[发明专利]离子发射针的正负极性转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子风机领域，特别涉及一种稳态离子风机的离子发射针的正负极性转换方法。

背景技术

离子风机是一种产生正负离子来消除静电敏感元器件生产线上静电的装置。通常情况下，业界对离子风机的性能主要依据以下两个指标，一是正负离子的平衡度(用平衡电压来描述)，即离子风机产生的正离子数量与负离子数量的偏差，此偏差越小，说明正离子数量与负离子数量越接近，平衡电压越接近于零，离子风机的性能就越好，因为不平衡的正负离子会在需要中和静电的元器件上产生残余电压，导致附加的静电放电危害。另一个指标是衰减时间，即在离子风机的作用下，某一高电压衰减到某一固定低电压所需要的时间，用以衡量离子风机在单位时间内产生离子的数量(离子密度)，此衰减时间越短，说明离子风机在单位时间内产生的离子越多，中和能力越强，从而离子风机的性能就越好。

请参考图1，是一种现有技术离子风机的分解结构示意图。该离子风机100包括直流电驱动风扇1、离子发射针2、正负高压发生器3、控制电路板4以及容纳上述部件的壳体5。其中，该控制电路板4将低压信号送给正负高压发生器3，该正负高压发生器3将产生的高压再送给该离子发射针2，该离子发射针2经电晕现象电离空气中的中性分子或原子，产生正负离子。这些离子经风扇的传递作用到达工位，中和元器件上静电，从而到达消除静电的目的。

请同时参考图2，是图1的离子风机为交流离子风机的工作状态示意图。基本原理是将交流市电(220伏)直接升压到高压(不经过整流滤波)，然后将此高压加到离子发射针2上，经电晕现象产生离子。交流高压的正半周产生正离子，负半周产生负离子，即正负离子的产生不具备同时性。而且因为交变高压的原因，会对近距离的金属构件(包括需要防静电的元器件)产生很强的电场感应(对静电放电控制产生负面影响)，所以这种类型的离子风机仅在低端防静电领域获得应用。

为克服交流离子风机的弱点，第二代的离子风机采用了直流技术，直流技术又可分为两种，一种是脉冲式直流离子风机，另一种是稳态直流离子风机。直流离子风机中的离子发射针分为两部分，一部分为正离子发射针，另一部分为负离子发射针。

请参考图3，是图1的离子风机为脉冲式直流离子风机的工作状态示意图。脉冲式直流离子风机的基本原理是将交流市电(220伏)经整流滤波生成直流电，再升压成脉冲式直流高压，脉冲式直流高压的正压部分加到正离子发射针上(此时负离子发射针上没有加电压)，正压部分结束后把后续产生的负压部分加到负离子发射针上(此时正离子发射针上没有加点电压)。脉冲式直流离子风机虽然对交流离子风机的“电场感应”问题有改善，但依然没有解决“正负离子不是同时产生”的问题。相比之下，稳态直流离子风机的设计更胜一筹。

请参考图4，是图1的离子风机为稳态直流离子风机的工作状态示意图。稳态直流离子风机的基本原理是将交流市电(220伏)经整流滤波生成直流电，再分两路升压，生成正高压和负高压，分别加在正离子发射针和负离子发射针上，独立并且同时产生正离子和负离子。也就是说，解决了“电场感应”和“正负离子同时产生”的问题。因此，稳态直流离子风机在高端的防静电领域获得了广泛的应用。

然而，稳态直流离子风机也存在设计上的不足。因其正负高压分别加在正负离子发射针上，并且维持不变，从而导致正离子发射针因为“阳极氧化”的缘故，更多地遭受了侵蚀。其后果是正离子发射针的尖端更容易变钝(相对于负离子发射针而言)，从而使产生正离子的效率降低，最后导致正负离子的数量不平衡，出现偏压问题。虽然及时的维护(比如更换部分或全部的离子发射针)能缓解或纠正这个偏压问题，但是稳态直流离子风机的系统稳定性亟待解决，以增强其本身的稳定性，减少对人工干预的依赖性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种维持正负离子发射针的尖端正负离子的数量平衡、减小正负离子发射针侵蚀速率之间的差别，以提高稳态直流离子风机系统稳定性的离子发射针的正负极性转换方法。

一种离子发射针的正负极性转换方法，包括如下步骤：步骤1：提供正极性的高电压给正离子发射针，并且提供负极性的高电压给负离子发射针；步骤2：提供负极性的高电压给正离子发射针，并且提供正极性的高电压给负离子发射针。

本发明离子发射针的正负极性转换方法使稳态直流离子风机的两组离子发射针轮流经历正负高压，从而避免正负离子发射针中的一组离子发射针因为长期遭受“阳极氧化”而导致的两组离子发射针侵蚀速率差别，进而获取更好的正负离子平衡度效果。

附图说明