專利名稱：具有防腐蝕的電連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于電接觸相應(yīng)的配合連接器的至少一個(gè)電觸點(diǎn)的電連接器。特別地本發(fā)明涉及具有用于檢測(cè)連接器和配合連接器的配合狀態(tài)的插頭檢測(cè)單元的連接器。 本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于檢測(cè)配合狀態(tài)的相應(yīng)方法?？傮w上，本發(fā)明涉及用于手持蜂窩式電話單元的電連接器，更特別地，涉及直接結(jié)合電觸點(diǎn)到電話的殼體中以使得連接器相對(duì)于外界環(huán)境密封的系統(tǒng)連接器。
背景技術(shù)：
與蜂窩式電話相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)連接器用于在電話的內(nèi)部線路和外部電路或裝置之間建立和保持電連接。這樣的外部裝置和連接要求的例子的是電池充電設(shè)備、底座或者系泊部位，它們典型地用于汽車中以允許蜂窩式電話單元和耳機(jī)的無(wú)手操作。在過(guò)去，這樣的系統(tǒng)連接器具有用于水和碎屑自由進(jìn)入電話的內(nèi)部隔間的開口或者通路。典型地這些貫穿通路存在于電話單元中，因?yàn)榇嬖跀?shù)個(gè)單獨(dú)的部件，包括印刷電路板、結(jié)構(gòu)框架構(gòu)件和必須組裝的殼體包覆件，它們?cè)诮M裝之前都沒(méi)有密封。如此，系統(tǒng)連接器通常由直接焊接到印刷電路板或者通過(guò)殼體壓緊到印刷電路板上的單獨(dú)的部件以及圍繞它們對(duì)齊的框架組成?，F(xiàn)在最近的發(fā)展安置連接器的電觸點(diǎn)在殼體中，所述殼體至少部分地封靠電話的內(nèi)部元件，并足以滿足防濺裝置的要求。為了避免形成短路和損壞內(nèi)部線路，只要沒(méi)有配合連接器插入，電連接器可以關(guān)閉，并且當(dāng)配合連接器插入時(shí)，可以僅傳送操作信號(hào)，例如音頻/視頻信號(hào)或者到電池的連接。為此，插頭檢測(cè)單元被提供，其檢測(cè)配合連接器的存在。但是，監(jiān)測(cè)配合連接器是否插入涉及存在于至少一個(gè)電觸點(diǎn)上的電勢(shì)。結(jié)果，在存在濕氣的情形下，這樣的恒定電壓將導(dǎo)致流電過(guò)程，其導(dǎo)致觸點(diǎn)快速且嚴(yán)重的腐蝕。已知的用于移動(dòng)電話的防水連接器使用兩微米的金鍍層以實(shí)現(xiàn)耐用性和脫出海水的要求。移動(dòng)電話市場(chǎng)通常要求可靠的用于充電的連接和附件，但是由于價(jià)格壓力，沒(méi)有這樣的厚的貴重的鍍層可以經(jīng)濟(jì)地使用。這意味著，在使用過(guò)程中因?yàn)槿粘５呐浜吓c灰塵、 濕氣、汗水和海水結(jié)合，傳統(tǒng)的連接器的在鎳觸點(diǎn)上閃鍍金將慢慢降級(jí)，而且，閃鍍金不能沒(méi)有氣孔地覆蓋鎳觸點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種電連接器，其減少腐蝕到導(dǎo)致連接器插入的裝置足夠長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命的水平。該問(wèn)題通過(guò)用于檢測(cè)電連接器和配合連接器的配合狀態(tài)的連接器和方法得以解決。本發(fā)明是基于這樣的思想對(duì)于在待機(jī)模式期間所有的電勢(shì)關(guān)閉的傳統(tǒng)的連接器，必須被施加以為了檢測(cè)插頭已經(jīng)插入到連接器中的測(cè)試信號(hào)自身導(dǎo)致引起觸點(diǎn)的顯著腐蝕的電勢(shì)。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，該測(cè)試信號(hào)必須被修改以減少腐蝕到直到指定的產(chǎn)品壽命結(jié)束都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題的程度。提出兩種不同的方法，其可以單獨(dú)或者組合地應(yīng)用首先，電連接器可以具有插頭檢測(cè)單元，其是可操作的以依靠中間測(cè)試信號(hào)，而非傳統(tǒng)的連接器系統(tǒng)的連續(xù)測(cè)試信號(hào)，檢查連接器和配合連接器之間的配合狀態(tài)。通過(guò)施加短脈沖傳感而不是連續(xù)的電壓測(cè)試信號(hào)，腐蝕速度可以明顯降低。例如，通過(guò)用1.8伏的二分之一間隔一毫秒的短的低壓脈沖替代在輸入輸出連接器的任何觸點(diǎn)上的恒定的電壓差， 可以實(shí)現(xiàn)1000倍的降低。這樣的脈沖方式地檢查插頭是否插入將百分之百地不會(huì)防止腐蝕，但是將明顯延遲腐蝕過(guò)程。目標(biāo)毫無(wú)疑問(wèn)是延期嚴(yán)重的腐蝕直到產(chǎn)品壽命結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的思想可以應(yīng)用于在能夠通過(guò)離子遷移導(dǎo)致觸點(diǎn)降級(jí)的情況下使用的任何觸點(diǎn)上具有電壓差的任何的連接器。根據(jù)本發(fā)明提出的第二個(gè)思想利用這樣的事實(shí)發(fā)生電化學(xué)腐蝕取決于涉及的材料的氧化勢(shì)。如一般所知的，腐蝕是金屬由于電化學(xué)活性導(dǎo)致的降級(jí)，并要求陽(yáng)極和陰極以便發(fā)生。陽(yáng)極是具有更高的氧化勢(shì)的金屬或者位置，其失去電子。另一方面，陰極是具有更高的還原勢(shì)的金屬或者位置，其得到電子。換句話說(shuō)，陰極具有比陽(yáng)極更低的氧化勢(shì)。材料氧化或者失去電子的測(cè)量值稱作它的氧化勢(shì)。兩金屬的氧化勢(shì)之間的差會(huì)導(dǎo)致腐蝕，其將消耗更陽(yáng)極的金屬。當(dāng)然，腐蝕需要兩其它的因素，S卩，具有氧化勢(shì)差的兩金屬之間電連接以及存在電解液例如水以在它們之間引導(dǎo)離子。標(biāo)準(zhǔn)氧化勢(shì)值是確定金屬相對(duì)于另一金屬變成陰極或者陽(yáng)極以便進(jìn)行腐蝕的趨勢(shì)的測(cè)量值。從該物理原理開始，本發(fā)明基于這樣的思想傳送測(cè)試信號(hào)的電觸點(diǎn)和第二參考觸點(diǎn)包括或者覆蓋有具有不同的氧化勢(shì)的材料。通過(guò)施加正電壓到相對(duì)于另一觸點(diǎn)具有更高的氧化勢(shì)的電觸點(diǎn)，由于測(cè)試信號(hào)所致的腐蝕可以推遲。例如，正電壓可以施加到具有 +1. 50V的氧化勢(shì)的金觸點(diǎn)，大地電勢(shì)可以施加到具有-0. 25V的氧化勢(shì)的鎳電極。當(dāng)然，還可以使用其它的材料組合和不同的合金，只要具有帶更高氧化勢(shì)的表面的電極，也就是具有更高的貴金屬性或者貴金屬特性的金屬連接到相對(duì)于另一個(gè)電極的正電壓。結(jié)果，通過(guò)利用在外部正電荷的觸點(diǎn)的鍍金層和在負(fù)電荷觸點(diǎn)上的鍍鎳層，鍍鎳觸點(diǎn)的腐蝕速率減少。正電壓側(cè)通過(guò)金的更貴金屬性而得到保護(hù)。這樣，閃鍍金的觸點(diǎn)可以用于任何手持移動(dòng)裝置例如智能電環(huán)、導(dǎo)航設(shè)備、照相機(jī)等領(lǐng)域的防潑濺或者海水的連接器。根據(jù)本發(fā)明的中間測(cè)試信號(hào)可以包括具有矩形波信號(hào)或者鋸齒波信號(hào)形式的脈沖。其它的適當(dāng)信號(hào)形式當(dāng)然也是適當(dāng)?shù)?。而且，中間測(cè)試信號(hào)的極性可以選取為正、負(fù)或者交變的。特別有效地減低腐蝕速度可以通過(guò)選擇中間測(cè)試信號(hào)以使得高電勢(shì)階段和低電勢(shì)階段交替而實(shí)現(xiàn)，其中高電勢(shì)階段具有比低電勢(shì)階段更短的持續(xù)時(shí)間。在本文中高電勢(shì)可以優(yōu)選地達(dá)到1.8伏，而低電勢(shì)表示0伏。當(dāng)然，可以根據(jù)需要選擇其它的值。根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試信號(hào)和電極構(gòu)型可以有利地用于插頭檢測(cè)單元，該插頭檢測(cè)單元包括一開關(guān)，其通過(guò)兩連接器的配合而促動(dòng)，從而改變用于測(cè)試信號(hào)的電流通路?；蛘?， 插頭檢測(cè)單元還可包括至少兩個(gè)電觸點(diǎn)，其通過(guò)在配合狀態(tài)的配合連接器而短路。


附圖結(jié)合到說(shuō)明書中并作為說(shuō)明書的一部分以示出本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施例。這些附圖與說(shuō)明書一起用以解釋本發(fā)明的原理。附圖僅僅是為了示例本發(fā)明能夠如何制造和使用的優(yōu)選的和替代的例子，并不應(yīng)該理解為限制本發(fā)明到僅僅所示和所描述的實(shí)施例。而且， 這些實(shí)施例的數(shù)個(gè)方面可以單獨(dú)地或者不同組合地形成根據(jù)本發(fā)明的解決方案。進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面更具體地描述在附圖所示的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例而變得明顯，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的連接器系統(tǒng)的示意圖；圖2示出配合連接器插入以后圖1的配置；圖3示出根據(jù)進(jìn)一步有利的實(shí)施例的連接器組件的配合狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式圖1示出包括連接器102和配合連接器104的音頻/視頻連接器系統(tǒng)100的例子。 在該例子中，連接器是音頻/視頻插孔，而配合連接器104是由常稱作“圓標(biāo)準(zhǔn)連接器”、“電話插頭”或者“TRRS連接器” (Tip, Ring, Ring, Sleeve連接器)的AV插頭形成。但是，本發(fā)明的原理當(dāng)然可以用于任何類型的連接器系統(tǒng)，其中配合連接器104 到連接器中的插入被檢測(cè)。在本實(shí)施例中，配合連接器104的插入通過(guò)檢測(cè)單元，更確切地說(shuō)，通過(guò)插頭檢測(cè)單元，在連接器插孔102側(cè)被檢測(cè)，如下面將描述的。但是，檢測(cè)單元不必是連接器插孔的一部分，而是還可以與插頭相關(guān)聯(lián)，然后為“插孔檢測(cè)單元”。插頭檢測(cè)單元的至少一部分可以位于安置在連接器102插入所在的裝置內(nèi)的電路載體例如印刷電路板上的ASIC (專用集成電路)中。一般地，標(biāo)準(zhǔn)化的AV插頭和插孔常用語(yǔ)消費(fèi)者音頻和無(wú)線電通訊產(chǎn)品。AV插頭為大多數(shù)人所熟悉，典型的AV插頭104包括終止在梢部分的幾個(gè)圓柱的部分。更特別地，插頭104的主體通常包括套筒106、一個(gè)或多個(gè)環(huán)108，110和梢112，每個(gè)提供與插孔102的接觸點(diǎn)。這些插頭觸點(diǎn)還經(jīng)常稱為極。根據(jù)本發(fā)明，AV插孔102安置在密封殼體114中，密封殼體114阻止?jié)駳夂退樾歼M(jìn)入裝置本身中。為了防止在待機(jī)模式下由于濕氣造成損壞，根據(jù)本發(fā)明，AV插孔102的全部觸點(diǎn)116從任何電壓例如音頻和/或視頻信號(hào)斷開。根據(jù)本發(fā)明的插頭檢測(cè)單元包括插頭檢測(cè)觸點(diǎn)118，其在插頭104插入時(shí)能夠移動(dòng)。優(yōu)選地，插頭檢測(cè)觸點(diǎn)接地(GND)。此外，插頭檢測(cè)單元包括連接到測(cè)試信號(hào)122的開關(guān)觸點(diǎn)120。當(dāng)插頭104被插入連接器插孔102中時(shí)，插頭檢測(cè)觸點(diǎn)118促動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)120的開關(guān)部分121，從而大地和測(cè)試信號(hào)122之間的電路閉合。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)試信號(hào)122并不通過(guò)連續(xù)的正或者負(fù)電壓形成，而是通過(guò)間歇信號(hào)形成。例如，測(cè)試信號(hào)122可包括具有選擇來(lái)最小化腐蝕影響的振幅和/或脈沖寬度的方波脈沖信號(hào)。在所示例子中，方波脈沖信號(hào)由具有在二分之一間隔一微秒的持續(xù)時(shí)間的 1.8V脈沖形成。盡管通過(guò)所述信號(hào)方案可以發(fā)生二分之一的停滯時(shí)間直到裝置傳感插頭已經(jīng)插入，但是該延遲不會(huì)被用戶察覺(jué)到，而腐蝕速率可以減少一千倍。
替代地，或者與脈沖信號(hào)組合，開關(guān)觸點(diǎn)120和移動(dòng)插頭檢測(cè)觸點(diǎn)118的材料可以選擇為以使得傳送正信號(hào)電壓的觸點(diǎn)制造為具有包括更貴重的材料，也就是，具有更高的氧化勢(shì)的表面。例如，在該情形下，開關(guān)觸點(diǎn)120可以覆蓋有金層，而連接到大地的觸點(diǎn)118 覆蓋有鎳層或者由鎳制成。通過(guò)該手段，腐蝕速率可以明顯減少。在插入插頭104和檢測(cè)插入的插頭時(shí)，裝置的待機(jī)狀態(tài)中斷，所需信號(hào)施加到觸點(diǎn)116。它們可以是音頻和/或視頻信號(hào)，而且，可以取決于插頭連接器104的特定類型，如現(xiàn)有技術(shù)中熟知的。圖2示出根據(jù)圖1的連接器102和配合連接器104的配合狀態(tài)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，連接器102的密封殼體114沒(méi)有在圖2中示出。根據(jù)替代實(shí)施例，機(jī)械開關(guān)120可以由兩個(gè)插頭檢測(cè)觸點(diǎn)替代，所述插頭檢測(cè)觸點(diǎn)在當(dāng)處于配合狀態(tài)時(shí)通過(guò)配合連接器104的套筒106短路。圖3示出依據(jù)這個(gè)實(shí)施例的連接器組件的配合狀態(tài)，其中配合連接器104被插入具有兩個(gè)如上所述的插頭檢測(cè)觸點(diǎn)124，126的插孔連接器103中。類似于前面的實(shí)施例， 插孔連接器103可包括密封殼體(未示出)。在這種情況中，插頭檢測(cè)觸點(diǎn)1 之一連接到測(cè)試信號(hào)122，另一個(gè)插頭檢測(cè)觸點(diǎn) 124連接到大地(GND)。再者，插頭檢測(cè)觸點(diǎn)1 可以形成為具有比在大地觸點(diǎn)124的表面上的氧化勢(shì)更高的氧化勢(shì)的表面。當(dāng)然，本發(fā)明的原理并不限于正電壓和大地之間的電勢(shì)差，而是當(dāng)然還可以應(yīng)用到大地和負(fù)電勢(shì)之間的差，其中，再一次地，設(shè)置的正觸點(diǎn)越多，貴金屬涂層越多。插孔觸點(diǎn)116和開關(guān)120位于開口到外面并可以通過(guò)流體潤(rùn)濕的腔室中。腔室自身向著(移動(dòng))裝置的內(nèi)部密封。常開開關(guān)120具有電壓差以為了執(zhí)行插頭檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明，該電壓差的總持續(xù)時(shí)間通過(guò)采用用于插頭傳感的短脈沖試驗(yàn)信號(hào)而減少。當(dāng)插頭插入時(shí)，插頭檢測(cè)觸點(diǎn)在配合狀態(tài)下配合到大地?；蛘撸孱^檢測(cè)可以通過(guò)利用每個(gè)插頭觸點(diǎn)兩個(gè)插孔觸點(diǎn)而實(shí)施為沒(méi)有開關(guān)，其中所述插孔觸點(diǎn)在插頭插入時(shí)短路。如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，任何插頭觸點(diǎn)(套筒、第一和第二環(huán)或者梢)可以用于該插頭檢測(cè)方案。例如，一些OEM使用挨著用于接地的套筒的第一環(huán)而不是套筒本身。在該情形下， 第一環(huán)可以用作用于上面描述的任何插頭檢測(cè)方案的大地觸點(diǎn)。附圖標(biāo)記
權(quán)利要求
1.一種具有用于電接觸相應(yīng)的配合連接器(104)的至少一個(gè)電觸點(diǎn)(116)的電連接器 (102)，該電連接器(102)包括用于檢測(cè)所述連接器(10 和所述配合連接器(104)的配合狀態(tài)的插頭檢測(cè)單元，其中所述插頭檢測(cè)單元是可操作的以通過(guò)中間測(cè)試信號(hào)(12 檢查所述配合狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的電連接器，其中，所述中間測(cè)試信號(hào)(12 包括具有方波信號(hào)或者鋸齒信號(hào)形式的電壓脈沖。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的電連接器，其中，所述中間測(cè)試信號(hào)(122)具有正和/或負(fù)極性。
4.如前面的權(quán)利要求之一所述的電連接器，其中，所述中間測(cè)試信號(hào)(12 包括高電勢(shì)階段和低電勢(shì)階段，所述高電勢(shì)階段具有比所述低電勢(shì)階段更短的持續(xù)時(shí)間。
5.如前面的權(quán)利要求之一所述的電連接器，其中，設(shè)置覆蓋有具有不同的氧化勢(shì)的材料的至少兩個(gè)電觸點(diǎn)(118，120)，其中，正電壓施加到與另一電觸點(diǎn)相比具有更高的氧化勢(shì)的電觸點(diǎn)。
6.一種具有用于電接觸相應(yīng)的配合連接器(104)的至少一個(gè)第一電觸點(diǎn)(118，124)的電連接器(102)，所述連接器(10 包括用于檢測(cè)所述連接器(10 和所述配合連接器(104)的配合狀態(tài)的插頭檢測(cè)單元，其中所述插頭檢測(cè)單元包括第二電觸點(diǎn)(120,1 )，該第二電觸點(diǎn)是可操作的以通過(guò)測(cè)試信號(hào)(122)檢查所述配合狀態(tài)，其中所述第一和第二電觸點(diǎn)(118，120，124，126)的表面覆蓋有具有不同的氧化勢(shì)的材料，其中所述測(cè)試信號(hào)(12 的正電壓施加到與另一個(gè)電觸點(diǎn)相比具有更高的氧化勢(shì)的電觸點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的電連接器，其中，所述插頭檢測(cè)單元包括開關(guān)(121)，該開關(guān)通過(guò)兩個(gè)連接器(102，104)的配合促動(dòng)，從而改變用于測(cè)試信號(hào)(12 的電流通路。
8.如權(quán)利要求1-6之一所述的電連接器，其中所述插頭檢測(cè)單元包括至少兩個(gè)電觸點(diǎn) (1M，1沈)，該至少兩個(gè)電觸點(diǎn)在所述配合狀態(tài)通過(guò)所述配合連接器(104)短路，從而改變用于測(cè)試信號(hào)(122)的電流通路。
9.如前面的權(quán)利要求之一所述的電連接器，其中，所述連接器(102)是用于移動(dòng)電話的音頻/視頻插孔。
10.如前面的權(quán)利要求之一所述的電連接器，其中，所述連接器(10 嵌入在殼體 (114)中，該殼體被密封以防止水入侵。
11.如前面的權(quán)利要求之一所述的電連接器，其中，所述插頭檢測(cè)單元是可操作的以在檢測(cè)與配合連接器(104)的配合狀態(tài)時(shí)將所述連接器(10 的操作狀態(tài)從待機(jī)模式變換為服務(wù)模式。
12.如權(quán)利要求11所述的電連接器，其中，在所述待機(jī)模式中，除了測(cè)試信號(hào)(122)，沒(méi)有電勢(shì)施加到至少一個(gè)電觸點(diǎn)。
13.一種用于檢測(cè)電連接器與用來(lái)電接觸相應(yīng)的配合連接器的至少一個(gè)電觸點(diǎn)的配合狀態(tài)的方法，所述方法包括步驟施加測(cè)試信號(hào)(12 到插頭檢測(cè)電路，該插頭檢測(cè)電路在所述配合連接器插入時(shí)閉合以指示所述配合狀態(tài)，其中所述試驗(yàn)信號(hào)(12 是間斷信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述中間測(cè)試信號(hào)(12 包括具有方波信號(hào)或者鋸齒信號(hào)形式的電壓脈沖。
15.如權(quán)利要求13或者14所述的方法，其中，所述中間測(cè)試信號(hào)(122)具有正和/或負(fù)極性。
16.如權(quán)利要求13-15之一所述的電連接器，其中，所述中間測(cè)試信號(hào)(122)包括高電勢(shì)階段和低電勢(shì)階段，所述高電勢(shì)階段具有比所述低電勢(shì)階段更短的持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有用于電接觸相應(yīng)的配合連接器的至少一個(gè)電觸點(diǎn)的電連接器。特別地，本發(fā)明涉及具有用于檢測(cè)連接器和配合連接器的配合狀態(tài)的插頭檢測(cè)單元的連接器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于檢測(cè)配合狀態(tài)的相應(yīng)方法。所述連接器(102)包括用于檢測(cè)連接器(102)和配合連接器(104)的配合狀態(tài)的插頭檢測(cè)單元，其中所述插頭檢測(cè)單元是可操作的以通過(guò)中間測(cè)試信號(hào)檢查配合狀態(tài)。替代地，或者，此外，第一和第二電觸點(diǎn)(118，120)的表面覆蓋有具有不同的氧化勢(shì)的材料，其中測(cè)試信號(hào)的正電壓施加到與另一個(gè)電觸點(diǎn)相比具有更高的氧化勢(shì)的電觸點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01R13/66GK102570108SQ20111030154
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者E.蘭賽洛特, J.N.圖因, P.D.耶格 申請(qǐng)人:泰科電子法國(guó)公司, 泰科電子荷蘭公司