电连接构件的制造方法与流程

本发明涉及一种电连接构件的制造方法。

背景技术：

连接器端子需要满足与配对端子接触的高可靠性以及与配对端子的连接点处的高耐磨性。连接器端子与配对端子的触点部通常用诸如金、银或者锡这样的贵金属镀覆。

然而，贵金属是昂贵的并且提高了连接器端子的生产成本。因此，代替用贵金属镀覆连接器端子，已经提出用石墨烯覆盖连接器端子。

例如，专利文献jp-a-2018-56119公开了一种电接触点。使用具有由电阻为1.59×10^-8ωm以上且9.00×10^-7ωm以下的金属材料所构成的基板这样的电接触材料，并且通过在该电接触材料上形成由碳材料所构成的层，来制造电接触点。碳材料是石墨烯单层，或者是由叠置的多个石墨烯单层构成的多层石墨烯。

专利文献jp-a-2016-23128公开了一种用于制造石墨烯膜的装置。用于制造石墨烯膜的装置具有等离子发生装置和焦耳加热装置，等离子发生装置在处理室中生成等离子，焦耳加热装置利用焦耳加热来加热放置在处理室中的、其上用于形成石墨烯膜的金属基底。用于制造石墨烯膜的装置也具有抗蒸汽散布装置，其设置为遮蔽金属基底，以防止在焦耳加热下从金属基底发出的蒸汽在处理室中散布。

技术实现要素：

此时，配对端子的触点部借助由连接器端子的弹性体施加的弹性力而固定于连接器端子。连接至连接器端子的电缆被连接器端子的压接部压接，并且固定至连接器端子。

石墨烯通常通过大约1000℃下的热cvd(化学气相沉积)而形成膜，其中热cvd将作为起始材料的甲烷气体热分解。同时，专利文献jp-a-2018-56119描述了通过微波辅助表面波等离子体cvd在低温下形成碳材料层。同样，专利文献jp-a-2016-23128描述了在低温下的石墨烯膜的等离子辅助形成。

实际上利用这样的现有方法，形成连接器端子的铜合金可能在受到这种加热处理的影响的同时具有改性特征。因此，甚至是现有方法的加热处理可能减小连接器端子的弹性体的弹力，或者减小在连接器端子的压接部处施加于电缆的压接强度，连接器端子的接触可靠性可能劣化。

替代地，设置提高连接器端子的弹力的机构，这趋向于使连接器端子的结构更复杂。替代地，旨在提高弹力或者压接强度而使形成连接器端子的板的增厚，这趋向于使连接器端子尺寸过大。

考虑到现有技术固有的问题而做出本公开。因此，本公开的目的是提供一种电连接构件的制造方法，其相比于现有方法能够提高接触可靠性。

根据本公开的第一方面，提供一种电连接构件的制造方法，其中，电连接构件具有：弹性部和压接部中的至少一者；以及触点部。弹性部具有弹性，并且设置为利用由弹性引起的弹力将待连接至电连接构件的配对连接构件固定至电连接构件。压接部设置为压接并固定与电连接构件连接的电缆。触点部设置为电连接至配对连接构件。所述方法包括：在将要形成或者已经形成触点部的区域上但是在将要形成或者已经形成弹性部件和压接部的区域之外，在用激光照射的加热下在电连接构件上形成含石墨烯的碳膜。

根据本公开的第二方面，提供根据第一方面的电连接构件的制造方法，其中，所述电连接构件是阴连接器端子和阳连接器端子中的任一者。如果所述电连接构件是所述阴连接器端子，则所述配对连接构件是所述阳连接器端子，并且如果所述电连接构件是所述阳连接器端子，则所述配对连接构件是所述阴连接器端子。

根据本公开的第三方面，提供根据第二方面的电连接构件的制造方法，其中所述阴连接器端子具有所述触点部和所述弹性部，并且所述阳连接器端子具有所述触点部和所述压接部。

本公开能够提供一种电连接构件的制造方法，相比于现有方法其能够提高接触可靠性。

附图说明

图1是示出示例性的具有端子的电缆的立体图，其具有阴连接器端子和压接于其上的电缆；

图2是示出用于形成阴连接器端子的坯料的立体图；

图3是沿图1中线iii-iii截取的截面图；

图4是沿图3中线iv-iv截取的截面图；

图5是示出插入到阴连接器端子中的阳连接器端子的示例性状态的截面图；

图6是示出示例性的具有端子的电缆的侧视图，其具有阳连接器端子和压接于其上的电缆；

图7是示出示例性的具有端子的电缆的顶视图，其具有阳连接器端子和压接于其上的电缆；

图8是示出电缆还未被压接到阴连接器端子的状态的立体图；

图9是示出通过在阴连接器端子的触点部上照射激光而形成碳膜的处理的顶视图；以及

图10是示出通过在阳连接器端子的触点部上照射激光而形成碳膜的处理的顶视图。

具体实施方式

通过参考附图，下文对根据实施例的电连接构件的制造方法给出详细的描述。注意，为了便于说明，附图的比例是放大的，并且有时可能不同于实际的比例。

本实施例涉及一种电连接构件的制造方法。电连接构件通常为能够电连接至配对电气部件的电气部件。不特别限制电连接构件，只要其能够展示出本实施例的效果即可。电连接构件通常包括全将在下文中描述的诸如阴连接器端子和阳连接器端子的连接器端子、卡缘连接器、环形端子以及u状端子。作为示例性实施例，下面将说明连接器端子。

图1是示出具有阴连接器端子10和压接于其上的电缆30的示例性的具有端子的电缆40的立体图。如图1所示，阴连接器端子10具有连接部11、压接部12以及将连接部11与压接部12连接的中间部13。连接部11设置在阴连接器端子10的一端处，并且压接部12设置在阴连接器端子10的另一端处。连接部11设置为电连接至阳连接器端子50(配对连接构件)(见图5)。

在具有端子的电缆40中，电缆30连接至阴连接器端子10，阴连接器端子10的压接部12压接并固定该电缆30。压接部12具有导体压接部14和护套压接部15，导体压接部14压接电缆30的导体31，并且护套压接部15压接电缆30的电缆护套32。稍后将描述用压接部12压接电缆30的方法。

接着，将参考图1和2说明形成阴连接器端子10的方法。图2是示出用于形成阴连接器端子10的坯料的立体图。图1是示出从坯料形成的阴连接器端子10的立体图。图2中的参考标记表示与弯折起来之后的阴连接器端子10的组成元素对应的部分。

如图2所示，阴连接器端子10由冲裁自金属片的单个坯料弯折而成，并且由连接部11、压接部12和中间部13一体地形成。然而，注意，能够通过组合全部为独立部件的连接部11、压接部12和中间部13形成阴连接器端子10。

坯料可以由金属形成。即，阴连接器端子10可以由金属形成。用于形成阴连接器端子10的材料优选为包括选自铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、镁和镁合金所组成的组中的至少一个金属。

图3和4是示出通过弯曲如图2所示的坯料而形成的连接部11的附图。更具体地，图3是沿图1中线iii-iii截取的截面图。图4是沿图3中线iv-iv截取的截面图。如图2至4所示，连接部11具有第一上壁11a、第一侧壁11b、底壁11c、第二侧壁11d和第二上壁11e。通过折弯处理而形成这些壁，从而当在阴连接器端子10和配对端子的连接方向上观看时，赋予阴连接器端子10近似方形的截面形状。

如图3所示，第一上壁11a和第二上壁11e以重叠方式层叠以形成上壁11h。第一侧壁11b和第二侧壁11d布置为以隔开的状态几乎平行地对置。同样地，底壁11c和上壁11h布置为以隔开的状态几乎平行地对置。连接部11具有触点部11g，该触点部11g布置在被第一侧壁11b、底壁11c、第二侧壁11d和上壁11h围绕的空间中。因此，阴连接器端子10具有弹性部11f和触点部11g。

如图4所示，触点部11g经由弯曲为近似v形或者近似u形的弹性部11f而连接至底壁11c。弹性部11f具有弹性，并且设置为使用由弹性引起的弹力将待连接至阴连接器端子10的阳连接器端子50(配对连接构件)固定至阴连接器端子上。触点部11g设置为电连接至待与阴连接器端子10连接的阳连接器端子50(配对连接构件)。

图5是示出作为配对连接构件的阳连接器端子50插入到阴连接器端子10中的示例性状态的截面图。如图5所示，通过将阳连接器端子50的连接部51插入阴连接器端子10中而将阴连接器端子10与阳连接器端子50电连接。更具体地，通过将阳连接器端子50的连接部51插入触点部11g与上壁11h之间以使该连接部51的触点部51a与触点部11g进行接触，来将阴连接器端子10和阳连接器端子50电连接。

当如图5所示阳连接器端子50的连接部51插入到阴连接器端子10中时，触点部11g被连接部51向底壁11c按压，并且弹性部11f变形为减小其弯曲半径。设法恢复其原始的弯曲半径的弹性部11f施加弹力，以朝着上壁11h推回触点部11g。更具体地，借助作用于固定阳连接器端子50的弹性部11f的弹力，上壁11h和触点部11g夹持住两者之间的阳连接器端子50的连接部51。

图6是示出具有阳连接器端子50和压接于其上的电缆60的示例性的具有端子的电缆的侧视图。图7是示出具有阳连接器端子50和压接于其上的电缆60的示例性的具有端子的电缆的顶视图。如图6和7所示，阳连接器端子50具有连接部51和压接部52。即，阳连接器端子50具有触点部51a和压接部52。连接部51设置在阳连接器端子50的一端处，并且压接部52设置在阳连接器端子50的另一端处。连接部51设置为电连接至阴连接器端子10。触点部51a设置为电连接至阴连接器端子10。在具有端子的电缆中，该电缆60连接至阳连接器端子50，压接部52压接并固定该电缆60。

与阴连接器端子10类似地，阳连接器端子50可以由金属形成的未示出的单个坯料形成。用于形成阳连接器端子50的材料优选为包括选自铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、镁和镁合金所组成的组的至少一个金属。形成阳连接器端子50的材料可以与形成阴连接器端子10的材料相同或者不同。

通过堆叠金属片材而形成连接部51，并且连接部51具有近似矩形形状。连接部51设置为电连接至阴连接器端子10。如图5和7所示，连接部51具有触点部51a，该触点部51a设置为与阴连接器端子10的触点部11g进行电接触。更具体地，由于为阳连接器端子50的触点部51a与阴连接器端子10的触点部11g之间接触，阴连接器端子10与阳连接器端子50电连接。

压接部52具有导体压接部53和护套压接部54，导体压接部53压接电缆60的导体61，并且护套压接部54压接电缆60的电缆护套62。阳连接器端子50的导体压接部53可以形成为类似于阴连接器端子10的导体压接部14。同时，阳连接器端子50的护套压接部54可以形成为类似于阴连接器端子10的护套压接部15。

接着，将参考图1和图8说明将电缆30压接至阴连接器端子10的压接部12的方法。图1示出电缆30已经压接至压接部12的状态。图8示出电缆30尚未压接至压接部12的状态。将电缆60压接至阳连接器端子50的压接部52的方法与将电缆30压接至阴连接器端子10的压接部12的方法相同，并且因此将不再说明。

如图8所示，阴连接器端子10的压接部12设置为压接并固定要与该阴连接器端子10连接的电缆30。在将电缆30的端部插入阴连接器端子10的压接部12时，将电缆30的导体31放置于导体压接部14的底板16的顶面，并且同时将电缆30的被电缆护套32包围的部分放置于护套压接部15的底板18的顶面。

如图8所示，导体压接部14被设计成与由于去除了电缆30的端部处的电缆护套32的而露出的导体31直接接触，并且导体压接部14具有底板16和一对导体压接翼17。一对导体压接翼17从底板16的两缘向上突出。导体压接部14由底板16和一对导体压接翼17形成以赋予近似u状的截面。

护套压接部15被设计成与电缆30的端部处的电缆护套32直接接触，并且护套压接部15具有底板18和一对护套压接翼19。一对护套压接翼19从底板18的两缘向上突出。护套压接部15由底板18和一对护套压接翼19形成以赋予近似u状的截面。注意，导体压接部14的底板16和护套压接部15的底板18以一体的方式形成，以给出通用的底板。

将一对导体压接翼17设计为内向弯曲，以包绕电缆30的导体31，并且在使导体31与底板16的顶面进行紧密接触的同时压接导体31。同时，将一对护套压接翼19设计为内向弯曲，以包绕电缆30的由电缆护套32包围的部分，并且在使电缆护套32与底板18的顶面进行紧密接触的同时压接电缆护套32。导体压接部14和护套压接部15通过对压接部12和电缆30的端部加压而变形。这样，阴连接器端子10和电缆30可以通过压接而连接，如图1所示。

电缆30具有导体31和覆盖导体31的电缆护套32。

导体31可以包含单元线。导体31可以是单线，或者可以是通过扭绞多根(3至1500根，并且例如7根)分别为单线的单元线而形成的股线。导体31通常为股线。本文使用的电缆是裸股线由可自由选择的绝缘树脂层覆盖的被覆电线。当多个这样的线缆捆束为一个电缆并且包铁时，多个这样的线缆可以称为线束。

可以用于导体31的材料为高导电性金属。对于用于形成导体31的材料，可采用铜、铜合金、铝和铝合金。近年来，已经要求电缆30减轻重量。因此，导体31优选为由轻量的铝或铝合金形成。

能够满足电绝缘的必要水平的树脂能够用作形成覆盖导体31的电缆护套32的材料。例如，可采用烯烃树脂作为形成电缆护套32的材料。更具体地，选自聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、乙烯共聚物和丙烯共聚物所组成的组的至少一个以上树脂可以用作形成电缆护套32的材料的主要成分。同样，聚氯乙烯(pvc)可以用作形成电缆护套32的材料的主要成分。其中，考虑到高柔性和耐久性，优选地包含聚丙烯或者聚氯乙烯作为形成电缆护套32的材料的主要成分。本文使用的主要成分是指占整个电缆护套32的50质量％以上的成分。

电缆60可以具有与电缆30相同的结构和组成。更具体地，导体61可以具有与导体31相同的结构。同样，电缆护套62可以具有与电缆护套32相同的结构和组成。

如上所述，弹性部11f具有弹性，并且设置为借助由弹性引起的弹力将阳连接器端子50固定至阴连接器端子10。设置压接部12以压接并固定要与阴连接器端子10连接的电缆30。因此，在加热时，阴连接器端子10可能不幸地降低了弹性部11f中的弹力，或者是施加于电缆30的压接部12的压接强度可能降低。

因此，本实施例采用了以下措施：在通过照射激光72进行的加热下，在电连接构件上，特别是在已经形成触点部的区域，但是在已经形成弹性部件和压接部的区域以外，形成含石墨烯的碳膜80。

图9是示出通过在阴连接器端子10的触点部11g上照射激光72而形成碳膜80的处理的顶视图。更具体地，在通过照射激光72的加热下，在阴连接器端子10上，特别是在已经形成触点部11g的区域，并且在已经形成弹性部件11f和压接部12的区域之外，形成碳膜80。在如图9所示的，激光72通过聚焦透镜71聚焦到阴连接器端子10上以加热。此时，激光72照射到触点部11g，但是不照射到弹性部11f和压接部12。激光72照射的区域可以仅是触点部11g，但是也可以包含触点部11g以及围绕该触点部11g的周边区域。

图10是示出通过在阳连接器端子50的触点部51a上照射激光72而形成碳膜80的处理的顶视图。更具体地，在照射激光72的加热下，在阳连接器端子50上，特别是在已经形成触点部51a的区域，并且在已经形成压接部52的区域之外，形成碳膜80。在如图10所示，激光72通过聚焦透镜71聚焦到阳连接器端子50上以加热。此时，激光72照射到触点部51a，但是不照射到压接部52。激光72照射的区域可以仅是触点部51a，但是也可以包含触点部51a以及围绕该触点部51a的周边区域。

在照射激光72的加热下形成碳膜80。激光72本质上有利于聚集能量，并且在用激光72照射触点部11g或者触点部51a时能够以局部的方式加热触点部11g或者触点部51a。因此不再需要像传统的cvd(化学气相沉积)处理中那样将阴连接器端子10或者阳连接器端子50全部加热。因此，碳膜80可以在不加热弹性部11f和压接部12的情况下形成于阴连接器端子10。类似地，碳膜80可以在不加热压接部52的情况下形成于阳连接器端子50。

碳膜80包含石墨烯。石墨烯具有由互相连接的sp²碳原子构成的平面六角形晶格结构。碳膜80可以包括单层石墨烯，或者可以为包括互相层叠的多个石墨烯层的石墨。

从接触可靠性的观点，碳膜80优选为具有0.335nm至10μm的厚度。注意，下限值对应于单个碳原子的大小，并且因此对应于石墨烯单层的厚度。可以通过在扫描电子显微镜(sem)下或者或者在透射式电子显微镜(tem)下观察碳膜80的截面而测量碳膜80的厚度。

可以通过用激光72照射碳膜80的起始材料而形成碳膜80。不特别限制用于碳膜80的起始材料，只要能够通过激光72加热而形成含石墨烯的碳膜80即可。用于碳膜80的起始材料通常包括气体材料、液体材料和固体材料。

在起始于气体材料时，碳膜80优选为在该气体材料的环境下在照射激光72的加热下形成于触点部11g或者触点部51a。用于形成碳膜80的气体材料优选为含碳气体，包括甲烷气体、乙烯气体、乙炔气体、乙醇气体、丙酮气体、甲醇气体以及这些气体的组合。

在起始于液体或者固体材料时，碳膜80优选为通过利用激光72照射而加热布置于触点部11g或者触点部51a的表面上的液体材料或者固体材料而形成。

用于形成碳膜80的液体或者固体材料优选为有机材料，诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)，或者石墨烯氧化物(go)。在起始于石墨烯氧化物时，在用激光72照射的加热下还原石墨烯氧化物而形成碳膜80。由此，形成含石墨烯碳膜80。

不特别限制激光72，只要其能够照射并且能够加热形成触点部11g或者触点部51a的区域并且能够形成碳膜80即可。根据石墨烯的反应效率和反应时间的观点，形成触点部11g或者触点部51a的区域通过激光72照射而加热至例如300℃至400℃。

激光72通常具有近红外区中的808nm或者1064nm的波长，但是依据待照射的材料的光吸收率来选择。

可以使用已知的激光照射装置照射激光72。激光照射装置可以具有激光振荡器、光路和聚焦透镜71。使从激光振荡器发射的激光72通过通常由光纤形成的光路而传播，被聚焦透镜71聚焦，并且随后照射形成触点部11g或者触点部51a的区域。

激光振荡器通常具有激发源、激光介质、全反射镜和部分反射镜。激光介质在由激发源供给的能量激发的情况下发射光。在激光介质中发射的光随后在该激光介质中被增强，同时反射到覆盖该激光介质的一端的全反射镜和覆盖该激光介质的另一端的部分反射镜两者。所述增强的光作为激光72经由部分反射镜发射。

通过激发源激发激光介质的方法可以依据例如激光介质的类型而适当地选择。激光介质通过激发源的激发包括通过放电激发、通过光激发、通过化学反应获得的能量激发、通过电流激发以及通过热能激发。

激光介质包括气体、液体、固体和半导体，没有特别限制。气体激光介质包含氦氖(he-ne)混合气体、氩(ar)气、二氧化碳(co2)气体以及准分子。液体激光介质包括诸如若丹明(rhodamine)的染料。固体激光介质包括红宝石、玻璃以及yag(钇铝石榴石)。半导体激光介质包括砷化铝镓(algaas)、磷化砷镓铟(ingaasp)、磷化铝镓铟(algainp)和氮化镓(gan)。

不特别限制振荡激光72的方法。更具体地，待振荡的激光72可以是以恒定输出连续振荡的连续波(cw)，或者可以是间断地给予脉冲输出的脉冲波。

形成阴连接器端子10或者阳连接器端子50的坯料可以具有金属形成的基底。诸如镀层这样的中间层可以设置在基底与碳膜80之间。用于形成中间层的材料优选但不限于镍、钴、铜、锡和这些金属的合金。中间层可以是单层或者多层。中间层的厚度优选但不限于例如0.01μm至10μm。

本实施例已经说明了在弯折起来之后碳膜80分别形成于阴连接器端子10的触点部11g和阳连接器端子50的触点部51a的示例性情形。然而，本发明不限于这样的实施例。例如，可以用激光72照射在弯折成连接器端子之前的坯料，以在待用作触点部的有限区域中形成碳膜80。这样形成碳膜80能够简化阴连接器端子10或者阳连接器端子50的制造过程。

本实施例已经说明了阴连接器端子10和阳连接器端子50。然而，能够从任意的其他电连接构件获得与本实施例中描述的那些相同的效果，只要其具有连接部并且具有弹性部件和压接部中的至少一者即可。除了上述的连接器端子，具有连接部并且具有弹性部件和压接部中的至少一者的电连接构件包括卡缘连接器、环形端子以及u状端子。

卡缘连接器是通常用于电路板的连接器。环形端子是具有环状连接部的端子，借助诸如螺栓的固定物通过该环状连接部建立与配对连接构件的电连接。u状端子是具有u状连接部的端子，借助诸如螺栓的固定物通过该u状连接部建立与配对连接构件的电连接。

根据本实施例的电连接构件的制造方法涉及一种具有弹性部件和压接部中的至少一者并且具有触点部的电连接构件的制造方法。弹性部件具有弹性，并且设置为利用由弹性引起的弹力将待连接至电连接构件的配对连接构件固定至电连接构件。压接部设置为压接并固定与电连接构件连接的电缆。触点部设置为电连接至配对连接构件。所述方法包括：在将要形成或者已经形成触点部的区域但是在将要形成或者已经形成弹性部件和压接部的区域之外，在用激光72照射的加热下在电连接构件上形成含石墨烯的碳膜80。

电连接构件可以是阴连接器端子10或者阳连接器端子50中的任一者。同时，如果电连接构件是阴连接器端子10，则配对连接构件可以是阳连接器端子50，并且如果电连接构件是阳连接器端子50，则配对连接构件可以是阴连接器端子10。

阴连接器端子10可以具有触点部11g和弹性部11f。同时，阳连接器端子50可以具有触点部51a和压接部52。

如之前所述，根据本实施例的电连接构件的制造方法设计为在电连接构件上的触点部上但是在弹性部件和压接部之外形成含石墨烯的碳膜80。因此，通过根据本实施例的电连接构件的制造方法制造的电连接构件能够提高与配对连接构件的接触可靠性，并且能够提高在触点部处与配对连接构件的耐磨性，而不使用昂贵的贵金属。

根据本实施例的电连接构件的制造方法设计为在用激光72照射的加热下形成含石墨烯的碳膜80。这使得与传统的cvd处理中那样加热电连接构件的全部区域相比，能够用激光72仅加热必要的区域。更具体地，在用激光72照射的加热下，碳膜80形成于电连接构件的触点部，而不形成于弹性部件和压接部。

因此，根据本实施例的电连接构件的制造方法能够抑制电连接构件的弹性部的弹力劣化或者施加于电缆的压接强度劣化。因此，根据本实施例的电连接构件的制造方法能够提供一种电连接构件，相比于传统的cvd处理，其能够提高接触可靠性。

用于形成碳膜80的时间通常取决于形成的膜的面积。电连接部的制造方法能够使用激光72仅在需要碳膜80的区域形成该碳膜80。因此，形成碳膜80的区域不会过大，使得能够缩短用于制造电连接构件的时间。

已经说明了本实施例，本公开不受这些实施例的限制，而是允许在不背离本公开的精神的情况下做出各种修改。