在導(dǎo)電基材上形成錫鍍層的方法以及利用該方法制成的電接觸端子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種在導(dǎo)電基材上形成錫鍍層的方法，包括以下步驟：提供一個導(dǎo)電基材；在導(dǎo)電基材的表面上加工形成多條相互平行的溝槽，從而在導(dǎo)電基材的表面上形成具有波峰和波谷的波紋輪廓；將導(dǎo)電基材浸入熔融的錫液中，從而在錫液與導(dǎo)電基材之間的接觸介面上生成金屬間化合物；和從錫液中取出導(dǎo)電基材，并對導(dǎo)電基材的表面上的錫鍍層的厚度進行控制，使得在波峰位置處的金屬間化合物生長到錫鍍層的外面并從錫鍍層露出，和使得在波谷位置處的金屬間化合物沒有生長到錫鍍層的外面，從而在錫鍍層的表面上形成多條相互平行的金屬間化合物條帶。通過本發(fā)明的方法，可以實現(xiàn)摩擦性能各向異性的錫鍍層，從而能夠擴大產(chǎn)品的應(yīng)用場合，滿足不同的實際需求。
【專利說明】在導(dǎo)電基材上形成錫鍍層的方法以及利用該方法制成的電接觸端子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在導(dǎo)電基材上形成錫鍍層的方法以及利用該方法制成的電接觸端子。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，有時需要在電接觸端子上形成一層錫鍍層，以便保護導(dǎo)電基材。目前，使用的鍍錫方法是回流鍍錫工藝，其主要包括以下步驟:先在導(dǎo)電基材的表面上電鍍一層錫層；然后將電鍍有錫層的導(dǎo)電基材放到回流爐中，電鍍的錫層通過回流爐重新熔融凝固在導(dǎo)電基材的表面上，最終在導(dǎo)電基材與錫層之間的接觸介面處形成一層金屬間化合物(MC)，從而將錫層牢固地附著于導(dǎo)電基材上，同時未形成MC的剩余錫覆蓋在MC層上。
[0003]與傳統(tǒng)的電鍍錫材料相比，這種回流鍍錫工藝具有孔隙率少，表面平整及防止錫須生長的優(yōu)勢。但是，利用這種鍍錫工藝形成的錫鍍層作為端子的接觸介面時，由于剩余錫的表面摩擦系數(shù)大，經(jīng)常導(dǎo)致其插拔力過大。
[0004]為了改善利用回流鍍錫工藝制成的電接觸端子的插拔力過大的問題，Kolbeco公司報道了一種新型回流鍍錫技術(shù)，該技術(shù)首先采用特殊工藝(如毛化)對導(dǎo)電基材的表面進行處理，獲得具有一定粗糙度的導(dǎo)電基材表面，然后在處理過的導(dǎo)電基材的表面上電鍍一薄層錫，隨后將電鍍有錫層的導(dǎo)電基材放到回流爐中，電鍍的錫層通過回流爐重新熔融凝固在導(dǎo)電基材的表面上，最終在導(dǎo)電基材與錫層之間的接觸介面處形成一層MC，并且從表面上觀看時，部分位置處的MC層生長至最外部表面，部分位置處仍然存在未形成MC的剩余錫。采用這種新型回流鍍錫技術(shù)形成的錫鍍層的表面摩擦力被大大降低，從而能夠獲得較小插拔力。
[0005]但是，無論是傳統(tǒng)的回流鍍錫工藝還是這種新型回流鍍錫工藝，他們獲取的最終錫鍍層都是一種摩擦性能各向同性的接觸面，即，在不同方向上的插拔力(摩擦力)是相同的。例如，當(dāng)配對的電接觸端子與利用傳統(tǒng)的回流鍍錫工藝或這種新型回流鍍錫工藝形成的電接觸端子配合時，配對的電接觸端子在各個不同方向上插入該電接觸端子的插入力和從該電接觸端子拔出的拔出力均是相同的。
[0006]但是，在實際應(yīng)用中，有時需要在電接觸端子上形成一種摩擦性能各向異性的錫鍍層，即，配對的電接觸端子在各個不同方向上的插拔力是不同的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的在于提供一種制備摩擦性能各向異性的錫鍍層的方法以及利用該方法制成的電接觸端子。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種在導(dǎo)電基材上形成錫鍍層的方法，包括以下步驟:
[0009]SlOO:提供一個導(dǎo)電基材；
[0010]S200:在導(dǎo)電基材的表面上加工形成多條相互平行的溝槽，從而在導(dǎo)電基材的表面上形成具有波峰和波谷的波紋輪廓；
[0011]S300:將導(dǎo)電基材浸入熔融的錫液中，從而在錫液與導(dǎo)電基材之間的接觸介面上生成金屬間化合物；和
[0012]S400:從錫液中取出導(dǎo)電基材，并對導(dǎo)電基材的表面上的錫鍍層的厚度進行控制，使得在波峰位置處的金屬間化合物生長到錫鍍層的外面并從錫鍍層露出，和使得在波谷位置處的金屬間化合物沒有生長到錫鍍層的外面，從而在錫鍍層的表面上形成多條相互平行的金屬間化合物條帶。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實例性實施例，所述熔融的錫液的溫度在250°C?290°C。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，所述溝槽沿導(dǎo)電基材的縱向方向延伸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，當(dāng)在所述導(dǎo)電基材的橫截面剖視圖中觀看時，所述波紋輪廓呈方波狀、鋸齒狀或正弦波狀。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，在加工波紋輪廓時，控制波峰和波谷之間的間距，以便在錫鍍層的表面上獲得具有預(yù)定寬度的金屬間化合物條帶。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，在導(dǎo)電基材從錫液中取出之后，利用風(fēng)刀控制導(dǎo)電基材上的錫鍍層的厚度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，所述錫鍍層的厚度被控制成在波峰位置處不小于0.5 μ m,在波谷位置處不大于3 μ m。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，所述導(dǎo)電基材是銅、鎳、金、銀、銅合金、鎳合金、金合金或銀合金。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個實例性實施例，在將導(dǎo)電基材浸入熔融的錫液之前，對已加工有波紋輪廓的導(dǎo)電基材進行脫脂和活化處理。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種電接觸端子，包括:導(dǎo)電基材；和形成在導(dǎo)電基材上的錫鍍層，其中，采用前述方法形成所述錫鍍層。
[0022]通過本發(fā)明的方法，可以在電接觸端子上實現(xiàn)摩擦性能各向異性的錫鍍層，從而能夠擴大電接觸端子的應(yīng)用場合，滿足不同的實際需求。
[0023]通過下文中參照附圖對本發(fā)明所作的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將顯而易見，并可幫助對本發(fā)明有全面的理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1A顯示根據(jù)本發(fā)明的實例性的第一實施例的導(dǎo)電基材的立體示意圖；
[0025]圖1B顯示在圖1A的導(dǎo)電基材的表面上加工形成波紋輪廓后的示意圖；
[0026]圖2顯示圖1B的導(dǎo)電基材的橫截面剖視圖；
[0027]圖3顯示在圖2所示的導(dǎo)電基材浸入熔融的錫液之后在導(dǎo)電基材上附著一層錫的示意圖；
[0028]圖4顯示在圖3所示的錫層與導(dǎo)電基材之間的接觸介面處生成金屬間化合物的示意圖；
[0029]圖5顯示圖4所示的生長有金屬間化合物的導(dǎo)電基材的頂面視圖；
[0030]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的實例性的第二實施例的導(dǎo)電基材的橫截面剖視圖；
[0031]圖7顯示在圖6所示的導(dǎo)電基材浸入熔融的錫液之后在導(dǎo)電基材上附著一層錫的示意圖；
[0032]圖8顯示在圖7所示的錫層與導(dǎo)電基材之間的接觸介面處生成金屬間化合物的示意圖；
[0033]圖9顯示圖8所示的生長有金屬間化合物的導(dǎo)電基材的頂面視圖；和
[0034]圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的實例性的第三實施例的導(dǎo)電基材的橫截面剖視圖。

【具體實施方式】
[0035]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發(fā)明實施方式的說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的一種限制。
[0036]圖1A顯示根據(jù)本發(fā)明的實例性的第一實施例的導(dǎo)電基材100的立體示意圖；圖1B顯示在圖1A的導(dǎo)電基材100的表面101上加工形成波紋輪廓后的示意圖。圖2顯示圖1B的導(dǎo)電基材100的橫截面剖視圖。
[0037]如圖1A所示，首先提供導(dǎo)電基材100，該導(dǎo)電基材100具有要鍍錫的表面101，該表面101 —開始為平整的表面。
[0038]如圖1B和圖2所示，為了獲得摩擦性能各向異性的錫鍍層，本發(fā)明需要在導(dǎo)電基材100的表面101上加工形成多條相互平行的溝槽102，從而在導(dǎo)電基材100的表面101上形成具有波峰和波谷的波紋輪廓。
[0039]在本發(fā)明的一個實例性的實施例中，導(dǎo)電基材100可以為銅或銅合金料帶，其具有縱向方向和橫向方向。但是，本發(fā)明不局限于此，也導(dǎo)電基材100也可以由鎳、金、銀、鎳合金、金合金或銀合金制成。
[0040]在圖1B所示的實例性的實施例中，溝槽102沿導(dǎo)電基材100的縱向方向直線延伸。但是，本發(fā)明不局限于此，溝槽102也可以在縱向方向上沿曲線路徑延伸。
[0041]在導(dǎo)電基材上加工形成波紋輪廓之后，如果需要，還可以對導(dǎo)電基材進行脫脂和活化處理，以便去除雜質(zhì)，提高導(dǎo)電基材與錫的結(jié)合性能。
[0042]在脫脂和活化處理之后，將導(dǎo)電基材100浸入具有預(yù)定溫度的熔融的錫液中，一旦導(dǎo)電基材100浸入熔融的錫液中，就會在導(dǎo)電基材100的表面上附著一層錫110，如圖3所示。
[0043]如圖4所示，一旦熔融的錫液接觸導(dǎo)電基材100，就會在錫液與導(dǎo)電基材100之間的接觸介面上生成金屬間化合物120，這種金屬間化合物120的生長速度與溫度和時間成比例。
[0044]當(dāng)導(dǎo)電基材100浸入錫液中預(yù)定時間之后，從錫液中取出導(dǎo)電基材100，并對導(dǎo)電基材100的表面上的錫鍍層110的厚度進行控制，使得在波峰位置處的金屬間化合物120生長到錫鍍層110的外面并從錫鍍層110露出(參見圖4)，和使得在波谷位置處的金屬間化合物120沒有生長到錫鍍層110的外面(參見圖4)，從而在錫鍍層110的表面上形成多條相互平行的金屬間化合物條帶120 (參見圖5)。
[0045]在本發(fā)明的一個實例性的實施例中，熔融的錫液的溫度可以在250°C?290°C。
[0046]如圖2所示，當(dāng)在導(dǎo)電基材100的橫截面剖視圖中觀看時，波紋輪廓呈方波狀。但是，本發(fā)明不局限于此，波紋輪廓也可以呈鋸齒狀(參見圖6)、正弦波狀(參見圖10)或其它波紋形狀。
[0047]在本發(fā)明中，在加工波紋輪廓時，可以通過控制波峰和波谷之間的間距，來控制在錫鍍層I1的表面上形成的金屬間化合物條帶120的寬度。當(dāng)然，也可以通過適當(dāng)控制錫鍍層110的厚度來適當(dāng)調(diào)節(jié)所形成的金屬間化合物條帶120的寬度。
[0048]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在導(dǎo)電基材100從錫液中取出之后，利用風(fēng)刀控制導(dǎo)電基材100上的錫鍍層的厚度。但是，本發(fā)明不局限于此，也可以用刮板或刮刀來去除多余的錫，以達到控制導(dǎo)電基材100上的錫鍍層的厚度。
[0049]在本發(fā)明的一個實例性的實施例中，錫鍍層的厚度可以被控制成在波峰位置處不小于0.5 μ m,在波谷位置處不大于3 μ m。
[0050]盡管未圖示，本發(fā)明還提供一種電接觸端子，包括:導(dǎo)電基材100;和形成在導(dǎo)電基材100上的錫鍍層110，其中，采用前述方法形成所述錫鍍層110。
[0051]當(dāng)配對的電接觸端子插入具有圖5所示的接觸表面的電接觸端子時，當(dāng)插入的角度或方向不同時，配對的電接觸端子與金屬間化合物條帶120以及金屬間化合物條帶120之間的剩余的錫鍍層110的接觸面積是不同的，因此，產(chǎn)生的摩擦力也各不相同，從而實現(xiàn)了摩擦性能各向異性。
[0052]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的實例性的第二實施例的導(dǎo)電基材200的橫截面剖視圖；圖7顯示在圖6所示的導(dǎo)電基材200浸入熔融的錫液之后在導(dǎo)電基材200上附著一層錫210的不意圖；圖8顯不在圖7所不的錫層210與導(dǎo)電基材200之間的接觸介面處生成金屬間化合物220的示意圖；圖9顯示圖8所示的生長有金屬間化合物220的導(dǎo)電基材200的頂面視圖。
[0053]圖6至圖7所示的第二實施例與圖1A至圖5所示的第一實施例的區(qū)別主要在于:在圖6至圖7所示的第二實施例中，在導(dǎo)電基材200的表面上加工形成多條相互平行的溝槽202，從而在導(dǎo)電基材200的表面上形成具有波峰和波谷的鋸齒狀的波紋輪廓，而不是方波狀的波紋輪廓。
[0054]除此之外，圖6至圖7所示的第二實施例的其它方面與圖1A至圖5所示的第一實施例基本相同，為了簡潔，這里不再贅述。
[0055]圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的實例性的第三實施例的導(dǎo)電基材300的橫截面剖視圖。
[0056]圖10所示的第三實施例與圖1A至圖5所示的第一實施例的區(qū)別主要在于:在圖10所示的第三實施例中，在導(dǎo)電基材300的表面上加工形成多條相互平行的溝槽302，從而在導(dǎo)電基材300的表面上形成具有波峰和波谷的正弦波狀的波紋輪廓，而不是方波狀的波紋輪廓。
[0057]除此之外，圖10所示的第三實施例的其它方面與圖1A至圖5所示的第一實施例基本相同，為了簡潔，這里不再贅述。
[0058]雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了說明，但是附圖中公開的實施例旨在對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進行示例性說明，而不能理解為對本發(fā)明的一種限制。
[0059]雖然本總體發(fā)明構(gòu)思的一些實施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0060]應(yīng)注意，措詞“包括”不排除其它元件或步驟，措詞“一”或“一個”不排除多個。另夕卜，權(quán)利要求的任何元件標(biāo)號不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種在導(dǎo)電基材上形成錫鍍層的方法，包括以下步驟: S100:提供一個導(dǎo)電基材(100)； S200:在導(dǎo)電基材(100)的表面(101)上加工形成多條相互平行的溝槽(102)，從而在導(dǎo)電基材(100)的表面(101)上形成具有波峰和波谷的波紋輪廓； S300:將導(dǎo)電基材(100)浸入熔融的錫液中，從而在錫液與導(dǎo)電基材(100)之間的接觸介面上生成金屬間化合物(120);和 S400:從錫液中取出導(dǎo)電基材(100)，并對導(dǎo)電基材(100)的表面上的錫鍍層(110)的厚度進行控制，使得在波峰位置處的金屬間化合物(120)生長到錫鍍層(110)的外面并從錫鍍層(110)露出，和使得在波谷位置處的金屬間化合物(120)沒有生長到錫鍍層(110)的外面，從而在錫鍍層(110)的表面上形成多條相互平行的金屬間化合物條帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融的錫液的溫度在250°C?290°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述溝槽(102)沿導(dǎo)電基材(100)的縱向方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 當(dāng)在所述導(dǎo)電基材(100)的橫截面剖視圖中觀看時，所述波紋輪廓呈方波狀、鋸齒狀或正弦波狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 在加工波紋輪廓時，控制波峰和波谷之間的間距，以便在錫鍍層(110)的表面上獲得具有預(yù)定寬度的金屬間化合物條帶(120)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在導(dǎo)電基材(100)從錫液中取出之后，利用風(fēng)刀控制導(dǎo)電基材(100)上的錫鍍層的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述錫鍍層的厚度被控制成在波峰位置處不小于0.5 μ m，在波谷位置處不大于3 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述導(dǎo)電基材是銅、鎳、金、銀、銅合金、鎳合金、金合金或銀合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在將導(dǎo)電基材(100)浸入熔融的錫液之前，對已加工有波紋輪廓的導(dǎo)電基材進行脫脂和活化處理。
10.一種電接觸端子，包括: 導(dǎo)電基材(100);和 形成在導(dǎo)電基材(100)上的錫鍍層， 其特征在于， 采用前述權(quán)利要求中的任一項的方法形成所述錫鍍層。
【文檔編號】H01B13/00GK104347147SQ201310342277
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】周建坤, 高婷 申請人:泰科電子(上海)有限公司