本申请涉及离子源技术领域，特别是涉及一种聚焦离子束显微镜离子源。
背景技术：
聚焦离子束显微镜使用的离子源(lmis)一般采用的元素为镓69，它的熔点是29.76摄氏度。具体使用时，将镓69放置于离子源储层器内，再将离子源储层器焊接在加热丝上，最常用的两种离子源的型号为pn11638(储层容量500小时)，pn17135(储层容量1500小时)。
然而，传统的聚焦离子束显微镜离子源结构脆弱。传统的聚焦离子束显微镜离子源结构中，离子源储层器和加热丝之间的交叉点采用镓69作为焊接材料焊接。这会导致离子源在存储或者运输的过程中，离子源储层器与加热丝交差点容易开焊导致离子源损坏。
由于镓69熔点是29.76摄氏度，因此，只要在环境温度高于30摄氏度下做任何操作都可能会导致镓69熔化由固态变为液态导致交差点开焊，从而使得离子源储层器坠入扫描电镜镜筒，造成聚焦离子束显微镜的离子枪的损坏。
技术实现要素：
基于此，有必要针对传统聚焦离子束显微镜离子源在存储或者运输的过程中，离子源储层器与加热丝交叉点容易开焊导致离子源损坏的问题，提供一种聚焦离子束显微镜离子源。
本申请提供一种聚焦离子束显微镜离子源，包括：
离子源储层器，包括筒状框架，所述筒状框架具有一个容纳腔；所述离子源储层器还包括镓源，所述镓源盛放于所述筒状框架的容纳腔内，与所述筒状框架的内表面固定连接；
支撑座；
多个加热丝，所述加热丝的一端与所述支撑座焊接，另一端与所述离子源储层器焊接；所述多个加热丝与所述离子源储层器通过钨焊接于一个焊接固定点。
可选地，所述支撑座包括：
支撑盘，所述支撑盘上设置有多个通孔；
多个离子源接脚，所述离子源接脚的数量等于所述通孔的数量；
所述离子源接脚设置为圆柱体状，每一个离子源接脚穿过一个通孔与所述支撑盘固定连接。
可选地，所述离子源接脚的数量等于所述加热丝的数量；每一个加热丝焊接于一个离子源接脚上。
可选地，所述筒状框架由一条钨丝构成，所述筒状框架包括：
平直段，设置为直线形状；所述平直段的延长方向垂直于支撑盘的表面；
弯曲段，具有一个容纳腔，与所述平直段固定连接，所述弯曲段的形状为一条直线绕轴线不断弯曲盘绕形成的一个具有容纳腔的筒状容器；所述轴线为所述平直段的延长方向。
可选地，液态镓源通过浇筑的方式浇筑在所述弯曲段的容纳腔内，在小于29摄氏度的环境下冷却固化，粘附在所述弯曲段的内表面。
可选地，所述弯曲段的长度为4mm。
可选地，所述弯曲段的长度为5.33mm。
可选地，所述聚焦离子束显微镜离子源还包括：
发热针，焊接于所述平直段和所述弯曲段之间的连接点，以发热针置入所述容纳腔中，与所述镓源接触。
可选地，所述发热针的延长方向垂直于所述支撑盘的表面；所述发热针由钨钼合金制成。
可选地，所述聚焦离子束显微镜离子源还包括：
支撑架，固定连接于所述支撑盘的表面；
所述发热针穿过所述容纳腔与所述支撑架焊接。
本申请涉及一种聚焦离子束显微镜离子源，通过设置多个加热丝与所述离子源储层器通过钨焊接于一个焊接固定点，而钨的熔点为3410摄氏度±20摄氏度，这样可以使得焊接固定点在30摄氏度常温环境下由不会融化变为液态，从而不会导致焊接固定点在30摄氏度常温环境下开焊，从而防止离子源储层器从焊接固定点上脱落。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的聚焦离子束显微镜离子源的结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的聚焦离子束显微镜离子源中支撑座的结构示意图。
图3为本申请另一实施例提供的聚焦离子束显微镜离子源的结构示意图。
图4为本申请一实施例提供的聚焦离子束显微镜离子源中筒状框架的结构示意图。
图5为本申请另一实施例提供的带有发热针的聚焦离子束显微镜离子源的结构示意图。
图6为本申请另一实施例提供的带有发热针和支撑架的聚焦离子束显微镜离子源的结构示意图。
附图标记：
100-离子源储层器；110-筒状框架；111-平直段；112-弯曲段；
113-连接点；120-镓源；130-容纳腔；200-支撑座；
210-支撑盘；211-通孔；220-离子源接脚；300-加热丝；400-焊接固定点；500-发热针；600-支撑架。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供一种聚焦离子束显微镜离子源。需要说明的是，本申请提供的聚焦离子束显微镜离子源应用于聚焦离子束显微镜中。可选地，本申请提供的聚焦离子束显微镜离子源应用于fei聚焦离子束显微镜中。
如图1所示，在本申请的一实施例中，所述聚焦离子束显微镜离子源包括离子源储层器100、支撑座200和多个加热丝300。所述离子源储层器100包括筒状框架110和镓源120。所述筒状框架110具有一个容纳腔130。所述镓源120盛放于所述筒状框架110的容纳腔130内，与所述筒状框架110的内表面固定连接。所述加热丝300的一端与所述支撑座200焊接。所述加热丝300的另一端与所述离子源储层器100焊接。所述多个加热丝300与所述离子源储层器100通过钨焊接于一个焊接固定点400。
具体地，镓源120使用的是镓69。镓69熔点是29.76摄氏度。在高于30摄氏度的环境下容易造成损坏。所述筒状框架110用于盛放镓69。本实施例中设置多个加热丝300与所述离子源储层器100通过钨焊接于一个焊接固定点400。钨的熔点为3410摄氏度±20摄氏度，这样可以使得焊接固定点400在30摄氏度常温环境下由不会融化变为液态，从而不会导致焊接固定点400开焊，从而防止离子源储层器100从焊接固定点400上脱落。
本实施例中，通过设置多个加热丝300与所述离子源储层器100通过钨金属焊接于一个焊接固定点400，而钨的熔点为3410摄氏度±20摄氏度，这样可以使得焊接固定点400在30摄氏度常温环境下由不会融化变为液态，从而不会导致焊接固定点400在30摄氏度常温环境下开焊，从而防止离子源储层器100从焊接固定点400上脱落。
如图2和图3所示，在本申请的一实施例中，所述支撑座200包括支撑盘210和多个离子源接脚220。所述支撑盘210上设置有多个通孔211。所述离子源接脚220的数量等于所述通孔211的数量。所述离子源接脚220设置为圆柱体状。每一个离子源接脚220穿过一个通孔211与所述支撑盘210固定连接。
具体地，支撑座200的作用是给予加热丝300以支撑，提高加热丝300的强度，使得加热丝300不易从焊接固定点400上脱落。离子源接脚220与通孔211的连接方式可以为通过卡扣卡接，也可以为焊接等其他固定连接方式。
在本申请的一实施例中，所述离子源接脚220的数量等于所述加热丝300的数量。每一个加热丝300焊接于一个离子源接脚220上。
可选地，加热丝300的数量可以为2，离子源接脚220的数量也为2，通孔211的数量也为2。这样设置可以最大化节省成本，又不会因为只设置单个加热丝300导致离子源储层器100易于从焊接固定点400上脱落。
如图3所示，在本申请的一实施例中，所述筒状框架110由一条钨丝构成。所述筒状框架110包括平直段111和弯曲段112。所述平直段111设置为直线形状。所述平直段111的延长方向垂直于所述支撑盘210的表面。
所述弯曲段112具有一个容纳腔130。所述弯曲段112与所述平直段111固定连接。所述弯曲段112的形状为具有一个容纳腔130的筒状容器。所述筒状容器由一条直线绕轴线不断弯曲盘绕形成。所述轴线为所述平直段111的延长方向。
具体地，本实施例中的筒状框架110由一条钨丝构成。钨丝的前半段为直线形状，形成平直段111。钨丝的后半段弯曲盘旋形成一个具有容纳腔130的筒状容器，形成了弯曲段112。这样刚好使得液态的镓源120在固化后可以盛放在容纳腔130中，贴附于弯曲段112的内表面，不会掉落。且钨丝的熔点为3410摄氏度±20摄氏度，远远大于常温30摄氏度，因此在常温环境下，钨丝本身在30摄氏度常温环境下也不会从焊接固定点400上脱落，即离子源储层器100不会从焊接固定点400上脱落。
当然，筒状框架110也可以由除钨之外，其他熔点高于30摄氏度的金属制成。
平直段111和弯曲段112之间通过连接点113连接。平直段111和弯曲段112可以由两条钨丝焊接于连接点113，也可以由一条钨丝一体成型。
在本申请的一实施例中，液态的镓源120通过浇筑的方式浇筑在所述弯曲段112的容纳腔130内，在小于29摄氏度的环境下冷却固化，粘附在所述弯曲段的内表面。
具体地，镓的熔点是29.76摄氏度。液态的镓源120通过浇筑的方式浇筑在弯曲段112的容纳腔130内，在小于29摄氏度的环境下冷却固化，可以紧紧的贴附在弯曲段112的内壁，不会脱落，成型牢靠。
可选地，所述弯曲段112可以设置底部封底，从而使得平直段111和弯曲段112组成一个顶部开口，底部封闭的筒状结构，防止液态的镓源120在浇筑的过程中流失。
可选地，所述弯曲段112可以设置底部不封底，那么平直段111和弯曲段112组成一个顶部开口，底部也开口的筒状结构，为了防止液态的镓源120在浇筑的过程中流失，需要配合额外的模具进行浇筑工作，模具的结构在本实施例中就不再赘述。
如图4所示，在本申请的一实施例中，所述弯曲段112的长度为1.33mm。
具体地，保持弯曲段112的直径不变(其实等同于容纳腔的直径不变)，整个离子源储层器100的使用寿命和弯曲段112的长度有关。弯曲段112的长度越长，离子源储层器100的使用寿命越长。弯曲段112的长度设置为4mm可以使得离子源储层器100的使用寿命达到500小时。
如图4所示，在本申请的一实施例中，所述弯曲段112的长度为4mm。
具体地，保持弯曲段112的直径不变(其实等同于容纳腔的直径不变)，整个离子源储层器100的使用寿命和弯曲段112的长度有关。弯曲段112的长度越长，离子源储层器100的使用寿命越长。弯曲段112的长度设置为4mm可以使得离子源储层器100的使用寿命达到1500小时。
如图4所示，在本申请的一实施例中，所述弯曲段112的长度为5.33mm。
具体地，承接上述实施例可知使用寿命为500小时的离子源储层器100的弯曲段112的长度约1.33mm，使用寿命为1500小时的离子源储层器100的弯曲段112的长度约4mm，根据物理特性，以1500小时储层器长度约为4mm计算，使用寿命500小时 1500小时＝弯曲段112的长度4mm 1.33mm＝5.33mm。因此，在弯曲段112的原有直径不变的情况下增加弯曲段112的长度到5.33mm可以实现离子源储层器100的使用寿命达到2000小时。
如图5所示，在本申请的一实施例中，所述聚焦离子束显微镜离子源还包括发热针500。所述发热针500焊接于所述平直段111和所述弯曲段112之间的连接点113，以使所述发热针500置入所述容纳腔130中，与所述镓源120接触。
具体地，整个聚焦离子束显微镜离子源的工作原理是：在平直段111的顶端施加2.6a至3a的大电流，平直段111传导热量给加热丝300，使得加热丝300升温，从而产生30kv的高压轰击容纳腔130中的固态的镓源120，使得固态的镓源120汽化，产生离子束。
承接上述实施例，加长弯曲段112后，离子源储层器100在工作时会存在加热变慢的现象，加热丝300的温度升高较慢。本实施例在弯曲段112的容纳腔130中，设置一个发热针500，可以起到补偿整个离子源储层器100的加热效率的功能，提高加热丝300的温度升高速度。
如图6所示，在本申请的一实施例中，所述发热针500的延长方向垂直于支撑盘210的表面。所述发热针500由钨制成。
具体地，发热针500垂直设置，可以更好的补偿加热效率，换言之，提供了热传导的效率。发热针500可以由钨制成，节约成本的同时可以提高发热针500的补偿加热效率的作用。
在本申请的一实施例中，所述发热针500的延长方向垂直于支撑盘210的表面。所述发热针500由钨钼合金制成。
具体地，本实施例在发热针500内添加了金属元素钼(mo)，元素外部的电子层决定了钼和钨的性质非常相似，钼的熔点为2620摄氏度。由于原子间结合力极强，所以钼在常温和高温下强度都很高。此外，钼的膨胀系数小，导电率大，导热性能好，相比于材质为钨的发热针500，可以进一步加大发热针500的的补偿加热效率的作用。
在本申请的一实施例中，所述聚焦离子束显微镜离子源还包括支撑架600。所述支撑架600固定连接于所述支撑盘210的表面。所述发热针500穿过所述容纳腔130与所述支撑架600焊接。
具体地，本实施例通过增加了支撑架600，并且设置加热针穿过所述容纳腔130与所述支撑架600焊接，使得发热针500可以得到稳定的支撑，不易从连接点113脱落，换言之，不易从离子源储层器100上脱落。
需要注意的是，为了附图能够清晰的显示出本申请的主要结构，只有图1示出了镓源120，图3、图4、图5和图6都只示出了筒状框架110，没有示出镓源120。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，包括：
离子源储层器，包括筒状框架，所述筒状框架具有一个容纳腔；所述离子源储层器还包括镓源，所述镓源盛放于所述筒状框架的容纳腔内，与所述筒状框架的内表面固定连接；
支撑座；
多个加热丝，所述加热丝的一端与所述支撑座焊接，另一端与所述离子源储层器焊接；所述多个加热丝与所述离子源储层器通过钨焊接于一个焊接固定点。
2.根据权利要求1所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，所述支撑座包括：
支撑盘，所述支撑盘上设置有多个通孔；
多个离子源接脚，所述离子源接脚的数量等于所述通孔的数量；
所述离子源接脚设置为圆柱体状，每一个离子源接脚穿过一个通孔与所述支撑盘固定连接。
3.根据权利要求2所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，所述离子源接脚的数量等于所述加热丝的数量；每一个加热丝焊接于一个离子源接脚上。
4.根据权利要求3所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，所述筒状框架由一条钨丝构成，所述筒状框架包括：
平直段，设置为直线形状；所述平直段的延长方向垂直于所述支撑盘的表面；
弯曲段，具有一个容纳腔，与所述平直段固定连接，所述弯曲段的形状为一条直线绕轴线不断弯曲盘绕形成的一个具有容纳腔的筒状容器；所述轴线为所述平直段的延长方向。
5.根据权利要求4所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，液态的镓源通过浇筑的方式浇筑在所述弯曲段的容纳腔内，在小于29摄氏度的环境下冷却固化，粘附在所述弯曲段的内表面。
6.根据权利要求5所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，所述弯曲段的长度为4mm。
7.根据权利要求5所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，所述弯曲段的长度为5.33mm。
8.根据权利要求6或7所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，还包括：
发热针，焊接于所述平直段和所述弯曲段之间的连接点，以使所述发热针置入所述容纳腔中，与所述镓源接触。
9.根据权利要求8所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，所述发热针的延长方向垂直于所述支撑盘的表面；所述发热针由钨钼合金制成。
10.根据权利要求8所述的聚焦离子束显微镜离子源，其特征在于，还包括：
支撑架，固定连接于所述支撑盘的表面；
所述发热针穿过所述容纳腔与所述支撑架焊接。
技术总结