Elektrische, ultrahochvakuumtaugliche Durchführungsanordnung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine elektrische, ultrahochvakuumtaugliche Durchführungsanordnung mit einem Keramikabdichtelement, welches elektrische Leiter, ausgebildet als Stecker und/oder Buchsen aufnimmt und wobei das Keramikabdichtelement mit einem Flansch in Verbindung steht, um eine Montage an oder in einer Öffnung einer Vakuumeinrichtung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Flansch und dem Keramikabdichtelement ein Einsatz-, insbesondere Rohrstück angeordnet, welches im Inneren das Keramikabdichtelement aufnimmt, wobei dieses mit dem Einsatz-, insbesondere Rohrstück klebemittelfrei stoffschlüssig, insbesondere durch Verlöten verbunden ist. Weiterhin besitzt der Flansch eine Öffnung, welche den Außenabmessungen des Einsatzstückes entspricht und wobei das Einsatzstück mit dem Flansch klebemittelfrei stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische, ultrahochvakuumtaugliche Durchführungsanordnung mit einem Keramikabdichtelement, welches elektrische Leiter, ausgebildet als Stecker und/oder Buchsen aufnimmt, und wobei das Keramikabdichtelement mit einem Flansch in Verbindung steht, um eine Montage an oder in einer Öffnung einer Vakuumeinrichtung zu ermöglichen, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Aus der DE 103 34 394 B3 ist eine Durchführungsvorrichtung, insbesondere zur Hochspannungselektrode eines Gaslasers vorbekannt. Bei der dortigen Durchführungsvorrichtung wird von einem Keramikabdichtelement ausgegangen, das mit einem Flansch einer Laserröhre verbindbar ist. In dem Keramikdichtelement, was als Keramikrohr ausgeführt sein kann, ist ein fester Innenleiter angeordnet. Am festen Innenleiter wird ein beweglicher Innenleiter über eine Steckeranordnung fixiert.

[0003] Es wird also bei der vorbekannten Lösung nach DE 103 34 394 B3 von einem Abdichtelement für eine Abdichteinrichtung ausgegangen, das aus einem harten und flexiblen Material besteht, wobei der hindurchgeführte elektrische Leiter mindestens zwei flexible Verbindungselemente umfasst. Die Abdichteinrichtung erfordert weiterhin einen Metallflansch, mit dem diese an der Aussparung oder an einer Öffnung des Abtrennelementes fixiert werden kann.

[0004] Mit einer derartig vorbekannten Durchführungsvorrichtung unter Rückgriff auf ein Keramikabdichtelement ist zwar ein hoher Grad von Dichtheit gewährleistet, jedoch erfordert der Abdichtvorgang ein diesbezüglich festes Anpressen des vorerwähnten Flansches an das Keramikabdichtelement unter Zwischenlage einer metallischen Abdichtung. Eine Ultrahochvakuumtauglichkeit ist daher nicht oder nur eingeschränkt gegeben.

[0005] Darüber hinaus ist die in der DE 103 34 394 B3 offenbarte Ausbildung der Kontaktierung über einen Büschel- oder Lamellenstecker nicht geeignet, elektronische Bauelemente zu kontaktieren, die diesbezügliche Anschlusspins, welche üblicherweise genormt sind, besitzen.

[0006] Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte elektrische, ultrahochvakuumtaugliche Durchführungsanordnung mit einem Keramikabdichtelement anzugeben, welche allen vakuumtechnischen Anforderungen genügt und die in der Lage ist, aktive oder passive elektronische Bauelemente, insbesondere hochintegrierte Halbleiterbauelemente, elektrisch und mechanisch zu kontaktieren bzw. aufzunehmen.

[0007] Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen umfassen.

[0008] Die Erfindung geht demnach von einer elektrischen, ultrahochvakuumtauglichen Durchführungsanordnung mit einem Keramikabdichtelement aus, welches elektrische Leiter, bevorzugt ausgebildet als Stecker und/oder Buchsen aufnimmt und wobei das Keramikabdichtelement mit einem Flansch in Verbindung steht, um eine Montage an oder in einer Öffnung einer Vakuumeinrichtung zu ermöglichen.

[0009] Erfindungsgemäß ist zwischen dem Flansch und dem Keramikabdichtelement ein Einsatzstück, insbesondere als Rohrstück ausgeführt, angeordnet, welches in seinem Inneren das Keramikabdichtelement aufnimmt, wobei dieses mit dem Einsatz - insbesondere Rohrstück - klebemittelfrei stoffschlüssig, insbesondere durch Verlöten verbunden ist.

[0010] Weiterhin weist der Flansch eine Öffnung auf, welche den Außenabmessungen des Einsatzstückes entspricht, und wobei das Einsatzstück mit dem Flansch klebemittelfrei stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen verbunden ist.

[0011] Ausgestaltend ist das Keramikabdichtelement als flächiger Träger für ein aktives oder passives elektronisches Bauelement ausgebildet, wobei die Stecker und/oder Buchsen entsprechend den Pins des jeweiligen Bauelementes im Keramikabdichtelement, insbesondere durch Verlöten eingesetzt sind. Die Stecker und/oder Buchsen stehen auf beiden Oberflächen des Keramikabdichtelementes über, so dass einerseits im Buchsenteil ein Bauelement mit Anschluss-Pins aufgenommen und andererseits im rückwärtigen Teil ein elektrischer Anschluss möglich wird.

[0012] Ausgestaltend besitzt das Keramikabdichtelement eine zur Aufnahmeseite des elektronischen Bauelementes orientierte Stützfläche.

[0013] Diese Stützfläche ist bevorzugt als Erhebung oder Ausformung des keramischen Abdichtelementes ausgebildet und dient bei einer bevorzugten Ausführungsform nicht nur als Stützfläche, sondern auch als Wärmesenke über ein entsprechendes Inkontaktkommen mit dem Gehäuse des elektronischen Bauelementes.

[0014] Bei einer Variante der Erfindung sind die Stecker und/oder Buchsen in DUAL-Inline, d. h. als sogenannte DiL-Anordnung ausgeführt.

[0015] Ebenso können die Stecker und/oder Buchsen als Pin-Steckerbuchsen realisiert werden und eine Schutzbeschichtung, z. B. aus Gold ausweisen.

[0016] Bevorzugt wird als elektronisches Bauelement ein fotosensitives Bauelement, insbesondere ein Kamerachip eingesetzt.

[0017] Die erfindungsgemäß eingesetzten Materialien sowie die Verbindungsprozesse sind sämtlich UHV-tauglich sowie klebstoff- oder polymerfrei. Die geschaffene Lösung vereinigt die Anforderung hinsichtlich eines exakten und passgenauen Einsteckens eines elektronischen Bauelementes in die Anordnung aus Steckern und/oder Buchsen sowie die Notwendigkeit der Verwendung von keramischen Materialien für die Durchführung in Verbindung mit einem UHV-tauglichen stoffschlüssigen Verbindungsprozess, insbesondere einem Verlöten oder Verschweißen.

[0018] Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

[0019] Hierbei zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf einen Vakuumflansch mit integrierter Durchführungsanordnung und eingesetztem Kamerachip sowie

Fig. 2

eine Schnittdarstellung ausgehend von der Fig. 1 mit erkennbarem Keramikabdichtelement und rohrförmigem Einsatzstück.

[0020] Die erfindungsgemäße Lösung geht aus von einem üblichen metallischen Flansch 1, der umfangsseitig eine Vielzahl von Flanschbohrungen 6 zur Befestigung an einer entsprechenden Durchgangsöffnung eines Vakuumgefäßes aufweist. Der am Vakuumgefäß vorhandene Gegenflansch weist entsprechend kongruente Bohrungen auf, die dann entsprechende Befestigungsschrauben aufnehmen.

[0021] Ein Keramikabdichtelement 2 ist in einem rohrförmigen Einsatzstück 3 montiert und diesbezüglich stoffschlüssig durch Verlöten mit dem rohrförmigen Einsatzstück 3 verbunden.

[0022] Das Keramikabdichtelement 2 weist in DUAL-Inline-Anordnung ausgeführte Steckerbuchsen 4 auf, die zur Aufnahme von Anschlussbeinen 7 eines Kamerachips 5 dienen.

[0023] Das rohrförmige Einsatzstück 3 ist mit einem Innenbund des Flansches 1 im Bereich 8 stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen vakuumdicht verbunden.

[0024] Eine Stützfläche 9, ausgebildet als Erhebung des Keramikabdichtelementes 2 fixiert das elektronische Bauelement 5 und stellt gleichzeitig oder ergänzend eine Wärmesenke zum Zwecke der Kühlung des Bauelementes 5 dar.

[0025] Beim gezeigten Beispiel ist die obere Innenbundseite des Flansches 1 frei. Alternativ kann hier eine Glas- oder Quarzglasscheibe als Abdeckung eingesetzt werden.

[0026] Die in den Figuren angegebenen Maßangaben sind rein beispielhaft zu verstehen und schränken den Grundgedanken der Erfindung zur Ausbildung der Durchführungsanordnung nicht ein.

[0027] Auch hinsichtlich der Materialangabe des Keramikabdichtelementes sind andere Materialien einsetzbar, sofern diese den vakuumtechnischen Anforderungen genügen und lötfähig sind.

[0028] Die von der Vakuumseite abgewandten unteren Enden der Steckerbuchsen 4 dienen dann der Aufnahme weiterer elektrischer Anschlusselemente zum Ansteuern bzw. Auslesen von Daten des entsprechenden elektronischen Bauelementes, insbesondere des hier erwähnten CCD-Kamerachips 5.

Ansprüche

1. Die Erfindung betrifft eine elektrische, ultrahochvakuumtaugliche Durchführungsanordnung mit einem Keramikabdichtelement, welches elektrische Leiter, ausgebildet als Stecker und/oder Buchsen aufnimmt und wobei das Keramikabdichtelement mit einem Flansch in Verbindung steht, um eine Montage an oder in einer Öffnung einer Vakuumeinrichtung zu ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Flansch und dem Keramikabdichtelement ein Einsatz-, insbesondere Rohrstück angeordnet ist, welches in seinem Inneren das Keramikabdichtelement aufnimmt, wobei dieses mit dem Einsatz-, insbesondere Rohrstück klebemittelfrei stoffschlüssig, insbesondere durch Verlöten verbunden ist, weiterhin der Flansch eine Öffnung besitzt, welche den Außenabmessungen des Einsatzstückes entspricht und wobei das Einsatzstück mit dem Flansch klebemittelfrei stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen verbunden ist.

2. Durchführungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Keramikabdichtelement als Träger für ein aktives oder passives elektronisches Bauelement ausgebildet ist, wobei die Stecker und/oder Buchsen entsprechend den Pins des jeweiligen Bauelementes im Keramikabdichtelement, insbesondere durch Verlöten eingesetzt und fixiert sind.

3. Durchführungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Keramikabdichtelement eine zur Aufnahmeseite des elektronischen Bauelementes orientierte Stützfläche besitzt.

4. Durchführungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützfläche als Wärmesenke ausgeführt ist.

5. Durchführungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stecker und/oder Buchsen in DUAL-Inline (DiL)-Anordnung ausgeführt sind.

6. Durchführungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stecker und/oder Buchsen als Pin-Steckerbuchsen ausgebildet sind und eine Beschichtung aufweisen.

7. Durchführungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elektronische Bauelement ein fotosensitives Element, insbesondere ein Kamerachip ist oder einen solchen Chip umfasst.

Zeichnung