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用心提升“芯”质量
来源:西安航天动力研究所 | 发布时间:2019-06-26关闭此页

陈怀礼从洁净操作间走出来,到风淋口,摘掉帽子,脱下穿了一天的连体服,长长地了一口气。外面天色渐暗,楼下的白玉兰散发着一阵一阵幽香。几个月来,不停地试验、调试、整改、迭代、计算,今天溅射薄膜压力传感器考核性试车终于满足了要求。攻克难关后的轻松和释然如酒的回甘,甜蜜,醉人,使得陈怀礼有点醺醺然……

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    这是溅射薄膜压力传感器质量提升的一个工作剪影。对于这些年我们取得的成绩我只有:欣慰、自豪、继续。团队负责人李伟字斟句酌地向院领导汇报。正是这个团队一步步踏实的工作,使产品的合格率一点点攀升,由原来的百分之三十几到现如今百分之七十多,这不仅仅是简单的数字变化,更是团队密切合作、共同发力、携手共进走过的一条漫漫长征路

 

成立专项技术团队

 

溅射薄膜压力传感器是远征公司航天测控事业部采用先进的半导体生产工艺独立自主研发的一类产品,在多种型号发动机上均有应用,主要解决发动机超低温、超高温介质的压力测量问题。为了攻克普遍存在的发动机极端的温度环境条件下影响传感器测量准确性这一难题,为了避免技术替代危机的来临,2017年下半年,事业部专门成立了溅射薄膜压力传感器研发组,将设计、工艺和生产融为一体,促进产品各个环节人员高效沟通,攻克难题。

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    团队负责人之所以有如此敏锐地洞察力,是因为他们深知,技术迭代对于一个企业发展至关重要,要想在行业里立于不败之地,一定要主动参与技术革新过程,而且必须自主掌握核心技术。技术的消化、吸收、再创新,初步形成自己的核心技术和研发能力,前进的道路总是充满了艰辛和曲折。

     “今天冷水机正常吗?线条有没有缺陷?离子束颜色怎么不正常?在显微镜下看一下薄膜有没有脏东西?膜片抛光质量怎么样?金丝焊得牢不牢?这就是每天团队成员需要面对的问题。

     进入生产芯体的洁净间,更能感受到制造芯体对外部生产环境的苛刻程度。一个直径两三微米的颗粒就可能直接导致一个芯体的报废,在芯体制造过程中,多余物的大小是用微米量级度量,如此高的洁净度和多余物控制要求下,生产出完美的芯体,需要突破重重关卡

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芯体准确输出电信号,那是在微纳世界里雕刻作画,加工出机械与电子技术相结合的传感执行系统。刻画出一幅薄膜图形并没有多大的难度,一个好的机床就可以雕刻出一幅精美的图案。但是将薄膜通电,在低温、大振动、强冲击等恶劣的环境条件下监测压力的变化情况,并且要保证足够的精度和几年时间内足够的稳定性,这一项项技术攻关,是摆在团队面前的难题。

 

用汗水和智慧闯过道道关隘

 

溅射薄膜压力传感器采用先进的离子束溅射和离子束刻蚀工艺,将应变电桥电路直接制作在金属测压膜片上。被测介质的压力直接作用于传感器的金属膜片使膜片产生与介质压力成正比的变形,再将变形量转换成对应的压力电信号。与其它的传感器相比,它摒弃了传统的胶粘工艺,显著的改变了其长期稳定性和抗蠕变特性,使产品的使用温度范围增大,体积变小,精度更好,而且能适用于恶劣的外部环境。

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    产品的工作环境太复杂了,即使同批次的产品在搭载试车的考核下,得到的数据也是不尽相同。团队始终秉持着对技术的尊重和创新的支持,记录、调整、迭代、探索是队伍的工作常态。其中最大的难点就是如何在不同尺寸、不同产品系列中,应用与之相匹配的性能参数,从而使产品性能达到最优?

攻关无处不在,项目组投入疑点梳理、数据分析,设计、工艺、操作人员开启作战模式,有时累哑了嗓子,有时试验通宵达旦。一个小小性能参数的调整,设计人员最后能得出几十项故障原因,上百条改进措施。在传感器技术上,我们欠账太多,出现许多顾此失彼,知其然而不知其所以然,现在,我们团队必须在研发上下足深功夫,提升产品的可靠性。戴着金丝眼镜,看上去娇小玲珑的乔智霞语气坚定地说。

正是凭借这种滴水穿石的精神,产品的质量得到一步步提升,今天的成绩是他们用汗水拼出来的。攀登科技高峰从来不易,任何一款新技术产品的研制历程本身就是一部艰辛的创业史,困难史。这话是从总师陈怀礼的心底汩汩地流出来。研制过程中,年轻的梁博和邱涛一直与他并肩战斗,从陈怀礼的言传身教中受益匪浅。老一辈航天人身上的韧劲特别值得我们去学习,实际上,对于我们做技术的,不论产品试车考核是成功还是失败,每一次都是技术上的提升,都是学习的机会。

 

技术负责一站到底

一个产品完美的设计出来了,任务紧紧完成了百分之三十,后面还有大量的工艺摸索和改进,指导工人如何操作设备,加工出合格的产品,每一个环节都不能掉以轻心。

团队成员自始至终实行一站式服务,他们不仅是设计还是工艺,也是操作人员,当设备出现了轻微故障,还能动手修理。净化间内,工艺梁博正在和工人一起进行离子束溅射镀膜,将绝缘材料、电阻材料以分子的形式淀积在不锈钢膜片上,形成分子键合的绝缘薄膜和电阻材料薄膜,并与弹性的不锈钢融为一体。

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看图、镶嵌、切割、研磨、周而复始,枯燥而又艰苦的操作训练是操作工人技能成长的秘诀。多琢磨、找方法、求创新,帮助操作工人在技术上尽快成长,引导他们以精益求精的工作态度对待手底下的每一件产品,质量才能得到有效地提升。技术负责要一站到底,还要主意出在点子上,帮忙帮到根子上,乔智霞说,技术要提升,永远要无限地接近设计需求,然后再以经验的形式落地,指导后续的工作。

从零开始探索。产品生产的过程在于不仅需要借助大量的专业设备,还在于其对工艺参数的精确性具有非常高的要求,差之毫厘,谬以千里。设备不齐全,设计、工艺一起克服,大家充分发挥创造力,齐心协力攻难关,最后,结构可靠,性能稳定的产品在发动机上的成功应用,填补了我所发动机超低温、超高温压力测量技术的空白。

研发组成立到现在,重点关注产品交付和新产品研发。不仅完成七百余件不同型号溅射薄膜压力传感器的生产、试验和交付,交付数量较之前相比,年产量增加200%;同时新产品研发不断取得突破,研制出耐高温200℃的标准信号输出传感器,实现高温飞行测点在线测量,处于国内领先水平,且拥有自主知识产权;国内首家研制出三冗余高可靠压力传感器;研制出小量程压力传感器和绝压压力传感器,不断补充可测压力量程和测量方式等。

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