CN112467431A - 贵金属合金触点 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及贵金属合金触点。提供了一种触点,所述触点可高度耐腐蚀、可易于制造并且可节省宝贵材料。一个示例可提供具有贵金属合金层的触点以改善耐腐蚀性。所述贵金属合金层可镀有坚硬、耐用、耐磨且耐腐蚀的镀覆叠层以用于进一步改善耐腐蚀性和耐磨性。可通过使用更易得的材料诸如铜或主要为铜基的材料形成所述触点的本体或衬底区域来减少所述触点所消耗的资源。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2017年3月20日提交的美国专利申请号15/464,051的部分继续申请,该申请要求2016年3月18日提交的美国专利申请号62/310,445、2016年9月2日提交的美国专利申请号62/383,381以及2016年9月6日提交的美国专利申请号62/384,120的权益;这些专利申请以引用方式并入。
背景技术
电子设备通常包括一个或多个连接器插座,通过该一个或多个连接器插座,电子设备可提供并且接收电力和数据。电力和数据可通过电缆传送,电缆的每个端部处包括连接器插入件。这些连接器插入件可被插入到通信电子设备中的插座中。在其他电子系统中,第一设备上的触点可与第二设备上的触点直接接触,而无需居间电缆。在此类系统中,第一连接器可形成为第一电子设备的一部分,并且第二连接器可形成为第二电子设备的一部分。
这些各种连接器中的触点可能暴露于可导致触点腐蚀的液体和流体。例如,用户可能有意或无意地将电子设备或连接器插入件浸没在液体中。用户可能将液体或汗液溅出到电子设备或连接器插入件上的触点上。这可导致一个或多个触点腐蚀,特别是在该一个或多个触点上存在电压的情况下。这种腐蚀可能影响电子设备或电缆的操作,并且在苛刻的情况下可使得设备或电缆不能够进行操作。即使在不影响操作的情况下,腐蚀也可能损坏触点的外观。在触点位于电子设备的表面处或位于电缆上的连接器插入件的表面处的情况下,此类腐蚀对于用户而言可为显而易见的,并且其可能会在用户心中产生负面印象,从而对设备或电缆以及设备或电缆的制造商的反映不佳。
这些电子设备中的一些电子设备可能非常受欢迎,因此可以大量制造。因此,可能期望这些触点为易于制造的,使得可满足对设备的需求。还可期望减少稀有或贵重材料的消耗量。
因此,所需要的是可高度耐腐蚀、可易于制造并且可节省宝贵材料的触点。
发明内容
因此,本发明的实施方案可提供可高度耐腐蚀、可易于制造并且可节省宝贵材料的触点(contact)。这些触点可定位于电子设备的表面处、连接器插入件的表面处、电缆上的连接器插入件中、电子设备上的连接器插座中或连接器系统中的其他地方。
本发明的示例性实施方案可提供连接器触点,这些连接器触点包括由贵金属合金形成的层或部分以改善耐腐蚀性。镀上贵金属合金层可用于进一步改善耐腐蚀性和耐磨性。通过使用更常见的材料诸如铜或主要为铜基的材料形成触点的本体或衬底区域,可节省资源。将贵金属合金和更常见的本体或衬底区域进行组合,可以得到耐腐蚀性改善的且总体贵重资源消耗量更低的触点。
在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层或接触部分可以由高熵材料形成。该材料的示例可包括符合ASTM标准B540、B541、B563、B589、B683、B685、或B731的材料、黄金或其他材料。可以选择具有良好的硬度和强度以及高导电性或低电阻的材料用于贵金属合金层,从而降低接触电阻。在本发明的各种实施方案中,贵金属合金层可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。可选择具有良好成形性和高伸长率以改善可制造性的材料用作贵金属合金。在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层可具有小于10微米、大于10微米、10微米至100微米、10微米至数百微米、大于100微米、100微米至数百微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。在本发明的这些和其他实施方案中,触点的部分或全部可由贵金属合金形成。
在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层可包覆在由更常见的材料形成的衬底上,但是在本发明的其他实施方案中,触点的部分或全部可由贵金属合金形成。该衬底可使用铜或为铜基的材料诸如磷青铜形成。在本发明的这些和其他实施方案中,衬底可使用铜-镍-锡、铜-镍-银合金、钢或其他适当的材料或合金形成。可选择具有良好导电性和良好可用性的材料以用于形成触点衬底。还可选择具有与贵金属合金层所用材料类似的良好成形性、伸长率和硬度的材料。在本发明的各种实施方案中,衬底层可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。在本发明的这些和其他实施方案中,本体或衬底层可形成大部分触点,并且可具有小于1mm、大于1mm、介于0.5mm和1.5mm之间、大约1.0mm、介于1mm和10mm之间、大于10mm的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,当贵金属合金被键合或包覆到衬底时,可形成扩散或键合层。该键合层可以是贵金属合金与衬底的合金发生金属间键合的结果。该扩散或键合层的厚度可以小于1微米、大于1微米、1至5微米、5微米或大于5微米。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在贵金属合金层与衬底之间放置一个或多个中间层。这些中间层可具有比铜更好的耐腐蚀性,并且还可比用作贵金属合金的材料更易得。该一个或多个中间层可使用钛、钢、钽或其他材料形成。该材料可基于其可用性、可成形性、伸长率、硬度、传导性、冲压能力或其他特性来选择。
在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层可镀有坚硬、耐用、耐磨且耐腐蚀的镀覆叠层。该叠层可由一个或多个镀覆层形成。
可在贵金属合金层上方镀覆第一镀覆层以用于整平(leveling)和粘附。例如,金、铜或其他材料可充当平整剂,并且趋于填充贵金属合金层表面上的垂直差异。这可有助于覆盖衬底中的缺陷,诸如可由电抛光或化学抛光步骤留下的结节或节点。该第一镀覆层还可在贵金属合金层与第二镀覆层或顶板之间提供粘附。代替金或铜,第一镀覆层可由镍、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,尽管在本发明的其他实施方案中,可省略第一镀覆层。该第一镀覆层可具有小于0.01微米、介于0.01微米和0.05微米之间、介于0.05微米和0.1微米之间、介于0.0.5微米和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有在不同的厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在第一镀覆层上方镀覆顶板。该顶板可提供用于当容纳触点的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配对时的耐用的接触表面。在本发明的各种实施方案中,该顶板可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。该顶板可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。使用铑-钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。该顶板可具有小于0.5微米、介于0.5微米和0.75微米之间、介于0.75微米和0.85微米之间、介于0.85微米和1.1微米之间、大于1.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在第一镀覆层上方镀覆第二镀覆层,而不是在第一镀覆层上方镀覆顶板。第二镀覆层可充当阻隔层以防止颜料从贵金属合金层泄漏到触点的表面,并且可以在此基础上选择用于第二镀覆层的材料。在本发明的这些和其他实施方案中,第二镀覆层可使用镍、钯、锡-铜、银或其他适当的材料形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板带更多正电的第二镀覆层。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。该第二镀覆层可具有小于0.1微米、介于0.1微米和0.5微米之间、介于0.5微米和1.0微米之间、介于1.0微米和1.5微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以省略第一镀覆层,并且第二镀覆层可以直接镀覆在贵金属层上。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在第二镀覆层上方镀覆第三镀覆层。与第一镀覆层类似,第三镀覆层可以提供整平和粘附。例如,金可能趋于填充第二镀覆层(阻隔层)的表面上的垂直差异,并且可以在第二镀覆层与顶板之间提供粘附。例如,镀金层可在钯的第二镀覆层与铑-钌的顶板之间提供粘附。金层可以是预镀金。代替金,第三镀覆层可以由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成。该第三镀覆层可具有小于0.01微米、介于0.01微米和0.05微米之间、介于0.05微米和0.1微米之间、介于0.05微米和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以省略第三镀覆层,并且顶板可以直接镀覆在第二镀覆层上。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在第三镀覆层上方镀覆上述顶板。
在本发明的这些和其他实施方案中,可基于节省宝贵资源、可成形性、伸长率、硬度、导电性、冲压能力或其他性能的期望来选择所使用的镀覆材料。
在本发明的各种实施方案中,这些触点可以各种方式形成。在本发明的示例性实施方案中,贵金属合金层可至少部分地覆盖衬底材料层。如本文所述,可在贵金属合金层与衬底之间放置一个或多个中间层。可以对触点进行冲压,使得贵金属合金层能够包覆到本体或衬底层,或者利用一个或多个中间层包覆在本体或衬底层上方。在冲压期间,所使用的材料可被加热(并且可能退火)并伸长。例如,可使用35%、50%或70%的伸长率。
在本发明的这些和其他实施方案中,载体可以用块状材料冲压而成。这些载体可用于在另外的制造步骤(诸如喷砂、抛光、砂磨、镀覆(例如,如本文所述)、进一步退火或其他工艺步骤)期间承载或以其他方式操纵触点。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在冲压之前将贵金属合金层放置在本体或衬底材料层的顶表面上。在本发明的其他实施方案中,可在本体或衬底材料层中形成一个或多个凹槽,并且可在该一个或多个凹槽中放置贵金属合金层。在本发明的这些和其他实施方案中,这些凹槽中的一个或多个凹槽可比剩余凹槽中的一个或多个凹槽深。这样,触点中的贵金属合金层可以沿触点的侧面的至少一部分具有更大的深度。这可有助于改善沿所得触点的侧面的耐腐蚀性。
在本发明的这些和其他实施方案中,触点可以其他方式形成,并且具有不同的镀覆层。例如,铜合金或其他材料的条带可以对接焊接或者以其他方式固定或附接到贵金属合金条带的侧面,以形成用于冲压的材料条带或材料卷。可以对触点进行冲压,使得所有触点均由贵金属合金形成,而载体由铜合金或其他材料形成。也可以对触点进行冲压,使得仅部分诸如接触部分由贵金属合金形成,而触点的其余部分和载体可由铜合金或其他材料形成以便节省资源。
本发明的这些和其他实施方案可包括位于触点的接触部分或其他部分处的各种镀覆层。在一个示例中,触点衬底可以例如从铜片或铜条带,或具有铜条带焊接到贵金属条带的侧面这一构造的条带冲压而得。电抛光步骤可用于去除冲压毛刺,否则这些冲压毛刺可能会暴露出硅化镍或衬底中的其他颗粒。遗憾的是,电抛光步骤可能在触点表面上留下结节。可以在其位置使用化学抛光,但化学抛光可能在触点表面上留下节点。
因此,可以在衬底上镀覆用于提供表面整平效果的第一镀覆层。该第一镀覆层可以是铜或其他材料,诸如金、镍、锡、锡铜、硬金或金钴,并且其可镀覆在触点衬底上方以使被冲压衬底的表面平整,并且覆盖由电抛光留下的结节或由化学抛光留下的节点以及来自冲压工艺的剩余毛刺或其他缺陷。在本发明的这些其他实施方案中,第一镀覆层可以是足够的,并且可以省略电抛光步骤。第一镀覆层还可以在衬底与能够镀覆在第一镀覆层上方的第二镀覆层之间提供粘附。第一镀覆层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至4.5微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
这些镀覆层中的裂纹可为可能引起腐蚀的流体提供路径。因此,可以在第一镀覆层上方镀覆较硬的第二镀覆层以防止第二镀覆层上方的层发生破裂。该第二镀覆层可由化学镀镍的复合材料形成。该第二镀覆层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至2.0微米、2.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。在本发明的各种实施方案中,可省略该第二层。
第三镀覆层可以与第二镀覆层结合使用。可在第二镀覆层上方镀覆第三镀覆层。该第三镀覆层可为柔软的以吸收冲击,从而使第三镀覆层上方的层中发生的破裂最小化。第三镀覆层可以是金或其他材料,诸如铜、镍、锡、锡铜、硬金或金钴。第三镀覆层可以在其相邻层之间提供粘附,并且还可以提供整平效果。该第三镀覆层可具有0.55微米至0.9微米、0.5微米至1.25微米、1.25微米至2.5微米、2.5微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。在本发明的各种实施方案中,可省略这些第二镀覆层和第三镀覆层,或者可省略第二层,但是也可以添加或省略其他层。
可在第三镀覆层上方镀覆第四镀覆层以提供耐腐蚀性。第四镀覆层可充当阻隔层以防止颜料泄漏到触点的表面,并且可以在此基础上选择用于第四镀覆层的材料。该层可由钯或其他材料诸如镍、锡-铜或银形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板带更多正电的第二镀覆层。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。该层可以比其上方的第五镀覆层稍硬,这可以防止第四镀覆层上方的层在连接期间受到压力时发生破裂。第四镀覆层可具有0.5微米至0.8微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至1.5微米、1.5微米至3.0微米或大于3.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。当使用钯时,可按0.6±0.1ASD或其他适当的速率将其镀覆。
可以在第四镀覆层上方镀覆充当第四镀覆层与顶板之间的粘附层的第五镀覆层。第五镀覆层可以是金或其他材料,诸如铜、镍、锡、锡铜、硬金或金钴。第五镀覆层也可以提供进一步的整平。第五镀覆层可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.10微米至0.20微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
可在第五镀覆层上方形成顶板。该顶板可以是高度耐腐蚀和耐磨的。该顶板可以在高应力位置变薄以降低发生破裂的风险。该顶板可提供用于当容纳触点的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配对时的耐用的接触表面。在本发明的各种实施方案中,该顶板可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。该顶板可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。使用铑-钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。该顶板可具有小于0.5微米、介于0.5微米和0.75微米之间、介于0.65微米和1.0微米之间、介于0.75微米和1.0微米之间、介于1.0微米和1.3微米之间、大于1.3微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的各种实施方案中,这些层可以是变化的。例如,出于各种原因,可省略触点的部分上方的顶板。例如,在触点具有待焊接到印刷电路板上的对应触点的表面安装件或通孔接触部分的情况下,顶板可从该表面安装件或通孔接触部分中省略以改善可焊性。在本发明的其他实施方案中,可以省略其他层,诸如第二镀覆层和第三镀覆层。
在本发明的这些和其他实施方案中,可沿触点的长度以变化的厚度施加一个或多个镀覆层。在这些实施方案中,可使用滚筒镀覆。载体上的触点可与外侧滚筒上的窗口对准,通过该窗口可发生物理气相沉积或其他镀覆。外侧滚筒上的窗口可具有在旋转期间由内侧滚筒改变的孔,该内侧滚筒位于外侧滚筒内。
这些触点可各自具有高磨损接触部分以与对应连接器中的触点配对。它们可具有低应力横梁部分、高应力横梁部分和接触部分,诸如用于与印刷电路板或其他适当的衬底上的对应触点配对的表面安装件或通孔接触部分。触点的衬底可以例如从铜片或铜条带,或具有铜条带焊接到贵金属条带的侧面这一构造的条带冲压而得。电抛光或化学抛光步骤可用于去除冲压毛刺,但它们可能在触点表面上留下结节或节点。
因此,可以在衬底上镀覆用于提供表面整平效果的第一镀覆层。该第一镀覆层可以是铜或其他材料,诸如金、镍、锡、锡铜、硬金或金钴,或其他材料,并且其可镀覆在触点衬底上方以使被冲压衬底的表面平整。在本发明的这些其他实施方案中,第一镀覆层可以是足够的,并且可以省略电抛光步骤。该第一镀覆层还可以在其相邻衬底与第二镀覆层之间提供粘附。该第一镀覆层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
可在第一镀覆层上方镀覆第二镀覆层以提供耐腐蚀性。第二镀覆层可充当阻隔层以防止颜料泄漏到触点的表面,并且可以在此基础上选择用于第二镀覆层的材料。该第二镀覆层可由钯或其他材料诸如镍、锡-铜或银形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板带更多正电的第二镀覆层。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。该层可以比其上方的第三镀覆层稍硬,这可以防止第三镀覆层上方的层在连接期间受到压力时发生破裂。第二镀覆层可具有沿触点长度变化的厚度。例如,该厚度可在0.1微米至0.2微米、0.2微米至0.3微米、0.3微米至0.5微米、0.3微米至1.5微米、1.0微米至1.5微米或大于1.5微米的范围内变化,或者第二镀覆层可具有沿触点长度在不同厚度范围内的厚度。第二镀覆层在高耐磨接触部分附近可以较厚,并且其可以远离高耐磨区域变薄。
可以在第二镀覆层上方镀覆充当第二镀覆层与顶板之间的粘附层的第三镀覆层。第三镀覆层可以是金或其他材料,诸如铜、镍、锡、锡铜、硬金或金钴。第三镀覆层也可以提供整平效果。第三镀覆层可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有沿触点长度在不同厚度范围内的厚度。
可在第三镀覆层上方形成顶板。该顶板可以是高度耐腐蚀和耐磨的。该顶板可在高应力横梁部分中变薄以降低发生破裂的风险。该顶板可提供用于当容纳触点的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配对时的耐用的接触表面。在本发明的各种实施方案中,该顶板可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。该顶板可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。使用铑-钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。该顶板可具有小于0.3微米、介于0.3微米和0.55微米之间、介于0.3微米和1.0微米之间、介于0.75微米和1.0微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。同样,可从表面安装件或通孔接触部分中省略该顶板。该顶板在高耐磨接触部分附近可以较厚,并且其可以远离高耐磨区域变薄。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以在触点上形成其他层以防止磨损和腐蚀。例如,可使用电塑料沉积或电沉积(ED)来形成塑料绝缘或非导电层。该层可以覆盖触点的某些部分以防止腐蚀。触点的接触部分可保持暴露,使得其可与对应连接器中的触点形成电连接。另外,表面安装件或通孔接触部分可保持暴露,使得其可焊接到板或其他适当的衬底上的对应触点。
本发明的这些和其他实施方案可提供非常硬且耐腐蚀以及耐磨的镀覆叠层。遗憾的是,该硬镀覆叠层在弯曲或受力时可能断裂或产生间断。这在沿触点的柔性横梁的部分尤其成问题,该柔性横梁可在触点与对应触点配对时弯曲。因此,具有该硬镀覆叠层的触点可能在其横梁部分中断裂。这些裂纹可产生通向下面的衬底和硬镀覆叠层中的其他反应层的短腐蚀路径,从而加速触点的腐蚀。
因此,本发明的实施方案可在触点的接触部分上提供该硬镀覆叠层,并且可减少或限制柔性横梁区域中镀覆叠层中的层数。在触点不包括柔性横梁部分的情况下,该硬镀覆叠层可用于触点的接触部分和其他部分上方。
在本发明的这些和其他实施方案中,由铜或铜合金、铌及其合金、钽及其合金、铝、铝合金、不锈钢、铑、铑合金、钌、钌合金、铑-钌、铑-铱、其他铂族元素(钯、锇、铱和铂)及其合金B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731、钛、钛合金、金、金合金、银、银合金、其他贵金属或其合金或其他材料形成的衬底可用于触点。可在触点上方形成整平层。该整平层可由铜或其他材料形成,并且可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、2.0微米至4.0微米或大于4.0微米的厚度,或其可具有在不同厚度范围内的厚度。可在整平层上方形成镍基支撑层,诸如镍、锡-镍、镍-钨、磷酸镍、化学镀镍、镍基金属、钯-镍、镍-铜或其他镍基层或其他材料。该镍基支撑层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。可在镍基支撑层上方形成第一闪金镀层。该第一闪金镀层可暴露于触点的表面安装件或其他部分处,其中该触点被焊接到板或其他衬底。该第一闪金镀层可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有沿触点长度在不同厚度范围内的厚度。例如,第一闪金镀层在触点的横梁区域中的厚度可为其原厚度的两倍(或闪金两次)。
接下来可在触点上形成第一贵金属合金层。第一贵金属合金层可以是铑合金,诸如铑-钌。该层可另选地由铑、钌、钌合金、铑-铱、其他Pt族元素(钯、锇、铱和铂)及其合金B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731、钛、钛合金、金、金合金、银和银合金、其他贵金属或其合金形成。第一贵金属合金层可以镀覆在触点的接触部分和横梁部分上方。可以在触点的表面安装件或其他部分上方省略第一贵金属合金层(以及下文描述的后续层),其中该触点被焊接到板或其他衬底。在接触部分中,第一贵金属合金层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、2.0微米至4.0微米或大于4.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。第一贵金属合金层可具有远离接触部分渐缩到较薄尺寸的厚度。例如,在横梁上方,第一贵金属合金层可具有0.5至1.0微米、1.0微米至2.5微米、1.5微米至3.0微米或大于3.0微米的厚度,或者其在接触部分附近可具有不同厚度范围内的厚度,并且其可具有0.2微米至0.6微米、0.3微米至0.7微米、0.7微米至2.0微米或大于2.0微米的厚度,或者其在表面安装件接触部分附近可具有不同厚度范围内的厚度。
第一闪金镀层可充当该第一贵金属合金层的粘合剂,以便将第一贵金属合金层粘附到镍基支撑层。可在接触部分上的第一贵金属合金层上方形成第二闪金镀层,以允许用于在接触部分上方形成极硬镀覆叠层的附加层的粘附。该第二闪金镀层和附加层可从横梁部分省略,以降低硬度并增加横梁的柔性。另外,可以从触点的表面安装接触部分省略第一贵金属合金层和后续层,以允许焊接到板或其他衬底。该第二闪金镀层可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。可在接触部分上的第二闪金镀层上方形成银、钯或银-钯基层。该层可由银及其合金、钯及其合金、银钯、三元银-钯-碲或四元银-钯-铋-碲、钯镍或其他材料形成。该层可以是比在其表面上形成的后续层更具反应性的层。该更具反应性的层可承受腐蚀效应的冲击,同时保护其上方和下方的较低反应性的层。为了帮助确保该层吸收大部分腐蚀效应,可以形成其结构中具有许多微裂纹或微孔的层。该银或银钯基层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
接下来可在接触部分上形成第二贵金属合金层。该第二贵金属合金层可以由与第一贵金属合金层相同的材料形成,或者其可以由不同的材料形成。第二贵金属合金层可由铑合金形成,诸如铑-钌。该层可另选地由铑、钌、钌合金、铑-铱、其他Pt族元素(钯、锇、铱和铂)及其合金B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731、钛、钛合金、金、金合金、银和银合金、其他贵金属或其合金形成。第二贵金属合金层可以在接触部分的表面处形成顶板。该第二贵金属合金层可以在触点的接触部分上形成极硬镀覆叠层的表面。该第二贵金属合金层可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、2.0微米至4.0微米或大于4.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
为了避免在触点的横梁部分处的镀覆层发生破裂,该极硬镀覆叠层可限于触点的接触部分。由于触点的横梁部分不直接形成电连接,因此可以用可延展的非导电保护层进行保护。该层可为由包含杂质的基体材料形成的非导电电泳涂层。这些杂质可通过增加腐蚀性元素在到达电泳涂层下方的镀覆叠层之前必须行进穿过涂层的总距离来减慢腐蚀。在本发明的这些和其他实施方案中,基体材料可为丙烯酸树脂、塑料或其他材料。这些杂质可为二氧化钛、聚四氟乙烯、滑石、氧化镁、氧化铝、氧化钙或其他无机颗粒中的一种。这些颗粒可阻挡通过非导电电泳涂层的腐蚀路径,从而延长有效腐蚀路径。该非导电电泳涂层可具有2.0微米至5.0微米、3.0微米至10.0微米、5.0微米至15.0微米、10.0微米至20.0微米或大于10.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。该电泳涂层能够以与本文所述的其他电泳涂层相同或类似的方式形成。与本文所公开的其他示例一样,可省略这些层中的一个或多个层,诸如第二闪金镀层,并且可添加一个或多个其他层。
虽然本发明的实施方案非常适合于触点结构及其制造方法,但本发明的这些和其他实施方案可用于改善其他结构的耐腐蚀性。例如,电子设备机箱和壳体、连接器外壳和屏蔽件、电池端子、磁性元件、测量和医疗设备、传感器、紧固件、可佩戴计算设备的各个部分例如夹具和条带、轴承、齿轮、链、工具,或者这些部分中的任何部分可以用如本文所述以及由本发明的实施方案以其他方式提供的贵金属合金和镀覆层覆盖。可以如本文所述形成或制造用于这些结构的贵金属合金和镀覆层,并且可由本发明的实施方案以其他方式提供。例如,用于紧固件、连接器、扬声器、接收器磁体、接收器磁体组件、麦克风和其他设备的磁体和其他结构可以通过诸如本文所示以及本发明的其他实施方案中的那些结构和方法来改善其耐腐蚀性。
在本发明的各种实施方案中,触点的部件及其连接器组件可采用各种材料以各种方式形成。例如,触点和其他导电部分可以通过冲压、压印、金属注射模制、机械加工、微加工、3D印刷或其他制造工艺形成。导电部分可由不锈钢、钢、铜、铜钛、磷青铜、钯、钯银或其他材料或材料的组合形成,如本文所述。它们可镀有或涂覆有镍、金、钯或其他材料,如本文所述。非导电部分,诸如外壳和其他部分可使用注射模制或其他模制、3D打印、机械加工或其他制造工艺形成。非导电部分可由硅或硅树脂、聚酯薄膜、聚酯胶带、橡胶、硬橡胶、塑料、尼龙、弹性体、液晶聚物(LCP)、陶瓷或其他非导电材料或材料的组合形成。
本发明的实施方案可提供可定位于或可连接到各种类型的设备诸如便携式计算设备、平板电脑计算机、台式计算机、膝上型电脑、单体计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、键盘、盖子、机箱、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其他设备的触点及其连接器组件。这些触点及其连接器组件可为信号提供路径,这些信号符合各种标准,诸如通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、ThunderboltTM、Lightning、联合测试行动小组(JTAG)、测试访问端口(TAP)、定向自动随机测试(DART)、通用异步接收器/发射器(UART)、时钟信号、功率信号以及已开发、正在开发或将来开发的其他类型的标准、非标准和专有接口及其组合。在本发明的各种实施方案中,这些连接器提供的这些互连路径可用来输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。
本发明的各种实施方案可包含本文所述的这些和其他特征中的一个或多个特征。通过参考以下具体实施方式和附图,可更好地理解本发明的实质和优点。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施方案的电子系统;
图2示出了在电子设备的表面处的根据本发明的实施方案的多个触点;
图3示出了根据本发明的实施方案的触点组件外壳中的多个触点;
图4示出了根据本发明的实施方案的触点的剖视图;
图5示出了根据本发明的实施方案的可用于镀覆触点的接触表面的镀覆叠层;
图6示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法;
图7示出了根据本发明的实施方案的冲压或压印的触点的侧视图;
图8示出了可通过结合本发明的实施方案来改善的连接器插件;
图9示出了根据本发明的实施方案的触点的侧视图;
图10示出了根据本发明的实施方案的可用于镀覆触点的接触表面的镀覆叠层;
图11示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法;
图12示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法;
图13示出了根据本发明的实施方案的另一触点;
图14示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法;
图15示出了根据本发明的实施方案的形成用于触点的层的方法;
图16示出了根据本发明的实施方案的形成用于触点的层的另一方法;
图17示出了根据本发明的实施方案的另一触点;
图18示出了根据本发明的实施方案的可被冲压以形成触点的材料卷;
图19示出了根据本发明的实施方案的可用于冲压触点的图案;
图20示出了根据本发明的实施方案的可用于冲压触点的另一图案;
图21示出了根据本发明的实施方案的可用于冲压触点的另一图案;
图22示出了根据本发明的实施方案的触点镀覆层;
图23示出了根据本发明的实施方案的可用于镀覆触点的双滚筒;
图24示出了图23的双滚筒的镀覆窗的孔;
图25示出了根据本发明的实施方案的可被镀覆的触点;
图26示出根据本发明的实施方案的镀覆层;
图27示出了根据本发明的实施方案的多个触点和载体;
图28示出了根据本发明的实施方案的部分镀有塑料、树脂或其他材料的触点;
图29示出了根据本发明的实施方案的包括部分地镀有塑料、树脂或其他材料的触点的连接器插座;
图30示出了根据本发明的实施方案的制造部分地镀有塑料、树脂或其他材料的触点的方法;
图31示出了根据本发明的实施方案的另一触点及其镀覆叠层;
图32示出了根据本发明的实施方案的用于触点横梁的镀覆层和涂层的一部分;
图33示出了根据本发明的实施方案的连接器插座的侧视图;以及
图34示出了根据本发明的实施方案的触点的接触部分的顶部边缘的侧视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施方案的电子系统。与其他被包括的附图一样,本附图是为了进行示意性的说明而显示,并且它并不限制本发明的可能的实施方案或权利要求。
在该示例中,主机设备110可连接到附件设备120以便共享数据、电力或两者。具体地,主机设备110上的触点220可电连接到附件设备120上的触点222。主机设备110上的触点220可经由电缆130电连接到附件设备120上的触点222。在本发明的其他实施方案中,主机设备110上的触点220可以物理接触并且直接电连接到附件设备120上的触点222。
为了便于主机设备110上的触点220与附件设备120上的触点222之间的定向连接,主机设备110上的触点220和附件设备120上的触点222可定位于其相应设备的表面上。但是该位置可使得它们容易暴露于液体或其他流体。这种暴露,特别是当暴露的触点上存在电压时,可能导致触点腐蚀。这种腐蚀可损坏触点,并且对于用户而言可为显而易见的。这种腐蚀可导致设备的操作减少,并且甚至可使设备不能够进行操作。即使当这种腐蚀未达到设备受损的水平时,其也可在用户心中产生负面印象,从而对设备和设备的制造商的反映不佳。
因此,本发明的实施方案可提供可高度耐腐蚀的触点。但是通常,此类耐腐蚀性的增加可导致可制造性的降低。因此,本发明的实施方案可提供易于制造并且可使用有限量的宝贵资源制造的触点。下图示出了示例。
图2示出了在电子设备的表面处的根据本发明的实施方案的多个触点。在该示例中,触点220被示出为位于设备壳体210的表面处。触点220可通过触点组件外壳230的绝缘环与设备壳体210绝缘。在本发明的其他实施方案中,例如,在设备壳体210不导电的情况下,可能不需要由触点组件外壳230提供的绝缘,并且可以省略触点组件外壳230。在本发明的其他实施方案中,触点220可用于连接器插入件(诸如本文所示的连接器插入件)、连接器插座或其他连接器结构。
在下文的示例中,更详细地示出了触点220。在本发明的这些和其他实施方案中,附件设备120上的触点222可与主机设备110上的触点220相同、基本上类似、类似或不同。
在本发明的各种实施方案中,设备壳体210的表面可具有各种形状或轮廓。例如,设备壳体210可以是平坦的、弯曲的或具有其他形状。触点220的表面可类似地形成轮廓,使得触点220的表面匹配设备壳体210的相邻或局部轮廓。在本发明的这些和其他实施方案中,设备壳体210部分可类似地形成轮廓以匹配触点220和设备壳体210的相邻或局部轮廓。虽然在该示例中示出了类似尺寸的三个触点,但是在本发明的其他实施方案中,可以采用其他数量的触点,诸如两个、四个或多于四个触点,并且这些触点中的一个或多个触点可以具有不同的尺寸。
图3示出了根据本发明的实施方案的触点组件外壳中的多个触点。在该示例中,触点220可定位于触点组件外壳230中。在本发明的各种实施方案中,触点220的下侧可与柔性电路板、印刷电路板或其他适当的衬底配对。
图4示出了根据本发明的实施方案的触点的剖视图。如前所述,触点220被示出为定位于触点组件外壳230的绝缘环中。触点220可包括本体或衬底层410。尽管触点220可具有与本发明的实施方案相符的其他形状,但触点220可主要具有盘形形状。本体或衬底层410可包括窄部分422,该窄部分可通过焊料区域450电连接到板440。板440可以是柔性电路板、印刷电路板或其他适当的衬底。板440可连接到电子设备外壳触点220中的电气或机械部件。这样,电力和信号可经由触点220在该电子设备与第二电子设备之间传输。
触点220可包括本体或衬底层410。可使用更易得的材料诸如铜或主要为铜基的材料诸如磷青铜形成本体或衬底层410来减少触点220所消耗的资源。在本发明的这些和其他实施方案中,本体或衬底层410可使用铜-镍-锡、铜-镍-银合金、钢或其他适当的材料或合金形成。可选择具有良好导电性和良好可用性的材料用于形成本体或衬底层410。还可选择具有与贵金属合金层420所用材料类似的良好成形性、伸长率和硬度的材料。在本发明的各种实施方案中,衬底层可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。在本发明的这些和其他实施方案中,本体或衬底层410可形成大部分触点,并且可具有小于1mm、大于1mm、介于0.5mm和1.5mm之间、约1.0mm、介于1mm至10mm之间、大于10mm的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
本体或衬底层410可由贵金属合金层420包覆。贵金属合金层420可以是高熵材料,诸如符合ASTM标准B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731的材料、黄金或其他材料。可以选择具有良好的硬度和强度以及高导电性或低电阻的材料用于贵金属合金层420。可选择具有良好成形性或高伸长率以改善可制造性的材料用作贵金属合金。在本发明的各种实施方案中,贵金属合金层420可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层420可具有小于10微米、大于10微米、10微米至100微米、10微米至数百微米、大于100微米、100微米至数百微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在贵金属合金层420与本体或衬底层410之间放置一个或多个中间层。这些中间层可具有比铜更好的耐腐蚀性,并且可比用作贵金属合金的材料更易得。该一个或多个中间层可使用钛、钢、钽或其他材料形成。该材料可基于其可用性、可成形性、伸长率、硬度、传导性、冲压能力或其他特性来选择。
包覆层或贵金属合金层420可以由一个或多个镀覆层进行镀覆,在此示出为镀覆叠层430。镀覆叠层(诸如镀覆叠层430)可用于提供与如图1所示的设备壳体210的颜色匹配或期望的颜色不匹配。镀覆叠层(诸如镀覆叠层430)还可用于为触点220提供硬的耐刮擦表面。此类镀覆叠层的示例在下图中示出。
图5示出了根据本发明的实施方案的可用于镀覆触点的接触表面的镀覆叠层。该镀覆叠层430可以包括第一镀覆层510,该第一镀覆层可以如图4所示镀覆在贵金属合金层420上方以用于整平和粘附。例如,金可能趋于填充贵金属合金层420的表面上的垂直差异。这些垂直差异可能包括通过对下面的材料执行电解抛光和化学抛光而留下的节点和结节。第一镀覆层510还可在贵金属合金层420与第二镀覆层520之间提供粘附。代替金,第一镀覆层510可以由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成。该第一镀覆层510可具有小于0.01微米、介于0.01微米和0.05微米之间、介于0.05微米和0.1微米之间、介于0.05微米和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以省略第一镀覆层510,并且第二镀覆层520可以直接镀覆在贵金属层上。
在本发明的这些和其他实施方案中,第二镀覆层520可以镀覆在第一镀覆层510上方。第二镀覆层520可充当阻隔层以防止颜料从贵金属合金层420泄漏到触点220的表面,并且可以在此基础上选择用于第二镀覆层520的材料。在本发明的这些和其他实施方案中,第二镀覆层520可以使用镍、钯、锡-铜、银或其他适当的材料形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板540带更多正电的第二镀覆层520。这可使顶板540充当牺牲层,从而保护下方第二镀覆层520中的钯。该第二镀覆层520可以比其上方的第三镀覆层530稍硬,这可以防止第三镀覆层530上方的层在连接期间受到压力时发生破裂。该第二镀覆层520可具有小于0.1微米、介于0.1微米和0.5微米之间、介于0.5微米和1.0微米之间、介于1.0微米和1.5微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,第三镀覆层530可以镀覆在第二镀覆层520上方。与第一镀覆层510类似,第三镀覆层530可以提供整平和粘附。例如,金可能趋于填充第二镀覆层(阻隔层)的表面上的垂直差异,并且可以在第二镀覆层520与顶板540之间提供粘附。代替金,第三镀覆层530可以由镍、钯、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成。该第三镀覆层530可具有小于0.01微米、介于0.01微米和0.05微米之间、介于0.05微米和0.1微米之间、介于0.05微米和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,顶板540可以镀覆在第三镀覆层530上方。顶板540可提供用于当容纳触点的电子设备上的触点220与第二电子设备上的对应触点配对时的耐用的接触表面。在本发明的各种实施方案中,顶板540可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。顶板540可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。使用铑钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板540的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。顶板540可具有小于0.5微米、介于0.5微米和0.75微米之间、介于0.75微米和0.85微米之间、介于0.85微米和1.1微米之间、大于1.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以省略第三镀覆层530,并且顶板540可以直接镀覆在第二镀覆层520上。
在本发明的这些和其他实施方案中,顶板540可以直接镀覆在第一镀覆层510上方,并且可以省略第二镀覆层520和第三镀覆层530。
在本发明的这些和其他实施方案中,可基于可用性、可成形性、伸长率、硬度、传导性、冲压能力或其他特性来选择所使用的镀覆材料。可以各种方式形成本文所示并与本发明的实施方案相符合的这些和其他触点。示例在下图中示出。
图6示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法。这种方法及类似方法可以用于制造本文所示的上述触点和其他触点,以及根据本发明的实施方案所述的其他触点。在该示例中,本体或衬底层410可以至少部分地由贵金属合金层420覆盖。这些层可设置在卷材610中。卷材610可被冲压或压印以形成触点220。附接到触点220的载体620可类似地被冲压。载体620可用于在后续处理步骤(例如喷砂、抛光、蚀刻、退火或其他处理步骤)期间操纵触点220。能够以有效利用贵金属合金层420的方式冲压触点220。来自贵金属层(诸如贵金属合金层420)和本体或衬底(诸如本体或衬底层410)的未使用的材料可再循环或以其他方式重复使用。
可能非常难以用贵金属合金层420镀覆本体或衬底层410。因此,在本发明的该实施方案中,触点220可以由本体或衬底层410和贵金属合金层420冲压而成。该冲压工艺可以是压印或其他类型的工艺。该冲压工艺可以将贵金属合金层420粘结到本体或衬底层410。该冲压工艺可在升高的温度(其可用于退火)下进行。卷材610的材料可以在冲压或压印期间被拉伸或伸长,以便粘结贵金属合金层420和本体或衬底层410。例如,可使用35%、50%或70%的伸长率。
在本发明的这些和其他实施方案中,当贵金属合金被键合或包覆到衬底时,可形成该扩散或键合层。该键合层可以是贵金属合金层420与本体或衬底层410的合金发生金属间键合的结果。该扩散或键合层的厚度可以小于1微米、大于1微米、1至5微米、5微米或大于5微米。
这个过程及类似过程可用于形成此处和本发明的其他实施方案中所述的触点。冲压触点的示例在下图中示出。
图7示出了根据本发明的实施方案的冲压或压印的触点的侧视图。触点220可包括具有窄部分422的本体或衬底层410。窄部分422可以被焊接到柔性电路板、印刷电路板或其他适当的衬底。本体或衬底层410可包覆有贵金属合金层420。尾部部分710可在载体620已从触点220断开或以其他方式物理断开之后保留。在冲压之后,触点220可被喷砂、退火、抛光、镀覆或经受其他处理步骤,如本文所示。
在上述示例中,触点220被示出为设备壳体210的表面处的触点。在本发明的其他实施方案中,相同或类似的结构、层、制造步骤和处理步骤可用于形成用于连接器插入件或连接器插座的触点,例如触点位于设备壳体开口中的连接器插座。可用于连接器插入件或连接器插座的此类触点的示例在下图中示出。本发明的这些和其他实施方案可用作设备表面或如上所示的其他地方的触点。
图8示出了可通过结合本发明的实施方案来改善的连接器插件。在该示例中,连接器插入件可包括围绕用于触点820的开口830的接地环810。触点820可具有沿Y方向上的长轴的长度,该长度长于沿X方向上的短轴的长度。通常,开口830可用包覆成型件填充,使得仅暴露触点820的表面。虽然触点820在此处被示出为定位于连接器插入件中,但在本发明的其他实施方案中,本文所示的触点820和其他触点以及符合本发明的实施方案的那些触点可定位于设备壳体的表面处、连接器插座中或另一类型的接触结构中。
图9示出了根据本发明的实施方案的触点的侧视图。触点820可包括本体或衬底层910。本体或衬底层910可终止于窄部分912中。窄部分912可通过焊料960电连接到板970上的触点,该板可为柔性电路板、印刷电路板或其他适当的衬底。本体或衬底层910的部分下方的区域950可包括气隙,以减少触点820之间的侧到侧电容。板970可连接到连接器插入件外壳触点820中的导体或者电气或机械部件。这样,电力和信号可经由触点820在第一电子设备与第二电子设备之间传输。
本体或衬底层910可由贵金属合金层920包覆。贵金属合金层920可由镀覆叠层930进行镀覆。镀覆叠层930可沿被示出为区域933的触点的侧面延伸。区域933可被省略或可沿触点820的下侧的其他部分延伸。触点820可定位于如图8所示的接地环810中的开口830中的包覆成型区域940中。
可使用易得的材料诸如铜或主要为铜基的材料诸如磷青铜形成本体或衬底层910来减少触点820所消耗的资源。在本发明的这些和其他实施方案中,本体或衬底层910可使用铜-镍-锡、铜-镍-银合金、钢或其他适当的材料或合金形成。可选择具有良好导电性和良好可用性的材料用于形成本体或衬底层910。还可以选择具有与贵金属合金层920所用材料类似的良好成形性、伸长率和硬度的材料。在本发明的各种实施方案中,本体或衬底层910可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。在本发明的这些和其他实施方案中,本体或衬底层910可形成大部分触点,并且可具有小于1mm、大于1mm、0.5mm至1.5mm、大约1.0mm、介于1mm和10mm之间、大于10mm的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
本体或衬底层910可由贵金属合金层920包覆。贵金属合金层920可以是高熵材料,诸如符合ASTM标准B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731的材料、黄金或其他材料。可以选择具有良好的硬度和强度以及高导电性或低电阻的材料用于贵金属合金层920。可选择具有良好成形性和高伸长率以改善可制造性的材料用作贵金属合金。在本发明的各种实施方案中,贵金属合金层920可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层920可具有小于10微米、大于10微米、10微米至100微米、10微米至数百微米、大于100微米、100微米至数百微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可在贵金属合金层920与本体或衬底层910之间放置一个或多个中间层。这些中间层可具有比铜更好的耐腐蚀性,并且还可比用作贵金属合金的材料更易得。该一个或多个中间层可使用钛、钢、钽或其他材料形成。该材料可基于其可用性、可成形性、伸长率、硬度、传导性、冲压能力或其他特性来选择。
包覆层或贵金属合金层920可以由一个或多个镀覆层进行镀覆,在此示出为镀覆叠层930。镀覆叠层930可用于提供与如图8所示的接地环810的颜色匹配或期望的颜色不匹配。镀覆叠层930还可用于为触点820提供硬的耐刮擦表面。此类镀覆叠层的示例在下图中示出。
图10示出了根据本发明实施方案的可用于镀覆触点的接触表面的镀覆叠层。该镀覆叠层930可以包括第一镀覆层1010,该第一镀覆层可以如图9所示镀覆在贵金属合金层920上方以用于整平和粘附。例如,金可能趋于填充贵金属合金层920的表面上的垂直差异。这些垂直差异可能包括通过对下面的材料执行电解抛光和化学抛光而留下的节点和结节。第一镀覆层1010还可在贵金属合金层920与第二镀覆层1020之间提供粘附。代替金,第一镀覆层1010可以由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成。该第一镀覆层1010可具有小于0.01微米、介于0.01微米和0.05微米之间、介于0.05微米和0.1微米之间、介于0.05微米和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,第二镀覆层1020可以镀覆在第一镀覆层1010上方。第二镀覆层1020可充当阻隔层以防止颜料从贵金属合金层920泄漏到触点的表面,并且可以在此基础上选择所使用的材料。在本发明的这些和其他实施方案中,第二镀覆层1020可以使用镍、钯、锡-铜、银或其他适当的材料形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板1040带更多正电的第二镀覆层1020。这可使顶板1040充当牺牲层,从而保护下方第二镀覆层1020中的钯。该第二镀覆层1020可以比其上方的第三镀覆层1030稍硬,这可以防止第三镀覆层1030上方的层在连接期间受到压力时发生破裂。该第二镀覆层1020可具有小于0.1微米、介于0.1微米和0.5微米之间、介于0.5微米和1.0微米之间、介于1.0微米和1.5微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以省略第一镀覆层1010,并且第二镀覆层1020可以直接镀覆在贵金属合金层920上。
在本发明的这些和其他实施方案中,第三镀覆层1030可以镀覆在第二镀覆层1020上方。与第一镀覆层1010类似,第三镀覆层1030可以提供整平和粘附。例如,金可能趋于填充第二镀覆层(阻隔层)的表面上的垂直差异,并且可以在第二镀覆层1020与顶板1040之间提供粘附。代替金,第三镀覆层1030可以由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成。该第三镀覆层1030可具有小于0.01微米、介于0.01微米和0.05微米之间、介于0.05微米和0.1微米之间、介于0.05微米和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,顶板1040可以镀覆在第三镀覆层1030上方。顶板1040可提供用于当容纳触点的电子设备上的触点820与第二电子设备上的对应触点配对时的耐用的接触表面。顶板1040可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。使用铑钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板540的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。在本发明的各种实施方案中,顶板1040可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。顶板1040可具有小于0.5微米、介于0.5微米和0.75微米之间、介于0.75微米和0.85微米之间、介于0.85微米和1.1微米之间、大于1.1微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以省略第三镀覆层1030,并且顶板1040可以直接镀覆在第二镀覆层1020上。
在本发明的这些和其他实施方案中,顶板1040可直接镀覆在第一镀覆层1010上方,并且可以省略镀覆层1020和1030中的任一者或两者。
在本发明的这些和其他实施方案中,可基于可用性、可成形性、伸长率、硬度、传导性、冲压能力或其他特性来选择所使用的镀覆材料。
可以各种方式形成本文所示并与本发明的实施方案相符合的这些和其他触点。示例在下图中示出。
图11示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法。这种方法及类似方法可以用于制造本文所示的上述触点和其他触点,以及根据本发明的实施方案所述的其他触点。
在该示例中,本体或衬底层910可以至少部分地由贵金属合金层920覆盖。这些层可设置在卷材上,如图6中的卷材610所示。触点820可以被冲压、压印或以其他方式形成在这些层中。可在同一时间冲压载体(未示出),并且在进一步的处理步骤期间将其用于处理触点820。
在本发明的其他实施方案中,贵金属合金层920可以嵌入在本体或衬底层910中。示例在下图中示出。
图12示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法。在该示例中,在本体或衬底层910的表面中已刮削、切割、蚀刻或以其他方式形成了凹槽。贵金属合金层920已放置或形成在该凹槽中。如前所述,触点820可以被冲压或压印。可在同一时间冲压载体(未示出),并且在进一步的处理步骤期间将其用于处理触点820。
图13示出了根据本发明的实施方案的另一触点。在该示例中,层和结构中的一些或全部可以与图9所示的触点相同。贵金属合金层920可沿本体或衬底层910的侧面延伸。这可以进一步有助于减少腐蚀。具体地讲,如果水分或液体在940与触点820之间渗入,则本体或衬底层910的侧面可受到腐蚀。该腐蚀可以通过贵金属合金层920的侧面部分922的存在而减少。侧面部分922可以形成在触点820的尖端或端部处,例如触点820的长轴的端部处。在其他示例中,贵金属合金层920的侧面部分922可以围绕本体或衬底层910的侧面的全部或部分。
贵金属合金层920的侧面部分922可以各种方式形成。下图示出了示例。
图14示出了根据本发明的实施方案的制造触点的方法。在该实施例中,在本体或衬底层910中已形成一个或多个凹槽。也就是说,在本体或衬底层910的表面中已刮削、切割、蚀刻或以其他方式形成一个或多个凹槽。这些一个或多个凹槽已经填充有贵金属合金层920。可使用具有更大深度的两个凹槽来形成侧面部分922。触点820和载体可以如本文所述被冲压或压印。
本体或衬底层910中的一个或多个凹槽可以各种方式形成。下图示出了示例。
图15示出了根据本发明的实施方案的形成用于触点的层的方法。在该示例中,凹槽1520可以形成在本体或衬底层910中。该凹槽可以通过刮削、切割、蚀刻或其他适当的方法形成。然后可以通过刮削、切割、蚀刻或其他工艺步骤在本体或衬底层910中形成更深的凹槽1510。所得凹槽可以填充有贵金属合金层920。
图16示出了根据本发明的实施方案的形成用于触点的层的另一方法。在该示例中,初始可以通过刮削、切割、蚀刻或其他工艺在本体或衬底层910中形成凹槽1610。然后可以再次通过刮削、切割、边缘处理或其他工艺步骤来形成凹槽1620。然后可使用包覆层或贵金属合金层920来填充由凹槽1610和1620形成的开口。
图17示出了根据本发明的实施方案的另一触点。在该示例中,层和结构中的一些或全部可以与图9所示的触点相同或类似。在该示例中,本体或衬底层910和贵金属合金层920中的任一者或两者可包括突片1710和凹口1720。这些突片1710和凹口1720可用于例如结合激光焊接将本体或衬底层910固定到贵金属合金层920。在本发明的各种实施方案中,这些突片中的任一个突片可以足够长以穿过相邻层,并且在另一侧上被铆接或激光焊接以将本体或衬底层910固定到贵金属合金层920。
在本发明的这些和其他实施方案中,触点可以其他方式形成,并且具有不同的镀覆层。例如,铜合金或其他材料的条带可以对接焊接或者以其他方式固定或附接到贵金属合金条带的侧面,以形成用于冲压的材料条带或材料卷。可以对触点进行冲压,使得所有触点均由贵金属合金形成,而载体由铜合金或其他材料形成。也可以对触点进行冲压,使得仅部分诸如接触部分由贵金属合金形成,而触点和载体的其余部分由铜合金或其他材料形成以便节省资源。下图示出了示例。
图18示出了根据本发明的实施方案的可被冲压以形成触点的材料卷。贵金属合金条带1820可以对接焊接或者以其他方式固定或附接到铜合金条带1830和1840的边缘1850。这些条带可以卷成卷1810以用于处理和制造目的。在本发明的各种实施方案中,可以对触点进行冲压,使得触点的全部或部分由贵金属合金1820形成。在本发明的这些和其他实施方案中,可以在铜合金条带1830和1840中形成可用于在制造期间处理触点的载体。在本发明的各种实施方案中,这些条带的对比宽度可以变化。此外,所用的材料可以变化。例如,贵金属合金1820可以用另一种材料代替。铜合金条带1830和1840可以替代地由铜、钢或其他材料形成。示出触点如何被冲压以完全或部分地由贵金属合金1820形成的示例在下图中示出。
图19示出了根据本发明的实施方案的可用于冲压触点的图案。如前所述,贵金属合金条带1820可在边缘1850处对接焊接到铜合金条带1830和1840。在该示例中,可对触点1910进行冲压,使得它们完全由贵金属合金1820形成。载体(未示出)可以形成在铜合金条带1830和1840中。利用该纵向方向上的触点1910,贵金属合金1820的使用良好。此外,颗粒方向使得所得触点的耐久性可以是良好的。在本发明的该实施方案中,进入冲压机的进料方向可由箭头1920指示。
图20示出了根据本发明的实施方案的可用于冲压触点的另一图案。如前所述,贵金属合金条带1820可在边缘1850处对接焊接到铜合金条带1830和1840。可对触点1910进行冲压,使得它们完全由贵金属合金1820形成。载体(未示出)可以形成在铜合金条带1830和1840中。利用该横向方向上的触点1910,尽管晶粒方向可能不是最佳的,但是与图19的示例相比,可以提高材料利用率。如前所述,进入冲压机的进料方向可由箭头1920指示。
图21示出了根据本发明的实施方案的可用于冲压触点的另一图案。如前所述,贵金属合金条带1820可在边缘1850处对接焊接到铜合金条带1830和1840。在该示例中,触点1910的接触部分2110可由贵金属合金1820形成,而触点1910的其余部分2120可形成在铜合金条带1830和1840中。如前所述,进入冲压机的进料方向可由箭头1920指示。
在本发明的这些和其他实施方案中,贵金属合金层或接触部分(诸如贵金属合金1820)可以是高熵材料,诸如符合ASTM标准B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731的材料、黄金或其他材料。可以选择具有良好的硬度和强度以及高导电性或低电阻的材料用于贵金属合金1820。可选择具有良好成形性或高伸长率以改善可制造性的材料用作贵金属合金1820。在本发明的各种实施方案中,贵金属合金1820可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。
本发明的这些和其他实施方案可包括位于触点的接触部分或其他部分处的各种镀覆层。示例在下图中示出。
图22示出了根据本发明的实施方案的镀覆层。在该示例中,触点(诸如本文各种示例中所示的触点)可镀有镀覆叠层2210。另外,其他类型的触点(例如,通过冲压或其他工艺形成并且由铜、铜合金或其他材料形成的触点)可镀有该镀覆叠层2210。在冲压或其他制造步骤之后,可使用电抛光步骤从衬底去除冲压毛刺,否则这些冲压毛刺可能会暴露出硅化镍或衬底中的其他颗粒。遗憾的是,电抛光步骤可能在触点表面上留下结节。可以在其位置使用化学抛光,但化学抛光可能在触点表面上留下节点。
因此,可以在衬底上镀覆第一镀覆层2220以提供表面整平。该第一镀覆层2220可以是铜或其他材料,诸如金、镍、锡、锡铜、硬金或金钴,并且其可镀覆在触点衬底上方以使衬底的表面平整,并且覆盖由电抛光留下的结节或由化学抛光留下的节点以及来自冲压工艺的剩余毛刺或其他缺陷。在本发明的这些其他实施方案中,第一镀覆层2220可以是足够的,并且可以省略电抛光步骤。第一镀覆层2220还可以在衬底与能够镀覆在第一镀覆层2220上方的第二镀覆层2230之间提供粘附。第一镀覆层2220可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至4.5微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。在本发明的其他实施方案中,可省略该第一镀覆层2220。
这些镀覆层中的裂纹可为可能引起腐蚀的流体提供路径。因此,可以在第一镀覆层2220上方镀覆较硬的第二镀覆层2230以防止其上方的层发生破裂。该第二镀覆层2230可由化学镀镍的复合材料形成。该第二镀覆层可由镍-钨合金形成。该第二镀覆层2230可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至2.0微米、2.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。在本发明的其他实施方案中,可以省略该第二镀覆层2230。
第三镀覆层2240可以与第二镀覆层2230结合使用。可以在第二镀覆层上方镀覆第三镀覆层2240。第三镀覆层2240可为柔软的以吸收冲击,从而使第三镀覆层2240上方的层中发生的破裂最小化。第三镀覆层2240可以是金或其他材料,诸如铜、镍、锡、锡铜、硬金或金钴。第三镀覆层2240可以在其相邻层之间提供粘附,并且还可以提供整平效果。该第三镀覆层2240可具有0.55微米至0.9微米、0.5微米至1.25微米、1.25微米至2.5微米、2.5微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。在本发明的各种实施方案中,可以省略这些第二镀覆层2230和第三镀覆层2240,或者可以省略第二镀覆层2230,但是也可以添加或省略其他层或替代。
可以在第三镀覆层2240上方镀覆第四镀覆层2250以提供耐腐蚀性。第四镀覆层2250可充当阻隔层,以防止颜料泄漏到触点的表面,并且可以在此基础上选择用于第四镀覆层2250的材料。该层可由钯或其他材料诸如镍、锡-铜或银形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板2270带更多正电的第四镀覆层2250。这可使顶板2270充当牺牲层,从而保护下方第四镀覆层2250中的钯。该第四镀覆层2250可以比其上方的第五镀覆层2260稍硬,这可以防止第四镀覆层2250上方的层在连接期间受到压力时发生破裂。第四镀覆层2250可具有0.5微米至0.8微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至1.5微米、1.5微米至3.0微米或大于3.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。当使用钯时,可按0.6±0.1ASD或其他适当的速率将其镀覆。
可以在第四镀覆层2250上方镀覆充当第四镀覆层2250与顶板2270之间的粘附层的第五镀覆层2260。第五镀覆层2260可以是金或其他材料,诸如铜、镍、锡、锡铜、硬金或金钴。第五镀覆层2260还可以提供进一步的整平。第五镀覆层2260可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.10微米至0.20微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
可在第五镀覆层2260上方形成顶板2270。顶板2270可以是高度耐腐蚀和耐磨的。顶板2270可以在高应力位置变薄以降低发生破裂的风险。顶板2270可提供用于当容纳触点的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配对时的耐用的接触表面。在本发明的各种实施方案中,顶板2270可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。顶板2270可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。使用铑-钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。该顶板2270可具有小于0.5微米、介于0.5微米和0.75微米之间、介于0.65微米和1.0微米之间、0.75微米和1.0微米之间、介于1.0微米和1.3微米之间、大于1.3微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
在本发明的各种实施方案中,这些层可以是变化的。例如,出于各种原因,可省略触点的部分上方的顶板2270。例如,在触点具有待焊接到印刷电路板上的对应触点的表面安装件或通孔接触部分的情况下,顶板2270可从该表面安装件或通孔接触部分省略。在本发明的其他实施方案中,可以省略其他层,诸如第二镀覆层2230和第三镀覆层2240。
另外,在本发明的这些和其他实施方案中,可沿触点的长度以变化的厚度施加一个或多个镀覆层。在这些实施方案中,可使用滚筒镀覆。载体上的触点可以与第一滚筒上的窗口对准,通过该窗口可进行物理气相沉积或其他镀覆步骤。第一滚筒上的窗口可具有在旋转期间由第二滚筒上的窗口改变的孔,第二滚筒位于第一滚筒内。示例在下图中示出。
图23示出了根据本发明的实施方案的可用于镀覆触点的双滚筒。在该示例中,外侧滚筒2310可具有围绕外侧边缘的多个窗口2320。载体上的触点(如图27所示)可以与每个窗口2320对准。外侧滚筒2310可以旋转,并且可以在触点上形成镀覆层。每个窗口2320的孔可以在旋转期间变化,并且可以通过第二内侧滚筒(未示出)上的窗口2330进行调整,其中内侧滚筒以高于外侧滚筒2310的速率旋转。旋转期间孔的变化可能导致触点的某些部分暴露更长的持续时间以接受更多的镀覆。孔的这种变化的示例在下图中示出。
图24示出了图23的双滚筒的镀覆窗口的孔。载体上的触点(如图27所示)可以与外侧滚筒2310上的每个窗口2320对准。当内侧滚筒上的窗口2330与外侧滚筒上的窗口2320对准时,孔完全打开,并且可以镀覆整个触点(或触点的整个部分)。当内侧滚筒相对于外侧滚筒2310旋转时,内侧滚筒上的窗口2330之间的阻挡部分2410可以逐渐地阻挡窗口2320。该变窄的孔在该图中可被指示为2321和2322。可使用该双滚筒设备进行镀覆的触点的示例在下图中示出。
图25示出了根据本发明的实施方案的可被镀覆的触点。触点1910可具有高磨损接触部分2510以与对应连接器中的触点配对。触点1910可具有低应力横梁部分2520、高应力横梁部分2530和接触部分2540,诸如用于与印刷电路板或其他适当的衬底上的对应触点配对的表面安装件或通孔接触部分(未示出)。因此,触点1910可具有在高耐磨接触部分2510处较厚的硬质层以防止磨损,并且在高应力横梁部分2530处较薄以避免发生破裂,该破裂可能会再次成为水分渗漏路径并因此而导致腐蚀。
触点(例如触点1910)可以定位于连接器插座、连接器插入件中或连接器系统中的其他位置。
触点1910的衬底可以例如从铜片或铜条带,或具有铜条带焊接到贵金属条带的侧面这一构造的条带冲压而得,或者如本文所示的示例中任一个示例所示。电抛光或化学抛光步骤可用于去除冲压毛刺,但它们可能在触点表面上留下结节或节点。同样,在本发明的各种实施方案中,该触点1910可以被镀覆。示例在下图中示出。
图26示出根据本发明的实施方案的镀覆层。在该示例中,镀覆叠层2610可包括四个层,但在本发明的各种实施方案中,可存在少于四个或多于四个层。可以在衬底上镀覆用于提供表面整平效果的第一镀覆层2620。该第一镀覆层2620可以是铜或其他材料,诸如金、镍、锡、锡铜、硬金或金钴或其他材料,并且第一镀覆层2620可镀覆在触点衬底上方以使被冲压衬底的表面平整。在本发明的这些其他实施方案中,第一镀覆层2620可以是足够的,并且可以省略电抛光步骤。该第一镀覆层2620还可以在其相邻衬底与第二镀覆层2630之间提供粘附。第一镀覆层2620可具有0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
可以在第一镀覆层2620上方镀覆第二镀覆层2630以提供耐腐蚀性。第二镀覆层2630可充当阻隔层,以防止颜料泄漏到触点的表面,并且可以在此基础上选择用于第二镀覆层2630的材料。该第二镀覆层2630可由钯或其他材料诸如镍、锡-铜或银形成。使用钯或其他材料可以提供比铑-钌、铑或其他材料的顶板2650带更多正电的第二镀覆层2630。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。该层可以比其上方的第三镀覆层2640稍硬,这可以防止第二镀覆层2630上方的层在连接期间受到压力时发生破裂。第二镀覆层2630可具有沿触点长度变化的厚度。例如,该厚度可在0.1微米至0.2微米、0.2微米至0.3微米、0.3微米至0.5微米、0.3微米至1.5微米、1.0微米至1.5微米或大于1.5微米的范围内变化,或者第二镀覆层可具有沿触点长度在不同厚度范围内的厚度。第二镀覆层2630在高耐磨接触部分附近可以较厚,并且其可以远离高耐磨区域变薄。这可在接触部分2510上方提供较厚的硬质层以用于耐磨性,并且在触点1910的高应力横梁部分2530上方提供较薄的硬质层(如图25所示)以避免发生破裂。
可以在第二镀覆层2630上方镀覆充当第二镀覆层2630与顶板2650之间的粘附层的第三镀覆层2640。第三镀覆层2640可以是金或其他材料,诸如铜、镍、锡、锡铜、硬金或金钴。第三镀覆层也可以提供整平效果。第三镀覆层2640可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有沿触点长度在不同厚度范围内的厚度。
可在第三镀覆层上方形成顶板2650。顶板2650可以是高度耐腐蚀和耐磨的。顶板2650可以在触点1910的高应力横梁部分2530(如图25所示)中变薄,以降低发生破裂的风险。顶板2650可较厚以提供用于当容纳触点的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配对时的用于触点1910的接触部分2510的耐用的接触表面(如图25所示)。在本发明的各种实施方案中,顶板2650可具有低于100、介于100至200之间、介于200至300之间、超过300的维氏硬度,或者在另一范围内的硬度。顶板2650可使用铑-钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。使用铑-钌或铑可帮助形成氧,这可减少顶板的腐蚀。铑的百分比可介于85重量%至100重量%之间,例如,其可为95重量%或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据其颜色、磨损、硬度、传导性、耐刮擦性或其他属性来选择该材料。顶板2650可具有小于0.3微米、介于0.3微米和0.55微米之间、介于0.3微米和1.0微米之间、介于0.75微米和1.0微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。同样,顶板2650可以从触点1910的表面安装件或通孔接触部分(如图25所示)中省略。
图27示出了根据本发明的实施方案的多个触点和载体。在该示例中,多个触点1910可以附接到载体2710。卷材方向可由箭头2720指示。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以在触点上形成其他层以防止磨损和腐蚀。示例在下图中示出。
图28示出了根据本发明的实施方案的部分地镀有塑料、树脂或其他材料的触点。在该示例中,可使用电泳沉积(ED)或其他适当的方法形成塑料绝缘层或涂层2850。该层或涂层2850可以覆盖触点1910的部分,主要是横梁2810,以防止腐蚀。触点1910的接触部分2820可保持暴露,使得其可与对应连接器中的触点形成电连接。另外,表面安装接触部分2830或通孔接触部分(未示出)可保持暴露,使得其可焊接到板或其他适当的衬底上的对应触点。
图29示出了根据本发明的实施方案的包括部分地镀有塑料、树脂或其他材料的触点的连接器插座。该连接器可包括由外壳2970支撑的多个触点1910。外壳2970可包括用于接纳连接器插入件(未示出)的正面开口2972,并且可以至少部分地被顶部屏蔽件2980和底部屏蔽件2982围绕。当连接器插入件插入连接器插座时,侧接地触点2960可以接触连接器插入件的屏蔽件。
每个触点1910可包括横梁2910、接触部分或接触区域2920、表面安装件接触部分2830和机械稳定部分2940。当连接器插入件插入连接器插座中时,接触部分或接触区域2920可与对应连接器插入件中的触点配对。表面安装件接触部分2830可以焊接到柔性板或印刷电路板或者其他适当的衬底以形成与板中迹线和平面的电连接。机械稳定部分2940可以模制或嵌入到外壳2970中,以将触点1910固定在连接器插座中的适当位置。
当连接器插入件插入连接器插座中时,横梁2910可以偏转。这种偏转可使得横梁更容易由于腐蚀而发生破裂。这种效应可以称为应力腐蚀破裂。类似地,由于这种偏离,在横梁处的腐蚀的效应可能更严重。也就是说,在横梁2910的靠近机械稳定部分2940的基部处可能存在更多腐蚀或更多腐蚀敏感性,使得少量的腐蚀都可能会破坏或损毁触点1910。在一些触点中,横梁2910基部上的镀覆可能破裂和疲劳,并且这可能导致腐蚀加速。
因此,本发明的这些和其他实施方案可使用电泳沉积(ED)或其他适当的方法来形成ED涂层2950以保护横梁2910免受腐蚀。这种电泳沉积可形成非导电涂层,但是在本发明的这些和其他实施方案中,该涂层可以是导电的或部分导电的。在本发明的这些和其他实施方案中,所使用的电泳沉积工艺可以是电泳涂布、阴极或阳极电沉积、电塑料沉积、电沉积、电泳涂布、电泳涂漆或其他适当的工艺。
触点1910可以各种方式形成。例如,触点1910可具有由掩蔽层覆盖的接触区域2920和表面安装件接触部分2930中的任一者或两者。掩蔽层可以是蜡、石蜡或其他材料。这种材料可以机械地、通过印刷(例如使用喷墨、辊、垫或其他涂布器)或通过其他方法施加。
然后触点1910可以涂覆有ED涂层2950。在本发明的这些和其他实施方案中,涂层材料可为丙烯酸树脂、塑料或其他材料。丙烯酸树脂或其他材料可以与醚和醇或其他挥发性溶剂中的任一种或两种混合。例如,涂层材料可为与挥发性溶剂(诸如醇、丁醇、ethaline、乙二醇、单丁基等)混合的丙烯酸树脂。醚和醇可以使得树脂在施用之前为液体形式。触点1910可在高电压下(例如20伏至100伏)被放置在该浴中。电压可以将树脂离子吸引到触点1910上,并且树脂可以在触点1910上形成ED涂层2950。
在施加ED涂层2950之后,去除掩蔽层。例如,在掩蔽层为蜡的情况下,可使用热水将其去除。这还可以有助于在触点1910上设置ED涂层2950。
如以上图21所示,在本发明的一些实施方案中,触点1910的顶端可以由贵金属合金形成。在该示例中,接触区域2920(以及图28中的2820)可由贵金属合金形成,而其他材料可用于形成横梁2910,因为横梁涂覆有ED涂层2950。使用树脂或其他ED涂层2950可允许使用材料的混合物。例如,硬的贵金属合金或其他材料可用于接触区域2920,而不会有易碎横梁2910的后果。这可以允许横梁2910由更具柔性、更不易碎的材料形成。此外,可以采用上图25所示的梯度涂层技术。
在接触区域2920由贵金属合金形成的情况下,可能希望通过减小其尺寸来节省资源。这可能需要更准确地施用掩蔽层。因此,在本发明的这些和其他实施方案中,掩蔽层可以通过印刷形成,例如使用喷墨、辊、垫或其他涂布器。本发明的这些和其他实施方案可以提供使用3D印刷形成的触点。所使用的贵金属合金可以与本文示例中的那些相同或类似,并且符合本发明的其他实施方案。
触点,诸如这些示例中的触点1910和其他触点,可由各种材料形成。例如,横梁和其他接触部分可由铜或其他材料形成。横梁和其他部分可镀有各种层,诸如图4、图9、图22和图26所示的那些。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以各种方式形成触点,诸如触点1910。示例在下图中示出。
图30示出了根据本发明的实施方案的制造部分地镀有塑料、树脂或其他材料的触点的方法。在操作3010中,可以形成触点(诸如触点1910)和载体。触点及其载体可通过冲压、锻造、模制、金属注射模制、3D印刷或其他制造工艺(例如,图21所示的工艺或本文所示或以其他方式符合本发明实施方案的任何其他工艺)形成。这些触点可例如使用如图4、图9、图22和图26所示的层进行镀覆。在操作3020中,可以将掩蔽层施加到接触区域,诸如接触区域2920。其他区域(诸如表面安装件接触部分2930)也可以被掩蔽。该掩蔽层可以机械地、通过印刷(例如使用喷墨、辊、垫或其他涂布器)或通过其他方法施加。掩蔽层可以由蜡、石蜡或其他材料形成。
在操作3030中,可使用电泳沉积或其他适当的方法将电泳涂层(诸如ED涂层2950)施加到触点。在本发明的这些和其他实施方案中,所使用的电泳沉积工艺可以是电泳涂布、阴极或阳极电沉积、电塑料沉积、电沉积、电泳涂布、电泳涂漆或其他适当的工艺。在本发明的这些和其他实施方案中,涂层材料可为丙烯酸树脂、塑料或其他材料。涂层材料可以是非导电的。丙烯酸树脂或其他材料可以与醚和醇中的任一者或两者混合。例如,涂层材料可为与挥发性溶剂(诸如醇、丁醇、ethaline、乙二醇、单丁基等)混合的丙烯酸树脂。醚和醇可以使得涂层材料为液体形式。触点(诸如触点1910)可在高电压下被放置在该浴中,例如20伏至100伏。电压可以将树脂离子吸引到触点上,并且树脂可以在触点上形成ED涂层2950。
在操作3030中施加ED涂层之后,在操作3040中可以去除掩蔽层。例如,在掩蔽层为蜡的情况下,可使用热水将其去除。这还可以有助于在触点上设置ED涂层。在操作3050中,可以去除载体。然后触点(诸如触点1910)可以插入连接器插座,诸如上图29所示的连接器插座。
本发明的这些和其他实施方案可提供非常硬且耐腐蚀以及耐磨的镀覆叠层。遗憾的是,该硬镀覆叠层在弯曲或受力时可能断裂或产生间断。这在沿触点的柔性横梁的部分尤其成问题,该柔性横梁可在触点与对应触点配对时弯曲。因此,具有该硬镀覆叠层的触点可能在其横梁部分处断裂。这些裂纹可产生通向下面的衬底和硬镀覆叠层中的其他反应层的短腐蚀路径,从而加速触点的腐蚀。
因此,本发明的实施方案可将该硬镀覆叠层提供给触点的接触部分,并且可限制或减少柔性横梁区域中镀覆叠层中的镀覆层的数量。在触点不包括柔性横梁部分的情况下,该硬镀覆叠层可用于触点的接触部分和其他部分上方。在横梁触点上使用该镀覆层的示例在下图中示出。
图31示出了根据本发明的实施方案的另一触点及其镀覆叠层。这些镀覆叠层可在触点3100的接触部分3120上方提供极硬镀覆叠层,并且在触点横梁部分3110和3150上方提供可延展的镀覆叠层。该组合可提供极硬耐腐蚀接触部分3120,同时还提供可延展的耐腐蚀横梁部分3110和3150。
镀覆叠层3190可用于镀覆触点3100的接触部分3120。镀覆叠层3192可用于在接触部分3120附近镀覆横梁部分3110,而镀覆叠层3194可用于在触点3100的横梁端部处镀覆横梁部分3150。镀覆叠层3196可用于镀覆触点3100的表面安装部分3130。突片3160可提供机械稳定性并且可用于将触点3100保持在连接器插座中的适当位置。例如,可围绕突片3160形成嵌入模制的部分。
在本发明的这些和其他实施方案中,由铜或铜合金、铌及其合金、钽及其合金、铝、铝合金、不锈钢、铑、铑合金、钌、钌合金、铑-钌、铑-铱、其他铂族元素(钯、锇、铱和铂)及其合金B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731、钛、钛合金、金、金合金、银、银合金、其他贵金属或其合金或其他材料形成的衬底可用于触点3100。
可在触点3100上方形成整平层3170。该整平层3170可被镀覆在接触部分3120、横梁部分3110、横梁部分3150和表面安装部分3130上方。即,整平层3170可为镀覆叠层3190、镀覆叠层3192、镀覆叠层3194和镀覆叠层3196中的第一镀覆层。该整平层3170可由铜或其他材料形成,并且可具有1.0微米、2.0微米、3.0微米、4.0微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、2.0微米至4.0微米、或大于4.0微米的厚度,或其可具有不同的厚度或在不同厚度范围内的厚度。
可在整平层上方形成镍基层3172,诸如锡-镍、镍-钨、磷酸镍、化学镀镍、镍基金属、钯-镍、镍-铜或其他镍基层或其他材料。该镍基层可为支撑层。镍基支撑层3172可被镀覆在接触部分3120、横梁部分3110、横梁部分3150和表面安装部分3130上方。即,镍基支撑层3172可为镀覆叠层3190、镀覆叠层3192、镀覆叠层3194和镀覆叠层3196中的第二镀覆层。该镍基支撑层3172可具有1.0微米、2.0微米、3.0微米、4.0微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同的厚度或在不同厚度范围内的厚度。
可在镍基支撑层3172上方形成第一闪金镀层3174。第一闪金镀层3174可被镀覆在接触部分3120、横梁部分3110、横梁部分3150和表面安装部分3130上方。即,第一闪金镀层3174可为镀覆叠层3190、镀覆叠层3192、镀覆叠层3194和镀覆叠层3196中的第三镀覆层。该第一闪金镀层3174可暴露于触点3100的表面安装部分3130或其他部分处,其中触点3100焊接到板或其他衬底(未示出)。该第一闪金镀层3174可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.10微米、0.05微米至0.15微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有沿触点长度在不同厚度范围内的厚度。例如,第一闪金镀层3174在触点3100的横梁部分3110和3150中的任一者或两者中的厚度可为其原厚度的两倍(或闪金两次)。
接下来可在触点3100上形成第一贵金属合金层。第一贵金属合金层3176可以是铑合金,诸如铑-钌。该层可另选地由铑、钌、钌合金、铑-铱、其他Pt族元素(钯、锇、铱和铂)及其合金B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731、钛、钛合金、金、金合金、银和银合金、其他贵金属或其合金形成。第一贵金属合金层3176可以镀覆在触点3100的接触部分3120以及横梁部分3110和3150上方。即,第一贵金属合金层3176可以是镀覆叠层3190、镀覆叠层3192和镀覆叠层3194中的第四镀覆层。第一贵金属合金层3176可以从表面安装部分3130或触点3100的其他部分上方的镀覆叠层3196中省略,其中触点3100焊接到板或其他衬底(未示出)。在接触部分3120中,第一贵金属合金层3176可具有1.0微米、1.75微米、2.5微米、0.3微米至1.5微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、2.0微米至4.0微米或大于4.0微米的厚度,或者其可具有不同的厚度或在不同厚度范围内的厚度。第一贵金属合金层3176可具有远离接触部分3120渐缩到较薄尺寸的厚度。这种渐缩可进一步有助于改善镀覆叠层3192和3194的延展性。例如,在横梁部分3110上方,第一贵金属合金层3176可具有0.5微米、1.25微米、1.75微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至2.5微米、1.5微米至3.0微米或大于3.0微米的厚度,或者其可在接触部分附近具有不同的厚度或不同厚度范围内的厚度,并且其可具有0.25微米、0.55微米、0.75微米、0.95微米、0.2微米至0.6微米、0.3微米至0.7微米、0.7微米至2.0微米或大于2.0微米的厚度,或者其可在横梁部分3150上方具有不同的厚度或在不同厚度范围内的厚度。
第一闪金镀层3174可充当该第一贵金属合金层3176的粘合剂,以便将第一贵金属合金层3176粘附到镍基支撑层3172。可在接触部分3120上的第一贵金属合金层3176上方形成第二闪金镀层3178,以允许用于在接触部分3120上方形成极硬镀覆叠层3190的附加层的粘附。该第二闪金镀层3178和附加层可从横梁部分3110和横梁部分3150省略,以降低其硬度并增加其柔性。另外,可以从触点3100的表面安装部分3130省略第一贵金属合金层3176和后续层,以允许焊接到板或其他衬底(未示出)。该第二闪金镀层3178可具有0.02微米至0.05微米、0.05微米至0.15微米、0.15微米至0.30微米或大于0.30微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。
可在接触部分3120上方的第二闪金镀层3178上方形成银、钯或银-钯基层3180。该层可为银及其合金、钯及其合金、银-钯、三元银-钯-碲或四元银-钯-铋-碲、钯-镍或其他材料。该银或银钯基层3180可以是比在其表面上形成的后续层更具反应性的层。该更具反应性的层可承受腐蚀效应的冲击,同时保护其上方和下方的较低反应性的层。为了帮助确保该层吸收大部分腐蚀效应,银或银钯基层3180可以形成其结构中具有许多微裂纹或微孔的层。关于这些微裂纹和微孔的更多细节可见于2018年3月30日提交的标题为“ELECTRICALCONTACTS HAVING SACRIFICIAL LAYER FOR CORROSION PROTECTION”的共同待审的美国专利申请15/942,408中,该专利申请以引用方式并入本文。该银或银钯基层3180可具有小于1微米、小于2微米、2.25微米、2.5微米、2.75微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、3.0微米至5.0微米或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同的厚度或在不同厚度范围内的厚度。镀覆叠层3190也可用于接触其他类型的触点的接触部分。
可以在银或银钯基层3180上方的接触部分3120上形成第二贵金属合金层3182。该第二贵金属合金层3182可以由与第一贵金属合金层3176相同的材料形成,或者其可以由不同的材料形成。该层可另选地由铑、钌、钌合金、铑-铱、其他Pt族元素(钯、锇、铱和铂)及其合金B540、B541、B563、B589、B683、B685或B731、钛、钛合金、金、金合金、银和银合金、其他贵金属或其合金形成。第二贵金属合金层3182可以由铑合金(诸如铑-钌)形成。第二贵金属合金层3182可以在接触部分3120的表面处形成顶板。该第二贵金属合金层3182可以在触点3100的接触部分3120上形成极硬镀覆叠层3190的表面。该第二贵金属合金层3182可具有1.0微米、2.0微米、3.0微米、4.0微米、小于1微米、小于2微米、0.5微米至1.0微米、1.0微米至3.0微米、2.0微米至4.0微米或大于4.0微米的厚度,或者其可具有不同的厚度或在不同厚度范围内的厚度。
为了避免在触点3100的横梁部分3110和3150处的镀覆层发生破裂,该极硬镀覆叠层3190可限于触点3100的接触部分3120。由于触点3100的横梁部分3110和3150不直接形成电连接,因此可利用可延展的非导电保护层进行保护。该层可为由包含杂质的基体材料形成的非导电电泳涂层3184。这些杂质可通过增加腐蚀性元素在到达电泳涂层下方的镀覆叠层之前必须行进穿过涂层的总距离来减慢腐蚀。在本发明的这些和其他实施方案中,基体材料可为丙烯酸树脂、塑料或其他材料。这些杂质可为二氧化钛、聚四氟乙烯、滑石、氧化镁、氧化铝、氧化钙或其他无机颗粒中的一种或多种。这些颗粒可阻挡通过非导电电泳涂层的腐蚀路径,从而延长腐蚀路径。该非导电电泳涂层3184可具有2.0微米至5.0微米、3.0微米至10.0微米、3.0微米至11.0微米、5.0微米至15.0微米、10.0微米至20.0微米或大于10.0微米的厚度,或者其可具有在不同厚度范围内的厚度。该电泳涂层3184能够以与本文所述的其他电泳涂层相同或类似的方式形成。
与本文所公开的其他示例一样,可省略这些层中的一个或多个层,诸如第二闪金镀层3178,并且可添加一个或多个其他层。
图32示出了根据本发明的实施方案的用于触点横梁的镀覆层和涂层的一部分。在该示例中,镀覆叠层3220可形成于触点横梁3210上。电泳涂层3230可形成于镀覆叠层3220上。镀覆叠层3220和电泳涂层3230可为图31中的镀覆叠层3192或3194,或符合本发明的实施方案的其他镀覆叠层。具体地,电泳涂层3230可以是图31的示例中的电泳涂层3184。触点横梁3210可以是图31中的触点3100的横梁部分3110或3150,或其他触点。
电泳涂层3230可由丙烯酸树脂、塑料或其他材料形成,并且可包括一种或多种各种类型的杂质3232。这些杂质为二氧化钛、聚四氟乙烯、滑石、氧化镁、氧化铝、氧化钙或其他无机颗粒中的一种或多种。这些颗粒的存在可起到增加腐蚀路径3290的长度的作用,如图所示。这种增加的长度有助于保护镀覆叠层3220免受腐蚀。电泳涂层3230可以是可延展的,使得其在触点3100的接触部分3120接合对应连接器(未示出)中的对应触点时不断裂。
图33示出了根据本发明的实施方案的连接器插座的侧视图。该连接器插座可包括外壳2970中的开口2972,用于接收对应连接器插入件(未示出)。对应连接器插入件上的触点(未示出)可物理连接和电连接到触点3100的接触部分3120。触点3100还可包括横梁部分3110和3150。突片3160可容纳在嵌入模制的部分2990中。表面安装部分3130可焊接到板或其他适当的衬底。可通过嵌入模制的部分2990来防止水分进入开口2972到达表面安装部分3130。侧接地触点2960可在其插入到该连接器插座中时接触对应连接器插入件上的侧触点。顶部屏蔽件2980可有助于电隔离该连接器插座。
实际上,图31所示的镀覆层可能不具有如图所示的突变边缘。相反,它们可彼此渐缩或合并。示例在下图中示出。
图34示出了根据本发明的实施方案的触点的接触部分的顶部边缘的侧视图。在该示例中,触点3100的接触部分3120和附近的横梁部分3110可镀有来自图31中的镀覆叠层3190和3192的多个层。为简单起见,未示出镀覆层3170、3172和3174。可在接触部分3120上方形成第一贵金属合金层3176(第一铑-钌层),并且可沿横梁部分3110渐缩到较薄尺寸。可在接触部分3120中的第一贵金属合金层3176上方形成第二闪金镀层3178。可在第二闪金镀层3178上方形成银或银钯基层3180。可在银或银钯基层3180上方形成第二贵金属合金层3182,也可以在接触部分3120上形成。
同样,这些层可能不完全在横梁部分3110上方延伸,以便为触点的该部分提供更可延展的镀覆叠层。因此,为了保护触点的该部分,可使用电泳涂层3184。电泳涂层3184可与镀覆层3178、3180和3182的尾部部分重叠,如图所示。该构型可为接触部分3120提供耐腐蚀和耐磨的极硬镀覆叠层3190,同时还为横梁部分3110提供可延展的镀覆叠层3192。
本发明的这些和其他实施方案可以通过使用各种材料作为连接器中触点的衬底来降低腐蚀速率。衬底材料可以选自可以在腐蚀性、施加电压的电化学操作中提供尺寸稳定的阳极的材料。在腐蚀性应用中也表现稳定的催化活性材料可以例如通过镀覆涂覆在衬底的顶部上。即,本发明可使用提供尺寸稳定的阳极的衬底材料,这些阳极与触点涂层材料组合以在连接器中形成触点,该触点即使在高电压和腐蚀性环境的存在下也可为稳定的。
这些尺寸稳定的阳极材料可具有可能高于铜的电阻。这通常会使它们不适合用作电触点。然而,在触点衬底的尺寸较小的情况下,可以限制绝对电阻的增加,并且改善的腐蚀特性提供足够显著的有益效果以证明所添加电阻的合理性。
在本发明的这些和其他实施方案中,钛、铌、钽、锆、钨或其他尺寸稳定的阳极材料可以用于衬底。这些材料也可以用于合金化以改变机械性能,而不会对合金的施加电压的电化学电阻产生不利影响。
在本发明的这些和其他实施方案中,涂层材料可包括铂、金、钌、铑、铱和钯。在本发明的这些和其他实施方案中,可使用这些接触涂层和衬底材料的氧化物。所选择的许多材料形成稳定的氧化物,其也可以耐受高腐蚀性环境。这些氧化物可包括二氧化钛、氧化钌和氧化钯。在本发明的这些和其他实施方案中,触点涂层材料可以用作衬底材料。当使用这些材料时,可以在触点表面上使用附加涂层。
在本发明的一个具体实施方案中,连接器中使用的触点可由铌衬底形成。衬底可以通过首先镀覆铂层,接着镀覆金中间层,然后镀覆铑/钌合金的顶部接触层来实现涂覆。
在本发明的这些和其他实施方案中,连接器的非配合部分可以封装在密封的防水材料(例如环氧树脂)中,使得腐蚀性材料不能穿过连接器进入位于耐腐蚀连接器之后的腐蚀性材料,例如铜。
在特定上下文中示出了若干个触点,例如触点220、222、820和1910。在本发明的各种实施方案中,可以在其他上下文中使用这些触点。例如,它们可定位于设备壳体的表面处、连接器插入件中、连接器插入件上、连接器插座中、或者定位于另一个接触结构中或上。此外,虽然这些触点被示出为具有特定形状,但是这些形状可以在本发明的这些和其他实施方案中变化。
本文示出了若干种形成触点的方法,例如冲压由铜或铜和贵金属合金的某种组合形成的触点。另外,示出了若干镀覆叠层和镀覆方法,以及触点的各种形状因数。在本发明的各种实施方案中,各种形状因数的这些触点中的每个触点可由铜或铜和贵金属合金或其他材料的某种组合形成,并且可镀有本文所示的各种叠层中的一种或多种。例如,可使用根据本发明的实施方案的镀覆叠层430、930、2210、2610中的一者或多者或其他镀覆叠层来镀覆触点,诸如触点220。可使用根据本发明的实施方案的镀覆叠层430、930、2210、2610中的一者或多者或其他镀覆叠层来镀覆触点,诸如触点222。可使用根据本发明的实施方案的镀覆叠层430、930、2210、2610中的一者或多者或其他镀覆叠层来镀覆触点,诸如触点820。可使用根据本发明的实施方案的镀覆叠层430、930、2210、2610中的一者或多者或其他镀覆叠层来镀覆触点,诸如触点1910。可使用根据本发明的实施方案的镀覆叠层430、930、2210、2610中的一者或多者或其他镀覆叠层来镀覆其他触点。
虽然本发明的实施方案非常适合于触点结构及其制造方法,但本发明的这些和其他实施方案可用于改善其他结构的耐腐蚀性。例如,电子设备机箱和壳体、连接器外壳和屏蔽件、电池端子、磁性元件、测量和医疗设备、传感器、紧固件、可佩戴计算设备的各个部分例如夹具和条带、轴承、齿轮、链、工具,或者这些部分中的任何部分可以用如本文所述以及由本发明的实施方案以其他方式提供的贵金属合金和镀覆层覆盖。可以如本文所述形成或制造用于这些结构的贵金属合金和镀覆层,并且可由本发明的实施方案以其他方式提供。例如,用于紧固件、连接器、扬声器、接收器磁体、接收器磁体组件、麦克风和其他设备的磁体和其他结构可以通过诸如本文所示以及本发明的其他实施方案中的那些结构和方法来改善其耐腐蚀性。
在本发明的这些和其他实施方案中,可以包括具有上述触点的其他层,诸如防止内部结构腐蚀的阻隔层。例如,阻隔层(诸如锌阻隔层)可用于通过包覆层或镀覆层保护磁体或其他内部结构免受腐蚀。催化剂层可用于提高其他层的沉积速率,从而改善制造工艺。这些催化剂层可由钯或其他材料形成。具有上述触点的应力分离层(诸如由铜形成的那些)也可以包括在本发明的这些和其他实施方案中。还可以包括其他耐刮擦层、钝化层和耐腐蚀层。
在本发明的各种实施方案中,触点的部件及其连接器组件可采用各种材料以各种方式形成。例如,触点和其他导电部分可以通过冲压、金属注射模制、机械加工、微加工、3D印刷或其他制造工艺形成。导电部分可由不锈钢、钢、铜、铜钛、磷青铜、钯、钯银或其他材料或材料组合形成。它们可镀有或涂覆有镍、金或其他材料。非导电部分,诸如外壳和其他部分可使用注射模制或其他模制、3D打印、机械加工或其他制造工艺形成。非导电部分可由硅或硅树脂、聚酯薄膜、聚酯胶带、橡胶、硬橡胶、塑料、尼龙、弹性体、液晶聚物(LCP)、陶瓷或其他非导电材料或材料的组合形成。
本发明的实施方案可提供可定位于和可连接到各种类型的设备诸如便携式计算设备、平板电脑计算机、台式计算机、膝上型电脑、单体计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、键盘、盖子、机箱、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其他设备的触点及其连接器组件。这些触点及其连接器组件可为信号提供路径,这些信号符合各种标准,诸如通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、Thunderbolt、Lightning、联合测试行动小组(JTAG)、测试访问端口(TAP)、定向自动随机测试(DART)、通用异步接收器/发射器(UART)、时钟信号、功率信号以及已开发、正在开发或将来开发的其他类型的标准、非标准和专有接口及其组合。在本发明的各种实施方案中,这些连接器提供的这些互连路径可用来输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。
出于例证和描述的目的,呈现了对本发明的实施方案的上述描述。其并非旨在为详尽的,也不旨在将本发明限制为所述精确形式,并且根据上述教导内容,许多修改和变型是可能的。该实施方案被选择和描述以充分说明本发明的原理及其实际应用,以由此使得本领域的其他技术人员能够在各种实施方案中以及在适合于所设想的特定用途的各种修改的情况下充分利用本发明。因此,应当理解,本发明旨在涵盖以下权利要求书的范围内的所有修改和等同物。
Claims (20)
1.一种用于连接器的触点,所述触点包括:
衬底;
镀覆在所述衬底上方的多个镀覆层;以及
在所述多个镀覆层上方的保护层,所述保护层在所述触点的第一区段上方并且包含悬浮在基体材料中的二氧化钛颗粒。
2.根据权利要求1所述的触点,其中所述基体材料包含丙烯酸。
3.根据权利要求1或2所述的触点,其中所述保护层通过电泳沉积形成。
4.根据权利要求1或2所述的触点,其中所述衬底为铌或钽中的一者。
5.根据权利要求1或2所述的触点,其中所述衬底主要由铜形成。
6.根据权利要求1或2所述的触点,其中所述多个镀覆层包括在所述衬底上方的整平层、所述整平层上方的支撑层以及所述支撑层上方的第一粘附层。
7.根据权利要求6所述的触点,其中对于所述触点的所述第一区段,所述多个镀覆层还包括在所述第一粘附层上方并且在所述保护层下方的第一顶板。
8.根据权利要求7所述的触点,其中对于所述触点的第二区段,所述多个镀覆层还包括在所述第一粘附层上方的所述第一顶板、所述第一顶板上方的第二粘附层、所述第二粘附层上方的阻隔层以及所述阻隔层上方的第二顶板。
9.根据权利要求8所述的触点,其中所述第一粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含钯、银、银-钯、银-钯-铋-碲或银钯碲中的一者。
10.根据权利要求9所述的触点,其中所述第一顶板和所述第二顶板包含铜、金、铑-钌、铑、金-钯、金-钴或金-铜中的一者。
11.一种用于连接器的触点,所述触点包括:
衬底;
镀覆在所述衬底上方的多个镀覆层;以及
在所述多个镀覆层上方的保护层,所述保护层在所述触点的第一区段上方并且包含悬浮在基体材料中的杂质,其中所述杂质增加了穿过所述保护层从所述保护层的顶表面到所述多个镀覆层的顶表面的有效腐蚀路径长度。
12.根据权利要求11所述的触点,其中所述保护层包含悬浮在所述基体材料中的所述杂质。
13.根据权利要求12所述的触点,其中所述基体材料包含丙烯酸,并且所述杂质包含二氧化钛。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的触点,其中所述保护层通过电泳沉积形成。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的触点,其中所述衬底为铌或钽中的一者。
16.根据权利要求11-13中任一项所述的触点,其中所述触点通过冲压形成。
17.根据权利要求11-13中任一项所述的触点,其中所述触点通过压印形成。
18.一种用于连接器的触点,所述触点包括:
衬底;
在所述衬底上方的第一多个镀覆层,所述第一多个镀覆层包含铑-钌;以及
在第一多个层上方的第二多个镀覆层,所述第二多个镀覆层包含铑-钌。
19.根据权利要求18所述的触点,其中所述第二多个镀覆层被镀覆在所述衬底的第一区段上方并且不存在于所述衬底的第二区段上方。
20.根据权利要求19所述的触点,还包括在所述衬底的所述第二区段上方的保护层,其中所述保护层包含悬浮在基体材料中的二氧化钛颗粒,其中所述基体材料包含丙烯酸。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101401178A (zh) * | 2006-03-17 | 2009-04-01 | 古河电气工业株式会社 | 电触点材料及其制造方法 |
US20160308295A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-20 | Tyco Electronics Corporation | Electrical connector having electrical contacts that include a precious metal plating |
CN207638036U (zh) * | 2016-03-18 | 2018-07-20 | 苹果公司 | 用于连接器的触点、电子设备和连接器插入件 |
CN108418017A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-08-17 | 北京小米移动软件有限公司 | 插接端子及电子设备、插接引脚的加工工艺 |
CN208674438U (zh) * | 2018-09-27 | 2019-03-29 | 北京小米移动软件有限公司 | 连接器的电连接组件、连接器以及电子设备 |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101401178A (zh) * | 2006-03-17 | 2009-04-01 | 古河电气工业株式会社 | 电触点材料及其制造方法 |
US20160308295A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-20 | Tyco Electronics Corporation | Electrical connector having electrical contacts that include a precious metal plating |
CN107534235A (zh) * | 2015-04-20 | 2018-01-02 | 泰连公司 | 具有包括贵金属镀层的电触点的电连接器 |
CN207638036U (zh) * | 2016-03-18 | 2018-07-20 | 苹果公司 | 用于连接器的触点、电子设备和连接器插入件 |
CN108418017A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-08-17 | 北京小米移动软件有限公司 | 插接端子及电子设备、插接引脚的加工工艺 |
CN208674438U (zh) * | 2018-09-27 | 2019-03-29 | 北京小米移动软件有限公司 | 连接器的电连接组件、连接器以及电子设备 |
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