[发明专利]用于提高耐腐蚀性的方法和在电连接器中的应用

说明书

本文中的主题总体涉及用于提高耐腐蚀性的方法和在电连接器中的应用。

导电体具有许多形式，如触点、端子、插针、插座、针眼式插针、微动插针(micro-action pin)、柔性插针(compliant pin)、导线、电缆编织线、迹线、焊盘等。此类电导体在许多不同类型的产品或设备中使用，包括电连接器、电缆、印刷电路板等。在电导体中使用的金属易受腐蚀、扩散或其他反应的影响，限制了它们的使用或者需要保护涂层。例如，当使用铜或铜合金电导体时，此类导体易受腐蚀的影响。贱金属的腐蚀对导体界面和信号完整性有害。通常将金表面层涂覆在铜上作为腐蚀抑制剂。然而，金表面层增加了导电体的成本。

归因于石墨烯的导电性和化学稳定性，石墨烯已经显示出在电子设备中作为耐腐蚀层是有前景的。然而，石墨烯层的晶界和其他缺陷是易受腐蚀侵害的弱点。制造具有较小边界区域和较少缺陷的大石墨烯晶粒的成本极高并且制造耗费时间。

仍然需要解决前述问题和与传统电导体相关的其他缺点的导电体。

在一个实施方案中，制造导电体的方法包括提供基底层，在基底层上沉积石墨烯层以及在石墨烯层的缺陷上选择性地沉积边界覆盖物(boundary capping)以抑制基底层在缺陷处的腐蚀。

在另一个实施方案中，制造导电体的方法包括提供基底层，在基底层上沉积具有使基底层暴露的缺陷的石墨烯层，以及用金属边界覆盖物装点(decorate)缺陷。利用其中在基底层的暴露部分处沉积金属边界覆盖物的纳米尺寸晶体的电沉积过程，用金属边界覆盖物装点缺陷。

在另外的实施方案中，提供具有基底层，沉积在基底层上、具有使基底层暴露的缺陷的石墨烯层和在缺陷处的边界覆盖物的导电体。边界覆盖物抑制基底层在缺陷处的腐蚀。

现在将参照附图通过举例描述本发明，其中：

图1是根据示例性的实施方案形成的电导体的一部分的横截面图。

图2是导电体100的一部分的顶视图，其显示石墨烯层和抑制导电体腐蚀的边界覆盖物。

图3是图2中所示的导电体的一部分的放大图。

图4是导电体的示例性制造方法的流程图。

图1是根据示例性的实施方案形成的电导体100的一部分的横截面图。导电体100可以是任何类型的导电体，如触点、端子、插针、插座、针眼式插针、微动插针、柔性插针、导线、电缆编织线、迹线、焊盘等。导电体100可以形成电连接器、电缆、印刷电路板等的一部分。

在示例性的实施方案中，导电体100是具有基底层102和表面层104的多层结构。基底层102是金属基底(例如铜、铜合金、镍或镍合金)。基底层102可以是多层结构。在示例性的实施方案中，基底层102是导电的并且包含金属互化物，如铜或铜合金。用于基底层102的其他金属互化物可以包括镍、镍合金、钢、钢合金、铝、铝合金、钯-镍、锡、锡合金、钴、钨、铂、钯、碳、石墨、石墨烯、碳系织物或任何其他导电材料。任选地，基底层102可以包括一个或多个阻挡层，其提供金属基底的金属与表面层104之间的扩散障碍。

在示例性的实施方案中，表面层104在基底层102上提供耐腐蚀导电层。表面层104保护基底层102不受如腐蚀的影响，和/或增强基底层102的特性，如通过减小摩擦、提高耐磨性等。在示例性的实施方案中，表面层104包括在基底层102上沉积的石墨烯层106和在石墨烯层106和/或基底层102上选择性地沉积的边界覆盖物108。在基底层102上提供石墨烯层106以抑制基底层102的腐蚀。提供边界覆盖物108以部分或全部填充石墨烯层106中的缺陷110以抑制缺陷110的区域中的腐蚀。可以在表面层104中使用其他类型的碳系结构，如碳纳米管(CNT)层、石墨氧化物结构等，而不是石墨烯。碳系结构是导电的并且提供耐腐蚀性以及其他特性。在示例性的实施方案中，在铜基底上使用碳系结构代替铜基底上传统的镍和金镀层。

与基底层102相比，表面层104通常是薄层。可以通过任何已知工艺，如沉积、镀敷、粘附等，在基底层102上沉积表面层104。任选地，可以将表面层104直接沉积在其下的基底层102上。备选地，可以在表面层104与基底层102之间提供一个或多个其他层。任选地，表面层104可以包括在石墨烯层的外部或内部的涂层。涂层可以是金属互化物涂层如金、银、锡、钯、镍、钯-镍、铂等。