导电端子、电连接器及电子设备的制作方法

1.本技术涉及导电端子制备技术领域，特别是涉及导电端子、电连接器及电子设备。


背景技术：

2.电连接器在现有电子设备中具有举足轻重的作用，其中电连接器中的导电端子为电子设备提供充电及数据的传输的功能。
3.目前的导电端子会在其表面上镀制一层或多层镍，镀镍的好处有：可以使得导电端子的表面均匀平整，导电端子的镀层厚度基本相同，可以填平凹槽、盲孔、缝隙；同时，镍层的稳定性良好，裸露在空气中的镍可以在其表面上形成稳定的表面层，具有一定的保护能力。
4.然而，镀制镍层会存在镍释放的风险，镍元素与皮肤直接或长时间接触后被皮肤吸收，从而导致部分个体过敏，例如出现皮炎等症状。这种现象尤其可能出现在使用可穿戴电子设备上，例如蓝牙耳机、智能手表、智能手环，在长时间佩戴可穿戴电子设备时进一步增加了皮肤与镍的接触时间，增大镍释放风险。


技术实现要素：

5.本技术主要解决的技术问题是提供导电端子、电连接器及电子设备，能够规避镍释放风险。
6.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种导电端子，包括端子本体、铜合金镀层以及保护层。其中，铜合金镀层镀于端子本体，保护层镀制于铜合金镀层远离端子本体的一侧。
7.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种电连接器，包括壳体以及本技术提供的导电端子。其中壳体设有容置腔，导电端子设于容置腔内。
8.为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是：提供一种电子设备，包括本技术提供的电连接器和电路板，电路板与电连接器电连接。
9.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术提供的导电端子的镀层中，镀有铜合金镀层，替换镍镀层作为导电端子的基底镀层。铜合金镀层不仅可以填平导电端子的表面，还不存在镍释放的风险。同时，铜合金镀层的外侧还镀有保护层，可以进一步保护导电端子。
附图说明
10.图1是本技术电子设备实施例的正面结构示意图；
11.图2是本技术电子设备实施例的背面结构示意图；
12.图3是本技术电子设备实施例的爆炸结构示意图；
13.图4是本技术电连接器实施例的结构示意图；
14.图5是本技术导电端子第一实施例的电镀层结构示意图；
15.图6是本技术导电端子第二实施例的电镀层结构示意图；
16.图7是本技术导电端子第三实施例的电镀层结构示意图；
17.图8是本技术导电端子第四实施例的电镀层结构示意图
18.图9是本技术导电端子第五实施例的电镀层结构示意图
19.图10是本技术导电端子第六实施例的电镀层结构示意图
20.图11是本技术导电端子第七实施例的电镀层结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.在本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.本技术提供电子设备、电连接器以及导电端子的实施例，其中电子设备可以是智能手机(smart phone)、pda(personal digital assistant，个人数字助理或平板电脑)、pc(personal computer，个人计算机或电脑)、按摩仪，还可以是智能穿戴设备例如智能手表(smart watch)、智能手环(smart bracelet)、tws真无线蓝牙耳机(true wireless stereo) 等。电连接器为电子设备的输入/输出(i/o)器件，电子设备可以通过电连接器进行充放电、数据交换等功能。导电端子为电连接器中的输入/输出 (i/o)端口。
25.请参阅图1、图2，图1是本技术电子设备实施例的正面结构示意图，图2是本技术电子设备实施例的背面结构示意图，在本实施例中，电子设备10为智能手表，电子设备10的正面为显示交互端，电子设备 10的背面设有电连接器11。
26.请参阅图3，图3是本技术电子设备实施例的爆炸结构示意图，电子设备10包括但不限于：电连接器11、表壳12、表带13、电路板14、电池15、后盖16。其中电连接器11是电子设备10的输入/输出(i/o)器件，电子设备10可以通过电连接器进行充放电、数据交换等功能。电连接器11与电路板14及电池15电连接，电连接器11能够通过外部充电器(图未示)对电池15进行充电。
27.在本实施例中，电连接器11是电子设备10内的输入/输出(i/o)器件，在其他实施例中，电连接器也可以是例如充电器接口，具体可以是通用串行总线的c类型(usb type-c)
连接器或闪电(lightning)连接器等用于实现数据传输的器件。
28.本实施例中，电路板14、电池15容纳于表壳12的凹槽中，后盖 16盖设于表壳12凹槽的开口，电连接器11设于后盖16中，电连接器 11一端电连接电路板14，另一端裸露于外界。使用者在佩戴使用时，要将电子设备10的正面朝向使用者，背面贴附于手腕。在长时期的佩戴中，电子设备10的背面需要贴紧皮肤，进而使得电连接器11长期与皮肤接触。现有技术中，电连接器中的导电端口通常含镍，存在镍释放的风险，长期佩戴智能手表会对皮肤产生危害。而本技术提供的电连接器11不含镍元素，不存在镍风险，关于本技术提供的电连接器，请参阅以下对电连接器以及电连接器中的导电端子实施例的描述。
29.进一步参阅图4，图4是本技术电连接器实施例的结构示意图。电连接器11包括导电端子100以及壳体110，导电端子100安装与壳体110 中。其中壳体120为绝缘材料，壳体120开设有容置腔111，导电端子 100设于容置腔111内。导电端子100是电连接器11的输入/输出(i/o) 端口，导电端子100可以传输电能，导电端子100与外部设备进行电性接触来实现数据传输。
30.可选地，电连接器11可以包括两个或者两个以上的导电端子100，以提升传输效率。
31.可选地，导电端子100可以是图4所示的导电圆柱，也可以是引脚端子、pcb板端子、五金端子、螺帽端子、弹簧端子等，本领域技术人员可以根据实际需要来调整导电端子100的形状或型号。
32.进一步地，外部充电器(图未示)需要与导电端子100的外表面直接接触，在通电后实现数据传输，接触的位置需要能产生电连接，因此，导电端子100的材料需要是金属。
33.在实际使用中，导电端子100通常暴露于空气中，导电端子100的外表面不仅可能会与汗液、空气中的水分、氧气、氮气等物质发生化学反应，还可能会受到外力作用磨损。因此，在本实施例中，导电端子100 的表面镀制有金属镀层，既能保护导电端子100不会受到外界环境影响，又能保证导电端子100的导电性能良好。
34.请继续参阅图5，图5是本技术导电端子第一实施例的电镀层结构示意图。导电端子100包括端子本体101、铜合金镀层102以及保护层 103。其中，端子本体101的材料可选为金属铜、银、铝或它们的合金。在本实施例及以下的实施例中，以端子本体101为金属铜的情况下进行详细的描述。此外，本实施例以及以下实施例中，镀层都是采用电镀工艺制备而成。电镀是利用电解原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程，电镀的加工成本不高，制备的镀层稳定。在电镀时，镀层金属或其他不溶性材料作为阳极，待镀的工件做阴极，电镀的溶液为待镀金属的电解质溶液，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
35.在本实施例中，端子本体101为铜材料，倘若不镀制其他金属层在导电端子本体101上，端子本体101会产生氧化，形成铜绿 (cu2(oh)2co3)，进而减小导电端子100的导电性能。因此，为了提升导电端子100的耐腐蚀、耐磨损的能力，延长使用寿命，在本实施例中，端子本体101的表面镀有铜合金镀层102和保护层103。其中铜合金镀层102镀制于端子本体101的表面作为打底，防止加热后铜的颜色显示出来，填平端子本体101的表面的缺陷、盲孔，保持镀层厚度均匀。
36.现有技术中，通常镀制镍层来作为端子本体101表面的打底层，使得镀层均匀分
布。然而，镍元素存在镍释放的风险，皮肤在长期接触镍元素时，有可能出现过敏反应。而本实施例中，采用铜合金镀层102作为代镍镀层。
37.可选地，本技术中的铜合金镀层102可以是铜锡锌镀层，铜锡锌镀层是一种含有铜锡锌的三元合金的电镀层。其中铜的含量可选为 50％-55％，锡的含量可选为25-30％，锌的含量可选为15-20％，可以调整铜、锡、锌的含量比例来改变铜锡锌镀层性能和外观。铜锡锌镀层填平度良好，具有较低的气孔率，也具有不错的耐磨度、防腐、防高温能力等性质。同时，铜锡锌镀层还具有优良的导电性能，以保证导电端子 100具有较好的传输电能速率和较低的传输损耗。当然，在其他实施例中，铜合金镀层102可以是铜锡合金、铜锌合金等其他代镍铜合金。
38.可选地，铜合金镀层102的厚度为1～5μm，可选为1μm、1.5μm、 2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm。
39.保护层103镀制于铜合金镀层102远离端子本体101的一侧，用于提升导电端子100的强度，防止导电端子100被腐蚀、氧化、磨损，阻挡保护层103内的其他镀层向外扩散。
40.在本实施例中，导电端子100的镀层没有使用镍镀层作为打底层，而是使用了铜合金镀层102镀层作为代镍打底层，铜合金镀层102不仅可以使得端子本体101外表镀层厚度均匀，还能够有效规避镍释放风险。
41.在一些实施例中，保护层103可以包括铂镀层、钯镀层、铑镀层、钌镀层，但是铂镀层、钯镀层、铑镀层、钌镀层都是贵金属镀层，制备的成本较高。
42.因而在本技术导电端子的第二实施例中，如图6所示，在第一实施例的基础上，保护层103包括钯镀层1031及铂镀层1032。铂镀层1032 镀制于铜合金镀层102远离端子本体101的一侧，钯镀层1031镀制于铂镀层1032远离铜合金镀层102的一侧。铂镀层1032具有很高的化学稳定性，可以有效提升导电端子100的耐腐蚀性；且铂镀层1032封密性良好，无孔隙，镀制于铜合金镀层102的一侧可以阻挡铜合金镀层102 与外界空气接触。钯镀层1031为最外的阻挡扩散层，可以阻挡内层金属向外扩散，防止阻挡铜泄漏。同时钯镀层1031及铂镀层1032可以有效保护内层金属被磨损。此外，钯镀层1031及铂镀层1032的电阻率低，具有较高的导电系数，是优良的电接触材料，能够作为导电端子100外层的电接触层。
43.进一步地，在日常的使用中，导电端子100可能会出现电解腐蚀的现象。导电端子100在外加电源时，电极电位高的氧化性离子在阴极放电还原，而阳极区电极电位低的较活泼金属失电子被氧化，成为阳离子脱离材料表面形成阳极的腐蚀。钯镀层1031和铂镀层1032可以阻挡外部离子进入内层铜合金镀层102或端子本体101，阻挡内部原子向外的热迁移，降低电解腐蚀速度，提高抗电解腐蚀的性能。
44.可选地，钯镀层1031的厚度为0.1～1.5μm，可选为0.1μm、0.2μm、 0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm、 1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm。
45.可选地，铂镀层1032的厚度为0.1～1.5μm，可选为0.1μm、0.2μ m、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0 μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm。
46.在本实施例中，保护层103包括了钯镀层1031和铂镀层1032，钯镀层1031和铂镀层1032可以提升导电端子100的耐腐蚀性和物理强度。而保护层103不含铑镀层、钌镀层，采用铂镀层和钯镀层替代铑镀层、钌镀层贵金属镀层，在达到相同效果的同时，能够大大降低制备导电端子100的成本，符合节约生产成本的要求。因此，本实施例的导电端子 100不仅物
理化学性能良好，且制作简单，成本低廉。
47.在本技术导电端子的第三实施例中，如图7所示，在第一实施例的基础上，保护层103包括钯镀层1031及铂镀层1032。钯镀层1031镀制于铜合金镀层102远离端子本体101的一侧，铂镀层1032镀制于钯镀层1031远离铜合金镀层102的一侧，钯镀层1031或铂镀层1032的厚度可选为0.1～1.5μm。与第二实施例类似，本实施例中的导电端子100 也具有良好的耐腐蚀性和抗磨损性，且保护层103不含铑镀层、钌镀层，制作简单，成本低廉。
48.请参阅图8，图8为本技术导电端子的第四实施例的电镀层结构示意图。在第一实施例的基础上，保护层包括了至少1层钯镀层1031和至少2层铂镀层1032。其中，一层铂镀层1032镀制于铜合金镀层102 远离端子本体101的一侧，另一层铂镀层1032镀制于最外侧，一层钯镀层1031镀制于两层铂镀层1032的中间。每层钯镀层1031或铂镀层 1032的厚度可选为0.1～1.5μm。
49.本实施例相较于第二实施例，在钯镀层1031的外侧增加了一层铂镀层1032。两层的铂镀层1032的导电端子100的抗电解腐蚀性能优于只镀有一层铂镀层的导电端子100，多层金属镀层互相填补，可以进一步降低缝隙的出现，保护层103更加致密，因此，本实施例的导电端子 100具有更好的抗腐蚀性能。并且本实施例中的保护层103也不含铑镀层、钌镀层，降低了成本。
50.当然，在其他实施例中，保护层103还可以包括更多层铂镀层1032，以提升导电端子的抗腐蚀性和抗磨损性，本领域普通技术人员可以按需增加铂镀层1032的数量或者调整保护层103内镀层的顺序。
51.继续参阅图9，图9为本技术导电端子的第五实施例的电镀层结构示意图。在第一实施例的基础上，保护层包括了至少2层钯镀层1031 和至少1层铂镀层1032。其中，一层钯镀层1031镀制于铜合金镀层102 远离端子本体101的一侧，另一层钯镀层1031镀制于最外侧，一层铂镀层1032镀制于两层钯镀层1031的中间。每层钯镀层1031或铂镀层 1032的厚度可选为0.1～1.5μm。
52.本实施例相较于第三实施例，在铂镀层1032的外侧增加了一层钯镀层1031。最内层(靠近铜合金镀层102)的钯镀层1031可以防止内部原子向外的热迁移，最外层的钯镀层1031可以阻碍外部离子进入保护层103，且2层钯镀层1031与铂镀层1032也可以互相填补，增加保护层103的致密性。因而本实施例的导电端子100也具有更好的抗腐蚀性能，不含铑镀层、钌镀层，降低成本。
53.当然，在其他实施例中，保护层也可以包括更多的铂镀层1032，综合以上实施例，本领域技术人员增加钯镀层1031或铂镀层1032，或者改变保护层103各层的镀制顺序，来增加导电端子100的抗腐蚀、抗磨损的性能，在此不做穷举。
54.请参阅图10，图10为本技术导电端子的第六实施例的电镀层结构示意图。在第一实施例的基础上，端子本体101与铜合金镀层102之间可以增设一层底镀层104。底镀层104镀制于端子本体101的表面，通常底镀层104与端子本体101的材料相同，因而在本实施例端子本体101 为铜材料的情况下，底镀层104包括铜镀层。
55.底镀层104用于填平端子本体101的缺陷、缝隙，增加铜合金镀层102的附着能力，提高铜合金镀层102与端子本体101的结合力。在本技术的其他实施例中，也可以增设一层底镀层104在端子本体101与铜合金镀层102之间，提高镀层之间的结合力。
56.可选地，底镀层104的厚度可以是2～5μm，可选为2μm、2.4μm、 2.5μm、2.8μm、3.0μm、3.3μm、3.5μm、3.7μm、4.3μm、4.5μm、4.8μm、5.0μm。
57.为了进一步增强各层之间的结合力，在本技术导电端子的第七实施例中，如图11所示，本实施例以第一实施例或第六实施例的基础上，导电端子100的镀层中还包括过渡层105。过渡层105可以设于铜合金镀层102与底镀层104之间，也可以设于铜合金镀层102与保护层103 之间，在图11中，铜合金镀层102与底镀层104之间、铜合金镀层102 与保护层103之间各镀制有一层过渡层105。
58.过渡层105用于增强各电镀层层之间的结合力，因为在不同的电镀层之间存在一定的内应力，内应力会影响不同镀层之间的粘附力。而在不同的电镀层之间电镀一层过渡层105，可以缓冲或减小电镀层之间的内应力，防止电镀层之间出现裂缝，过渡层105也可以进一步增强导电端子100的抗腐蚀能力。
59.可选地，过渡层105可以是银镀层、银合金层、金镀层、金合金层其中的一种。金、银或者它们的合金具有良好的延展性，可以较好缓冲或减小电镀层之间的内应力。
60.除了本实施例以外，在本技术的其他实施例中，各层电镀层之间也可以镀制过渡层105，来提升不同电镀层之间的结合力。
61.综上，本技术提供了导电端子、电连接器以及电子设备，实现的有益效果包括但不限于：采用电镀的工艺，工艺简单，制备材料成本不高；使用铜合金代替镍作为导电端子的打底层，可以有效规避镍释放风险；使用不含铑、钌镀层的保护层，不仅可以保护内层镀层，还可以降低生产成本；导电端子的镀层之间结合紧密，具有良好的强度。
62.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。