第803章 线路板布线的突破(第2页)
那天晚上,绘图室的灯亮到天明。小李把 32 版的图纸铺在地上,用红笔标注出所有可能在振动中出问题的导线,发现它们都集中在没有固定点的区域。“我们光顾着缩小,忘了加固。” 他喃喃自语,从工具箱里翻出细铜丝,试着在图纸上模拟导线的固定方式。
老周在一旁看着,突然说:“或许可以借鉴航空线路的做法。” 他想起 1958 年参与过的飞机电台维修,那些导线都用卡子分段固定,“每隔 2 厘米加个固定点,既能抗振动,又不占太多空间。” 这个建议让争吵了三个月的两人第一次达成共识。
第 36 次尝试融合了这些教训:导线走向尽量采用 45 度角,关键位置增加固定点,功率区和信号区分开布局。当它通过实验室测试时,所有人都松了口气 —— 体积缩减 78%,距离 80% 只差一步。但在高低温循环测试中,某个拐角处的焊盘脱落,再次失败。
“就差 2%。” 小李把焊盘的显微照片贴在墙上,旁边是 36 次失败的原因分析。老张数了数,墙上已经贴满了 72 张照片,每张都标着日期和故障类型。他从口袋里掏出半包烟,却想起车间禁烟的规定,又塞了回去:“明天,第 37 次。”
三、第 37 次的突破:在绝望中找到的路径
1966 年 9 月初,第 37 次布线的准备工作开始了。小李和老周把前 36 次的失败案例编成手册,每个人手里都拿着一份,上面用不同颜色标注着 “禁止布线区”“高危拐角”“必须固定点”。绘图室的墙上贴满了线路板的剖面图,像一张复杂的战场地图。
突破口来自一个意外发现。小李在整理 1962 年核爆设备的图纸时,注意到其线路板上的导线采用了 “树枝状” 布局 —— 从主电路向四周延伸,避免交叉。“我们之前太在意紧凑,反而把线路绕乱了。” 他在黑板上画下树枝的形状,“主干粗一点,分支细一点,自然就省空间。”
老周则提出了 “分层优先级” 的思路:把电源线、信号线、地线按重要性分层,电源线最粗,走最外侧;信号线次之,走中间;地线最细,沿着边缘走。“就像城市里的主干道、次干道和小巷。” 他用圆规在图纸上画出三个同心圆,“各司其职,互不干扰。”
第 37 版的布线图就这样在争论中逐渐成形。为了缩减最后的 2%,他们做了三个关键改动:将功率管的散热片与金属外壳相连,省去单独的散热通道,节省 0.03 立方米;把高频信号线改成双绞线,减少线间干扰,线距从 0.5 毫米缩减到 0.3 毫米;在拐角处采用圆弧过渡,代替直角,既减少应力集中,又缩小了占用面积。
“这太冒险了。” 负责工艺的师傅看着图纸直摇头,0.3 毫米的线距已经超出了当时蚀刻工艺的精度极限,“工厂的设备最多做到 0.4 毫米,再窄就保证不了一致性。” 他拿出报废的线路板,上面有多处因蚀刻不均导致的导线断裂。
小李带着图纸跑到上海某电子厂,那里有一台进口的精密蚀刻机。老师傅们围着图纸研究了两天,提出用 “分步蚀刻” 的方法:先刻出 0.4 毫米的线距,再用手工修正关键部位到 0.3 毫米。“每天最多能做 5 块,合格率不敢保证。” 厂长的话让小李心里没底,但这是唯一的办法。
9 月 15 日,第一块第 37 版线路板下线。当它被装进设备时,所有人都屏住了呼吸。体积测量显示 0.238 立方米,刚好比目标值少 0.002 立方米 ——80.17% 的缩减率。老张按下电源按钮,设备启动的嗡鸣声清晰而稳定,示波器上的波形没有丝毫畸变。
高温测试在三天后进行。当环境温度升到 55c,设备连续工作 8 小时,线路板上的温度最高 68c,在安全范围内。最关键的振动测试中,设备在模拟装甲车颠簸的振动台上运行 4 小时,所有导线连接完好,没有出现任何故障。
“成功了?” 小李的声音带着不敢相信的颤抖。王参谋拿着测试报告,手指在 “80.17%” 上反复摩挲,突然想起演习中那台被拆得七零八落的电台。“再测一次。” 他说,声音里带着不易察觉的激动,“这次,按实战标准来。”
最后的测试在装甲车上进行。车队在戈壁滩上行驶了 100 公里,期间设备始终保持正常工作,收发信号清晰稳定。当车停下来时,小李打开设备外壳,线路板上的导线依然整齐排列,没有一处松动或粘连。夕阳的金光透过车窗照进来,在那些 0.3 毫米的导线上反射出细小的亮点。
老张掏出随身携带的第 1 版线路板,把它和第 37 版放在一起。前者像块笨重的铁板,后者则精巧得像块电路板艺术品。“七个月,37 次。” 他低声说,突然笑了起来,笑声在空旷的车厢里回荡,像在释放七个月来所有的压力。
四、战场的检验:从实验室到前线的距离
1966 年 10 月,首批装配第 37 版线路板的设备被送到西北基地。装车那天,王参谋特意邀请了参与测试的侦察兵来参观。当看到设备稳稳地放进背囊,重量比原来减轻了 6 公斤时,老兵巴特尔忍不住摸了又摸:“这玩意儿真能经住折腾?”
实战检验在一个月后到来。某装甲连在演习中深入敌后,携带的指挥设备连续工作 72 小时,经历了沙尘暴、低温和剧烈颠簸。当他们返回基地时,设备外壳沾满沙尘,内部线路板却完好无损,所有参数依然在标准范围内。
“以前要两个人抬,现在一个人就能背。” 连长在总结会上说,他展示的照片里,战士们背着设备在山地奔跑,动作灵活得像没负重一样,“在一次遭遇战中,我们就是靠它及时呼叫了支援,要是换以前的大家伙,根本带不到那个位置。”
但问题还是在不同环境中暴露出来。东北边防部队反馈,在零下 30c的低温下,线路板上的绝缘漆会变脆,导致导线之间出现微短路。小李带着团队赶到哨所,发现是低温使漆层收缩开裂,0.3 毫米的线距让这种故障更容易发生。
“加一层耐寒涂层。” 老张在雪地里画出改进方案,用低温胶在导线表面再覆盖一层保护膜,“虽然会增加 0.01 立方米的体积,但能保证 - 40c到 60c的工作范围。” 这个改动让体积回到 0.248 立方米,缩减率 79.3%,略低于目标,但王参谋在审批时只说了一句话:“实用比数字重要。”
海南军区的测试则暴露出湿热环境的问题。高湿度导致线路板出现轻微腐蚀,特别是手工修正的 0.3 毫米线距处,有两处出现了铜绿。那顺 —— 此时已调到通信部 —— 提出用镀锡处理:“我们蒙古族在马具上用锡防锈,线路板也可以试试。” 镀锡后的线路板不仅抗腐蚀,还提高了焊接强度,但工艺复杂度又增加了一层。