一种航天用柔性太阳电池阵基板及其制备方法与流程

文档序号:37656949发布日期:2024-04-18 20:30阅读:13来源:国知局

本发明属于航天器结构与电路相结合领域,尤其涉及卫星太阳电池阵柔性基板结构与电路一体化设计方法,特别是涉及航天用太阳电池阵柔性基板结合电缆一体化计技术。


背景技术:

1、太阳电池阵作为卫星的主电源,在空间轨道上可将太阳能转换为电能,保证航天器在轨运行期间的能量供给。在发射阶段,太阳电池阵基板依靠压紧机构收拢折叠于航天器本体上,抵御发射过载、冲击和振动等恶劣力学环境;在轨工作阶段,基板受到大范围的温度交变载荷反复作用,温度交变次数可达千次至上万次。由于太阳电池阵是航天器寿命周期内唯一的连续能源补体,其能否顺利正常工作已经成为衡量航天器发射任务成败的首要指标。

2、目前卫星平台上应用最广泛的是刚性太阳电池阵基板,其低频电缆铺设于基板正背和表面,即使我国最前沿的空间站采用了轻量化的柔性太阳电池阵基板,也是将电缆铺设于基板正面。上述两种太阳电池阵基板都是将结构基板与电路分离设计,造成了低频电缆铺设分支多而复杂,走向不一致且多次交错,每块基板铺设电缆后总重量一致性差,工人生产效率低等的缺点和不足,上述原因将难以适应卫星趋于批产化、轻量化、高集成一体化、商业化的需求。

3、综上所述,将太阳电池阵复杂低频电缆轻量化、走线简单化、空间最小化、模块化的任务迫在眉睫。


技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种航天用柔性太阳电池阵基板及其制备方法,将柔性太阳电池阵基板和电缆结合一体化设计方法,实现电缆快速生产及铺设,集成化基板电缆后体积小,质量轻,模块化,互换性强。

2、本发明是这样实现的,一种航天用柔性太阳电池阵基板,包括从上到下复合为一体的上聚酰亚胺薄膜、上玻璃丝布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、聚酰亚胺玻纤布、下玻璃丝布和下聚酰亚胺薄膜,或从上到下复合为一体的上聚酰亚胺薄膜、上玻璃丝布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、聚酰亚胺玻纤布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、下玻璃丝布和下聚酰亚胺薄膜,铜箔上提前蚀刻电路形成铜箔电缆和铜箔焊盘,聚酰亚胺玻纤布厚度为0.1mm~6.0mm,铜箔厚度为0.012~0.105mm,上玻璃丝布和下玻璃丝布厚度分别为0.015mm~0.220mm,上聚酰亚胺薄膜和下聚酰亚胺薄膜厚度分别为0.045mm~0.05mm。

3、所述铜箔电缆走向横平竖直,允许有直弯角,不允许有其它角度弯。

4、所述聚酰亚胺玻纤布的正反面带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔时,相通功能的铜箔电缆走线方向一致。

5、上述航天用柔性太阳电池阵基板的制备方法,包括以下步骤:

6、(1)依据太阳电池阵的电路设计需求,选择聚酰亚胺玻纤布单面覆铜箔或双面覆铜箔;

7、(2)使用盐酸或双氧水对步骤(1)的太阳电池阵电路酸性蚀刻,温度环境需要控制在40℃±5℃,蚀刻电路时,铜箔电缆走向横平竖直,允许有直弯角,不允许有其它角度弯;

8、(3)对步骤(2)表面进行表面处理保护,并采用两块玻璃丝布粘接在正背面进行柔性基板刚度加强;

9、(4)在步骤(3)的玻璃丝布外侧分别粘接聚酰亚胺薄膜;

10、(5)完成步骤(4)后按照高温共固化工艺进行,在室温25℃开始起抽真空,压力不小于0.10mpa;升温至55℃后加外压至0.05mpa时停止抽真空,通大气然后继续加外压至0.15mpa;然后升温至90℃后,保温0.5h;继续升温至145℃,保温3.5h后关机;整个共固化过程中,压罐机器最高温度不高于155℃,升温速率不大于2℃/min,低于45℃后开罐。

11、步骤(3)中玻璃丝布提前预浸好,提高粘接能力。

12、本发明具有的优点和技术效果:

13、(1)通过采用本发明方法,可改变传统太阳电池阵在基板正背面铺设低频电缆,造成的铺设分支多而复杂,走向不一致且多次交错,每块基板铺设电缆后总重量一致性差,工人生产效率低等缺点和不足,可实现电缆快速生产及铺设,集成化基板电缆后体积小,质量轻,模块化,互换性强。

14、(2)本发明方法,可以满足宽范围的在轨高低温度交变需求,在高、中、低轨道的航天器太阳电池阵柔性基板均可以使用。

15、(3)相较于传统柔性电路板刚度小、易弯折、不满足太阳翼刚度要求,本发明方法,通过使用聚酰亚胺玻纤布作为增强,可以满足航天器柔性太阳翼的刚度和强度使用要求。



技术特征:

1.一种航天用柔性太阳电池阵基板,其特征在于,包括从上到下复合为一体的上聚酰亚胺薄膜、上玻璃丝布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、聚酰亚胺玻纤布、下玻璃丝布和下聚酰亚胺薄膜,或从上到下复合为一体的上聚酰亚胺薄膜、上玻璃丝布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、聚酰亚胺玻纤布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、下玻璃丝布和下聚酰亚胺薄膜,铜箔上提前蚀刻电路形成铜箔电缆和铜箔焊盘,聚酰亚胺玻纤布厚度为0.1mm~6.0mm,铜箔厚度为0.012~0.105mm,上玻璃丝布和下玻璃丝布厚度分别为0.015mm~0.220mm,上聚酰亚胺薄膜和下聚酰亚胺薄膜厚度分别为0.045mm~0.05mm。

2.根据权利要求1所述航天用柔性太阳电池阵基板,其特征在于,所述铜箔电缆走向横平竖直,允许有直弯角,不允许有其它角度弯。

3.根据权利要求2所述航天用柔性太阳电池阵基板,其特征在于,所述聚酰亚胺玻纤布的正反面带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔时,相通功能的铜箔电缆走线方向一致。

4.如权利要求1-3任一项所述航天用柔性太阳电池阵基板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述航天用柔性太阳电池阵基板的制备方法,其特征在于,步骤(3)中玻璃丝布提前预浸好,提高粘接能力。


技术总结
本发明公开了一种航天用柔性太阳电池阵基板及其制备方法,属于航天器领域,包括从上到下复合为一体的上聚酰亚胺薄膜、上玻璃丝布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、聚酰亚胺玻纤布、下玻璃丝布和下聚酰亚胺薄膜,或从上到下复合为一体的上聚酰亚胺薄膜、上玻璃丝布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、聚酰亚胺玻纤布、带有铜箔电缆和铜箔焊盘的铜箔、下玻璃丝布和下聚酰亚胺薄膜,铜箔上提前蚀刻电路,聚酰亚胺玻纤布厚度为0.1mm~6.0mm,铜箔厚度为0.012~0.105mm,上玻璃丝布和下玻璃丝布厚度分别为0.015mm~0.220mm,上聚酰亚胺薄膜和下聚酰亚胺薄膜厚度分别为0.045mm~0.05mm。将柔性太阳电池阵基板和电缆结合一体化设计方法,实现电缆快速生产及铺设,体积小,质量轻,模块化,互换性强。

技术研发人员:刘发,解晓莉,李文博,肖云鹏,赵颖,鞠佰锟
受保护的技术使用者:中电科蓝天科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/4/17
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