我给“嫦娥”焊“大脑” 四川航天工匠攻克多个嫦娥五号中心控制单元焊接难关

何苗，四川航天燎原科技有限公司无线电装接工，多次圆满完成载人航天工程、北斗组网等国家重点宇航控制类产品的电子装联工作。全国技术能手、全国发明展览会.银奖、中国航天科技集团航天技能大奖、四川航天贡献奖、四川航天技术能手等荣誉奖项获得者。

2020年12月17日凌晨，携带月球样品的返回器成功着陆地球，为期23天的月球挖土之旅圆满成功。

作为中国首个执行月面取样返回任务的探测器，其“身上”的每个部件，都设置了更严格的检验标准，同时要求更有挑战性的工艺技术。

2015年左右，何苗所在的中国航天科技集团四川航天技术研究院下属的四川航天燎原科技有限公司，就开始承担嫦娥系统部分卫星产品一一太阳帆板驱动线路、中心控制单元以及推进线路盒等的生产任务。

何苗及其团队参与了嫦娥五号探测器中心控制单元电路板的生产加工工作。这部分电路板如同电脑的CPU，是探测器的“大脑”。

和自己曾经手过的卫星产品，包括之前嫦娥系列的同类产品相比，何苗认为，嫦娥五号的“大脑”，明显更复杂了。“新产品增加了新器件，这意味着我们的工艺方法必须‘与时俱进’。”

更重要的是，航天产品容不下哪怕概率只有万分之一的隐患，为保证产品每个细节都准确可靠，必须经过充分验证才能正式加工。繁复的过程，是检验着像何苗一样的航天工匠，功夫是否“过硬”的试金石。


“大脑”更复杂

单一电路板上器件就多达两千余个

拿到中心控制单元的电路板验证板时，久经沙场的何苗心里还是“咯噔”了一下。他粗略地做了个估算一这回要给探测器“大脑”电路板焊接的器件多达两千多个，且大多是多引脚芯片。其中最小的器件，长只有1.6毫米，宽只有0.8毫米。

“卫星产品有它的特殊性，使用还并不是业内最小的元器件。焊接的主要难点不在于器件大小，而在于器件数量常规的电路板上，器件数量大概在两三百左右，超过五百就算多的。”何苗介绍。

除去数量多这一鲜明特点外，还有不少嫦娥系列的新器件“新面孔”需要新工艺。“卫星产品所用器件价格相对较贵，且没有备料。机器操作时存在抛料和故障概率，为了保证元器件一个都不能少，我们以往几乎全是纯手工打造。”但这次电路板涉及的器件数量较多，何苗判断，如果要在规定时间内完成两千余个元器件的焊接工作，靠手工明显不可能。

如何让机器操作既保证进度又保证质量，何苗决定先对机器进行技术攻关。“我重新进行了编程，再通过反复验证，最终确保了器件一个都不少。”

全靠功夫深

单用手指仅凭感觉就能判断微米级别的差别

航天产品焊接难度高，一方面是因为航天标准高，操作中不容许有任何差错，另一方面在于航天产品使用的元器件较为复杂。

“焊接元器件的难点不在于它的大小，在于它的‘腿’，也就是引脚的间距和数量。”何苗表示，焊接元器件，其实焊接的就是器件周围密密麻麻的引脚，而引脚的宽度和厚度均以毫米计。

此次“嫦五”使用到的超重型多引脚器件，有256只引脚。“一般来讲，三十只以下引脚的我们算一个难度档次，一百到两百只的算另一个档次，两百以上就算比较难的档次。”何苗在嫦娥五号上挑战的引脚“极限”，就是“256”。而且每一条“腿”，厚度为0.13毫米，宽为0.3毫米，相互之间的间距为0.2厘米。

在正式焊接之前，何苗还需要把每个引脚折弯90度，形成“[”字形状，然后贴着底部的焊盘一个个地进行焊接，折弯后的每个引脚都要维持在一个水平面上，各引脚共面度必须控制在0.1毫米内。“这种器件的金属引脚‘腿’都比较软，回弹系数大，折弯后容易‘翘’起来，要靠自己的细功夫把这些‘腿’压平”。

精益求精的何苗还给自己加严了标准，把这个值缩小到了0.08毫米。在反复地试验和摸索中，何苗练就了一手“独门功夫”:不用借助任何工具，他用手指就能感受这毫米之间的差别，通过把控手指力度，他能将这些引脚全部压平到0.08毫米以内。

正式焊接的时候，何苗也得“心算”好时间，一点一焊，这样的操作只能用两秒的时间。

这门“跟着感觉走”“完全靠心算”的绝技，是何苗在长达八年的时间里，对焊接工作执着钻研的成果。“12年开始从事焊接工作，我从最少的8条‘腿’开始焊起，到20、30、......再到现在的几百条。每一年我经手的器件都超万个。”熟能生巧是何苗说的最多的一句话。


“反着”想问题

积累更丰富的加工制造工艺经验和方法

“嫦五”控制系统电路板性能验证成功后，为了保证新技术、新工艺能在严苛的宇航环境中可靠运行，电路板还得经过一系列残酷的筛选实验和环境试验。

为此，何苗所在的团队开展了三大工艺实验。经过一系列严苛的试验和验证，研制团队终于摸索出了一套完整的、严密的工艺方法。有了这套工艺方法，相当于有了一个参照的“模板”，嫦五部分产品开始了正式的加工工作。

高标准高密度的工作要求，养成了何苗在工作上力求尽善尽美、凡事都多想一步的习惯。“常规焊接，要求爬锡高度达到0.15毫米。但为了质量更好，我会要求自己去挑战0.17毫米。”

也许就为了那0.2毫米，何苗会花时间不断地对焊接操作的各种影响参数进行研究，包括焊接时的倾角、烙铁的大小、助焊剂的选择以及焊接时间等因素，反复“排列组合”进行验证，寻找最优的焊接方法。

何苗也常常“反着想问题”。“别人喜欢研究怎么把器件焊好，而我有的想的是怎么把它焊‘坏’，在不断寻找‘极限’的过程中，我逐渐明白了哪些‘点’是不能触碰的。”在日常的练手板焊接中，每次何苗顺利完成任务后，还会“反着”将练手板拆卸一次。通过反复焊反复拆直至焊“坏”这个过程，何苗积累了很多与众不同的经验方法，对一些组成架构也有了自己独特的见解。

“工作中形成的某些习惯已经潜移默化地影响了我的生活。”何苗笑着说，“在街上看到广告语时，我都会反着念。”

因为工艺精湛，何苗曾代表四川航天，参加中国航天集团组织的全国技能大赛。凭借着高超的技艺，他一举夺得第三名的好成绩。

何苗所在支部的党支部书记杨明表示，团队中还有很多像何苗这样的航天工匠们。“他们每天都盯着单一的焊点，做着重复的工作。在外人看来，这似乎枯燥无味。但正是这样枯燥无味的工作，为中国航天的每一次成功发射保驾护航。”