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第394章 模拟线初成

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深秋时节,模拟线初步建成。

它不像传统印象中油污遍地、轰鸣震耳的车间,也不像窗明几净、一尘不染的实验室。

而是一座介于两者之间的、奇特的技术培训基地。

入口处,用角钢和透明pVc板搭建的简易风淋室已经投入使用。

每一个进入核心区域的人,都必须在这里换上灰蓝色的防静电服,戴上接地手环,经过三十秒的风淋。

墙上贴着醒目的流程图,更衣-风淋-进入,简单,但不容违反。

穿过风淋室,是一个被改造得面目全非的篮球场大的空间。

整个区域被清晰地划分成几个功能区,彼此之间有物理或视觉上的联系,却又各自独立。

最核心的,是用黄色警示线在地面划出的“准洁净区”。

这个区域大约占车间的四分之一,顶部加装了简易的层流送风装置,虽达不到真正的超净标准,但能保持空气单向流动。

地面铺着灰绿色的防静电胶垫,走在上面几乎听不到脚步声。

区域内,设备井然有序地排粒

最引人注目的是那台老式接触式光刻机,它被安置在一个独立的混凝土基础上,基础四周还留着安装减振橡胶垫的凹槽。

机身简陋,旁边的高倍率显微镜连接着一台九寸黑白电视机,屏幕正亮着,显示着硅片表面的微观图像。

光刻机后方,是扩散炉,炉体重新喷涂了耐高温漆,控制面板被彻底改造,原来的指针式仪表大多被拆下,换上了红星所自制的“掐丝珐琅”式监测模块。

虽然这些模块的外观粗糙,数字显示用的是老式辉光数码管,但它们能实时显示温度、压力、气体流量,并且数据能被记录。

旁边是耐腐蚀水槽和操作台,一字排开,每个水槽上方都安装了改造后的通风橱。

操作台上,化学试剂瓶按颜色分类整齐摆放。

红色标签是酸,黄色是碱,蓝色是有机溶剂,绿色是超纯水。

每个瓶子上都贴着详细的安全数据表。

再往后,是简易探针台和测试仪区域。

五台测试仪并排摆放,每台都连接着自制的数据记录装置,一个用旧打字机改造的纸带输出设备,能把测试数据实时打印在纸带上。

所有这些设备之间,管线纵横,每一条管道都贴着清晰的流向标识和压力参数。

电线被规范地捆扎在桥架内,重要的接线点都设有测试端口。

核心区外,是开放式的教学与辅助区。

东侧整整一面墙被刷成了黑板漆,上面用彩色粉笔画满了工艺流程图、晶体管结构示意图、典型缺陷图谱。

黑板前摆放着几排长条桌椅,桌上堆着图纸、手册、笔记本。

西侧是设备解剖展示台,一台报废的真空泵被完全拆解,每个零件都固定在展示板上,旁边贴着标签和功能明。

一台老式继电器的外壳被剖开,内部结构一目了然。

甚至还有一个简易光刻机对准机构模型,可以手动操作,直观展示对准原理。

北侧是错误案例展示墙,墙上钉着几十个透明塑料袋,每个袋子里都装着一片“失败”的硅片或基板。

有光刻图形错位的,有薄膜开裂的,有金属线断路的,有被污染得面目全非的。

每个袋子旁边都附着一张分析报告,发生了什么?可能的原因?如何避免?

南侧是化学安全实操区,完全用实体墙与核心区隔开,有独立的通风系统。

这里有标准的通风橱、防爆柜、洗眼器、灭火毯,所有安全设施一应俱全。

整个车间的照明经过重新设计,核心区采用无影灯,光线均匀柔和;教学区则是明亮的日光灯。

墙上挂着十几个温湿度计,读数实时可见。

而在车间的一角,立着一个集装箱改造的控制室。

透过玻璃窗,能看到里面闪烁的仪表。

控制室外墙上挂着一块大黑板,这里要实时更新着每一批“教学片”的状态,在哪个工位?由谁操作?预计何时完成?遇到了什么问题?

10月28日上午,二十余位“星河计划”理论组的专家抵达红星轧钢厂。

他们来自全国各地,数学所、计算机所、物理所、有机所、计量所、北大理论中心、哈工大精密机械系……,几乎囊括了中国在基础科学与前沿工程领域最顶尖的头脑。

领队的是长光所的王先生和计算机所的夏先生。

两人都已年过花甲,但眼神锐利,步履稳健。

刘星海教授、丘岩、李怀德、陈光远等人在车间门口迎接。

简单寒暄后,刘星海教授侧身引路:“这就是我们的模拟线。”

众人踏入车间。

理论组的专家们大多长期从事基础研究,习惯了实验室的安静与秩序。

眼前这个庞大、复杂、充满工业气息的教学工厂,让他们一时间有些无措。

但很快,他们的专业眼光就捕捉到了关键细节。

夏先生走到风淋室前,仔细看了看墙上的流程图和旁边的记录本,每个人进出都要签字登记。

“这个好。”他点点头,“规矩从进门开始。”

数学所的陈教授则被准洁净区的温湿度计吸引,他盯着读数看了半晌,问身边的吕辰:“23度正负2度,45%湿度正负10%,这个参数是怎么定的?”

“经过四十七次调试。”吕辰回答,“我们尝试了从20度到26度,湿度从30不同组合。最终发现,在这个范围内,光刻胶的黏度最稳定,人员操作最舒适,静电产生概率最低。再严格,现有设备无法保证;再宽松,工艺一致性会下降。”

“四十七次……”陈教授沉吟,“数据呢?”

“全部记录在案。”吕辰走到控制室外墙的黑板旁,从下面柜子里取出一本厚厚的记录册,“每次调试的日期、环境参数、工艺结果、操作人员反馈,都在这里。”

陈教授接过记录册,快速翻看。

册子里不仅有数据,还有手绘的曲线图、操作员的笔记、甚至对某“气突然转阴导致湿度波动”的备注。

“好,好。”陈教授连两个好字,“这才是做学问的态度。不是拍脑袋定参数,而是用数据话。”

专家们开始分头视察。

几位精密机械专家围住了光刻机,哈工大的包教授亲自操作了手动对准机构,感受着手柄的阻尼和平台的平滑度。

“这玩意儿……精度有限,但作为教学工具,能让学员体会到‘手腐的重要性。”他评价道,“在未来自动对准系统里,‘手腐会转化为控制算法的‘边界条件’和‘容错逻辑’。”

真空所的专家则在研究改造后的扩散炉控制面板:“你们把原来的模拟控制改成了数字显示和记录?”

“是。”吴国华回答,“我们重新做了温控系统,加装了数字显示模块,用继电器逻辑做了简单的数据记录。虽然简陋,但能实时看到参数变化,出了问题也能回溯。”

“花了多少钱?”

“材料成本大概两百块,主要是工时,我们干了三个通宵。”

“值。这两百块花出了两万块的效果。设备的可观测性和可追溯性,有时候比绝对精度更重要。”

几位年轻研究员则对错误案例展示墙产生了浓厚兴趣。

他们仔细阅读每一份分析报告,不时低声讨论。

“看这个,”一个戴眼镜的研究员指着一片图形严重错位的硅片,“报告里写了三种可能原因,平台水平未调准、硅片背面有异物、操作员手部微颤。他们还做了验证实验,排除了前两种,最终确定是手颤。”

“所以解决方法呢?”

“报告里写了,第一,规范操作姿势,肘部必须支撑;第二,设计一个简易的肘托;第三,在培训中增加‘手稳度’专项练习。”

年轻研究员抬起头,眼中放光:“这是‘错了-分析-验证-改进-预防’的完整闭环,这些知识非常宝贵。”

视察持续了一个多时。

随后,所有人在教学区的长条桌前坐下。

刘星海教授开门见山:“各位专家,模拟线的主体建设已经完成。今请大家来,一是看一看实物,二是听一听我们在建设过程中直接确定的那些‘非技术参数’和接口标准。这些经验,可能会直接复制到真实的6305厂生产线。”

他看向吕辰:“吕,你是系统集成专员,全程参与了建设,你来讲。”

吕辰站起身,走到黑板前。

“各位老师,我先讲设备布局与物流路径。”吕辰用粉笔在黑板上画出模拟线的平面简图,“我们这个布局,遵循了几个原则。”

“第一,单向流。”他在图上画出箭头,“硅片从入口进入,经过清洗-涂胶-光刻-显影-薄膜-刻蚀-测试,最终从另一侧出口离开。中间不允许逆向流动。如果有返工需求,必须移动到专门的‘返工隔离区’,处理完毕并重新清洁后,才能重新进入主流程。”

“为什么要这样?”计算机所的夏先生问。

“为了控制污染。”吕辰回答,“在模拟线上,我们用的是报废硅片甚至玻璃基板,污染后果不严重。但将来用真正的硅片,一颗灰尘就可能毁掉一整片晶圆。单向流能最大限度地减少交叉污染。”

他顿了顿:“这个物流路径,以及配套的硅片周转箱、传递窗设计、人员动线规划,都会成为未来真实车间的设计模板。”

“第二,设备接口标准化。”吕辰走到光刻机旁,指着后面的一排管道接口,“这台光刻机原厂的接口是英制螺纹,我们厂的气体管道是公制。最初我们想车改设备接口,但牛师傅建议做转换接头。”

他拿起一个铜制的转换接头:“就是这个。双密封结构,经过24时1.5倍工作压力的气密测试。我们做了三十个不同规格的转换接头,涵盖了所有进口设备可能遇到的接口类型。”

“为什么不做统一?”有人问。

“因为设备来源复杂。”吕辰解释,“6305厂的设备,有的来自苏联,有的是国产仿制,有的可能从西欧引进。短期内不可能统一接口。但我们可以做到:第一,建立转换接头库;第二,在新设备采购合同中,强制要求提供公制接口或配套转换头;第三,长远目标,推动国内设备厂家统一标准。”

他放下接头:“这个转换接头库,以及配套的安装规范、测试流程、维护记录,会成为未来车间的‘接口标准手册’。”

“第三,环境控制基准。”吕辰指向墙上的温湿度计,“23±2°c,45±10%Rh,这个参数我刚才过了。但我想强调的是,这个参数不是凭空定的,而是我们和暖通专家李工一起,经过两个月的实测和迭代才确定的。”

他走到空调机组旁:“这台二手机组是我们从报废仓库淘来的。为了控制振动,我们在下面做了混凝土惯性块,加装橡胶减振垫,风管改用软连接。最终,我们把振动控制在了允许范围内,具体来,是光刻机平台上水杯水面无可见涟漪。”

“这个振动控制阈值,以及实现它所需要的减振方案、设备基础设计、施工工艺,都会成为厂房设计的核心输入。”吕辰看向建筑专家,“梁先生的团队已经拿到了我们的数据,他们正在据此优化6305厂建筑设计方案。”

“第四,应急响应流程。”吕辰走到控制室外,指着墙上挂着的几本红色手册,“这是我们在调试过程中逐步完善的应急手册。包含羚源中断怎么办?气体泄漏怎么办?化学品泼溅怎么办?设备突发故障怎么办?”

他翻开一本手册:“每一个应急场景,都有明确的步骤,谁负责?做什么?通知谁?用什么工具?事后如何记录和分析?”

“这些流程看起来琐碎,但在真实生产线上,它们能救命,能保设备,能减少损失。”吕辰合上手,“它们会成为未来车间安全管理体系的骨架。”

吕辰讲了四十分钟,从物流到接口,从环境到安全,从文件记录到人员培训。

没有高深的理论,全是实实在在的、从泥土里长出来的经验。

理论组的专家们听得极其认真,不时记录。

他们明白,这些东西在学术论文里找不到,在教科书里学不到。

它们是工程实践中最宝贵、也最容易被忽视的隐性知识。

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