用于连接器的触点、电子设备和连接器插入件

申请号 CN201720268902.2 申请日 2017-03-17 公开(公告)号 CN207638036U 公开(公告)日 2018-07-20
申请人 苹果公司; 发明人 D·C·韦格曼; B·J·卡尔曼; H·艾斯梅里; S·A·考瓦尔斯基; D·T·麦克唐纳; E·S·乔尔; R·考沃卡;
摘要 本实用新型题为“用于连接器的触点、 电子 设备和连接器插入件”。本实用新型提供了一种用于连接器的触点,其特征在于,所述触点包括:衬底层;位于所述衬底层上方的贵金属 合金 层;和多个 镀 覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述贵金属合金层上方并形成所述触点的 接触 表面。
权利要求

1.一种用于连接器的触点,其特征在于,所述触点包括:
衬底层;
贵金属合金层,其中所述贵金属合金层是符合ASTM标准B540的材料,并且包覆到所述衬底层;和
多个覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述贵金属合金层上方并形成所述触点的接触表面。
2.根据权利要求1所述的触点,其中所述衬底层主要由形成。
3.根据权利要求1所述的触点,其中所述衬底层包含磷青铜
4.根据权利要求1所述的触点,其中所述衬底层包含铜-镍-或铜-镍-合金中的一者。
5.根据权利要求2所述的触点,其中所述贵金属合金层至少部分地沿所述触点的侧面延伸。
6.根据权利要求2所述的触点,其中所述多个镀覆层包括位于所述贵金属合金层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第一粘附层、以及位于所述第一粘附层上方的顶板。
7.根据权利要求6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锡-铜、镍、钯或银中的一者。
8.根据权利要求7所述的触点,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
9.根据权利要求2所述的触点,其中所述多个镀覆层包括位于所述贵金属合金层上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第二粘附层、以及位于所述第二粘附层上方的顶板。
10.根据权利要求9所述的触点,其中所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
11.根据权利要求10所述的触点,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
12.根据权利要求1所述的触点,其中所述触点通过冲压而形成。
13.根据权利要求1所述的触点,其中所述触点通过压印而形成。
14.一种用于连接器的触点,其特征在于,所述触点包括:
具有顶表面的衬底;
符合ASTM标准B540的贵金属合金层,所述贵金属合金层包覆到所述衬底的所述顶表面;和
多个镀覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述贵金属合金层上方并且包括用于形成与对应触点配合的所述触点的接触表面的顶板。
15.根据权利要求14所述的触点,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
16.根据权利要求14所述的触点,其中所述衬底主要由铜形成。
17.根据权利要求14所述的触点,其中所述衬底包含磷青铜。
18.根据权利要求14所述的触点,其中所述衬底包含铜-镍-锡或铜-镍-银合金中的一者。
19.根据权利要求14所述的触点,其中所述多个镀覆层还包括位于所述贵金属合金层上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层以及位于所述阻隔层上方的第二粘附层,并且其中所述顶板位于所述第二粘附层上方。
20.根据权利要求19所述的触点,其中所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
21.根据权利要求14所述的触点,其中所述贵金属合金层至少部分地沿所述触点的侧面延伸。
22.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
外壳;和
由所述外壳支承的多个触点;每个触点包括:
横梁,所述横梁在所述横梁的尖端处具有接触区域;
形成所述接触区域的贵金属合金部分,其中所述贵金属合金部分包括符合ASTM标准B540的材料;和
覆盖所述横梁的非导电涂层,使得所述接触区域被暴露。
23.根据权利要求22所述的电子设备,其中所述多个触点中的每个触点包括表面安装式接触部分,以附接到板。
24.根据权利要求23所述的电子设备,其中所述板是印刷电路板。
25.根据权利要求23所述的电子设备,其中所述板是柔性电路板
26.根据权利要求23所述的电子设备,其中所述表面安装式接触部分未被所述非导电涂层覆盖。
27.根据权利要求26所述的电子设备,其中所述横梁主要由铜形成。
28.根据权利要求27所述的电子设备,还包括位于所述铜横梁上方的多个镀覆层,其中所述多个镀覆层包括位于所述铜横梁上的镍钨合金、位于所述镍钨合金上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第二粘附层、以及位于所述第二粘附层上方的顶板。
29.根据权利要求28所述的电子设备,其中所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
30.根据权利要求29所述的电子设备,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
31.一种连接器插入件,其特征在于,所述连接器插入件包括:
围绕开口的接地环;
位于所述开口中的多个触点;
包覆成型件,所述包覆成型件围绕所述开口中的所述多个触点形成,使得所述触点的接触表面被暴露,所述多个触点中的每个触点包括:
具有顶表面的衬底;
符合ASTM标准B540的贵金属合金层,所述贵金属合金层包覆到所述衬底的所述顶表面;和
多个镀覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述贵金属合金层上方并且包括用于形成所述接触表面的顶板。
32.根据权利要求31所述的连接器插入件,其中所述多个触点中的每个触点包括附接到印刷电路板的窄部分。
33.根据权利要求32所述的连接器插入件,其中所述衬底主要由铜形成。
34.根据权利要求33所述的连接器插入件,其中所述多个镀覆层还包括位于所述贵金属合金层上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层以及位于所述阻隔层上方的第二粘附层,其中所述顶板位于所述第二粘附层上方。
35.根据权利要求34所述的连接器插入件,其中所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
36.根据权利要求35所述的连接器插入件,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
37.根据权利要求31所述的连接器插入件,其中所述贵金属合金层至少部分地沿所述触点的侧面延伸。
38.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
外壳;和
由所述外壳支承的多个触点;每个触点包括:
横梁,所述横梁在所述横梁的尖端处具有接触区域;以及
位于所述横梁上方的电泳涂层,使得所述接触区域被暴露。
39.根据权利要求38所述的电子设备,其中所述多个触点中的每个触点包括表面安装式接触部分,以附接到板。
40.根据权利要求39所述的电子设备,其中所述表面安装式接触部分未被所述电泳涂层覆盖。
41.根据权利要求38所述的电子设备,其中所述横梁主要由铜形成。
42.根据权利要求41所述的电子设备,还包括位于所述铜横梁上方的多个镀覆层,其中所述多个镀覆层包括位于所述铜横梁上的镍-钨合金、位于所述镍钨合金上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第二粘附层、以及位于所述第二粘附层上方的顶板。
43.根据权利要求42所述的电子设备,其中所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
44.根据权利要求43所述的电子设备,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者,并且其中所述多个镀覆层进一步包括位于所述铜横梁和所述镍-钨合金之间的铜层。

说明书全文

用于连接器的触点、电子设备和连接器插入件

技术领域

[0001] 本公开涉及触点,并且更具体而言,涉及用于电子设备、连接器或连接器插入件的触点。

背景技术

[0002] 电子设备通常包括一个或多个连接器插座,通过这些连接器插座可提供和接收电和数据。电力和数据可通过缆线来输送,该缆线在缆线的每个端部处包括连接器插入件。该连接器插入件可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,而无需插入缆线。在此类系统中,第一连接器可被形成为第一电子设备的一部分,并且第二连接器可被形成为第二电子设备的一部分。
[0003] 各种连接器中的这些触点可能暴露于可能导致触点被腐蚀的液体和流体。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发生腐蚀,特别是在一个或多个触点上存在电压的情况下。这种腐蚀可损害电子设备或缆线的操作,并且在严重的情况下可使得设备或缆线无法操作。即使未损害操作,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缆线上的连接器插入件的表面处的情况下,此类腐蚀对于用户来说可为显而易见的,并且可能使用户对设备或缆线及其制造商产生不良的负面印象
[0004] 这些电子设备中的一些电子设备可能非常受欢迎,并且因而可大量制造。因此,期望简便地制造这些触点,使得对这些设备的需求可被满足。还可期望减少稀有或贵重材料的消耗量。
[0005] 因此,需要可高度耐腐蚀的、可简便制造的,并且可节省贵重材料的触点。实用新型内容
[0006] 因此,本实用新型的实施方案可提供可高度耐腐蚀的、可简便制造的,并且可节省贵重材料的触点。这些触点可位于电子设备的表面处、连接器插入件的表面处、或缆线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。
[0007] 本实用新型的示例性实施方案可提供包括由用于改善耐腐蚀性的贵金属合金形成的层或一部分的连接器触点。上贵金属合金层可用于进一步加强耐腐蚀性并改善磨损情况。可通过使用更常见的材料诸如或主要基于铜的材料形成触点的本体或衬底区域来节省资源。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。
[0008] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,贵金属合金层或触点部分可由高熵材料形成。该材料的示例可包括符合ASTM标准B540、B563、 B589、B683、B685或B731的材料、黄金、或其他材料。可选择这样的贵金属合金层的材料:具有良好的硬度和强度,以及高导电性或低电阻,使得接触电阻降低。在本实用新型的各种实施方案中,贵金属合金层可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。可选择具有良好成形性和高伸长率的用于改善可制造性的材料用作贵金属合金。在本实用新型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,或者可具有不同厚度范围内的厚度。在本实用新型的这些和其他实施方案中,触点中的一部分或全部触点可由贵金属合金形成。
[0009] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,贵金属合金层可覆盖在由更常见的材料形成的衬底上方,而在本实用新型的其他实施方案中,触点中的一部分或全部触点可由贵金属合金形成。该衬底可使用铜或基于铜的材料诸如磷青铜来形成。在本实用新型的这些和其他实施方案中,衬底可使用铜-镍-、铜-镍-合金、或其他合适的材料或合金来形成。可选择具有良好导电性和良好可用性的材料来形成触点衬底。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。在本实用新型的各种实施方案中,衬底层可具有低于100,在100-200之间,在200- 300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。在本实用新型的这些和其他实施方案中,本体或衬底层可形成触点的大部分,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,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0010] 在本实用新型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小于1微米、大于1 微米、1至5微米、5微米或大于5微米。
[0011] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可在贵金属合金层和衬底之间设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,并且也可比用作贵金属合金的材料更容易获得。一个或多个中间层可使用、钢、钽或其他材料来形成。该材料可基于其可用性、可成形性、伸长率、硬度、导电性、冲压能力或其他属性来选择。
[0012] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,贵金属合金层可镀有硬的、耐久的、耐磨的且耐腐蚀的镀覆叠层。该叠层可由一个或多个镀覆层形成。
[0013] 可在贵金属合金层上方镀覆第一镀覆层以起到整平和粘附作用。例如,金、铜或其他材料可用作整平剂,并且往往会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,诸如可能因电解抛光或化学抛光步骤而遗留的节结或节点。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。第一镀覆层可由镍、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,而非由金或铜形成,而在本实用新型的其他实施方案中,可省略第一镀覆层。第一镀覆层可具有小于0.01微米、介于0.01和 0.05微米之间、介于0.05和0.1微米之间、介于0.05和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0014] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可在第一镀覆层上方镀覆顶板。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合时,顶板可提供耐用的接触表面。在本实用新型的各种实施方案中,顶板可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。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,这可减少顶板的腐蚀。铑的百分比可介于85至100重量%之间,例如其可为95或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据材料的颜色耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。顶板可具有小于
0.5微米、介于0.5和 0.75微米之间、介于0.75和0.85微米之间、介于0.85和1.1微米之间、大于1.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0015] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,代替在第一镀覆层上方镀覆顶板,可在第一镀覆层上方镀覆第二镀覆层。第二镀覆层可用作阻隔层,以防止颜料从贵金属合金层泄漏到触点的表面,并且可在此基础上选择用于第二镀覆层的材料。在本实用新型的这些和其他实施方案中,第二镀覆层可使用镍、钯、锡-铜、银或其他合适的材料形成。使用钯或其他材料可使得第二镀覆层比铑钌、铑或其他材料的顶板具有更多的正电荷。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。第二镀覆层可具有小于0.1微米、介于0.1和0.5微米之间、介于0.5和1.0微米之间、介于1.0和1.5微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0016] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可省略第一镀覆层,并且可将第二镀覆层直接镀覆在贵金属层上方。
[0017] 在本实用新型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。第三镀覆层可像第一镀覆层那样提供整平和粘附作用。例如,金可易于填充第二镀覆层的表面及阻隔层上的垂直差异,并且可在第二镀覆层和顶板之间提供粘附。例如,金镀覆层可在第二钯镀覆层和铑钌顶板之间提供粘附。金层可以是预镀金。第三镀覆层可由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,而不是由金形成。第三镀覆层可具有小于 0.01微米、介于0.01和0.05微米之间、介于0.05和0.1微米之间、介于 0.05和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0018] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可省略第三镀覆层,并且可直接在第二镀覆层上方镀覆顶板。
[0019] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,上述顶板可镀覆在第三镀覆层上方。
[0020] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可基于对节省宝贵资源、可成形性、伸长率、硬度、导电性、冲压能力或其他属性的需要来选择所使用的镀覆材料。
[0021] 在本实用新型的各种实施方案中,这些触点可按各种方式形成。在本实用新型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,可在贵金属合金层和衬底之间设置一个或多个中间层。触点可被冲压,使得贵金属合金层可被包覆到本体或衬底层,或者包覆在具有一个或多个中间层的本体或衬底层上。所使用的材料可在冲压期间被加热(并且可能经退火)和拉长。例如,可使用35%,50%或70%的伸长率。
[0022] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,载体可冲压本体材料。这些载体可用于在进一步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,承载触点或以其他方式操纵触点。
[0023] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,贵金属合金层可在冲压之前被放置在本体或衬底材料层的顶表面上。在本实用新型的其他实施方案中,可在本体或衬底材料层中形成一个或多个凹槽,并且可在一个或多个凹槽中放置贵金属合金层。在本实用新型的这些和其他实施方案中,该一个或多个凹槽可比一个或多个其余凹槽更深。以这种方式,触点中的贵金属合金层可沿该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。
[0024] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,触点可按其他方式形成并且具有不同的镀覆层。例如,可利用对接焊接或用其他方式将铜合金或其他材料的条带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或材料卷。触点可被冲压,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。触点也可被冲压,使得只有部分诸如接触部分可由贵金属合金形成,而触点的其余部分和载体可由铜合金或其他材料形成,以节省资源。
[0025] 本实用新型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的构造的条带冲压而得。电解抛光步骤可用于去除冲压毛刺,否则衬底中的化镍或其他颗粒可能暴露出来。遗憾的是,电解抛光步骤可在接触表面上留下节结。可在合适的位置使用化学抛光,尽管这可能将节点留在接触表面上。
[0026] 因此,可在衬底上镀覆用于提供表面整平效果的第一镀覆层。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,并且可镀覆在触点衬底上方,以使冲压衬底的表面变得平整,并且覆盖因电解抛光而留下的节结或因化学抛光而留下的节点,以及冲压过程产生的剩余毛刺或其他缺陷。在本实用新型的这些其他实施方案中,第一镀覆层可以是足够的,并且可省略电解抛光步骤。第一镀覆层还可在衬底以及可被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至1.0 微米、1.0至3.0微米、3.0至4.5微米、3.0至5.0微米,或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0027] 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,可在第一镀覆层上方镀覆第二较硬镀覆层,以防止第二镀覆层上方的层发生破裂。第二镀覆层可由未电镀的镍复合材料形成。第二镀覆层可具有0.5至 1.0微米、1.0至2.0微米、2.0至5.0微米,或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。在本实用新型的各种实施方案中,可省略该第二层。
[0028] 第三镀覆层可与第二镀覆层结合使用。第三镀覆层可镀覆在第二镀覆层上。第三镀覆层可较为柔软的以吸收冲击,并且从而使第三镀覆层上方的层中发生的破裂减到最小。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。第三镀覆层可在其相邻层之间提供粘附,并且还可提供整平效果。第三镀覆层可具有0.55至0.9微米、0.5至1.25微米、1.25至2.5微米、2.5至5.0微米,或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。在本实用新型的各种实施方案中,可省略第二镀覆层和第三镀覆层,或者可省略第二层,然而也可添加或省略其他层。
[0029] 可在第三镀覆层上方镀覆第四镀覆层,以提供耐腐蚀性。第四镀覆层可用作阻隔层,以防止颜料泄漏到触点的表面,并且可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使得第二镀覆层比铑钌、铑或其他材料的顶板具有更多的正电荷。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。该层可比其上方的第五镀覆层稍硬,这可防止第四镀覆层上方的层在连接期间当暴露于压力时发生破裂。第四镀覆层可具有0.5至0.8微米、0.5至1.0微米、1.0至 1.5微米、1.5至3.0微米,或大于3.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。当使用钯时,可按0.6±0.1ASD或其他合适的速率将其镀覆。
[0030] 可在第四镀覆层上方镀覆第五镀覆层,以用作第四镀覆层和顶板之间的粘合层。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。第五镀覆层也可提供进一步的整平效果。第五镀覆层可具有 0.02至0.05微米、0.05至0.15微米、0.10至0.20微米、0.15至0.30微米,或大于0.30微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0031] 可在第五镀覆层上方形成顶板。顶板可具有高腐蚀性和耐磨性。该层可在高应力位置处变薄,以降低破裂的险。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合时,顶板可提供耐用的接触表面。在本实用新型的各种实施方案中,顶板可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。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至100重量%之间,例如其可为95或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据材料的颜色、耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。顶板可具有小于0.5微米、介于0.5和0.75微米之间、介于0.65和1.0微米之间、介于0.75和1.0微米之间、介于1.0和1.3微米之间、大于1.3微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0032] 在本实用新型的各种实施方案中,这些层可以是变化的。例如,顶板可出于各种原因而在触点的部分上方被省略。例如,在触点具有将被焊接到印刷电路板上的对应触点的表面安装式部分或通孔接触部分的情况下,可从表面安装式部分或通孔接触部分省略顶板以改善可焊性。在本实用新型的其他实施方案中,可省略其他层,诸如第二镀覆层和第三镀覆层。
[0033] 在本实用新型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孔,在外侧滚筒内的内侧滚筒的旋转期间,该孔会发生变化。
[0034] 这些触点可各自具有与对应连接器中的触点配合的高耐磨接触部分。其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合适的衬底上的对应触点配合的表面安装式部分或通孔接触部分。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。电解抛光或化学抛光步骤可用于去除冲压毛刺,尽管这些步骤可能在触点表面上留下节结或节点。
[0035] 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。第一镀覆层可为铜或其他材料,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,以整平冲压衬底的表面。在本实用新型的这些其他实施方案中,第一镀覆层可以是足够的,并且可省略电解抛光步骤。第一镀覆层还可以在其相邻衬底和第二镀覆层之间提供粘附。第一镀覆层可具有0.5至1.0微米、1.0至3.0微米、3.0至5.0微米,或大于5.0 微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0036] 可以在第一镀覆层上镀覆第二镀覆层,以提供耐腐蚀性。第二镀覆层可以用作阻隔层,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。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使得第二镀覆层比铑钌、铑或其他材料的顶板具有更多的正电荷。这可使顶板充当牺牲层,从而保护下方的钯。该层可比其上方的第三镀覆层稍硬,这可防止第三镀覆层上方的层在连接期间当暴露于压力时发生破裂。第二镀覆层可具有沿触点的长度变化的厚度。例如,其可在0.1至0.2微米、0.2至0.3微米、0.3至0.5微米、0.3至1.5 微米、1.0至1.5微米或大于1.5微米之间变化,或者其可沿触点的长度具有不同厚度范围内的厚度。第二镀覆层在靠近高耐磨接触部分处可更厚,而在远离高耐磨区域处可变薄。
[0037] 可在第二镀覆层上方镀覆第三镀覆层,以用作第二镀覆层和顶板之间的粘合层。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。第三镀覆层也可提供整平效果。第三镀覆层可具有0.02至0.05 微米、0.05至0.15微米、0.15至0.30微米,或大于
0.30微米的厚度,或者其可沿触点的长度具有不同厚度范围内的厚度。
[0038] 可在第三镀覆层上方形成顶板。顶板可具有高腐蚀性和耐磨性。该顶板可在高应力横梁部分处变薄,以降低破裂的风险。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合时,顶板可提供耐用的接触表面。在本实用新型的各种实施方案中,顶板可具有低于100,在100-200 之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。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至100重量%之间,例如,其可为95或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据材料的颜色、耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。顶板可具有小于0.3微米、介于0.3和0.55微米之间、介于0.3和 1.0微米之间、介于0.75和1.0微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。同样,顶板可从表面安装式部分或通孔接触部分省略。顶板在靠近高耐磨接触部分处可更厚,而在远离高耐磨区域处可变薄。
[0039] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,在触点上形成其他层以防止磨损和腐蚀。例如,可使用电塑性沉积或电沉积(ED)来形成塑料绝缘层。该层可覆盖触点的一部分以防止腐蚀。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。此外,表面安装式部分或通孔接触部分可保持暴露,使得其可焊接到板或其他合适的衬底上的对应触点。
[0040] 虽然本实用新型的实施方案非常适合于触点结构及其制造方法,但本实用新型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,电子设备外壳和壳体、连接器外壳和屏蔽件、电池端子磁性元件、测量设备和医疗设备、传感器固件可穿戴计算设备的各种部分(诸如夹子和带、轴承齿轮、链、工具),或这些部件中的任何部分可利用如本文所述的贵金属合金和镀覆层以及由本实用新型的实施方案提供的镀覆层进行覆盖。用于这些结构的贵金属合金和镀覆层可如本文所述的那样形成或制造,另外可由本实用新型的实施方案提供。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通过诸如本文所示的那些结构和方法以及本实用新型的其他实施方案来改善其耐腐蚀性。
[0041] 在本实用新型的各种实施方案中,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通过冲压、压印、金属塑模成型、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,如本文所述。其可镀有或涂覆有镍、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)、陶瓷或其它非导电材料或材料组合形成。
[0042] 本实用新型的实施方案可提供可位于或可连接到各种类型的设备的触点及其连接器组件,该各种类型的设备诸如便携式计算设备平板电脑、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、外壳、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。这些触点及其连接器组件可为信号提供路径,该信号符合各种标准,诸如通用串行总线(USB)、高清晰TM度 (HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、Thunderbolt 、
Lighming、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。在本实用新型的各种实施方案中,这些连接器提供的这些互连路径可用于输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。
[0043] 本实用新型的一个实施方案涉及一种用于连接器的触点,其特征在于,所述触点包括:衬底层;位于所述衬底层上方的贵金属合金层;和多个镀覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述贵金属合金层上方并形成所述触点的接触表面。
[0044] 优选地,所述衬底层主要由铜形成。
[0045] 优选地,所述衬底层包含磷青铜。
[0046] 优选地,所述衬底层包含铜-镍-锡或铜-镍-银合金中的一者。
[0047] 优选地,所述贵金属合金层包含高熵材料,其中所述高熵材料至少部分地沿所述触点的侧面延伸。
[0048] 优选地,所述贵金属合金层包含符合ASTM标准B540、B563、 B589、B683、B685或B731中的一者的材料。
[0049] 优选地,所述多个镀覆层包括位于所述贵金属合金层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第一粘附层、以及位于所述第一粘附层上方的顶板。
[0050] 优选地,所述第一粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
[0051] 优选地,所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
[0052] 优选地,所述多个镀覆层包括位于所述贵金属合金层上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第二粘附层、以及位于所述第二粘附层上方的顶板。
[0053] 优选地,所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
[0054] 优选地,所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
[0055] 优选地,所述触点通过冲压而形成。
[0056] 优选地,所述触点通过压印而形成。
[0057] 本实用新型的另一实施方式涉及一种用于连接器的触点,其特征在于,所述触点包括:具有顶表面的衬底;高熵材料层,所述高熵材料层包覆到所述衬底的所述顶表面;和多个镀覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述高熵材料上方并且包括用于形成与对应触点配合的所述触点的接触表面的顶板。
[0058] 优选地,所述高熵材料包括符合ASTM标准B540、B563、B589、 B683、B685或B731的材料。
[0059] 优选地,所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
[0060] 优选地,所述衬底主要由铜形成。
[0061] 优选地,所述衬底包含磷青铜。
[0062] 优选地,所述衬底包含铜-镍-锡或铜-镍-银合金中的一者。
[0063] 优选地,所述多个镀覆层还包括位于所述高熵材料层上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层以及位于所述阻隔层上方的第二粘附层,并且其中所述顶板位于所述第二粘附层上方。
[0064] 优选地,所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
[0065] 优选地,所述高熵材料层至少部分地沿所述触点的侧面延伸。
[0066] 本实用新型的又一方面涉及一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:外壳;和由所述外壳支承的多个触点;每个触点包括:横梁,所述横梁在所述横梁的尖端处具有接触区域;形成所述接触区域的贵金属合金部分;和覆盖所述横梁的非导电涂层,使得所述接触区域被暴露。
[0067] 优选地,所述多个触点中的每个触点包括表面安装式接触部分,以附接到板。
[0068] 优选地,所述板是印刷电路板。
[0069] 优选地,所述板是柔性电路板。
[0070] 优选地,所述表面安装式接触部分未被所述非导电涂层覆盖。
[0071] 优选地,所述横梁主要由铜形成。
[0072] 优选地,所述贵金属合金部分包含高熵材料。
[0073] 优选地,所述高熵材料包括符合ASTM标准B540、B563、B589、 B683、B685或B731中的一者的材料。
[0074] 优选地,所述电子设备还包括位于所述铜横梁上方的多个镀覆层,其中所述多个镀覆层包括位于所述铜层上的镍钨合金、位于所述镍钨合金上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第二粘附层、以及位于所述第二粘附层上方的顶板。
[0075] 优选地,所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
[0076] 优选地,所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
[0077] 本实用新型的又一方面涉及一种连接器插入件,其特征在于,所述连接器插入件包括:围绕开口的接地环;位于所述开口中的多个触点;包覆成型件,所述包覆成型件围绕所述开口中的所述多个触点形成,使得所述触点的接触表面被暴露,所述多个触点中的每个触点包括:具有顶表面的衬底;高熵材料层,所述高熵材料层包覆到所述衬底的所述顶表面;和多个镀覆层,所述多个镀覆层镀覆在所述高熵材料上方并且包括用于形成所述接触表面的顶板。
[0078] 优选地,所述多个触点中的每个触点包括附接到印刷电路板的窄部分。
[0079] 优选地,所述高熵材料包括符合ASTM标准B540、B563、B589、 B683、B685或B731的材料。
[0080] 优选地,所述衬底主要由铜形成。
[0081] 优选地,所述多个镀覆层还包括位于所述高熵材料层上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层以及位于所述阻隔层上方的第二粘附层,其中所述顶板位于所述第二粘附层上方。
[0082] 优选地,所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
[0083] 优选地,其中所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者。
[0084] 优选地,所述高熵材料层至少部分地沿所述触点的侧面延伸。
[0085] 本实用新型的又一方面涉及一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:外壳;和由所述外壳支承的多个触点;每个触点包括:横梁,所述横梁在所述横梁的尖端处具有接触区域;位于所述横梁上方的电泳涂层,使得所述接触区域被暴露。
[0086] 优选地,所述多个触点中的每个触点包括表面安装式接触部分,以附接到板。
[0087] 优选地,所述表面安装式接触部分未被所述电泳涂层覆盖。
[0088] 优选地,所述横梁主要由铜形成。
[0089] 优选地,所述电子设备还包括位于所述铜横梁上方的多个镀覆层,其中所述多个镀覆层包括位于所述铜横梁上的镍-钨合金、位于所述镍钨合金上方的第一粘附层、位于所述第一粘附层上方的阻隔层、位于所述阻隔层上方的第二粘附层、以及位于所述第二粘附层上方的顶板。
[0090] 优选地,所述第一粘附层和所述第二粘附层由金形成,并且所述阻隔层包含锡-铜、镍、钯或银中的一者。
[0091] 优选地,所述顶板包含铜、金、铑钌、金钯、深色钌、深色钯或金铜中的一者,并且其中所述多个镀覆层进一步包括位于所述铜横梁和所述镍- 钨合金之间的铜层。
[0092] 本实用新型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,可更好地理解本实用新型的实质和优点。

附图说明

[0093] 图1示出了根据本实用新型实施方案的电子系统;
[0094] 图2示出了根据本实用新型的实施方案的电子设备的表面处的多个触点;
[0095] 图3示出了根据本实用新型的实施方案的触点组件外壳中的多个触点;
[0096] 图4示出了根据本实用新型的实施方案的触点的横截面;
[0097] 图5示出了可用于镀覆根据本实用新型的实施方案的触点的接触表面的镀覆叠层;
[0098] 图6示出了根据本实用新型的实施方案的制造触点的方法;
[0099] 图7示出了根据本实用新型的实施方案的冲压或压印的触点的侧视图;
[0100] 图8示出了可通过结合本实用新型的实施方案而改善的连接器插入件;
[0101] 图9示出了根据本实用新型的实施方案的触点的侧视图;
[0102] 图10示出了可用于镀覆根据本实用新型的实施方案的触点的接触表面的镀覆叠层;
[0103] 图11示出了根据本实用新型的实施方案的制造触点的方法;
[0104] 图12示出了根据本实用新型的实施方案的制造触点的方法;
[0105] 图13示出了根据本实用新型的实施方案的另一触点;
[0106] 图14示出了根据本实用新型的实施方案的制造触点的方法;
[0107] 图15示出了根据本实用新型的实施方案的形成触点层的方法;
[0108] 图16示出了根据本实用新型的实施方案的形成触点层的另一种方法;
[0109] 图17示出了根据本实用新型的实施方案的另一触点;
[0110] 图18示出了根据本实用新型的实施方案的可被冲压以形成触点的材料卷;
[0111] 图19示出了根据本实用新型的实施方案的可用于冲压触点的图案;
[0112] 图20示出了根据本实用新型的实施方案的可用于冲压触点的另一种图案;
[0113] 图21示出了根据本实用新型的实施方案的可用于冲压触点的另一种图案;
[0114] 图22示出了根据本实用新型的实施方案的触点镀覆层;
[0115] 图23示出了根据本实用新型的实施方案的可用于镀覆触点的双滚筒;
[0116] 图24示出了图23的双滚筒的镀覆窗的孔;
[0117] 图25示出了根据本实用新型的实施方案的可被镀覆的触点;
[0118] 图26示出根据本实用新型的实施方案的镀覆层;
[0119] 图27示出了根据本实用新型的实施方案的多个触点和载体;
[0120] 图28示出了根据本实用新型的实施方案的部分镀有塑料、树脂或其他材料的触点;
[0121] 图29示出了包括根据本实用新型的实施方案的部分镀有塑料、树脂或其他材料的触点的连接器插座;
[0122] 图30示出了制造根据本实用新型的实施方案的部分镀有塑料、树脂或其他材料的触点的方法。

具体实施方式

[0123] 相关专利申请的交叉引用
[0124] 本专利申请要求于2016年3月18日提交的美国专利申请62/310,445、于2016年9月2日提交的美国专利申请62/383,381和于2016年9月6日提交的美国专利申请62/384,120的权益,这些专利申请以引用方式并入。
[0125] 图1示出了根据本实用新型的实施方案的电子系统。与其他被包括的附图那样,本附图是为了进行示意性的说明而显示的,并且其并不限制本实用新型的可能的实施方案或权利要求
[0126] 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可经由缆线130而电连接到附件设备120上的触点222。在本实用新型的其他实施方案中,主机设备 110上的触点220可物理接触并且直接连接到且电气连接到附件设备120上的触点222。
[0127] 为了促进主机设备110上的触点220和附件设备120上的触点222之间的直接连接,主机设备110上的触点220和附件设备120上的触点222可位于其相应设备的表面上。但是这个位置可能使其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,可能导致触点发生腐蚀。这种腐蚀可损坏触点,并且对于用户来说可以是显而易见的。这种腐蚀可能导致设备运行减弱,并且甚至可能导致设备不可操作。即使此类腐蚀未达到损伤设备的平,也可能在用户心中对设备和设备制造商产生不良的负面印象。
[0128] 因此,本实用新型的实施方案可提供可高度耐腐蚀的触点。但是,通常耐腐蚀性的此类增加可能导致可制造性降低。因此,本实用新型的实施方案可提供容易制造并且可使用有限数量的贵重资源而制造的触点。下图示出了示例。
[0129] 图2示出了根据本实用新型的实施方案的电子设备的表面处的多个触点。在该示例中,触点220被示出为位于壳体210的表面处。触点210可通过触点组件外壳230而与设备壳体210绝缘。在本实用新型的其他实施方案中,例如在外壳210是非导电的情况下,可无需由触点组件外壳230 提供绝缘并且可省略触点组件外壳230。在本实用新型的其他实施方案中,触点220可用于连接器插入件(例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中。
[0130] 在下文的示例中,更详细地示出了触点220。在本实用新型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、基本上相似、相似或不同。
[0131] 在本实用新型的各种实施方案中,设备壳体210的表面可具有各种形状或轮廓。例如,外壳210可以是平坦的、弯曲的或具有其他形状。触点 220的表面可类似地成形为使得触点220的表面与设备壳体210的相邻或局部轮廓匹配。在本实用新型的这些和其他实施方案中,外壳210部分可类似地成形为匹配触点220和设备壳体210的相邻或局部轮廓。尽管在该示例中示出了具有相似尺寸的三个触点,但是在本实用新型的其他实施方案中,可采用其他数量的触点,诸如两个、四个或多于四个的触点,并且这些触点中的一个或多个触点可具有不同尺寸。
[0132] 图3示出了根据本实用新型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可位于触点外壳230中。在本实用新型的各种实施方案中,触点220的下侧可与柔性电路板、印刷电路板或其他合适的衬底配合。
[0133] 图4示出了根据本实用新型的实施方案的触点的横截面。如前所述,触点220被示出为位于触点组件外壳230中。触点220可包括本体或衬底层410。尽管触点220可具有与本实用新型的实施方案相符的其他形状,但触点220可主要具有盘形。本体或衬底层410可包括可通过焊料区域450 电连接到板440的窄部分422。板440可以是柔性电路板、印刷电路板或其他合适的衬底。板440可连接到电子设备外壳触点220中的电气部件或机械部件。以这种方式,可经由触点220来在该电子设备和第二电子设备之间传送电力和信号。
[0134] 触点220可包括本体或衬底层410。通过使用更易获得的材料诸如铜或主要基于铜的材料(诸如磷青铜)来形成体或衬底层410可减少触点220 所消耗的资源。在本实用新型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、钢或其他合适的材料或合金来形成。可选择具有良好导电性和良好可用性的材料来形成本体或衬底层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、或伸长率和硬度的材料。在本实用新型的各种实施方案中,衬底层可具有低于100,在100- 200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。在本实用新型的这些和其他实施方案中,本体或衬底层410可以形成触点的大部分,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至10mm之间、大于10mm的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0135] 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、B563、B589、B683、B685或 B731的材料、黄金或其他材料。可选择这样的贵金属合金层420材料:具有良好的硬度和强度,以及高导电性或低电阻。可选择具有用于改善的可制造性的良好成形性或高伸长率的材料用作贵金属合金。在本实用新型的各种实施方案中,贵金属合金层420可具有低于100,在100-200之间,在 200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。在本实用新型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,或者可具有不同厚度范围内的厚度。
[0136] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可在贵金属合金层420和本体或衬底层410之间设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容易获得。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、导电性、冲压能力或其他属性来选择。
[0137] 包覆层或贵金属合金层420可通过一个或多个镀覆层(此处示出为镀覆叠层430)来镀覆。镀覆叠层诸如镀覆叠层430可用于提供与图1所示的设备壳体210的颜色匹配,或者在需要时提供颜色失配。镀覆叠层诸如镀覆叠层430也可用于为触点220提供硬质耐刮擦表面。此类镀覆叠层的示例在下图中示出。
[0138] 图5示出了可用于镀覆根据本实用新型的实施方案的触点的接触表面的镀覆叠层。该镀覆叠层430可包括第一镀覆层510,如图4所示,该第一镀覆层可镀覆在贵金属合金层420上方,以用于整平和粘附效果。例如,金往往会填充贵金属合金层420的表面上方的垂直差异。这些垂直差异可包括因对下方材料进行电解抛光和化学抛光而留下的节点和节结。第一镀覆层510还可在贵金属合金层420和第二镀覆层520之间提供粘附。第一镀覆层510可由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,而不是由金形成。第一镀覆层510可具有小于0.01微米、介于0.01和0.05微米之间、介于0.05和0.1微米之间、介于0.05和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0139] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可省略第一镀覆层510,并且可将第二镀覆层520直接镀覆在贵金属层上。
[0140] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,第二镀覆层520可镀覆在第一镀覆层510上方。第二镀覆层520可用作阻隔层,以防止颜料从贵金属合金层420泄漏到触点220的表面,并且可在此基础上选择用于第二镀覆层520的材料。在本实用新型的这些和其他实施方案中,第二镀覆层520 可使用镍、钯、锡-铜、银或其他合适的材料形成。使用钯或其他材料可使得第二镀覆层520比铑钌、铑或其他材料的顶板540具有更多的正电荷。这可使顶板540充当牺牲层,从而保护第二镀覆层520中的下方的钯。该第二镀覆层520可比其上方的第三镀覆层530稍硬,这可防止第三镀覆层 530上方的层在连接期间当暴露于压力时发生破裂。第二镀覆层520可具有小于0.1微米、介于0.1和0.5微米之间、介于0.5和1.0微米之间、介于 
1.0和1.5微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0141] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,第三镀覆层530可镀覆在第二镀覆层520上方。第三镀覆层530可像第一镀覆层510那样提供整平和粘附效果。例如,金可易于填充第二镀覆层的表面以及阻隔层上的垂直差异,并且可在第二镀覆层520和顶板540之间提供粘附。第三镀覆层530 可由镍、钯、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,而不是由金形成。第三镀覆层530可具有小于0.01微米、介于0.01和0.05微米之间、介于0.05和0.1微米之间、介于0.05和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0142] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,顶板540可镀覆在第三镀覆层530上。当容纳触点220的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配合时,顶板540可提供耐用的接触表面。在本实用新型的各种实施方案中,顶板540可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。顶板540可使用铑钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。可根据材料的颜色、耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。使用铑钌或铑可帮助氧气形成,这可减少顶板540的腐蚀。铑的百分比可介于85至100重量%之间,例如其可为95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和0.75微米之间、介于0.75和0.85微米之间、介于0.85和1.1微米之间、大于1.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0143] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可省略第三镀覆层530,并且可直接在第二镀覆层520上镀覆顶板540。
[0144] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,顶板540可直接镀在第一镀覆层510上方,并且可省略第二镀覆层520和第三镀覆层530。
[0145] 在本实用新型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、导电性、冲压能力或其他属性来选择所使用的镀覆材料。可按各种方式来形成本文所示并与本实用新型的实施方案符合的这些和其他触点。示例在下图中示出。
[0146] 图6示出了根据本实用新型的实施方案的制造触点的方法。这种方法及类似方法可用于制造本文所示的上述触点和其他触点,以及根据本实用新型的实施方案所述的其他触点。在该示例中,本体或衬底层410可至少部分地由贵金属合金层420覆盖。这些层可被设置在卷材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。可以有效利用贵金属合金420的方式来冲压触点220。贵金属层(例如贵金属层420)以及本体或衬底(例如本体或衬底410)中未使用的材料可被再循环或以其他方式再使用。
[0147] 利用贵金属合金420对本体或衬底层410进行镀覆会非常困难。因此,在本实用新型的该实施方案中,可从本体或衬底层410和贵金属合金层420冲压出触点220。该冲压工艺可以是压印或其他类型的工艺。该冲压工艺可将贵金属合金层420键合到本体或衬底层410。该冲压工艺可在高温下进行(该温度可用于退火)。可在冲压或压印期间将卷材610的材料拉伸或拉长,以便键合贵金属合金层420和本体或衬底层410。例如,可使用 35%,50%或70%的伸长率。
[0148] 在本实用新型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。
[0149] 这个过程及类似过程可用于形成此处和本实用新型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。
[0150] 图7示出了根据本实用新型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可焊接到柔性电路板、印刷电路板或其他合适的衬底。本体或衬底层410可利用贵金属合金层420包覆。尾部710可在载体620已断开或以其他方式与触点220物理断开之后得到保留。在冲压之后,可对触点220进行喷砂、退火、抛光、镀覆或进行其他处理步骤,如本文所示。
[0151] 在上述示例中,触点220被示出为是设备壳体210的表面处的触点。在本实用新型的其他实施方案中,相同或相似的结构、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。可在连接器插入件或连接器插座中使用的这种触点的示例在以下附图中示出。本实用新型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。
[0152] 图8示出了可通过结合本实用新型的实施方案而改善的连接器插入件。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在Y方向上的长轴所具有的长度可长于在X方向上的短轴所具有的长度。通常,开口830可填充有包覆成型件,使得仅触点820 的表面被暴露。虽然在本文中将触点820示出为位于连接器插入件中,但是在本实用新型的其他实施方案中,触点820和本文所示的以及与本实用新型的实施方案符合的其他触点可位于设备壳体的表面处、位于连接器插座中,或位于另一类型的接触结构中。
[0153] 图9示出了根据本实用新型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而被电连接到板970上的触点,该板可以是柔性电路板、印刷电路板或其他合适的衬底。本体或衬底层910的一部分下方的区域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、或电气部件或机械部件。以这种方式,可经由触点
820来在第一电子设备和第二电子设备之间传送电力和信号。
[0154] 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可由镀覆层930镀覆。镀覆层30可沿触点的侧面(如区域933所示)延伸。区域933可被省略,或者可沿触点820下侧的其他部分延伸。触点820可位于包覆成型区域940中,该区域位于如图8所示的接地环810中的开口 830中。
[0155] 通过使用易于获得的材料诸如铜或主要基于铜的材料(诸如磷青铜) 来形成体或衬底层910可减少触点820所消耗的资源。在本实用新型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、钢或其他合适的材料或合金来形成。可选择具有良好导电性和良好可用性的材料来形成本体或衬底层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。在本实用新型的各种实施方案中,本体或衬底层910可具有低于100,在100-200之间,在200-300 之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。在本实用新型的这些和其他实施方案中,本体或衬底层910可以形成触点的大部分,并且可具有小于1mm、大于1mm、从0.5mm至1.5mm、大约1.0mm,介于1mm至 10mm之间、大于10mm的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0156] 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、B563、B589、B683、B685或 B731的材料、黄金或其他材料。可以选择这样的贵金属合金层920材料:具有良好的硬度和强度,以及高导电性或低电阻。可选择具有用于改善的可制造性的良好成形性和高伸长率的材料用作贵金属合金。在本实用新型的各种实施方案中,贵金属合金层920可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。在本实用新型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,或者可具有不同厚度范围内的厚度。
[0157] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可在贵金属合金层920和本体或衬底层910之间设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,并且也可比用作贵金属合金的材料更容易获得。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、导电性、冲压能力或其他属性来选择。
[0158] 包覆层或贵金属合金层920可通过一个或多个镀覆层(此处示出为镀覆叠层930)来镀覆。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,或者在需要时提供颜色失配。镀覆叠层930还可用于为触点 820提供硬质耐刮擦表面。此类镀覆叠层的示例在下图中示出。
[0159] 图10示出了可用于镀覆根据本实用新型的实施方案的触点的接触表面的镀覆叠层。该镀覆叠层930可包括第一镀覆层1010,如图9所示,该第一镀覆层可镀覆在贵金属合金层920上,以用于整平和粘附效果。例如,金往往会填充贵金属合金层920表面上的垂直差异。这些垂直差异可包括因对下方材料进行电解抛光和化学抛光而留下的节点和节结。第一镀覆层 1010还可在贵金属合金层920和第二镀覆层1020之间提供粘附。第一镀覆层1010可由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,而不是由金形成。第一镀覆层1010可具有小于0.01微米、介于0.01和0.05微米之间、介于0.05和0.1微米之间、介于0.05和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0160] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,第二镀覆层1020可镀覆在第一镀覆层1010上。第二镀覆层1020可用作阻隔层,以防止颜料从贵金属合金层920泄漏到触点的表面,并且可在此基础上选择所使用的材料。在本实用新型的这些和其他实施方案中,第二镀覆层1020可使用镍、钯、锡- 铜、银或其他合适的材料形成。使用钯或其他材料可使得第二镀覆层1020 比铑钌、铑或其他材料的顶板1040具有更多的正电荷。这可以使顶板1040 充当牺牲层,从而保护第二镀覆层1020中的下方的钯。该第二镀覆层1020 可比其上方的第三镀覆层1030稍硬,这可防止第三镀覆层1030上方的层在连接期间当暴露于压力时发生破裂。第二镀覆层1020可具有小于0.1微米、介于0.1和0.5微米之间、介于0.5和1.0微米之间、介于1.0和1.5微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0161] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可省略第一镀覆层1010,并且可将第二镀覆层1020直接镀覆在贵金属层920上。
[0162] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,第三镀覆层1030可镀覆在第二镀覆层1020上。第三镀覆层1030可像第一镀覆层1010那样提供整平和粘附效果。例如,金可易于填充第二镀覆层的表面及阻隔层上的垂直差异,并且可在第二镀覆层1020和顶板1040之间提供粘附。第三镀覆层 1030可由镍、铜、锡、锡铜、硬金、金钴或其他材料形成,而不是由金形成。第三镀覆层1030可具有小于0.01微米、介于0.01和0.05微米之间、介于0.05和0.1微米之间、介于0.05和0.15微米之间、大于0.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0163] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,顶板1040可镀覆在第三镀覆层1030上。当容纳触点820的电子设备上的触点与第二电子设备上的对应触点配合时,顶板1040可以提供耐用的接触表面。顶板1040可使用铑钌、深色铑、深色钌、金铜或其他替代物形成。可根据材料的颜色、耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。使用铑钌或铑可帮助形成氧气,这可减少顶板540的腐蚀。铑的百分比可介于85至 100重量%之间,例如其可为95或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。在本实用新型的各种实施方案中,顶板1040可具有低于100,在 100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。顶板1040可具有小于0.5微米、介于0.5和0.75微米之间、介于0.75 和0.85微米之间、介于0.85和1.1微米之间、大于1.1微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0164] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可省略第三镀覆层1030,并且可直接在第二镀覆层1020上镀覆顶板1040。
[0165] 在本实用新型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,并且可省略镀覆层1020和1030中的一个或两个镀覆层。
[0166] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可以基于可用性、可成形性、伸长率、硬度、导电性、冲压能力或其他属性来选择所使用的镀覆材料。
[0167] 可按各种方式来形成本文所示并与本实用新型的实施方案相符合的这些和其他触点。示例在下图中示出。
[0168] 图11示出了根据本实用新型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,以及根据本实用新型的实施方案所述的其他触点。
[0169] 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。
[0170] 在本实用新型的其他实施方案中,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。
[0171] 图12示出了根据本实用新型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。
[0172] 图13示出了根据本实用新型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可以沿本体或衬底层910的侧面延伸。这可以进一步有助于减少腐蚀。具体地,如果水分或液体在940与触点820之间渗出,则本体或衬底层910的侧面可能暴露于腐蚀。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。
[0173] 贵金属合金层920的侧面部分922可以通过各种方式形成。下图示出了示例。
[0174] 图14示出了根据本实用新型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中已形成一个或多个凹槽。即,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区域922。触点820和载体可以如本文所述被冲压或压印。
[0175] 本体或衬底层910中的一个或多个凹槽可以通过各种方式形成。下图示出了示例。
[0176] 图15示出了根据本实用新型的实施方案的形成触点层的方法。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。
[0177] 图16示出了根据本实用新型的实施方案的形成触点层的另一种方法。在该示例中,沟槽1610初始可以通过刮削、切割、蚀刻或其他工艺形成在本体或衬底层910中。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。
[0178] 图17示出了根据本实用新型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所示的触点相同或相似。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凸出部 1710和凹口1720。这些凸出部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。在本实用新型的各种实施方案中,这些凸出部中的任一个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。
[0179] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,触点可按其他方式形成,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。触点可以被冲压,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。触点也可以被冲压,使得只有诸如接触部分的部分可由贵金属合金形成,而触点的其余部分和载体由铜合金或其他材料形成,以节省资源。下图示出了示例。
[0180] 图18示出了根据本实用新型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。在本实用新型的各种实施方案中,触点可以被冲压,使得触点的全部或部分由贵金属合金1820形成。在本实用新型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。在本实用新型的各种实施方案中,这些条带的对比宽度可以有所变化。此外,所用的材料可以有所变化。例如,贵金属合金1820可以用另一种材料代替。铜合金条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形成的示例示于下面的附图中。
[0181] 图19示出了根据本实用新型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,触点1910可以被冲压,使得其完全由贵金属合金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。在本实用新型的该实施方案中,进入冲压机的进给方向可由箭头1920指示。
[0182] 图20示出了根据本实用新型的实施方案的可用于冲压触点的另一种图案。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。触点1910可以被冲压,使得其完全由贵金属合金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,与图19的示例相比,可以改善材料利用,但晶粒方向可能不是最佳的。如前所述,进入冲压机的进给方向可由箭头1920指示。
[0183] 图21示出了根据本实用新型的实施方案的可用于冲压触点的另一种图案。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可以形成在铜合金条带1830和 1840中。如前所述,进入冲压机的进给方向可由箭头1920指示。
[0184] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,贵金属合金层或触点部分 (例如贵金属合金条带1820)可以是高熵材料,例如符合ASTM标准 B540、B563、B589、B683、B685或B731的材料、黄金或其他材料。可以选择这样的贵金属合金层1820材料:具有良好的硬度和强度,以及高导电性或低电阻。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。在本实用新型的各种实施方案中,贵金属合金层1820 可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。
[0185] 本实用新型的这些和其他实施方案可以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。
[0186] 图22示出了根据本实用新型的实施方案的镀覆层。在该示例中,触点诸如本文的各种示例中所示的触点可以镀有镀覆叠层2210。此外,其他类型的触点(例如通过冲压或其他工艺形成,以及由铜、铜合金或其他材料形成的触点)可以镀有该镀覆叠层2210。在冲压或其他制造步骤之后,可使用电解抛光步骤从衬底去除冲压毛刺,否则可能暴露衬底中的硅化镍或其他颗粒。遗憾的是,电解抛光步骤可在接触表面上留下节结。可以在其位置使用化学抛光,但化学抛光可以在接触表面上留下节点。
[0187] 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,例如金、镍、锡、锡铜、硬金或金钴,并且可镀覆在触点衬底上方,以使衬底的表面变得平整,并且覆盖因电解抛光而留下的节结或因化学抛光而留下的节点,以及冲压过程产生的剩余毛刺或其他缺陷。在本实用新型的这些其他实施方案中,第一镀覆层2220可以是足够的,并且可省略电解抛光步骤。第一镀覆层2220还可以在衬底以及可镀覆在第一镀覆层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至1.0微米、1.0至3.0微米、3.0至4.5微米、3.0至 5.0微米、或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。在本实用新型的其他实施方案中,该第一层2220可被省略。
[0188] 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上方镀覆第二较硬镀覆层2230,用于防止第二镀覆层上方的层发生破裂。该第二镀覆层可由镍-钨合金形成。该第二镀覆层2230可由未电镀的镍复合材料形成。第二镀覆层2230可具有0.5至1.0微米、1.0 至2.0微米、2.0至5.0微米、或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。在本实用新型的其他实施方案中,可省略该第二层 2230。
[0189] 第三镀覆层2240可以与第二镀覆层2230结合使用。第三镀覆层2240 可镀覆在第二镀覆层上方。第三镀覆层2240可较为柔软以吸收冲击,从而使第三镀覆层2240上方的层中发生的破裂减到最小。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。第三镀覆层2240可具有0.55至0.9微米、0.5至1.25微米、1.25至2.5微米、2.5至 5.0微米、或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。在本实用新型的各种实施方案中,可省略第二镀覆层2230和第三镀覆层 2240,或者可省略第二镀覆层2230,然而也可以补充地或替代地添加或省略其他层。
[0190] 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可以用作阻隔层,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使得第四镀覆层2250比铑钌、铑或其他材料的顶板2270具有更多的正电荷。这可以使顶板
2270充当牺牲层,从而保护第四镀覆层2250中的下方的钯。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当暴露于压力时发生破裂。第四镀覆层2250可具有0.5至 0.8微米、0.5至1.0微米、1.0至1.5微米、1.5至
3.0微米、或大于3.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。当使用钯时,可按
0.6±0.1 ASD或其他合适的速率将其镀覆。
[0191] 在第四镀覆层2250与顶板2270之间充当粘附层的第五镀覆层2260可镀覆在第四镀覆层2250上方。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至0.05微米、0.05至0.15微米、0.10 至0.20微米、0.15至0.30微米、或大于0.30微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0192] 顶板2270可以形成在第五镀覆层2260上方。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破裂的风险。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合时,顶板 2270可以提供耐用的接触表面。在本实用新型的各种实施方案中,顶板 2270可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。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至100重量%之间,例如,其可为95或99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据材料的颜色、耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。顶板2270可具有小于0.5 微米、介于0.5和0.75微米之间、介于0.65和1.0微米之间、介于0.75和 1.0微米之间、介于1.0和1.3微米之间、大于1.3微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0193] 在本实用新型的各种实施方案中,这些层可以是变化的。例如,出于各种原因,在触点的某些部分上方可省略顶板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,可以从表面安装件或通孔接触部分省略顶板2270。在本实用新型的其他实施方案中,可省略其他层,例如第二镀覆层2230和第三镀覆层
2240。
[0194] 此外,在本实用新型的这些和其他实施方案中,一个或多个镀覆层可以沿触点的长度以变化的厚度施加。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因第二滚筒上的窗口而变化的孔,所述第二滚筒位于第一滚筒内。示例在下图中示出。
[0195] 图23示出了根据本实用新型的实施方案的可用于镀覆触点的双滚筒。在该示例中,外滚筒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,其中内侧滚筒以比外侧滚筒2310更高的速率旋转。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。
[0196] 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与外侧鼓上的窗口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。该变窄的孔在此图中可以表示出为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。
[0197] 图25示出了根据本实用新型的实施方案的可以被镀覆的触点。触点 1910可具有与对应连接器中的触点配合的高耐磨接触部分2510。触点1910 可具有低应力横梁部分2510、高应力横梁部分2530和接触部分2540,例如用于与印刷电路板或其他适当衬底(未示出)上的对应触点配合的表面安装件或通孔接触部分。因此,触点1910可具有在高耐磨接触部分2510 处较厚的硬层以防止磨损,并且在高应力横梁部分2530处较薄以避免破裂,所述破裂可能会再次成为水分渗漏路径并因此而导致腐蚀。
[0198] 触点(例如触点1910)可以位于连接器插座、连接器插入件或连接器系统中的其他位置。
[0199] 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,或者如本文所示任一示例所示。电解抛光或化学抛光步骤可用于去除冲压毛刺,但这些步骤可能在接触表面上留下节结或节点。同样,在本实用新型的各种实施方案中,此触点 1910可以被镀覆。示例在下图中示出。
[0200] 图26示出了根据本实用新型的实施方案的镀覆层。在该示例中,镀覆叠层2610可包括四层,但在本实用新型的各种实施方案中,可以存在少于四层或多于四层。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。第一镀覆层2620可以是铜或其他材料,例如金、镍、锡、锡铜、硬金、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,以使冲压衬底的表面平整。在本实用新型的这些其他实施方案中,第一镀覆层 2620可以是足够的,并且可省略电解抛光步骤。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 至1.0微米、1.0至3.0微米、3.0至5.0微米、或大于5.0微米的厚度,或者其可具有不同厚度范围内的厚度。
[0201] 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可以用作阻隔层,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。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使得第二镀覆层2630比铑钌、铑或其他材料的顶板2650具有更多的正电荷。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当暴露于压力时发生破裂。第二镀覆层2630可具有沿触点的长度变化的厚度。例如,其可以在0.1至0.2微米、0.2至0.3微米、0.3至0.5微米、0.3至1.5微米、 1.0至1.5微米之间变化,或大于1.5微米,或者其可沿触点的长度具有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更厚,并且其可以远离高耐磨区域变薄。这可以在接触部分2510上方提供用于耐磨性的较厚硬层,并且在触点1910的高应力横梁部分2530(如图25所示)上方提供较薄的硬层以避免破裂。
[0202] 在第二镀覆层2630与顶板2650之间充当粘附层的第三镀覆层2640可镀覆在第二镀覆层2630上方。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至0.05微米、0.05至0.15微米、0.15至0.30微米、或大于0.30微米的厚度,或者其可以沿触点的长度具有不同厚度范围内的厚度。
[0203] 顶板2650可以形成在第三镀覆层上方。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2930(如图25所示)中变薄,以降低破裂的风险。顶板2650可以更厚,以提供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合时用于触点1910的接触部分2510(如图25所示)的耐用接触表面。在本实用新型的各种实施方案中,顶板2650可具有低于100,在100-200之间,在200-300之间,超过300,或另一硬度范围内的维氏硬度。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至100重量%之间,例如,其可为95或 99重量%,其中大部分或全部剩余材料是钌。可根据材料的颜色、耐磨性、硬度、导电性、耐刮擦性或其他属性来对材料进行选择。顶板2650可具有小于0.3微米、介于
0.3和0.55微米之间、介于0.3和1.0微米之间、介于0.75和1.0微米之间、大于1.0微米的厚度,或者其可具有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。
[0204] 图27示出了根据本实用新型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。卷动方向可由箭头2720表示。
[0205] 在本实用新型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。
[0206] 图28示出了根据本实用新型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,塑料绝缘层或涂层2850可使用电泳沉积(ED) 或其他合适的方法形成。该层或涂层2850可以覆盖触点1910的某些部分,主要是横梁2810,以防止腐蚀。触点1910的接触部分2820可以保持暴露,使得其可以与对应连接器中的触点形成电连接。此外,表面安装件2830或通孔接触部分(未示出)可以保持暴露,使得其可以焊接到板或其他适当衬底上的对应触点。
[0207] 图29示出了根据本实用新型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支承的多个触点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。
[0208] 每个触点1910可包括横梁2910、接触部分或区域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时,接触部分或区域2920可以与对应的连接器插入件中的触点配合。表面安装件接触部分2830可以焊接到柔性电路板或印刷电路板或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可以模制或插入到外壳2970中,以将触点1910固定在连接器插座中的适当位置。
[0209] 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破裂。该效应可以称为应力腐蚀破裂。类似地,由于这种偏离,在横梁处的腐蚀的影响可能更严重。即,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坏触点1910。在一些触点中,横梁2910 的基部上的镀覆可能破裂和疲劳,并且这可能导致腐蚀加速
[0210] 因此,本实用新型的这些和其他实施方案可使用电泳沉积(ED)或其他合适的方法来形成ED涂层2950以保护横梁部分2910免受腐蚀。电泳沉积可形成非导电涂层,但是在本实用新型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。
[0211] 触点1910可以通过各种方式形成。例如,触点1910初始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 (例如用喷墨、辊、垫或其他涂布器)或通过其他方法施加。
[0212] 然后触点1910可以涂覆有ED涂层2950。在本实用新型的这些和其他实施方案中,涂层材料可以是丙烯酸树脂、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者或两者混合。例如,涂层材料可以是与挥发性溶剂混合的丙烯酸树脂,所述挥发性溶剂如醇、丁醇、ethaline、乙二醇、单丁基等。醚和醇可以使得树脂在施用之前为液体形式。触点1910可以在高电压(例如20-100伏)下放置在该浴槽中。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。
[0213] 在施加ED2950之后,可去除掩蔽层。例如,当掩蔽层为蜡时,可使用热水去除。这还可以有助于在触点1910上设置ED涂层2950。
[0214] 如上图21所示,在本实用新型的一些实施方案中,触点1910的尖端可由贵金属合金形成。在该示例中,接触区域2920(和图28中的2820) 可由贵金属合金形成,而其他材料可以用于形成横梁2910,因为横梁涂覆有ED涂层2950。树脂或其他涂层2950的使用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,而无需具有易碎横梁2910的结论。这可以允许横梁2910由更柔性的较不易碎的材料形成。此外,可以采用上图25所示的梯度涂层技术。
[0215] 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应用掩蔽层。因此,在本实用新型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。本实用新型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与本文的示例中的那些贵金属合金相同或相似并且与本实用新型的其他实施方案一致。
[0216] 在本实用新型的这些和其他实施方案中,可通过各种方式形成触点,例如触点1910。示例在下图中示出。
[0217] 图30示出了根据本实用新型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(例如触点 1910)和载体。触点及其载体可以通过冲压、锻造、模制、金属注射模制、3D印刷或其他制造工艺形成,例如图21所示的工艺或本文所示或以其他方式与本实用新型的实施方案一致的其他工艺中的任何工艺。例如使用图4、9、22和26中所示的层,该触点可被镀覆。在操作3020中,可以将掩蔽层施加到接触区域,例如接触区域2920。其他区域(例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(例如用喷墨、辊、垫或其他涂布器)或通过其他方法施加。掩蔽层可由蜡、石蜡或其他材料形成。
[0218] 在操作3030中,可使用电泳沉积或其他合适的方法来将电泳涂层(例如ED涂层2950)施加到触点。在本实用新型的这些和其他实施方案中,所使用的电泳沉积工艺可为电镀涂覆、阴极阳极电沉积、电塑沉积、电镀沉积、电泳涂覆、电泳涂漆或其他合适的工艺。
在本实用新型的这些和其他实施方案中,涂层材料可以是丙烯酸树脂、塑料或其他材料。丙烯酸树脂或其他材料可以与醚和醇中的任一种或两种混合。例如,涂层材料可以是与挥发性溶剂混合的丙烯酸树脂,所述挥发性溶剂如醇、丁醇、 ethaline、乙二醇、单丁基等。醚和醇可以使得涂层材料为液体形式。触点诸如触点1910可以在高电压(例如20-100伏)下放置在该浴槽中。电压可以将树脂离子吸引到触点上,并且树脂可以在触点2950上形成ED涂层。
[0219] 在操作3030中施加ED涂层之后,在操作3040中可以移除掩蔽层。例如,当掩蔽层为蜡时,可使用热水去除。这还可以有助于在触点上设置 ED涂层。在操作3050中,可以移除载体。然后触点(例如触点1910)可以插入连接器插座,例如上图29所示的连接器插座。
[0220] 本实用新型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,本实用新型可使用提供尺寸稳定的阳极的衬底材料,所述阳极与触点涂层材料组合以在连接器中形成即使在高电压和腐蚀性环境的存在下也可以表现稳定的触点。
[0221] 这些尺寸稳定的阳极材料可具有可高于铜的电阻。这通常会使其成为电触点的不良候选。然而,当触点衬底的尺寸较小时,绝对电阻的增加可能会受到限制,并且经改善的腐蚀性能提供足够充分的益处以证明增加的电阻。
[0222] 在本实用新型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。
[0223] 在本实用新型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。在本实用新型的这些和其他实施方案中,可使用这些触点涂层和衬底材料的氧化物。所选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。在本实用新型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的涂层。
[0224] 在本实用新型的具体实施方案中,用于连接器中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。
[0225] 在本实用新型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。
[0226] 在特定上下文中示出了若干个触点,例如触点220、222、820和 1910。在本实用新型的各种实施方案中,可以在其他上下文中使用这些触点。例如,其可以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、或者位于另一接触结构之中或上方。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实用新型的这些和其他实施方案中变化。
[0227] 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。此外,示出了若干个镀覆叠层和镀覆方法,以及用于触点的各种形状因数。在本实用新型的各种实施方案中,具有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的某种组合或其他材料形成,并且可以镀有本文所示的各种叠层中的一种或多种。例如,根据本实用新型的实施方案,可使用镀覆叠层430,930,2210,2610中的一个或多个或其他镀覆叠层来镀覆触点,例如触点220。根据本实用新型的实施方案,可使用镀覆叠层430,930,2210,2610中的一个或多个或其他镀覆叠层来镀覆触点,例如触点222。根据本实用新型的实施方案,可使用镀覆叠层430,930,2210,2610中的一个或多个或其他镀覆叠层来镀覆触点,例如触点820。根据本实用新型的实施方案,可使用镀覆叠层430,930,2210, 2610中的一个或多个或其他镀覆叠层来镀覆触点,例如触点1910。根据本实用新型的实施方案,可使用镀覆叠层430,930,2210,2610中的一个或多个或其他镀覆叠层来镀覆其他触点。
[0228] 虽然本实用新型的实施方案非常适合于触点结构及其制造方法,但本实用新型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,电子设备壳体和外壳、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实用新型的实施方案以其他方式提供的贵金属合金和镀覆层覆盖。用于这些结构的贵金属合金和镀覆层可以如本文所述形成或制造,并且由本实用新型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实用新型的其他实施方案中的那些结构和方法来改善其耐腐蚀性。
[0229] 在本实用新型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,例如阻止内部结构腐蚀的阻隔层。例如,阻隔层(例如锌阻隔层) 可用于保护磁体或其他内部结构免受包覆层或镀覆层的腐蚀。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(例如由铜形成的那些)也可以包括在本实用新型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。
[0230] 在本实用新型的各种实施方案中,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。其可镀有或涂覆有镍、金或其他材料。非导电部分诸如外壳和其他部分可利用注射或其他模制、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)、陶瓷或其它非导电材料或材料组合形成。
[0231] 本实用新型的实施方案可提供可位于并且可连接到各种类型的设备,诸如便携式计算设备、平板电脑、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、壳体、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,所述信号符合各种标准,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。在本实用新型的各种实施方案中,这些连接器提供的这些互连路径可用于输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。
[0232] 为了例证和描述的目的,呈现了对本实用新型的实施方案的上述描述。其并非旨在为穷尽的,也不旨在将本实用新型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实用新型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充分利用各种实施方案中的并具有适合于所构想的特定用途的各种修改的本实用新型。因此,应当理解,本实用新型旨在涵盖以下权利要求书的范围内的所有修改和等同物。
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