CN102610302A - 并排线电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种并排线电缆，包括至少两根导体、包覆每一所述导体的绝缘层，导体与绝缘层构成一根线材，两根线材并排后外面包覆一包覆层，所述包覆层采用聚酯带包覆在两根并排的线材的外层。所述绝缘层为用于使电缆绝缘的电介质。所述绝缘层进一步采用铁氟龙线材包覆每一所述导体。所述包覆层进一步包括一铜箔，所述铜箔包覆在所有所述线材的外层，所述聚酯带包覆在所述铜箔的外层。本发明所述并排线相对于普通对绞线电性能更稳定，即阻抗差异更小，延迟差也较小。

Description

并排线电缆

技术领域

本发明涉及电子零部件产品、连接线接口领域，尤其涉及一种并排线电缆。

背景技术

在电子、家电、重电和建筑行业都会用到线缆，传统线缆为双绞线，双绞线是由两条相互绝缘的线材按照一定的规格互相缠绕在一起而制成的一种通用配线。但是双绞线的阻抗差异较大，且延迟差较大，造成双绞线的线材的电气特性稳定性不高。参考附图1A-1B，普通对绞线延迟及延迟差示意图。图1A中 Delay（延迟）是指信号在传输线上，由输入端到达接收端所需的时间；Delay Skew是指在不同的信号线上，信号到达接收端的时间差，也就是Delay的差值。图1B中Intra pair Skew（差分对内延迟差）是指输入差分信号下，同一对线材内两导线的Single-end Delay（单端延迟）的差值。如图1A-1B所示，1、2各代表一根导线，由于对绞线的线材长度会有差异（存在长短不一的情况），故信号传输时，两根导线同时从输入端向接收端传输，接收端不能同时接收到信号，即延迟差。

由于在导体大小、绝缘材质及绝缘径固定的情况下，需要达到特定阻抗时只能通过改变对绞绞距来控制阻抗。有的客户端为了减少料号，会使用同一款线材来达到不同阻抗要求，比如本身是100±10欧姆线材客户端想达到90±10欧姆或85±10欧姆，客户会将绞距从3～4mm变更到1～2mm。由于原本Teflon（音译：铁氟龙，Teflon 是杜邦公司使用在一系列氟聚合物产品上的注册商标）线材绝缘层的厚度大约只有0.05mm（0.05mm为整根线材在抽出导体后空心状态下绝缘层的厚度），若两个线对绞后，特别是在没有退扭的情况下，线材内部很容易产生内应力，存在破皮的风险系数极大。对绞线在客户加工端分PIN（卡口）位时，需要人手工分线且需要对绞的两根线材采用不同颜色区分，造成客户端加工效率偏低，不利于实现自动化生产线、提高产能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种并排线电缆，解决现有技术中双绞线电气特性稳定性不高、对绞线加工中存在破皮风险以及客户端加工效率偏低，不利于实现自动化生产线的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种并排线电缆，包括至少两根导体、包覆每一根所述导体的绝缘层，每一所述导体与绝缘层构成一线材，和包覆所有所述线材的包覆层，所有所述线材并排放置，所述包覆层采用聚酯带包覆在所有所述线材的外层。

进一步，所述绝缘层进一步采用铁氟龙作为绝缘材料。

进一步，所述包覆层进一步包括一铜箔，所述铜箔包覆在所有所述绝缘层的外层，所述聚酯带包覆在所述铜箔的外层。

进一步，所有所述线材的头端和尾端结构相同。

本发明的优点在于，本发明所述并排线相对于普通对绞线电性能更稳定，即阻抗差异更小，延迟差也较小；且相对于对绞线加工中存在的破皮风险，本发明并排线是两线材并排排列后加包带来完成，由于两线材无需对绞，线材内部没有内应力，就不会存在破皮的风险；由于Teflon具有优良的密封性与电绝缘性，能够很好的保持导体的电气特性，因此使得电缆可以更小型化；由于线材并列排列，头端和尾端结构不会变化，故不需要采用不同的颜色加以区分，也不需要手工分线，只需要PIN对PIN就行，节省客户端加工效率，有利于实现自动化生产线，提高产能。

附图说明

附图1A-1B，普通对绞线延迟及延迟差示意图；

附图2，本发明所述并排线电缆一实施方式示意图；

附图3，本发明所述并排线电缆另一实施方式示意图；

附图4A-4D，本发明所述并排线的性能测试图；

附图5A-5D，现有技术中普通对绞线和本发明所述并排线的性能测试图。

【主要组件符号说明】

11、导体；12、绝缘层；13、铜箔；14、聚酯带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的并排线电缆的具体实施方式做详细说明。

参考附图2所示，本发明所述并排线电缆一实施方式示意图，包括至少两根导体11、包覆每一根所述导体11的绝缘层12，导体11与绝缘层12构成一根铁氟龙线材，两根铁氟龙线材并排后外面包覆一包覆层，所述包覆层采用聚酯带14包覆在两根并排的铁氟龙线材的外层。

所有导体11均并排放置、均为用于传输信号或传输电力的导电体，可以为金属、玻璃纤维、金属涂覆的基底或者他们的组合，比如实心铜、多股铜线、镀锡铜线、铝、合金或者他们的组合，本实施方式中的导体11采用镀锡铜线。

所述绝缘层12为包覆每一根所述导体11的外被层，用以保护所有导体11以及使所有导体11电绝缘。绝缘层12采用可以用于电缆绝缘的合适材料，比如聚氟乙烯、聚乙烯或者氟共聚物（如Teflon）。本实施方式中的绝缘层12采用Teflon，Teflon为高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异。

所述包覆层采用聚酯带14（Polyester Tape，简称 PET带）。 PET是高度结晶的聚合物，表面平滑。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120 ℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好。

所述导体11与绝缘层12构成一根Teflon线材，其生产要求与常规的Teflon线材一致。将两根Teflon线材并排，由于Teflon线材无法用胶水粘合，因此采用双芯双层包带机将并排的两根Teflon线材制成一对Teflon并排线，即将两根Teflon线材并列平放后，采用双芯双层包带机直接在外层用PET带包覆的方式来完成，所述双芯双层包带机的型号为TVW。

PET带的规格可选自以下规格中的任意一种：POLYESTER FILM PET4/AC-1.5MM、POLYESTER FILM PET4/AC-2.0MM、POLYESTER FILM PET4/AC-2.5MM、POLYESTER FILM PET4/AC-3.0MM、POLYESTER FILM PET4/AC-3.5MM、POLYESTER FILM PET4/AC-4.0MM、POLYESTER FILM PET4/AC-5.0MM。

可以通过改变并排线的导体径或绝缘外径厚度或绝缘材质来达到所需求阻抗，如采用两根导体各自均为由19根线径为0.04mm的AWG34的导体绞合而成，绝缘层采用ETFE（Ethylene Tetra Fluoro Ethylene，俗称聚氟乙烯），绝缘外径厚度为0.31mm，包覆层采用PET带制成的并排线（即UL10064ETFE并排线#34-19/0.04TA(OD=0.31)×2C+PET）可实现85欧姆阻抗；采用两根导体各自均为由19根线径为0.04mm的AWG34的导体绞合而成，绝缘层采用FEP(Fluorinated Ethylene Propylene，氟化乙烯丙烯共聚物)，绝缘外径厚度为0.31mm，包覆层采用PET带制成的并排线（即UL10064FEP并排线#34-19/0.04TA(OD=0.31)×2C+PET）可实现90欧姆阻抗。

相对于对绞线加工中存在的破皮风险，Teflon并排线是两线并排排列后加包带来完成，由于两线材无需对绞，线材内部没有内应力，就不会存在破皮的风险。

由于Teflon具有优良的密封性与电绝缘性，能够很好的保持导体的电气特性，因此相比于包覆SATA线材，实现相同的电气特性，包覆Teflon线材的导体可以采用较小的直径（一般用AWG尺寸表示）实现，使得电缆更小型化。例如采用Teflon并排线AWG34就可以达到原AWG26-AWG30规格的SATA的特性。其中AWG（American Wire Gauge）是指美国线规，是一种区分导体直径的标准，又被称为 Brown & Sharpe线规，AWG前的数字越大，则导体直径越小，AWG与毫米的换算可以查阅美制线规标准。比如芯线的中心金属线采用的是32AWG-36AWG，其对应的金属线直径为0.203-0.127mm。

相对于对绞线在客户加工端分PIN位时需要人手工分线且需要对绞的两根线材采用不同颜色区分；Teflon并排线由于并列排列，头端和尾端结构不会变化，故不需要采用不同的颜色加以区分，也不需要手工分线，只需要PIN对PIN就行，节省客户端加工效率，有利于实现自动化生产线，提高产能。

参考附图3所示，本发明所述并排线电缆另一实施方式示意图，本实施方式与图2所示实施方式的区别在于所述包覆层进一步包括一铜箔13，所述铜箔13包覆在两根有分别所述导体11与绝缘层12构成的Teflon线材的外层，所述聚酯带14（即PET带）包覆在所述铜箔13的外层。

铜箔具有低表面氧气特性，可以附着与各种不同基材，如金属，绝缘材料等，拥有较宽的温度使用范围。铜箔主要应用于电磁屏蔽及抗静电，将导电铜箔置于衬底面，结合金属基材，具有优良的导通性，并提供电磁屏蔽的效果。由于铜箔的稳定性高、导通性好、加工性好，在相同阻抗的要求下，可以使导体的线径更小。通过在所有绝缘层外层、再包覆一层铜箔之后再包覆PET带，可以使得电缆更小型化且能隔除镭射对导体的影响，更加适用于在客户加工端对PIN位有限制，需要较小线径的导体的场合。

铜箔的规格可选自以下规格中的任意一种：Cu metalized polyester tape -1.5MM 、Cu metalized polyester tape - 2.0MM 、Cu metalized polyester tape - 2.5MM 、Cu metalized polyester tape - 3.0MM、Cu metalized polyester tape - 4.0MM、Cu metalized polyester tape - 5.0MM。

例如，采用两根导体各自均为由19根线径为0.04mm的AWG34的导体绞合而成，绝缘层采用FEP，绝缘外径厚度为0.5mm，包覆层采用包覆一层铜箔后再包覆PET带制成的并排线（UL10064FEP并排线#34-19/0.04TA(OD=0.5)×2C+铜箔+PET）可实现100欧姆阻抗。

为了测量所述并排线的特性，我们随机选择了一组本发明所述并排线，所述并排线中两根导体各自均为由19根线径为0.04mm的AWG34的导体绞合而成；绝缘外径厚度为0.5mm（即OD=0.5）；绝缘层采用FEP；包覆层为铜箔和PET带；采用TDR（时域反射仪）+半自动测量系统进行了阻抗差异测量，采用NA(网络分析仪) 进行延迟差测量。参考附图4A-4D所示，本发明所述并排线的性能测试图。

以下为本次测量中的各参数：

规格名称：UL10064FEP并排线；

待测物名称：#34-19/0.04TA（OD=0.5）*2C+铜箔+PET；

设备名称：TDR+半自动测量系统&NA

测试对数：1根；

待测物长度：2.0M；

湿度：50%；

温度：24℃。

图4A所示是本发明所述并排线通过时域反射仪+半自动测量系统测试的阻抗的第一组测试图，其中横坐标为时间，纵坐标为欧姆阻抗。图中MAX  SPEC：110Ωhm为此并排线的阻抗标准最大值110欧姆，MIN  SPEC：90Ωhm为此并排线的阻抗标准最小值90欧姆。MAX：105.53Ωhm at 49.87ns为本发明所述并排线在49.87纳秒测得阻抗最大值105.53欧姆，MIN：97.41Ωhm at 42.16ns为本发明所述并排线在42.16纳秒测得阻抗最小值97.41欧姆。ΔΩ：8.12Ωhm即本发明所述并排线阻抗相差为8.12欧姆。Avg：101.47Ωhm为本发明所述并排线测试阻抗的平均值为101.47欧姆。

图4B所示是本发明所述并排线通过NA(网络分析仪)测试的第一组延迟测试图，其中横坐标为时间，纵坐标无说明，1、2分别代表一根铁氟龙线材。信号输入到输出，显示最大值为23.8ps，最小值为22.9ps，current值（当前测试值）为22.9ps，由于待测物长度为2M，故延迟时间为22.9/（2*2）=5.725ps。

图4C所示是本发明所述并排线通过时域反射仪+半自动测量系统测试的阻抗的第二组测试图，其中横坐标为时间，纵坐标为欧姆阻抗。图中MAX  SPEC：110Ωhm为此并排线的阻抗标准最大值110欧姆，MIN  SPEC：90Ωhm为此并排线的阻抗标准最小值90欧姆。MAX：104.7Ωhm at 49.87ns为本发明所述并排线在49.87纳秒测得阻抗最大值104.7欧姆，MIN：97.48Ωhm at 42.16ns为本发明所述并排线在42.16纳秒测得阻抗最小值97.48欧姆。ΔΩ：7.22Ωhm即本发明所述并排线阻抗相差为7.22欧姆。Avg：101.09Ωhm为本发明所述并排线测试阻抗的平均值101.09欧姆。

图4D所示是本发明所述并排线通过NA(网络分析仪)测试的第二组延迟测试图，其中横坐标为时间，纵坐标无说明，1、2分别代表一根铁氟龙线材。信号输入到输出，显示最大值为22.9ps，最小值为22.5ps，current值（当前测试值）为22.8ps，由于待测物长度为2M，故延迟时间为22.8/（2*2）=5.7ps。

从以上数据可以看出，采用铜箔和PET带包覆的并排线，阻抗相差不大，延迟差较小，这说明，线材并排放置并包覆铜箔和PET带后，导体依然具有良好的电性能。

本发明一个重要特征就是所述并排线相对于普通对绞线的电性能更稳定，及阻抗差异更小、延迟差也较小。为了测量所述并排线的电性能，我们随机选择了一组长度为1.5M、目标阻抗值相同的，现有技术中普通对绞线和本发明所述并排线（包铜箔和PET带），采用时域反射仪+半自动测量系统和NA(网络分析仪)在与图4A-4D中操作环境相同的情况下，分别进行了阻抗差异测量和延迟差测量，参考图5A-5D所示，现有技术中普通对绞线和本发明所述并排线的性能测试图。

图5A所示是现有技术中普通对绞线通过时域反射仪+半自动测量系统测试的阻抗测试图，其中横坐标为时间，纵坐标为欧姆阻抗。图中MAX  SPEC：110Ωhm为现有普通对绞线的阻抗标准最大值110欧姆，MIN  SPEC：90Ωhm为现有普通对绞线的阻抗标准最小值90欧姆。MAX：102.79Ωhm at 49.87ns为现有普通对绞线在49.87纳秒测得阻抗最大值102.79欧姆，MIN：95.95Ωhm at 42.16ns为现有普通对绞线在42.16纳秒测得阻抗最小值95.95欧姆。ΔΩ：6.84Ωhm即现有普通对绞线阻抗相差为6.84欧姆。Avg：99.37Ωhm为现有普通对绞线测试阻抗的平均值为99.37欧姆。

图5B所示是本发明所述并排线通过时域反射仪+半自动测量系统测试的阻抗测试图，其中横坐标为时间，纵坐标为欧姆阻抗。图中MAX  SPEC：110Ωhm为本发明所述并排线的阻抗标准最大值110欧姆，MIN  SPEC：90Ωhm为本发明所述并排线的阻抗标准最小值90欧姆。MAX：106.7Ωhm at 44.46ns为本发明所述并排线在44.46纳秒测得阻抗最大值106.7欧姆，MIN：101.36Ωhm at 42.08ns为本发明所述并排线在42.08纳秒测得阻抗最小值101.36欧姆。ΔΩ：5.34Ωhm即本发明所述并排线阻抗相差为5.34欧姆。Avg：104.03Ωhm为本发明所述并排线测试阻抗的平均值为104.03欧姆。

图5C所示是现有技术中普通对绞线通过NA(网络分析仪)测试的延迟测试图，其中横坐标为时间，纵坐标无说明，1、2分别代表一根铁氟龙线材。信号输入到输出，显示最大值为19.3ps，最小值为18.5ps，current值（当前测试值）为18.8ps，由于待测物长度为1.5M，故延迟时间为18.8/（1.5*2）=6.267ps。

图5D所示是本发明所述并排线通过NA(网络分析仪)测试的延迟测试图，其中横坐标为时间，纵坐标无说明，1、2分别代表一根铁氟龙线材。信号输入到输出，显示最大值为16.1ps，最小值为15.7ps，current值（当前测试值）为15.7ps，由于待测物长度为1.5M，故延迟时间为15.7/（1.5*2）=5.233ps。

从以上数据可以看出，相比与现有技术中普通对绞线，本发明所述并排线阻抗相差较小、延迟差也较小，这说明，采用并排线材包覆铜箔和PET带的方式所得到的并排线的电性能更稳定。

本发明所述并排线相对于普通对绞线电性能更稳定，且相对于对绞线加工中存在的破皮风险，Teflon并排线是两线材并排排列后加包带来完成，由于两线材无需对绞，线材内部没有内应力，就不会存在破皮的风险；由于Teflon具有优良的密封性与电绝缘性，能够很好的保持导体的电气特性，因此使得电缆可以更小型化；由于线材并列排列，头端和尾端结构不会变化，故不需要采用不同的颜色加以区分，也不需要手工分线，只需要PIN对PIN就行，节省客户端加工效率，有利于实现自动化生产线，提高产能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种并排线电缆，包括至少两根导体、包覆每一所述导体的绝缘层，每一所述导体与绝缘层构成一线材，和包覆所有所述线材的包覆层，其特征在于：所有所述线材并排放置，所述包覆层采用聚酯带包覆在所有所述线材的外层。

2.根据权利要求1所述并排线电缆，其特征在于：所述绝缘层进一步采用铁氟龙作为绝缘材料。

3.根据权利要求1所述并排线电缆，其特征在于：所述包覆层进一步包括一铜箔，所述铜箔包覆在所有所述绝缘层的外层，所述聚酯带包覆在所述铜箔的外层。

4.根据权利要求1所述并排线电缆，其特征在于：所有所述线材的头端和尾端结构相同。

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