial covering of the inner surfaces with a conductive layer .
  • the firing causes the pipe to shrink by about 10% and therefore does not allow the dimensional accuracy requirements described above; therefore, the use of such quadrupole filters as a residual gas analyzer is only in the lower mass range.
  • DE-PS 1 297 360 describes the production of high-precision glass tubes on a mandrel with subsequent metallization of the indented inner surfaces for use as a quadrupole system.
  • D as .Quadrupolsystem provides namely electrically seen a capacitor of capacitance C is, in which a H with the frequency ochfrequenzschreib and lies with the amplitude V.
  • C 50 pF
  • V 2 MHz
  • V 5kV
  • the invention is therefore based on the object of improving the known method of the type described in the introduction while avoiding its disadvantages and, in particular, of creating a warp and bend-free, highly precise and dimensionally stable analyzer system for a multipole mass filter, the adhesion of the layers or layers being electrical conductive material on the softenable pipe material to be improved should, so that highly precise and dimensionally stable electrodes can be created overall in analyzer systems for multipole mass filters by using also different types of metallic components for the layers to be connected to the tube material.
  • this object is achieved in a method of the type mentioned in that before heating the tube between the mandrel and the tube, layers of electrically conductive, easily connectable to the softenable tube material are introduced in the region of the grooves; that the layer material is connected to the pipe material when the pipe is softened and nestled against the grooves; and that when the tube thus formed is removed, the layers connected to the embossed tube indentations are removed with the mold core, a particularly preferred embodiment providing that metal foils are used as layers, which are inserted into the grooves of the core before the tube is softened.
  • the analyzer according to the invention is preferably characterized in that connected to the tube in the interior to the Rohreinbuchtitch films of good electrical conductivity fähi g em metal.
  • the tube is evacuated before it is softened as a whole. This makes it easier for the softened pipe to nestle against the grooves of the mandrel.
  • foil material with a largely identical coefficient of thermal expansion as the tube material is used or that foils made of a very ductile metal are used so that the covering material always takes the form of the tube material when it cools down.
  • Gold and platinum are particularly suitable as film material.
  • Another preferred embodiment of the present invention is characterized in that the film surface is provided with a meltable coating before insertion into the grooves of the mandrel to facilitate melting. This facilitates the melting of the foils with the pipe material.
  • the tube is a glass tube.
  • the metal foils are provided with protrusions extending from the foil surface facing away from the mold core; and that the protrusions are essentially melted in the softenable material, the corresponding analyzer system in a preferred development of the invention then being characterized in that the metal foils are connected to the tube material essentially by means of protrusions extending from the foil surface into the tube material.
  • a coating of a glossy metal paste is applied to the inner surfaces of the tube as the metallic component; and that the paste is converted into metal by means of higher temperatures.
  • a metallic Component a coating of a conductive metal composition is applied to the inner surface of the tube; and that the lead metal composition is subsequently converted to metal.
  • An essential part of the idea of the invention lies in the fact that during the final molding process of the tube made of softenable material, the metal electrodes are formed at the same time - in particular by resting the grooves of the mandrel - and are pressed there by the surrounding tube material in order to provide a highly precise and extremely smooth surface of the metal layer to reach.
  • the metallization is carried out only after the analyzer tube has been formed on the mandrel, and, as explained, insufficient accuracy is not guaranteed.
  • FIG. 1 Further embodiments of the invention are characterized in that the projections of the films are bent flanges, that the projections are notches in the films, that the projections on the films are soldered or welded ribs, or that the projections are wires or soldered or welded to the films .
  • a conductive varnish is applied and that the conductive varnish is dried.
  • the conductive varnish can be spread on, sprayed on or applied by dipping.
  • the conductive layer is applied by means of reduction metallization and in particular that an end metal layer is electroplated.
  • an end metal layer is electroplated.
  • gold, silver or copper, but also tin as tin oxide in a preferred embodiment can be applied as the lead metals in the dipping process.
  • a pre-machined mandrel 1 which in the illustrated embodiment consists of ground special steel, with semicircular grooves 3 being ground in the mandrel 1, is provided with metal foils 5, in particular gold foils, by inserting the metal foils 5 into the semicircular grooves 3 become.
  • a glass tube 7 is then pulled over the mold core 1 provided with metal foils 5 and, if necessary, closed and evacuated.
  • the glass tube 7 filled with the mandrel 1 is e.g. heated in an oven to a temperature point slightly above the transformation point of the glass, the glass tube 7 laying on the metal foils 5 in the grooves 3 and fusing with them (FIG. 3).
  • the mandrel 1 contracts more than the shaped glass tube 7, so that the mandrel 1 can be easily pulled out of the shaped glass tube 7.
  • FIG. 4 shows the completely manufactured analyzer system for a quadrupole mass filter as a glass tube 7 provided with tube indentations 9, the metal foils 5 being melted onto the tube indentations 9 in the interior of the glass tube 7.
  • a preprocessed mandrel 1 in the exemplary embodiment shown consisting of ground special steel, with semicircular grooves 3 being ground in the mandrel 1, is provided with metal foils 5 by inserting them into the semicircular grooves 2 are inserted.
  • the metal foils 5 are provided with longitudinally extending flanges 6, which are perpendicular to the metal foil surface, on the side of the metal foil 5 which is applied to the mandrel 1.
  • a glass tube 7 is pulled over the mold core 1 provided with the metal foils 5 and optionally closed and evacuated.
  • the glass tube 7 filled with the mandrel 1 is e.g. in an oven, heated to a temperature slightly above the transformation point of the glass, the glass tube 7 laying on the metal foils in the grooves 3.
  • the flanges 6 dig into the soft material of the glass tube (FIG. 2).
  • the mandrel 1 contracts more than the shaped glass tube 7, so that the mandrel 1 can be easily pulled out of the shaped glass tube 7.
  • the metal foils 5 remain firmly connected to the tube indentations 9 of the glass tube 7 formed over the grooves 3 of the mandrel 1, the hold being reinforced in particular by the flanges 6 of the metal foils 5 melted into the glass tube 7.
  • FIG. 3 shows the completely manufactured analyzer system for a quadrupole mass filter as a glass tube provided with the tube indentations 9, the metal foils 5 being applied to the tube indentations 9 in the interior of the glass tube 7 and, in particular, being fused to the tube material by means of their flanges 6.
  • gloss metal paste, conductive lacquer or a conductive layer is applied in a known manner and then metallized in a known manner, optionally with a conductive layer an additional metal layer is electroplated in a conventional manner.
  • the mandrel 1 is then introduced into the tube 7 provided with the metal coatings in such a way that the metal coatings are located above the grooves 3 of the mandrel and rest on the tube indentations 9 formed in the interior of the glass tube 7 according to the method steps described above.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines hochpräzisen und formstabilen Analysatorsystems für ein Multipol-Massenfilter, bei dem ein Rohr (7) aus elektrisch schlecht leitendem, thermisch erweichungsfähigem Material über einen masspräzisen Formkern (1) mit höherem Ausdehnungskoeffizienten und parallelen Nuten (3) gezogen wird, woraufhin das Rohrmaterial sich durch Erhitzen den Nuten (3) des Formkerns (1) anschmiegt und anschliessend nach verfestigender Abkühlung mit den eingeprägten Rohreinbuchtungen (9) vom Formkern (1) abgezogen wird. Vor dem Erhitzen des Rohres (7) werden zwischen Formkern (1) und Rohr (7) im Bereich der Nuten (3) Lagen (5) aus elektrisch gut leitfähigen, mit dem erweichungsfähigen Rohrmaterial leicht verbindbaren metallischen Komponenten eingebracht. Das Lagenmaterial wird beim Erweichen und Anschmiegen des Rohres (7) an die Nuten (3) mit dem Rohrmaterial verbunden. Beim Abziehen des so geformten Rohres (7) werden die mit den eingeprägten Rohreinbuchtungen (9) verbundenen Lagen (5) mit vom Formkern (1) abgezogen. Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes Analysatorsystem ist in Fig. 2 bis 4 dargestellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines hochpräzisen und formstabilen Analysatorsystems für ein Multipol-Massenfilter, bei dem ein Rohr aus elektrisch schlecht leitendem, thermisch erweichungsfähigem Material über einen maßpräzisen Formkern mit höherem Ausdehnungskoeffizienten und parallelen Nuten gezogen wird, woraufhin das Rohrmaterial sich durch Erhitzen den Nuten des Formkerns anschmiegt und anschließend nach verfestigender Abkühlung mit den eingeprägten Rohreinbuchtungen vom Formkern abgezogen wird. sowie ein Analysatorsystem mit hoher Präzision und Formstabilität für ein Multipol-Massenfilter, mit einem Rohr aus elektrisch schlecht leitendem, thermisch erweichungsfähigem Material mit durch Erweichen über einem maßpräzisen Formkern mit höherem Ausdehnungskoeffizienten und parallelen Nuten eingeprägten Rohreinbuchtungen.
  • Das Wirkungsprinzip eines hochpräzisen und formstabilen Analysatorsystems für einen Multipol-Massenfilter, das dem Fachmann allgemein als Multipol-Massenfilter nach Paul bekannt ist, ist in der DE-PS 944 900 beschrieben.
  • Ein Multipol besteht üblicherweise aus der Anzahl der Pole entsprechenden elektrisch leitfähigen Rund- oder Hyperbolstäben; insbesondere besteht also ein Quadrupol aus vier parallelen elektrisch leitfähigen Rund- oder Hyperbolstäben. Die Stäbe sind dabei durch ein oder mehrere, sie außen umfassende, elektrisch isolierende Montageteile in Form von Ringen oder Käfigen parallel zueinander gehalten, wobei die Stabmitten im Schnitt quadratisch angeordnet sind. Die Anforderungen an die Parallelität, die Verwindungsfreiheit, die Gleichheit der Abstände sich diagonal gegenüberliegender Stäbe und die Rechtwinkligkeit dieser Diagonalen sind insbesondere für solche Massenfilter, die in höheren Massenbereichen bei Massen, die größer sind als 500 atomare Massen- einheiten:(m > 500 u),verwendet werden sollen, außerordentlich hoch.
  • Die vom Quadrupol-Filter durchgelassene Ionenmasse m hängt nach der Gleichung
    Figure imgb0001
    von der Amplitude V und der Kreisfrequenz w der angelegten Hochfrequenzspannung sowie vom Scheitelabstand der jeweiligen Stäbe 2 r0 ab. Damit bei einer eingestellten Durchlaßmasse m = 1.000 u an zwei beliebigen Stellen im Quadrupolfilter die Differenz der durchgelassenen Masse nicht größer als 0,1 u ist, darf die relative Abweichung des Scheitelabstands
    Figure imgb0002
    höchstens 1/20.000 betragen. Dies ergibt bei einem diagonalen Scheitelabstand 2ro von üblicherweise 8 mm eine Genauigkeitsforderung von 0,4 pm.
  • Dieser Wert wird für zylindrische Stäbe bei einer Zweipunkt-Auflage bereits durch die natürliche Durchbiegung unter dem Einfluß der Schwerkraft überschritten. Eine derartige Anordnung eines Multipol-Filters mit Polstäben und getrennten isolierenden Haltern kann daher die erforderlichen Genauigkeitsbedingungen nur schwer erfüllen.
  • Daher wurde in der GB-PS 1 367 638 ein Filter beschrieben, der aus einem rohrförmigen, verwindungsfreien und durchbiegungsarmen Isolator mit leitfähigen Oberflächenbelegungen besteht, wobei dieser Filter aus einem extrudierten Keramikrohr mit nachfolgendem Brennen und teilweisen Belegen der inneren Oberflächen mit einer leitfähigen Schicht hergestellt wird. Das Brennen bewirkt jedoch eine Schrumpfung des Rohres von etwa 10% und läßt daher die oben beschriebenen Maßgenauigkeits-Anforderungen nicht zu; daher liegt die Verwendung derartiger Quadrupol-Filter als Restgasanalysator nur im unteren Massenbereich.
  • In der DE-PS 1 297 360 ist die Herstellung hochpräziser Glasrohre auf einem Formkern mit anschließender Metallisierung der eingebuchteten inneren Oberflächen zur Verwendung als Quadrupol-System beschrieben.
  • Nachteilig ist hierbei vor allem, daß das nachträgliche Aufbringen der leitenden Schicht die Maßhaltigkeit des Analysatorrohres zerstört.Das .Quadrupolsystem stellt nämlich elektrisch gesehen einen Kondensator der Kapazität C dar, in dem eine Hochfrequenzspannung mit der Frequenz
    Figure imgb0003
     und mit der Amplitude V liegt. Bei üblichen Daten von C = 50 pF, V=2 MHz und V = 5kV fließen Spitzenströme von i = V ω C = 3A. Ströme in dieser Größenordnung fließen über die leitfähige Schicht und verursachen über sie hinweg einen Spannungsabfall zwischen den verschiedenen Stellen der Oberfläche im Quadrupol. Für die Spannung V ist ähnlich wie gemäß der obigen Gleichung für den Scheitelabstand 2ro eine hohe Präzision zu fordern, nach der die Spannung an verschiedenen Stellen unter den.Bedingungen des obigen Zahlenbespiels nur maximal um 1/10.000 von ihrem Sollwert abweichen darf, so daß der Widerstand einer der vier leitenden 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 Schicht etwa 20 cm und die Breite der Schicht etwa 1 cm beträgt ist eine Mindestschichtdicke von 20 um zu fordern, wobei nach den obigen Darlegungen die Präzision der Dicke der Schicht sich im Bereich von 0,4 µm halten muß. Eine solche Genauigkeit ist nach dem gegenwärtigen Stand der Technik weder elektrolytisch noch mittels Aufdampfen oder Auftragen erreichbar.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung seiner Nachteile zu verbessern und insbesondere ein verwindungs-und verbiegungsfreies, hochpräzises und maßbeständiges Analysatorsystem für ein Multipol-Massenfilter zu schaffen, wobei die Haftung der Schichten oder Lagen aus elektrisch leitfähigem Material am erweichungsfähigen Rohrmaterial verbessert sein soll, so daß insgesamt in Analysatorsystemen für Multipol-Massenfilter hochpräzise und maßbeständige Elektroden durch Verwendung auch unterschiedlicher Arten metallischer Komponenten für die mit dem Rohrmaterial zu verbindenden Lagen geschaffen werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß vor dem Erhitzen des Rohres zwischen Formkern und Rohr im Bereich der Nuten Lagen aus elektrisch gut leitfähigen, mit den erweichungsfähigen Rohrmaterial leicht verbindbaren metallischen Komponenten eingebracht werden; daß das Lagenmaterial beim Erweichen und Anschmiegen des Rohres an die Nuten mit dem Rohrmaterial verbunden wird; und daß beim Abziehen des so geformten Rohres die mit den eingeprägten Rohreinbuchtungen verbundenen Lagen mit dem Formkern abgezogen werden, wobei eine besonders bevorzugte Ausführungsform vorsieht, daß als Lagen Metallfolien verwendet werden, die vor dem Erweichen des Rohres in die Nuten des Fbrnkerns eingelegt werden.
  • Das erfindungsgemäße Analysatorsystem ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rohr in dessen Innerem an den Rohreinbuchtungen Folien aus elektrisch gut leit- fähigem Metall verbunden sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß das Rohr evakuiert wird, bevor es als Ganzes erweicht wird. Damit wird das Anschmiegen des erweichten Rohres an die Nuten des Formkerns erleichtert.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß Folienmaterial mit einem weitgehend gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Rohrmaterial verwendet wird oder daß Folien aus einem sehr duktilen Metall verwendet werden, so daß das Belegmaterial bei Abkühlung stets die Form des Rohrmaterial annimmt. Insbesondere eignen sich als Folienmaterial Gold und Platin.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Folienoberfläche vor Einlegen in die Nuten des Formkerns zur Erleichterung der Einschmelzung mit einem schmelzfähigen Überzug versehen wird. Hierdurch wird das Verschmelzen der Folien mit dem Rohrmaterial erleichtert.
  • Weiter besteht eine bevorzugte Ausgestaltung darin, daß das Rohr ein Glasrohr ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Metallfolien vor dem Einbringen mit sich von der dem Formkern abgewandten Folienfläche forterstreckenden Vorsprüngen versehen werden; und daß die Vorsprünge im wesentlichen im erweichungsfähigen Material eingeschmolzen werden,wobei das entsprechende Analysatorsystem sich in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung dann dadurch auszeichnet, daß die Metallfolien im wesentlichen mittels sich von der Folienfläche in das Rohrmaterial erstreckender Vörsprünge mit dem Rohrmaterial verbunden sind.
  • Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß als metallische Komponente eine Beschichtung aus einer Glanzmetall-Paste auf die Innenflächen des Rohres aufgebracht wird; und daß die Paste mittels höherer Temperaturen in Metall umgewandelt wird.
  • Alternativ wird auch vorgeschlagen, daß als metallische Komponente eine Beschichtung aus einer Leitmetall-Zusammensetzung auf die Innenfläche des Rohres aufgebracht wird; und daß die Leitmetall-Zusammensetzung anschließend in Metall umgewandelt wird.
  • Ein wesentlicher Bestandteil des Erfindungsgedankens liegt also darin, daß beim abschließenden Formprozeß des Rohres aus erweichungsfähigem Material gleichzeitig die Metallelektroden mitgeformt - insbesondere durch Aufliegen der Nuten des Formkerns - und durch das umgebende Rohrmaterial dort aufgepreßt werden, um eine hochpräzise und äußerst glatte Oberfläche der Metallschicht zu erreichen. Bei dem bekannten Verfahren nach der DE-PS 1 297 316 wird im Gegensatz hierzu die Metallisierung erst nach Formen des Analysatorrohres auf dem Formkern durchgeführt, wobei, wie dargelegt, keine ausreichende Genauigkeit gewährleistet ist.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß die Vorsprünge der Folien umgebogene Flansche sind, daß die Vorsprünge Einkerbungen in den Folien sind, daß die Vorsprünge auf den Folien aufgeaufgelötete oder aufgeschweißte Rippen sind oder daß die Vorsprünge an die Folien angelötete oder angeschweißte Drähte sind.
  • Andere bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß als metallische Komponente Glanzgold oder Glanzsilber verwendet wird.
  • Gemäß einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beim Aufbringen von Leitmetall-Zusammensetzungen ist vorgesehen, daß ein Leitlack aufgebracht wird und daß der Leitlack getrocknet wird. Hierbei kann der Leitlack aufgestrichen, aufgespritzt oder durch Tauchen aufgebracht werden.
  • Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß die Leitschicht mittels Reduktionsmetallisierung aufgebracht wird und insbesondere, daß eine Endmetallschicht aufgalvanisiert wird. Als Leitmetalle können insbesondere Gold, Silber oder Kupfer, aber auch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Zinn als Zinnoxid im Tauchverfahren aufgebracht werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 ein herkömmliches Quadrupolsystem aus vier zylindrischen Stäben, die durch isolierende Ringe gehalten sind;
    • Fig. 2 einen Querschnitt durch den Formkern mit eingeschliffenen Nuten, eingelegten Folien und übergezogenem Isolierrohr;
    • Fig. 3 den Querschnitt durch den Formkern mit angeschmiegtem Isolierrohr und mit ihm verschmolzenen Folien;
    • Fig. 4 einen Querschnitt durch das abgezogene Quadrupolrohr mit aufgeschmolzenen Folien;
    • Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie bei dem in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt durch den Formkern mit eingeformten Nuten bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, mit eingelegten Folien und übergezogenem Isolierrohr;
    • Fig. 6 den Querschnitt durch den Formkern von Fig. 5 mit angeschmiegtem Isolierrohr und mit ihm verschmolzenen Folien; und
    • Fig. 7 einen Querschnitt durch das abgezogene Quadrupolrohr bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 mit angeschmolzenen Folien.
  • Beim in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Quadrupolsystem werden vier zylindrische leitende Stäbe, insbesondere aus Metall, durch zwei oder mehrere isolierende Ringe gehalten. Durch mechanisches Justieren ist bestenfalls eine Genauigkeit von etwa 3 bis 4 pm zu erhalten. Durch die natürliche Schwerkraft, durch Erschütterungen, und beim Aufheizen des Systems besteht die Gefahr, daß sich die Stäbe verbiegen. Außerdem kann sich das System verwinden.
  • Erfindungsgemäß wird entsprechend Fig. 2 ein vorbearbeiteter Formkern 1, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus geschliffenem Spezialstahl besteht, wobei in den Formkern 1 halbkreisförmige Nuten 3 eingeschliffen sind, mit Metallfolien 5, insbesondere Goldfolien, versehen, indem die Metallfolien 5 in die halbkreisförmigen Nuten 3 eingelegt werden. Anschließend wird über den mit Metallfolien 5 versehenen Formkern 1 ein Glasrohr 7 gezogen und gegebenenfalls verschlossen und evakuiert.
  • Anschließend wird das mit dem Formkern 1 gefüllte Glasrohr 7 z.B. in einem Ofen auf einen etwas oberhalb des Transformationspunktes des Glases liegenden Temperaturpunkt erhitzt, wobei sich das Glasrohr 7 auf die in den Nuten 3 befindlichen Metallfolien 5 legt und mit diesen verschmilzt (Fig. 3). Beim Abkühlen zieht sich der Formkern 1 stärker zusammen als das geformte Glasrohr 7, so daß der Formkern 1 leicht aus dem geformten Glasrohr 7 herausziehbar ist.
  • In Fig. 4 ist das vollständig hergestellte Analysatorsystem für ein Quadrupol-Massenfilter als mit Rohreinbuchtungen 9 versehenes Glasrohr 7 dargestellt, wobei im Inneren des Glasrohres 7 auf die Rohreinbuchtungen 9 die Metallfolien 5 aufgeschmolzen sind.
  • Bei dem in den Figuren 5 bis 7 wiedergegebenen, zweiten Ausführungsbeispiel wird entsprechend Fig. 5 ein vorbearbeiteter Formkern 1, beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus geschliffenem Spezialstahl bestehend, wobei in den Formkern 1 halbkreisförmige Nuten 3 eingeschliffen sind, mit Metallfolien 5 versehen, indem diese in die halbkreisförmigen Nuten 2 eingelegt werden.
  • Die Metallfolien 5 sind mit sich längserstreckenden, senkrecht zur Metallfolienfläche stehenden Flanschen 6 auf der dem Formkern 1 angewandten Seite der Metallfolie 5 versehen. Über den mit den Metallfolien 5 versehenen Formkern 1 wird ein Glasrohr 7 gezogen und gegebenenfalls verschlossen und evakuiert.
  • Anschließend wird das mit dem Formkern 1 gefüllte Glasrohr 7 z.B. in einem Ofen, auf eine etwas oberhalb des Transformationspunktes des Glases liegenden Temperatur erhitzt, wobei sich das Glasrohr 7 auf die in den Nuten 3 befindlichen Metallfolien legt. Dabei graben sich die Flansche 6 in das weiche Material des Glasrohres ein (Fig. 2).
  • Beim Abkühlen zieht sich der Formkern 1 stärker zusammen als das geformte Glasrohr 7, so daß der Formkern 1 leicht aus dem geformten Glasrohr 7 herausziehbar ist.
  • Dabei bleiben die Metallfolien 5 fest mit über den Nuten 3 des Formkerns 1 gebildeten Rohreinbuchtungen 9 des Glasrohrs 7 verbunden, wobei der Halt insbesondere durch die in das Glasrohr 7 eingeschmolzenen Flansche 6 der Metallfolien 5 verstärkt wird.
  • In Fig. 3 ist das vollständig hergestellte Analysatorsystem für ein Quadrupol-Massenfilter als mit den Rohreinbuchtungen 9 versehenes Glasrohr dargestellt, wobei im Inneren des Glasrohres 7 auf die Rohreinbuchtungen 9 die Metallfolien 5 aufgebracht und insbesondere mittels ihrer Flansche 6 mit dem Rohrmaterial verschmolzen sind.
  • Die gleichen Verfahrensschritte werden durchgeführt, wenn statt der Metallfolien vor Einbringen des Formkerns in das Rohglas-Rohr an den Stellen der zu formenden Rohreinbuchtungen in bekannter Weise Glanzmetallpaste, Leitlack oder eine Leitschicht aufgebracht und anschließend in bekannter Weise metallisiert wird, wobei gegebenenfalls bei einer Leitschicht noch eine zusätzliche Metallschicht in herkömmlicher Weise aufgalvanisiert wird.
  • Der Formkern 1 wird dann in das mit den Metallbeschichtungen versehene Rohr 7 derart eingebracht, daß die Metallbeschichtungen sich über den Nuten 3 des Formkerns befinden und nach den oben beschriebenen Verfahrensschritten im Inneren des Glasrohres 7 auf den gebildeten Rohreinbuchtungen 9 aufliegen.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines hochpräzisen und formstabilen Analysatorsystems für ein Multipol-Massenfilter, bei dem ein Rohr aus elektrisch schlecht leitendem, thermisch erweichungsfähigem Material über einen maßpräzisen Formkern mit höherem Ausdehnungskoeffizienten und parallelen Nuten gezogen wird, woraufhin das Rohrmaterial sich durch Erhitzen den Nuten des Formkerns anschmiegt und anschließend nach verfestigender Abkühlung mit dem eingeprägten Rohreinbuchtungen vom Formkern abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erhitzen des Rohres zwischen Formkern und Rohr im Bereich der Nuten Lagen aus elektrisch gut leitfähigen, mit dem erweichungsfähigen Rohrmaterial leicht verbindbaren metallischen Komponenten eingebracht werden; daß das Lagenmaterial beim Erweichen und Anschmiegen des Rohres an die Nuten mit dem Rohrmaterial verbunden wird; und daß beim Abziehen des so geformten Rohres die mit den eingeprägten Rohreinbuchtungen verbundenen Lagen mit vom Formkern abgezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagen Metallfolien,insbesondere aus mit dem erweichungsfähigen Rohrmaterial leicht verschmelzendem Metall, verwendet werden, die vor dem Erweichen des Rohres in die Nuten des Formkerns eingelegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr vor dem Erweichen evakuiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch schlecht leitendes Rohrmaterial Glas und als Folienmaterial ein Metall mit einem weitgehend gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Rohrmaterial, insbesondere ein hochduktiles Metall, verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienoberfläche vor Einlegen in die Nuten des Formkerns zur Erleichterung des Einschmelzens mit einem schmelzfähigen Überzug, insbesondere aus Glas, versehen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien vor dem Einbringen mit sich von der dem Formkern abgewandten Folienfläche forterstreckenden Vorsprüngen, insbesondere in Form von umgebogenen Flanschen, Einkerbungen, auf den Folien aufgelöteten oder aufgeschweißten Rippen oder an die Folien angelöteten Drähten, versehen werden; und daß die Vorsprünge im wesentlichen im erweichungsfähigen Material eingeschmolzen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 3 oder 4 und 1, dadurch gekennzeichnet, daß als metallische Komponente eine Beschichtung aus einer metallhaltigen Paste, wie Glanzgold oder Glanzsilber, auf die Innenfläche des Rohres aufgebracht wird, die beim Erhitzen des Rohres in Metall umgewandelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 3 oder 4 und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als metallische Komponente eine Beschichtung aus einer Leitmetall-Zusammensetzung, wie Leitlack, Gold, Silber, Kupfer oder als Zinnoxid im Tauchverfahren aufgebrachtes Zinn, auf die Innenfläche des Rohres aufgebracht wird; und daß die Leitmetall-Zusammensetzung anschließend in Metall umgewandelt wird.
9. Analysatorsystem mit hoher Präzision und Formstabilität für ein Multipol-Massenfilter, mit einem Rohr aus elektrisch schlecht leitendem, thermisch erweichungsfähigem Material mit durch Erweichen über einem maßpräzisen Formkern mit höherem Ausdehnungskoeffizienten und parallelen Nuten eingeprägten Rohreinbuchtungen, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rohr (7), vorzugsweise einem Glasrohr, in dessen Innerem an den Rohreinbuchtungen (9) Folien (5) aus elektrisch gut leitfähigem Metall verbunden sind.
10. Analysatorsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (5) im wesentlichen mittels sich von der Folienfläche in das Rohrmaterial (7) erstreckender Vorsprünge (6) mit dem Rohrmaterial verbunden sind.
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