摘要
研究背景
随着四极杆和离子阱质谱分析仪向毫米级微型化发展，制造精度越来越成为限制分析性能的关键因素。电极几何形状、表面光洁度以及组装精度上的微米级偏差可能会引入高阶多极场，从而降低分辨率、灵敏度以及离子传输效率。因此，传统的精密加工和逐级组装方法在同时实现磁场精确性、几何复杂性以及可扩展集成方面面临越来越多的挑战。
研究方法
本综述对比了传统减法制造技术与四种先进制造方法：微电机械系统（MEMS）、低温共烧陶瓷（LTCC）、增材制造（AM）以及基于印刷电路板的架构。通过“工艺-问题-性能”框架，将每种工艺与其能够消除或引入的误差模式以及所影响的分析性能联系起来。
研究结果
MEMS技术能够实现高度的平面精度，但在构建真正的三维电极表面方面存在局限。LTCC技术可减轻组装难度并支持多层集成，但受收缩率和特征分辨率的限制。AM技术则可实现完整的三维结构，不过要达到电极级别的性能，还需要进行表面处理、金属化处理，并控制介电效应和真空相关问题。基于PCB的架构虽然便于快速原型设计和现场组装，但通常缺乏对磁场精度至关重要的几何特性。总体而言，目前还没有一种技术能够同时实现最高的制造精度、最大的几何设计自由度以及最佳的可持续集成性。
结论
采用混合制造策略，将那些对磁场精度、结构设计、互连功能、封装要求以及校准需求至关重要的任务分配给不同的制造工艺，才是实现可重复生产的下一代四极杆和离子阱质谱分析仪的最实际方案。未来的进展将取决于对制造公差、表面质量、射频兼容性、材料稳定性以及实际分析性能等方面的标准化比较。
利益冲突声明
作者声明不存在任何利益冲突。
数据可用性说明
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同行评审情况
为保证透明度，本文的同行评审相关文件可在https://doi.org/10.1002/rcm.70129地址查看。
