文｜《中國科學(xué)報》見習(xí)記者 劉如楠
大二創(chuàng)業(yè)、年營業(yè)額約270萬、手握10項專利、“挑戰(zhàn)杯”全國總決賽一等獎……串起這些關(guān)鍵詞的，是武漢工程大學(xué)機電工程學(xué)院2018級本科生張靖宇。
今年剛滿23歲的他，已是一家創(chuàng)新型科技企業(yè)的負責(zé)人，帶領(lǐng)20余人的團隊，攻克了微電子元器件在激光錫焊過程中，溫度難以控制的痛點問題。
(資料圖片)
其團隊研發(fā)出的“精準控溫激光錫焊系統(tǒng)”，可以實現(xiàn)激光溫度可控在±2℃內(nèi)、可以焊接直徑最小為80微米（約為頭發(fā)絲粗細）的焊點，目前已應(yīng)用于手機攝像頭、耳機線圈、Tape-C接口等民用電子產(chǎn)品及軍工系列產(chǎn)品中。
如今，他已被保研至華中科技大學(xué)，可仍然堅持在實驗室工作到凌晨，優(yōu)化技術(shù)設(shè)備、對接下游企業(yè)，每天都有做不完的事。
張靖宇
修壞師兄電腦，來了創(chuàng)業(yè)靈感
張靖宇的創(chuàng)業(yè)靈感來源于一次失敗。
大一剛?cè)雽W(xué)不久，他自告奮勇幫師兄修電腦，將其帶回實驗室用激光焊接，沒想到，不僅沒修好，還讓整個電腦冒了煙。
靜下心來，他反復(fù)想：“為什么呢？激光本身就是熱源，肯定可以加熱，像激光切割、激光打標這些技術(shù)已經(jīng)很成熟了，怎么就把電腦燒壞了呢？”
他聯(lián)系上激光錫焊行業(yè)知名的日本公司，進行咨詢。過程中了解到，激光錫焊的難點在于溫度控制。“由于激光的能量密度非常大，光束打到電路板的一瞬間，溫度急劇升高，如果不對激光進行控制，就會燒壞整個電路板。”張靖宇對《中國科學(xué)報》說。
進一步的調(diào)研中，他發(fā)現(xiàn)微電子元器件的精密焊接技術(shù)有兩種，一是使用國外的激光錫焊設(shè)備，價格高達150萬元，小型代加工廠用不起；另一種是用電烙鐵手工焊接，人力成本高、效率低。
當(dāng)時，學(xué)院的“智能制造工程技術(shù)中心”剛成立不久，作為“雙創(chuàng)教育”的落地平臺，中心為愿意實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的學(xué)生團隊提供場地、設(shè)備、資金等支持，由學(xué)院院長陳緒兵牽頭。
作為該中心的成員，張靖宇和其他同學(xué)等商量，“不然咱們做做激光錫焊試試？”就這樣，有了團隊的雛形。“有點初生牛犢不怕虎的感覺，沒什么成本，做不出來也沒什么。”他說。
湖北省創(chuàng)業(yè)扶持頒獎
關(guān)鍵性技術(shù)創(chuàng)新
在年級輔導(dǎo)員、同時又是陳緒兵博士生的張聰引薦下，張靖宇來到了陳緒兵的辦公室，初步陳述了自己的設(shè)想。
“點子不錯！”得到了陳緒兵的肯定，張靖宇的信心更足了，立即展開詳細調(diào)研，后來又經(jīng)過幾次溝通，爭取到了場地、設(shè)備等的使用權(quán)。
“當(dāng)時的想法是，能把激光錫焊攻克下來，拿去參加學(xué)術(shù)競賽、創(chuàng)業(yè)競賽就很不錯了，沒有想到后來真能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。”張靖宇說，根據(jù)研發(fā)需要，他們又游說了不同院系的同學(xué)來充實團隊。而張聰，在機電一體化設(shè)計方面頗有研究，成了團隊的研發(fā)主力。
這群充滿激情的年輕人做了三四個月，卻卡了在溫度控制問題上。
由于某些精密元器件的材料耐受溫度僅比熔錫溫度略高，而激光能量密度高，升溫速度快，為了保證激光能夠完成焊接，同時又不損傷電子元件，就要求激光錫焊有很高的控溫精度和調(diào)節(jié)靈敏度。
過去的常規(guī)方法是，在激光聚焦鏡側(cè)面加裝紅外測溫儀，以此調(diào)節(jié)控制激光溫度。這樣測得的溫度誤差較大，激光溫度調(diào)控的誤差也會隨之增加。因此，需要依靠大量算法修正，但這又會出現(xiàn)“滯后性”，經(jīng)過一系列算法修正的溫度，早已不是焊點實時的溫度。
初期的研發(fā)，大家都在算法上使勁兒，“我們引入了模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等，試圖依靠算法的改進精準控制激光的實時溫度，但總也行不通。”張靖宇說。
有些灰心的張靖宇、張聰又去找陳緒兵討論，急切地想找到解決辦法。“改變物理結(jié)構(gòu)試試？”陳緒兵順口提了一嘴。
他們了解到，多光路同軸技術(shù)可將多種光束匯聚在同一焦點，可以有效提升測溫精度。大家變得興奮起來，展開了新一輪的研發(fā)。
最終，張靖宇等人通過多方請教及一系列的光學(xué)系統(tǒng)研發(fā)，實現(xiàn)了激光、激光指示器光、無影光、CCD視覺、紅外測溫光，五種不同波段的光同軸傳輸匯聚在同一焦點，即“五光同軸”，并結(jié)合自研的高速高精度驅(qū)動電路和變結(jié)構(gòu)PID控制算法，有效提升了激光錫焊過程中激光溫度的精密控制。
2019年12月7日，斯格維爾科技（武漢）有限公司正式成立，正值大二的張靖宇出任CEO。
團隊里的“焊接劑”
除了研發(fā)上的困難外，組織團隊也非易事。公司成立初期，大家從各自專業(yè)出發(fā)考慮問題，爭執(zhí)、沖突都是常事。
對于機電一體化設(shè)備來說，設(shè)計和試驗都涉及機械、電氣控制、光學(xué)系統(tǒng)等的聯(lián)動，“就像最基本的穿孔走線，團隊搞電氣的同學(xué)希望按照電氣布局的接線順暢度、美觀度來布線，而搞機械的同學(xué)從結(jié)構(gòu)布局考慮，認為前者的穿孔位置不合適。”張靖宇說，“搞工程的人普遍都是‘技術(shù)宅’，大家都認為自己的設(shè)計最合理，不想因為別人而改變。”
當(dāng)雙方爭執(zhí)不下的時候，張靖宇和他的合伙人、機電工程學(xué)院碩士生陳航就成了“和事佬”。
“我們會站在產(chǎn)品的角度進行分析，經(jīng)過討論給出ABC解決方案和各自的利弊，請大家來權(quán)衡采用哪種方案。”張靖宇表示，優(yōu)化產(chǎn)品、推進技術(shù)流程是大家共同的目標，而爭執(zhí)往往是由于缺乏溝通。當(dāng)方案利弊擺出來之后，更改難度小、或是改變后對產(chǎn)品更有利的一方往往會服軟。
如果兩方仍然各持己見，兩位合伙人的辦法是——都試一試。“像參數(shù)調(diào)多少、采用哪種工藝，沒有固定標準，那就通過實踐來證明。”他說。
即便最終同意更改方案，隊員們有時也免不了抱怨：“又要改，煩死了”“怎么不早說”，這時，張靖宇和陳航便會找相應(yīng)的成員單獨“談心”，就像是團隊的“焊接劑”，他們想把每位成員的心都連接在一起，讓大家朝著同一個目標使勁兒。
“同樣的產(chǎn)品，進口的要100多萬，我們只要50萬，這不香嗎？”
解決了內(nèi)部矛盾，下一步就是外部矛盾了。張靖宇積極參加各類創(chuàng)業(yè)比賽、路演、展會等，希望能打開市場。聽了他的介紹，看了樣品展示，許多企業(yè)負責(zé)人都頗有興趣，可一旦聽說眼前的負責(zé)人是個大三的學(xué)生之后，興趣立刻就變成了懷疑。
2021挑戰(zhàn)杯省賽現(xiàn)場
后來，只能請陳緒兵和張聰出馬，“有老師和博士師兄‘撐面兒’，事情就好辦多了。”他笑著說。
接到了最初的訂單，積累起一定的知名度后，再面對企業(yè)的質(zhì)疑時，張靖宇的底氣更足了，“咱們別講那么多，就用技術(shù)說話，同樣的設(shè)備產(chǎn)品，進口的要100多萬，我們只要50萬，這不香嗎？”
最終，公司2021年總營業(yè)額達270萬元，目前已應(yīng)用于手機攝像頭、耳機線圈、Tape-C接口等民用電子產(chǎn)品及軍工系列產(chǎn)品中。張靖宇等研發(fā)主力獲批國家發(fā)明專利5項、實用新型專利5項。
由于依托學(xué)校的各項資源，公司利潤并不為張靖宇個人所有，除了大家的勞務(wù)費，其結(jié)余都將投入到公司的新產(chǎn)品研發(fā)及設(shè)備中。
“只要充滿創(chuàng)造力又夠努力，隨時都可以出發(fā)”
回憶起整個創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷，張靖宇表示，從2019年初到現(xiàn)在，除了必要的課程、考試、比賽等，日常工作14-16個小時。對于專業(yè)課，他認為自學(xué)效率更高，常常在做項目的同時突擊學(xué)習(xí)。
“過程中每一步都走得很難，有著特別多意料之外的問題，但我就相信一句話：‘世上無難事，只怕有心人。’走過來之后，我會覺得不再是困難，因為我已經(jīng)突破了。我已經(jīng)突破的和未來能突破的都不是難事，只是花了時間而已。”他說。
一次分享會上，聚光燈下的張靖宇這樣總結(jié)自己的經(jīng)歷，“我想通過自己的成長經(jīng)歷，讓那些有創(chuàng)新想法的同學(xué)們認識到，創(chuàng)業(yè)不一定非得人到中年，不一定非得等到天時地利人和，只要充滿創(chuàng)造力又夠努力，隨時都可以出發(fā)。”
如今，張靖宇已經(jīng)被保送至華中科技大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)，他在公司的日常管理工作將逐步交接給其他同學(xué)。
談及換專業(yè)，他說：“就活這么幾十年，為什么不多做些嘗試，讓人生路更美麗豐富點呢？以后的重點肯定是新專業(yè)知識的積累學(xué)習(xí)，兼顧目前的公司。未來或許會一直做學(xué)術(shù)研究，或許會二次創(chuàng)業(yè)，誰知道呢？”
標簽： 微電子組裝
