專利名稱：微型同軸電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型同軸電纜，尤其涉及一種即使在高頻傳輸過程中仍 具有優(yōu)良的阻抗特性而沒有任何反射損耗地穩(wěn)定傳輸信號、而且在高頻傳輸 過程中通過很好地抑制外界對信號的干擾而高質(zhì)量地傳輸信號的微型同軸 電纜。
背景技術(shù)：
同軸電纜包括用于傳輸信號的內(nèi)部導(dǎo)體和同軸地形成于內(nèi)部導(dǎo)體上的 外部導(dǎo)體(或金屬屏蔽層)，且已經(jīng)研制了各種尺寸和各種類型的很多同軸電纜。同軸電纜通常用于將信號傳輸?shù)紺ATV或地下天線。對同軸電纜的研 制主要針對內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用于減小能量損耗、提高 介電特性和將不同的方案應(yīng)用于外部導(dǎo)體的外部。尤其隨著高技術(shù)信息化社 會的發(fā)展，最近，對信息通訊設(shè)備的高速傳輸率和應(yīng)用于信息通訊設(shè)備的半 導(dǎo)體元件的測試/檢測裝置有大量需求。同時，最近，便攜式多媒體設(shè)備和醫(yī)療器具例如內(nèi)窺鏡的尺寸極小，所 以為提高用于驅(qū)動上述設(shè)備的直徑小于lmm的微型同軸電纜的性能的研究 正在積極進(jìn)行中。這種同軸電纜通常包括內(nèi)部導(dǎo)體、絕緣層、金屬屏蔽層和保護(hù)涂層，且 該同軸電纜的傳輸特性由通過下面的方程計(jì)算出的特征阻抗(Zo)決定。阻 抗匹配在同軸電纜的傳輸特性里是最重要的，其中能量波達(dá)到最佳能量傳輸 特性時的阻抗是33Q，信號波形達(dá)到最大畸變時的阻抗是75Q，國際標(biāo)準(zhǔn) 值是45到50Q，在兩者之間變化。(Zo:特征阻抗；D:內(nèi)部導(dǎo)體的直徑；d:金屬屏蔽層的內(nèi)徑；絕 緣層的介電常數(shù))
如上述方程所示，特征阻抗與"內(nèi)部導(dǎo)體的直徑"、"金屬屏蔽層的內(nèi) 徑"和"絕緣層的介電常數(shù)"有密切關(guān)系。如果應(yīng)用于系統(tǒng)的阻抗值不同， 當(dāng)傳輸信號時就會發(fā)生反射損耗，由此嚴(yán)重地降低傳輸特性。因此，阻抗匹 配設(shè)計(jì)對系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和電纜設(shè)計(jì)人員都非常重要。然而，在MCX領(lǐng)域中，例如US6,130，385， US4,965，412， US2003/0051897等的相關(guān)專利或?qū)＠暾堉校航?jīng)基本上不再研究這種阻抗特性。然而，這 些專利或?qū)＠暾堉饕杏?，將具有?yōu)良的電磁波屏蔽特性的金屬層或金 屬沉積膜層設(shè)置于金屬屏蔽層的內(nèi)部或外部，以防止傳輸?shù)絻?nèi)部導(dǎo)體的信號 泄漏出去。傳統(tǒng)的普通或大尺寸同軸電纜具有5到42mm的普通直徑，所述同軸電 纜在特性控制方面具有足夠的余地，且由于內(nèi)部導(dǎo)體、絕緣層和金屬屏蔽層 具有足夠的直徑，所述同軸電纜能夠控制絕緣層。然而，微型同軸電纜的整 個直徑是lmm或更小，在微型同軸電纜中，內(nèi)部導(dǎo)體、絕緣層和金屬屏蔽 層的直徑非常小。因此，內(nèi)部導(dǎo)體具有不規(guī)則的外部直徑，且不容易制定絕 緣層或金屬屏蔽層的外徑標(biāo)準(zhǔn)，因此導(dǎo)致了阻抗的不規(guī)則性。在相關(guān)領(lǐng)域中， 為克服這些缺陷進(jìn)行了很多不懈努力，本發(fā)明就是在這種情況下進(jìn)行設(shè)計(jì) 的。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種微型同軸電纜，該同軸電纜即使在 高頻傳輸時仍具有優(yōu)良的阻抗特性而沒有任何反射損耗地穩(wěn)定傳輸信號，還 可以在高頻傳輸過程中通過很好地抑制外界對信號的干擾而高質(zhì)量地傳輸 信號。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種微型同軸電纜，該同軸電纜包括內(nèi)部導(dǎo)體，其具有至少兩條以0.5mm到3mm的節(jié)距扭合的微型金屬絲；絕 緣層，其由介電常數(shù)為1.2到3.2的聚合物材料制成并該絕緣層包圍該內(nèi)部 導(dǎo)體；金屬屏蔽層，其包圍該絕緣層并通過使至少兩條微型金屬絲以2.0mm 到10.0mm的絞合節(jié)距圍繞所述絕緣層進(jìn)行絞合而構(gòu)造成；以及保護(hù)涂層， 其形成為包圍該金屬屏蔽層。 '構(gòu)成該內(nèi)部導(dǎo)體的微型金屬絲的節(jié)距更優(yōu)選地是l.Omm到1.4mm，該內(nèi)
部導(dǎo)體的直徑優(yōu)選地是0.07mm到O.lOrnm，且構(gòu)成該內(nèi)部導(dǎo)體的微型金屬絲 的直徑優(yōu)選地是0.01mm到0.04mm。另夕卜，構(gòu)成該內(nèi)部導(dǎo)體的微型金屬絲由 銅合金制成。而且，絕緣層的介電常數(shù)更優(yōu)選地是1.5到2.5，絕緣層優(yōu)選地 由氟樹脂制成，且氟樹脂優(yōu)選地是全氟化垸氧基樹脂。另外，構(gòu)成金屬屏蔽 層的微型金屬絲的節(jié)距更優(yōu)選地是3.0mm到4.5mm，構(gòu)成該金屬屏蔽層的該 微型金屬絲優(yōu)選地沿與構(gòu)成該內(nèi)部導(dǎo)體的微型金屬絲的扭合方向相反的方 向絞合，構(gòu)成該金屬屏蔽層的微型金屬絲優(yōu)選地由銅合金制成，構(gòu)成該金屬 屏蔽層的微型金屬絲的直徑優(yōu)選地是0.02mm到0.04mm，且構(gòu)成該金屬屏蔽 層的微型金屬絲的數(shù)量優(yōu)選地是15到35。在本發(fā)明的另一方案中，還提供一種微型同軸電纜，該同軸電纜包括 內(nèi)部導(dǎo)體，其具有以預(yù)定節(jié)距扭合的至少兩條微型金屬絲；絕緣層，其由聚 合物材料制成且包圍該內(nèi)部導(dǎo)體；金屬屏蔽層，其包括至少兩條以預(yù)定節(jié)距、 沿與構(gòu)成內(nèi)部導(dǎo)體的微型金屬絲的扭合方向相反的方向相絞合的微型金屬 絲，該金屬屏蔽層形成為包圍絕緣層；以及保護(hù)涂層，其包圍該金屬屏蔽層。


通過下面參照附圖對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它目的和特點(diǎn)將變得清 楚。在附圖中圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的微型同軸電纜的立體圖；圖2示出了被絞合的絞合單元的示意圖；圖3a和圖3b是示出根據(jù)本發(fā)明的金屬屏蔽層的表面的照片；圖4a到圖4b是示出傳統(tǒng)的金屬屏蔽層的表面的照片；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的微型同軸電纜的特征阻抗(Z)的測量結(jié)果的曲線圖，該特征阻抗(Z)是由阻抗分析儀測量出的；圖6是示出傳統(tǒng)的微型同軸電纜分析儀的特征阻抗的測量結(jié)果的曲線圖，該特征阻抗是由阻抗分析儀測量出的。
具體實(shí)施方式
'為了更好地理解本發(fā)明，下面將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳
細(xì)描述。然而，本發(fā)明的實(shí)施例可以以多種方式進(jìn)行修改，且本發(fā)明不能解 釋為僅限于下面的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例僅用于使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更 好地理解本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的微型同軸電纜包括內(nèi)部導(dǎo)體；絕緣層，其形成為包圍內(nèi) 部導(dǎo)體；金屬屏蔽層，其形成為包圍絕緣層；以及保護(hù)涂層，其形成為包圍 金屬屏蔽層。通過優(yōu)化內(nèi)部導(dǎo)體、絕緣層和金屬屏蔽層的構(gòu)造，微型同軸電 纜具有優(yōu)良的阻抗特性，所以即使在高頻傳輸時，微型同軸電纜也可以沒有 任何反射損耗地穩(wěn)定傳輸信號，且還可以在高頻傳輸時通過很好地抑制對信 號的外部干擾而高質(zhì)量地傳輸信號。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的微型同軸電纜的立體圖。參照圖l，該實(shí)施例中的微型同軸電纜包括內(nèi)部導(dǎo)體ll;絕緣層13， 其形成為接觸包圍該內(nèi)部導(dǎo)體；金屬屏蔽層17，其形成為接觸包圍該絕緣層; 以及保護(hù)涂層19，其形成為接觸包圍該金屬屏蔽層。該內(nèi)部導(dǎo)體11由至少兩條微型金屬絲構(gòu)成，且所述微型金屬絲以預(yù)定 節(jié)距扭在一起以形成該內(nèi)部導(dǎo)體11。該節(jié)距優(yōu)選地是0.5到3.0mm，更優(yōu)選 地是1.0到1.4mm。如果該節(jié)距小于0.5mm，該內(nèi)部導(dǎo)體的外徑不必要地變 大，由此降低了彎曲特性。同時，如果節(jié)距超過3mm，由微型金屬絲構(gòu)成的 內(nèi)部導(dǎo)體連接不密集而導(dǎo)致間隙，由此當(dāng)連接器連接到其上時導(dǎo)致很差的接 觸。考慮到RF (射頻)特性，所述微型金屬絲優(yōu)選地具有0.01到0.04mm 的直徑。另外，考慮到導(dǎo)電性和經(jīng)濟(jì)性，所述微型金屬絲優(yōu)選地由銅合金制 成?？紤]到節(jié)距情況、微型金屬絲的直徑以及同軸電纜的阻抗特性，如上所 述構(gòu)造的內(nèi)部導(dǎo)體11的直徑優(yōu)選地是0.07到0.10mm。利用擠壓機(jī)將由聚合物樹脂制成的絕緣層13涂在內(nèi)部導(dǎo)體的外周上。 聚合物樹脂的介電常數(shù)(e )優(yōu)選地是1.2到3.0，更優(yōu)選地是1.5到2.5。 即使聚合物材料是泡沫的，小于1.2的介電常數(shù)也不易實(shí)現(xiàn)。同時，如果介 電常數(shù)大于3.0，不可能高速傳輸信號。聚合物樹脂的種類沒有特別限制， 但由于低粘度而容易處理的氟樹脂(fluoric resin)是優(yōu)選的，在氟樹脂中， PFA (全氟化烷氧基樹脂)是最優(yōu)選的。通過使絕緣層13內(nèi)的聚合物起泡， 絕緣層13內(nèi)可以形成泡沫單元以進(jìn)一步降低介電常數(shù)。在形成絕緣虔的過 程中，擠壓機(jī)噴嘴優(yōu)選地用混合擠壓成型法使泡沫絕緣層直接覆蓋在內(nèi)部導(dǎo)7
體的外周上，以使得泡沫絕緣物可以在被擠出的同時涂在內(nèi)部導(dǎo)體上。金屬屏蔽層17以這種方式形成于絕緣層的外周，S卩，絞合至少兩條微 型金屬絲以完全地包圍介電物質(zhì)，使得電磁信號不產(chǎn)生損耗。微型金屬絲的絞合節(jié)距優(yōu)選地是2.0到10.0mm (角度方面是20到4度)，更優(yōu)選地是3.5 到4.5mm。如果節(jié)距小于2mm，則金屬屏蔽層由于節(jié)距太密集而變得不必要 地厚，且使用了太多的金屬。另外，由于一個絞合單元(或任意一條微型金 屬絲)延伸到另一個絞合單元上等原因，所以降低了彎曲特性。如果節(jié)距超 過了 10.0mm，絞合單元不能保持其形狀而是散開的，或絞合單元之間的間 隙變寬，由此導(dǎo)致TEM(橫向電磁)的低效率傳輸或?qū)е绿卣髯杩沟牟灰?guī)則 性。考慮到絞合節(jié)距、絕緣層厚度、特征阻抗等等，微型金屬絲的直徑優(yōu)選 地是0.02到0.04mm，且微型金屬絲的數(shù)量優(yōu)選地是15到35。另外，考慮 到導(dǎo)電性和經(jīng)濟(jì)性，微型金屬絲優(yōu)選地由銅合金制成。構(gòu)成金屬屏蔽層的微型金屬絲的絞合方向優(yōu)選地與構(gòu)成內(nèi)部導(dǎo)體的微 型金屬絲的扭合方向相反。如果如上所述設(shè)置絞合方向，則可以保證優(yōu)良的 阻抗特性，反復(fù)彎曲的機(jī)械特性優(yōu)良，且可以防止微型金屬絲沿一個方向扭圖2示出了被絞合的絞合單元的示意圖。具有內(nèi)部導(dǎo)體和形成于內(nèi)部導(dǎo) 體的外周上的絕緣層的絲線元件21在沿A方向旋轉(zhuǎn)的同時沿B方向前進(jìn)， 并且，微型金屬絲27纏繞在小型線架25上，從小型線架25抽出的微型金 屬絲27以預(yù)定的節(jié)距絞合在絲線元件上以使電纜23具有金屬屏蔽層。圖3a和圖3b是示出根據(jù)本發(fā)明的金屬屏蔽層的表面的照片，并且圖4a 和圖4b是示出傳統(tǒng)的金屬屏蔽層的表面的照片。在傳統(tǒng)的金屬屏蔽層中， 如圖4a所示，絞合單元變得較寬，或如圖4b所示， 一個絞合單元延伸到另 一個絞合單元上。然而，如圖3a和圖3b所示的本發(fā)明的金屬屏蔽層沒有表 現(xiàn)出上述問題。保護(hù)涂層19形成于金屬屏蔽層的外周上以保護(hù)同軸電纜。該保護(hù)涂層 19可以沒有任何限制地由任意用于傳統(tǒng)保護(hù)涂層的材料制成。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的微型同軸電纜的特征阻抗(Z)的測量結(jié)果的 曲線圖，該特征阻抗(Z)是由阻抗分析儀測量出的。參看圖5，可以理解的 是特征阻抗在上下限之間基本上保持不變。
圖6是示出傳統(tǒng)的微型同軸電纜的特征阻抗的測量結(jié)果的曲線圖，該特 征阻抗是由阻抗分析儀測量出的。參看圖6，可以理解的是特征阻抗沿長度 方向變化，在變化劇烈的范圍內(nèi)接近于標(biāo)準(zhǔn)的上下界限，所以其特性是不穩(wěn) 定的。工業(yè)上的應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的微型同軸電纜即使在高頻傳輸時仍具有優(yōu)良的阻抗特性 而沒有任何反射損耗地穩(wěn)定傳輸信號，并且在高頻傳輸過程中通過很好地抑 制外界對信號的干擾而高質(zhì)量地傳輸信號，還可以保證抗反復(fù)彎曲的穩(wěn)定的 機(jī)械特性。另外，這種高性能的微型同軸電纜可以極大地減小內(nèi)窺鏡、便攜 式多媒體裝置等的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種微型同軸電纜，包括內(nèi)部導(dǎo)體，其具有至少兩條以0.5mm到3mm的節(jié)距扭合的微型金屬絲；絕緣層，其由介電常數(shù)是1.2到3.0的聚合物材料制成且包圍所述內(nèi)部導(dǎo)體；金屬屏蔽層，其包圍所述絕緣層，且所述金屬屏蔽層通過使至少兩條微型金屬絲以2.0mm到10.0mm的絞合節(jié)距圍繞所述絕緣層進(jìn)行絞合而構(gòu)造成；以及保護(hù)涂層，其形成為包圍所述金屬屏蔽層。
2. 如權(quán)利要求1所述的微型同軸電纜，其中所述內(nèi)部導(dǎo)體的直徑為0.07 mm歪U O.lOmm。
3. 如權(quán)利要求1所述的微型同軸電纜，其中構(gòu)成所述內(nèi)部導(dǎo)體的微型 金屬絲由銅合金制成。
4. 如權(quán)利要求1所述的微型同軸電纜，其中構(gòu)成所述內(nèi)部導(dǎo)體的微型 金屬絲的直徑是O.Olmm到0.04mm。
5. 如權(quán)利要求l所述的微型同軸電纜，其中所述絕緣層由氟樹脂制成。
6. 如權(quán)利要求5所述的微型同軸電纜，其中所述氟樹脂是全氟化垸氧 基樹脂。
7. 如權(quán)利要求1所述的微型同軸電纜，其中構(gòu)成所述金屬屏蔽層的微 型金屬絲由銅合金制成。
8. 如權(quán)利要求1所述的微型同軸電纜，其中構(gòu)成所述金屬屏蔽層的微 型金屬絲的直徑是0.02mm到0.04mm。
9. 如權(quán)利要求1所述的微型同軸電纜，其中構(gòu)成所述金屬屏蔽層的微 型金屬絲的數(shù)量是15到35。
10. —種微型同軸電纜，包括內(nèi)部導(dǎo)體，其具有以預(yù)定節(jié)距扭合的至少兩條微型金屬絲； 絕緣層，其由聚合物材料制成且包圍所述內(nèi)部導(dǎo)體； 金屬屏蔽層，其包括至少兩條以預(yù)定節(jié)距、沿與構(gòu)成所述內(nèi)部導(dǎo)體的微 型金屬絲的扭合方向相反的方向絞合的微型金屬絲，且所述金屬屏蔽層形成 為包圍所述絕緣層；以及保護(hù)涂層，其形成為包圍所述金屬屏蔽層。
全文摘要
一種微型同軸電纜包括內(nèi)部導(dǎo)體，其具有以0.5mm到3mm的節(jié)距扭合的至少兩條微型金屬絲；絕緣層，其由介電常數(shù)為1.2到3.2的聚合物材料制成并且該絕緣層包圍該內(nèi)部導(dǎo)體；金屬屏蔽層，其包圍該絕緣層并通過使至少兩條微型金屬絲以2.0mm到10.0mm的絞合節(jié)距圍繞所述絕緣層進(jìn)行絞合而構(gòu)造成；以及保護(hù)涂層，其形成為包圍該金屬屏蔽層。此微型同軸電纜即使在高頻傳輸時仍具有優(yōu)良的阻抗特性而沒有任何反射損耗地穩(wěn)定傳輸信號，而且在高頻傳輸過程通過很好地抑制外界對信號的干擾而高質(zhì)量地傳輸信號，還可以保證抗反復(fù)彎曲的穩(wěn)定的機(jī)械特性。
文檔編號H01B11/20GK101110284SQ200710137310
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者南基準(zhǔn), 徐一鍵, 樸庭沅, 樸贊容, 李健柱, 金仁荷, 金俊善, 金顯石 申請人:Ls電線有限公司