破曉的晨光剛漫過實驗樓的窗台,307實驗室裏的歡呼聲就漸漸低了下去。林舟和張弛癱在椅子上,看着示波器屏幕上那條平穩舒展的正弦波,連抬手的力氣都快沒了。一夜的通宵焊接與調試,讓兩人的眼皮沉得像墜了鉛,可眼底的興奮卻怎麼也壓不住。
“總算把動態補償的問題解決了。”張弛灌下一大口涼透的礦泉水,打了個哈欠,“等下把數據整理好,我們就能提交最終的預選賽方案了吧?”
林舟揉了揉酸脹的太陽穴,剛想點頭,目光卻無意間掃過工作台角落的一個黑色設備——那是周教授昨天留下的電磁兼容測試儀。他心裏忽然咯噔一下,猛地坐直了身子:“不對,我們忘了最關鍵的一步。”
張弛愣了愣:“什麼?”
“電磁屏蔽。”林舟的聲音裏帶着一絲凝重,“省賽的現場有大量的電子設備,電源噪聲、射頻幹擾無處不在。我們的電路現在抗幹擾能力爲零,真到了賽場,別說高頻信號,怕是連基礎的靜態測試都過不了。”
這話像一盆冷水,瞬間澆滅了張弛心頭的喜悅。他這才想起,預選賽的方案提交要求裏,明確寫着需通過30dB的電磁屏蔽測試,否則直接淘汰。兩人之前一門心思撲在動態補償上,竟把這個硬性指標拋到了腦後。
“那怎麼辦?”張弛皺起眉,“我們的電路板已經做得很緊湊了,根本沒多餘的空間加金屬屏蔽罩。而且大賽規定,屏蔽結構不能超過電路核心模塊體積的15%,這難度也太大了。”
林舟沒有說話,而是拿起那塊焊好的電路板,對着晨光仔細端詳。電路板的核心模塊是一塊10cm×10cm的雙層板,上面密密麻麻排布着貼片元件,連邊緣的空隙都被用來布置地線了。傳統的金屬屏蔽罩要麼體積超標,要麼會影響電路的散熱,更麻煩的是,屏蔽罩本身還可能引入新的寄生電容,把好不容易調好的動態補償電路再次打亂。
“常規的屏蔽方案肯定行不通。”林舟放下電路板,翻開外公的那本手稿,指尖在泛黃的紙頁上快速劃過,“我記得外公的筆記裏提過,早年國營電子廠做精密儀器時,用過一種導電漆屏蔽工藝,不知道能不能用上。”
張弛湊過來看,只見手稿上畫着一些歪歪扭扭的示意圖,旁邊的批注寫得潦草:“導電漆塗覆於PCB板邊緣接地層,形成微小型屏蔽腔,兼顧輕量化與屏蔽效果,注意漆層厚度與接地可靠性。”
“導電漆?”張弛眼睛一亮,隨即又皺起眉,“這東西我們只在課本裏見過,實操起來難度不小吧?漆層太厚會短路相鄰的引腳,太薄又達不到屏蔽效果,而且我們根本沒有專業的塗覆設備。”
林舟點了點頭,這確實是個難題。導電漆是一種摻有金屬銀粉的特殊塗料,能在非金屬表面形成導電層,起到電磁屏蔽的作用。但專業的塗覆工藝需要用到噴塗機和固化爐,這些設備實驗室裏根本沒有,去外面的加工廠定制,一來一回至少要三天,根本趕不上預選賽的提交時間。
“只能自己動手了。”林舟咬了咬牙,“我們去器材室找找,看看有沒有能用的工具。”
兩人顧不上休息,揣着電路板直奔器材室。器材室的王老師聽了他們的需求,翻箱倒櫃找出了一小罐過期的導電漆、幾支細頭毛筆,還有一台老式的熱風槍。“這漆放了兩年了,不知道還能不能用。”王老師搖了搖罐子,“熱風槍的溫度不太好控制,你們小心點,別把電路板烤壞了。”
回到實驗室,兩人立刻忙活起來。林舟先在草稿紙上畫出屏蔽區域的示意圖——只在電路板的邊緣地線層塗覆導電漆,形成一個閉合的屏蔽環,這樣既不會占用核心元件的空間,又能最大限度地阻擋外界幹擾。
“第一步,清潔電路板邊緣。”林舟用酒精棉仔細擦拭着電路板的邊緣,“必須把油污和焊錫膏的殘留擦幹淨,不然導電漆粘不牢。”
張弛則小心翼翼地擰開導電漆的罐子,一股刺鼻的氣味撲面而來。罐子裏的漆體已經有些凝固,他用一根細玻璃棒攪拌了半天,才勉強恢復了流動性。“這漆的粘稠度不太對。”張弛皺着眉,“太稠了,塗上去會結塊;太稀了,又蓋不住基板。”
林舟湊過去看了看,沉吟片刻:“加點無水乙醇稀釋,比例大概是3:1,應該能調到合適的粘稠度。”
兩人反復調試了好幾次,終於找到了最佳的稀釋比例。林舟拿起一支細頭毛筆,蘸了一點調好的導電漆,屏住呼吸,沿着電路板的邊緣地線層緩緩塗抹。他的手穩得像定住了一樣,筆尖劃過的地方,留下了一層均勻的黑色漆痕。
“慢一點,再慢一點。”張弛在一旁緊張地盯着,“別碰到旁邊的信號引腳,不然就短路了。”
林舟額頭上的汗珠又冒了出來,這活兒比焊接貼片元件還要精細。每一筆都要恰到好處,漆層厚了會增加不必要的體積,薄了又起不到屏蔽作用。他塗完一圈,足足花了半個多小時,放下毛筆時,手臂已經酸得抬不起來。
塗好漆的電路板需要固化,這是最關鍵的一步。林舟把電路板放在隔熱墊上,拿起熱風槍,調到最低檔,對着漆層輕輕吹。熱風槍的溫度不能太高,否則會讓漆層開裂,還可能損壞電路板上的元件;溫度太低,漆層又固化不了,導電性能會大打折扣。
“溫度控制在60℃左右,保持距離10厘米。”林舟盯着熱風槍上的溫度表,小心翼翼地移動着槍口,“每隔一分鍾停一次,看看漆層的固化情況。”
時間一分一秒地過去,實驗室裏彌漫着導電漆固化時的特殊氣味。兩人輪流盯着熱風槍,不敢有絲毫懈怠。張弛的眼睛都看酸了,忍不住抱怨:“早知道這麼麻煩,當初就該留足屏蔽的空間。”
“現在說這些沒用了。”林舟擦了擦汗,“做精密電路,本來就是差之毫厘謬以千裏。”
就在這時,熱風槍的溫度突然跳了一下,從60℃躥到了80℃。林舟眼疾手快,立刻關掉了開關,可還是晚了一步——電路板邊緣的一小塊漆層已經微微發黃,甚至出現了一道細微的裂紋。
“糟了!”張弛驚呼一聲,伸手想去碰,卻被林舟攔住了。
林舟拿起放大鏡,仔細檢查着那塊開裂的漆層,臉色沉了下來。裂紋剛好出現在屏蔽環的接口處,這裏是接地的關鍵位置,一旦導電性能受損,整個屏蔽結構就等於白費了。
“得補救。”林舟咬了咬牙,“用細砂紙輕輕打磨掉開裂的漆層,重新塗一遍,這次一定要控制好溫度。”
兩人不敢再大意,張弛負責盯着溫度表,林舟則拿着熱風槍,像繡花一樣慢慢烘烤。這一次,他們足足花了一個小時,才把漆層完全固化。
固化後的電路板邊緣,形成了一層烏黑發亮的導電層。林舟用萬用表測了一下導電層的電阻,數值幾乎爲零,接地良好。他又把電路板放進電磁兼容測試儀裏,按下了測試按鈕。
測試儀的屏幕上,幹擾信號的強度數值開始飛速下降,最終穩定在了35dB——遠超大賽要求的30dB標準。
“成了!”張弛激動地差點跳起來,聲音都有些發顫。
林舟看着屏幕上的數值,長長地舒了一口氣。懸在心頭的一塊大石,終於落了地。他靠在椅子上,看着窗外已經升高的太陽,只覺得渾身的力氣都被抽幹了。
可還沒等他歇上兩分鍾,實驗室的門就被推開了。周明遠教授走了進來,手裏拿着一份文件,看到兩人疲憊卻興奮的樣子,嘴角露出了一抹笑意。
“電磁屏蔽的難關都攻克了,不錯。”周教授把文件放在桌上,“不過還有個好消息要告訴你們——省賽的組委會臨時調整了規則,預選賽的優秀作品可以直接進入省級重點實驗室進行後續的優化,你們的電路很有希望。”
林舟和張弛對視一眼,都從對方的眼裏看到了難以置信的驚喜。
原來,通宵的燈火之後,不僅是破曉的路,還有更廣闊的天地在等着他們。