第561章 方寸之间显乾坤

吕辰端着搪瓷缸子，从办公室出来，往自动化控制中心的方向走。

今天是芯片插座设计方案评审的日子。

这事从七月初立项，到现在已经过去了将近一个月。

吴国华带着自动化控制中心的几个人，闷头搞了二十多天，昨天下午终于把全套图纸和技术方案拿了出来。

吕辰昨晚粗略翻了一遍，心里有了底。

走到自动化控制中心的大门口，正碰上吴国华从里面出来，手里夹着一卷图纸，眼圈黑得像熊猫。

“吃了没？”吕辰问。

“还没。”吴国华打了个哈欠，“昨天晚上熬到三点，又把最后几张装配图过了一遍，应该没问题了。”

“行，你先去吃饭，会议室见。”

吴国华点了点头，往食堂方向走了。

吕辰推开自动化控制中心的大门，上了二楼，走到会议室门口，推门进去。

会议室里已经有人在布置了。

长条桌上铺着墨绿色的绒布，靠墙的一侧摆着几个木制的展示架，用来挂图纸。

黑板擦得干干净净，几盒彩色粉笔整整齐齐地码在槽里。

吕辰把搪瓷缸子放在主位旁边，走到黑板前，拿起粉笔，在上面写了几个字：芯片插座设计方案评审会

他写完，退后一步看了看，觉得差不多了，转身走到窗边，点了一根烟。

窗外，红星轧钢厂的烟囱正在冒烟，白灰色的烟柱在晨风里斜着飘散，和天边的云混在一起。

远处的铁路道口，一列满载钢卷的火车正慢吞吞地驶过，汽笛声隐约传来。

他深吸了一口烟，慢慢吐出来。

芯片插座这件事，说大不大，说小不小。

说它不大，是因为它只是一个连接件，不像芯片那样是“心脏”，也不像板卡那样是“躯干”。

说它不小，是因为没有这个插座，昆仑1机就是一堆焊死的废铁，换一颗芯片要拆几十个螺丝，拧坏了板卡就是一堆碎片。

“可维护性”这三个字，说起来轻巧，做起来就是一万多个插座、一万多套簧片、一万多次插拔的可靠性。

这是硬功夫，来不得半点虚的。

一支烟抽完，吕辰把烟蒂掐灭在窗台上的烟灰缸里，转身出了会议室，下楼去接人。

上午九点，人陆续到齐了。

哈工大的朱光谱工程师第一个到，两家合作密切，哈工大的人来京城，基本上都选择住厂里的招待所。

“吕工，早！”朱光谱一进门就伸出手来。

吕辰握住他的手：“朱工，早点吃了吗？”

“吃了，厂里的包子豆浆不错。”朱光谱笑了笑。

117厂来的是工艺科长赵德胜，四十多岁，头发已经花白，手指粗短但很灵活，一看就是常年和机械加工打交道的人。

他穿着蓝色工装，口袋里别着两把游标卡尺，腰带上挂着一串钥匙，走起路来哗哗响。

“赵工，您亲自来了。”吕辰迎上去。

赵德胜摆了摆手：“这事不小，我不来看看不放心。图纸上画得再好，加工不出来也是白搭。”

无线电九厂来的是总工助理孙玉田，三十出头，头发梳得一丝不苟，穿着一件藏蓝色的中山装，手里拎着一个黑色的皮包，看起来像个机关干部。

但他一开口，就知道是真懂技术的人。

“吕工，我们厂做连接器做了十几年了，从苏联的wp系列到咱们自己设计的p型系列，也算是有点积累。这次你们搞的芯片插座，要求高不高？”

吕辰笑了笑：“孙工，要求不低。您先看看图纸，咱们慢慢聊。”

化工院来的是高分子材料专家李国栋，四十岁，手里拿着一个笔记本，翻到空白页，准备随时记录。

钢研总院来的是合金材料专家王振华，三十五六岁，说话带着点湖南口音。

人齐了，大家落座。

吕辰坐在主位旁边，吴国华坐在他对面，面前摊着一大卷图纸。

吕辰给大家发了一圈烟。

“各位，今天请大家来，是为了评审昆仑1机芯片插座的设计方案。”他目光扫过全场，“这事说大不大，说小不小。说它不大，是因为它就是个连接件；说它不小，是因为没有它，昆仑1就是一堆焊死的铁疙瘩，换一颗芯片要拆几十个螺丝，拧坏了板卡就是一堆碎片。”

他端起搪瓷缸子喝了一口水：“所以，今天这个会，不是走过场。大家有什么意见、有什么质疑，都摆在桌面上。技术问题，咱们一项一项过。材料问题、工艺问题、测试问题，一个都不能漏。”

他看向吴国华：“国华，开始吧。”

吴国华站起来，走到黑板前，把卷着的图纸展开，用磁铁一块一块地吸在黑板上。

一共挂了八张图纸，有总装图、零件图、簧片详图、锁紧机构图，还有一张表格，上面列着五种规格插座的主要参数。

吴国华拿起教鞭，指着第一张总装图。

“各位，我先介绍一下总体方案。”

他的声音不大，但很清楚，带着一种做了充分准备之后才有的笃定。

“芯片插座的设案，按引脚数分为五种规格：24脚、40脚、64脚、128脚、256脚。”

他在表格上点了一下，五种规格的引脚数、外形尺寸、安装孔位、适用芯片类型一目了然。

“为什么是这五种？因为昆仑1机的12种芯片，引脚数集中在三个区间：小规模存储芯片和控制芯片，24脚或40脚；中规模运算芯片，64脚或128脚；大规模核心芯片，如KL-VU向量运算单元，170多个引脚，所以我们做了256脚的规格，留足余量。”

吴国华翻到第二张图纸，是插座的外形图。

“外壳和基座，我们选用了两种材料：增强酚醛和聚砜。”

他转过身，看着化工院的李国栋。

“李工，材料这块，您是专家。我说说我们的选型思路，您帮忙把把关。”

李国栋推了推眼镜，点了点头。

“增强酚醛，优点是强度高、尺寸稳定、耐热性好，长期使用温度能达到150度，成本也低。缺点是吸湿性稍大，在潮湿环境下绝缘电阻会下降。”

吴国华在图纸上点了一下：“聚砜，优点是耐热性更好，长期使用温度能达到160度以上，吸湿性小，介电性能优异，尺寸稳定性极佳。缺点是成本高，加工难度大。”

他顿了顿：“我们的想法是，通用插座用增强酚醛，成本可控；对绝缘性能要求高的关键部位，比如时钟分配器、电源管理这些板卡上的插座，用聚砜。”

李国栋在笔记本上写了几笔，抬起头：“吴工，你们的选型思路是对的。但我有一个问题。”

他站起来，走到黑板前，拿起粉笔画了一个材料性能曲线图。

“增强酚醛和聚砜，在常温下的性能都没问题。但昆仑1机机柜内的温度，你们核算过没有？板卡密集安装，芯片功耗不低，机柜内部温度可能达到五六十度，甚至更高。在这种温度下长期使用，增强酚醛的热老化问题要考虑。”

他在曲线上标了一个点：“酚醛树脂在高温下会发生交联结构的进一步反应，材料变脆，机械强度下降。五年、十年之后，插座的锁紧机构还能不能正常工作？外壳会不会开裂？”

吴国华想了想：“李工，这个问题我们想过。我们的方案是，增强酚醛插座用在非关键部位，并且预留了更换周期。十年之后，如果材料老化严重，可以整体更换插座。插座本身是可更换的，拧几个螺丝的事。”

李国栋点了点头，没再追问，坐了回去。

吴国华继续说：“颜色，我们选了深棕色。为什么？因为耐脏，这些个插座不光昆仑1要用，以后的工业计算机也要用。工业现场，野处，粉尘、油污难免。浅色材料用几年就脏得不成样子，深棕色看着舒服，也显得沉稳。”

他翻到第三张图纸，是插座的内部结构图。

“内部最关键的东西，是簧片。”

他在图纸上画了一个圈，把簧片部分放大。

“簧片材料，我们选铍青铜。”

他看向钢研总院的王振华。

“王工，铍青铜这块，您是专家。我们选c铍青铜，经过时效处理后，抗拉强度能达到1200兆帕以上，弹性极限高，疲劳寿命长。您觉得怎么样？”

王振华站起来，走到黑板前，接过粉笔，在边上写了几行数据。

“c铍青铜，确实是目前最好的选择。铍青铜经过固溶处理和时效强化后，弹性模量稳定，应力松弛率低，长期使用接触压力保持性好。”

他放下粉笔，转过身，看着吴国华。

“但我提醒两点。”

他竖起一根手指：“第一，铍青铜的时效处理工艺很关键。温度高了，过时效，材料变软；温度低了，欠时效，强度上不去。这个工艺参数，必须严格控制在正负五度以内。”

竖起第二根手指：“第二，铍青铜在加工过程中会产生铍尘，铍尘有毒。冲压、打磨、抛光这些工序，必须有良好的通风除尘设施，工人要戴口罩、穿防护服。这不是小事，是职业健康的大事。”

吴国华在笔记本上记下了这两点：“王工，这两条我们写进技术规范。插座生产的时候，117厂那边要落实。”

沈阳117厂的赵德胜点了点头：“没问题。我们厂有专门的铍青铜加工车间，通风除尘设备是现成的，工人定期体检，这是常规操作。”

吴国华继续说：“簧片的表面处理，我们选镀银。”

他在图纸上点了一下：“镀银的优点是接触电阻低，导电性好，抗氧化能力也不错。缺点是在含硫环境中容易变黑，但机柜内部是恒温恒湿洁净环境，这个问题不大。”

“簧片的结构，我们设计成双面夹持。”

他在展示了一张图纸，上面画了一个示意图，一个芯片引脚插入簧片的剖面图。

“当芯片引脚插入时，簧片的两片弹片会从两侧夹住引脚，产生弹性变形。这个变形量经过计算，能保证每平方毫米的接触压力在20到30克之间。这个压力范围，既能保证接触电阻足够低，又不会因为压力过大而损伤引脚。”

“双面夹持的好处是什么？抗振动、抗冲击。”

他在图纸上画了一个振动波形。

“工业现场的设备，电机启停、设备运转都会产生振动。单面接触的插座，在振动环境下可能会出现瞬间断开的情况，导致接触不良。双面夹持，两边都有弹力，引脚被牢牢夹在中间，振动环境下依然能保持稳定接触。”

朱光谱举手：“吴工，双面夹持的设计，我认可。但我有一个问题：插拔力是多少？”

他站起来，走到黑板前，在簧片结构图旁边画了一个插拔力的曲线图。

“芯片插入的时候，要克服簧片的弹性力。如果插拔力太大，操作人员插拔芯片困难，还可能损伤引脚。如果太小，接触压力不够，接触电阻降不下来。”

他看着吴国华：“你们算过插拔力没有？”

吴国华翻开笔记本，找到一页数据。

“算过。单引脚插拔力，设计目标是在50到150克之间。256脚的芯片，总插拔力在12.8公斤到38.4公斤之间。”

他顿了顿：“这个力，徒手插拔是有点费力。但我们有锁紧机构，这个问题后面会讲。”

朱光谱想了想，点了点头，坐了回去。

吴国华翻到第四张图纸，是插座的底部结构图。

“引脚排列，采用标准双列直插式。插座底部伸出的镀银引脚，间距与掐丝珐琅板卡的标准孔位严格匹配，2.54毫米。”

他用教鞭在图纸上点了一下：“这个间距，为什么选这个？因为兼容性好。以后就算不掐丝珐琅板卡，用其他工艺的板卡，只要孔距是2.54毫米，这个插座就能用。”

“插座的安装方式，很简单。”

他翻到第五张图纸，是一个安装示意图。

“插座的金属引脚穿过陶瓷板卡上的金属化孔后，从板卡背面拧紧螺丝。一颗插座，几十个引脚，每个引脚上一个螺母，拧紧就行。”

他转过身，看着大家：“这个安装方式，优点是可靠。螺丝拧紧了，电气连接稳固，机械固定可靠。缺点也很明显：换一个插座，要拧几十个螺丝，费时费力。”

他顿了顿：“但插座本身是长寿元件，设计寿命十年以上。十年才换一次，拧几十个螺丝，可以接受。”

赵德胜提问：“陶瓷板卡上的金属化孔，直径公差是多少？插座的引脚直径公差是多少？这两个公差叠加之后，引脚能不能顺利穿过去？”

他站起来，走到黑板前，画了一个公差累积的示意图。

“如果板卡孔位偏了0.1毫米，插座的引脚也偏了0.1毫米，累积0.2毫米的偏差，引脚就可能插不进去。或者勉强插进去了，引脚和孔壁接触，会产生应力，长期使用可能引起陶瓷开裂。”

吴国华翻开笔记本，找到另一页数据。

“板卡的孔位精度，掐丝珐琅工艺能做到正负0.05毫米。插座的引脚位置精度，117厂那边，能做到多少？”

赵德胜想了想：“批量生产，正负0.08毫米没问题。如果精挑细选，正负0.05毫米也能做到，但成本会高一些。”

吴国华在黑板上算了算：“板卡正负0.05，插座正负0.05，累积最大0.1毫米。插座的引脚直径是0.6毫米，板卡孔径是0.8毫米，单边有0.1毫米的间隙。0.1毫米的偏移，能插进去。”

赵德胜点了点头：“那就行。但有一个前提，板卡的孔位和插座的引脚位置，必须用同一套基准。不能你量你的、我量我的。”

吴国华点头：“这个没问题。后面我们会统一量具、统一基准。”