连接器接触部件材料专利技术分析

引言

随着电连接器在家用电子设备、航空航天、新能源汽车等领域的大量应用,安全化、绿色化、多样化、模块化成为连接器在未来发展的四个主要方向。端子等接触部件是电连接器的重要组成部件之一,其电触点的材料是影响电接触可靠性的关键因素,为提高安全性和满足绿色化环保要求,通常会针对接触部件的材料进行改进[2-3],在这一方面,相关的专利申请是非常重要的技术分支。

1接触部件相关材料构成的专利统计分析

国际专利分类表(1PC)中的小组H01R13/03被定义为"按材料(例如电镀或涂层材料)区分的接触部件",该小组下面涵盖了端子等接触部件针对组成材料等的相关专利申请,笔者对H01R13/03下的专利申请分别在全球数据库DwP1和中文数据库CNABs中进行了统计。

1.1申请人统计

从申请量上看(图1),美国的TE连接(曾用名TycoElectr-onics,即泰科电子有限公司)占据第一,日本的住友紧随其后,位列第二,两者在全球范围和中国范围内均同步进行专利布局(图2),占据该领域的领先地位。值得注意的是,国家电网、中国航天科工出现在国内排名前十的申请人中,这与国家电网近年来对知识产权保护意识的不断增强以及中国航天科工等军工龙头企业研发能力不断提升是息息相关的。

1.2合作关联分析

图3为国内排名前十的重点企业的专利申请合作关联情况,可以看出,日本两大连接器生产企业住友和矢崎在该领域均是联合合作申请,国内的国家电网已经初步形成了一个以其为核心的研究群体,中国航天科工也和国内高校开展了联合研发,其他的申请人在该领域则多为单兵作战。建议国内企业和科研院校在该领域加强合作研发,形成更紧密的合作关系。

2接触部件材料的发明点分析

下面针对接触部件材料的重点研究方向的技术改进点和有益效果进行浅析。

案例1:201280025440具有带化学还原剂的覆盖层的电触头元件、电触头布置以及用于制造电触头元件与减少电触头元件的接触部氧化的方法。

改进点:如图4所示,覆盖层2设置在接触头16和/或对立触头元件15上:在电触头元件的材料方面,覆盖层2是导电的,其暴露在空气或包含氧气的其他气体中,由此,接触表面4可在一段时间后被氧化,接触表面4的被氧化的材料潜在地影响接触表面4的传导性,覆盖层2可包括适于减少金属氧化的化学还原剂,还原剂不被金属吸收,所以能够以局部浓度或液滴的形式嵌在覆盖层2中。还原剂包括多质子熔酸、线性熔酸、树枝状熔酸、分枝熔酸、松香酸、硬脂酸以及已二酸中至少一种熔接剂材料。

案例2:201380070098连接器端子及连接器端子的制造方法。

改进点:如图5所示,连接器端子材料10在母材1的表面上具有包覆层4,包覆层4由银层2和形成在银层2上的润滑层3构成。银层2由硬质银层或软质银层构成,润滑层3是银层2与含有硫醇和苯并三唑的溶液接触而形成的。润滑层3起到减少银层2的表面的摩擦系数的作用。通过减少端子接点部的表面的摩擦系数而使端子接点部的耐磨损性提高。

3结语

本文从接触部件的材料方面概述了常用连接器镀层材料的接触性能。不同的应用场合对电连接材料有不同的使用要求,合适的选型将直接影响到电连接器的可靠性。