离子平衡至关重要！如何校准与测试等离子风棒的消电性能

　　一、核心性能指标

　　等离子风棒的消电性能主要通过以下三个关键指标进行评估：

　　1、消散时间（Discharge Time）

　　消散时间是衡量离子风机中和速度的关键指标。测试方法是在离子风机正前方规定距离处（通常300mm），对一个带电的测试板充电至±1000V，记录其电压衰减至±100V（衰减90%）所需的时间。标准通常要求时间越短越好，优秀设备在特定条件下不超过数秒。

　　2、离子平衡度（Ion Balance）

　　离子平衡度是衡量离子风机输出正负离子是否均衡的指标，直接关系到最终的残余电压。检测时，测量离子风机在无外部电荷干扰下，其吹拂区域内最终的稳定电压值。这个值越接近0V，说明离子平衡性越好。优秀的离子风机平衡电压应控制在±5V以内。

　　3、平衡电压回复时间（Balance Recovery Time）

　　模拟实际生产中，一个带电物体突然进入离子风区并被中和后，离子风机需要多长时间能将区域内的电压恢复到其固有的平衡电压。这个时间越短，说明风机应对连续变化负载的能力越强。
 

　　二、测试前准备

　　1、测试设备清单

　　- 等离子风棒及配套电源

　　- 充电板检测仪（如TS7508A）

　　- 离子收集板

　　- 静电场测试仪或离子平衡测试仪

　　- 风速计、臭氧分析仪等辅助设备

　　2、测试环境要求

　　测试应在受控的无风、恒温恒湿的洁净环境中进行，以避免环境因素干扰测试结果。温度建议控制在22℃左右，湿度≤60%RH。
 

　　三、消电性能测试步骤

　　步骤1：设备连接与接地

　　将离子收集板连接到充电板监测仪的BNC端子，并验证零伏。确保隔离离子收集板垂直于离子风机的气流方向。离子风棒必须可靠接地，这是安全操作的前提条件。

　　步骤2：充电板充电

　　将隔离离子收集板充电至比每个极性的初始测试电压更高的方便电压。根据ANSI ESD STM3.1-2015标准，通常测试电压设置为±1000V。

　　步骤3：测量消散时间

　　放电时间测量在隔离离子收集板电压衰减到初始测试电压（±1000V）时开始，并在测试板电压衰减到最终测试电压（±100V）时停止。观察并记录每个极性的放电时间（以秒为单位）。

　　步骤4：离子平衡度测试

　　断开高压发生器和平板电容的连接，在距离离子风机60mm的地方连续吹电容平板一分钟。分别记录静电电压表指示的最高、Z低的电压值，得到离子风机的离子平衡度指标。

　　步骤5：验证测试结果

　　验证以下内容是否符合要求：

　　- 消散时间：用户自定义标准（通常≤3秒）

　　- 离子平衡：-35V至+35V范围内
 

　　四、离子平衡校准方法

　　1、使用离子平衡测试仪

　　将离子平衡测量板装在仪器前端，测量单位显示为V。将附上的接地线扣上仪器背面的接地点，同时检测员应可靠接地。首先把离子平衡测量板瞬间接地消除静电荷，然后按下归零(ZERO)按钮进行调零。

　　2、平衡度调节

　　根据ESD Standard STM3.1-2000标准，确定测试距离（通常300mm）。把仪器固定在测距位置，测量离子产生器的离子平衡，按下保持显示(HOLD)按钮记录结果。显示数值以(+)或(-)表示离子平衡的极性偏向，红色表示正偏向，蓝色表示负偏向，每一单位为10V。

　　3、使用遥控器调节（部分设备）

　　对于支持遥控调节的离子风棒，可通过遥控器进行离子平衡度微调：

　　- 当平板检测仪或被消电物体表面正电压较大时，先按SET键，数码管显示"B"，再按下调键；

　　- 当平板检测仪或被消电物体负电压较大时，按上调键；

　　- 通过调节正负离子输出比可调整平衡电压，提高除静电速度；
 

　　五、测试注意事项

　　1、气流压力调节

　　气流压力对离子风棒的平衡电压和消电速度有直接影响。初始安装时，应根据现场情况把气流压力调节到合适压力（一般0.3-0.5MPa），使离子风棒消电性能符合要求。之后的周期性复测，应保持初始设置时的气流压力不变。

　　2、测试距离控制

　　测试距离对离子风棒的平衡电压和消电速度有直接影响。初始安装时，根据现场情况固定一种测试距离（一般30-60cm），使离子风棒消电性能符合要求。之后的周期性复测，应保持初始设置时的测试距离不变。

　　3、测试角度要求

　　平板测试仪测试角度应正对气流出口，如无法做到，可能会影响消电性能，需要调试。调试时须固定测试角度，之后的周期性复测，应保持初始设置时的测试角度不变。

　　4、清洁维护

　　如需遥控器调试，应先对离子棒进行清洁（如使用清洁溶剂，则只能使用没有水的酒精，待酒精挥发后），再进行调试。离子风棒两侧条形金属电极不允许覆盖他物。
 

　　六、校准周期建议

　　建议每12个月进行一次全面校准。对于使用频率非常高或处于关键制程点的设备，应缩短至6个月甚至更短。校准流程通常包括：外观检查 → 初始性能测试 → 内部调整（如需要）→ 复测 → 出具校准证书。
 

　　七、常见问题处理

　　1、消散时间过长

　　可能原因：放电针积灰、氧化或磨损导致电离效率下降；高压电源输出漂移。处理方法：清洁放电针，检查电源输出，必要时更换放电针。

　　2、离子平衡度超标

　　可能原因：正负离子输出不平衡。处理方法：使用遥控器或内部调节旋钮调整离子平衡度，使平衡电压接近0V。

　　3、性能不稳定

　　可能原因：环境温湿度变化、气流压力不稳定。处理方法：确保测试环境恒温恒湿，稳定气流压力，重新校准。

　　等离子风棒的消电性能校准与测试是确保静电防护效果的关键环节。离子平衡度作为核心指标，直接决定了设备能否有效消除静电。通过定期校准和性能测试，可以确保离子风棒始终处于最佳工作状态，为电子制造、半导体等对静电高度敏感的行业提供可靠的静电防护保障。
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