一個初創公司防靜電產線搭建後記
以前年輕的時候，總喜歡揮斥方遒，現在年紀大了，正如編輯所說，拿著白菜的錢，操著**的心，就沒啥意義了，所以最近很少寫時新技術的評論，反而多是入門級的家長里短。
新的公司是一個初創公司，所有的東西都要從零開始，基本的產線等都是要一步一步搭建起來。結果轉來轉去，不知道咋的，規劃的重任就落到了我的頭上，只好趕鴨子上架了。
幸好以前按照自己的想法，在產線上多呆了一些日子，借鑒以前的經驗，並且多多的和供應商交流，總算是有個雛形出現。下面我就詳細跟大家分享一下我做了哪些工作，沒有接觸過的朋友或者新的EE也可以了解一下，對於日後工作會有幫助。寫的非常簡略，記個流水賬，如果描述錯誤的地方敬請指正。
防靜電，其實也就幾十年的歷史，最早是半導體產品良率太低，但是一直不知道為什麼，直到顯微鏡的發展看到了內部的損傷，才知道靜電對於電子產品的危害很大。於是防靜電的措施快速的發展起來，產品不但設計上就有很強的防靜電能力，而且生產過程中也處處都能夠將靜電損失降低。最直觀的例子就是15年前進入電腦機房都還需要特殊的防靜電地板磚，而現在的電腦隨便你用。
靜電產生一般有兩種，一種是摩擦起電，初中物理做實驗皮毛摩擦橡膠棒或者冬天夜裡脫毛衣，因為兩種材料爭奪電子的能力不同而會導致摩擦後帶不同的電荷；另一種是感應靜電，強電場附近的物體表面電荷會重新排布而產生靜電，比如電機附近。這兩種情況都是日常中普遍存在的，也是生產中要防範的。
首先說幾個誤區：
看得見的放電才會是靜電，看不到的或者說感覺不到的就沒有靜電？實際上不是，無時無刻都會有靜電放電現象的存在，只是很多情況下放電電壓很小，1KV以下人基本感覺不到的，3KV以上才會有痛感，但是有可能已經對晶體管造成損傷。
靜電產生的電壓是恆定的、均衡的？不是的，環境不同電壓就不同，尤其是濕度，濕度越大電壓越低；而受環境或電場的影響，表面電荷分部多數也不是均勻的；人在地面上走動時候要比靜止產生的靜電電壓高，越快越高；設備運轉時候產生的感應電，也是靠近強電這一端電場強，遠端弱。
靜電是有害的？在特定位置靜電是有益的，比如靜電除塵。
某材料的摩擦起電，表面電荷是不是一定是正電或者負電？不一定，要看和不同的材質摩擦，奪電子能力強就是負電壓，弱就是正電壓。比如玻璃和石棉摩擦後帶負電，和羊毛摩擦後帶正電。
導電性能越好防靜電效果越好？錯誤的，防靜電不光要防止靜電產生，還要防止靜電快速泄放，泄放過快會產生火花，人有痛感且有潛在的危害，再比如PCB上如果有靜電積累，放到金屬盤中就會出現放電而導致損傷，所以防靜電材質一般都不會選擇導體。
如果用表面阻抗測試儀來測量我們常用的材料表面，通常 10^5 Ω以下認為是導體，10^6~10^11Ω認為是防靜電材料，10^12Ω以上認為是絕緣體，而一般常用的防靜電材料阻抗範圍是10^8~10^9Ω，為的就是能夠較快又不是特別快的泄放。不過要特別注意的是，這裡測量的結果是Ω/m2。
……還有別的問題，只是想不起來了，大家有啥問題也都可以交流，靜靜的分隔符……
一、防靜電接地
靜電接地是必須的，華強北很多組裝機的會帶一個無線防靜電手環，其實效果聊勝於無，正確的做法應該是用帶線的防靜電手環接到靜電線上，而這個靜電線是要專門鋪制的有特定阻抗要求的銅線。
靜電接地不是平常的地線，地線（不是PCBA中的參考地）是設備參考的保護性接地，三腳插頭的中間腳，直接接入大地，作為0電勢參考或者放電路徑，一般建築在設計的時候就做進去了的工作性接地。靜電接地不能直接接工作地，因為這個地是供給強電使用的，上有可能有漏電，不可混用。
靜電接地也不是防雷接地（實際該叫放閃電接地才對），閃電作為地球上最強的靜電放電，損害很大，所以高層建築都需要專門的防雷接地，以便雷擊的時候能夠快速將電流泄放到大地。靜電接地不但不能接一塊，還要遠離防雷接地20m以上，因為打雷的時候產生的反擊電壓非常高，我們靜電接地這些小小的電阻都不算事了，屆時人員都危險了。
而我們的靜電接地是防止靜電損傷的保護性接地，需要獨立製作，且有特定的阻抗要求，一般要求
至於做法就很簡單了，基本步驟就是：挖個坑，打個樁，撒點鹽，埋點土，數個一二三四五，就完事了。但是由於這是專業的接地工序，是要由國家認證資格的施工人員才可以。
首先測量土地電阻值，來計算需要多大的坑多少鹽，水越多的地方土壤電阻越小越好做；然後挖坑、打入接地電極，可能是銅棒或者鍍鋅鋼板等導體、埋入導電鹽；用16方以上的銅導線作為主幹線接到樓層，再用6方以上的銅導線接到每個車間，再接到每條產線，基本就成型了。基本價格一兩萬左右一個點。
二、產線防靜電
生產過程中需要嚴格控制靜電的產生，因此從上到下全部都設計了周密的防靜電措施，嚴防死守。
地面，使用防靜電環氧地坪，不同於普通材質的地坪，需要鋪設銅網和摻雜導電顆粒，能夠自流平，具備很好的防靜電、耐磨、防滑、耐腐蝕、易清潔等眾多特性，而且造價便宜。如果有錢的話可以選擇防靜電地板磚，小一百一塊，兩三年就要換掉。要求不高的時候，普通環氧地坪也能接受，因為不易產生靜電，而本次因為在我來之前產線就鋪設好了普通的環氧地坪，基於成本考慮，就沒有拆了更換（其實按照我的要求，是必須要換的，成本又要重新投入十幾萬，我不管錢，只能妥協）。
入口處設置防靜電綜合檢測儀、靜電泄放器、防靜電門帘（要求嚴格的時候也會加上防靜電窗帘），進入車間基本上靜電都放的差不多了。其中門帘可以選擇標準的防靜電材料的門帘，也可以簡單的用金屬鏈，區別就是摸上去的時候可能會有電擊感，而我們產線本次就選用的是金屬鏈，因為太便宜了。
產線上裝有防靜電線、防靜電手環插座，員工坐下後，手環插進去就可以時刻將靜電泄放掉，同時桌面也是防靜電材質，並且也接到靜電接地上，至少操作過程中不會積累很多電荷。產線用的椅子也是防靜電椅子，但是沒辦法接地了。這些都是通用的配置，供應商標準化作業，一條流水線下單到組裝兩三天就搞好了，五六千塊；一張1.5米通用的工作台六七百塊。
操作過程中如果有塑膠產品，甚至撕個膠布也會出現靜電，這時候就需要去離子風機來實現靜電的中和；如果天氣乾燥，會使環境更容易產生靜電，因此也需要加濕器保證濕度在45%以上（北方冬天損傷率會提高的主要原因就是濕度太低）；當然濕度過高的時候PCBA存在結露的隱患，會使絕緣性能下降，因此也需要除濕機或者空調降低濕度在80%以下。
三、周轉防靜電
周轉過程中也會因為摩擦等原因產生電荷，一般手段就是用防靜電的盛具，比如防靜電袋、防靜電泡沫、防靜電托盤、防靜電箱、防靜電零件盒、防靜電周轉車、金屬推車（帶金屬鏈接到地面，如果有靜電，會通過金屬鏈條釋放到防靜電地坪上）等工具，其中電子料不能直接放在金屬推車上。
四、人員防靜電
千防萬防主要防的就是人，往往出問題的也是在人這裡。
首先，個人服裝上是要穿棉麻等天然不易產生靜電的材質，而盡量不要穿絲、毛、化纖、羽絨等易產生靜電的衣服，累積多了來不及泄放就會造成靜電損傷。
人員要根據崗位的不同穿著不同的防靜電大褂、防靜電鞋、防靜電帽子、防靜電夾克等，人手一套。一般穿大褂，防護要求高的就要全身，成品包裝可以只穿夾克，因為包裝線動作幅度較大。頭髮容易產生靜電，且頭髮脫落可能會有安全隱患，所以基本都要帶帽子，尤其是女生，盡量要把頭髮都包進去。
帶線的防靜電手環是必須的，腳環就要視情況而定了。手環其實原理很簡單，就是在人體和接地線之間加了一個1M電阻，讓靜電慢慢泄放掉。而對於IQC這類流動的崗位，要配防靜電手套。
產線員工上線之前，必須要經過防靜電儀的測試，確保周身以及手環等防靜電效果正常才行。一般情況下，手環鬆緊帶會松；袖子、領口、鞋底等易磨損部位一兩個月就會喪失防靜電效果，必須要定時檢測並更換。
五、其餘防靜電
剩下的就是很多細節的東西了，比如設備接地、外殼接地；測試治具外殼使用電木等防靜電材料；禁止或限制透明膠帶、筆、紙等有可能產生靜電的物品的使用；手環必須嚴格遵守接地，禁止虛接或者不接；防靜電鑷子；防靜電烙鐵；防靜電電批；防靜電刷子等等需要用到的物品儘可能使用防靜電的，次選金屬的。還要建立嚴格的防靜電點檢程序和環境控制程序，才能將靜電危害降到很低的水平。
而這一切的基礎就是良好的防靜電接地！
總結
經過這一兩個月的折騰，光是上面簡單的產線雛形就已經花掉十幾萬了，接了地，做好了流水線和工作台，配置好了貨架、周轉車、老化車等，堪堪有了產線的樣子。後續還有生產倉儲過程中所需要的各種小件要配齊，人員招聘後還需要一段時間磨合，零打零敲，估計還需要一兩萬的樣子。希望產品一些順利，大賣賺錢後就可以把地面重新鋪設防靜電環氧地坪了。
產線的搭建其實並不複雜，有標準可循，也基本上都是通用的標準的方案，但是比較零碎，細心大膽一點，都能很好的熟悉。而且，儘可能的前期規劃好，這次產線的搭建，圖紙都出了三四套，各個位置的尺寸反覆測量規劃，最後流水線、工作台、貨架等組裝的時候，基本和規劃一致，心血總算沒有白費。
文/麵包板博主 憶輕狂
來源：麵包板博客
TAG:麵包板社區 |