真空烧结和钎焊的导管阳极元件及阳极阵列元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型总体涉及真空泵，更具体地说，涉及离子泵元件。
【背景技术】
[0002]离子泵(也称为溅射离子泵)是一种公知的真空捕获泵，其能够达到理想条件下低至1-1lmbar的压力。离子泵是这样一种装置，其在(离子泵所连接的)容器内离子化气体并且采用强电势，通常为3kV至7kV，这允许气体离子加速进入固体电极和其残留物且由其捕获。
[0003]公知的离子泵的基本元件是彭宁讲(Penning trap)。通过使用均勻的静磁场和空间上不均匀的静电场，彭宁阱是用于存储带电粒子的装置。彭宁阱使用强均匀的轴向磁场来径向上限制粒子以及使用四极电场来轴向上限制粒子。在图1中，示出了公知的彭宁阱100的实施方式的示例的透视图。
[0004]静电势可以通过使用一组三个电极来产生:环102和在磁体108之间的两个端帽104和106。在此示例中，环102是阳极元件，比如不锈钢制成的圆筒形阳极，端帽104和106是阴极。为了诱捕离子，端帽电极104和106被保持在相对于圆筒形阳极102的负电势。该电势产生在彭宁阱100中心的鞍点，其沿着阱轴向方向110诱捕离子。电场促使离子沿着阱轴向110振荡。磁场与电场组合促使带电粒子在径向平面112中运动，描绘出螺旋线。
[0005]在图2中，示出了与具有入口 202的容器200组合的图1彭宁阱100的侧视图。阴极板104和106示出为定位在阳极筒102之一的两侧上。要理解的是，为了方便起见，虽然只有一个阳极筒102被示出，但是本说明书延伸至多个阳极筒102。通常，阳极102由不锈钢、铝或用作吸气材料的其它类似金属制成。磁场204沿阳极102的轴线206定向。由于电场210的作用，电子208从阴极104和106发出，并且由于存在磁场204，电子208以长螺旋形轨迹212运动，从而提高与通过入口 202被引入的气体分子214在彭宁单元100内碰撞的可能性。
[0006]气体分子214与电子208碰撞的通常结果是产生正离子216，其由阳极电压加速至一定的电压电势并且在方向218上几乎直接运动至阴极106。磁场204的影响很小，因为与电子质量相比的尚子的相对较大的原子质量。
[0007]在本示例中，阴极104和106可以是钛(钽、其他相关的合金、或其他可吸气的金属)。在阴极104和106是由钛制成的情况下，撞击在钛阴极表面上的离子216在远离阴极106的方向222上溅射钛原子(或分子)220，在相邻表面上形成吸气剂膜和具有起反应的或“可吸气的”气体粒子(例如0)、0)2、!12、吧、02)的稳定化学混合物。此泵送效果对于不同类型的气体分子214来说是非常有选择性的，并且采用离子泵的话其是主导作用。溅射的钛分子220的数量与尚子泵内的压力成比例。派射速率取决于轰击分子216的质量与阴极材料220的质量的比值。
[0008]在运行示例中，由彭宁阱100内彭宁放电所产生的电子208的旋涡云被暂时存储在彭宁阱100的阳极区224。这些电子208离子化进入的气体原子或分子214。由此产生的旋涡离子216被加速以撞击化学活性阴极104和106。撞击加速离子216要么埋在阴极104和106之内，要么将阴极材料220溅射到离子泵的壁224上。刚溅射的化学活性阴极材料220用作吸气剂，其然后通过造成净抽吸作用的化学吸附及物理吸附来抽空气体。
[0009]这种捕获方法的泵送速率和容量取决于被收集的特定气体分子214和将其吸收的阴极材料。一些气体分子214比如一氧化碳将化学结合至阴极材料的表面。其他物质比如氢将会扩散进入到金属结构中。
[0010]公知的彭宁阱的问题是，阳极102通常利用点焊技术而被组装。点焊是其中阳极102的接触金属表面由从对电流的电阻中所获得的热来接合的过程。这些接触金属表面在由电极所施加的压力下而被保持在一起，其中电极通常是两种形状的铜合金电极，以将焊接电流集中到一个小“点”(或多个点)中，且同时将片夹在一起。通过迫使大电流通过这些点，其融化金属并形成焊缝。
[0011]遗憾的是，该焊接过程引起将杂质(通过粒子、阳极材料的污染物和/或氧化物)掺入到焊接阳极102的金属中。当离子泵处于运行中时，通过引入可能产生泄漏电流的粒子，与如果没有杂质被引入相比，这些杂质会导致离子泵运行效率更低。如果真空烧结阴极所希望的，则问题得以增加，因为一般而言这些情况通常达到非常低的压力范围，其中离子电流相当于泄漏电流。因此，需要用于产生不具有通过点焊技术所产生的杂质的阳极元件的过程。
【实用新型内容】
[0012]描述了一种用于离子泵中的真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)，真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)包括:圆筒，其由具有第一边缘(1004)和第二边缘(1006)的金属片(1002)形成，其中，第一边缘(1004)包覆在钎焊合金中；以及接合线(308、404)，其由金属片(1002)的第一边缘(1004)和第二边缘(1006)形成，其特征在于，第一边缘(1004)和第二边缘(1006)钎焊在一起，以形成接合线(308、404)，并且其中，第一边缘(1004)和第二边缘(1006)通过利用真空钎焊过程而被钎焊在一起。
[0013]进一步描述了一种用于离子泵中的真空烧结和钎焊阳极阵列元件(700、800、900、902、1100)，真空烧结和钎焊阳极阵列元件(700、800、900、902、1100)包括:如上所述的第一真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964);以及如上所述的第二真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)，其中，第二真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)邻近第一真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)，其特征在于，第二真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)被钎焊至第一真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)，并且其中，第一真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704_720、904-920、922-964)和第二真空烧结和钎焊导管阳极元件(300、704-720、904-920、922-964)通过利用真空钎焊技术而被钎焊在一起。
[0014]对于本领域技术人员来说，参照下列附图和详细描述，本实用新型的其它系统、方法、特征和优点将是或将变得显而易见。所希望的是，所有这些附加的系统、方法、特征和优点包括在本说明书之内、在本实用新型的范围之内、并且由所附权利要求保护。
【附图说明】
[0015]通过参照以下附图可以更好地理解本实用新型。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本实用新型的原理上。在附图中，相同的标号在全部视图中表示相对应的部分。
[0016]图1是公知的彭宁阱的实施方式的示例的透视图。
[0017]图2是与具有入口的容器组合的图1彭宁阱的侧视图。
[0018]图3是用于在根据本实用新型的彭宁阱中利用的在真空容器内的真空烧结和钎焊导管阳极元件(VFB导管阳极元件)的实施方式的示例的透视图。
[0019]图4是根据本实用新型的图3中所示的在真空容器内的VFB导管阳极元件的实施方式的前视图。
[0020]图5是根据本实用新型的图3和4中所示的在真空容器内的用于制作VFB导管阳极元件的钎焊过程的实