用比頭發(fā)絲還細的金線(xiàn),將芯片與外部電路連通,這種工藝被稱(chēng)為金線(xiàn)鍵合。
和傳統意義上的焊接不同,這種工藝通過(guò)針尖的超聲震動(dòng),使得金線(xiàn)與焊盤(pán)形成分子間連接來(lái)達到微焊接目的,全部流程必須在顯微鏡下完成。
在中國電科第十四研究所就有這樣一位女工藝師,她用自己的一雙巧手,串連起我國最尖端雷達的核心。

一克黃金,拉出10微米直徑、661米長(cháng)的金線(xiàn),這大概是一根頭發(fā)絲的8分之1粗細,用這樣的金線(xiàn)來(lái)鍵合雷達收發(fā)組件,沒(méi)有機器可以完成,只有靠人。

中國電科十四所雷達收發(fā)組件總裝師顧春燕:稍微掛一點(diǎn)點(diǎn),它在那兒蕩啊蕩啊,風(fēng)一吹它就在那兒擺。我還跟設計師吵架,我說(shuō)你們天天搞這種東西,我們這沒(méi)辦法干。
這種對芯片的極致要求來(lái)自于太赫茲雷達,它是未來(lái)戰場(chǎng)上對動(dòng)態(tài)目標探測成像的殺手锏,它的極高頻率,要求芯片內部器件之間的間隔必須呈幾何倍數縮小,同樣,用來(lái)連接器件的金絲也必須細到極限。

顧春燕需要把組裝的不可能變成可能。這場(chǎng)焊接不用焊槍?zhuān)瑳](méi)有火星,高倍顯微鏡下六萬(wàn)赫茲的震動(dòng)頻率,通過(guò)她右手的觸碰,將中國最尖端雷達設備的收發(fā)組件一點(diǎn)點(diǎn)串起。

中國電科十四所雷達收發(fā)組件總裝師顧春燕:人家是大江大河上造橋,我們是在那么一點(diǎn)點(diǎn)小的空間里面造橋。
2007年,顧春燕技校畢業(yè)進(jìn)了中國電科十四所。那時(shí)所里剛開(kāi)始搞微組裝,為了練技術(shù),她甚至會(huì )用尺子反復測量手腕抬起的高度,只為了鍵合時(shí)能讓金線(xiàn)的拱起的弧度一致。

中國電科十四所雷達收發(fā)組件總裝師顧春燕:你特別想做一件事情的時(shí)候你是喜歡它。有些試驗件它沒(méi)有成型之前,各種這樣拐那樣拐,各種交叉,技能就是這樣鍛煉起來(lái)的。

也就在那一年,脫穎而出的顧春燕領(lǐng)到了一把編號1的小鑷子,和9個(gè)同事裝起了中國第一部星載相控陣雷達中的上千個(gè)組件。十多年過(guò)去了,鑷子閃亮如新,而大塊頭組件,變成了指尖的小方格。

中國電科十四所雷達收發(fā)組件總裝師顧春燕:它有四個(gè)通道,十幾層,每一層都有正面反面,每一層里面的器件密密麻麻的,幾乎沒(méi)有什么距離。
這樣的距離不是毫厘之間,而是以微米來(lái)計算。2014年春天,高分三號衛星研制到了關(guān)鍵階段,這是我國首顆分辨率達到1米的C波段多極化微波遙感衛星,每平方厘米的收發(fā)組件上,裝配密度超過(guò)了一萬(wàn)個(gè)點(diǎn),這給鍵合工序出了大難題,哪怕在操作中產(chǎn)生5微米的誤差,都會(huì )造成芯片短路。

中國電科十四所高級工程師胡永芳:設計是新設計,里面的器件也是當時(shí)自主可控、剛突破完的,用的新器件,我們的新工藝,當時(shí)給我們的提供的器件也就是那三五片。
沒(méi)有人敢操作的事情,顧春燕站了出來(lái),試裝過(guò)程中,她創(chuàng )造性地將劈刀打薄并旋轉90度安裝,將芯片傾斜15度角順利鍵合。然而興奮并沒(méi)持續多久,大家在整機測試時(shí)發(fā)現,雷達訊號比預計的要微弱。
改制芯片起碼需要半年,會(huì )極大拖延研制進(jìn)度,錯過(guò)發(fā)射窗口期,經(jīng)過(guò)反復論證,唯一可行的方法只有再次通過(guò)鍵合工序,將已經(jīng)連好的上千根線(xiàn)條當中的一條割斷,連接到另一枚器件上。這樣的改動(dòng)是破天荒第一次,一旦割錯或者割傷別的線(xiàn)條,芯片就會(huì )立刻報廢。
中國電科十四所雷達收發(fā)組件總裝師顧春燕:真的不能錯一步。就那一瞬間,心都吊在嗓子頭。
這是一場(chǎng)雷達的“心臟搭橋手術(shù)”,顧春燕把現場(chǎng)15微米的硬質(zhì)針頭,用酸微腐蝕方法變細作為自己的“手術(shù)刀”。幾分鐘后,她站了起來(lái)。

中國電科十四所高級工程師胡永芳:就這么一個(gè)站的動(dòng)作,大家已經(jīng)就是往她那邊擁了,就一個(gè)一個(gè)去顯微鏡下要給她再三確定,確定她的東西好的,那個(gè)時(shí)候就整個(gè)我們的房間,凈化廠(chǎng)房就沸騰了。

2016年8月,搭載著(zhù)“超級透視眼”的高分三號衛星成功發(fā)射,從此,穿過(guò)雷雨、濃霧,我國衛星遙感水平實(shí)現了新的跨越。
作為十四所微組裝首席技能專(zhuān)家,顧春燕擔負起了所有研制性產(chǎn)品的首件全流程作業(yè)任務(wù)。從我們的航母和驅逐艦上的“海之星”,到新一代戰機火控雷達,一枚枚中華神盾捍衛著(zhù)祖國的國防安全,一雙雙戰鷹之眼在顧春燕的手中被輕輕點(diǎn)亮。

中國電科十四所雷達收發(fā)組件總裝師顧春燕:剛到十四所的時(shí)候,就知道是報效祖國的,干的時(shí)間越來(lái)越長(cháng),才知道我們做的這些產(chǎn)品,真的是越來(lái)越了不起。我們國家自己的設計師獨立設計,我們用我們自己的工藝來(lái)組裝它。這是我們的自豪感,也是責任感。
(責任編輯:張云文)