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“针尖上最美的舞者”顾春燕,用“绝活”为雷达“点睛”

2024-02-20惠之

伴侣 2024年1期
关键词:金线金丝工匠

惠之

用比头发丝还细的金线,将芯片与外部电路连通,这种工艺被称为金线键合,是号称“三军之眼”雷达组件所需。和传统意义上的焊接不同,这种工艺是通过针尖的超声震动,使得金线与焊盘形成分子间连接来达到微焊接目的,全部流程必须在显微镜下完成,难度极大。中国电科某所微电路总装师顾春燕,将不可能变成可能,她用自己的一双巧手,串连起我国最尖端雷达的核心。其精湛的技艺助力陆、海、空等各型雷达装备核心组件全流程技术攻关,为国防事业作出杰出的贡献!

本文主人公顾春燕

顾春燕出生于1985 年。2007年,顾春燕从技校毕业,考入中国电科某所。刚到单位时,顾春燕负责的是低温焊接工序的操作,后来又通过自学掌握了键合技术以及壳体焊接、贴片等多道微组装技能,成为微电子一室第一个全流程装配师,令同事们刮目相看!很快,工作认真负责的顾春燕脱颖而出,她领到了编号为1的小镊子,与9位同事一起组装了中国第一部星载相控阵雷达中的上千个组件。后来这颗卫星成功发射升空,并超期服役多年,性能良好,这是对顾春燕团队工作最大的肯定与检验。顾春燕感慨:“十多年过去了,镊子闪亮如新,而大块头组件,变成了指尖的小方格。”

2009 年底,当时的自动键合技术还处于调试阶段,但有一项紧急的批量生产任务必须通过手动键合来完成。顾春燕主动请缨,在师傅的带领下,她拼着劲地钻研,第一次独立完成一套 T/R 组件全部金丝和金带的键合。她清楚地记得,一共是 974 根金丝、101 根金带。师傅竖起大拇指说:“小顾,你不简单啊!”接着,顾春燕又相继完成了许多自动化设备无法实施的近距、近壁等极限工艺操作,为微波模块小型化、轻量化奠定了坚实的基础。很快,顾春燕成长为手工键合资深专家,并被誉为“针尖上最美的舞者”。

对于如何练就工匠精神的,顾春燕感触颇深,她说:“什么是工匠精神?我想应该是敬业和认真这两个词。同一个操作动作重复上千上万次,从中发现规律,将手中的作品做到极致,这就是工匠。”

中国电科某所是中国雷达工业的发源地,是国家诸多新型、高端雷达装备的始创者。顾春燕的工作就是在高倍显微镜下利用比头发丝还细的金线,将“细胞”内条块分隔、连通激活高低不平的各类芯片,以点亮雷达之“眼”,一举打破了西方对我国相关技术的封锁。

一克黄金,拉出直径10微米、长661米的金线,这大概是一根头发丝的1/8粗细,微微一碰就断,用这样的金线来键合雷达收发组件,机器无法完成,只能靠手工完成。

顾春燕的操作空间是在指甲盖大小近30层基板上,完成近百个芯片的贴装以及上千根金丝的“穿针引线”,实现芯片内只有一粒灰尘大小的互联互通。笔笔“点睛”,难于“螺蛳壳里做道场”,稍有不慎将前功尽弃。这场焊接不用焊枪,没有火星,借助高倍显微镜下六万赫兹的震动频率,通过顾春燕右手的触碰,将中国最尖端雷达设备的收发组件一点点串起。

为锤炼技艺,顾春燕每天工作时几乎不喝水、不去洗手间,数小时始终保持同一个姿势。身体的麻木感并没有让她退缩,数十年的坚持不懈,她练就了键合时让金丝和手腕儿拱起的弧度一致,形成了稳定的“肌肉记忆”。近年来,顾春燕多次参加国家级、省级微组装技能竞赛,均以绝对优势夺魁。

“没有等出来的成就,只有干出来的精彩。”在顾春燕看来,精益求精是每一位军工人的信仰,心有精诚,手有精艺,不断进取,是成为顶级高手的诀窍。

一直以来,顾春燕不断突破自己的技能峰值,練就手上的“绝活”,她被称为中国女微焊工第一人。“我所在的微组装团队,成员70%以上都是女性,女性专注、细心、有韧性等特点在精密加工领域更加凸显。”顾春燕自豪地说。“刚到单位时,只知道是报效祖国的,干的时间越来越长,才了解所做的工作,真的是越来越了不起。”作为微组装首席技能专家及雷达组件总装师,顾春燕经手装配的雷达型号,足以撑起国防雷达事业的半壁江山。

新型号、新规格、新工艺、新产品层出不穷。对顾春燕和同事们来说,每一天都需要迎接新的挑战。

“每当遇到新的、难的产品时,只要别人说难,我想去把它做好的信念就会更强烈。”顾春燕外表柔弱,骨子里却不服输。2013年底时,有一种竞标产品的芯片焊盘仅为 30 微米,而顾春燕平时键合的最小焊盘是 100 微米,常用的金丝是 25 微米,如果购买,周期也比较长。当时所里的师傅们都认为这项工作不可能完成,顾春燕决定试一试,将 30 微米的金丝键合在 30 微米的焊盘上。她先用废芯片练手,再用要求的芯片做产品,一个芯片共有五百多根金丝,顾春燕花了整整一天的时间。她成功了,全所上下震惊不已。

正是这样近乎极致的练习,让顾春燕成长得特别快。2014 年,在“高分三号”卫星研制的关键阶段,需要通过键合工序,将一块芯片上已经连接好的几千根线条当中的一条割断,再连接到另一枚器件上,一旦割错或者割伤其他线条,芯片就会作废。这个被称为雷达“心脏搭桥”手术的高难度工作,就是由顾春燕负责操刀的。

顾春燕在作报告

“这个小方块有四个通道,十几层,每一层都有正面反面,每一层里面的器件都密密麻麻的,几乎没有什么距离。”而这样的距离不是毫厘之间,而是以微米来计算。2014年春,高分三号卫星研制处于关键阶段,这是我国首颗分辨率达到1米的C波段多极化微波遥感卫星,每平方厘米的收发组件上,装配密度超过一万个点,这给键合工序出了大难题,哪怕在操作中产生5微米的误差,都会造成芯片短路。动员会上,许多技工们都鸦雀无声,这时,顾春燕勇敢地站了出来,试装过程中,她创造性地先将劈刀打薄并旋转90度安装,再将芯片倾斜15度角顺利键合。然而兴奋并没持续多久,在整机测试时,顾春燕却发现,雷达讯号比预计的要弱。

改制芯片起码需要半年,会极大拖延研制进度并错过发射窗口期,经过反复论证,唯一可行的方法只有再次通过键合工序,将已经连好的上千根线条当中的一条割断,连接到另一枚器件上。这样的改动是第一次,一旦割错或者割伤别的线条,芯片就会立刻报废。顾春燕再次站了出来,在操作现场,顾春燕把15微米的硬质针头,用酸微腐蚀方法变细作为自己的“手术刀”。几分钟后,她站了起来,成功了。之后,整个净化厂房都沸腾了。最终,顾春燕改装的芯片达到了既定目标。2016年8月,搭载着“超级透视眼”的高分三号卫星成功发射。从此,我国卫星遥感水平实现了新的跨越。

作为中国电科某所微组装首席技能专家,顾春燕对国防科技的贡献远不止此,她担负起了所有研制产品的首件全流程作业任务。纵观我国三军所有先进装备所使用的芯片,基本都是利用顾春燕的金线键合技术所制成的,一枚枚国防中华神盾,一双双战鹰之眼在顾春燕的手中被轻轻点亮!由此,顾春燕成为“国宝级女工匠”。

“一份匠心,重在传承。”顾春燕把微组装职业生涯中积累的技能技巧、工匠精神,像师傅当年教她一样,毫无保留地传授给每一位新员工。2019年成立的“顾春燕大国工匠创新工作室”和微组装工匠学院,已面向全行业开设微组装精品课程,目前已培养了近百名全国技术能手、全国青年岗位能手。

顾春燕作为主要成员还参与了单位微组装全自动生产线的建设任务,在自动化生产线流水节拍匹配、生产线故障率降低、产品一次直通率提升等难点问题上身先士卒、精益求精,充分体现了“大国工匠”的卓越匠心,建成了国内首条规模最大、技术水平最高的微波组件智能制造生产线,质量提升50%,效率提升200%。引领微组装行业升级,为中国“智造”贡献巾帼力量。

2022年,顧春燕获“大国工匠”称号。同年11月,中央电视台《大国工匠·匠心报国》等栏目专题报道顾春燕的事迹,在业内引起轰动。2023年,顾春燕相继荣获“全国三八红旗手”“全国五一巾帼标兵”“全国最美职工”及第十七届“全国青年五四奖章”荣誉。

2023年7月初,顾春燕回到母校江苏正德职业技术学院,与师生们分享这些年所取得的成绩及工作心得。“作为单位微组装首席技能专家、雷达组件总装师,我深感责任重大,使命光荣,”顾春燕满腔热忱地说,“我要带领更多技术工人脚踏实地,踔厉奋发,追求技术技能的完美和极致。在强国强军新征程中,顶起‘半边天’、闯出一条路。”

2023年7月28日,第二届巾帼工匠论坛在京举办。主旨嘉宾、大国工匠、中国电子科技集团某所微电路总装师顾春燕表示,希望全社会能够更加关心女职工的职业发展,出台更多激励措施与保障机制,提供更多培训机会,努力提升女职工综合素质,赢得全场一片掌声……

责编/高爽

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