[发明专利]一种扁平式双层功率信号传输电缆及其形成方法

说明书

 

技术领域

本发明属于空间级功率信号传输技术领域的研究，涉及一种扁平式双层功率信号传输电缆及其形成方法。

背景技术

太阳电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的半导体器件，目前很多空间飞行器使用太阳电池阵发电获得能源的。

空间飞行器上传统的功率、信号传输电缆采用空间级圆型导线为主，未来航天器的发展功率需求大，电缆传输距离长，传输功率和信号数量多，受于收拢空间的限制，传统的圆导线已经无法满足应用需求。

本发明收拢体积小，展开传输距离远，具有多功率、信号传输通道。可以通过机械方式将该扁平式电缆固定在太阳电池板上，其中人字尖结构位于相邻太阳电池板的中间，不与太阳电池板固定。扁平式电缆的人字尖结构设计可以满足太阳电池阵展开和收拢的需求。通过焊接将扁平式电缆与太阳电池电路导通，将太阳电池阵的功率和信号传输到控制器。解决了传统圆形导线大体积、高重量以及与太阳电池板固定繁琐的不足。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种扁平式双层功率信号传输电缆及其形成方法，以解决现有空间飞行器上电缆无法满足功率需求大，传输距离长的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种扁平式双层功率信号传输电缆，包括：中间绝缘层，所述中间绝缘层为聚酰亚胺薄膜，厚度为25μm~75μm；粘结于所述中间绝缘层上表面的上层功率信号传输层；粘结于所述中间绝缘层下表面的下层功率信号传输层，所述上层功率信号传输层和下层功率信号传输层的材料为铜；粘结于所述上层功率信号传输层另一个表面的上层绝缘层，粘结于所述下层功率信号传输层另一个表面的下层绝缘层；位于所述上层绝缘层另一个表面的上层原子氧防护层，位于所述下层绝缘层另一个表面的下层原子氧防护层。

进一步，所述上层功率信号传输层和下层功率信号传输层的厚度为35μm~100μm，20℃时的电阻率低于1.73×10^-8Ω.m。

进一步，所述双层功率信号传输电缆上弯曲形成有人字尖，相邻人字尖弯曲方向相反。

进一步，所述人字尖的弯曲半径的公式为：

 R=[(d₁₃+d₁₂+d_13’)_/2+ d₁₄][(100-E)/E]-( d₁₇₊d₁₆₊d₁₅)，式中d13为第一粘结剂层13的厚度，d12为中间绝缘层12的厚度，d13‘为第二粘结剂层13’的厚度，d14为上层功率信号传输层14的厚度，d15为第三粘结剂层15的厚度，d16为上层绝缘层16的厚度，d17为上层原子氧防护层17的厚度， E为功率传输层14的弹性模量。

进一步，所述上层绝缘层和下层绝缘层的材料为聚酰亚胺薄膜。

进一步，所述上层原子氧防护层和下层原子氧防护层的材料为硅氧烷，厚度为300~800nm。

进一步，相互粘结的各层之间采用粘结剂粘结，粘结剂采用环氧类粘结剂、丙烯酸粘结剂、或聚酯类粘结剂，或改性后的环氧类粘结剂、丙烯酸粘结剂、或聚酯类粘结剂之一。    

本发明还提供一种扁平式双层功率信号传输电缆的形成方法，包括：

步骤一、通过卷对卷生产方式将两面带粘结剂的中间绝缘层分别与上层功率信号传输层和下层功率信号传输层粘结，通过热压方式实现固化成型；

步骤二、分别对上层功率信号传输层和下层功率信号传输层进行图案化处理，分别形成上、下层功率信号传输线路；

步骤三、在所述上、下层功率信号传输线路表面涂粘结剂，再分别覆盖绝缘膜，形成上层绝缘层和下层绝缘层，并压合固化；

步骤四、采用喷涂或溅射的工艺分别在上层绝缘层和下层绝缘层表面形成上层原子氧防护层和下层原子氧防护层；

步骤五、焊盘及人字尖结构制作。

进一步，还包括：在所述双层功率信号传输电缆的侧面形成焊盘结构。

进一步，还包括：分别在双层功率信号传输电缆的上、下表面形成焊盘结构，上层功率信号传输线路的引线与下层功率信号传输线路的引线错位。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：