“李工,”张建国指着图上的一处结构,语气很为难,“您这儿要求的基区宽度才15微米?咱们手上最好的那台小铣床,铣个100微米左右的槽就是极限了。
您这尺……难不成靠手工拿锉刀磨?”旁边的朱永良和熊志鸿也露出同样的表情,觉得这要求太高。李卫东对此早有预料。
他拿出另外几张画好的图纸:“张师傅,普通机床干不了这个精细活。
这是我设计的几个辅助工装一精密定位夹具、刻蚀用的掩模板、还有微型刻蚀探针的方案。麻烦您带着他们俩,先用铣床、车床和手工细活把这套工装做出来。
然后我们用腐蚀液搭配掩膜来控制刻蚀的区域和深度。
借助这个精密工装定位,靠手工精细调节探针的力度和角度也能达到尺寸。
慢点没关系,关键是每一步都要做到位,保证精度!”
张建国拿过工装图仔细看了好一会儿,又对照着李卫东要求的精细结构,心里的顾虑没完全打消,但点点头,开始带着朱永良、熊志鸿动手制作工装。
这是项特别考验耐心和手上功夫的精细活。
三个人几乎是屏住呼吸,小心翼翼地切割、打磨、调平、微调……房间里充斥着金属加工的细微噪音和仪器读数的滴滴声。
汗水顺着他们的额角往下淌。
朱永良因为太紧张,在用微型台钳操作一个关键定位件时手抖了一下,尺寸做大了0.5毫米,差点毁了整个工装!张建国急得脸都青了,朱永良更是吓得脸发白。
李卫东没慌,冷静地说:“别急,朱永良,先歇会儿,喝口水缓缓。
张师傅,这地方我看可以通过加薄垫片来微调一下尺寸补偿,我马上把图纸相关部分改一改,来得及。李卫东没有光指挥,他全程深度参与,尤其亲自动手最关键的操作。
他换上防静电工作服,戴好高倍放大镜,坐到通风柜前。
当处理珍贵的锗片和硅片时,将它们小心固定,再覆盖上自制的光刻掩膜。
接着,他用自制的精细滴管,极其缓慢、极其平稳地将腐蚀液滴在指定区域。
时间一点点过去,李卫东紧盯着显微镜下的变化,身体几乎不动。
窗外射进来的光线在地板上慢慢移过。
张建国和两个徒弟都围在旁边,大气不敢出,生怕一丝风动影响了腐蚀。
深度必须精确控制在设计范围内。
每一次液滴落下,材料的每一点细微变化都牵动着大家的神经。
李卫东后背的衣服被汗水浸湿了,但他握着滴管的手稳得出奇。
腐蚀完成后的清洗步骤,以及之后的掺杂和合金烧结工艺,同样容不得一丝马虎。
李卫东亲自调整各类化学试剂的配比,精确控制烧结炉的升温曲线和保温时间。
张建国负责那更困难的微型封装一要在放大镜下,用几乎看不见的金线,把比米粒还小的管芯焊接到更小的电极引线上。
这需要超常的耐心和异常稳当的手艺。
即便是张建国这样的老师傅,也焊断了好几次金线,或者焊点不够理想,只能返工。
每一次失败都耗掉时间,也增加着无形的压力。
几个人埋头苦干了大半天,午饭也就是匆匆吃了两口食堂送来的馒头就咸菜,都已经累得够呛。到了最关键的时刻一一进行集成基板(那块上面有多个晶体管的小板子)的回流焊焊接。
就在焊接进行中,突然“滋”的一声轻响,一小股青烟冒了出来!
“坏了!”张建国脸色立刻变了,失声喊道。
只见焊点区域,一小片地方的焊锡在高温下不受控制地蔓延流淌,形成了不该有的“锡桥”(连接两个点导致短路),同时旁边一个地方焊锡爆开溅射(形成锡珠),也造成了短路。
瞬间的短路电流直接烧毁了两个刚刚焊上去的、极其宝贵的晶体管!
工作间里的空气仿佛僵住了。
浓重的焊锡焦糊味弥漫开来,夹杂着挫败感。
朱永良和熊志鸿手足无措。
张建国看着被烧坏的地方,心里又懊悔又沮丧一一大半天的辛苦,眼看就要有进展了,却因为一个焊接工艺参数的微小偏差,全毁了!
他深深自责:要是刚才不着急提速,没自作主张调高了回流焊的温升曲线(李卫东原本建议保守稳妥为先),会不会就不会出这事?
“………是我的错……”张建国声音低沉沙哑,语气无比沉重。
李卫东的心也猛地往下一沉,那感觉就像精心设计的东西眼看着就要毁掉。
他立刻切断了电源,但已经晚了。
他凑近仔细检查那片区域,眉头紧锁。
沉默了片刻,他脑子里迅速分析烟雾形态和残留物。
张建国等着他开口,以为会是严厉的批评。
然而,李卫东抬起头,表情虽然凝重,却没有指责的意思,反而非常冷静地分析:“不太对劲。这烟的颜色和冒出的速度……短路肯定发生了,但可能还有别的问题。
张师傅别着急,大家先别动设备。
朱永良,把刚才焊接过程的温度曲线监测记录调出来,特别是出现异常时的精确时间和温度峰值是多少。
熊志鸿,拿小探针仪表测量一下那块烧毁区域的电源回路现在的电阻是多少。
张师傅,我们检查一下这块板上焊锡膏涂布的情况,看看均匀度和厚度有没有问题?”
他快速清晰地分派了任务。
没有埋怨,只聚焦于怎么解决问题。
这份面对失败的镇定,让沮丧的小组成员也稍稍稳住了心神。
李卫东的判断是对的!经过仔细排查,不仅是因为张建国略调高温升曲线导致焊锡流动性稍好,这是诱因之一,
更关键的是,之前负责用刮刀涂焊锡膏的另一位年轻助手,轮班的女工,经验还不足,在靠近某个元件的位置时,手不小心有点晃,在那个区域多涂了一点焊锡膏,导致局部焊料过厚。
厚的地方在高温回流时更容易失控流淌形成锡桥。
而短路瞬间的大电流,又超过了附近一个小保护电阻的承受能力,引起了小规模爆裂和锡珠飞溅,进一步扩大了短路范围,最终烧毁了相邻的晶体管。
找到了确切的原因,问题就有了解决的方向。
李卫东立即进行调整:焊锡膏改由他自己亲自操作,使用特制的超细针尖点涂器,一点一点地,精确控制每一个焊点上的锡膏用量和厚度,保证各处涂抹均匀一致。
同时,回流的温度控制也回到了最初更保守、更稳妥的参数曲线。