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揭祕中國最尖端雷達:由金線連接顯微鏡下加工(圖)

http://dailynews.sina.com   2020年01月06日 17:58   環球時報

  在央視播出的《大國工匠》節目中,介紹了中國電科第十四研究所雷達收發組件總裝師顧春燕的事蹟,節目中提到,我國最尖端雷達的核心部件,需要採用名爲“金線鍵合”的工藝,用比頭髮絲還細的金線,將芯片與外部電路連通。

  這種工藝通過針尖的超聲震動,使得金線與焊盤形成分子間連接來達到微焊接目的,全部流程必須在顯微鏡下完成。

  一克黃金可以拉出10微米直徑、661米長的金線,大概是一根頭髮絲的8分之1粗細,用這樣的金線來鍵合雷達收發組件,必須靠人工完成。

  節目中披露,這種對芯片的極致要求來自於太赫茲雷達,它是未來戰場上對動態目標探測成像的殺手鐗,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,高倍顯微鏡下六萬赫茲的震動頻率,通過她右手的觸碰,將中國最尖端雷達設備的收發組件一點點串起。

  2007年,顧春燕技校畢業進了中國電科十四所,那時所裏剛開始搞微組裝,爲了練技術,她甚至會用尺子反覆測量手腕擡起的高度,只爲了鍵合時能讓金線的拱起的弧度一致。

  也是在同一年,顧春燕和同事開始組裝中國第一部星載相控陣雷達中的上千個組件。

  十多年過去,我國雷達裏原先的大塊頭組件,已經隨着技術的進步變成了小方格。某組件有四個通道,十幾層,每一層都有正面反面,每一層裏面的器件密密麻麻的,幾乎沒有什麼距離。

  2014年春天,高分三號衛星研製到了關鍵階段,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,每平方釐米的收發組件上,裝配密度超過了一萬個點,這給鍵合工序出了大難題,哪怕在操作中產生5微米的誤差,都會造成芯片短路。

  沒有人敢操作的事情,顧春燕站了出來,她創造性地將劈刀打薄並旋轉90度安裝,將芯片傾斜15度角順利鍵合。但經過整機測試發現,雷達訊號比預計的要微弱。

  改制芯片起碼需要半年,會極大拖延研製進度,錯過發射窗口期,唯一可行的方法只有再次通過鍵合工序,將已經連好的上千根線條當中的一條割斷,連接到另一枚器件上。這樣的改動是破天荒第一次,一旦割錯或者割傷別的線條,芯片就會立刻報廢。

  這是一場雷達的“心臟搭橋手術”,顧春燕把現場15微米的硬質針頭,用酸微腐蝕方法變細作爲自己的“手術刀”。幾分鐘後,她站了起來,大家一下圍了過去,整個廠房沸騰了!

  2016年8月,搭載着“超級透視眼”的高分三號衛星成功發射,從此,穿過雷雨、濃霧,我國衛星遙感水平實現了新的跨越。

  節目透露,作爲十四所微組裝首席技能專家,顧春燕擔負起了所有研製性產品的首件全流程作業任務,經她組裝的包括從中國的航母和驅逐艦上的“海之星”,到新一代戰機火控雷達。

  如今已是中國電科十四所雷達收發組件總裝師的顧春燕感慨道,剛到十四所的時候,就知道是報效祖國的,乾的時間越來越長,才知道我們做的這些產品,真的是越來越了不起。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組裝它。這是我們的自豪感,也是責任感。

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