CN112496488A - 一种组合式阵元精确对位装配装置及方法 - Google Patents

一种组合式阵元精确对位装配装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合式阵元精确对位装配装置及方法，通过对组合式阵元的结构尺寸进行仔细分析，设计了组合式阵元的专用焊接对位工装夹具，采用定位柱对内导体位置进行精确定位，根据滤波器对位孔尺寸设计内导体对接槽，对接后再进行焊接，保证内导体位置精度满足要求；并且改进了焊接工艺，增加内导体在装焊前对内导体圆柱外圆面进行搪锡，焊接时先在印制板的内导体焊接a位置锡焊，然后沿内导体下端圆柱一周b位置进行锡焊，保证内导体与印制板焊盘间形成良好的焊点形态，保证焊点强度；内导体焊接完成后可与滤波器对位准确，防止组合式阵元组装后内导体受力，获得良好的装配质量。

Description

一种组合式阵元精确对位装配装置及方法
技术领域
本发明属于天线精密安装领域，具体涉及一种组合式阵元精确对位装配装置及方法。
背景技术
组合式阵元是某阵列天线中的一个重要组成部分。组合式阵元的内导体均需焊接在阵元上，需与滤波组件对位准确后对插。故需保证内导体有较高的位置精度，避免后续阵元与滤波组件对接后内导体的焊点受力，影响产品质量。
目前组合式阵元装焊面临如下问题：
因为组合式阵元上的多个内导体在同一个平面上，装焊完成后均需与滤波器对接，对内导体安装位置、垂直度要求高；且内导体与焊盘接触处为圆柱状，对焊点要求。按常规方法焊接，内导体只有圆柱面与印制板通孔焊接，内导体与印制板接触的圆周面不能很好的上锡，焊点质量较差，内导体的位置精度难以控制，焊点质量难以保证，与滤波器对接后焊点处容易受力，实践中已经证明焊接位置形成了裂纹。
发明内容
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种组合式阵元精确对位装配装置及方法，设计了专用焊接夹具安装固定，保证了组合式阵元各内导体的安装位置精度，并且改进了焊接工艺，内导体焊接完成后可与滤波器对位准确，防止组合式阵元组装后内导体受力，获得良好的装配质量。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种组合式阵元精确对位装配装置，其特征在于：
所述组合式阵元包括多层印制板、多个内导体；
所述多层印制板包括从下至上的第一印制板、第二印制板、第三印制板；
所述多个内导体分为第一内导体和第二内导体两类，所述第一内导体为变截面结构，包括第一内导体上段和第一内导体下段，所述第二内导体包括第二内导体本体和设置在其中部的第二内导体坎肩；
所述第一印制板和第二印制板构造有阶梯形的让位孔，包括让位孔上部和让位孔下部，所述第一内导体和第二内导体的上端均通过让位孔与第二印制板焊接固定，下端伸出让位孔；
所述组合式阵元精确对位装配装置包括焊接对位工装夹具，所述焊接对位工装夹具的同一面上包括若干突出的定位柱、若干内导体对接槽、若干滤波器对位槽；
所述焊接对位工装夹具叠合至所述第二印制板上时，所述定位柱与所述第二印制板周边的螺钉安装孔对应定位，所述滤波器对位槽模拟待对接的滤波器的真实位置，用于确定所述内导体对接槽在焊接对位工装夹具上的位置，所述内导体对接槽用于确保所述第一内导体和第二内导体处于居中垂直状态。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在第三印制板未与第二印制板装配之前，将第二印制板倒置，将第一内导体和第二内导体的上端反向放入让位孔上部中；
步骤二、将焊接对位工装夹具的工作面朝向第二印制板的反面，将定位柱插入到第二印制板周边的螺钉安装孔中以进行定位，依次将焊接对位工装夹具叠合在第二印制板的反面，此时，第一内导体和第二内导体的下端均插入到尺寸匹配的内导体定位槽中，形成居中垂直状态；
步骤三、将第二印制板与焊接对位工装夹具整体回正；
步骤四、在第一内导体上段和第二内导体本体的顶部伸出让位孔上部的外周面进行搪锡，先在上端外周面与第二印制板之间的a位置锡焊；
步骤四、撤下焊接对位工装夹具，将第二印制板再倒置；
步骤五、在第二内导体的第二内导体坎肩的外周面与第二印制板之间的b位置进行再锡焊；
步骤六、将第三印制板装配到第二印制板的正面，第三印制板具有的密封凹槽将a位置的焊点盖住密封；
步骤七、将第一印制板装配到第二印制板的反面，形成组合式阵元。
在其中一个优选实施方式中，在步骤四中，搪锡时，将第一内导体下段与让位孔上部之间的间隙填满，将第二内导体本体与让位孔上部之间的间隙填满。
在其中一个优选实施方式中，在步骤四中，搪锡时，还将第一内导体上段与第二印制板的反面之间的间隙填满，将第二内导体坎肩与第二印制板的反面之间的间隙填满。
在其中一个优选实施方式中，在步骤五中，只对第二内导体的b位置进行锡焊，对第一内导体下段与第二印制板的反面不做锡焊处理。
在其中一个优选实施方式中，在步骤五中，还在第一内导体下段的外周面与第二印制板之间的b位置进行再锡焊。
在其中一个优选实施方式中，第一内导体上段的截面尺寸＜让位孔上部的内径＜第一内导体下段的截面尺寸。
在其中一个优选实施方式中，让位孔上部的内径＜第一内导体下段的截面尺寸＜让位孔下部的内径。
在其中一个优选实施方式中，第二内导体本体上端的截面尺寸＜让位孔上部的内径＜第二内导体坎肩的截面尺寸。
在其中一个优选实施方式中，让位孔上部的内径＜第二内导体坎肩的截面尺寸＜让位孔下部的内径。
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，设计了专用焊接夹具安装固定，保证了组合式阵元各内导体的安装位置精度，并且改进了焊接工艺，内导体焊接完成后可与滤波器对位准确，防止组合式阵元组装后内导体受力，获得良好的装配质量。
2、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，一是改进了内导体焊接方法，在内导体与印制板之间形成了良好的焊点，保证焊点强度；二是设计了专用定位装焊工装，通过模拟阵元与滤波器对接情况，保证了内导体的位置精度，消除了内导体的安装误差，进而保证组合式阵元与滤波器的精确对位装配。
3、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，该工装夹具使用方便、质量可靠，通过工装夹具的使用，有效保证了组合式阵元内导体的焊接质量和对接可靠。经力学振动试验后产品性能指标满足技术指标的要求，并使用三维视频对内导体焊接情况进行检查：组合式阵元内导体焊点形态光滑，无空洞，焊点处无裂纹，内导体无变形。
4、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，技术成熟，已应用与多个批次产品的批量生产，组合式阵元焊点未出现开裂而性能失效问题。
附图说明
图1是本发明实施例的组合式阵元精确对位装配装置中已装配好的组合式阵元成品的剖视图；
图2是本发明实施例的组合式阵元精确对位装配装置的已装配好的组合式阵元成品的仰视图；
图3是图1中第一内导体处的局部放大示意图；
图4是第一内导体处局部的另一实施方式的示意图；
图5是图1中第二内导体处的局部放大示意图；
图6是本发明已装配好的阵列天线的侧视图；
图7是本发明已装配好的阵列天线的俯视图；
图8是本发明实施例的组合式阵元精确对位装配装置的焊接对位工装夹具的侧视图；
图9是本发明实施例的组合式阵元精确对位装配装置的焊接对位工装夹具的立体示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-9所示，本发明提供一种组合式阵元精确对位装配装置，其中：
所述组合式阵元包括四层印制板、五个内导体；
如图1-5所示，所述四层印制板包括从下至上的第一印制板1、第二印制板2、第三印制板3、第四印制板；
如图3-5所示，所述五个内导体分为四个第一内导体11和一个第二内导体12两类，所述第一内导体11为变截面结构，包括第一内导体上段111和第一内导体下段112，所述第二内导体12包括第二内导体本体121和设置在其中部的第二内导体坎肩122；
如图3-5所示，所述第一印制板1和第二印制板2构造有阶梯形的让位孔4，包括让位孔上部41和让位孔下部42，所述第一内导体11和第二内导体12的上端均通过让位孔4与第二印制板2焊接固定，下端伸出让位孔4。
在其中一个优选实施方式中，第一内导体上段111的截面尺寸＜让位孔上部41的内径＜第一内导体下段112的截面尺寸。
在其中一个优选实施方式中，让位孔上部41的内径＜第一内导体下段112的截面尺寸＜让位孔下部42的内径。
在其中一个优选实施方式中，第二内导体本体121上端的截面尺寸＜让位孔上部41的内径＜第二内导体坎肩122的截面尺寸。
在其中一个优选实施方式中，让位孔上部41的内径＜第二内导体坎肩122的截面尺寸＜让位孔下部42的内径。
如图8-9所示，所述组合式阵元精确对位装配装置包括焊接对位工装夹具5，所述焊接对位工装夹具5的同一面上包括若干突出的定位柱51、若干内导体对接槽52、若干滤波器对位槽53。
所述焊接对位工装夹具5叠合至所述第二印制板2上时，所述定位柱51与所述第二印制板2周边的螺钉安装孔21对应定位，所述滤波器对位槽53模拟待对接的滤波器的真实位置，用于确定所述内导体对接槽52在焊接对位工装夹具5上的位置，所述内导体对接槽52用于确保所述第一内导体11和第二内导体12处于居中垂直状态。
相应地，内导体对接槽52也分为两类，一类为与第一内导体下段112的下端尺寸匹配的对接槽，由于第一内导体下段112的下端为水平圆柱面，此处的对接槽为内凹平槽；另一类为与第二内导体本体121的下端尺寸匹配的对接槽，由于第二内导体本体121的下端为凸起的弧面如半球面，此处的对接槽为内凹弧面槽。
通过对组合式阵元的结构尺寸进行仔细分析，本发明设计了组合式阵元的专用焊接对位工装夹具，采用定位柱对内导体位置进行精确定位，根据滤波器对位孔尺寸设计内导体对接槽，对接后再进行焊接，保证内导体位置精度满足要求。
采用本本发明的组合式阵元精确对位装配装置进行精确对位装配的方法，包括如下步骤：
步骤一、在第三印制板3未与第二印制板2装配之前，将第二印制板2倒置，将第一内导体11和第二内导体12的上端反向放入让位孔上部41中；
步骤二、将焊接对位工装夹具5的工作面朝向第二印制板2的反面，将定位柱51插入到第二印制板2周边的螺钉安装孔21中以进行定位，依次将焊接对位工装夹具5叠合在第二印制板2的反面，此时，第一内导体11和第二内导体12的下端均插入到尺寸匹配的内导体定位槽52中，形成居中垂直状态；
步骤三、将第二印制板2与焊接对位工装夹具5整体回正；
步骤四、在第一内导体上段111和第二内导体本体121的顶部伸出让位孔上部41的外周面进行搪锡，先在上端外周面与第二印制板2之间的a位置锡焊，如图5所示；
步骤四、撤下焊接对位工装夹具5，将第二印制板2再倒置；
步骤五、在第二内导体12的第二内导体坎肩122的外周面与第二印制板2之间的b位置进行再锡焊，保证内导体与印制板焊盘间形成良好的焊点形态，保证焊点强度，如图5所示；
步骤六、将第三印制板3装配到第二印制板2的正面，第三印制板3具有的密封凹槽31将a位置的焊点盖住密封；
步骤七、将第一印制板1装配到第二印制板2的反面，形成组合式阵元6。
内导体焊接完成后内导体与接收组件7上相应连接器孔位一一对接，然后组合式阵元6及天线罩8通过紧固件安装到天线结构件上，天线各部分安装示意图见图6-7。
在其中一个优选实施方式中，在步骤四中，搪锡时，将第一内导体下段112与让位孔上部41之间的间隙填满，将第二内导体本体121与让位孔上部41之间的间隙填满。
在其中一个优选实施方式中，在步骤四中，搪锡时，还将第一内导体上段111与第二印制板2的反面之间的间隙填满，将第二内导体坎肩122与第二印制板2的反面之间的间隙填满。
在其中一个优选实施方式中，在步骤五中，只对第二内导体12的b位置进行锡焊，对第一内导体下段112与第二印制板2的反面不做锡焊处理。因为从目前的环境强度条件看，暂未发现第一内导体与第二印制板之间的表层裂纹，作为一个基本方案可以暂不进行b位置的焊接处理。但是，为了满足于后期更严苛的环境条件，在其中一个优选实施方式中，在步骤五中，还在第一内导体下段112的外周面与第二印制板2之间的b位置进行再锡焊，如图4所示，确保第一内导体与第二印制板之间也不出现裂纹。
综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：
1、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，设计了专用焊接夹具安装固定，保证了组合式阵元各内导体的安装位置精度，并且改进了焊接工艺，内导体焊接完成后可与滤波器对位准确，防止组合式阵元组装后内导体受力，获得良好的装配质量。
2、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，一是改进了内导体焊接方法，在内导体与印制板之间形成了良好的焊点，保证焊点强度；二是设计了专用定位装焊工装，通过模拟阵元与滤波器对接情况，保证了内导体的位置精度，消除了内导体的安装误差，进而保证组合式阵元与滤波器的精确对位装配。
3、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，该工装夹具使用方便、质量可靠，通过工装夹具的使用，有效保证了组合式阵元内导体的焊接质量和对接可靠。经力学振动试验后产品性能指标满足技术指标的要求，并使用三维视频对内导体焊接情况进行检查：组合式阵元内导体焊点形态光滑，无空洞，焊点处无裂纹，内导体无变形。
4、本发明的组合式阵元精确对位装配装置及方法，技术成熟，已应用与多个批次产品的批量生产，组合式阵元焊点未出现开裂而性能失效问题。
可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种组合式阵元精确对位装配装置，其特征在于：
所述组合式阵元包括多层印制板、多个内导体；
所述多层印制板包括从下至上的第一印制板(1)、第二印制板(2)、第三印制板(3)；
所述多个内导体分为第一内导体(11)和第二内导体(12)两类，所述第一内导体(11)为变截面结构，包括第一内导体上段(111)和第一内导体下段(112)，所述第二内导体(12)包括第二内导体本体(121)和设置在其中部的第二内导体坎肩(122)；
所述第一印制板(1)和第二印制板(2)构造有阶梯形的让位孔(4)，包括让位孔上部(41)和让位孔下部(42)，所述第一内导体(11)和第二内导体(12)的上端均通过让位孔(4)与第二印制板(2)焊接固定，下端伸出让位孔(4)；
所述组合式阵元精确对位装配装置包括焊接对位工装夹具(5)，所述焊接对位工装夹具(5)的同一面上包括若干突出的定位柱(51)、若干内导体对接槽(52)、若干滤波器对位槽(53)；
所述焊接对位工装夹具(5)叠合至所述第二印制板(2)上时，所述定位柱(51)与所述第二印制板(2)周边的螺钉安装孔(21)对应定位，所述滤波器对位槽(53)模拟待对接的滤波器的真实位置，用于确定所述内导体对接槽(52)在焊接对位工装夹具(5)上的位置，所述内导体对接槽(52)用于确保所述第一内导体(11)和第二内导体(12)处于居中垂直状态。
2.一种如权利要求1所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在第三印制板(3)未与第二印制板(2)装配之前，将第二印制板(2)倒置，将第一内导体(11)和第二内导体(12)的上端反向放入让位孔上部(41)中；
步骤二、将焊接对位工装夹具(5)的工作面朝向第二印制板(2)的反面，将定位柱(51)插入到第二印制板(2)周边的螺钉安装孔(21)中以进行定位，依次将焊接对位工装夹具(5)叠合在第二印制板(2)的反面，此时，第一内导体(11)和第二内导体(12)的下端均插入到尺寸匹配的内导体定位槽(52)中，形成居中垂直状态；
步骤三、将第二印制板(2)与焊接对位工装夹具(5)整体回正；
步骤四、在第一内导体上段(111)和第二内导体本体(121)的顶部伸出让位孔上部(41)的外周面进行搪锡，先在上端外周面与第二印制板(2)之间的a位置锡焊；
步骤四、撤下焊接对位工装夹具(5)，将第二印制板(2)再倒置；
步骤五、在第二内导体(12)的第二内导体坎肩(122)的外周面与第二印制板(2)之间的b位置进行再锡焊；
步骤六、将第三印制板(3)装配到第二印制板(2)的正面，第三印制板(3)具有的密封凹槽(31)将a位置的焊点盖住密封；
步骤七、将第一印制板(1)装配到第二印制板(2)的反面，形成组合式阵元。
3.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
在步骤四中，搪锡时，将第一内导体下段(112)与让位孔上部(41)之间的间隙填满，将第二内导体本体(121)与让位孔上部(41)之间的间隙填满。
4.如权利要求3所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
在步骤四中，搪锡时，还将第一内导体上段(111)与第二印制板(2)的反面之间的间隙填满，将第二内导体坎肩(122)与第二印制板(2)的反面之间的间隙填满。
5.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
在步骤五中，只对第二内导体(12)的b位置进行锡焊，对第一内导体下段(112)与第二印制板(2)的反面不做锡焊处理。
6.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
在步骤五中，还在第一内导体下段(112)的外周面与第二印制板(2)之间的b位置进行再锡焊。
7.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
第一内导体上段(111)的截面尺寸＜让位孔上部(41)的内径＜第一内导体下段(112)的截面尺寸。
8.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
让位孔上部(41)的内径＜第一内导体下段(112)的截面尺寸＜让位孔下部(42)的内径。
9.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
第二内导体本体(121)上端的截面尺寸＜让位孔上部(41)的内径＜第二内导体坎肩(122)的截面尺寸。
10.如权利要求2所述的组合式阵元精确对位装配装置的精确对位装配方法，其特征在于：
让位孔上部(41)的内径＜第二内导体坎肩(122)的截面尺寸＜让位孔下部(42)的内径。
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