阵列式无风型直流静电中和装置

技术领域

本发明涉及静电技术领域，具体涉及一种阵列式无风型直流静电中和装置。

背景技术

随着电子信息产业和微电子技术的高速发展，微电子器件、光电子器件以及混合集成电路等小型化、集成度高的静电放电敏感元器件被广泛使用，其在生产、测试、焊接等环节中，暴露在外界环境而无保护电路进行静电防护，极易受到静电损伤，导致完全失效或部分失效(性能及可靠性降低)。因此，离子化静电中和消除装置(例如离子棒、离子风机等)成为电子产品生产、测试、焊接环节必不可少的静电防护设备，对电子产品单机可靠性、批次良品率的提高起到举足轻重的作用。

传统的离子化静电中和消除设备大多需要依靠设备内部风扇(离子风机)或外部循环风(离子棒)实现离子流定向输出，少数无风型离子化静电消除产品均为点状输出，单台设备的作用面积有限，面对大面积静电防控区域智能通过多台并行使用，不便于统一控制和调节离子平衡度，且总体体积功耗较大，不便于安装使用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种阵列式无风型直流静电中和装置，可有效提高离子输出效率，提高离子化静电中和防护区域的作用面积。

本发明实施例提出的一种阵列式无风型直流静电中和装置，包括呈阵列式排布的多个离子发生模块以及与分别与各所述离子发生模块连接的高压电源模块；所述离子发生模块包括加速电极和与所述加速电极连接的放电针组；所述高压电源模块包括加速高压电源和电离高压电源，所述加速高压电源与所述加速电极连接，所述电离高压电源与所述放电针组连接。

进一步地，所述离子发生模块包括正离子发生模块和负离子发生模块，所述正离子发生模块包括正离子发生模块加速电极和正离子发生模块放电针组，所述负离子发生模块包括负离子发生模块加速电极和负离子发生模块放电针组；所述加速高压电源包括加速高压电源正极和加速高压电源负极，所述电离高压电源包括电离高压电源正极和电离高压电源负极；所述加速高压电源正极分别与所有的所述正离子发生模块加速电极连接，所述电离高压电源正极分别与所有的所述正离子发生模块放电针组连接，所述加速高压电源负极分别与所有的所述负离子发生模块加速电极连接，所述电离高压电源负极分别与所有的所述负离子发生模块放电针组连接。

进一步地，所述正离子发生模块和所述负离子发生模块依次交错排布。

进一步地，多个所述正离子发生模块和多个所述负离子发生模块构成多行多列的阵列式排布；其中：对于任一所述正离子发生模块，沿行的方向相邻的均为所述负离子发生模块，沿列的方向相邻的均为所述正离子发生模块；对于任一所述负离子发生模块，沿行的方向相邻的均为所述正离子发生模块，沿列的方向相邻的均为所述负离子发生模块。

进一步地，所述高压电源模块的输出低端均接地；所述加速高压电源正极的输出为5.5kV；所述电离高压电源正极的输出为5kV；所述加速高压电源负极的输出为-5.5kV；所述电离高压电源负极的输出为-5kV。

进一步地，所述加速高压电源正极、所述电离高压电源正极、所述加速高压电源负极和所述电离高压电源负极的输出均在预定范围内可调。

进一步地，多个所述离子发生模块的朝向均相同。

进一步地，所述加速电极呈桶状体；所述放电针组设置在所述加速电极的桶状体开口端的内周上，且所述放电针组包括多个放电针，多个所述放电针沿所述加速电极的内周周向排布。

进一步地，所述离子发生模块还包括绝缘支架，所述绝缘支架呈桶状体，所述绝缘支架套设在所述加速电极的桶状体封闭端上。

进一步地，其特征在于，所述加速电极为平板电极。

根据本发明的至少一个方面，本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置通过将传统的风扇驱动离子运动改进为利用加速电场驱动离子输出，适用于要求空气流动性较低的静电防护区域。

根据本发明的至少一个方面，本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置对离子发生模块进行阵列式模块化设计，可根据具体静电防护区域面积，增加或减少离子发生模块的数量，适合静电防护区域面积较大的场合。

根据本发明的至少一个方面，本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置可以通过改变高压电源模块的输出幅值，方便地调节阵列式离子发生模块的输出特性，从而调整离子化静电中和防护区域的作用面积和作用距离。

根据本发明的至少一个方面，本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置结构简单，装配方便，便于快速更换在使用过程中容易损坏的高压电源模块和离子发生模块，大幅缩短维修、维护时间，提高离子化静电中和装置的可维修性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置的电极连接示意图；

图3为本发明实施例的离子发生模块的结构示意图。

具体实施方式

此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

如图1和图3所示，是本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置的结构示意图，所述阵列式无风型直流静电中和装置包括呈阵列式排布的多个离子发生模块以及与分别与各离子发生模块连接的高压电源模块。其中，离子发生模块包括加速电极和与加速电极连接的放电针组。高压电源模块包括加速高压电源和电离高压电源，加速高压电源与加速电极连接，电离高压电源与放电针组连接。

如图2所示，在本实施例中，离子发生模块还包括正离子发生模块和负离子发生模块，正离子发生模块包括正离子发生模块加速电极和正离子发生模块放电针组，负离子发生模块包括负离子发生模块加速电极和负离子发生模块放电针组。高压电源模块的数量为一个，其中，加速高压电源包括加速高压电源正极和加速高压电源负极，电离高压电源包括电离高压电源正极和电离高压电源负极。加速高压电源正极分别与所有的正离子发生模块加速电极(并联)连接，电离高压电源正极分别与所有的正离子发生模块放电针组(并联)连接，加速高压电源负极分别与所有的负离子发生模块加速电极(并联)连接，电离高压电源负极分别与所有的负离子发生模块放电针组(并联)连接。

需说明的是，在图1中，为方便说明，正离子发生模块以标有″+″的立方体表示，负离子发生模块以标有″-″的立方体表示。

如图1所示，在本实施例中，正离子发生模块和负离子发生模块依次交错排布。具体来讲，多个正离子发生模块和多个负离子发生模块构成多行多列的阵列式排布，对于任一正离子发生模块，沿行的方向相邻的均为负离子发生模块，沿列的方向相邻的均为正离子发生模块；对于任一负离子发生模块，沿行的方向相邻的均为正离子发生模块，沿列的方向相邻的均为负离子发生模块。换言之，第一列均为正离子发生模块、第二列均为负离子发生模块、第三列均为正离子发生模块、第四列均为负离子发生模块，以此类推。行与列的数量(即阵列的规模和离子发生模块的总数)可以由本领域技术人员依据实际情况而调整，本实施例在此不作过多赘述。

如图1和图3所示，在本实施例中，离子发生模块还包括绝缘支架。放电针组是一个圆环型金属支架上安装多个金属放电针的结构，金属圆环既是放电针的结构支撑也是其高压供电引线，直流或脉冲高压电源通过金属圆环对放电针施加高电压，并以尖端放电形式电离空气产生离子，离子电荷极性与相应高压电源极性相同。加速电极可以是一端开口一端封闭的桶状结构电极，也可以是简单平板电极，本实施例(图3)以桶状电极为例进行说明。对加速电极通以与电离电源相同极性但幅值更高的直流高压，形成反向驱离空气离子的高压电场，实现离子流的定向输出。多个结构相同的离子发生模块以同一方向均匀堆叠形成阵列，并交错配置其输出离子流极性，即间隔引入正负高压，使其输出的正负离子流极性交错，有助于使正负离子均匀分布。可以通过增加所堆叠的模块数量，增大离子中和作用面积，也有助于提高正负离子的分布均匀性。

如图1和图2所示，在本实施例中，将多个离子发生模块均匀堆叠组成阵列，利用两台正高压电源和两台负高压电源，分别作为正负离子发生电源。四台高压电源的输出低端均接大地，电离高压电源正极输出配置为5kV(通常为4kV～10kV)，输出高端与所有用于产生正离子的正离子发生模块放电针组相连。加速高压电源正极输出配置为5.5kV，高于电离高压电源正极输出幅值，将其输出高端与所有用于产生正离子的正离子发生模块加速电极相连，驱动电离产生的正离子反向移动。电离高压电源负极输出配置为-5kV，输出高端与所有用于产生负离子的负离子发生模块放电针组相连。另一台加速高压电源负极输出配置为-5.5kV，高于负高压电离电源输出幅值，将其输出高端与所有用于产生负离子的负离子发生模块加速电极相连，驱动电离产生的负离子反向移动。所有离子发生模块产生的正负离子均向开口方向以大致相同的速度移动，形成整体呈电中性的离子流，输出至静电敏感器件操作台面，对台面累计电荷进行中和，防止电荷累计超过阈值发生静电放电，对敏感器件造成损伤。

然而，在本实施例中，产生同一离子的加速高压电源和电离高压电源输出极性相同，加速高压电源输出幅值高于电离高压电源。理论上正负电离高压电源的输出极性相反，幅值相同，以确保最终电离产生的离子流为整体电中性，但由于放电针尖表面氧化污染等原因引起放电几率不一致，导致正负离子数量不相等，需要利用充电平板测试仪等标定装置对输出离子流的平衡电压进行测试，并调节正负电离高压电源输出幅值差，实现输出离子的整体电中性。因此，加速高压电源正极、电离高压电源正极、加速高压电源负极和电离高压电源负极的输出均设置为在预定范围内可调，以修正由于离子残余电压带来的偏差。

可利用充电平板测试仪测定装置产生的离子残余电压，如果残余电压为正，可通过增大-5kV负高压的输出幅值或减小+5kV正高压的输出幅值，提高负离子比例，将残余电压降低至接近于0V电位。反之，如果残余电压为负，可以通过减小-5kV负高压的输出幅值或增大+5kV正高压的输出幅值，提高正离子比例，降低残余电压，提高离子平衡度。另外，还可以通过同时调节两台±5.5kV离子加速电源的输出幅值，调节离子初始加速速度，进而调节静电消除作用距离，加速电压幅值越大，静电消除作用距离越远，但会降低距离较近区域的离子平衡度。同时，也可以通过增加所堆叠的离子发生模块的数量，增大离子中和作用面积，也有助于提高正负离子的分布均匀性。

本发明实施例的阵列式无风型直流静电中和装置，与离子风机、离子棒等传统离子化静电中和设备相比，具有至少如下四个优势：①通过将传统的风扇驱动离子运动改进为利用加速电场驱动离子输出，适用于要求空气流动性较低的静电防护区域；②对离子发生模块进行阵列式模块化设计，可根据具体静电防护区域面积，增加或减少离子发生模块的数量，适合静电防护区域面积较大的场合；③通过改变高压电源模块的输出幅值，方便地调节阵列式离子发生模块的输出特性，从而调整离子化静电中和防护区域的作用面积和作用距离；④结构简单，装配方便，便于快速更换在使用过程中容易损坏的高压电源模块和离子发生模块，大幅缩短维修、维护时间，提高离子化静电中和装置的可维修性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。