CN110474188A - 接触连接结构 - Google Patents

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Abstract

一种接触连接结构，包括：设置在第一端子中的第一接触部，其具有形成在第一基材的外表面上的第一镀层，并且具有从第一基材的外表面形成的平面突出的缩进部；以及设置在第二端子中的第二接触部，具有形成在第二基材的外表面上的第二镀层，并且被构造为与缩进部接触。第一接触部处的第一基材的外表面和第二接触部处的第二基材的外表面中的至少一者形成为具有比轧制棒材的表面粗糙度小的表面粗糙度的光滑表面。

Description

接触连接结构
技术领域
本公开涉及一种在第一端子与第二端子之间进行电连接的接触连接结构。
背景技术
作为应用传统接触连接结构的母端子和公端子，已知一种母端子具有方形盒部和弹性弯曲部的结构，弹性弯曲部与盒部一体设置并且布置在盒部中(相关技术见JP 2017-162598 A和JP 2007-280825 A)。弹性弯曲部设置有朝向底表面突出的缩进部。缩进部具有近乎球形的帽状的外周表面以及位于最下部位置的该外周表面的中心顶点。
从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等观点出发，对母端子进行电镀。
这样的传统接触连接结构中的公端子具有平板状的舌部。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等观点出发，对公端子进行电镀。
在前述构造中，当公端子的舌部***到母端子的盒部中时，弹性弯曲部向上表面侧弯曲变形以允许舌部的***。在舌部的***过程中，舌部在弹性弯曲部的缩进部上滑动。在端子***完成位置处，弹性弯曲部的缩进部与舌部互相进行表面接触。
利用弹性弯曲部的恢复力作为接触载荷，母端子的缩进部与公端子的舌部的接触表面彼此进行电接触。电流通过接触表面流动以使电流在母端子与公端子之间流动。
用于母端子和公端子的基材是铜合金等制成的轧制带材。因此，由于轧制划痕引起的凹凸部形成在每个端子的基材的外表面上。各个端子上的镀层沿着基材的凹凸表面形成为凹凸表面。
因此，母端子和公端子的接触表面(例如，缩进部与舌部的接触表面)的实际导通面积比表观接触面积小，这导致大的接触阻抗。为了降低接触阻抗，可以增大接触部分之间的接触载荷。然而，在该情况下，接触连接结构将使得母端子和公端子的尺寸和复杂性增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种接触连接结构，其使得接触阻抗减小而尽可能不使端子尺寸增大或变复杂。
根据本发明的实施例的接触连接结构包括：第一接触部，该第一接触部设置在第一端子中，并且具有形成在第一基材的外表面上的第一镀层；以及第二接触部，该第二接触部设置在要与所述第一端子连接的第二端子中，并且具有形成在第二基材的外表面上的第二镀层。所述第一接触部具有从由所述第一基材的外表面形成的平面突出的缩进部。在接触连接结构中，所述缩进部在端子***过程中在所述第二接触部的接触表面上滑动，并且在端子***完成位置处所述缩进部与第二接触部的接触表面接触。第一接触部处的第一基材的外表面和第二接触部处的第二基材的外表面中的至少一者形成为具有比轧制棒材的表面粗糙度小的表面粗糙度的光滑表面。
根据以上构造，端子以几乎等于表观接触面积的导通面积彼此接触，因此能够尽可能减小接触阻抗而不使端子大型化或复杂化。
附图说明
图1的(A)(下称图1A)是根据本发明的第一实施例的处于端子***完成状态的母端子和公端子的截面图；图1的(B)(下称图1B)是图1A中的IB部分的放大图；
图2的(A)(下称图2A)是本发明的第一实施例中的基材的截面图；图2的(B)(下称图2B)是本发明的第一实施例的在表面抛光之后的基材的截面图；图2的(C)(下称图2C)是本发明的第一实施例中的在对外表面施加镀覆之后的基材的截面图；
图3是本发明的第一实施例中的测量接触载荷和接触阻抗的试验的示意图；
图4是示出本发明的第一实施例中的接触阻抗与作用在银镀层上的接触载荷的测量结果的图；
图5是示出本发明的第一实施例中的接触阻抗与作用在金镀层上的接触载荷的测量结果的图；
图6的(A)(下称图6A)是根据本发明的第二实施例的处于端子***完成状态的母端子和公端子的截面图；图6的(B)(下称图6B)是本发明的第二实施例的图6A中的VIB部分的放大图；以及图6的(C)(下称图6C)是本发明的第二实施例的图6A中的VIC部分的放大图。
具体实施方式
在下面的具体描述中，为了说明的目的，阐述了大量具体细节以提供对所公开的实施例的透彻理解。然而显而易见的是，一个或多个实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，示意性地示出了公知的结构和装置以简化附图。
下面将参考附图描述本发明的实施例。应当注意，贯穿附图的相同或相似的部件和组件将由相同或相似的附图标记标识，并且将省略或简化对这些部件和组件的描述。另外，应该注意的是，附图是示意性的，因此与实际不同。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1A至5示出本发明的第一实施例。根据本发明的接触连接结构应用于作为第一端子的母端子和作为第二端子的公端子。下文将描述第一实施例。
母端子1布置在母侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。母端子1通过将导电金属(例如铜合金)冲压为预定形状并且将其折叠而形成。母端子1具有作为第一接触部的盒部2。盒部2为前侧开口的方形形状。在盒部2中，通过折叠盒部2的下表面部来设置弹性弯曲部3(见图1A和1B的纵向)。弹性弯曲部3具有通过压痕处理(浮凸为球形帽状)形成的缩进部4。缩进部4朝向盒部2的上表面突出，并且具有朝着上表面突出的几乎球形帽状的外周面。外周面的中心构成球形帽状的顶点。缩进部4能够通过弹性弯曲部3的弯曲变形向下移动。当缩进部4通过弹性弯曲部3的弯曲变形向下移动时，缩进部4的外周面的顶点位于盒部2中的最上位置处。盒部2的上表面部具有朝着盒部2的底表面突出的加强肋部5。加强肋部5布置在与缩进部4对置的位置处。公端子10***到弹性弯曲部3与加强肋部5之间。
公端子10布置在公侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。公端子10通过将导电金属(例如铜合金)冲压为预定形状并且将其折叠而形成。公端子10具有作为第二接触部的舌部11。舌部11具有直板状的外形。
特别地，如图1B所示，母端子1和公端子10分别由诸如铜合金这样的导电金属的基材1a和10a以及覆盖基材1a和10a的外表面的导电金属的镀层1b和10b形成。具体地，镀层1b和10b分别形成在彼此对置并且接触的缩进部4与舌部11的表面上。母端子1和公端子10各自的基材1a和10a是轧制加工的带材。具体地，轧制的带材经过抛光等使得由轧制划痕引起的凹凸不平变光滑。导电金属的镀层1b和10b形成在基材1a和10a的光滑外表面上。
将描述制造母端子1和公端子10的过程。如图2A所示，母端子1和公端子10的各自的基材1a和10a由轧制的带材形成(基材形成步骤)。接着，使基材1a和10a的外表面经受机械抛光(光滑步骤)。因此，如图2B所示，使与母端子1的至少盒部2和公端子10的至少舌部11对应的基材1a和10a的外表面光滑化。接着，将母端子1和公端子10的基材1a和10a冲压成预定形状并且折叠为预定形状以形成仅有基材1a和10a的母端子1和公端子10(压制步骤)。
接着，使基材1a和10a的外表面经受镀覆处理以形成镀层1b和10b，如图2C所示(镀覆步骤)。镀层1b和10b的表面根据基材1a和10a的外表面形状也是光滑化的。所述压制步骤也可以是在镀覆步骤之后进行。
在前述构造中，当母侧连接器壳体(未示出)和公侧连接器壳体(未示出)互相配合时，公端子10的舌部11在配合过程中***到母端子1的盒部2中。因此，首先，舌部11的前端与弹性弯曲部3进行抵接，并且当***进一步进行超过抵接部位时，弹性弯曲部3弯曲变形以允许舌部11的***。在舌部11的***过程(端子***过程)中，弹性弯曲部3的缩进部4和加强肋部5在舌部11的作为形成了镀层10b的表面的接触表面上滑动。在端子***完成位置(连接器配合完成位置)处，如图1A所示，缩进部4和加强肋部5以弹性弯曲部3的恢复力作为接触载荷接触舌部11。
如上所示，基材1a的与盒部2的缩进部4和加强肋部5对应的外表面以及基材10a的与舌部11对应的外表面形成为光滑表面，其表面粗糙度比轧制板材的表面粗糙度小。因此，形成在外表面上的镀层1b和10b的表面以相同的方式形成为光滑表面。结果，基材1a的与盒部2的缩进部4和加强肋部5对应的接触表面以及基材10a的与舌部11对应的接触表面通过与表观接触面积几乎相等的导通面积互相接触。这使得能够尽可能减小接触阻抗而不使端子大型化或复杂化。
接着，将描述对作为基材1a和10a的轧制带材的未经处理的凹凸不平外表面进行测量接触载荷和接触阻抗和对通过机械抛光等光滑化的轧制带材的外表面测量接触载荷和接触阻抗的试验结果。作为试验的条件，如图3所示，准备假设为缩进部4的部件(试样)和假设为舌部11的部件(试样)，并且在各种接触载荷下测量假设为缩进部4的部件与假设为舌部11的部件之间的接触阻抗。
图4示出镀层1b和10b为银(Ag)镀层(贵金属镀层)的试验结果。如图4所示，已经发现，在施加的接触载荷的大部分范围内，与具有凹凸不平外表面的基材1a和10a形成的试样相比，具有光滑表面的基材1a和10a形成的试样上的接触阻抗更稳定地减小。
图4示出由具有光滑表面的基材1a和10a形成的两个试样以及由具有凹凸不平外表面的基材1a和10a形成的两个试样(总共四个试样)的试验结果。在具有凹凸不平外表面的两个试样中，接触阻抗的值在小接触载荷范围内显著不同。这可能是因为在一些情况下两种材料的凹凸不平表面处于啮合状态，而另一些情况下两种材料的凹凸不平表面处于非啮合状态。在任何情况下，已经发现基材1a和10a的凹凸不平外表面在小接触载荷下不稳定地减小接触阻抗。
图5示出镀层1b和10b为金(Au)镀层(贵金属镀层)的试验结果。如图5所示，已经发现，在施加的接触载荷的大部分区域中，与基材1a和10a具有凹凸不平外表面的试样相比，在基材1a和10a具有光滑外表面的试样上，接触阻抗更稳定地减小。
与图4一样，图5示出基材1a和10a的光滑外表面的两个试样以及基材1a和10a的凹凸不平外表面的两个试样(总共四个试样)的试验结果。在基材1a和10a具有凹凸不平外表面的两个试样中，大部分接触阻抗的值显著不同。这可能是因为在一些情况下两种材料的凹凸不平表面处于啮合状态，而另一些情况下两种材料的凹凸不平表面处于非啮合状态。在任何情况下，已经发现基材1a和10a的凹凸不平外表面在小接触载荷的范围内不稳定地减小接触阻抗。
在图4的情况下镀层1b和10b由作为贵金属的银(Ag)的材料形成，并且在图5的情况下由作为贵金属的金(Au)的材料形成。代替地，这些镀层可以由锡(Sn)材料形成。然而，由于锡(Sn)材料具有低熔点，所以即使当基材1a和10a具有凹凸不平表面时，锡镀层的表面也可能是平坦的。然而，由于作为贵金属的银(Ag)的材料和金(Au)的材料具有高熔点，所以当基材1a和10a具有凹凸不平表面时，在贵金属镀层中，银镀层和金镀层的表面不容易为平坦的。因此，本实施例在诸如银(Ag)材料或金(Au)材料这样的具有高熔点的贵金属材料的情况下是有效的。
在第一实施例中，缩进部4、加强部5和舌部11的所有基材1a和10a均形成为具有比轧制板材的表面粗糙度小的表面粗糙度的光滑表面。代替地，任意一个以上的这些部分的基材1a和10a可以形成为具有小表面粗糙度的光滑表面。例如，仅缩进部4、仅加强肋部5、仅舌部11，或仅缩进部4和加强肋部5可以形成为具有小表面粗糙度的光滑表面。
(第二实施例)
图6A至6C图示出本发明的第二实施例。根据本发明的接触连接结构应用于作为第一端子的母端子(未示出)和作为第二端子的公端子10之间。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于公端子10的基材10a的外表面形成为在与缩进部(未示出)接触的端子***完成位置VIB(见图6A)的前方的位置VIC处具有轧制带材的表面粗糙度的表面(如图6C所示)。即，基材10a的外表面形成为凹凸不平表面，并且据此，镀层10b的表面也形成为凹凸不平表面。在公端子10的上述区域之外的区域中，如图6B所示，基材10a的外表面形成为光滑表面，并且据此，镀层10b的表面也形成为光滑表面，如第一实施例中一样。
母端子(未示出)的构造与第一实施例中的相同，因此将省略其描述。
在第二实施例以及第一实施例中，公端子10和母端子(未示出)在端子***完成位置以几乎等于表观接触面积的导通面积彼此接触，从而能够尽可能降低接触阻抗而不使端子大型化或复杂化。
公端子10的基材10a的外表面在接触缩进部(未示出)的端子***完成位置前方的位置处具有轧制带材的表面粗糙度。根据该构造，在端子***过程的前半部分，滑动面积减小，以减小***力。
作为第二实施例的变型例，在公端子10的基材10a的外表面之中，与缩进部(未示出)接触的表面或者与加强肋部(未示出)接触的表面中的两者或任一者可以形成为在接触该缩进部(未示出)的端子***完成位置前方的位置处具有轧制带材的表面粗糙度。
以上已经描述了本发明的实施例。然而，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述指定，并且在权利要求的含义和等同范围内的所有改变都应包含在其中。
而且，在本发明的实施例中描述的效果仅是本发明实现的最佳效果。因此，本发明的效果不限于本发明的实施例中所描述的效果。

Claims (3)

1.一种接触连接结构，包括：
第一接触部，该第一接触部设置在第一端子中，并且具有形成在第一基材的外表面上的第一镀层；以及
第二接触部，该第二接触部设置在要与所述第一端子连接的第二端子中，并且具有形成在第二基材的外表面上的第二镀层，其中
所述第一接触部具有从由所述第一基材的外表面形成的平面突出的缩进部，
所述缩进部在端子***过程中在所述第二接触部的接触表面上滑动，并且在端子***完成位置处所述缩进部与所述第二接触部的所述接触表面接触，并且
所述第一接触部处的所述第一基材的外表面和所述第二接触部处的所述第二基材的外表面中的至少一者形成为光滑表面，该光滑表面的表面粗糙度比轧制带材的表面粗糙度小。
2.根据权利要求1所述的接触连接结构，其中，所述第一镀层和所述第二镀层是贵金属镀层。
3.根据权利要求1或2所述的接触连接结构，其中，所述第二接触部处的所述第二基材的外表面形成为如下表面：该表面在接触所述缩进部的所述端子***完成位置前方的位置处具有所述轧制带材的表面粗糙度。
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