低插入力触头及其制造方法

文档序号:937975 发布日期:2021-03-05 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 低插入力触头及其制造方法 (Low insertion force contact and method of making same ) 是由 M.K.迈尔斯 于 2020-08-25 设计创作,主要内容包括:一种低插入力触头包括导电基层,其延伸到配合端,该配合端包括配合接口,该配合接口配置为配合电连接至配合触头。银涂层设置在该导电基层上。该银涂层设置在配合端处。硫化银表面层在该银涂层上直接形成固体润滑剂。该硫化银表面层形成薄膜,在配合接口处限定低插入力触头的具有受控的厚度的表面。(A low insertion force contact includes an electrically conductive base layer extending to a mating end that includes a mating interface configured to mate electrically connected to a mating contact. A silver coating is disposed on the conductive base layer. The silver coating is disposed at the mating end. The silver sulfide surface layer forms a solid lubricant directly on the silver coating. The silver sulfide surface layer forms a thin film defining a surface of the low insertion force contact having a controlled thickness at the mating interface.)

低插入力触头及其制造方法

技术领域

本文的主题总体上涉及低插入力触头。

背景技术

触头用于各种应用中。触点通常与配合部件配合,例如在配合接口处与电路板或配合电连接器配合。在配合期间,触头可能擦拭配合部件,并且在配合接口处的触头和配合部件之间的摩擦可能是成问题的。例如,当同时配合多个触头时,每个触头的摩擦会导致与配合部件配合的高配合力。配合接口处的触头的材料的摩擦系数确定将(多个)触头与配合部件配合所需的配合力。

为了减小配合力,一些已知的系统在触头上使用润滑剂。然而,润滑剂是棘手的,可能难以施加,并且随着时间会积聚灰尘和碎屑,使得润滑剂的使用不太理想。润滑剂可能影响触头与配合部件的导电性,从而使润滑剂在某些应用中无法使用。配合后,润滑剂可能会被擦掉,从而使触头的重新配合变得困难。润滑剂在高温下可能不稳定,因此在某些应用中可能无法使用。

仍然需要一种低插入力触头。

发明内容

在一个实施例中,提供一种低插入力触头。低插入力触头包括导电基层,延伸到配合端,配合端包括配合接口,配合接口配置为配合电连接至配合触头。银涂层设置在导电基层上。银涂层设置在配合端处。硫化银表面层在银涂层上直接形成固体润滑剂。硫化银表面层在配合接口处形成具有受控的厚度的薄膜。

在另一实施例中,提供一种低插入力触头。低插入力触头包括导电基层,延伸到配合端,配合端包括配合接口,配合接口配置为配合电连接至配合触头。导电基层是铜基层或铜合金基层。镍涂层直接设置在导电基层上。镍涂层设置在配合端处。银涂层直接设置在镍涂层上。银涂层设置在配合端处。硫化银表面层直接设置在银涂层上。硫化银表面层在配合接口处形成固体润滑剂薄膜。

在另一实施例中,提供一种制造低插入力触头的方法。该方法包括提供导电基层,其包括配合端,配合端包括配合接口,配合接口配置为配合电连接至配合触头。该方法包括在配合端处将银涂层施加在导电基层上。该方法直接在银涂层上形成硫化银表面层以在配合接口处限定固体润滑剂薄膜。固体润滑剂薄膜在配合接口处具有受控的厚度的硫化银材料。

附图说明

图1是具有根据示例性实施例的低插入力触头的电气部件的示意图。

图2是根据示例性实施例的低插入力触头的剖视图。

图3是根据示例性实施例的低插入力触头的剖视图。

图4是根据示例性实施例的低插入力触头的剖视图。

图5是说明根据示例性实施例的制造低插入力触头的方法的流程图。

具体实施方式

图1是具有根据示例性实施例的低插入力触头102的电气部件100的示意图。电气部件100配置为与具有配合触头106的配合电气部件104配合。可选地,配合触头106可以是低插入力配合触头。

在各种实施例中,电气部件100是电连接器,例如插头连接器、插座连接器、卡缘连接器等。在其他各种实施例中,电气部件100是印刷电路板,例如电路卡。在各种实施例中,配合电气部件104是电连接器,例如插头连接器、插座连接器、卡缘连接器等。在其他各种实施例中,配合电气部件104是印刷电路板,例如电路卡。

在各种实施例中,触头102是冲压成形的触头,例如针脚、插座、导片、弹簧梁等。在其他各种实施例中,触头102是印刷电路板的电路触头,例如印刷电路板的电路垫或电路迹线。在各种实施例中,配合触头106是冲压成形的触头,例如针脚、插座、导片、弹簧梁等。在其他各种实施例中,触头106是电路板的电路触头,例如印刷电路板的电路垫或电路迹线。

低插入力触头102具有形成在触头102的表面上的固体润滑剂110。例如,固体润滑剂110形成为触头102的配合端112处的薄膜。在示例性实施例中,固体润滑剂110是触头102的化学结构的一部分。例如,触头102包括银层且固体润滑剂110是硫化银表面层,其形成为银层的外部上的薄膜。固体润滑剂110是触头102的外层或表面,并且与在表面不包括固体润滑剂110的触头(例如在触头的表面包括银层的触头)相比降低了触头102的摩擦系数。固体润滑剂110减少了当与配合触头106配合时的配合摩擦。

图2是根据示例性实施例的低插入力触头102的剖视图。触头102包括导电基层120,可以包括设置在导电基层120上的至少一个阻挡涂层122、124,且包括触头102的表面处的硫化银表面层130。在示例性实施例中,硫化银表面层130直接设置在涂层124上;然而,在其他各种实施例中,硫化银表面层130可以直接设置在导电基层120上,例如当导电基层120是银基层时。阻挡涂层122、124设置为增强触头102的性能。例如,阻挡涂层122、124可以提供耐腐蚀性、改善的焊接能力、改善的导电性、改善的热性能,例如增加触头102的工作温度等。硫化银表面层130形成用于触头102的固体润滑剂110,增加了触头102的润滑性。硫化银表面层130降低了与配合触头106(如图1所示)的插入力或配合力。硫化银表面层130可以增强触头102的耐久性。

在示例性实施例中,导电基层120是铜基层或铜合金基层。导电基层120可以是另一金属基层,例如钢基层、铝基层、银基层等。内涂层122是镍涂层。然而,在替代实施例中,内涂层122可以是除镍涂层以外的另一种类型的阻挡涂层。外涂层124是银涂层。硫化银表面层130直接在银涂层124上形成固体润滑剂110。在替代实施例中,触头102可以包括附加层。在其他各种实施例中,触头102可以不设置有镍涂层122,而是具有直接设置在导电基层120上的银涂层124。

涂层122、124设置在触头102的配合端112(如图1所示)处。可选地,触头102可以被选择性地涂覆,例如在配合端112处,在触头102的其他部分不涂覆。在其他各种实施例中,除了配合端112的其他部分可以被涂覆。在各种实施例中,整个触头102被涂覆。在各种实施例中,涂层122、124通过涂覆工艺或预涂覆工艺设置在触头102上。在替代实施例中,涂层122、124可以通过其他工艺来提供。

在示例性实施例中,硫化银表面层130在配合端112处设置在触头102的配合接口114处。硫化银表面层130可以选择性地形成在涂层122、124的受控区域处。在其他各种实施例中,硫化银表面层130可以形成在整个涂层124上。在各种实施例中,硫化银表面层130选择性地形成在配合端112上,例如在配合接口114处,配合端112的其他区域没有硫化银表面层130。在其他各种实施例中,配合端112完全由硫化银表面层130覆盖。在其他各种实施例中,除了配合端112的其他部分可以具有形成在其上的硫化银表面层130。在各种实施例中,硫化银表面层130可以形成在整个触头102上。

在示例性实施例中,硫化银表面层130直接在银涂层124上主动地形成。以通过将银涂层124的表面原子转化为硫化银来形成硫化银表面层130。例如,通过银涂层124的化学处理形成硫化银表面层130,以在触头102的表面形成硫化银。可以通过受控的锈蚀工艺使银涂层124锈蚀,以在银涂层124上形成硫化银表面层130。在示例性实施例中,硫化银表面层130是通过无害化学处理工艺形成的;然而,在替代实施例中,硫化银表面层130可以通过其他化学处理工艺形成。可选地,化学处理可以是无硫化物的化学处理。硫化银表面层130形成为触头102的表面上的具有受控的厚度的薄膜。例如,硫化银表面层在银涂层124上均匀一致地堆积。可选地,硫化银表面层130可以在银涂层124上具有恒定的厚度。在示例性实施例中,硫化银表面层130的受控的厚度是接触功能的。接触功能被定义为对于电触头的预期应用足以起作用,以限定用于与配合触头配合的配合接口。当硫化银表面层130不引起触头102和配合触头之间的电连接问题时,硫化银表面层130是接触功能的。在各种实施例中,形成的硫化银表面层130形成为具有用于视觉感知的均匀着色(例如在颜色范围内)。着色可能在可见的色谱图中,例如从红色到紫色。可选地,着色可以在黄色范围内均匀着色,在绿色范围内均匀着色,在蓝色范围内均匀着色或在另一颜色范围内均匀着色。在示例性实施例中,对触头102进行处理以实现均匀的着色,这对应于在触头102的表面上形成的均匀厚度的硫化银。

硫化银表面层130是通过使硫基产物与银涂层124发生化学反应以在触头102的表面上化学形成硫化银而形成的。可以通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等其他工艺形成硫化银表面层130。固体润滑剂110形成触头102的一部分。在各种实施例中,硫化银表面层130可以与银涂层124化学键合。因此,与施加在触头102的外表面上的其他润滑剂(例如油脂或液体润滑剂)相比,硫化银表面层130不易磨损和去除。因此,硫化银表面层130的耐用性可用于多次配合循环(例如,比施加的润滑剂多得多的配合循环)。在示例性实施例中,硫化银表面层130是导电的,为触头102提供了高效的配合接口。在示例性实施例中,硫化银表面层130是可移位的,例如在触头擦拭期间,以允许触头102和配合触头之间的电连接。

图3是根据示例性实施例的低插入力触头302的剖视图。低插入力触头302可以与电气部件100(如图1所示)一起使用来代替触头102(如图1所示)。

触头302包括导电基层320、直接设置在导电基层320上的银涂层324、以及直接设置在银涂层324上的硫化银表面层330。在示例性实施例中,导电基层320是铜基层或铜合金基层。导电基层320可以是另一金属基层,例如钢基层、铝基层、银基层等。涂层324是银涂层。硫化银表面层330在触头302的表面处形成固体润滑剂310,增加了触头302的润滑性。硫化银表面层330降低了与配合触头106(如图1所示)的插入力或配合力。涂层324和硫化银表面层330设置在触头302的配合端312处。在其他各种实施例中,除了配合端312的其他部分可以被涂覆。在各种实施例中,整个触头302被涂覆。

在示例性实施例中,硫化银表面层330在配合端312处设置在触头302的配合接口314处。硫化银表面层330可以选择性地形成在涂层324的受控区域处。在其他各种实施例中,硫化银表面层330可以形成在整个涂层324上并覆盖整个涂层324。在各种实施例中,硫化银表面层330选择性地形成在配合端312上,例如在配合接口314处,配合端312的其他区域没有硫化银表面层330。在其他各种实施例中,配合端312完全由硫化银表面层330覆盖。在其他各种实施例中,除了配合端312的其他部分可以具有形成在其上的硫化银表面层330。在各种实施例中,硫化银表面层330可以形成在整个触头302上。

在示例性实施例中,硫化银表面层330直接在银涂层324上主动地形成。例如,通过银涂层324的化学处理形成硫化银表面层330,以在触头302的表面形成硫化银。可以通过受控的锈蚀工艺使银涂层324锈蚀,以在银涂层324上形成硫化银表面层330。在示例性实施例中,硫化银表面层330是通过无害化学处理工艺形成的;然而,在替代实施例中,硫化银表面层330可以通过其他化学处理工艺形成。硫化银表面层330形成为触头302的表面上的具有受控的厚度的薄膜。例如,硫化银表面层在银涂层324上均匀一致地堆积。可选地,硫化银表面层330在银涂层324上具有恒定的厚度。在示例性实施例中,硫化银表面层330的受控的厚度是接触功能的。在各种实施例中,形成的硫化银表面层330形成为具有用于视觉感知的均匀着色(例如在颜色范围内)。在示例性实施例中,对触头302进行处理以实现均匀的着色,这对应于在触头302的表面上形成的均匀厚度的硫化银。

硫化银表面层330是通过使硫基产物与银涂层324发生化学反应以在触头302的表面上化学形成硫化银而形成的。因此,固体润滑剂310形成触头302的一部分。在各种实施例中,硫化银表面层330可以与银涂层324化学键合。因此,与施加在触头302的外表面上的润滑剂(例如油脂或液体润滑剂)相比,硫化银表面层330不易磨损和去除。因此,硫化银表面层330的耐用性可用于多次配合循环(例如,比施加的润滑剂多得多的配合循环)。在示例性实施例中,硫化银表面层330是导电的,为触头302提供了高效的配合接口。在示例性实施例中,硫化银表面层330是可移位的,例如在触头擦拭期间,以允许触头302和配合触头之间的电连接。

图4是根据示例性实施例的低插入力触头402的剖视图。低插入力触头402可以与电气部件100(如图1所示)一起使用来代替触头102(如图1所示)。

触头402包括银基层420和直接设置在银基层420上的硫化银表面层430。在示例性实施例中,基层420是银或银合金基层。硫化银表面层430在触头402的表面处形成固体润滑剂410,增加了触头402的润滑性。硫化银表面层430降低了与配合触头106(如图1所示)的插入力或配合力。在示例性实施例中,硫化银表面层430在配合端412处设置在触头402的配合接口414处。硫化银表面层430可以选择性地形成在基层420上或可以形成在整个基层420上并覆盖整个基层420。

在示例性实施例中,硫化银表面层430直接在银基层420上主动地形成。例如,通过银基层420的化学处理形成硫化银表面层430,以在触头402的表面形成硫化银。可以通过受控的锈蚀工艺使银基层420锈蚀,以在表面上形成硫化银表面层430。在示例性实施例中,硫化银表面层430是通过无害化学处理工艺形成的;然而,在替代实施例中,硫化银表面层430可以通过其他化学处理工艺形成。硫化银表面层430形成为触头402的表面上的具有受控的厚度的薄膜。例如,硫化银表面层在银基层420上均匀一致地堆积。硫化银表面层430是通过使硫基产物与银基层420发生化学反应以在触头402的表面上化学形成硫化银而形成的。

图5是说明根据示例性实施例的制造低插入力触头的方法500的流程图。方法包括500包括在502提供导电基层的步骤。导电基层包括配合端,配合端包括配合接口,配合接口配置为配合电连接至配合触头。导电基层可以是铜基层或铜合金基层。

方法包括在504在导电基层上施加镍涂层的步骤。镍涂层可以通过镀覆镍涂层而直接施加在导电基层上。然而,在替代实施例中,镍涂层可以通过除镀覆以外的其他涂覆工艺来施加。镍涂层可以选择性地施加至导电基层,例如在配合端,留下导电基层的其他部分未被涂覆。

方法500包括在506在镍涂层和导电基层上施加银涂层的步骤。银涂层可以通过镀覆银涂层而直接施加在镍涂层上。然而,在替代实施例中,银涂层可以通过除镀覆以外的其他涂覆工艺来施加。银涂层可以选择性施加到镍涂层和导电基层,例如在配合端,留下其他部分未被涂覆。

方法500包括在508直接在银涂层上形成硫化银表面层以在配合接口处限定固体润滑剂薄膜的步骤。在各种实施例中,硫化银表面层形成为使得固体润滑剂薄膜在配合接口处具有受控的厚度。固体润滑剂薄膜可以形成为具有恒定的厚度。在各种实施例中,硫化银表面层通过用无害化学处理来化学处理银涂层而形成。硫化银表面层可以通过用化学处理处理银涂层而形成,以在银涂层上获得均匀的彩色薄膜。硫化银表面层可以通过在化学浴中处理银涂层而形成。在各种实施例中,硫化银表面层可以通过控制银涂层的锈蚀而形成。

应该理解的是,以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如,上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外,在不脱离其范围的情况下,可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。本文描述的尺寸、材料类型、各种零件的取向、以及各种零件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数,并且绝不是限制性的,并且仅仅是示例性实施例。在阅读以上描述后,在权利要求的理念和范围内的许多其他实施例和修改对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。因此,本发明的范围应该参照所附的权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中,术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在其中”的纯英语等同物。此外,在随附的权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签,并且并非旨在对其对象施加数字要求。此外,所附权利要求的限制不是以手段加功能格式撰写的,并且并非旨在基于35U.S.C.§112,第六段,除非并且直到这样的权利要求限制明确地使用短语“用于……的装置”,然后是功能陈述,而没有进一步的结构。

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