发布时间：2020
北斗三号卫星星上产品研制者唐仁杰:每天都在和“1毫米”较劲
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唐仁杰,生于1986年,四川航天燎原科技有限公司无线电装调骨干,主要负责3D- PLUS、QFN、QFP等星上产品高难度元器件的装焊及返修工作,多次带头开展各种卫星产品硬件电路的调试和技术攻关创新。
近日,北斗卫星导航系统提前半年完成全球星座部署,开通全系统服务。
8月3日,中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在相关发布会上表示,400多家单位、30余万科技人员集智攻关,攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术,突破500余种器部件国产化研制,实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。
唐仁杰,正是30余万科技攻关者中的一员,他所在的四川航天燎原科技有限公司卫星产品事业部,多次承担卫星产品生产任务。作为一名北斗三号卫星星上产品的研制者,唐仁杰有“十年磨一剑”的耐力,也有“穿针引线”的功夫,每天都在与“1毫米”较劲。“产品打造的每一步,都是以毫米计量。每一毫米都决定着卫星上天后的成败。如果失之毫厘,定会差之千里。”
产品以毫米计
要用50倍放大镜检查
尽管大学主攻的是电子专业,但唐仁杰又自学了机械类书籍。“我们做电子产品,离不开机械类相关知识。像我们组装和焊接需要用到的工装件,就与机械相关。”他说。
而给北斗卫星导航系统做星上产品,还必须拿出一个追求“百分百”的态度,不能出现一丝问题。
工作时间,唐仁杰要穿好统一的工作服,并戴好头套。操作过程中,手握的电烙铁下,所要焊接的焊盘宽度也许只有 0.2 毫米。他解释说:“产品内部,每一个器件上都会有多个引脚,焊接工作其实就是将每个引脚与底下的焊盘相连。越微小的器件,焊点就越小。”
每一套产品有成千上万个焊点,而每一个毫米级别的焊点都需要达到特定的要求。焊接完成后,除了机检外,有时还得依赖人工做可视化检查,通常要借助10倍-50倍的放大镜,去查看每一个焊点是否有裂纹,或者覆盖率是否达到质量要求。焊点所要达到的精度,可想而知。
“所以做好我们这个工作,需要时间的积累。老师傅练得久,能很好地感知力度,如果焊点小,每次焊接的时间只有短短几秒。”唐仁杰说,不熟悉的年轻人效率低,半天只能焊一两个。
发明特殊钳子
器件组装效率提升8倍
卫星产品特殊,是因为其产量极少且质量要求极高,不可能有大规模生产的流水线,市面上也不会流通配套生产的工具。
为了提高生产效率,唐仁杰偶尔也会根据产品特殊性,研发制作工艺设备,满足一些精细零件的焊接或组装。
“以这个引线电阻器为例。”采访中,唐仁杰用手指夹起一根直径只有0.54毫米、如针般的轴向通孔元器件说:“在电装过程中,我们需要把这个器件折弯成一个轴对称的‘门’字形状,使其两个末端可以各自垂直插入印制板焊盘上的两个孔内。”
他说,折弯后不仅孔距必须匹配,而且末端还得在0.8毫米的小孔内,处于居中的位置,与孔壁保持至少0.1-0.2毫米的间隙。“技能要求高,成形的间距要准确,而且用钳子折弯时,力度还要到位。”
如何快速准确成形,又减去手工劳作带来的不确定性和误差?2013年前后,唐仁杰的脑海中,开始构画一个通过按压就能让电阻器成形的钳子模型。当时,风头正劲的“3D打印”为唐仁杰提供了思路。“可以先使用低成本的3D打印,既保证仿真模型的现实成形,又不需要考虑具体的金属加工原材料问题。”
经过五个版本的“升级”和改装,一个轴距可调式轴向元器件双边无损成形钳“面世”,它可通过调距组件完成不同器件的成形工作,固定模块、成形滚轮的设置,可保证成形过程器件不受损等。
实际操作中,唐仁杰设计的特殊钳子成形尺寸设置准确、一次成形使用方便、重复成形精度极高。同时,因可快速调节尺寸,成形钳降低了对操作人员的技能要求,稍加培训就可上岗操作,效率提升8倍,且一次成形合格率达100%。
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