“星火”研究室的新实验室里,气氛不再是攻克首个“争气芯”时的狂喜,而是被一种新的、更为现实的焦虑所取代。
成功仿制出一片能用的芯片是零的突破,但距离真正能替换掉那台昂贵仪器里的进口芯片,还差着关键一步——小批量、稳定的复制。
而横亘在面前的第一个拦路虎,就是芯片制作完成后,将那片承载着无数心血的圆形硅片,分割成一个个独立小芯片的步骤——划片。
目前,他们没有任何自动化划片设备。
唯一的方法,就是最原始的手工划片。
张海洋负责这个艰巨的任务。他需要在一个简陋的、带刻度的显微镜台下,手持一枚用报废手术刀片改装的、极其锋利的金刚石划片笔,依靠手腕的稳定和眼力的精准,沿着硅片上预先设计好的切割道,施加恰到好处的压力和速度,划出深度均匀、笔直的沟槽,然后再小心翼翼地将硅片沿沟槽掰断,得到一个个独立的小芯片。
这简直是在针尖上跳舞!
力度轻了,划痕太浅,掰不断或者掰得参差不齐,边缘崩裂产生致命缺陷;
力度重了,直接导致硅片开裂甚至粉碎,前功尽弃;手稍微一抖,划线歪斜,芯片直接报废。
更别提还要保证每一颗芯片的尺寸一致,否则无法安装到统一的底座上。
几天下来,张海洋的眼睛都快瞪成斗鸡眼了,手腕酸麻得拿不住筷子,精神高度紧张导致失眠。而成果呢?废片率高达惊人的百分之七十以上!好不容易做出来的硅片,大部分都毁在了这最后一步上。
墙角专门放废片的盒子里,满是崩边、开裂、尺寸不一的失败品,看得人心都在滴血。
“又……又废了三片!”张海洋看着手里一块因为掰断时受力不均而裂成两半的芯片,几乎要崩溃了,声音里带着哭腔,
“这……这根本不可能成功啊!我的手都快不是自己的了!”
李文军也愁眉不展,记录着惨不忍睹的数据:“废片率太高了,照这个速度,我们做出够替换一台仪器所需芯片的时间,恐怕比等国外维修还要长……”
实验室里弥漫着一股低气压。
实现小批量稳定制备的第一关,就把他们卡得死死的。
秦念眉头紧锁,看着张海洋那双微微颤抖的手和布满血丝的眼睛,又看了看父亲寄来的那套精密工具。游标卡尺、台钳、螺旋测微器……一个个工具在她脑中闪过。
忽然,她眼睛一亮!
“等等!我们可能走进死胡同了。”秦念猛地站起身,走到工作台前,拿起那套新工具,“为什么一定要完全依赖手感?我们不能做一个辅助定位和施力的夹具吗?”
她拿起游标卡尺和螺旋测微器,比划着:“用这些保证精度,做一个简单的夹具,把硅片固定死,划片笔也能卡在一个导轨上,只能沿着直线移动,压力和进给深度也想办法限制住……这样不就能大大降低对手稳和手感的要求了吗?”
李文军和张海洋愣了一下,随即眼中爆发出希望的光芒!
“对啊!做个土法划片机!”张海洋激动地一拍大腿,“就像秦工你之前做炮队镜校准架一样!”
说干就干!
秦念立刻成为核心设计者。
她根据硅片尺寸、划片道间距、划片笔的特性,快速画出了草图。利用父亲送来的高精度测量工具,确保每一个尺寸都精确到丝(0.01毫米)。
李文军负责计算力学结构,确保夹具的刚性和稳定性。
张海洋则凭借这段时间磨练出的手工和所里车床老师的帮助,加工各个零件。
那台小小的台钳和螺旋测微器发挥了巨大作用,所有关键零件的加工精度远超以往。秦念更是动用了刚刚升级的【微观操控辅助】和空间模拟功能,在意识中不断优化夹具的结构设计,预演装配过程,调整可能产生应力或误差的细节。
三个人几乎是废寝忘食,泡在实验室里。
切割、打磨、钻孔、装配、调试……办公室里充满了金属加工的声音和他们的讨论声。
其他项目组的人好奇地探头探脑,看到他们又在鼓捣“奇奇怪怪”的东西,有人摇头不解,有人暗自期待。
三天后,一个看起来依旧充满“土法上马”风格,但结构精密、透着巧思的划片夹具诞生了!
它有一个用废料加工的精底座,上面固定着一个经过精细调平的多自由度微型台钳,专门用于夹持硅片。
一个带有精密丝杠推进机构和限位卡槽的导轨横跨其上,划片笔被牢牢固定在一个可以微调角度和压力的滑块上,只能在导轨上做严格的直线运动。
“来!试一下!”秦念深吸一口气,亲自将一片待划片的硅片小心翼翼地在微型台钳上夹紧、调平。然后调整划片笔的高度和初始位置,设定好限位块。
张海洋紧张地搓了搓手,握住推进手柄。
这一次,他不需要再悬空手腕,不需要担心力度和方向,只需要平稳地旋转手柄,带动划片笔沿着导轨匀速前进即可!
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