卢子真看着林振,既期待又困惑。
“杀手锏?”
“磁芯存储器有刺绣厂的女同志帮忙,眼前这块水冷板又该找谁?总不能再请一批人拿绣花针来刻铜板吧?”
王厂长擦掉额头上的汗,把那张让他头皮发麻的图纸推到林振面前。
“林总师,你就别卖关子了。”
“我老王干了一辈子机加工,苏制机床拆过,报废坦克的炮闩也修过,再难啃的骨头都敢上去试一刀。可你画的这个东西,我是真没辙。”
他用满是老茧的手指点着图纸。
“流道最窄处只有零点几毫米,拐弯还这么急。车刀伸不进去,铣刀够不着,钻头更不会拐弯。硬做只能先加工两块薄板,再焊到一起。”
一名八级技师接过话头。
“可铜板这么薄,一受热就会变形。焊渣掉进微流道,堵上一处,整块板都得报废。”
紫铜是国家紧缺物资,每一块都按斤登记。桌上的四块试验毛坯,还是王政亲自批条子,从军工厂库存里调来的。
谁也不敢拿它们随便试错。
王厂长摊开双手。
“这已经超出刀具能干的范围了。就算把全国最好的八级工全叫过来,也绕不过这个坎。”
这句话代表了在场所有机械专家的判断。
刀具沿直线进给,封闭流道藏在铜板内部,现有机床根本找不到下刀位置。
王政背着手站在机柜旁,看了一下墙上的工程进度表。
“林振,西北等着银河开机。你说的杀手锏,多久能见到实物?”
“方案顺利,五天之内。”
“五天?”
王厂长一下坐直了。
“林总师,你要真能五天造出来,我亲自带着全厂八级工,给你加工整套水冷系统!”
“王厂长,这话我记下了。”
林振收起图纸,转头看向电子所的王所长。
“王所长,801工程那台光刻机,现在状态怎么样?”
话题转得太快,王所长停了两秒才答道:“好着呢。生产完一万五千枚龙芯一号后,我们按照你的保养规程,清洗了投影物镜,也重新校准了气浮导轨。设备封存在百级洁净室里,随时可以启用。”
说完,他自己先蹙起眉头。
“可那台设备是用来刻晶圆的。林总师,你突然问它干什么?”
王厂长也听得糊涂。
“硅片是硅片,紫铜板是紫铜板。一个造芯片,一个做水路,这两样东西怎么还能扯到一块?”
“当然能。”
林振拿起红色粉笔,在水冷板剖面图旁画出一道工艺流程。
“刀具进不去,我们就把刀具放下。”
“不开车床,不上铣刀,也不钻孔。”
几位老师傅互相看了看。
王厂长忍不住追问:“不用刀,铜板上的流道从哪儿来?拿锤子砸,还是用冲床压?”
“都不用。”
林振在黑板上写下四个字,光刻、蚀刻。
机房里安静下来。
机械专家常年和丝杠、主轴、刀头打交道,他们衡量加工能力,先看机床精度,再看刀具硬度。用光和药水加工金属,已经超出了大部分人的经验。
王厂长盯了半天,也没想明白。
“林总师,这跟造芯片有什么关系?”
“龙芯一号的硅片只有这么大。”
林振抬起右手,用拇指和食指比出一个距离。
“我们能在这样一块硅片上,刻下两千个晶体管和复杂线路。水冷板上的微流道再复杂,和芯片电路相比,也只是一幅放大了无数倍的图。”
“既然光能把电路图转移到硅片上,自然也能把流道图转移到铜板上。”
王所长的呼吸停了半拍。
他天天守着光刻机,却从未想过,这台国之重器还能离开晶圆生产线,用来解决机械加工难题。
卢子真反应更快,几步走到黑板前。
“你的意思是,先把水冷板流道缩绘成掩膜版,再给紫铜板涂光刻胶?”
“对。”
得到确认后,卢子真拿起另一支粉笔,顺着林振画出的流程往下补。
“随后把铜板送上光刻机,通过掩膜版曝光。被光照射的区域发生化学变化,再用显影液洗掉,这样就能把流道图案完整转移到铜板表面。”
说到这里,他停下粉笔,转头看向那几位机械专家。
“图形的精度,由光刻机保证。无论流道怎么拐弯,光都不需要带着刀头钻进去。”
王厂长站在原地,嘴唇动了两下。
他终于听懂了。
困住机床厂老师傅的关键,在于刀具无法转弯。光刻机压根不走他们熟悉的加工路线,直接把整幅流道图一次投在铜板上。
那十几个让钻头无计可施的急弯,在光刻机面前只是一组掩膜图案。
“乖……”
王厂长拿起图纸,又抬头看看黑板。
“你这是拿造龙芯一号的国宝,来收拾一块铜板?”
“这是不是太欺负人了?”
会议室里终于有人笑出了声。
一名八级技师拍了几下桌沿,服气的说道:“这回咱们机床厂输得不冤。人家的刀是光,别说拐十几个弯,画一百个圈也没人管得着。”
王所长却还盯着流程图。
“曝光只能留下图案,流道的深度从哪里来?”
“这就是第二步,蚀刻。”
林振在“蚀刻”二字下画了一道横线。
“显影完成后,铜板表面会留下两种区域。流道位置的紫铜暴露在外,其他区域仍由光刻胶覆盖。”
“接着把铜板放入专用蚀刻液。药液会腐蚀暴露出来的紫铜,受到光刻胶保护的部位保持原状。”
他在黑板上画出铜板蚀刻前后的截面。
“通过控制药液浓度、温度和浸泡时间,我们可以控制腐蚀深度。达到设计尺寸后,立刻取出铜板,用清水冲洗,再去掉剩余光刻胶。”
“这样,整条微流道就能一次成形。”
王厂长低头看着自己的双手。
他这双手握了二十多年车刀,闭着眼都能靠手感判断进刀量。此刻他才发现,加工材料未必总要靠硬碰硬。
光负责画线,化学药液负责吃掉多余的铜。
机床啃不动的活,就这样被拆成了几道安静的工序。
“也就是说,”他慢抬起头,“不用轰响的机床,也不用刀具切下一点铜屑。把胶涂上,照一次光,再放进药水里,流道自己就出来了?”
“原理就是这样。”
林振点头。
“实际操作还需要解决边缘侧蚀、流道深度一致性和铜板表面洁净度。任何一项控制不好,都会影响冷却水的流量。”
“可这些问题都能测量,也能通过试验修正。”
王厂长摆正刚刚歪歪斜斜的图纸,仔细掸去灰尘。
“服了。”
“我老王今天算开了眼。咱们研究了半辈子怎么把刀磨得更快、更硬,你直接把刀扔了。”
“等这块板做出来,我得让厂里的年轻技术员都来看一遍。以后搞机械的,也得懂光学,懂化学。守着一台车床吃老本,早晚要落后。”
几名八级技师跟着点头,没人觉得丢脸。
龙国工业底子薄,最怕的就是把各个专业分成互不往来的小院子。光刻机能造芯片,也能加工微流道,这条路一旦走通,未来能解决的远不止银河散热。
精密滤网、微型喷嘴、雷达波导,甚至航空设备里的复杂薄壁零件,都可能从中受益。
卢子真已经翻开工作本,开始安排任务。
“王所长,立刻通知801工程值班组,解除光刻机封存状态。光学、控制和洁净室人员,两小时内到岗。”
“明白!”
“机床厂负责挑选四块平整度最好的无氧紫铜毛坯,先进行表面研磨。粗糙度必须达到林振要求,谁也不许拿有划痕的板子凑数。”
王厂长把胸口拍得发响。
“我亲自盯着磨!”
卢子真看着黑板上的工艺流程,清癯的脸上终于松开几分。
“造芯片的设备,转过头还能救银河。这台光刻机,我们没白造。”
“它以后能做的事,还多着呢。”
林振把粉笔放回槽内,侧身看向魏云梦。
“蚀刻液是第一个关键。紫铜纯度、药液温度和浓度都会改变蚀刻速度。速度过快,流道边缘会被横向腐蚀;速度太慢,深度又难以保证。”
魏云梦走到黑板前,拿起图纸看了片刻。
“把铜板成分报告、目标蚀刻深度和允许误差给我。材料所先做小样,分别记录不同浓度和温度下的腐蚀曲线。”
她抬手指向水冷板最窄的一段。
“这里宽度只有零点几毫米,必须压住侧蚀。三天内,我会筛出稳定配方。”
“三天太久。”
林振说道:“银河等不起。你带两组人倒班,先在废铜片上做梯度试验,四十八小时内给出第一版工艺窗口。”
魏云梦算了算实验批次。
“可以,今晚就开始。”
她把图纸折好夹进记录本,动作利落。
材料所为了银河项目已经连续加班多日,可没人提休息。西北戈壁上的科研人员还在用计算尺和手摇计算机核对数据,他们早一天把银河点亮,导弹就能早一天算出更精准的弹道。
“蚀刻液解决后,我们就能拿到带凹槽的铜板。”
林振的手指落在剖面图上。
“可它还只是半成品。”
众人刚放松下来的神经,再次绷紧。
林振将两块画有流道的铜板叠在一起。
“需要把两块铜板严丝合缝的结合,凹槽才能组成封闭水路。水冷系统长期冷热循环,接合处既要承受温差变化,也要承受泵送压力。”
王厂长脸上的笑意收了回去。
“钎焊温度太高,薄铜板容易翘曲。普通焊接会产生焊瘤,一旦堵住微流道,连清理工具都伸不进去。”
王所长补充道:“如果只在边缘涂密封胶,内部流道之间可能串水。冷却水走捷径,芯片正下方反而得不到足够流量。”
刚被光刻和蚀刻打开的道路,又出现了一道关口。
王政看向林振。
“你既然把这一步提出来,应该已经考虑过了。”
“确实有办法。”
林振翻过图纸,在背面写下几组温度和压力参数。
“第二个关键点,就是怎样把它们合成一体,并且保证在高温、高压和长期振动下,滴水不漏。”