【大国工匠】胡万军:印制板焊接的“专科医生”[组图]
“胡师傅,还在琢磨呀?”
一个在伏案埋头的背影,缓缓抬起了头。
“哦哦快了,焊接完这个就走。”
这位埋头苦干的胡师傅,就是中国航天科工三院35所的胡万军。日复一日地锤炼打磨,年复一年潜心钻研,使他练就了一身绝活技艺,出色地完成各项科研生产任务,一次交验合格率达到99%以上,先后荣获“北京市高级技术能手”、“航天技术能手”、“集团中青年接班人”、“三院技能大奖”、“三院青年岗位技术能手”等荣誉称号。日前,胡万军作为北京市仅有的2个代表之一,参加了“全国最受欢迎的十大绝技”展演活动,他现场展现的微电子手工焊接绝技获得评委和观众的高度赞誉。当被问到“绝技是如何练成的”时,胡万军笑着说:“我们像是印制板焊接的专科医生,遇到疑难杂症在所难免。技术的精进正是通过破解各种难题达到的。”
毫厘无差的印制板“脑”手术
印制板如同电子产品的“大脑”,而元器件恰如脑细胞。如今,印制板“大脑”越来越聪明,元器件也向集成化和小型化发展。“超迷你”尺寸的元器件大概只有一粒小米的一半大小。麻雀虽小,五脏俱全,细微的元器件上面还有更小的引脚,而引脚恰似元器件的“小腿”,起到支持、供电和信号连接的作用。在焊接过程中,要想让元器件发挥出脑细胞的功效,一方面要保障“小腿”的站位准确,确保每一个小引脚连接在正确的焊盘上;另一方面还要保障“小腿”的站姿准确,在焊接的润湿角度、温度方面都有严格标准要求。如此细微的元器件,单是肉眼观看就到了难以分辨的程度,想要人工完成精准焊接,其难度可想而知。
但对于胡万军来说,多年一线基本功的锤炼让他练就了一双比尺更精准的眼、一双比机器更灵巧的手。“不仅手要稳,眼睛要准,更要沉得住气。一开始练习的时候手会抖,影响偏移量和准确度。同时,如果拿取元器件的力度过大,就容易夹断。”胡万军说道。为了练习手感,有时候他一坐就是五六个甚至十几个小时,盯着比小米更小的东西,直到眼泪直流,也要完成“手术”。
通过持之以恒的练习,胡万军的手早已对这项“手术”形成肌肉记忆,做到焊接点毫无偏移。只见他手持镊子稳稳夹持元件,精准地贴放在两个焊盘中间,持拿电烙铁蘸取焊料,举重若轻地在元器件两侧分别点焊,行云流水一样地完成操作。随后,将焊接好的元器件放在60倍镜检观察,元器件毫发无损,焊点毫厘无差,外观质量甚至优于自动焊接设备。
完美无瑕的电路“整形”手术
在航天产品的研发阶段,由于设计变动调整,需要修改电路布局。如果重新投产印制板,就可能因为工期延后而耽搁工作进度,如果想要节省时间,就必须想方设法改装印制线。这对操作有了更高的要求,不仅要精准,还要灵巧。
如果说元器件是电路板的“脑细胞”,那电路设计布局就如同印制板的“脸”,要对它改装就如同对线路动刀调整达到整形效果。但是,电路设计布局中满是密尔级超细间距印制线,其宽度相当于一根头发丝的直径,要对其改装就像整形手术直接做在毛细血管上一样,难度之大可想而知。
为了突破痛点,胡万军对照电路原理图和印制板布局在脑海中反复模拟演练这场“手术”的每一个动作、每一条路径。经过一段时间的揣摩研究,一张精妙绝伦的改装路径图在他的脑海中跃然浮现。经过仔细对比分析,他明确了一条最佳路径,确定了“整形手术”的最佳方案。手术过程中,比刮眉刀还要小巧的裁刀成为了他的‘手术刀’,只见他轻巧地割断原有印制线,选取直径仅为两根头发丝粗细的漆包线脱头搪锡,在两个宽度相当于两张A4纸厚度的芯片引脚间穿针引线,他动作娴熟灵巧,面不改色地完成了改装。通过60倍镜检观察,焊点牢固可靠,成功改装了密尔级超细间距印制线,达到印制板电路设计布局的“整形”效果,为产品研制争取了宝贵的时间。
无懈可击的芯片“搭桥”手术
BGA封装芯片是目前航天产品中最常用的高密度封装元器件,底部球状“小腿”的间距薄若蝉翼。在设计初期,由于电路要求,需要在底部球状“小腿”上焊一根线。但是,BGA封装芯片的“小腿”全部都设在器件底部,从外面通过肉眼根本观察不到。这就意味着技术人员需要在视觉盲区完成飞线焊接。焊接过程中,还要保证在直径近似一粒小米的球状“小腿”附近加热,其他原始焊点不能因为受热而影响质量可靠性。这恰如心脏“搭桥”手术,需要连通上下端血管,但是限制多、通路少,甚至还需要蒙着眼去做,难度极大。
面对这个技术挑战,胡万军深入分析了技术难点和关键要求,“如果焊接这根线的时间长了,热量会让这个球熔化、变形、塌落,导致虚焊、上下不连通。如果焊接位置有一些偏离,可能碰到其他焊球,就会造成质量隐患。”他深知航天产品高可靠性的要求,不敢有一丝一毫的懈怠。为此,他仔细琢磨、反复练习,再一次用精湛的技术解决了难题。只见他手持中性笔大小的电烙铁,在芯片底部边缘加热圆铜线,将热量聚集在铜线上,再将铜线精准地送至底部引脚完成飞线。操作完成后,通过X光透视观察,焊点清晰可靠。胡万军用他胆大心细的态度和千锤百炼的技艺,出色的完成了这一项蒙眼的“搭桥”手术。
“近年来,北京市全面加强了对高级技能人才的培养,政策制度更加健全,集团公司积极贯彻落实相关要求,深入实施人才强企战略,弘扬工匠精神。在上级的支持下,我们也不断提升技能水平,迎来技能创新发展的新阶段。”35所电气装联中心主任王曦介绍到。2023年,“胡万军创新工作室”在35所成立。在这里,胡万军通过师带徒、大师课堂等方式,将他的绝技绝活分享传承。
“让自己成为一颗坚实的螺丝钉,焊在航天一线,为建设航天强国贡献一份力量。”这是胡万军的工作理念和追求。工作十六载,正是这样把自己焊在事业中的“螺丝钉”精神,引导支撑他迎难而上、磨练技艺,主刀一次次困难的“手术”,突破一次次制造瓶颈,让奋斗火把在技能人才中传递。(中国航天科工三院35所 吕峥 王若影 董文杰 供稿)