一个初创公司防静电产线搭建后记

面包板社区 2021-11-03 17:36

构建AI未来，Arm计算平台无处不在 如何增强电动汽车的实时控制能力？

以前年轻的时候，总喜欢挥斥方遒，现在年纪大了，正如编辑所说，拿着白菜的钱，操着**的心，就没啥意义了，所以最近很少写时新技术的评论，反而多是入门级的家长里短。

新的公司是一个初创公司，所有的东西都要从零开始，基本的产线等都是要一步一步搭建起来。结果转来转去，不知道咋的，规划的重任就落到了我的头上，只好赶鸭子上架了。

幸好以前按照自己的想法，在产线上多呆了一些日子，借鉴以前的经验，并且多多的和供应商交流，总算是有个雏形出现。下面我就详细跟大家分享一下我做了哪些工作，没有接触过的朋友或者新的EE也可以了解一下，对于日后工作会有帮助。写的非常简略，记个流水账，如果描述错误的地方敬请指正。

防静电，其实也就几十年的历史，最早是半导体产品良率太低，但是一直不知道为什么，直到显微镜的发展看到了内部的损伤，才知道静电对于电子产品的危害很大。于是防静电的措施快速的发展起来，产品不但设计上就有很强的防静电能力，而且生产过程中也处处都能够将静电损失降低。最直观的例子就是15年前进入电脑机房都还需要特殊的防静电地板砖，而现在的电脑随便你用。

静电产生一般有两种，一种是摩擦起电，初中物理做实验皮毛摩擦橡胶棒或者冬天夜里脱毛衣，因为两种材料争夺电子的能力不同而会导致摩擦后带不同的电荷；另一种是感应静电，强电场附近的物体表面电荷会重新排布而产生静电，比如电机附近。这两种情况都是日常中普遍存在的，也是生产中要防范的。

首先说几个误区：

看得见的放电才会是静电，看不到的或者说感觉不到的就没有静电？实际上不是，无时无刻都会有静电放电现象的存在，只是很多情况下放电电压很小，1KV以下人基本感觉不到的，3KV以上才会有痛感，但是有可能已经对晶体管造成损伤。

静电产生的电压是恒定的、均衡的？不是的，环境不同电压就不同，尤其是湿度，湿度越大电压越低；而受环境或电场的影响，表面电荷分部多数也不是均匀的；人在地面上走动时候要比静止产生的静电电压高，越快越高；设备运转时候产生的感应电，也是靠近强电这一端电场强，远端弱。

静电是有害的？在特定位置静电是有益的，比如静电除尘。

某材料的摩擦起电，表面电荷是不是一定是正电或者负电？不一定，要看和不同的材质摩擦，夺电子能力强就是负电压，弱就是正电压。比如玻璃和石棉摩擦后带负电，和羊毛摩擦后带正电。

导电性能越好防静电效果越好？错误的，防静电不光要防止静电产生，还要防止静电快速泄放，泄放过快会产生火花，人有痛感且有潜在的危害，再比如PCB上如果有静电积累，放到金属盘中就会出现放电而导致损伤，所以防静电材质一般都不会选择导体。

如果用表面阻抗测试仪来测量我们常用的材料表面，通常 10^5 Ω以下认为是导体，10^6~10^11Ω认为是防静电材料，10^12Ω以上认为是绝缘体，而一般常用的防静电材料阻抗范围是10^8~10^9Ω，为的就是能够较快又不是特别快的泄放。不过要特别注意的是，这里测量的结果是Ω/m2。

……还有别的问题，只是想不起来了，大家有啥问题也都可以交流，静静的分隔符……

一、防静电接地

静电接地是必须的，华强北很多组装机的会带一个无线防静电手环，其实效果聊胜于无，正确的做法应该是用带线的防静电手环接到静电线上，而这个静电线是要专门铺制的有特定阻抗要求的铜线。

静电接地不是平常的地线，地线（不是PCBA中的参考地）是设备参考的保护性接地，三脚插头的中间脚，直接接入大地，作为0电势参考或者放电路径，一般建筑在设计的时候就做进去了的工作性接地。静电接地不能直接接工作地，因为这个地是供给强电使用的，上有可能有漏电，不可混用。

静电接地也不是防雷接地（实际该叫放闪电接地才对），闪电作为地球上最强的静电放电，损害很大，所以高层建筑都需要专门的防雷接地，以便雷击的时候能够快速将电流泄放到大地。静电接地不但不能接一块，还要远离防雷接地20m以上，因为打雷的时候产生的反击电压非常高，我们静电接地这些小小的电阻都不算事了，届时人员都危险了。

而我们的静电接地是防止静电损伤的保护性接地，需要独立制作，且有特定的阻抗要求，一般要求<10Ω；严格防静电的接地措施会将人体接地和设备接地分开，设备接地阻抗更小，以防止设备产生的静电通过人体泄放路径而导致潜在的风险；而一般要求不高，没有大型设备的时候可以只安装一个接地，比如小型的消费电子的产线，当然，更多的产线根本就没有接地（你信么？你信么？你信么？但确实是真的）。

至于做法就很简单了，基本步骤就是：挖个坑，打个桩，撒点盐，埋点土，数个一二三四五，就完事了。但是由于这是专业的接地工序，是要由国家认证资格的施工人员才可以。

首先测量土地电阻值，来计算需要多大的坑多少盐，水越多的地方土壤电阻越小越好做；然后挖坑、打入接地电极，可能是铜棒或者镀锌钢板等导体、埋入导电盐；用16方以上的铜导线作为主干线接到楼层，再用6方以上的铜导线接到每个车间，再接到每条产线，基本就成型了。基本价格一两万左右一个点。

二、产线防静电

生产过程中需要严格控制静电的产生，因此从上到下全部都设计了周密的防静电措施，严防死守。

地面，使用防静电环氧地坪，不同于普通材质的地坪，需要铺设铜网和掺杂导电颗粒，能够自流平，具备很好的防静电、耐磨、防滑、耐腐蚀、易清洁等众多特性，而且造价便宜。如果有钱的话可以选择防静电地板砖，小一百一块，两三年就要换掉。要求不高的时候，普通环氧地坪也能接受，因为不易产生静电，而本次因为在我来之前产线就铺设好了普通的环氧地坪，基于成本考虑，就没有拆了更换（其实按照我的要求，是必须要换的，成本又要重新投入十几万，我不管钱，只能妥协）。

入口处设置防静电综合检测仪、静电泄放器、防静电门帘（要求严格的时候也会加上防静电窗帘），进入车间基本上静电都放的差不多了。其中门帘可以选择标准的防静电材料的门帘，也可以简单的用金属链，区别就是摸上去的时候可能会有电击感，而我们产线本次就选用的是金属链，因为太便宜了。

产线上装有防静电线、防静电手环插座，员工坐下后，手环插进去就可以时刻将静电泄放掉，同时桌面也是防静电材质，并且也接到静电接地上，至少操作过程中不会积累很多电荷。产线用的椅子也是防静电椅子，但是没办法接地了。这些都是通用的配置，供应商标准化作业，一条流水线下单到组装两三天就搞好了，五六千块；一张1.5米通用的工作台六七百块。

操作过程中如果有塑胶产品，甚至撕个胶布也会出现静电，这时候就需要去离子风机来实现静电的中和；如果天气干燥，会使环境更容易产生静电，因此也需要加湿器保证湿度在45%以上（北方冬天损伤率会提高的主要原因就是湿度太低）；当然湿度过高的时候PCBA存在结露的隐患，会使绝缘性能下降，因此也需要除湿机或者空调降低湿度在80%以下。

三、周转防静电

周转过程中也会因为摩擦等原因产生电荷，一般手段就是用防静电的盛具，比如防静电袋、防静电泡沫、防静电托盘、防静电箱、防静电零件盒、防静电周转车、金属推车（带金属链接到地面，如果有静电，会通过金属链条释放到防静电地坪上）等工具，其中电子料不能直接放在金属推车上。

四、人员防静电

千防万防主要防的就是人，往往出问题的也是在人这里。

首先，个人服装上是要穿棉麻等天然不易产生静电的材质，而尽量不要穿丝、毛、化纤、羽绒等易产生静电的衣服，累积多了来不及泄放就会造成静电损伤。

人员要根据岗位的不同穿着不同的防静电大褂、防静电鞋、防静电帽子、防静电夹克等，人手一套。一般穿大褂，防护要求高的就要全身，成品包装可以只穿夹克，因为包装线动作幅度较大。头发容易产生静电，且头发脱落可能会有安全隐患，所以基本都要带帽子，尤其是女生，尽量要把头发都包进去。

带线的防静电手环是必须的，脚环就要视情况而定了。手环其实原理很简单，就是在人体和接地线之间加了一个1M电阻，让静电慢慢泄放掉。而对于IQC这类流动的岗位，要配防静电手套。

产线员工上线之前，必须要经过防静电仪的测试，确保周身以及手环等防静电效果正常才行。一般情况下，手环松紧带会松；袖子、领口、鞋底等易磨损部位一两个月就会丧失防静电效果，必须要定时检测并更换。

五、其余防静电

剩下的就是很多细节的东西了，比如设备接地、外壳接地；测试治具外壳使用电木等防静电材料；禁止或限制透明胶带、笔、纸等有可能产生静电的物品的使用；手环必须严格遵守接地，禁止虚接或者不接；防静电镊子；防静电烙铁；防静电电批；防静电刷子等等需要用到的物品尽可能使用防静电的，次选金属的。还要建立严格的防静电点检程序和环境控制程序，才能将静电危害降到很低的水平。

而这一切的基础就是良好的防静电接地！

总结

经过这一两个月的折腾，光是上面简单的产线雏形就已经花掉十几万了，接了地，做好了流水线和工作台，配置好了货架、周转车、老化车等，堪堪有了产线的样子。后续还有生产仓储过程中所需要的各种小件要配齐，人员招聘后还需要一段时间磨合，零打零敲，估计还需要一两万的样子。希望产品一些顺利，大卖赚钱后就可以把地面重新铺设防静电环氧地坪了。

产线的搭建其实并不复杂，有标准可循，也基本上都是通用的标准的方案，但是比较零碎，细心大胆一点，都能很好的熟悉。而且，尽可能的前期规划好，这次产线的搭建，图纸都出了三四套，各个位置的尺寸反复测量规划，最后流水线、工作台、货架等组装的时候，基本和规划一致，心血总算没有白费。