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连接器镀膜方法及其制备工艺

文献发布时间:2024-04-18 20:01:30


连接器镀膜方法及其制备工艺

技术领域

本申请涉及镀膜技术领域,尤其是涉及一种连接器镀膜方法及其制备工艺。

背景技术

连接器是电子系统设备之间电流或光信号等传输与交换的电子部件,器通过独立或与线缆一起,为器件、组件、设备、子系统之间传输电流或光信号,并且保持各系统之间不发生信号失真和能量损失的变化,是构成完整系统连接所必须的基础元件。

目前,随着科技产品的高速发展,连接器产品广泛应用在消费电子、汽车、通信、工业、轨交、军工等领域,已经发展成电子信息制造的重要电子元器件之一。

连接器分为高压连接器、低压连接器、高速连接器等类型;通用的连接器结构分为接触件、绝缘基座、壳体、附件,作为信号接收端口的接触件是其核心部分之一,通常会在其镀膜部位表面镀上导电性能良好的金属膜保障电连接和防止氧化。接触件包括凸出部和凹陷部等,凸出部如常用的连接器端子,凹陷部如各种孔结构;其中深孔是一种细长的深径比在6-10的直径为毫米级的管道结构,表现为通孔或盲孔,又或是窄深槽状结构。

目前,在连接器结构进行金属镀膜主要是以电镀为主,电镀技术在凹陷的细小孔径内部难完整镀上薄膜,且通过电镀技术制备的镀层存在质量低,表面粗糙度大,硬度低,均匀性差,与基材结合力不足,耐磨性与耐腐蚀性低,使用寿命短,在使用过程中的冷热冲击下厚薄不均的镀层甚至会脱落,产品可靠性不足等缺点。应用在凹陷的细小孔径内部镀膜时,特别在高深宽比的深孔内,由于镀膜时离子主要通过扩散到达基材表面,通孔处离子浓度高,底部离子消耗后由于离子输送限制无法及时补充,导致底部离子匮乏无法获得金属离子沉积,容易出现孔口薄膜厚度高,孔内薄膜厚度低的“蝴蝶翼”现象,甚至会在孔口处夹断,即在孔口处封口通孔内部为空心状态,为了缓解漏镀的情况,有电镀方案采用台阶式电镀技术,将深孔隙划分为多个不同孔径的台阶,以缩短孔径深度,但是并不能从根本上解决这些缺陷。有连接器件的制备工艺中,局部使用了物理气相沉积(PVD)工艺沉积导电层,但常规的物理气相沉积工艺无法完成高深宽比内孔镀膜,也并未形成高性能膜系结构。

基于此,有必要针对于连接器高深宽比的深孔内部进行镀膜时存在的镀层厚度不一、漏镀的缺陷,提供一种镀膜方法,以避免连接器镀膜之后容易导致传输信号失真或丢失的现象。

发明内容

本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一,提供一种连接器镀膜方法及其制备工艺。

一种连接器镀膜方法,包括:

设置遮盖层遮挡所制备的连接器的接触组件的非镀膜部位;

根据所述连接器镀膜所需的镀膜材料选择靶材;

获取所述连接器的镀膜部位的结构参数,并根据所述结构参数规划所述连接器的镀膜部位相对于靶材的安装位置;

将所述连接器放入真空腔室,并根据所述安装位置安装所述连接器;

关闭真空腔室的腔门,控制所述真空腔室的达到合适的真空气压和温度并通入适量的工作气体,对所述连接器进行物理气相沉积镀膜。

在一个实施例中,所述连接器包括通过注塑成型工艺制备的接触组件,所述接触件包括内置在绝缘基座上的若干个深孔器件。

在一个实施例中,所述获取所述连接器的镀膜部位的结构参数,并根据所述结构参数规划所述连接器的镀膜部位相对于靶材的安装位置,包括:

获取所述连接器成型的深孔器件的内孔结构参数;根据所述内孔结构参数规划深孔器件相对于靶材的安装位置;

所述对所述连接器进行物理气相沉积镀膜,包括:

对所述连接器的镀膜部位进行物理气相沉积镀膜,直至所述深孔器件的内孔覆盖上连续膜层。

在一个实施例中,所述根据连接器镀膜所需的镀膜材料选择靶材,包括:

获取深孔合金镀膜所需要的合金材料;

计算合金镀膜的合金材料的材料比例;

根据所述合金材料及其材料比例选择相应的合金靶材或者选择多个金属材料的靶材。

在一个实施例中,所述根据所述内孔结构参数规划深孔器件相对于靶材的安装位置,包括:

根据深孔器件的工件结构与所需性能确定溅射靶材的运行参数;

根据运行参数计算溅射粒子沉积速率和偏压,并建立镀膜数理模型;

根据所述镀膜数理模型拟合最适沉积区域;

根据所述最适沉积区域规划靶材与深孔器件的最佳沉积方位。

在一个实施例中,所述建立镀膜数理模型,包括:

针对深孔器件内孔镀膜的表面进行模型参数规划,设置镀膜面积及薄膜厚度;

所述对所述深孔器件的内孔进行物理气相沉积镀膜,包括:

根据所述镀膜数理模型的模型参数对所述深孔器件的内孔进行物理气相沉积镀膜,并通过晶控系统观测薄膜生长情况和控制膜层厚度。

在一个实施例中,所述将深孔器件放入真空腔室,并根据所述安装位置安装深孔器件,包括:

将深孔器件固定,并安装在真空腔室的转架上;

调整转架与靶材的相对位置,使得所述深孔器件的靶基距、溅射角度处于所述最适沉积区域和最佳沉积方位。

在一个实施例中,所述将深孔器件放入真空腔室之前,还包括:

在镀膜前通过超声清洗机清洗镀膜工件,并送入烘干箱中烘干;

所述对所述深孔器件的内孔进行物理气相沉积镀膜之前,还包括:

将真空腔室内真空气压抽至第一气压,并在真空条件下加热;

通入氩气使得真空腔室的气压升至第二气压,使用等离子体清洗靶材。

在一个实施例中,所述深孔器件为基于熔铸成型的细长管形或槽形的铜质深孔;

所述镀膜材料为镍金属,镀膜厚度为0.8μm;

所述镀膜材料为铜单质和铬锆铜合金,其中,铜镀层厚度为1μm,铬锆铜合金镀层厚度为2μm;

或者

所述镀膜材料为黄铜,其中,黄铜镀层厚度为1.5μm。

上述连接器镀膜方法,通过物理气相沉积方式对连接器的镀膜部位进行镀膜,可以精确控制所需要的薄膜厚度,可以从纳米到微米级定制厚度,在保证导电性能基础上实现更薄的薄膜,避免了深孔的漏镀和夹断现象;而且可以采用合金靶材或多靶同时镀膜的方式进行合金镀膜或多层镀膜,特别是对于连接器上的深孔、窄深槽等结构等镀膜部位,镀膜效率更高,且提升了镀膜质量。

一种连接器制备工艺,包括:

通过熔铸成型工艺加工深孔器件;

在排列的多个深孔器件表面注塑一体成型的基体结构;

对所述深孔器件进行打磨切割得到注塑成型的接触组件;

设置遮盖层遮挡所述接触组件的非镀膜部位;

基于上述的连接器镀膜方法对所述接触组件的镀膜部位进行镀膜,直至接触组件的深孔器件内孔覆盖上连续膜层,并利用镀膜后的接触组件制作连接器。

在一个实施例中,所述通过熔铸成型工艺加工深孔器件,包括:

通过熔铸成型和机加工切割制作细长管形或槽形的深孔器件,对所述深孔器件进行去除毛边、切割、打磨及清洁处理;

所述在排列的多个深孔器件表面注塑一体成型的基体结构,包括:

将多个深孔器件排列设置并置入注塑模具并固定;

把熔融状态的高分子聚合物通过注塑,令其包裹在铜件表面,一体成型制作出具有目标工件轮廓的基体结构。

上述连接器制备工艺,采用物理气相沉积方式,在制作连接器时可以将连接器加工完成后再进行镀膜,避免了镀膜后对深孔器件加工的复杂性,确保了连接器性能。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是一个示例的窄深槽结构夹断现象示意图;

图2是一个实施例的连接器镀膜方法流程图;

图3是一个示例的膜层及其沉积角度示意图;

图4是另一个示例的膜层及其沉积角度示意图;

图5是一个实施例的连接器制备工艺流程图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

在公母连接器中,连接器之间会反复多次插拔,因此,需要在插针和通孔接触表面上镀膜以提高连接强度、使用寿命和结合力等。然而使用电镀技术在对高深宽比的通孔内进行镀膜时,容易在孔口处沉积导致孔口处封口,出现通孔内部为空心状态的“蝴蝶翼”现象,参考图1所示,图1是一个示例的窄深槽结构夹断现象示意图,如图中所示,在孔口处的镀层较厚,而越往深孔内部,则镀层厚度越小,甚至出现漏镀与夹断,如虚线框所示为夹断区域,从而出现了“蝴蝶翼”现象。

为了解决上述缺陷,本申请提供了一种针对于连接器的连接器镀膜方法,该方案采用真空镀膜技术,结合连接器的深孔、窄槽等镀膜部位的内孔结构特点来进行薄膜沉积,在深孔、窄槽等镀膜部位深孔内较为均匀地生长薄膜,从而解决镀膜方案无法深入连接器的深孔、窄槽孔内而造成的漏镀的现象,形成质量高,结合力强,耐受冷热冲击不易脱落、变形的金属膜层,减少连接器镀膜之后容易导致传输信号失真或丢失的现象。

参考图2,图2是一个实施例的连接器镀膜方法流程图,包括如下步骤:

S11,设置遮盖层遮挡所制备的连接器的接触组件的非镀膜部位。

一般情况下,对于连接器上有导电部位与非导电部位,要求是在导电部位上镀上金属膜,主要是接触组件上进行镀膜,而在非导电部位作为非镀膜部位则避免镀上金属膜,如绝缘基座等,为了避免在非镀膜部位镀上金属膜,通常镀膜之前会对连接器的接触组件的非镀膜部位设置遮挡层进行遮挡。

对于连接器接触组件,可以通过注塑成型工艺制备,其可以包括内置在绝缘基座上的多个深孔器件。

S12,根据连接器镀膜所需的镀膜材料选择靶材。

此步骤中,根据连接器的产品需求,确定连接器镀膜所需的镀膜材料,一般可以选择半导体如硅,高分子聚合物如塑料PC、LCP、PPS、PBT,金属单质,合金,氧化物等作为基底材料。

选用金属材料金属可以包括:铜Cu、银Ag、金Au、钴Co、铑Rh、钌Ru、铝Al、锡Sn、镍Ni、钯Pd、钨W、铁Fe、镁Mg、硅Si、锌Zn、锆Zr、铬Cr、砷As、钛Ti、镉Cd等。

采用合金材料可以包括:铜镍硅合金、铜铬锆合金、铜镍锌合金、铜铁合金、铜锡铅合金、铜锌锡合金、铜镍锡合金、铜硅、铜铁磷、锡铜、银钴合金、银铜合金、镍钯合金、镍钨合金等;然后根据所使用的镀膜材料来选择靶材。

如上所述,在选择金属材料时,如果是要镀多种金属膜层,可以选择相应的金属材料靶材;另外,本申请技术方案在进行镀膜时,可以选择合金材料。

据此,作为实施例,在根据连接器镀膜所需的镀膜材料选择靶材时,可以获取深孔合金镀膜所需要的合金材料;计算合金镀膜的合金材料的材料比例;根据所述合金材料及其材料比例选择相应的合金靶材或者选择多个金属材料的靶材。

如果是采用合金靶材,则根据镀膜参数需求计算材料比例,然后制作相应的合金靶材;如果是多个金属材料的靶材,则根据材料比例确定每个靶材在溅射时的实际运行参数,从而控制合金比例达到设计指标要求。

S13,获取所述连接器的镀膜部位的结构参数,并根据所述结构参数规划所述连接器的镀膜部位相对于靶材的安装位置。

此步骤中,首先是要获取连接器需要进行镀膜的镀膜部位的结构参数,例如深孔、窄槽等镀膜部位的结构参数,然后再根据所得到的结构参数规划连接器的镀膜部位相对于靶材的安装位置;由于不同安装位置会影响到镀膜效果,因此在此通常需要根据具体镀膜部位来进行规划布置。

在一个实施例中,可以根据成型的深孔器件获取其内孔结构参数,然后根据所述内孔结构参数规划深孔器件相对于靶材的安装位置。比如孔的深度、内孔直径、深径比等内孔结构参数,特别是对于深径比超过10的细窄孔,通过内孔结构参数可以为薄膜沉积及靶材相关规划设计提供参考,从而可以控制镀膜过程,使得镀膜能够深入孔内,形成均匀的薄膜。

具体的,在设定的产品指标参数及要求下,确定靶材溅射角度和相关运行参数等,依据深孔器件的内孔结构参数来规划深孔器件相对于靶材的安装位置,确定深孔器件在真空腔室内的合适位置。

作为实施例,上述的根据内孔结构参数规划深孔器件相对于靶材的安装位置的步骤,可以包括如下:

S131,根据深孔器件的工件结构与所需性能确定溅射靶材的运行参数。

具体的,根据深孔器件的不同工件结构确定溅射靶材的实际运行参数;例如,在磁控模式下,表面强磁场可以为300-500Gs,电压可以为200-500V,单靶电流可以为25-45A;在电弧模式下,表面弱磁场可以为40-90Gs,电压可以为15-30V,单靶电流可以为100-150A。

S132,根据运行参数计算溅射粒子沉积速率和偏压,并建立镀膜数理模型。

具体的,可以针对深孔器件内孔镀膜的表面进行模型参数规划,设置镀膜面积及薄膜厚度;从而建立镀膜数理模型,作为镀膜控制参考。

S133,根据所述镀膜数理模型拟合最适沉积区域。

具体的,通过镀膜数理模型进行数据拟合得到深孔器件在真空腔室内的最适沉积区域。

S134,根据所述最适沉积区域规划靶材与深孔器件的最佳沉积方位。

具体的,根据最适沉积区域规划靶材与深孔器件的最佳沉积方位,从而可以确保镀膜时内孔能够得到充分镀膜,镀膜面积、薄膜厚度等性能符合设定指标需求。

基于上述是实施例的技术方案,在规划深孔器件的安装位置时,可以根据目标镀膜厚度和深孔的孔径、孔深参数来确定深孔器件与靶材之间关系。孔内镀膜厚度为100-150nm,可选厚径比<6的深孔参数,此时孔内膜层粗糙度低于基底粗糙度,深孔内镀层性能更优。当含深孔工件表面镀膜厚度>150nm,可选厚径比>6的深孔参数,工件表面粗糙度变化小,可应用在对厚径比要求较高的工件表面镀膜中。

计算孔深与孔径比值K=L/D,则根据K值设计靶基距的关系如下:

(1)若K<3,可采用PVD物理气相沉积法直接沉积薄膜,靶基距为80-150mm连续可选,优选为150mm,如图3所示,图3是一个示例的膜层及其沉积角度示意图,对于沉积角度可以限定为20-40°连续可选,优选为35°,此沉积角度下制备的深孔内膜层粗糙度会比基底要低,可以获得深孔性能比较好的镀层(100-150nm)。

(2)若3<K<6,采用数理模型分析工件结构、粒子沉积方位,调整靶材基距为90-140mm连续可选,优选为140mm,沉积角度为20-40°连续可选,优选为35°。

(3)若6<K<10,工件表面采用数理模型分析工件结构、粒子沉积方位,设计最佳沉积方位,靶基距为110-140mm连续可选,优选为120mm,如图4所示,图4是另一个示例的膜层及其沉积角度示意图,对于沉积角度,即靶角度可以限定为10-25°连续可选,优选为20°,此沉积角度下镀膜对外表面的粗糙度影响小,可以应用在对厚径比有比较高要求的镀膜。

S14,将连接器放入真空腔室,并根据所述安装位置安装连接器。

此步骤中,将所有需要镀膜的连接器放入真空腔室的转架上,控制转架位置来调整深孔器件相对于靶材的位置,由于预先深孔、窄槽等镀膜部位情况预先规划了连接器的安装位置,因此按照安装位置来安装好连接器,确保这些镀膜部位在镀膜时能够较为均匀地生长薄膜。

具体的,可以将深孔器件固定并安装在真空腔室的转架上;调整转架与靶材的相对位置,使得靶基距、溅射角度处于所述最适沉积区域和最佳沉积方位。

在一个实施例中,为了提升镀膜效果,还可以在镀膜前通过超声清洗机清洗镀膜工件10-20min,并送入40-60℃烘干箱中烘干,然后再放入真空腔室进行镀膜。

S15,关闭真空腔室的腔门,控制所述真空腔室的达到合适的真空气压和温度并通入适量的工作气体,对所述连接器进行物理气相沉积镀膜。

此步骤中,对连接器的镀膜部位进行物理气相沉积镀膜,直至所述深孔器件的内孔覆盖上连续膜层,例如可以根据所述镀膜数理模型的模型参数对所述深孔器件的内孔进行物理气相沉积镀膜,通过晶控系统观测薄膜生长情况,控制膜层厚度,在深孔器件的内孔形成均匀薄膜。

作为实施例,在镀膜之前,可以在低真空条件下加热,然后将气压抽至高真空;例如,将真空腔室内真空气压抽至第一气压6×10

上述实施例的技术方案,通过物理气相沉积方式对连接器进行镀膜,可以精确控制所需要的薄膜厚度,可以从纳米到微米级定制厚度,在保障导电性能基础上实现更薄的薄膜,避免了“蝴蝶翼”现象。而且通过物理气相沉积方式可以实现合金镀膜,采用合金靶材或多靶同时镀膜的方式进行合金镀膜,不受各类金属电极电位影响。另外,由于采用了物理气相沉积方式对连接器进行镀膜,因此在制备接触件时,可以首先通过注塑成型工艺制备的连接器的接触组件,如端子和深孔等,预先在绝缘基座上设置多个深孔器件,然后遮挡遮接触组件的非镀膜部位,再放入真空腔室中对镀膜部分进行物理气相沉积镀膜,在对连接器的深孔、窄深槽等结构进行镀膜时,镀膜效率更高,且提升了镀膜质量从而可以提升了镀膜效果。

下面阐述连接器制备工艺的实施例。

基于上述连接器镀膜方法,在制备含有深孔的连接器时,可以采用更加优化的制备工艺,从而可以提升制备效率和降低加工复杂度。

参考图5所示,图5是一个实施例的连接器制备工艺流程图,包括:

S31,通过熔铸成型工艺加工连接器的深孔器件。

作为实施例,可以通过熔铸成型、机加工切割将铜形成需要的细长管形或槽形,厚度与镀膜形成的厚度相同,铜件经去除毛边、切割、打磨、清洁。

S32,在排列的多个深孔器件表面注塑一体成型的基体结构。

作为实施例,可以将多个深孔器件排列设置并置入注塑模具,固定;然后把熔融状态的高分子聚合物通过注塑,令其包裹在铜件表面,一体成型制作出具有连接器轮廓的基体结构。

S33,对所述深孔器件进行打磨切割得到注塑成型的接触组件。

S34,设置遮盖层遮挡所述接触组件的非镀膜部位。

S35,基于上述任一实施例的连接器镀膜方法对所述接触组件的镀膜部位进行镀膜,直至所述接触组件的深孔器件内孔覆盖上连续膜层,并利用镀膜后的接触组件制作连接器。

上述实施例的技术方案,首先通过熔铸成型工艺加工深孔器件并制备注塑一体成型的基体结构,然后打磨切割得到注塑成型的连接器的接触组件并遮挡的非镀膜部位,最后采用物理气相沉积方式对接触组件的深孔器件内孔进行镀膜并制作连接器;该技术方案中,由于采用了物理气相沉积方式,因此在制作连接器时可以将连接器加工完成后再进行镀膜,简化了镀膜后对深孔器件的复杂加工过程,避免后期加工过程对于薄膜的损坏而影响连接器性能。

为了更加清晰本申请的技术方案,下面阐述更多连接器镀膜方法以及连接器制备工艺的实施例。

在一个实施例中,为了保障优良的导电性,本申请技术方案可以针对于深孔采用铜单质进行电信号连接,镀镍膜延长使用寿命的薄膜沉积方案,具体的,该方案可以包括如下:

s101,通过熔铸成型、机加工切割制备细长管形或槽形的铜质深孔,厚度与镀膜厚度相同。

s102,对铜质深孔进行去除毛边、切割、打磨及清洁处理,然后置入注塑模具并固定。

s103,把熔融状态的高分子聚合物通过注塑,令其包裹在铜质深孔表面,一体成型制作出具有目标工件轮廓的基体结构。

s104,将已经注塑成型的铜件打磨切割,进入镀膜工序,即采用物理气相沉积方式在注塑成型的铜质深孔内孔表面沉积镍膜。

s105,根据深孔器件的内孔结构参数规划深孔器件相对于靶材的安装位置,拟合镀膜数理模型;采用磁控溅射方式进行薄膜沉积;优选的,磁控溅射电压可以为300V,靶电流为40A。

s106,将深孔器件夹持稳固后放入真空腔室的转架中,调整转架与靶材的相对位置,确保靶基距、溅射角度为最适区间,关闭腔门。

s107,将真空腔室的真空抽至第一气压6×10

s108,将真空腔室内真空气压抽至6×10

s108,根据镀膜数理模型拟合的模型参数对深孔器件进行薄膜沉积,确保深孔器件的镀膜面积、薄膜厚度等性能达到设定指标参数;通过晶控系统观测镍膜生长情况,其中镀层厚度可以为0.5-1.5μm,优选的,镀膜厚度为0.8μm。

s109,结束镀膜,恢复真空腔室内外气压,取出连接器接触组件产品。

上述实施例的技术方案,在铜材质的连接器深孔中,通过在铜单质基础上镀镍膜延长使用寿命,避免单质铜容易氧化,使得连接器薄膜质量高,结合力强,耐受冷热冲击不易脱落、变形,公母连接器之间反复多次使用不掉落,耐腐蚀,强度高,使用寿命长,降低表面粗糙度低,均匀性优,连接信号传输不易失真等。

为了提升高压连接器的性能,本申请技术方案可以在连接器接触组件表面上沉积复合薄膜;据此设计双层膜层结构,选用铜单质和铬锆铜合金的复合薄膜,作为实施例,连接器接触组件镀膜方法可以如下:

s201,通过机加工将金属端子整合成需要的形状,置入模型中一体注塑形成高压连接器接触组件。

s202,将加工好的连接器接触组件的端子打磨切割,采用超声波清洗20min,送入60℃烘箱烘干。

s203,采用物理气相沉积方式进行薄膜沉积,设计在高压连接器接触组件表面分别沉积铜Cu薄膜和铬锆铜合金Cu-Cr-Zr薄膜的膜系。

具体的,在设计膜系时,根据插入损耗、特性阻抗和电压驻波比等电气指标来设计合金薄膜的厚度和参数,从而可以实现低信号损耗、低驻波比、少微波泄露等要求。

s204,设置遮盖层遮挡高压连接器接触组件的非镀膜部位。

s205,通过磁控溅射在连接器接触组件表面沉积铜Cu薄膜,优选的,确定磁控溅射电压为400V,靶电流40A。

s206,将高压连接器接触组件夹持稳固后放入真空腔室的转架中,关闭真空腔室的腔门。

s207,将真空腔室内真空气压抽至第一气压6×10

s208,通入氩气,使得气压升至第二气压1-10Pa,使用等离子体清洗靶材,时间约12-20min。

s209,开始镀膜,其中铜Cu镀层厚度可以为1μm;在镀膜过程中,通过晶控系统监测薄膜生长,在膜层达到设定厚度时停止镀膜。

在铜Cu薄膜镀膜时,厚度一般控制在1μm左右,由此可以确保镀膜后的接触组件具有良好的导电性,且膜层厚度不至于过大。

s210,通过磁控溅射在高压连接器接触组件表面沉积铬锆铜Cu-Cr-Zr合金,优选的,确定磁控溅射电压为500V,靶电流45A。

s211,在镀铬锆铜合金Cu-Cr-Zr薄膜时,优选的,铬锆铜Cu-Cr-Zr合金镀层厚度可以为2μm;同理,在镀膜过程中,通过晶控系统监测薄膜生长,在膜层达到设定厚度时停止镀膜。

在铬锆铜Cu-Cr-Zr合金镀膜时,厚度一般控制在2μm左右,由此可以确保镀膜后的接触组件具有优秀的防护性能、抗拉性能和耐磨性能,且总膜层厚度在一定范围内。

s212,结束镀膜过程,恢复真空腔室内外气压,取出已镀膜的连接器接触组件。

上述实施例的技术方案,设计双层膜层结构,选用铜单质和铬锆铜合金的复合薄膜,在保有连接器机械强度的同时,赋予其更优秀的耐热性能、抗高压大电流性能、防护性能、抗干扰性能、机械强度和耐磨性;特别是通过在高压连接器端子上镀铜铬锆铜Cu-Cr-Zr合金膜层,能够降低连接器接触组件表面粗糙度,拥有高导电性、强抗干扰性和高压大电流下的高稳定性,在更精尖的领域中有更好的发展。

为了提升低压连接器的性能,本申请技术方案可以在磷青铜材质的连接器接触组件表面上沉积黄铜薄膜;从而可以在保有连接器导电性的同时,赋予其更优秀的防护性能、抗拉性能和耐磨性能等;作为实施例,连接器接触组件镀膜方法可以如下:

s301,通过机加工将金属端子整合成需要的形状,置入模型中一体注塑形成低压连接器接触组件。

s302,将加工好的低压连接器接触组件的端子打磨切割,采用超声波清洗20min,送入60℃烘箱烘干。

s303,采用物理气相沉积方式进行薄膜沉积,设计在低压连接器接触组件表面沉积黄铜薄膜。

s304,设置遮盖层遮挡低压连接器接触组件的非镀膜部位。

s305,通过磁控溅射在工件表面沉积黄铜薄膜,优选的,可以确定磁控溅射电压为450V,靶电流40A。

s306,将低压连接器接触组件夹持稳固后放入真空腔室的转架中,关闭真空腔室的腔门。

s307,将真空腔室的腔体内真空气压抽至第一气压6×10

s308,通入氩气,使得气压升至第二气压1-10Pa,使用等离子体清洗靶材,时间约12-20min。

s309,开始镀膜,其中黄铜镀层厚度可以为1-3μm,优选的,薄膜厚度为1.5μm;同时,在镀膜过程中,通过晶控系统监测薄膜生长,在膜层达到设定厚度时停止镀膜。

由于通过物理气相沉积方式可以在接触组件表面沉积厚度更小的薄膜,因此在黄铜镀层设计时,可以根据连接器相关性能指标来指导薄膜厚度,从而使得其具有良好导电性和保护性能。

s310,结束镀膜过程,恢复真空腔室内外气压,取出已镀膜的低压连接器接触组件。

上述实施例的技术方案,在磷青铜材质的低压连接器接触组件表面沉积黄铜薄膜,即可以保有低压连接器接触组件原有的良好导电性,同时赋予其更优秀的防护性能、抗拉性能和耐磨性等。

为了提升高速连接器的性能,本申请的技术方案,设计了在高速连接器端子表面镀镍和银组合膜层,从而提升了连接器的电气性能;作为实施例,连接器接触组件镀膜方法可以如下:

s401,通过机加工将金属端子整合成需要的形状,置入模型中注塑LCP形成工件。

s402,将加工好的端子打磨切割,采用超声波清洗20min,送入60℃烘箱烘干。

s403,采用物理气相沉积方式进行薄膜沉积,设计在高速连接器表面沉积镍和银组合薄膜。

s404,设置遮盖层遮挡高速连接器的非镀膜部位。

s405,通过磁控溅射在工件表面沉积镍,确定磁控溅射电压为350V,靶电流40A。

s406,将高速连接器接触组件夹持稳固后放入真空腔室的转架中,调整转架与靶材的相对位置,确保靶基距、溅射角度为最适区间,关闭真空腔室的腔门。

s407,采用低压等离子体装置进行表面等离子体处理,压力0.6-0.8mbar,流量20cm

s408,将腔体内真空气压抽至1-10Pa,此时将腔体内温度加热至50℃。

s409,继续抽高真空,把腔体内真空气压抽至6×10-3Pa。

s410,应用参数进行实际生产,通过晶控系统观测薄膜生长情况,其中镍镀层厚度为10nm。

s411,通过磁控溅射在工件表面沉积银薄膜,确定磁控溅射电压为500V,靶电流45A。

s412,应用参数进行实际生产,其中银镀层厚度为60nm。

s413,通过晶控系统监测薄膜生长,若达到设定厚度则停止镀膜。

s414,结束镀膜,恢复腔体内外气压,取出高速连接器产品。

上述实施例的技术方案,针对于高频高速高压应用场景,特别是高力学性能、电性能、耐温性能和阻燃性能的LCP材质的高速连接器的使用,通过在高速连接器的表面上镀上镍和银组合膜层,可减少外来因素对基底的腐蚀,提高表面接触涂层耐久性,提供了一层坚硬的支持层,防止基底金属迁移到接触表面;在高电流应用中,低电阻抗和高效热传导性能,在高电流接场景中具有更佳使用效果;且组合镍银组合薄膜覆盖率高,由此保障其插入损耗、特性阻抗和电压驻波比等电气指标,实现低信号损耗、低驻波比、少微波泄露等要求。

综合上述各实施例的技术方案,本申请通过采用物理气相沉积方式在连接器的深径比大的深窄孔内进行镀膜,可以避免漏镀和夹断现象;通过薄膜沉积生长的薄膜质量高,结合力强,耐受冷热冲击不易脱落、变形,公母连接器之间反复多次使用不掉落,耐腐蚀,强度高,使用寿命长。薄膜表面粗糙度低,均匀性优,连接信号传输不易失真;可以采用合金靶材或多靶同时镀膜的方式进行合金镀膜,不受各类金属电极电位影响。通过多元合金镀膜,结合不同膜系设计,应用在连接器中可以满足其热管理、高压防护、防护等级、抗干扰等高要求,同时可以防止连接器氧化、腐蚀;使得制备的连接器具有高强、高导与抗应力松弛等优势。通过真空溅射方式进行薄膜沉积,靶材损耗少,材料利用率高,生产成本低,减少了环境污染,降低了生产成本。

以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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