军工女杰顾春燕:用巧手点亮“雷达之眼”

作者: 晓红

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雷达,被称为“三军之眼”“国之重器”,在数字化、现代化技术越来越先进的今天,依然需要最专业的一线工匠来完成装配。中国电子科技集团第14研究所有这样一位女工艺师,靠着灵巧的双手,装配了我国众多尖端雷达的芯片

当一个人真正喜欢一件事情的时候,就特别容易沉浸其中,随时随地可能忘却周围的环境,只记得自己想做的事

2023年7月28日,在第二届大国工匠创新交流大会暨大国工匠论坛分论坛巾帼工匠论坛上,主旨嘉宾、大国工匠、中国电子科技集团第14研究所(以下简称“中国电科14所”)微电路总装师顾春燕发言,希望全社会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,提升女职工技能技巧等。她的发言赢得全场一片掌声。

顾春燕出生于1985 年,长着一张娃娃脸,常年扎着简单的马尾辫,看起来比实际年龄小。但熟悉她的人都知道,她成熟又稳重,工作10多年来,用自己灵巧的双手装配了我国众多尖端雷达的芯片。

2007年,顾春燕从技校毕业考入中国电科14所。中国电科14所是中国雷达工业的发源地,是国家诸多新型、尖端雷达装备的始创者。刚到单位时,顾春燕做的是低温焊接工序。后来所里搞微组装,她通过自学,掌握了包括金丝键合在内的多项微组装技能。金丝键合是微组装领域操作难度最大、技术门槛最高的一项顶尖技术。

顾春燕介绍,金丝键合是用比头发丝还细的金丝,将芯片与外部电路连通。它与传统意义上的焊接不同,是通过设备刀尖的超声震动,使得金丝与芯片焊盘形成分子间连接,以达到微焊接的目的,全部流程都要在显微镜下完成。

为了练习技术,让金丝拱起的弧度一致,顾春燕经常用尺子测量手腕抬起的高度,甚至坐公交车时还模拟键合动作,惹得其他乘客都以为她手腕出了问题,向她投去好奇的目光。她说,当一个人真正喜欢一件事情的时候,就特别容易沉浸其中,随时随地可能忘却周围的环境,只记得自己想做的事。

就是凭着这样的努力,顾春燕脱颖而出,与9个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。后来装配这个雷达的卫星成功发射升空,超期服役多年,性能仍然良好。顾春燕说,这是对他们工作最大的肯定与检验。

2009年年底,中国电科14所接到紧急任务——手动键合完成一项批量生产任务。顾春燕自告奋勇,在师傅的带领下,第一次单独完成了一套组件974根金丝和101根金带的键合。师傅朝她竖起了大拇指:“小顾,你真不简单!”

从那以后,顾春燕不断挑战,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,被中国电科14所誉为“针尖上最美的舞者”。

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丝,将“细胞”内的各类芯片连通激活,以点亮“雷达之眼”

雷达,被称为“三军之眼”“国之重器”。“神舟”飞天、“北斗”组网、“嫦娥”奔月,以及海陆空演兵等,都离不开雷达的保驾护航。雷达天线阵面就像眼睛的视网膜,视网膜上分布的一个个既细小又精密的“细胞”,就是雷达组件。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丝,将“细胞”内的各类芯片连通激活,以点亮“雷达之眼”。

1克黄金,拉出10微米直径、661米长的金丝,粗细大概是一根头发丝的1/8。用这样的金丝来键合雷达收发组件,没有机器可以完成,只能靠人工。顾春燕介绍,这种对芯片的极致要求来自太赫兹雷达,它是未来战场上对隐身目标探测成像的撒手锏。它极高的发射频率,要求芯片内部器件之间的间隔必须无限缩小;同样,用来连接器件的金丝也必须细到极限。

工作中,顾春燕的操作空间仅有指甲盖大小。她要在近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”,注意力必须高度集中,因为稍有不慎就会前功尽弃。

“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。经过十几年坚持不懈的努力,顾春燕形成了稳定的肌肉记忆,键合时可以让金丝拱起的弧度完全一致。

因为技艺精湛,我国多型号雷达的微组件首次装配,大多由顾春燕完成,并由其形成操作流程规范后再批量生产。

“遇到新的产品,别人只要说难,我就想去把它做好。”

随着科技发展,新型号、新规格、新工艺、新产品层出不穷,顾春燕和同事们每天都要迎接新的挑战。

她说:“遇到新的产品,别人只要说难,我就想去把它做好。”2013年年底,中国电科14所竞标一种产品,芯片焊盘只有30微米,而他们平时键合的最小焊盘是100微米。中标后,所里的师傅们都认为这是不可能完成的任务,顾春燕却决定试一试。这个芯片上需要焊接500多根金丝,平时这样的工作量她几个小时就能完成。但那次键合,她先用废芯片练手,有了手感后才开始做实际产品,花了整整一天才完成。

因为勇于挑战,顾春燕成长得特别快。

高分三号卫星,是世界上工作模式最多的合成孔径雷达卫星,具有全天候、全天时、全方位的特点。2014年,我国高分三号卫星处于研制的关键阶段。它是我国第一颗分辨率达到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1万个点,哪怕出现5微米的误差,都会造成芯片短路。当时,看没有人敢接这个任务,顾春燕站了出来。试装过程中,她创造性地将劈刀打薄并旋转90度安装,将芯片倾斜15度角顺利键合。然而整机测试时,他们发现雷达信号比预计的要微弱。

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。技术人员经过反复论证,认为唯一可行的方法是再次通过键合工序,将已经连好的上千根金丝中的一根割断,连接到另一枚器件上。这样的改动难度很大,一旦割错或者割伤别的金丝,芯片就会报废。关键时刻,顾春燕再次站了出来,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”,最终成功完成了这次“手术”。

2016年8月,高分三号卫星成功发射,让我国卫星遥感水平实现了新的跨越。

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,都毫无保留地传授给了新员工。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,培养了近百名全国技术能手、全国青年岗位能手等。

2022年,顾春燕荣获“大国工匠”称号。同年11月,中央电视台《大国工匠·匠心报国》栏目专题报道了她的故事。2023年,她又相继获得“全国三八红旗手”“全国五一巾帼标兵”“全国最美职工”“中国青年五四奖章”等荣誉称号。

【编辑:潘金瑞】

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