專利名稱：電極陣列及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子導(dǎo)引和分析領(lǐng)域，尤其是涉及一種電極陣列及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前質(zhì)譜儀的離子導(dǎo)引裝置、飛行時間的反射器及離子遷移譜的分析器和多極桿等設(shè)備中，使用其上施加有電壓的電極陣列來對離子進(jìn)行導(dǎo)引、加速、分離等操作。如圖1A、1B所示，這是目前飛行時間質(zhì)譜儀里用作離子反射器的裝置。它由一系列金屬環(huán)片11和絕緣墊片12拼合而成一個電極陣列，由導(dǎo)向柱13給每一組環(huán)片定位，保持環(huán)片的同心度。圖2A、2B是目前離子遷移譜里遷移管的一般構(gòu)造。它由一系列金屬環(huán)片21和非金屬絕緣環(huán)片22經(jīng)導(dǎo)向柱23拼合而成一個電極陣列。圖3A為目前典型的離子漏斗裝置，此裝置在質(zhì)譜儀里作為離子進(jìn)入分析器之前的離子導(dǎo)引裝置。離子在電場作用下向漏斗中心聚集。此裝置由一系列內(nèi)徑相等和內(nèi)徑成等差數(shù)列的金屬環(huán)片31及絕緣環(huán)片32疊加，通過導(dǎo)向柱33定位構(gòu)成有錐度的電極陣列。以上三種電極陣列結(jié)構(gòu)都由一系列金屬環(huán)片和絕緣環(huán)片拼合而成。對每一片金屬環(huán)片和絕緣環(huán)片或者墊片都有尺寸進(jìn)度要求。由于高分辨率的需求，導(dǎo)致所需環(huán)片的厚度越來越薄，加工精度越高。在需要密封的條件下，環(huán)片的接觸面還需很高的平面度和平行度。所以單個的金屬環(huán)片和絕緣環(huán)片的制造成本是很高的。并且，即使是單個的環(huán)片加工精度達(dá)到，但組合后，由于尺寸鏈和系統(tǒng)誤差的作用會影響組裝后的整體精度。此外，另一種形式的電極陣列由獨(dú)立的金屬柱狀物通過工裝夾具組合而成。例如，US4117321專利涉及一種多極桿電極陣列制作方法，其方法是:用多邊形外框來作為多極桿的定位基準(zhǔn)，然后用螺絲固定。這一方法的缺點(diǎn)是組裝精度取決于外框的制造精度，且單個的電極制造精度也要求很高。整體精度不高，也不穩(wěn)固。另外一個缺點(diǎn)是較難用來制造極細(xì)小電極。另外，US5852270專利涉及一種多極桿的電極陣列制作方法，其方法是:先做金屬芯I，在金屬芯I側(cè)面開槽3a，在槽3a里涂一層粘膠，粘上絕緣條5a，再用電火花加工中間的曲面，并把此金屬芯分成四塊獨(dú)立的電極。但電極陣列整體結(jié)構(gòu)依賴于此四個單薄的絕緣條,加工中心曲面時,容易使整體結(jié)構(gòu)破壞而解體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的提供一種電極陣列的制造方法，該方法更容易確保加工精度，且具有簡化的制造流程。本發(fā)明另一目的是提供依照上述的方法制造的電極陣列。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種電極陣列的制造方法，包括以下步驟:提供一電極材料；進(jìn)行灌封膠，以在電極材料的至少部分表面包覆一層絕緣膠，且將絕緣膠固化以使所述電極材料與所述絕緣膠牢固地結(jié)合在一起；以及切割電極材料而形成多個相互分離的電極，所述多個電極支撐于所述絕緣膠上。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，進(jìn)行灌封膠之前還包括在所述電極材料的局部表面加工出多個第一溝槽，其中在灌封膠時，所述絕緣膠嵌入所述多個第一溝槽中。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，切割電極材料而形成多個相互分離的電極的步驟包括:切除全部或部分被第一溝槽分離的多個凸起部以外的電極材料，從而形成由所述多個凸起部構(gòu)成的多個電極。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，進(jìn)行灌封膠之前還包括在所述電極材料的局部表面加工出多個第二溝槽，其中在灌封膠時，在所述第二溝槽中放入阻擋體，以阻止所述絕緣膠嵌入所述第二溝槽中。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在切割電極材料而形成多個相互分離的電極時，以所述第二溝槽作為切割每一電極的起點(diǎn)和終點(diǎn)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述電極材料是呈回轉(zhuǎn)體，其中所述至少部分表面位于所述電極材料的外表面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述電極材料是呈具有一通孔的回轉(zhuǎn)體，其中所述至少部分表面位于電極材料的內(nèi)表面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述電極材料是呈平面體，其中所述至少部分表面位于電極材料的其中一表面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，進(jìn)行灌封膠的步驟包括:將所述電極材料置入一灌封模具中，所述灌封模具與所述電極材料的所述至少部分表面之間具有一間隙，在所述多個溝槽內(nèi)及所述間隙內(nèi)灌入液態(tài)的絕緣膠。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述多個溝槽是沿著呈回轉(zhuǎn)體的電極材料的軸線平行分布。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述多個溝槽是沿著所述電極材料的軸線呈放射狀分布。本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明由絕緣灌封膠灌封電極材料，然后再加工電極材料來形成多個分離電極的方法制造出一體化的電極陣列，而不需單個制造金屬環(huán)片和絕緣環(huán)片。這種方法簡化了制作流程，容易保證加工精度，安裝簡易，節(jié)省空間和材料，而且可以用于制造形狀更復(fù)雜的電極陣列結(jié)構(gòu)。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中:圖1A、1B是一種現(xiàn)有飛行時間質(zhì)譜儀里用作離子反射器的裝置。圖2A、2B是一種現(xiàn)有離子遷移譜里遷移管的結(jié)構(gòu)。圖3A、3B是一種現(xiàn)有的典型離子漏斗裝置。圖4A是本發(fā)明一實(shí)施例的電極陣列制造方法流程圖。圖4B是本發(fā)明另一實(shí)施例的電極陣列制造方法流程圖。圖4C是本發(fā)明又一實(shí)施例的電極陣列制造方法流程圖。
圖5、圖6A-6B、圖7-8、圖9A-9B、圖10A-10B、圖11A-11C以圖例示出本發(fā)明一實(shí)施
例的電極陣列制造流程。圖12A、2B是使用本發(fā)明實(shí)施例的方法制造的離子漏斗。圖13、圖14示出本發(fā)明其他實(shí)施例的電極陣列內(nèi)截面。圖15A-15C示出本發(fā)明另一實(shí)施例的電極陣列簡要制造流程。圖16A-16C示出本發(fā)明另一實(shí)施例的電極陣列簡要制造流程。圖17A-17D示出本發(fā)明另一實(shí)施例的電極陣列簡要制造流程。圖18A-18D示出本發(fā)明電極陣列的各種變化例。圖19A-19C、圖20A-20C示出本發(fā)明又一實(shí)施例的電極陣列簡要制造流程。圖21A-21B示出本發(fā)明又一實(shí)施例的電極陣列。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的下述實(shí)施例描述電極陣列的制造方法。在此，電極陣列由多個獨(dú)立(或者分離)的電極組合而成。作為舉例而非限制，這種電極陣列可以用于質(zhì)譜儀的離子導(dǎo)引裝置、飛行時間的反射器、離子遷移譜的分析器、以及質(zhì)量分析器等設(shè)備和裝置中。需要說明的是，本發(fā)明的實(shí)施例旨在提出普遍適用于上述設(shè)備和裝置的電極陣列的一般制造流程。為了避免模糊本發(fā)明的重點(diǎn)，對于與本發(fā)明無關(guān)的一些細(xì)節(jié)，不再展開描述。概要地說，本發(fā)明的實(shí)施例對電極材料實(shí)施灌封膠工藝，以在電極材料的至少部分表面包覆一層絕緣膠。在將絕緣膠固化后，電極材料與絕緣膠將牢固地結(jié)合在一起。并且，切割電極材料而形成多個相互分離的電極，這些分離的電極支撐于絕緣膠上。與已有方法相比，這一絕緣膠因與電極材料牢固結(jié)合，可作為電極材料的牢固支撐體。而使用切割方法來形成多個分離的電極，將避免復(fù)雜的組裝過程，并保證加工精度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電極材料可具有各種不同的形狀,例如圓柱體、棱柱體等回轉(zhuǎn)體或者其變形，平面體等?？蛇x地，可使用經(jīng)過加工的若干個電極陣列組件來構(gòu)成完整的電極陣列。在此，電極陣列組件的數(shù)量通常被限制到小于10個，因此即使涉及到組裝，其復(fù)雜度也大大降低。在本發(fā)明的實(shí)施例中，對應(yīng)于不同的形狀，切割的過程可涉及多個不同的步驟。這些步驟可以連續(xù)的進(jìn)行，也可以分散電極材料的整個制作過程中。例如部分切割步驟可能在灌封膠工藝之前進(jìn)行，以減少絕緣膠對切割的負(fù)面影響，而部分切割步驟可能在灌封膠工藝之后進(jìn)行，以形成最終的電極陣列。在本發(fā)明的實(shí)施例中，還可在電極材料上切割出各種溝槽，這些溝槽通常有助于增強(qiáng)電極材料與絕緣膠的結(jié)合強(qiáng)度，以及/或者能夠形成電極的初始形狀。本發(fā)明的各個示例性實(shí)施例將在后面參照附圖描述。圖4A是本發(fā)明一實(shí)施例的電極陣列制造方法流程圖。圖5、圖6A-6B、圖7_8、圖9A-9B、圖10A-10B、圖11A_1 IC以圖例示出本發(fā)明一實(shí)施例的電極陣列制造流程。首先于步驟S41a，提供電極材料50。電極材料可為金屬等合適的導(dǎo)電材料。電極材料50最好具有合適的初始輪廓。在圖5的示例中，電極材料50為圓柱體。電極材料50內(nèi)可進(jìn)一步沿軸線設(shè)置一個通孔51，作為電極陣列內(nèi)部空間的初始內(nèi)壁面。為了滿足離子分析設(shè)備的要求，電極材料50的外徑還可以沿軸向進(jìn)行線性或者非線性變化。例如電極材料50的初始形狀可具有一段錐體，以制造如圖12A所示離子漏斗。再如，電極材料50的初始形狀可具有一段彎曲部分，以制造如圖13和圖14所示具有復(fù)雜曲面形狀的電極陣列。于步驟S42a，在電極材料50的局部表面，如外表面按照電極陣列的要求加工出多個第一溝槽52，如圖6A、6B所示。這些第一溝槽用來在后續(xù)的灌封膠工藝中嵌入絕緣膠，以增強(qiáng)電極材料與作為支撐體的絕緣膠的結(jié)合強(qiáng)度。使用機(jī)械加工的方法，可以很容易地實(shí)現(xiàn)所要求的溝槽寬度和步距精度。當(dāng)?shù)谝粶喜?2具有經(jīng)控制的較深的輪廓時，電極材料50外表面未被加工的部分形成多個凸起部53，且這些凸起部由多個溝槽52分隔。不過此時這些凸起部53依然由凸起部以外的電極材料，即位于電極材料中心的支撐部54連結(jié)為一體。在圖6A、6B所示的示例中，這些溝槽52沿著電極材料50的軸線0平行分布。但可以理解，在不同的電極陣列中，這些溝槽的形狀以及分布可以進(jìn)行改變。例如在后文將要描述的，溝槽52可以沿著電極材料50的軸線0呈放射狀分布。于步驟S43a，進(jìn)行灌封膠，以在電極材料的外表面包覆一層絕緣膠70，且絕緣膠70嵌入各個溝槽52中。具體地說，將電極材料50置入一灌封模具60中，如圖7所示。當(dāng)電極材料50內(nèi)具有通孔51時，通過灌封模具60的導(dǎo)向柱61定位，使得電極材料50與灌封模具60中心對中。灌封模具60的內(nèi)壁與電極材料50的外表面之間具有一環(huán)狀間隙S。如圖8所不，在電極材料50與灌封模具60的內(nèi)壁之間灌入液態(tài)的絕緣膠70。絕緣膠會流入環(huán)狀間隙S內(nèi)，并填充入各個溝槽52，然后使絕緣膠70固化。絕緣膠70固化后，脫模。這時，由于粘合力的作用，絕緣膠70與電極材料50結(jié)合為一體，如圖9A、9B所示。在本發(fā)明的實(shí)施例中，絕緣膠，可以是單組分環(huán)氧樹脂，不飽和樹脂，酚醛樹脂等熱固化型膠，還可以是雙組分的環(huán)氧樹脂，AB膠，紫外光固化的UV膠等。在步驟S44a，對電極材料和絕緣膠的結(jié)合物進(jìn)行機(jī)加工，以形成多個相互分離的電極。對圖10AU0B所示的實(shí)施例來說，切除通孔51，直到將中間的支撐部54完全除去，使得各個凸起部53不再連結(jié)，而是相互分離，此時凸起部53將作為電極55。這一加工還可使通孔51達(dá)到所需尺寸精度要求。這時在絕緣膠70的中間，已形成一系列間隔的電極，這些分離的電極55支撐在絕緣膠70，由絕緣膠70結(jié)合成一個整體。為了方便各電極55與外部的電路聯(lián)接，還可對上述部件進(jìn)一步加工。例如，用工具80切除部分絕緣膠70，以露出每一電極53的局部表面，使各個電極53與外部電路聯(lián)接，如圖11A-11C所示，其中圖1lB為圖1lA的前視圖，圖1lC為沿圖1lA的虛線的剖面圖。這樣，一體化電極陣列制造過程完成。如圖11A-11C所示，電極陣列100具有多個分離的電極55以及絕緣膠70，其中絕緣膠70具有覆蓋各個電極55的環(huán)狀部71，以及嵌入各個電極55的間隙中的多個結(jié)合部72，用以支撐多個電極55。在替代實(shí)施例中，在灌封膠步驟中可使絕緣膠覆蓋電極材料的部分表面，暴露電極的線路連接區(qū)域。這樣，前述的切除部分絕緣膠的步驟可以省略。如前所述，溝槽可以沿著電極材料的軸線0呈放射狀分布。例如圖15A-15C所示的變化例，所示為有中心軸的柱狀物的截面圖。此時電極材料150外表面所加工的溝槽152沿中心呈放射狀分布，如圖15A。如圖15B所示，在電極材料150外圍灌絕緣膠153固化成一個整體，再從電極材料150中間的支撐部切削出通孔，直到形成一系列獨(dú)立的沿中心放射分布的電極151構(gòu)成電極陣列。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，并不限于通過在兩個相鄰第一溝槽之間的凸起部來構(gòu)成電極。事實(shí)上，第一溝槽主要起到增大與絕緣膠接觸面積的作用。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要切割出所需的電極形狀。在圖16A-16C所示的另一變化例中，在電極材料160外表面加工出沿中心呈放射狀分布的第一溝槽162a和第二溝槽162b (圖16A)，這些第一溝槽162a是用來灌入絕緣膠163，相反地，第二溝槽162b不會被灌入絕緣膠163。然后在電極材料160外圍灌絕緣膠163 (圖16B)時，在第二溝槽162b中填入相應(yīng)尺寸的可拆卸的擋體164，當(dāng)絕緣膠163固化后，拆去擋體164，因而在此位置形成孔洞。之后再通過諸如數(shù)控機(jī)床等工具加工出十字形的通孔165來將電極材料160分割成多個電極161。在此可以看出，第二溝槽162b可作為切割每一電極時的起點(diǎn)和終點(diǎn)。在切割完成后，可以保持每一電極161具有至少一第一溝槽162a，以便能夠與絕緣膠163結(jié)合。最后形成一系列獨(dú)立的沿中心放射分布的電極161構(gòu)成電極陣列(圖16C)。第二溝槽162b另外所起的作用是，可使得當(dāng)使用電加工時，加工工具不會在其所經(jīng)過的路徑上接觸到絕緣膠163而使加工失敗。本發(fā)明除了在電極材料外表面加工出溝槽之外，還可在電極材料內(nèi)表面加工出溝槽。圖4B示出本發(fā)明另一實(shí)施例的電極陣列制造方法流程圖。參照圖4B并結(jié)合圖17A-17D所示的流程簡圖，本實(shí)施例包含以下步驟:步驟S41b，提供一電極材料170，電極材料170沿軸線具有一通孔171，如圖17A所示。電極材料170最好具有合適的初始輪廓，例如圓柱體、棱柱體等回轉(zhuǎn)體形狀。為了滿足離子分析設(shè)備的要求，電極材料170的外徑還可以沿軸向進(jìn)行線性或者非線性變化。步驟S42b，在電極材料170的內(nèi)表面加工出多個溝槽172，并使電極材料170具有多個凸起部173和凸起部以外的支撐部174。多個凸起部173是由多個溝槽172分隔，但是通過支撐部174連結(jié)為一體，如圖17B所示。在此示例中，這些溝槽172沿著電極材料170的中心軸呈放射狀分布。但可以理解，在不同的電極陣列中，這些溝槽的形狀以及分布可以進(jìn)行改變。例如溝槽172可以沿著電極材料170的中心軸平行分布。步驟S43b，進(jìn)行灌封膠，以在電極材料170的通孔內(nèi)填充絕緣膠175，且絕緣膠175嵌入多個溝槽172中，如圖17C所示。在一個替換實(shí)施例中，絕緣膠175并不完全填滿通孔，只是包覆一層在電極材料170的內(nèi)表面，并且嵌入多個溝槽172中。灌封膠的具體過程可參見前述的實(shí)施例，灌封模具是置入電極材料170的通孔171中。灌封模具與電極材料的內(nèi)表面之間具有一環(huán)狀間隙，在多個溝槽內(nèi)及環(huán)狀間隙內(nèi)灌入液態(tài)的絕緣膠，并使絕緣膠固化以與電極材料結(jié)合為一體。步驟S44b，切除支撐部174，使多個凸起部173相互分離，并作為電極176支撐于絕緣膠175上。在這一步驟中，隨著支撐部174的切除，多個電極176的外表面會暴露，從而可連接線路。之后，可切除填充于電極材料通孔內(nèi)或包覆電極材料內(nèi)表面的絕緣膠，以使多個電極176露出于電極材料的內(nèi)表面，如圖17D所示。最終形成的電極陣列具有多個分離的電極173以及多個由絕緣膠構(gòu)成的結(jié)合部176，各個結(jié)合部嵌入各個電極的間隙中，用以支撐多個電極。前面的實(shí)施例中，在電極材料上所形成的溝槽相對簡單，但事實(shí)上，本發(fā)明的電極陣列上的溝槽圖案可以更為復(fù)雜。圖18A-18D示出本發(fā)明電極陣列的各種變化例。在這些變化例中，在電極材料表面上可以沿直線或曲線形成的凹凸圖案。而且電極材料的整體形狀可以有圓柱體、經(jīng)過彎曲的圓柱體、圓臺體等回轉(zhuǎn)體。進(jìn)一步，回轉(zhuǎn)體截面可以不是一個真正的圓，可以是圓的變形處理，例如多邊形帶圓角，或者多邊形。另外，發(fā)明的電極材料的整體形狀除了回轉(zhuǎn)體外，也可是平面體。圖4C是本發(fā)明又一實(shí)施例的電極陣列制造方法流程圖。圖19A-19C、圖20A-20C示出本發(fā)明另一實(shí)施例的電極陣列簡要制造流程。參照圖4C和圖19A-19C、圖20A-20C所示，本實(shí)施例包含以下步驟:首先于步驟S41c，提供一電極材料190。電極材料可為金屬等導(dǎo)電材料。電極材料190最好具有合適的初始輪廓，例如矩形。于步驟S42c，在電極材料190的表面按照電極陣列的要求加工出多個溝槽192，如圖19A、20A所示。使用機(jī)械加工的方法，可以很容易地實(shí)現(xiàn)所要求的溝槽寬度和步距精度。當(dāng)溝槽192具有經(jīng)控制的較深的輪廓時，電極材料190表面未被加工的部分形成多個凸起部193，且這些凸起部由多個溝槽192分隔。不過此時這些凸起部193依然通過電極材料中心的支撐部194連結(jié)為一體。在圖19A、20A所示的示例中，這些溝槽12垂直于電極材料50的延伸方向X且平行分布。但可以理解，在不同的電極陣列中，這些溝槽的形狀以及分布可以進(jìn)行改變。例如在后文將要描述的，溝槽192可以是彎曲的或者更復(fù)雜的圖案。于步驟S43c，進(jìn)行灌封膠，以在電極材料的外表面包覆一層絕緣膠70，且絕緣膠70嵌入各個溝槽192中。具體地說，可將電極材料置入一灌封模具中。灌封模具的內(nèi)壁與電極材料的表面之間具有一間隙。在電極材料與灌封模具的內(nèi)壁之間灌入液態(tài)的絕緣膠。絕緣膠會流入間隙內(nèi)，并填充入各個溝槽192，然后使絕緣膠70固化。絕緣膠70固化后，脫模。這時，由于粘合力的作用，絕緣膠70與電極材料190結(jié)合為一體，如圖19B、20B所示。在本發(fā)明的實(shí)施例中，絕緣膠可以是單組分環(huán)氧樹脂，不飽和樹脂，酚醛樹脂等熱固化型膠，還可以是雙組分的環(huán)氧樹脂，AB膠，紫外光固化的UV膠等。在步驟S44c，對電極材料和絕緣膠的結(jié)合物進(jìn)行機(jī)加工，以形成多個相互分離的電極。對圖19B、20B所示的實(shí)施例來說，切除電極材料底部的支撐部194，使得各個凸起部193不再連結(jié)，而是相互分離成。這時在絕緣膠70的中間，已形成一系列間隔的電極195，這些分離的電極195支撐在絕緣膠70上，由絕緣膠70結(jié)合成一個整體。之后，切除部分絕緣膠70,以露出每一電極53的局部表面,使各個電極53與外部電路聯(lián)接，如圖19C、20C所示。這樣，一體化電極陣列制造過程完成。如圖19C、20C所示，電極陣列1900具有多個分離的電極193以及絕緣膠70，其中絕緣膠70具有嵌入各個電極53的間隙中的多個結(jié)合部72，用以支撐多個電極193。在替代實(shí)施例中，在灌封膠步驟中可使絕緣膠覆蓋電極材料的部分表面，暴露電極的線路連接區(qū)域。這樣，切除部分絕緣膠70的步驟可以省略。如前所述，溝槽的形狀可以包括不等寬的直線或曲線，例如圖21A-21B所示。因此本發(fā)明的實(shí)施例涵蓋在一平面內(nèi)的任意凹凸圖案。下面比較依照傳統(tǒng)方法制造的離子漏斗和使用本發(fā)明一較佳實(shí)施例的方法制造的離子漏斗，以說明本發(fā)明的優(yōu)勢。圖3A、3B是用傳統(tǒng)的環(huán)片疊加的方法制造的離子漏斗。圖12A、12B是使用本發(fā)明實(shí)施例的方法制造的離子漏斗。比較兩組圖就會發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的上述實(shí)施例相對于傳統(tǒng)的制造方法有如下改進(jìn):
圖3A所示部件每一片環(huán)片31都需精確加工。圖12A的電極陣列只需整體加工。完成單個圖3A所示部件的工時會3到4倍于圖12A所示部件。因此，本發(fā)明的實(shí)施例大大縮小了離子漏斗的制造時間和制造成本。并且，由于圖12A所示部件是一個整體，不存在因組裝的不合理造成整體上的誤差。因而部件精度比圖3A所示更好。再者，圖3A的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件多，由于需要導(dǎo)向柱33定位，在同樣內(nèi)徑條件下，圖3A所示的環(huán)片外徑要大于圖12A所示的環(huán)片外徑。而且圖12A很容易將部件外形做成錐體，因而本發(fā)明實(shí)施例制造的部件體積要小于用傳統(tǒng)方法所制造的體積。在儀器日趨小型化的時代，這一點(diǎn)很重要。而且，電極陣列往往需要外接射頻電路，環(huán)片體積越大，相鄰環(huán)片構(gòu)成的電容也越大，電容越大，射頻電源的開關(guān)負(fù)荷也越大，最終導(dǎo)致儀器發(fā)熱而影響儀器性能。本發(fā)明實(shí)施例的電極環(huán)片可以實(shí)現(xiàn)加工小于傳統(tǒng)方法所制造的環(huán)片，因而本發(fā)明對射頻電源的開關(guān)影響要小。在需要密封的條件下，傳統(tǒng)方法需另加密封橡皮圈或者提高每個環(huán)片的平面度和平行度來保證電極陣列內(nèi)部與外界的密封。而本發(fā)明實(shí)施例的絕緣膠70本身就將電極陣列的內(nèi)部與外界很好地分離開。請看圖3B所示放大部分，由于系列環(huán)片31是獨(dú)立加工的，相鄰環(huán)片的結(jié)合部位不是連續(xù)的，是鋸齒狀的。對離子漏斗而言，當(dāng)樣品氣體進(jìn)入漏斗后，會有部分氣體緊貼漏斗內(nèi)壁飛行，鋸齒狀的內(nèi)壁突起會對氣體造成阻礙，產(chǎn)生小的擾流，使氣體的流阻增大，影響氣體整個的通過效率。本發(fā)明實(shí)施例所造漏斗內(nèi)壁是用工具一體加工的，相鄰環(huán)片的結(jié)合面很光滑，對氣體的流阻很小。這說明本發(fā)明方法更適合于在不損失加工精度的條件下加工較復(fù)雜的工件。如圖12B，在基于數(shù)控機(jī)床加工的條件下，用本發(fā)明可制造出復(fù)雜的流線型內(nèi)截面，而用傳統(tǒng)的方法很難做到這一點(diǎn)。以上所描述的本發(fā)明的實(shí)施例并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行一些簡單的變化和修改，例如在圖6A所示實(shí)施例中，沒有使用圓環(huán)片電極，而是采用不連續(xù)的片狀電極或柱狀電極等。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電極陣列的制造方法，包括以下步驟: 提供一電極材料； 進(jìn)行灌封膠，以在電極材料的至少部分表面包覆一層絕緣膠，且將絕緣膠固化以使所述電極材料與所述絕緣膠牢固地結(jié)合在一起；以及 切割電極材料而形成多個相互分離的電極，所述多個電極支撐于所述絕緣膠上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)行灌封膠之前還包括在所述電極材料的局部表面加工出多個第一溝槽，其中在灌封膠時，所述絕緣膠嵌入所述多個第一溝槽中。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，切割電極材料而形成多個相互分離的電極的步驟包括:切除全部或部分被第一溝槽分離的多個凸起部以外的電極材料，從而形成由所述多個凸起部構(gòu)成的多個電極。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)行灌封膠之前還包括在所述電極材料的局部表面加工出多個第二溝槽，其中在灌封膠時，在所述第二溝槽中放入阻擋體，以阻止所述絕緣膠嵌入所述第二溝槽中。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在切割電極材料而形成多個相互分離的電極時，以所述第二溝槽作為切割每一電極的起點(diǎn)和終點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電極材料是呈回轉(zhuǎn)體，其中所述至少部分表面位于所述電極材料的外表面。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電極材料是呈具有一通孔的回轉(zhuǎn)體，其中所述至少部分表面位于電極材料的內(nèi)表面。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電極材料是呈平面體，其中所述至少部分表面位于電極材料的其中一表面。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)行灌封膠的步驟包括:將所述電極材料置入一灌封模具中，所述灌封模具與所述電極材料的所述至少部分表面之間具有一間隙，在所述多個溝槽內(nèi)及所述間隙內(nèi)灌入液態(tài)的絕緣膠。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述多個溝槽是沿著呈回轉(zhuǎn)體的電極材料的軸線平行分布。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述多個溝槽是沿著所述電極材料的軸線呈放射狀分布。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的方法制造的電極陣列。
13.一種離子導(dǎo)引裝置，包含權(quán)利要求12所述的電極陣列。
14.一種離子反射器，包含權(quán)利要求12所述的電極陣列。
15.一種離子遷移管，包含權(quán)利要求12所述的電極陣列。
16.一種質(zhì)量分析器，包含權(quán)利要求12所述的電極陣列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電極陣列及其制造方法，該制作方法包括以下步驟提供一電極材料；進(jìn)行灌封膠，以在電極材料的至少部分表面包覆一層絕緣膠，且將絕緣膠固化以使所述電極材料與所述絕緣膠牢固地結(jié)合在一起；以及切割電極材料而形成多個相互分離的電極，所述多個電極支撐于所述絕緣膠上。
文檔編號H01J49/42GK103165360SQ20111042547
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者金嶠, 孫文劍, 張小強(qiáng) 申請人:島津分析技術(shù)研發(fā)(上海)有限公司