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公開番号2025100499
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024225038
出願日2024-12-20
発明の名称オリフィス要素のためのスペーサ
出願人サーモフィッシャーサイエンティフィック (ブレーメン) ゲーエムベーハー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01J 49/06 20060101AFI20250626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】分光測定装置、例えば、質量分光測定装置におけるプラズマインターフェースアセンブリのためのスペーサ要素を提供する。
【解決手段】分光測定装置、例えば、質量分光測定装置におけるプラズマインターフェースアセンブリのためのスペーサ要素が開示される。特に、スペーサ要素は、プラズマ源からのプラズマを通過させるためのオリフィスを画定するオリフィス要素と、オリフィス要素を冷却するための冷却要素と、を備えるインターフェースアセンブリのためのものである。スペーサ要素は、オリフィス要素と冷却要素との間に挿入されるように構成された電気絶縁体を備える。電気絶縁体には開口部が設けられる。導電層は、オリフィス要素に面するように電気絶縁体上に設けられる。
【選択図】図5a
特許請求の範囲【請求項１】
分光測定装置におけるプラズマインターフェースアセンブリのためのスペーサ要素であって、前記インターフェースアセンブリは、プラズマ源からのプラズマを通過させるためのオリフィスを画定するオリフィス要素と、前記オリフィス要素を冷却するための冷却要素と、を備え、前記スペーサ要素が、
前記オリフィス要素と前記冷却要素との間に挿入されるように構成された電気絶縁体であって、前記電気絶縁体に開口部が設けられた、電気絶縁体と、
前記オリフィス要素に面するように前記電気絶縁体に設けられた導電層と、を備える、スペーサ要素。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記導電層から延在する接点タブを更に備え、前記接点タブが、前記導電層との電気的接続を可能にするように構成されている、請求項１に記載のスペーサ要素。
【請求項３】
前記接点タブが、前記導電層から実質的に半径方向外向きに延在している、請求項２に記載のスペーサ要素。
【請求項４】
前記電気絶縁体が、前記スペーサ要素が前記オリフィス要素と前記冷却要素との間に配置されたときにイオンが前記オリフィスを通過することを可能にするように実質的にリング形状である、請求項１～３のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
【請求項５】
前記電気絶縁体が、５０μｍ～１５０μｍの厚さ、好ましくは９０μｍ～１１０μｍの厚さである、請求項１～４のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
【請求項６】
前記電気絶縁体がポリイミド層を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
【請求項７】
前記導電層が銅箔を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
【請求項８】
前記導電層が、前記電気絶縁体の表面上に配置された銅トラックを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
【請求項９】
前記導電層が、３０μｍ～４０μｍの厚さである、請求項１～８のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
【請求項１０】
前記導電層上に配置された金層を更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載のスペーサ要素。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、分光測定装置のオリフィス要素のためのスペーサに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
誘導結合プラズマを用いた質量分析計（ＩＣＰ－ＭＳ）などの分光測定装置は、試料を蒸発させてイオン化する高温プラズマ流を含むことができ、その結果、試料からのイオンを処理するか、又は測定若しくは分析のために分光計に導入することができる。プラズマからのイオンの抽出及び移送は、プラズマによって形成されたイオンの一部を、プラズマ源と分光計との間の圧力差の橋渡しを容易にするインターフェースアセンブリを通して導くことを含む。インターフェースアセンブリは、サンプラに設けられた第１のオリフィスと、次いで、スキマーに設けられた第２の、しばしばより狭い、オリフィス（通常、それぞれサンプラコーン及びスキマーコーンと呼ばれる）と、を含むことができる。
【０００３】
従来の分光測定装置では、サンプラ及びスキマーは通常接地されている。しかしながら、分光測定装置は、サンプラ及びスキマーの一方又は両方が接地されないように動作させることもできる。更に、分光計装置は、典型的には、動作するために真空を必要とし、プラズマ流は、１０，０００Ｋまでの非常に高い温度に維持されなければならない。したがって、分光測定装置内の構成要素、特にインターフェースアセンブリ内の構成要素は、イオンの移送に干渉することなく、又は測定及び分析に悪影響を及ぼすことなく、調整されなければならず、高温プラズマによって課される過酷な条件に耐えなければならない。
【０００４】
したがって、分光測定装置内で満たさなければならない多数の異なる技術的（例えば、電気的、熱的、及び材料的）要件が存在し、これは、相反する設計要件につながり得る。
【発明の概要】
【０００５】
本発明者は、上述した相反する設計要件が、オリフィス要素をインターフェースアセンブリの残りの部分から電気的に絶縁するためにインターフェースアセンブリ内にスペーサ要素を設ける一方で、オリフィス要素との電気的接続も行うことによって対処できることを認識した。これは、オリフィス要素から冷却要素への十分な熱伝達を維持しながら、オリフィス要素への絶縁された電気的接続を容易にするために、以下に詳述するように、オリフィス要素とインターフェースアセンブリの冷却要素（冷却プレートなど）との間にスペーサ要素を設けることによって達成される。
【０００６】
第１の実装形態では、分光測定装置におけるプラズマインターフェースアセンブリのためのスペーサ要素が提供される。プラズマインターフェースは、プラズマ源からのプラズマ（又はプラズマ中の荷電イオン）を通過させるためのオリフィスを画定するオリフィス要素と、オリフィス要素を冷却するための冷却要素と、を備える。使用時、プラズマは、プラズマインターフェースを通って、質量分析計などの分光計に流入する。特に、装置は、例えば、質量分光測定装置又は光学分光測定装置であってもよい。
【０００７】
スペーサ要素は、オリフィス要素と冷却要素との間に挿入されるように構成された電気絶縁体を備える。このようにして、スペーサ要素は、オリフィス要素を電気的に絶縁して、電場の変化又はインターフェース内の荷電イオンとの干渉、較正又は測定干渉、構成要素損傷、又は安全リスクにつながり得る、装置内の構成要素にわたる電荷の望ましくない移動を防止する。電気絶縁体には開口部が設けられており、この開口部は、オリフィス要素と冷却要素との間及びその周囲に電気絶縁体を配置することを容易にする。電気絶縁体は、オリフィス要素及び／又は冷却要素に適合するように、妥当な製造公差内で平坦であってもよい。有利には、これは、インターフェースアセンブリの構成要素間の確実な嵌合を可能にして、インターフェースアセンブリの構成要素間の間隔を最小化する。電気絶縁体の開口部は、プラズマ源で生成されたイオンが流れることができる、電気絶縁体内の任意の空間又は間隙であってもよい。
【０００８】
スペーサ要素はまた、オリフィス要素に面するように電気絶縁体上に設けられた導電層を備える。このようにして、電気絶縁体がオリフィス要素と冷却要素との間に挿入されると、導電層はオリフィス要素と電気的に結合することができる。スペーサ要素の層状構成は、分光測定アセンブリの他の構成要素との電気的干渉を防止しながら、オリフィス要素と電気的に連通するように、冷却要素とのいかなる電気的接触も伴わずに、オリフィス要素との電気伝導を可能にする。このようにして、オリフィス要素に電圧を印加して、インターフェースアセンブリの一部に選択されたバイアス電圧を有する電場を生成することができる。例えば、プラズマ源からのイオン流の強度は、イオンを所望の方向にバイアスされた電場を通過させることによって増大させることができる。
【０００９】
スペーサ要素は、導電層から延在し、導電層との電気的接続を容易にするための電気接点として機能するように構成された接点タブを備えてもよい。接点タブは、電気絶縁体の対応する延在部分上に設けられてもよい。いくつかの例では、接点タブは、スペーサ要素の平面内でほぼ直角などに導電層から実質的に半径方向外向きに延在するか、又は電気絶縁体から離れる方向又は電気絶縁体を通る方向など、平面内で導電層から離れる任意の角度で延在してもよい。
【００１０】
電気絶縁体は、オリフィス要素の共通のフォームファクタを収容し、スペーサ要素がオリフィス要素と冷却要素との間及びその周囲に配置されたときにプラズマ及び／又はイオンが開口部を通過することを可能にするように、実質的に環状又はリング形状であってもよい。例えば、電気絶縁体は、閉リング形状、Ｃ字形状、楕円形、又は正方形のいずれかであってもよい。いくつかの例では、電気絶縁体の形状は、冷却要素、オリフィス要素、又はインターフェースアセンブリの他の構成要素の形状に適合する。
（【００１１】以降は省略されています）

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