電觸頭組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]文中所描述和/或圖解的主體總體上涉及電觸頭，并且更特別地，涉及配合的電觸頭的組件。
【背景技術(shù)】
[0002]互補(bǔ)的電觸頭被構(gòu)造為在接觸界面處配合在一起，其中互補(bǔ)的電觸頭在該界面處彼此接合(即物理接觸)。當(dāng)互補(bǔ)的電觸頭的配合元件彼此接合時(shí)，很多電觸頭組件形成赫茲(Hertzian)類(lèi)型的接觸界面。當(dāng)互補(bǔ)電觸頭中的一個(gè)的配合元件包括接合另一互補(bǔ)電觸頭的配合元件的彎曲的或近似平坦表面的彎曲表面時(shí)，形成赫茲接觸界面。該(一個(gè)或多個(gè))彎曲的表面在保持配合元件處于接合狀態(tài)的接觸力的作用下輕微地變形。例如，當(dāng)球形突起形式的配合元件接合互補(bǔ)的電觸頭的配合元件的近似平坦(即平面的)表面時(shí)，形成赫茲類(lèi)型的接觸界面。
[0003]赫茲接觸界面不是沒(méi)有缺點(diǎn)的。例如，赫茲接觸界面上的機(jī)械和電分布一般是不一致的。具體地，在赫茲接觸界面中具有最大機(jī)械接觸壓力(即最大的名義負(fù)載或最大的名義壓力)的區(qū)域相比于赫茲接觸界面中承載最大量的電流(即最大的電流密度)的區(qū)域在赫茲接觸界面內(nèi)具有不同的位置。例如，最大的機(jī)械接觸壓力可能位于赫茲接觸界面的中心處，而最大的電流量分布在赫茲接觸界面的外周邊。由于機(jī)械和電分布不一致，赫茲赫茲接觸界面的范圍的僅一部分有益于電流的流動(dòng)，這可能導(dǎo)致更大的總接觸電阻和/或更大的局部熱響應(yīng)。
[0004]此外，在剪切力被施加到赫茲接觸界面(即，來(lái)自于振動(dòng)和/或熱效應(yīng))的情況下，赫茲接觸界面的機(jī)械劣化將首先發(fā)生在側(cè)向變形最大而機(jī)械接觸壓力最低的部位中。換句話(huà)說(shuō)，剪切力可能導(dǎo)致赫茲接觸界面首先在承載最大量的電流的區(qū)域中機(jī)械劣化(例如，破碎、破裂、磨損等)，這可能將由赫茲接觸界面承載的電流量減小到低于期望水平和/或可能導(dǎo)致電觸頭在其間完全失去電接觸。剪切力對(duì)于包括非貴金屬涂層(例如錫)的電觸頭形成的赫茲接觸界面來(lái)說(shuō)可能是特別有問(wèn)題的，這可能需要更高的名義負(fù)載以穿透形成在非貴金屬涂層上的固有氧化膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]解決方法通過(guò)如文中所描述的電觸頭組件而提供。電連接器組件包括具有第一配合元件的第一電觸頭和具有第二配合元件的第二電觸頭。第一和第二電觸頭被構(gòu)造為在第一和第二配合元件處配合在一起，使得第一和第二配合元件在接觸界面處彼此接合。接觸壓力在接觸界面上的分布至少部分地與電流流量在接觸界面上的分布一致。
【附圖說(shuō)明】
[0006]本發(fā)明將參考附圖以示例的方式描述如下:
[0007]圖1是電觸頭組件的示例性實(shí)施例的分解透視圖；
[0008]圖2是示于圖1的電觸頭組件的截面圖；
[0009]圖3是示于圖1和2的電觸頭組件的平面圖，示出了組件的接觸界面的示例性實(shí)施例；
[0010]圖4是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的截面圖；
[0011]圖5是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的透視圖；
[0012]圖6是示于圖5的電觸頭組件的截面圖；
[0013]圖7是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的透視圖；
[0014]圖8是示于圖7的電觸頭組件的截面圖；
[0015]圖9是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的透視圖；
[0016]圖10是示于圖9的電觸頭組件的截面圖；
[0017]圖11是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的截面圖；
[0018]圖12是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的透視圖；
[0019]圖13是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的透視圖；
[0020]圖14是電觸頭組件的另一示例性實(shí)施例的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 圖1是電觸頭組件10的示例性實(shí)施例的分解透視圖。圖2是電觸頭組件10的截面圖?，F(xiàn)在參考圖1和2，組件10包括一對(duì)互補(bǔ)的電觸頭12、14，該對(duì)互補(bǔ)的電觸頭配合在一起以在其間建立電連接。電觸頭12和14可以是任意器件的部件，諸如，但不限于，電連接器(未示出)、印刷電路板(未示出)、電線(xiàn)(未示出)、電纜(未示出)、電源(未示出)等。電觸頭12和14在這里可每個(gè)被稱(chēng)為“第一”和/或“第二”電觸頭。
[0022]電觸頭12和14分別包括配合元件16和18。電觸頭12和14在配合元件16和18處配合在一起。具體地，配合元件16和18彼此接合以將電觸頭12和14配合在一起。配合元件16和18可分別為電觸頭12和14的更大部段(segment)的元件。例如，配合元件16和18可以是相應(yīng)的電觸頭12和14的配合部段的元件(例如，臂，梁，指狀件，插頭(plug)，容座等)。電觸頭12和14可包括除了配合部段之外的其他部段(未示出)，諸如，但不限于，安裝部段、端接部段、中間部段、殼體部段等。配合元件16和18在這里可每個(gè)被稱(chēng)為“第一”和/或“第二”配合元件。
[0023]配合元件16和18在接觸界面20處彼此接合，這在圖2中最優(yōu)地示出并且將在下文中更詳細(xì)地描述。接觸界面20由配合元件16和18彼此接合的表面區(qū)域而限定。接觸界面20可包括配合元件16和18彼此接合的表面區(qū)域所處于的一個(gè)或多個(gè)部段。在組件10的示例性實(shí)施例中，接觸界面20由配合元件16和18彼此接合的表面區(qū)域所處的單個(gè)連續(xù)部段所限定。但是，在其他實(shí)施例中，接觸界面20可包括配合元件16和18彼此接合的表面區(qū)域所處的一個(gè)或多個(gè)離散部段。
[0024]在組件10的示例性實(shí)施例中，電觸頭12的配合元件16包括凹陷16a，并且電觸頭14的配合元件18包括隆起18a。當(dāng)配合元件16和18接合時(shí)(即當(dāng)電觸頭12和14配合在一起時(shí))隆起18a構(gòu)造為部分地接收在凹陷中。在組件10的示例性實(shí)施例中，隆起18a和凹陷16a都彎曲，并且隆起18a的曲率半徑Rl大于凹陷16a的曲率半徑R2。相應(yīng)地，隆起18a構(gòu)造為僅部分地接收在凹陷16a中。隆起18a在這里可被稱(chēng)為“彎曲隆起”，而凹陷16a在這里可被稱(chēng)為“彎曲凹陷”。
[0025]配合元件18的隆起18a和配合元件16的凹陷16a的每個(gè)可分別具有相應(yīng)的曲率半徑Rl和R2，該曲率半徑使得配合元件18和16能夠如上文所述或如這里所圖示的方式而工作。此外，隆起18a的曲率半徑Rl以使得配合元件16和18能夠以上文所述和/或這里所圖示的方式工作的任意量而大于凹陷16a的曲率半徑R2。
[0026]在組件10的示例性實(shí)施例中，凹陷16a和隆起18a都具有球形的形狀。具體地，凹陷16a和隆起18a都具有部分球形的形狀。雖然示出為凹陷16a和隆起18a的每個(gè)限定少于半個(gè)球形，但是凹陷16a和隆起18a的每個(gè)可限定任意其他量(例如，近似半個(gè))球形。此外，凹陷16a和隆起18a的每個(gè)可具有除了球形形狀的其他彎曲形狀，諸如，但不限于，非圓形狀，橢圓形狀，拋物線(xiàn)形狀，包括變化的曲率半徑的彎曲形狀，等等。凹陷16a在這里可被稱(chēng)為“球形凹陷”，而隆起18a在這里可被稱(chēng)為“球形隆起”。
[0027]凹陷16a包括邊沿22。如上文所述，邊沿22限定解除界面20的一部分。組件10的配合元件16和18限定“僅邊沿”的幾何形狀，其中配合元件16僅在邊沿22處接合配合元件18。換句話(huà)說(shuō)，邊沿22限定接觸界面20的由配合元件16限定的整個(gè)部分。在組件10的示例性實(shí)施例中，邊沿22是圓形的，因?yàn)榘枷?6a是球形的。但是，邊沿22可具有其他彎曲的形狀(例如，橢圓形，拋物線(xiàn)形狀等)。此外，凹陷16a和隆起18a不限于彎曲的形狀。相反地，凹陷16a和隆起18a可每個(gè)額外地或替代地包括任意其他形狀，諸如，但不限于矩形橫截面形狀，正方形橫截面形狀，具有多于四邊的橫截面形狀，三角形橫截面形狀等。額外地或替代于一種或多種彎曲形狀，邊沿22從而可具有非彎曲的形狀(諸如正方形形狀，矩形形狀，三角形形狀，多于四邊的多邊形等)。在凹陷16a和隆起18a是非彎曲形狀的實(shí)施例中，凹陷16a和隆起18a的相對(duì)尺寸可選擇為在接觸界面20處提供僅邊沿的幾何形狀。
[0028]如在圖2中最優(yōu)地示出的，當(dāng)電觸頭12和14配合在一起時(shí)，配合元件16和18在接觸界面20處接合。具體地，隆起18a的表面區(qū)域26與凹陷18a的表面區(qū)域24接合。接觸界面20由表面區(qū)域24和26限定，凹陷16a和隆起18a分別在表面區(qū)域24和26彼此接合。凹陷16a的表面區(qū)域24完全由凹陷16a的邊沿22限定。邊沿22從而限定了接觸界面20由凹陷16a限定的部分，使得接觸界面部分地由邊沿22限定。由于凹陷16a的表面區(qū)域24完全由邊沿22限定，所以接觸界面20具有如上所述的“僅邊沿”的幾何形狀。
[0029]配合元件16和18可由任意材料形成。在一些實(shí)施例中，配合元件16和/或18的外表面由非貴金屬(例如錫)和/或貴金屬涂層限定。配合元件16和18的每個(gè)的表面涂層材料和/或基底材料的示例包括，但不限于，貴金屬、非貴金屬、銅(Cu)、銅合金、鋁(Al)、銷(xiāo)合金、鋅(Zn)、鋅合金、鐵(Fe)、鐵合金(包括不銹鋼)、镲(Ni)、镲合金、銀(Ag)、銀合金、鉍(Bi)、鉍合金、金(Au)、金合金、錫(Sn)、錫合金、涂覆有金的鈀(Pd)、涂覆有金的PdNi合金、涂覆有金的NiP合金、Au/NiP冶金組合物(例如48祖、481383110、480(10、48(:11等)等等。在一些實(shí)施例中，配合元件16和18由基本上相同的材料形成(例如具有基本上類(lèi)似的表面涂層)，而在其他實(shí)施例中，配合元件16和18由不同的材料形成。配合元件16和18可由任意方法、工藝、操作等形成，諸如，但不限于拉絲操作等。
[0030]圖3是電觸頭組件10的平面圖，示出了接觸界面20。配合元件18的隆起18a的表面區(qū)域26與配合元件16的凹陷16a的邊沿22接合。接觸界面20可包括沿著接觸界面20的電能和機(jī)械接觸壓力的分布。這樣的分