专利名称：电连接器及其制造方法
电连接器及其制造方法
技术领域：
本发明关于一种电连接器及其制造方法，尤指一种利用纳米碳管作端子的电连接器及其制造方法。
背景技术：
随电气设备不断向轻薄化、小型化以及高速度方向发展，客户对用于实现电子组件间信号传输的电连接器的要求也更高，需要电连接器的高度小于0. 3mm、电连接器的导电端子之间的间距小于0. 5mm。此时，传统的电连接器的金属导电端子已很难实现此需求。为了满足客户的需求，可以采用纳米碳管作为电连接器的导电端子用于传输电子元件间的信号传输。然而，纳米碳管在能够做实体的应用之前，必须先予以处理及组装。在传统纳米碳管领域中，通常运用一种所谓平面式电泳来处理纳米碳管，以期达到进一步应用的目的，如图1所示。该种方式是以平面电极进行介电泳，将纳米碳管组装两电极间，形成桥接两电极的二维平面结构。但是，该种平面结构的纳米碳管，仅适合应用于奈米电子组件、奈米晶体管与一些化学传感器上，不适合其它需要立体结构的应用，如电连接器领域的端子通常需要用来连接芯片模块及印刷电路板，其形态通常都是立体结构，因此，采用上述所谓平面式电泳显然不能够方便地将纳米碳管运用在电连接器中。美国专利公告第6626684号虽然揭露了一种采用圆柱状结构的纳米碳管容纳在连接器本体中以传递讯号的电连接器，然而该专利并未公开如何制备这样一种电连接器， 实际上，如前所述，要得到这样一种使用圆柱状结构的纳米碳管绝非易事。因此，确有必要提供一种电连接器及其制造方法，以克服相关技术的缺陷。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种电连接器及其制造方法，可以方便地得到立体结构的纳米碳管以传递讯号。为解决上述技术问题，本发明提供一种电连接器的制造方法，包括以下步骤提供一个金属料带，并在金属料带上成型若干与金属料带连接的下电极；在下电极上成型一具有若干通孔的绝缘本体，并使下电极的末端伸入通孔一端；在绝缘本体的通孔另一端配置与通孔对应的上电极，并向各通孔内分别滴入适量含纳米碳管粉末的分散液；在金属料带、 上电极之间施加一预定电压，使得通孔内的分散液中的纳米碳管粉末泳动，进而沿通孔方向集束成纳米碳管；撤除施加在金属料带与上电极之间的电压并移除上电极；待纳米碳管干涸后分离下电极与金属料带。本发明进一步界定，所述分散液的制备是将纳米碳管粉末与适当的蒸馏水及酒精混合而成，所述蒸馏水与酒精的体积比介于1 3与1 1之间。本发明进一步界定，所述纳米碳管粉末在制备分散液之前进行酸处理。本发明进一步界定，所述绝缘本体自其上表面一侧设置有与通孔相连的导引槽，所述通孔呈细缝状。本发明进一步界定，所述导引槽在绝缘本体的上表面至下表面方向上呈上大下小的漏斗状。本发明进一步界定，所述下电极是以微冲压技术成型在金属料带上。本发明进一步界定，所述下电极的末端与绝缘本体的通孔间留有缝隙。为解决上述技术问题，本发明提供一种电连接器，用于电性连接芯片模块与电路板，其包括具有若干通孔的绝缘本体以及若干与绝缘本体一体成型且其末端伸入通孔一端的下电极。绝缘本体的通孔内设有若干承载在下电极末端上的纳米碳管。本发明进一步界定，所述下电极位于通孔的底端，其末端与绝缘本体的通孔间具有缝隙。本发明进一步界定，所述绝缘本体还设有位于通孔上方并与通孔连通的导引槽， 所述导引槽在绝缘本体的上表面至下表面方向上呈上大下小的漏斗状。与现有技术相比，本发明具有以下优点可以方便地得到含有立体结构的纳米碳管的电连接器。
图1是现有技术以平面式介电泳处理纳米碳管的示意图。图2A以及图2B为本发明纳米碳管直立集束成型方法基本原理示意图。图3A及图;3B为本发明纳米碳管直立集束成型方法的示意图。图4为根据本发明纳米碳管直立集束成型方法所成型集的纳米碳管束的照片。图5为利用本发明纳米碳管直立集束成型方法制造的电连接器的剖视图，其中纳米碳管未生成。图6为利用本发明纳米碳管直立集束成型方法制造的电连接器的立体图，其中金属料带与上电极之间的电压已经撤除。图7为利用本发明纳米碳管直立集束成型方法制造的电连接器的立体图，其中上电极已经从绝缘本体上移除。图8为利用本发明纳米碳管直立集束成型方法制造的电连接器的立体图，其中下电极与金属料带分离。图9为利用本发明纳米碳管直立集束成型方法制造的电连接器的立体分解图。图10是沿图8中A-A方向的剖视图。
具体实施方式图1至图4揭示了本发明电连接器制造方法所利用的原理。由于纳米碳管在外加的交流电场的影响下会受到不同程度的电偶极化，这种现象被称为介电特性，如图2A所示。而纳米碳管在受到了电偶极化之后，便会被介电力驱动，使电偶极化的纳米碳管在分散液中进行泳动，更会顺着外加电场的方向来进行组装及排列， 如图2B所示。因此，我们称这种现象为介电泳。图3A则为本发明利用「直立式介电泳」来达成集成与集束纳米碳管成为奈米集成束的方法。所谓「直立式介电泳」是区别于传统平面式介电泳，利用该方法可得到直立结构的集束纳米碳管。根据该方法，当需要得到直立结构的集束纳米碳管时，首先提供一个目标物11，该目标物11上设置有目标孔洞110，该孔洞可以根据习知技术制成，至于目标孔洞110的排列，可以依实际的需要排列成矩阵或任何其它符合实际使用需求的态样。然后在目标物11 两侧分别设置第一电极10、第二电极12，且使两电极10、12与目标孔洞110对应。根据本发明的较佳实施例，该第二电极12为一个柱状或针状的导体，当然也可以为其它任何的形状，能配合第一电极11形成电场(或电力线)，而其直径最好较小于目标孔洞Iio的宽度，以便控制形成的纳米碳管束的直径。第二电极12的截面可为任何几何形状，例如环状或多边形状。并且通过这种不同形态截面的第二电极12，来控制所生成的纳米碳管束的形状。第二电极12上方最好设置成平板状结构，以便于将分散液液滴拉起形成液柱，增加进行介电泳的溶液体积及碳管数量。需要指出，虽然实施例揭示的第二电极12仅有一个电极，但在实际的运用中，该第二电极12可以配合目标孔洞110的排列的形状或数组来排配。例如，当目标孔洞110排列成标准的矩阵时，则该电二电极12可以排列成相对应的矩阵，用于同时在每一相对应的目标孔洞110内形成纳米碳管。接下来，进行在该目标孔洞110内滴置含有纳米碳管粉末130的分散液13的第三步骤。而该含有纳米碳管粉末130的分散液13的制备，则容稍后说明。在完成在该目标物11的目标孔洞110内滴入含有纳米碳管粉末130的分散液13 之后，便在第一电极10与第二电极12间施加一适当交流电压以穿过该分散液13，使位于目标孔洞110内的分散液13中的纳米碳管粉末130泳动并沿目标孔洞110方向集束成片状的纳米碳管14，如图4所示。而如图;3B中所示，在过程中，纳米碳管分散液13中的纳米碳管粉末130会如图2A 以及图2B所示的方式，渐渐地在介电泳力的作用下，朝中间移动，并且在一定时间后汇集成奈米碳束。图4为利用本发明直立式介电泳方法所生成的纳米碳管束，为一立体结构。与习知使用平面式介电泳方法所生成的二维平面碳管结构有极大的差异，即首次将纳米碳管制作成立体状。因此可以突破其现有的应用范围。由于纳米碳管在分散的过程中，因为其本身的体积以及质量很小，碳管与碳管间的凡德瓦力相较之下变得很强劲，使得碳管很容易纠结在一起。因此要做实际的组装应用时，最好先予以处理，让每一支纤细的纳米碳管彼此分散分离。根据本发明，分散液13是通过混合适当比例蒸馏水与酒精，再加入经酸洗过的纳米碳管粉末130，并进行超音波震洗1.5小时制得。其中蒸馏水与酒精的体积比介于1 3 与1 1之间，尤以蒸馏水与酒精的体积比为1 1方式制得的分散液13为佳。将前文本发明揭露的直立式介电泳方法运用与电连接器领域，如连接芯片模块与电路板的电连接器，即可以得到一种新的电连接器制造方法及电连接器。鉴于前文已详述了直立式介电泳方法的原理及产品态样，下文仅简单说明如何运用于电连接器领域。请参图5至图10所示，首先提供一金属料带1，并在金属料带1上以微冲压技术成型若干与金属料带1连接的下电极15 ；接着在下电极15上一体成型绝缘本体2，绝缘本体 2具有相对设置的上表面20与下表面21及贯穿上表面20与下表面21之若干通孔22，并使下电极15的自由末端151伸入绝缘本体2的通孔22底端；然后在绝缘本体2的上表面 20 一侧向通孔22内分别滴入适量含纳米碳管粉末130的分散液13 ；接着在绝缘本体2的上方配置若干与通孔22对应的上电极16 ；然后在金属料带1与上电极16之间施加一预定电压，使得通孔22内的分散液13中的纳米碳管粉末130泳动，进而沿通孔22方向集束成片状纳米碳管14 ；接着撤除施加在金属料带1与上电极16上的电压并移除上电极16 ；最后待纳米碳管束14干涸后分离下电极15与金属料带1。本发明的电连接器100的制造方法中，因为直立式介电泳方法得到的纳米碳管束呈片状，因此，绝缘本体2的通孔22最好设置成细缝状。特别地，下电极15的末端151伸入绝缘本体2的通孔22中，但并未完全填充通孔22，其与通孔22间留有缝隙23，一方面用以提供在通孔22中生长纳米碳管束14的电压，另一方面使分散液13悬浮并包覆下电极15 的末端151，可在生长纳米碳管14时用于承载纳米碳管14。绝缘本体2自上表面20 —侧还设置有与通孔22相连的导引槽对。导引槽M在上表面20至下表面21方向上呈上大下小的漏斗状，可便于将分散液13滴入绝缘本体2的通孔22中，便于上电极16靠近细缝状通孔22，还可便于纳米碳管束14与含有锡球的芯片模块(未图示)对接。以上所述仅为本发明提供的实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变化，均为本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种电连接器制造方法，包括以下步骤(1)提供一金属料带，并在金属料带上成型若干与金属料带连接的下电极；(2)在下电极上一体成型具有若干通孔的绝缘本体，并使下电极的末端伸入通孔一端；(3)在绝缘本体的通孔另一端配置若干与通孔对应的上电极；(4)向各通孔内分别滴入适量含纳米碳管粉末的分散液；(5)在金属料带与上电极之间施加一预定电压，使通孔内之分散液中的纳米碳管粉末泳动，进而沿通孔方向集束成纳米碳管；(6)撤除施加在金属料带与上电极间的电压并移除上电极；(7)待纳米碳管干涸后分离下电极与金属料带。
2.如权利要求1所述的电连接器制造方法，其特征在于所述分散液的制备是将纳米碳管粉末与适当的蒸馏水及酒精混合而成，所述蒸馏水与酒精的体积比介于1 3与1 1 之间。
3.如权利要求1或2所述的电连接器制造方法，其特征在于所述纳米碳管粉末在制备分散液之前进行酸处理。
4.如权利要求1所述的电连接器制造方法，其特征在于所述绝缘本体自其上表面一侧设置有与通孔相连的导引槽，所述通孔呈细缝状。
5.如权利要求4所述的电连接器制造方法，其特征在于所述导引槽在绝缘本体的上表面至下表面方向上呈上大下小的漏斗状。
6.如权利要求1所述的电连接器制造方法，其特征在于所述下电极是以微冲压技术成型在金属料带上。
7.如权利要求1所述的电连接器制造方法，其特征在于所述下电极的末端与绝缘本体的通孔间留有缝隙。
8.—种电连接器，用于电性连接芯片模块与电路板，其包括具有若干通孔的绝缘本体以及位于绝缘本体通孔内的纳米碳管，其特征在于所述电连接器还包括与绝缘本体一体成型的若干下电极，所述每一下电极的末端伸入绝缘本体通孔的一端，所述纳米碳管承设于下电极的末端上。
9.如权利要求8所述的电连接器，其特征在于所述下电极位于通孔的底端，其末端与绝缘本体的通孔间具有缝隙。
10.如权利要求9所述的电连接器，其特征在于所述绝缘本体还设有位于通孔上方并与通孔连通的导引槽，所述导引槽在绝缘本体的上表面至下表面方向上呈上大下小的漏斗状。
全文摘要
本发明提供一种电连接器制造方法，包括以下步骤提供一金属料带，并在金属料带上成型若干下电极；在下电极上一体成型具有若干通孔的绝缘本体，并使下电极的末端伸入通孔底端；在绝缘本体上方配置若干与通孔对应的上电极，并向各通孔内分别滴入适量含纳米碳管粉末的分散液；在金属料带、上电极之间施加一预定电压，使得通孔内的分散液中的纳米碳管粉末泳动，进而沿通孔方向集束成纳米碳管；撤除施加在金属料带与上电极之间的电压并移除上电极；最后待纳米碳管干涸后分离下电极与金属料带。
文档编号H01R33/74GK102544804SQ20101059139
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者刘家豪, 张衍智, 郑志丕 申请人:富士康(昆山)电脑接插件有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司