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是时候了解下“光照式”工业静电消除了

发布:滨松光子学商贸(中国)有限公司
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又是一年秋来到,除了意味着凉爽模式的开启以外,还同时意味着它的到来(特别是对于北方的朋友来说):

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图源:kuaibao.qq.com

日常生活和工业生产中的静电主要由摩擦产生,并且空气湿度越低,越容易产生静电。一般情况下,北京的冬天,空气相对湿度会降低到30%RH左右,在脱羊毛衫的时候就会有非常明显的静电产生,这种产生明显火花和痛感的静电基本已经达到了三千伏以上。

不过今天我们要讨论的并不是生活中的静电,而是工业生产中的静电。

工业生产中的静电消除

随着工业生产自动化率的提升,生产过程中的自动传送装置也是越来越多,传送装置与工件在工作中摩擦产生的电荷逐渐积累,如果不进行有效的处理,ZZ很有可能导致电子元器件被静电击穿或者静电太大吸附灰尘进而造成产品损坏或者质量下降。

在工业生产中,静电无处不在,其中最容易产生的就是摩擦静电和分离静电,特别是在湿度低于20%RH的生产环境中,基本上只要物体之间有任何微小的相对运动都会产生大量静电。对于大部分电子元器件而言,在静电电压超过+/-1000V的时候元器件很容易被击穿造成不可逆损伤,所以为了安全起见,半导体/LCD行业中一般要求将关键工艺中的静电电压控制在+/-100V以内。

因为工业生产中造成产品不良的外部干扰因素太多,现实的工业生产过程中无法找到统一的标准来评估静电给产品质量所造成的间接影响,所以工业生产中应对静电的基本准则就是“宁肯错杀一千,不能放过一个”。经过多年的发展,静电防护的措施逐渐发展完善,既有被动防御方法(静电耗散、静电泄放、静电屏蔽、环境加湿等),也有主动去除方法(静电中和)。

其中被动防御只能通过设备改装以及环境控制来进行,但一旦静电形成,这些被动防御措施将很难有效的降低静电危害,所以长期以来,除了在材料、环境、设备接地等方面改进工艺之外,生产厂家一般最注重的还是主动除静电方法,其中应用最广的就是电晕放电法(离子风机、离子风棒)。

电晕放电法的一些槽点

电晕放电法是通过高压使电极针产生JD放电,再利用一定速度的气流将正负离子团吹至工件表面以实现电荷中和进而消除静电。但其存在五点比较严重的先天缺陷:

①原理决定无法达到0V

由于正负离子团是交替作用于带电物体表面,所以无法达到完全的0V,行业内一般水平只能达到+/-30V。

②电极针缺损

长时间的高压电晕放电将会导致针尖材料缺损,在一些对异物要求严苛的生产工序中无法应用。

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③灰尘链

电极针在放电过程中会对环境中的灰尘有吸附作用,产生灰尘链,当灰尘链的强度无法支撑自身重量时将会断裂,灰尘落在工件之上,造成潜在不良风险。

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④气流

电晕放电装置通过气流将正负离子脉冲吹向带电物体,为了达到快速除静电的目的,风速可达3-10m/s,对于轻质材料的影响比较明显,比如粉末的灌装。

⑤臭氧

电晕放电会产生臭氧,过量的臭氧除了会对人体产生危害以外,还会对一些特殊材料有氧化作用,对品质产生不良影响。

新方法,光照式工业静电消除

为了解决这些传统电晕放电装置存在的缺陷,滨松推出了一种新型的光照式静电消除装置:PhotoIonizer(P.I.)。

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PhotoIonizer(P.I.)

P.I.的原理是使用软X射线电离照射区域内的空气分子(“空气分子”的概念描述不严谨,此处使用仅为简化表述)产生均匀的正负离子对,进而中和带电体上的静电,可以wan美解决传统电晕放电法的先天缺陷。

①实现JD0V的除静电效果

因为正负离子是同时产生的并且数量相等,所以P.I.可以实现JD0V的除静电效果。

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②不会产生异物

P.I.在工作时也不会有针尖材料缺损、灰尘链、臭氧等现象产生,不会在生产环节中产生异物。

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③无气流问题,适用行业更广泛

因为光照射到的区域即可电离空气,所以不需要气流将正负离子吹向带电物体,wan美的解决了气流所造成的问题,可应用于粉末灌装行业。

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④极强的除静电能力

不过,最重要的自然还是除静电能力。从下图数据我们就可以看到,P.I.的除静电效果明显优于电晕放电法,特别是在远距离条件下更是存在碾压式的差距。

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综上所述,我们可以将P.I.和电晕放电法的静电消除,进行一个简单的对比:

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P.I. VS 电晕放电

(用于对比的电晕放电法装置为市面上最常见的产品,少数高端高价电晕放电法装置在本文章中并未进行优劣势对比,如有兴趣探讨,可关注滨松公众号回复“静电消除0925”获得产品负责人联系方式)

当然,人有千面,物有万象,说了这么多优点,P.I.身上确实也有着一个让许多人担心的点,那就是“软X射线”。

相信很多看官在读到P.I.工作原理时,已经禁不住开始考虑软X射线作为一种电离辐射会对人体的伤害有多大。对未知事物的恐惧是人类的天性,接下来我们就来为大家介绍一下软X射线,希望大家在了解之后,对软X射线的态度也会像现在广大祖国人民对待新冠病毒一样:注意防护但不恐惧。

软X射线是一种波长大致介于0.1-1nm之间的X射线,其穿透力比一般生活中的X射线要弱很多,以L9491(9.5KeV)为例,在实际使用中只要使用2.2mm厚度的PVC板即可做到完全防护,所以只要科学的进行防护,软X射线不会对人体造成任何伤害。

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软X射线:穿透能力弱得像个两岁宝 宝

然而因为软X射线对人体健康有着潜在的风险,所以滨松对待P.I.的推广一直保持着谨慎的态度。在工业自动化发展的进程中,滨松经过十多年的摸索与经验积累,现在已经掌握了安全有效的防护手段并在自动化程度非常高的液晶面板行业优先得到了大规模应用,现面向全社会自动化工序进行推广。



2020-09-28
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