顯微鏡下“穿針引線”：大國工匠給雷達做“手術(shù)”

王新同

顧春燕是雷達精密器件手動裝配的高手，她能在顯微鏡下，用一根比頭發(fā)絲還細8倍的金線，將雷達的核心芯片與電路系統(tǒng)進行連接，實現(xiàn)分子對接。憑借一手絕技，她已經(jīng)為我國高分三號衛(wèi)星、航母、多型號預(yù)警機等完成了無數(shù)次的微組裝。她用一雙巧手，相繼獲得“大國工匠”“全國三八紅旗手”等榮譽。今年春天，她又接受了某型號雷達的總裝工作，開始了新的攻關(guān)。

潛心鉆研，助力“高分三號”衛(wèi)星發(fā)射

顧春燕于1985年出生在南京一個軍工之家。高中畢業(yè)后，她考入國內(nèi)一所知名技校。因品學兼優(yōu)，她從大二開始就擔任系學生會宣傳部部長，并光榮入黨。2007年，顧春燕畢業(yè)后，進入中國電子科技集團十四所工作，主要任務(wù)是對雷達進行微組裝。鮮有人知的是，即便如此精密的裝備，很多時候仍需要最專業(yè)的一線工匠完成裝配。

最初，顧春燕負責的是低溫焊接工序的操作，后來通過自學掌握了鍵合技術(shù)以及殼體焊接、貼片等多道微組裝技能。勤奮好學的她，僅僅一年就在同事中脫穎而出。

當時，顧春燕領(lǐng)到了一把編號為“1”的小鑷子。就在這一年，她還做了一件值得驕傲的事。她與9個同事一起，組裝了中國第一部星載相控陣雷達中的上千個組件。

2014年春天，顧春燕接受了一次非常嚴峻的考驗。當時，高分三號衛(wèi)星研制到了關(guān)鍵階段。這種衛(wèi)星不僅對芯片的技術(shù)要求更高，并且內(nèi)部電子元器件非常多，結(jié)構(gòu)更復雜。這種芯片，各種收發(fā)組件上有密密麻麻的點。而這些點，需要憑借技術(shù)人員的手工操作，用金絲連接各電子器件。這給“焊接”（鍵合）工序出了大難題，哪怕在操作中產(chǎn)生5微米的誤差，都會造成芯片短路報廢，從而使得衛(wèi)星工作失效。面對這種情況，大家顧慮重重，顧春燕卻勇敢地站了出來。

在試裝過程中，她創(chuàng)造性地將劈刀打薄，用來提高精準度。她還旋轉(zhuǎn)90°安裝，將芯片傾斜15°順利“焊接”。然而，大家在整機測試時發(fā)現(xiàn)，雷達訊號比預(yù)計的要微弱。

改制芯片至少需要半年，會極大拖延研制進度并錯過發(fā)射窗口期，這無疑會影響我國衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過反復論證，大家認為唯一可行的方法是再次通過“焊接”工序，割斷已經(jīng)連好的上千根線條當中的一條，連接到另一個電子器件上。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。

在試裝過程中，顧春燕藝高人膽大，用酸微腐蝕方法把15微米的硬質(zhì)針頭變細作為劈刀，在顯微鏡下開始作業(yè)。顧春燕改裝的芯片，最終通過試驗，達到了既定目標。2016年8月，搭載著“超級透視眼”的高分三號衛(wèi)星成功發(fā)射。從此，濃霧、雷雨、風暴等環(huán)境因素，將不會再對我國雷達觀測系統(tǒng)產(chǎn)生影響，使我國衛(wèi)星遙感的整體水平實現(xiàn)了新的跨越。

為了練出絕技，顧春燕吃盡了苦頭。她說，不僅金絲很細，而且劈刀孔很小，直徑只有約30微米。為了將金絲穿進劈刀孔里，顧春燕一個動作要保持半小時。在練習金絲拱弧一致性時，她會用尺子測量手腕抬起的高度，始終保持同一個姿勢。身體的麻木感，并沒有讓顧春燕退縮。長期不懈的堅持，使她練就了鍵合時讓金絲和手腕拱起的弧度一致，形成了穩(wěn)定的“肌肉記憶”。

顯微鏡下，給反隱身雷達做“手術(shù)”

顧春燕剛到十四所時，雖然知道在這里工作是報效祖國，但后來她才真正知道，他們用微組裝這種高難工藝做出的產(chǎn)品是多么的了不起。

2018年，我國研發(fā)出了第一款具備反隱身能力的太赫茲雷達。該雷達因為能夠有效地對動態(tài)目標進行探測成像，能讓敵方的隱身戰(zhàn)機和軍艦等無處遁形。但是，尖端的“千里眼”對芯片的要求極其苛刻。顧春燕解釋說，太赫茲雷達極高的頻率，要求芯片內(nèi)部器件之間的間隔必須呈幾何倍數(shù)縮小。

一般來說，一平方厘米的面積要容納上萬個電子器件。芯片有點像眼睛的視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜上分布的一個個既細小又精密的“細胞”。顧春燕的工作，就是用細金線將“細胞”內(nèi)條塊分隔，連通激活高低不平的各類芯片。

外界不了解的是，一克黃金能拉出661米長的金線，其直徑只有10微米，相當于一根頭發(fā)絲的1/8。用比頭發(fā)絲細得多的金線，將雷達的核心芯片與電路系統(tǒng)進行連接，并且全程靠人手動操作，此過程被人稱是為雷達進行“心臟搭橋”。

因為金線非常細，所以輕輕一碰就斷了。如果在操作中無法做到百分百的精準，就會發(fā)生短路，燒毀微型電子器件，導致雷達的交付時間延后。

有關(guān)負責人宣布這件事后，技術(shù)人員都鴉雀無聲。沒想到，顧春燕站出來了，說自己愿意立下軍令狀，承接這項艱巨的焊接任務(wù)。將電子器件和金線進行連接的“焊接”，并不是傳統(tǒng)意義上的焊接，而是在六萬赫茲的振動頻率下，讓金線和焊盤實現(xiàn)分子對接，這種工藝在專業(yè)術(shù)語上又被稱為“金線鍵合”。

俗話說，沒有金剛鉆不攬瓷器活。正是憑著專業(yè)技能高超，顧春燕才敢把組裝的不可能變成可能。這場焊接不用焊槍，沒有火星。為了實現(xiàn)分子對接，她在高倍顯微鏡下直接操作。

其間，顧春燕利用靈巧的雙手和過硬的專業(yè)知識，將中國最尖端雷達設(shè)備的收發(fā)組件一點點串起，實現(xiàn)了對雷達收發(fā)組件的鍵合工作。經(jīng)過嚴格的試驗和測試后，各種數(shù)據(jù)完全達標。

新型號、新規(guī)格、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮。對顧春燕和同事們來說，每一天都需要迎接新的挑戰(zhàn)。在為我國一種大型驅(qū)逐艦相控陣雷達研制過程中，團隊遇到了一個全新的鍵合難題。在顧春燕看來，金絲鍵合技術(shù)是微組裝領(lǐng)域操作難度最大、技術(shù)門檻最高的一項精細復雜的技術(shù)。

面對困難，顧春燕主動和設(shè)計師、工藝師深入交流溝通，嘗試了10余種刀具，試驗了100多次。最后，她大膽采用直徑只有15微米的微型刀具，割開了芯片上10微米帶鈍化層的線條，并將其鍵合到相鄰位置。這實現(xiàn)了芯片內(nèi)1微米互聯(lián)不短路，順利地在薄如蟬翼的芯片上完成了“焊接”。