第311章 紅章急電與加熱之痛
姜明接過電報的時候手上還沾著報廢倉庫里的機油和灰塵，他在工裝褲側面蹭了兩下，拆開封口。
電報來自物理所，發報人的編碼是王守武團隊的專用代號。
內容很短，但每一個字都像釘子一樣紮實，雙擴散工藝中矽片在降溫階段發生大面積解理斷裂，最新一批投片全部報廢，三號爐的熱場均勻度已經無法滿足擴散需求，請求502技術支援。
大劉站在旁邊，從姜明的表情變化里讀不出什麼具體信息，但他注意到姜明拿著電報紙的手指捏緊了一點。
送電報的辦事員還沒走，他站在報廢倉庫門口往裡張望了一眼，看見裡面堆滿了生鏽的舊設備和蒙著灰布的機櫃，忍不住嘀咕了一句。
「502的人還在搗鼓這些廢鐵呢，物理所那邊材料都碎了，前方的仗還怎麼打。」
聲音不大，但在狹窄的通道里傳得很清楚。
姜明沒有抬頭看他，把電報紙折好裝進胸前口袋，回頭看了一眼大劉手上還沾著的油泥。
「先把手擦乾淨再接圖紙，去車間拿抹布。」
大劉應了一聲小跑著去了。
吳漢章是十五分鐘後衝進實驗室的，手裡攥著一疊照片，照片是物理所用傳真線路加急發過來的，像素粗糙但裂紋的走向看得很清楚。
碎裂的矽片被排成一排拍在白紙背景上，每一片的斷面都呈現出相似的紋路——裂紋沿著晶格的解理面延伸，斷口平整而光滑，這不是機械衝擊造成的隨機碎裂，而是熱應力沿特定晶向集中釋放的結果。
「全碎了！」吳漢章把照片拍在實驗台上，急得聲音都變了調，「一整爐次的投片，一片都沒活下來，王守武那邊急得已經三天沒怎麼睡了。」
姜明拿起最上面一張照片，舉到實驗台上方的燈管下面端詳。
裂紋的起始點幾乎全部位於矽片的邊緣區域，從外圈向中心輻射狀延伸，間距和方向高度一致。
如果是擴散溫度本身的問題，裂紋應該在整個片面上隨機分布，不會這麼規律地從邊緣起始。
「不是溫控算法的事。」姜明把照片放下來。
吳漢章剛要張嘴反駁，被姜明接下來的話堵了回去。
「裂紋全是在冷卻階段產生的，沿晶格的解理面走，起始點集中在矽片邊緣。」他用手指在照片上畫了一個圈，「這說明冷卻的時候矽片邊緣降溫比中心快得多，邊緣先收縮，中心還在膨脹，溫差產生的熱應力超過了矽的解理強度。」
「熱場不均勻？」吳漢章皺著眉頭。
「三號爐的碳化矽加熱棒已經用了兩年多了，輻射面的發射率會隨著使用時間不斷劣化，特別是棒體中段和端部的衰減速度不一樣，導致爐膛內的溫度分布出現梯度。」
姜明從口袋裡掏出那張電報紙重新展開。
「加熱棒老化這個問題不是今天才有的，之前拉單晶的時候我們已經在端部電阻率偏差上看到了苗頭，只是那時候偏差還在容許範圍內。」
「現在雙擴散工藝對溫場均勻度的要求比拉晶高一個量級，老化的加熱棒撐不住了。」
吳漢章聽完沉默了幾秒，他心裡在算時間。
距離五院要求的下一批合格計算機邏輯晶片交付只剩十天，如果不能在十天內解決熱場問題，整個制導重構項目就會因為缺少最基礎的矽晶片而停擺。
「換加熱棒？」
「進口渠道已經斷了。」姜明的回答很乾脆。
吳漢章的臉色更難看了。
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「那怎麼辦？」
姜明沒有馬上回答，他從實驗台下面的抽屜里取出那沓在報廢倉庫拿回來的圖紙，在吳漢章面前鋪開。
「射頻感應加熱。」
吳漢章看著圖紙上的線圈繞組截面圖和電磁耦合計算，臉上的焦躁變成了另一種表情——不是不相信，而是覺得這件事在時間上根本來不及。
「十天之內搭一台射頻加熱爐，調通溫控，跑出合格的矽片？」他的語氣裡帶著明顯的質疑，「這是天方夜譚。」
姜明翻開圖紙的第三頁，上面是他此前推算完畢的電磁耦合分布圖，線圈匝距、頻率、功率和石墨坩堝尺寸之間的對應關係被整理成一張表格，每個數據旁邊都有詳細的計算過程。
「電磁耦合的部分我已經算完了，線圈繞制用現成的紫銅管，坩堝和石英外管用庫存的備品。」
他的手指移到圖紙右下角。
「唯一的問題是電源。」
報廢倉庫里那台舊高頻電源的變壓器雖然線圈完好，但漏油導致絕緣等級下降到了危險水平，直接通電可能在高壓端產生爬電甚至擊穿。
這時候周承安從車間那頭跑過來，手裡拿著一張測試單。
「姜工，我剛去報廢倉庫測了一下那台變壓器的絕緣，端蓋密封墊已經全部老化脫落了，漏油嚴重，高壓側對地的絕緣電阻只有標準值的三分之一。」
周承安的報告證實了姜明此前的判斷——問題出在密封和絕緣介質上，不是線圈本身。
傳統的油浸變壓器靠絕緣油同時承擔絕緣和散熱兩重功能，一旦漏油，兩個功能同時喪失。
但如果換一種思路呢？
姜明盯著那張測試單上的數字看了幾秒，腦子裡的念頭逐漸清晰起來。
「把變壓器從外殼裡吊出來，線圈鐵芯不動，外殼和密封墊全部扔掉。」
吳漢章和周承安同時愣住了。
「扔掉？」吳漢章以為自己聽錯了，「沒有外殼和油，高壓線圈裸露在空氣里，通電就擊穿。」
「不用油。」姜明從工具架上取下一罐環氧樹脂，罐體上貼著502車間的庫存標籤，「真空灌封。」
他的手指敲了敲樹脂罐的蓋子。
「把線圈和鐵芯整體放進一個金屬模具里，抽真空排盡空氣和水汽，然後在負壓狀態下把環氧樹脂灌進去，讓樹脂填滿線圈之間的所有縫隙。」
「樹脂固化之後就是一個實心的絕緣體，不需要油，不需要密封墊，而且導熱性比空氣好得多，散熱靠樹脂表面的自然對流就夠了。」
吳漢章張了張嘴，他想說這個方案太冒險了，萬一樹脂灌封過程中混入氣泡，高壓通電的時候氣泡就是局部放電的起爆點，比漏油還危險。
但姜明接下來說的話把他的反駁堵了回去。
「關鍵是抽真空的環節，真空度必須達到負壓沸點以下，這樣不僅能排盡氣泡，還能利用低壓沸騰把線圈繞組裡殘存的水汽全部蒸髮帶走。」
「線圈在灌封之前先經過一次真空脫水，等於做了一次額外的絕緣預處理，封裝完成後的絕緣性能會比原來的油浸設計更高。」
吳漢章不說話了，他在腦子裡過了一遍這個流程的邏輯鏈，發現找不到可以反駁的硬傷。
大劉和老孫已經把變壓器從報廢倉庫的外殼裡拆了出來，線圈鐵芯被吊在車間裡的行車上，表面殘留的舊絕緣油用棉紗擦了三遍，最後用丙酮溶劑做了最終清洗。
金屬灌封模具是老孫拿手的活兒，他用車間裡的鋼板和角鐵在兩個小時內焊了一個方形的盒子，尺寸剛好能把線圈鐵芯整體裝進去，四周留出三厘米的間隙作為樹脂填充空間。
下午四點，線圈被放進模具，模具蓋板用螺栓擰緊密封，抽氣管接上了車間角落裡那台老式空氣壓縮機改裝的真空泵。
真空泵的電機嗡嗡地轉起來，模具內部的氣壓開始下降，壓力表的指針慢慢往左偏轉。
樹脂罐被加熱到規定溫度以降低粘度，灌注管連接在模具頂部的注入口上，閥門暫時關閉，等真空度達到目標值後再開閥。
一切都在按計劃推進。
姜明站在模具旁邊盯著壓力表，左手扶著注入閥門的手柄，右手拿著一隻秒表。
車間裡的空氣壓縮機皮帶已經連續運轉了將近四十分鐘，橡膠皮帶在高速旋轉的飛輪和電機輪之間繃成一條模糊的黑線。
然後那條黑線突然不再模糊了。
一聲悶響，皮帶從飛輪上脫落，斷裂的橡膠條像一條被甩出去的鞭子，抽在車間的鐵皮牆壁上發出當的一聲脆響。
飛輪失去了負載，轉速驟然升高，帶起的旋風把地上的灰塵和碎屑捲起來，幾個站在旁邊的年輕技術員本能地往後退了好幾步。
壓縮機的排氣閥失去了驅動壓力，真空泵的抽氣速率開始下降。
姜明的目光從壓力表上移到飛輪上，再移回壓力表。
指針已經停止了下降的趨勢，正在緩慢地向右回偏——真空度在往下掉。
如果真空度跌破臨界線，模具里已經開始脫氣的線圈就會重新吸入空氣，之前排出的水汽和微量氣體會在樹脂灌注過程中形成氣泡。
帶著氣泡的環氧灌封體通上高壓，就是一顆定時炸彈。
整台電源將徹底報廢，不會再有第二次修復的機會。
老孫從車間另一頭衝過來，手裡攥著一把鉗子，腳下的步子因為地面的油漬打了一個趔趄，他扶了一下工作檯的邊角穩住身形，眼睛死死盯著那個正在高速空轉的飛輪。
「都讓開！」
他大吼了一聲，幾個愣在原地的技術員這才回過神來，慌忙往兩側散開。
電報來自物理所，發報人的編碼是王守武團隊的專用代號。
內容很短，但每一個字都像釘子一樣紮實，雙擴散工藝中矽片在降溫階段發生大面積解理斷裂，最新一批投片全部報廢，三號爐的熱場均勻度已經無法滿足擴散需求，請求502技術支援。
大劉站在旁邊，從姜明的表情變化里讀不出什麼具體信息，但他注意到姜明拿著電報紙的手指捏緊了一點。
送電報的辦事員還沒走，他站在報廢倉庫門口往裡張望了一眼，看見裡面堆滿了生鏽的舊設備和蒙著灰布的機櫃，忍不住嘀咕了一句。
「502的人還在搗鼓這些廢鐵呢，物理所那邊材料都碎了，前方的仗還怎麼打。」
聲音不大，但在狹窄的通道里傳得很清楚。
姜明沒有抬頭看他，把電報紙折好裝進胸前口袋，回頭看了一眼大劉手上還沾著的油泥。
「先把手擦乾淨再接圖紙，去車間拿抹布。」
大劉應了一聲小跑著去了。
吳漢章是十五分鐘後衝進實驗室的，手裡攥著一疊照片，照片是物理所用傳真線路加急發過來的，像素粗糙但裂紋的走向看得很清楚。
碎裂的矽片被排成一排拍在白紙背景上，每一片的斷面都呈現出相似的紋路——裂紋沿著晶格的解理面延伸，斷口平整而光滑，這不是機械衝擊造成的隨機碎裂，而是熱應力沿特定晶向集中釋放的結果。
「全碎了！」吳漢章把照片拍在實驗台上，急得聲音都變了調，「一整爐次的投片，一片都沒活下來，王守武那邊急得已經三天沒怎麼睡了。」
姜明拿起最上面一張照片，舉到實驗台上方的燈管下面端詳。
裂紋的起始點幾乎全部位於矽片的邊緣區域，從外圈向中心輻射狀延伸，間距和方向高度一致。
如果是擴散溫度本身的問題，裂紋應該在整個片面上隨機分布，不會這麼規律地從邊緣起始。
「不是溫控算法的事。」姜明把照片放下來。
吳漢章剛要張嘴反駁，被姜明接下來的話堵了回去。
「裂紋全是在冷卻階段產生的，沿晶格的解理面走，起始點集中在矽片邊緣。」他用手指在照片上畫了一個圈，「這說明冷卻的時候矽片邊緣降溫比中心快得多，邊緣先收縮，中心還在膨脹，溫差產生的熱應力超過了矽的解理強度。」
「熱場不均勻？」吳漢章皺著眉頭。
「三號爐的碳化矽加熱棒已經用了兩年多了，輻射面的發射率會隨著使用時間不斷劣化，特別是棒體中段和端部的衰減速度不一樣，導致爐膛內的溫度分布出現梯度。」
姜明從口袋裡掏出那張電報紙重新展開。
「加熱棒老化這個問題不是今天才有的，之前拉單晶的時候我們已經在端部電阻率偏差上看到了苗頭，只是那時候偏差還在容許範圍內。」
「現在雙擴散工藝對溫場均勻度的要求比拉晶高一個量級，老化的加熱棒撐不住了。」
吳漢章聽完沉默了幾秒，他心裡在算時間。
距離五院要求的下一批合格計算機邏輯晶片交付只剩十天，如果不能在十天內解決熱場問題，整個制導重構項目就會因為缺少最基礎的矽晶片而停擺。
「換加熱棒？」
「進口渠道已經斷了。」姜明的回答很乾脆。
吳漢章的臉色更難看了。
（由於緩存原因，請用戶直接瀏覽器訪問 TW 看書網超順暢，ⓢⓗⓤ.ⓣⓦ隨時讀 網站，觀看最快的章節更新）
「那怎麼辦？」
姜明沒有馬上回答，他從實驗台下面的抽屜里取出那沓在報廢倉庫拿回來的圖紙，在吳漢章面前鋪開。
「射頻感應加熱。」
吳漢章看著圖紙上的線圈繞組截面圖和電磁耦合計算，臉上的焦躁變成了另一種表情——不是不相信，而是覺得這件事在時間上根本來不及。
「十天之內搭一台射頻加熱爐，調通溫控，跑出合格的矽片？」他的語氣裡帶著明顯的質疑，「這是天方夜譚。」
姜明翻開圖紙的第三頁，上面是他此前推算完畢的電磁耦合分布圖，線圈匝距、頻率、功率和石墨坩堝尺寸之間的對應關係被整理成一張表格，每個數據旁邊都有詳細的計算過程。
「電磁耦合的部分我已經算完了，線圈繞制用現成的紫銅管，坩堝和石英外管用庫存的備品。」
他的手指移到圖紙右下角。
「唯一的問題是電源。」
報廢倉庫里那台舊高頻電源的變壓器雖然線圈完好，但漏油導致絕緣等級下降到了危險水平，直接通電可能在高壓端產生爬電甚至擊穿。
這時候周承安從車間那頭跑過來，手裡拿著一張測試單。
「姜工，我剛去報廢倉庫測了一下那台變壓器的絕緣，端蓋密封墊已經全部老化脫落了，漏油嚴重，高壓側對地的絕緣電阻只有標準值的三分之一。」
周承安的報告證實了姜明此前的判斷——問題出在密封和絕緣介質上，不是線圈本身。
傳統的油浸變壓器靠絕緣油同時承擔絕緣和散熱兩重功能，一旦漏油，兩個功能同時喪失。
但如果換一種思路呢？
姜明盯著那張測試單上的數字看了幾秒，腦子裡的念頭逐漸清晰起來。
「把變壓器從外殼裡吊出來，線圈鐵芯不動，外殼和密封墊全部扔掉。」
吳漢章和周承安同時愣住了。
「扔掉？」吳漢章以為自己聽錯了，「沒有外殼和油，高壓線圈裸露在空氣里，通電就擊穿。」
「不用油。」姜明從工具架上取下一罐環氧樹脂，罐體上貼著502車間的庫存標籤，「真空灌封。」
他的手指敲了敲樹脂罐的蓋子。
「把線圈和鐵芯整體放進一個金屬模具里，抽真空排盡空氣和水汽，然後在負壓狀態下把環氧樹脂灌進去，讓樹脂填滿線圈之間的所有縫隙。」
「樹脂固化之後就是一個實心的絕緣體，不需要油，不需要密封墊，而且導熱性比空氣好得多，散熱靠樹脂表面的自然對流就夠了。」
吳漢章張了張嘴，他想說這個方案太冒險了，萬一樹脂灌封過程中混入氣泡，高壓通電的時候氣泡就是局部放電的起爆點，比漏油還危險。
但姜明接下來說的話把他的反駁堵了回去。
「關鍵是抽真空的環節，真空度必須達到負壓沸點以下，這樣不僅能排盡氣泡，還能利用低壓沸騰把線圈繞組裡殘存的水汽全部蒸髮帶走。」
「線圈在灌封之前先經過一次真空脫水，等於做了一次額外的絕緣預處理，封裝完成後的絕緣性能會比原來的油浸設計更高。」
吳漢章不說話了，他在腦子裡過了一遍這個流程的邏輯鏈，發現找不到可以反駁的硬傷。
大劉和老孫已經把變壓器從報廢倉庫的外殼裡拆了出來，線圈鐵芯被吊在車間裡的行車上，表面殘留的舊絕緣油用棉紗擦了三遍，最後用丙酮溶劑做了最終清洗。
金屬灌封模具是老孫拿手的活兒，他用車間裡的鋼板和角鐵在兩個小時內焊了一個方形的盒子，尺寸剛好能把線圈鐵芯整體裝進去，四周留出三厘米的間隙作為樹脂填充空間。
下午四點，線圈被放進模具，模具蓋板用螺栓擰緊密封，抽氣管接上了車間角落裡那台老式空氣壓縮機改裝的真空泵。
真空泵的電機嗡嗡地轉起來，模具內部的氣壓開始下降，壓力表的指針慢慢往左偏轉。
樹脂罐被加熱到規定溫度以降低粘度，灌注管連接在模具頂部的注入口上，閥門暫時關閉，等真空度達到目標值後再開閥。
一切都在按計劃推進。
姜明站在模具旁邊盯著壓力表，左手扶著注入閥門的手柄，右手拿著一隻秒表。
車間裡的空氣壓縮機皮帶已經連續運轉了將近四十分鐘，橡膠皮帶在高速旋轉的飛輪和電機輪之間繃成一條模糊的黑線。
然後那條黑線突然不再模糊了。
一聲悶響，皮帶從飛輪上脫落，斷裂的橡膠條像一條被甩出去的鞭子，抽在車間的鐵皮牆壁上發出當的一聲脆響。
飛輪失去了負載，轉速驟然升高，帶起的旋風把地上的灰塵和碎屑捲起來，幾個站在旁邊的年輕技術員本能地往後退了好幾步。
壓縮機的排氣閥失去了驅動壓力，真空泵的抽氣速率開始下降。
姜明的目光從壓力表上移到飛輪上，再移回壓力表。
指針已經停止了下降的趨勢，正在緩慢地向右回偏——真空度在往下掉。
如果真空度跌破臨界線，模具里已經開始脫氣的線圈就會重新吸入空氣，之前排出的水汽和微量氣體會在樹脂灌注過程中形成氣泡。
帶著氣泡的環氧灌封體通上高壓，就是一顆定時炸彈。
整台電源將徹底報廢，不會再有第二次修復的機會。
老孫從車間另一頭衝過來，手裡攥著一把鉗子，腳下的步子因為地面的油漬打了一個趔趄，他扶了一下工作檯的邊角穩住身形，眼睛死死盯著那個正在高速空轉的飛輪。
「都讓開！」
他大吼了一聲，幾個愣在原地的技術員這才回過神來，慌忙往兩側散開。