Thay đổi công nghệ tải của quạt ion sẽ ảnh hưởng đến điều khiển tĩnh của vật liệu cách điện
Trong các nhà máy sản xuất sản phẩm công nghệ cao, kiểm soát tĩnh điện là cơ sở để nâng cao hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng và tăng lợi nhuận. Trong sản xuất chất bán dẫn, đĩa cứng và màn hình phẳng (FPD), điều khiển tĩnh là một trong những điều kiện sản xuất cơ bản. Không kiểm soát được tĩnh điện có nghĩa là sản phẩm bị ô nhiễm hạt (sự cố ESA) và phóng tĩnh điện (sự cố ESD) do lực hút tĩnh điện.
Hệ thống điều khiển tĩnh điện từ các tổ chức như Hiệp hội tĩnh điện Hoa Kỳ (ESDAssociation) và Hiệp hội vật liệu và thiết bị bán dẫn quốc tế (Thiết bị bán dẫn và vật liệu quốc tế) có thể giúp các công ty giải quyết các vấn đề tĩnh. Phương pháp kỹ thuật chính của các hệ thống này là sử dụng vật liệu dẫn điện tĩnh và vật liệu tiêu tan tĩnh (bao gồm cả cơ thể người) để truy cập trực tiếp vào trái đất để tiêu tan tĩnh điện.
Thật không may, cách nhiệt chắc chắn được sử dụng cả trong chính sản phẩm và trong môi trường làm việc. Khi vật liệu cách điện là một phần của chính sản phẩm, bạn không thể thay thế nó. Ví dụ, các sản phẩm công nghệ cao sử dụng tấm silicon với các lớp oxit, nhựa epoxy cho các gói thiết bị bán dẫn, vật liệu cách điện trên dây dẫn thiết bị và epoxy. Ngoài ra, nó phù hợp với các môi trường đặc biệt, chẳng hạn như vật liệu tương thích với nhiệt độ cao, chống ăn mòn và phòng sạch: Teflon, thạch anh và nhiều vật liệu nhựa là vật liệu cách điện. Nối đất không loại bỏ điện tích tĩnh trên vật liệu cách điện. Do đó, trong hầu hết các trường hợp, cách duy nhất là sử dụng ion hóa không khí để trung hòa tĩnh điện.
Mặc dù ion hóa không khí được khuyến nghị trong hầu hết các hệ thống điều khiển tĩnh điện, nhưng chúng hiếm khi ghi nhận việc sử dụng ion hóa không khí và ảnh hưởng của việc sử dụng thiết bị ion hóa trong sản xuất. Đối với nhiều ngành công nghiệp, việc sử dụng ion hóa không khí để kiểm soát tĩnh là rất quan trọng, và hy vọng rằng bài viết này sẽ cung cấp một số thông tin bị bỏ qua cho người sử dụng ion hóa không khí.
Bộ phận ion hóa không khí
Từ "ion" (Ion) xuất phát từ tiếng Hy Lạp, ban đầu là một động từ, có nghĩa là hành động và có ý nghĩa của một lữ khách. Thuật ngữ được sử dụng như một thuật ngữ được sử dụng để mô tả một phản ứng phản ứng sau khi tạo năng lượng cho các giải pháp khác nhau - một phân tử phân tách và di chuyển về phía điện cực đối diện như chính nó. Lý thuyết của học giả người Thụy Điển SA Arrhenius tin rằng ion chuyển động là một nguyên tử tích điện, một lý thuyết đã được xác nhận sau khi electron được phát hiện.
Một ion có thể được định nghĩa là một nguyên tử hoặc phân tử làm mất điện tử hoặc thu được điện tử. Electron là người mang điện tích duy nhất. Khi một nguyên tử hoặc phân tử có cùng số electron và proton, điện tích của nó được cân bằng hoặc trung tính. Nếu một electron bị mất, nguyên tử hoặc phân tử mang điện tích dương và trở thành ion dương, và các electron trở thành ion âm.
Nhưng đây không phải là trường hợp với các ion không khí hoặc các phân tử không khí tích điện. Không khí là một loại khí hỗn hợp bao gồm nitơ, oxy, carbon dioxide, hơi nước và các loại khí vi lượng khác, một hoặc một vài trong số đó có thể bị ion hóa. Tại một số thời điểm, các phân tử khí diatomic như nitơ (N2) và oxy (O2) có thể thu được hoặc mất electron, nhưng tại thời điểm khác, các khí hóa học như carbon dioxide (CO2) có thể làm như vậy. Trong cả hai trường hợp, khi một hoặc nhiều phân tử khí trong không khí thu được hoặc mất electron, chúng ta gọi đó là ion hóa không khí. Không giống như các ion dung dịch, ion hóa không khí đòi hỏi một lượng năng lượng nhất định để hình thành.
Thông thường, không khí không được lọc, các ion không khí thu được có dạng các cụm phân tử khí và 10 phân tử khí trung tính được quấn quanh một phân tử tích điện. Phân tử tích điện có thể là phân tử oxy, phân tử nước hoặc phân tử nitơ, mà chúng ta gọi là ion không khí nhỏ ở đây. Các ion không khí nhỏ thực hiện chuyển động tương đối, và sau khi gặp các ion tích điện trái dấu hoặc bề mặt tiếp đất, chúng mất điện tích và trở về các phân tử trung tính. Trong không khí sạch, tuổi thọ của các ion không khí nhỏ nằm trong khoảng từ vài giây đến vài phút.
Trong điều kiện thích hợp, các ion này sẽ hấp phụ vào các hạt hoặc các nhóm phân tử lớn trong không khí, tạo thành các ion không khí lớn. Tỷ lệ tương đối của các ion không khí nhỏ với các ion không khí lớn phụ thuộc vào độ sạch của không khí. Một lượng lớn khí dung trong không khí tiêu thụ các ion không khí nhỏ.
Tuy nhiên, sự trung hòa điện tích tĩnh trên vật liệu cách điện mà chúng ta nói đến trong điều khiển tĩnh điện chủ yếu dựa trên các ion không khí nhỏ.
Độ dẫn không khí và trung hòa điện tích
Nếu một ion tiếp xúc với điện trường, nó sẽ di chuyển do cường độ của cường độ trường và hướng của điện trường. Các ion chuyển động trong điện trường có khả năng tạo thành dòng điện. Mật độ hiện tại phụ thuộc vào số lượng ion trong không khí và tốc độ di chuyển so với nguồn điện trường. Mật độ hiện tại được gọi là độ dẫn của không khí cho điện trường này. Độ dẫn này sẽ thay đổi do cực dương và cực âm.
Một điện trường được tạo ra xung quanh một vật tích điện và cường độ điện trường tại các điểm khác nhau là khác nhau và điện trường điều khiển cân bằng điện tích. Nếu một vật tích điện được bao quanh bởi các ion không khí dương và âm, các ion có cực ngược nhau sẽ di chuyển về phía vật tích điện và tạo ra dòng điện. Dòng trung hòa này cân bằng điện tích trên cơ thể tích điện với độ dẫn của không khí xung quanh. Nói tóm lại, cơ thể tích điện thu hút các ion không khí tích điện trái dấu.
Một ion có cường độ điện trường của E sẽ di chuyển với tốc độ v và mối quan hệ giữa chúng là
v = kE, (1)
Trong đó k là ion và tính di động.