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。
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