[发明专利]卫星用微矩形电连接器激光焊接装置及其激光焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光焊接装置及工艺技术，尤其是在半自动的情况下，对宇航用微矩形接插件电缆组件进行安全可靠的半自动焊接操作，具体涉及一种卫星用微矩形电连接器激光焊接装置及其激光焊接方法。

背景技术

卫星在进行总体设计时，减重已成为卫星设计的关键技术，减重指标也成为分系统设计的制约性指标。卫星使用电缆组件作为信号、数据、电源传输通道，现用的电连接器必须适合微型化需求，而微型化电连接器存在的小间距，带来了人工装配的难度。

由于电缆组件的不可替代性，如何适应型号减重和微型化需求，是目前电缆组件装配方面的主要问题。在诸多卫星，都已提出了非常明确的减重设计要求。

目前，在较多型号上，小批量选用了AirBorn公司生产的MM系列(引脚间距1.27mm)的微矩形电连接器，采取了接插件带线进口，然后国内接线的方案，以及焊接接插件进口，然后国内焊接导线的两种方案解决型号应用需求。在配置了激光焊接系统、灌封胶除泡设备后，已较好的解决了少量MM接插件的焊接任务需求。

对于焊杯间距只有1.27mm的MM微矩形电连接器，由于其焊杯间的间隙只有约0.3mm，对焊接质量的要求非常高，一旦出现拉尖或毛刺，极有可能在后续出现焊杯间电气绝缘性能下降，甚至出现浅通现象。

针对这一问题，目前普遍采取了手工方式进行焊接，针对0.3mm焊杯间隙，手工焊接难度大，焊接强度远远高于普通接插件，因此操作人员更易疲劳，从而间接影响产品质量，通过激光焊接方式可实现焊接过程中的自动化，人员疲劳程度得到极大改善，保证产品质量。另一方面，对于如此小的焊杯间间隙，已无法采用现有热缩套管热缩焊点的工艺方式进行电气绝缘。

发明内容

为了解决宇航用微矩形接插件电缆组件的可靠焊接，本发明提供了一种卫星用微矩形电连接器激光焊接系统及其激光焊接方法。本发明采取了对插座焊杯与导线芯线部位全体密闭灌封的方式进行电气绝缘，进一步提升了焊接质量，保证了焊点额电气绝缘性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种卫星用微矩形电连接器激光焊接系统，所述激光焊接系统包括半导体激光焊接装置；所述半导体激光焊接装置包括半导体激光器、三轴运动平台、点胶机、空气压缩机以及操作控制盒，所述半导体激光器、点胶机、空气压缩机与操作控制盒集成于三轴运动平台上，，所述半导体激光器与三轴运动平台电连接，所述点胶机与三轴运动平台电连接，所述操作控制盒与三轴运动平台电连接，所述空气压缩机的出气导管接头接入点胶机的进气接口，所述半导体激光器的激光聚焦头上的CCD镜头的USB连接线插入电脑USB接口。其焊接原理是以半导体激光作为加热源，辐射加热焊杯，通过焊膏(或者预制焊料片)向基板传热，当温度达到钎焊温度时，焊膏熔化，焊杯、导线润湿，形成焊点，同时通过三轴运动平台自动进行接插件对位，点胶机与空气压缩机进行焊杯搪锡，整个系统通过操作控制盒进行统一控制。

作为优选方案，4针黑色连接线将三轴运动平台引脚PORT 1与半导体激光器04-P端口连接；2针黑色连接线将三轴运动平台引脚PORT 2与点胶机02-P端口连接；DB-25连接线将三轴运动平台引脚PORT 5与半导体激光器DB-25端口连接；DB-37连接线将三轴运动平台引脚PORT 6与操作控制盒DB-37端口连接；空气压缩机的出气导管接头接入点胶机的进气接口；半导体激光器的激光聚焦头上的CCD镜头的USB连接线插入电脑USB接口。

作为优选方案，所述三轴运动平台上设有可控制X轴、Y轴、Z轴三个方向的步进电机，三轴各由一台步进电机进行单轴运动控制，步进电机连接丝杆，丝杆上架设第一平台或第二平台，其中第一平台可进行X轴与Z轴联动、第二平台可进行Y轴移动，第一平台上集成有点胶机针头、点胶监控相机、激光聚焦透镜、激光监控相机，共四台设备；第二平台上集成有微调光学平台，进行接插件固定与导线装夹，可通过旋钮对接插件进行X、Y、Z三个方向的微调，整个三轴平台的步进电机通过预设在轴两端的光栅尺进行位移控制。

作为优选方案，所述三轴运动平台上设有可控制X轴、Y轴、Z轴三个方向运动的光栅尺。

作为优选方案，所述三轴运动平台上设有可调节X轴、Y轴、Z轴三个方向的微调光学平台。