記天宮二號(hào)飛行任務(wù)聲表面波器件的研制團(tuán)隊(duì)

????原標(biāo)題：飛天有我：星辰大海守護(hù)你

????——記天宮二號(hào)飛行任務(wù)聲表面波器件的研制團(tuán)隊(duì)

????新華社北京9月16日電（陳瑞、陳佳佳、王婷）六月剛送走“長(zhǎng)征七號(hào)”火箭，現(xiàn)下，中國(guó)航天科工集團(tuán)二院23所下屬北京航天微電科技有限公司（下簡(jiǎn)稱“微電公司”）又守護(hù)著天宮二號(hào)。他們研制的聲表面波濾波器，過(guò)濾掉沿路的大氣層、鄰近空間和太空中的雜散噪聲信號(hào)，電磁環(huán)境再?gòu)?fù)雜，都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消音，只有天宮和神舟飛船的信息才會(huì)被傳遞給地面的“家里”。這個(gè)法寶，只有指甲蓋大。

????百級(jí)生產(chǎn)超凈環(huán)境，1立方米空間中含有的直徑大于0.5微米的顆粒不超過(guò)3500個(gè)，經(jīng)過(guò)除塵、除靜電、風(fēng)淋等多道程序才能進(jìn)入生產(chǎn)線，生產(chǎn)者常年白衣白帽白口罩緊裹，生產(chǎn)產(chǎn)品的最細(xì)線條相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的1/200，操作需要在50、500甚至1500倍的高倍顯微鏡下進(jìn)行。那神奇的濾音法寶，就出自一群顯微鏡前工作的人之手。由于常年工作在微納加工的超凈間, 與外界幾乎隔離，即使是同在公司工作很久的其他部門同事，對(duì)他們的工作內(nèi)容也不甚了解。

????航天質(zhì)量助力民族“飛天夢(mèng)”

????聲表面波器件是火箭上分系統(tǒng)的核心元器件，主要配套于信號(hào)處理系統(tǒng)，由于大氣層、鄰近空間和太空中的電磁環(huán)境復(fù)雜，雜散噪聲信號(hào)眾多，聲表面波濾波器的主要作用就是濾除噪聲信號(hào)，保證載波信號(hào)傳輸流暢，不失真。

????考慮火箭發(fā)射和空間運(yùn)行過(guò)程中近乎嚴(yán)苛的極冷極熱、失重超重等極端環(huán)境，器件可靠性高、壽命長(zhǎng)，更是不能放松的質(zhì)量目標(biāo)。

????由于配套的產(chǎn)品膜厚不同，100nm以下的超薄膜層附著力差會(huì)引起器件損耗增大，指標(biāo)超差。作為前工序組長(zhǎng)的老王對(duì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題積極開(kāi)動(dòng)腦筋，采取不同的方法解決，攻克了潮濕天氣膜層附著力的難題，通過(guò)反復(fù)幾十次試驗(yàn)，在不同膜層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上優(yōu)化了參數(shù)，保證了膜層附著力。

????作為光刻工序的老師傅老孫負(fù)責(zé)光刻芯片的鏡檢工作，每天在顯微鏡下對(duì)著上千個(gè)芯片圖形，而每個(gè)圖形的線條寬度都是微米級(jí)的，需要把每一個(gè)圖形的缺陷準(zhǔn)確而快速的剔除。這是耗氣力的眼力活，每天眼睛都和小白兔一樣紅。

????粘片工序的小曹是后工序的組長(zhǎng)，有著在玉米粒大小的管殼將小米粒大小的芯片裝配上去的絕活，由于芯片又薄又脆，需要保證芯片沒(méi)有劃傷和崩邊，這一手微組裝的絕活要徒弟們練個(gè)幾年才能上手。

????壓焊工序的郁師傅，對(duì)高可靠產(chǎn)品的壓焊有獨(dú)到的手法，為了滿足器件的指標(biāo)，需要在不足0.2mm的鍵合區(qū)將50微米的壓焊絲垂直壓焊，還要保證焊點(diǎn)的形變量，其手法難度如同在米粒上刻字。

????而壓焊工序的小劉，結(jié)合多年的生產(chǎn)操作和對(duì)產(chǎn)品器件的認(rèn)知，針對(duì)各種型號(hào)的產(chǎn)品器件設(shè)計(jì)并制作了新的工裝夾具，使操作更方便可靠，提高了產(chǎn)品的一致性可靠性。為了提高生產(chǎn)效率還發(fā)明了并制作了批量蓋帽、批量摘帽、批量清洗等一系列的批量操作方法和夾具。

????公司為應(yīng)對(duì)大批量的器件訂單，新引進(jìn)了一臺(tái)國(guó)產(chǎn)全自動(dòng)壓焊設(shè)備，早期全自動(dòng)壓焊設(shè)備有自動(dòng)定位困難，只能使用細(xì)硅鋁絲導(dǎo)致可靠性差等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究與改進(jìn)，小劉設(shè)計(jì)了針對(duì)全自動(dòng)機(jī)器定位困難的定位蓋板，解決了連生產(chǎn)廠家都沒(méi)有解決的產(chǎn)品定位困難和粗硅鋁絲使用的壓焊技術(shù)，使此國(guó)產(chǎn)機(jī)器達(dá)到了進(jìn)口機(jī)器的水平，大大提高了生產(chǎn)效率和可靠性。

????張師傅在縫焊小尺寸器件時(shí)，將每一個(gè)蓋板認(rèn)真對(duì)位，其精度小于1絲，由于蓋板只有大米粒那么大，稍有偏差就會(huì)造成器件漏氣，這是眼力和耐心的考驗(yàn)。

????為了質(zhì)量，為了可靠性，更為了航天這塊“金字招牌”，團(tuán)隊(duì)不敢有絲毫放松。

????技術(shù)，為“飛天”而生

????聲表面波濾波器工藝隊(duì)伍平均年齡不足30歲，工作時(shí)間最長(zhǎng)的也僅有10年。團(tuán)隊(duì)里的小鮮肉雖然年紀(jì)小，卻學(xué)歷高、有沖勁。

????微納光刻加工工藝是聲表面波濾波器芯片加工工藝的核心，也是實(shí)現(xiàn)器件性能的關(guān)鍵。在尺寸不到1平方毫米的半透明襯底上，成百上千根線寬僅為頭發(fā)絲直徑1/40的納米尺度的芯片電極密集排布，肉眼根本無(wú)法看見(jiàn)。

????光刻加工時(shí)，光線在半透明襯底上有各個(gè)方向的折射與反射，極大增加了加工難度。而在采用新設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)要求的芯片電極最細(xì)線寬超過(guò)了公司現(xiàn)有光刻機(jī)的分辨率上限。

????小賀在光刻間摸索了幾個(gè)月，休息時(shí)間查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，并積極與晶片生產(chǎn)廠家交流，最終想出了這個(gè)點(diǎn)子。他優(yōu)化了整套光刻工藝方案，最終實(shí)現(xiàn)納米尺度極細(xì)線條的精準(zhǔn)制作，不但解決了“長(zhǎng)征七號(hào)”的需求，還把公司生產(chǎn)的聲表濾波器的頻率一致性和準(zhǔn)確性提升了20%以上。

????解決一個(gè)“攔路虎”，又添一個(gè)“堵路石”。

????火箭需要脫離地心引力需要至少7.9km/s2的加速度，而聲表濾波器芯片的聲學(xué)性能和材質(zhì)限制決定了芯片不能采用高強(qiáng)度固定方式，只能使用有機(jī)粘接膠固定。

????為了實(shí)現(xiàn)器件的小型化，工藝團(tuán)隊(duì)縮小了外殼尺寸，連帶減小了粘接區(qū)域余量，要求粘接工藝精度極高，膠量稍有偏差就會(huì)造成溢膠、膠量不足，引發(fā)一系列可靠性問(wèn)題。

????如何實(shí)現(xiàn)精確點(diǎn)膠、保證粘接膠的粘接強(qiáng)度及在惡劣環(huán)境的可靠性成為擺在團(tuán)隊(duì)成員面前的一道難關(guān)。

????小孟通過(guò)建立芯片面積與所需膠量最佳值的數(shù)學(xué)模型，編寫軟件自動(dòng)生成點(diǎn)膠量與各膠點(diǎn)位置的工藝參數(shù)表，通過(guò)對(duì)照工藝參數(shù)表，使操作者在保證高度工藝一致性、穩(wěn)定性的前提下可精確完成芯片粘接操作。

????這項(xiàng)為了“飛天”而生的點(diǎn)膠粘接技術(shù)后來(lái)成功申請(qǐng)為一項(xiàng)國(guó)家專利。

????為了我們的航天夢(mèng)

????工藝團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳哥總自豪的說(shuō)：“我們是有責(zé)任感、戰(zhàn)斗力強(qiáng)的隊(duì)伍。”

????項(xiàng)目研制攻關(guān)的時(shí)候，倪姐的孩子病了，年輕的母親放下手中的工作匆忙趕去醫(yī)院，照看了一天發(fā)現(xiàn)病情稍有好轉(zhuǎn)，她便將孩子委托給婆婆照顧，自己又返回單位繼續(xù)工作，結(jié)束一天的工作回到家中，孩子早已睡去。

????小賀有一次回老家探親，和鄰座的乘客聊家常，5個(gè)多小時(shí)后車到站，臨下車前對(duì)方問(wèn)到：“小伙子你挺厲害啊，一路上也沒(méi)見(jiàn)你去趟廁所？”

????“我這也是平時(shí)工作需要，經(jīng)常要在光刻間連續(xù)工作很長(zhǎng)時(shí)間，由于出入凈化間頻繁更換凈化服會(huì)引入灰塵顆粒影響車間潔凈度，所以喝水少，時(shí)間一長(zhǎng)，都練出來(lái)了。”

????“你也不看看這是誰(shuí)做的產(chǎn)品”，每當(dāng)談?wù)撈鸸タ艘粋€(gè)個(gè)技術(shù)難點(diǎn)時(shí)，自豪感和成就感浮現(xiàn)在每一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的臉上。

????在器件的研制過(guò)程中，可靠性是一條紅線，器件性能再好，沒(méi)有可靠性根本無(wú)法使用。

????在某產(chǎn)品低溫測(cè)試時(shí)，小徐發(fā)現(xiàn)在經(jīng)歷高低溫瞬間的劇烈變化時(shí)，器件幅頻曲線會(huì)產(chǎn)生僅僅不到3秒左右的波動(dòng)，幾秒鐘后測(cè)試器件性能又恢復(fù)正常。

????這幽靈一般閃現(xiàn)的問(wèn)題讓小徐絞盡腦汁，他將各種可能的因素以及故障模式綜合歸類，畫(huà)出5頁(yè)A4紙的故障分析樹(shù)。兩個(gè)月的時(shí)間，他為了這3秒鐘的幅頻波動(dòng)，對(duì)失效器件反復(fù)進(jìn)行了上百次高低溫試驗(yàn)，問(wèn)題終于被準(zhǔn)確定位在芯片材料上，并找到相應(yīng)的影響機(jī)理和解決措施。

????一輪輪工藝試驗(yàn)、一次次技術(shù)改進(jìn)，為航空航天系統(tǒng)、國(guó)防武器裝備配套著可靠的產(chǎn)品，為用戶提供著優(yōu)質(zhì)的服務(wù)品，這就是在“航天長(zhǎng)征”路上的北京航天微電公司精益求精的聲表面波濾波器工藝團(tuán)隊(duì)，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)、航天夢(mèng)，正在不斷努力著！