第一百一十章 造出鍺晶體管

鍺怕水汽,也怕製造晶體管的時候有塵灰落上麵。

做晶體管之前,得先把晶體棒切成片,鍺片容易吸附水汽。而武漢十月份隻要下一場秋雨就要陰濕幾天,特彆是華中工學院建在山上,山上濕氣重一些。

江成讓陽叔子他們帶隊,改造一個簡易除塵的溫濕控製車間。其實跟恒溫恒濕空間裝置差不多,但不需要弄控製儀表自動控製。

江成在鍺晶體管車間簽到幾次後,就安排人先把‘空調’房給搞了一下衛生。任何角落都清洗了一遍,然後風乾除濕。

簡易除塵除濕後,江成讓人把很多設備搬了進去。設備不是新製造的,而是從電子管車間搬過來的。

江成發現大部分跟製造電子管設備相同,比如管式氫氣電阻爐,箱式電阻爐,真空烘箱。抽真空設備,化學清洗腐蝕設備完全可以共用,還有顯微鏡,檢測儀表。

對比了簽到後獲得的製造工藝,最後江成發現隻要添加一些專用工具,弄一個銦球製備裝置,改一些配置就可以開始加工晶體管了。

比如晶體管很小,顯微鏡操作的情況下增加顯微鏡微探針支架,真空設備配置小型真空封裝台,夾具要製造配套之類的等等。

電子管車間現在本來就不隻是一套設備,江成不用浪費簽到次數就可以用現成的。製造室也可以先用現成的,等新車間改造後再搬過去。

這次江成冇打算一個人從頭搞到尾,因為製造晶體管可以跟電子管一樣分工製造。而且一次最好是製造一批,造一支跟一批花的時間差不多。

用小型切割機切鍺片,江成大致的切了十片,其他的交給黃文儀和陳紅雅等人練手了。

這次冇有喊新生來操作,新生基礎課程也多,不像黃文儀她們屬於高年級生,基礎課已經開始減少,增加了專業課和實驗實踐課。

黃文儀她們不知道鍺單晶棒的價值,上次煉製的時候也不知道原材料晶錠的價值。

他們看見江成隨意的把單晶棒讓自己切,也就大膽的切了。不過不管知不知道價值,大家都是按照江成的要求認真切片的。

一根幾百克的鍺單晶棒,直接全部切成片,能切出二百斤左右。但這個過程中因為鍺的自身材質比較脆的原因,會切壞一部分,能到下一個操作點的能有一百八十片就算好的。

內圓機切片完成後,江成讓人把切片是產生的粉末用玻璃器皿裝好了。

這粉末需要重新提純過濾熔煉成多晶體,才能再次拉單晶。

切完片就是研磨了,磨掉一些切割時造成的損傷和邊角。因為設備有限,江成也是示範後就讓學生去磨。

江成磨出少量鍺片後,就開始用化學腐蝕液開始拋光了。用專門的夾具把打磨好的鍺片一片一格的放入夾具中,一下弄一二十片。

這個化學腐蝕方式拋光,主要是看眼力和一定操作。夾具夾好的鍺片放入腐蝕液中,要小幅度晃動,讓藥水充分接觸鍺片。

而這個浸泡過程就兩分鐘左右,時間長了會腐蝕掉鍺片,短了怕不到位。而且腐蝕藥液得根據效果進行添加,用一次就弱一些。

江成也是輕描淡寫的演示了一遍,然後也讓學生來操作。江成操作的輕鬆,語氣也很隨意,其他人操作時候也就冇緊張。

不過這個過程就算江成操作,冇有使用能力的情況下,也要出現不合格的產品,二十片裡起碼有幾片是表麵不好不能使用的。

而學生來操作,依樣畫葫其實也還不錯。就是腐蝕液藥力不夠的時候,有學生一下廢掉很多。

這就要記錄腐蝕拋光情況了,上一次用了多久時間,效果如何。冇加藥水的時候,下一批先多浸泡半分鐘。

反正一百八十片左右的鍺片,在這個環節就隻剩下一百四十片不到了。

江成和學生一起完成到這一步就很費時間了,得全部裝好,第二天再來燒結。

燒結又是需要很豐富經驗的,這個江成冇讓學生參加,而是找的工廠技術工人。鍺片很薄,要把鋼球熔在鍺片上還不能燒穿,而且是鍺片夾在中間,一邊一個銦球。燒穿一點就報廢,冇熔合到位也報廢。

到了這一步,江成也不得不使用工具·得心應手了,這東西太考驗操作性了。換成普通熟練技術工人操作,十片鍺片能燒結成功四片都可以開心慶祝了,能成功兩片都還屬於能接受的範圍。

前期光擺放就要手很穩,用鑷子在低倍鏡下操作。銦球很軟的,稍微用點力就變形。

而江成也是第一次在使用工具·得心應手的情況下,出現冇有百分百生產出合格產品的。

還是設備太落後了,燒結不是一次燒一片的。工具·得心應手隻是讓操作工具能力變態,但冇有對應的工具反饋下,憑借感覺來判斷熔燒後的程度,這個真是太難了。

江成是不知道,中科院燒結環節,是用的單片夾具,一次就燒一個鍺片。根本不敢把十幾片放進一爐去賭一把,他們那邊連工藝都在摸索,不像江成簽到一下就知道成熟的工藝了。

江成這邊是長條石墨模具,一下能放十片,而且模具可以一爐放幾個。

工具·得心應手隻能持續兩個小時,而燒結一次準備過程要不少時間,比如爐子升溫要十多分鐘,操作可能隻要三五分鐘,操作完又要降溫,不能直接取出。

所以江成隻能自己操作兩次,剩下的交給技術工人。

將近一百四十片的鍺片,燒結了一整天。江成用六十片燒出了四十一片,而技術工人操作慢不說,八十片就燒結出十三片合格的。畢竟他們也是第一次燒結這個,冇有經驗冇有分寸感覺。

總共弄出來的五十四片鍺圓片,一片圓片含鍺隻有三十毫克多一單,五十四片圓片含鍺不到兩克。

一根兩百克重的單晶棒,弄到最後隻用兩克。

不管有五十四片鍺圓片,江成也滿足了。圓片後麵還有其他步驟,燒結好的圓片還要再切片,用金剛石劃針在顯微鏡下手工劃線格,一個圓片能劃出二十好幾個管芯。

五十四片能製造出一二兩百多個管芯,但上千個管芯不代表能製造出上千個晶體管。

這又考驗操作能力了,用微型電阻焊來焊接引線,又要手特彆穩技術特彆好的師傅。

夾著一個米粒大小的管芯要焊兩三處地方,還要調節電流。

這個過程跟燒結報廢率差不多,一千兩百多個管芯能有四百個焊接合格的就不錯。

後麵還要密封封裝,也有可能因為操作失誤導致一些管芯報廢。

最後江成是花了幾天的時間,才弄出三百多個晶體管。

跟中科院那邊比,江成的原材料是那邊的一倍,又有整套的製造工藝,不像那邊要不斷摸索。而且還在重要步驟上使用外掛,才獲得了這樣一批鍺晶體管。

中科院那邊一百克鍺單晶棒,按照曆史隻製造成功一根晶體管,也就是用了一個管芯的鍺。一個管芯鍺也就四毫克左右,差不多就是整根單晶棒隻使用了兩萬五千分之一的量就廢掉了。

在西方一年生產兩三千萬隻晶體管,在蘇聯也有兩百多萬隻。而江成冇意識到晶體管的重要性,開始跟萬教授討論製造小型收音機了。

幾百個晶體管是不算什麼,但這晶體管怎麼來的很重要。