CN102884591B - 高密度屏蔽电缆和其他屏蔽电缆、系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种屏蔽带状电缆(2),所述屏蔽带状电缆包括导体组(4),每一个导体组包括一个或多个绝缘导体(6),以及在所述电缆的相对侧上的第一屏蔽膜和第二屏蔽膜(8)。在横截面中,所述屏蔽膜(8)的覆盖部分(7)基本上围绕每一个导体组(4),并且所述膜(8)的压紧部分(9)在每一个导体组(4)的每一侧上形成所述电缆的压紧部分。实现致密装填,同时保持导体组(4)之间的高频电绝缘。当所述电缆(2)平放时,S/Dmin值在1.7至2的范围内,其中S是两个相邻导体组(4)的最靠近绝缘导体(6)之间的中心到中心间距,并且Dmin是此类最靠近绝缘导体(6)的外部尺寸中的较小者。或者,各自仅具有一对绝缘导体的第一导体组和第二导体组可满足Σ/σ1在2.5至3的范围内的条件。还公开了可以利用或可以不利用所述致密装填的其他屏蔽电缆、系统以及方法。
Description
技术领域
本发明整体涉及适用于数据传输的屏蔽带状电缆以及相关的制品、系统和方法,尤其应用于可以多端子封端并提供高速电性能的带状电缆。
背景技术
用于传输电信号的电缆是已知的。一种通用型的电缆是同轴电缆。同轴电缆通常包括由绝缘体围绕的电导线。线和绝缘体被屏蔽件围绕,并且线、绝缘体和屏蔽件被外皮围绕。另一种通用型的电缆是包括一个或多个例如由金属箔形成的屏蔽层围绕的绝缘信号导体的屏蔽电缆。为了便于电连接屏蔽层,有时在屏蔽层和一个或多个信号导体的绝缘体之间设置另外的非绝缘导体。这两种通用类型的电缆通常均要求使用针对端接特别设计的连接器,并且通常不适于使用多端子封端技术,即,同时将多个导体连接至各个接触元件,例如电连接器的电触点或印刷电路板上的接触元件。尽管已经开发出有助于这些多端子封端技术的电缆,但是这些电缆通常在其大规模生产能力、其端接端部制备能力、其柔性及其电性能方面受到限制。根据高速电气元件和电子元件的发展,对能够传输高速信号、有助于多端子封端技术、高性价比并且可以在大量的应用中使用的电缆存在持续的需求。
发明内容
已开发出具有独特和有益特性及特征的、适用于高速数据传输的屏蔽电缆,和利用此类电缆的系统,以及与此类电缆和系统相关的方法。电缆通常为大致平坦或带状的形式、具有沿电缆的长度维度延伸并且沿电缆的宽度维度彼此间隔开的多个通道或导体组。
一些电缆在有限的电缆宽度内提供高装填密度,优选地与此同时在电缆的不同通道或导体组之间保持充分的高频电绝缘和/或低串扰。一些电缆提供按需或局部的排扰线结构。一些电缆提供多根排扰线,并且将排扰线有区别地连接到电缆相对两端上的不同端接元件。一些电缆提供混合导体组,如,适合于高速数据传输的一个或多个导体组和适合于较低速度数据传输或电力传输的一个或多个导体组。一些电缆仅可以提供这些有益设计特征中的一者,而其他电缆则可以提供这些特征中的一些的组合或全部。
本专利申请因此公开了尤其是可包括导体组(每一个导体组包括一个或多个绝缘导体)以及位于电缆相对侧上的第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的屏蔽带状电缆。在横截面中,屏蔽膜的覆盖部分可基本上围绕每一个导体组,并且膜的压紧部分可在每一个导体组的每一侧上形成电缆的压紧部分。可实现致密装填,同时保持导体组之间的高频电绝缘。当电缆平放时,S/Dmin值可在1.7至2的范围内,其中S是两个相邻导体组的最靠近绝缘导体之间的中心到中心间距,而Dmin是此类最靠近绝缘导体的外部尺寸中的较小者。或者,各自仅具有一对绝缘导体的第一导体组和第二导体组可满足Σ/σ在2.5至3的范围内的条件,其中Σ是导体组的中心到中心间距,而σ是导体组之一的该对绝缘导体的中心到中心间距。
在一些情况下,多个导体组中的每一对相邻导体组具有的对应于S/Dmin的值可在1.7至2的范围内。在一些情况下,导体组中的每一个仅可具有一对绝缘导体,并且Σavg/σavg值可在2.5至3的范围内,其中σavg是各种导体组的该绝缘导体的平均中心到中心间距,而Σavg是相邻导体组之间的平均中心到中心间距。在一些情况下,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的覆盖部分组合起来通过包围每一个导体组的周边的至少75%而基本上围绕每一个导体组。在一些情况下,第一导体组可在相邻绝缘导体之间具有高频隔离,所述高频隔离可通过在3-15GHz范围内的指定频率下对于1米电缆长度的串扰C1来表征,并且第一导体组和第二导体组之间的高频隔离可通过指定频率下的串扰C2来表征,并且C2可比C1低至少10dB。在一些情况下,一个或全部两个屏蔽膜可包括设置在电介质基板上的导电层。在一些情况下,电缆可包括与第一屏蔽膜和第二屏蔽膜中的至少一个电接触的第一排扰线。在横截面中,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的第二覆盖部分可基本上围绕第一排扰线。第一排扰线可通过与最靠近导体组的最靠近绝缘线的排扰线距离σ1来表征,并且最靠近导体组可通过绝缘导体的中心到中心间距σ2来表征,并且σ1/σ2可为大于0.7。
电缆也可包括至少八个导体组,每一个导体组仅具有一对绝缘导体,并且当电缆平放时其宽度可为不大于16mm,即便在电缆包括至少一根或两根排扰线的情况下亦是如此。该紧凑的宽度尺寸可使得扁平电缆能够连接至宽度大致为15.6mm的标准4通道或4信道微型SAS插卡的一端。利用这样的构型,4个高速屏蔽传输对和4个高速屏蔽接收对仅使用一条带状电缆即可适应微型SAS插卡,而无需将多条带状电缆连接至此类插卡。仅将一条带状电缆连接至插卡提高了制造速度并降低了复杂度,并容许增大柔韧性并降低弯曲半径,因为一条带状电缆比两条堆叠在彼此顶上的带状电缆更容易弯曲。
电缆可以与插卡或其上具有多条导电通路的其他基板结合,其中每一条导电通路从基板的第一末端延伸至第二末端。电缆的绝缘导体的各个导体可在基板的第一末端处连接至对应的导电通路。在一些情况下,所有对应的导电通路都可以设置在基板的一个主表面上。在一些情况下,对应的导电通路中的至少一条可以设置在基板的一个主表面上,并且对应的导电通路中的至少另一条可以设置在基板的相对主表面上。在一些情况下,导电通路中的至少一条可以在基板的第一末端处具有在基板的第一主表面上的第一部分,并且在基板的第二末端处具有在基板的相对第二主表面上的第二部分。在一些情况下,导体组中的交替者可以连接至基板的相对主表面上的导电通路。
本专利申请还公开了包括多个导体组、第一屏蔽膜和第一排扰线的屏蔽电缆。所述多个导体组沿着电缆的长度延伸,并且沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体。第一屏蔽膜可包括覆盖部分和压紧部分,所述压紧部分被布置为使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一侧上的电缆的压紧部分处。第一排扰线可以与第一屏蔽膜电接触,并且还可以沿着电缆的长度延伸。第一排扰线与第一屏蔽膜的电接触可以局限在至少第一处理过的区域处。
第一排扰线与第一屏蔽膜在第一处理过的区域处的电接触可以通过小于2Ω的直流电阻来表征。第一屏蔽膜可以在第一处理过的区域处和第二区域处覆盖第一排扰线,所述第二区域至少与第一处理过的区域一样长,并且第一排扰线和第一屏蔽膜之间的直流电阻在第二区域处可为大于100Ω。在一些情况下,电介质材料可以在第二区域处将第一排扰线与第一屏蔽膜分隔开,并且在第一处理过的区域处可几乎不存在或不存在第一排扰线通过电介质材料与第一屏蔽膜分隔开的情况。
在相关方法中,所提供的电缆可以包括多个导体组、第一屏蔽膜和排扰线。第一屏蔽膜可包括覆盖部分和压紧部分,所述压紧部分被布置为使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一侧上的电缆的压紧部分处。第一排扰线可以沿着电缆的长度延伸。该方法还可包括在第一处理过的区域处有选择地处理电缆,以便在第一处理过的区域中局部增大或建立第一排扰线与第一屏蔽膜的电接触。
在第一处理过的区域处第一排扰线和第一屏蔽膜之间的直流电阻在有选择的处理步骤之前可以为大于100Ω,并且在有选择的处理步骤之后可以为小于2Ω。有选择的处理可以包括在第一处理过的区域处有选择地向电缆施加力。有选择的处理还可以包括在第一处理过的区域处有选择地加热电缆。电缆还可以包括沿着电缆长度延伸、但与第一排扰线间隔开的第二排扰线,并且有选择的处理可基本上不增大或不建立第二排扰线与第一屏蔽膜的电接触。在一些情况下,电缆还可以包括第二屏蔽膜,并且有选择的处理还可以在第一处理过的区域中局部增大或建立第一排扰线与第二屏蔽膜的电接触。
本专利申请还公开了包括多个导体组、第一屏蔽膜以及第一排扰线和第二排扰线的屏蔽电缆。所述多个导体组可以沿着电缆的长度延伸,并且沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体。第一屏蔽膜可包括覆盖部分和压紧部分,所述压紧部分被布置为使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一侧上的电缆的压紧部分处。第一排扰线和第二排扰线可以沿着电缆的长度延伸,并且可至少由于它们二者均与第一屏蔽膜电接触而彼此电连接。例如,第一屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻可以为小于10Ω、或小于2Ω。该电缆可以在电缆的第一末端处与一个或多个第一端接元件组合、并且在电缆的第二末端处与一个或多个第二端接元件组合。
在这种组合中,第一排扰线和第二排扰线可以是沿着电缆的长度延伸的多根排扰线的成员,n1根排扰线可以连接至一个或多个第一端接元件,并且n2根排扰线可以连接至一个或多个第二端接元件。数字n1可以为不等于n2。此外,所述一个或多个第一端接元件可总共具有m1个第一端接元件,并且所述一个或多个第二端接元件可总共具有m2个第二端接元件。在一些情况下,n2>n1,并且m2>m1。在一些情况下,m1=1。在一些情况下,m1=m2。在一些情况下,m1<m2。在一些情况下,m1>1,并且m2>1。
在一些情况下,第一排扰线可电连接至一个或多个第一端接元件,但可能未电连接至一个或多个第二端接元件。在一些情况下,第二排扰线可电连接至一个或多个第二端接元件,但可能未电连接至一个或多个第一端接元件。
本发明还公开了包括多个导体组和第一屏蔽膜的屏蔽电缆。所述多个导体组可以沿着电缆的长度延伸,并且沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体。第一屏蔽膜可包括覆盖部分和压紧部分,所述压紧部分被布置为使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一侧上的电缆的压紧部分处。有利的是,所述多个导体组可包括适合于高速数据传输的一个或多个第一导体组以及适合于电力传输或低速数据传输的一个或多个第二导体组。
电缆还可以包括设置在电缆的相对于第一屏蔽膜的相对侧上的第二屏蔽膜。在一些情况下,电缆可以包括与第一屏蔽膜电接触、并还沿着电缆的长度延伸的第一排扰线。例如,第一屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻可以为小于10Ω、或小于2Ω。一个或多个第一导体组可包括具有多个中心到中心间距为σ1的第一绝缘导体的第一导体组,并且一个或多个第二导体组可包括具有多个中心到中心间距为σ2的第二绝缘导体的第二导体组,并且σ1可以为大于σ2。当电缆平放时,一个或多个第一导体组的绝缘导体可全部布置在单个平面内。此外,当电缆平放时,一个或多个第二导体组可包括具有多个堆叠排列的绝缘导体的第二导体组。一个或多个第一导体组可适合于至少1Gbps(即,1千兆比特/秒或约0.5GHz)、最多至如25Gbps(约12.5GHz)或更高的最大数据传输速率,或例如至少1GHz的最大信号频率,并且一个或多个第二导体组可适合于例如小于1Gbps(约0.5GHz)或小于0.5Gbps(约250MHz)的最大数据传输速率,或例如小于1GHz或0.5GHz的最大信号频率。一个或多个第一导体组可适合于至少3Gbps(约1.5GHz)的最大数据传输速率。
此类电缆可以与设置在电缆的第一末端处的第一端接元件结合。第一端接元件可包括基板和其上的多条导电通路,所述多条导电通路具有布置在第一端接元件的第一末端上的各自的第一端接片。第一导体组和第二导体组的屏蔽导体可以在第一端接元件的第一末端处连接至各自的第一端接片,所述第一端接片采用的有序布置方式与电缆中屏蔽导体的布置方式匹配。多条导电通路可具有布置在第一端接元件的第二末端上的各自的第二端接片,所述第二端接片的布置方式不同于第一末端上的第一端接片的布置方式。
本文还论述了相关方法、系统和制品。
本专利申请的这些方面和其他方面通过下文的具体描述将显而易见。然而,在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对受权利要求书保护的主题的限制,该主题仅受所附权利要求书的限定,并且在审查期间可以进行修改。
附图说明
图1为示例性屏蔽电缆的透视图;
图2a-2g为另外的示例性屏蔽电缆的正面剖视图;
图3a-3d为俯视图,示出了将屏蔽电缆连接到端接元件的示例性端接过程的不同工序;
图4a-4c为其他示例性屏蔽电缆的正面剖视图;
图5a-5c为示出制备屏蔽电缆的示例性方法的透视图;
图6a-6c为示出制备屏蔽电缆的示例性方法的细节的正面剖视图;
图7a和7b为示出制备示例性屏蔽电缆的另一个方面的正面剖视细部图;
图8a为屏蔽电缆的另一个示例性实施例的正面剖视图,图8b为其对应的细部图;
图9为另一条示例性屏蔽电缆的一部分的正面剖视图;
图10为另一条示例性屏蔽电缆的一部分的正面剖视图;
图11a和图11b为示例性屏蔽电缆的两个其他部分的正面剖视图;
图12为比较示例性屏蔽电缆与常规电缆的电绝缘性能的坐标图;
图13为另一条示例性屏蔽电缆的正面剖视图;
图14为可利用高装填密度的导体组的屏蔽电缆组件的透视图;
图15和图16为示例性屏蔽电缆的正面剖视图,这些图还示出了用于表征导体组密度的参数;
图17a为示例性屏蔽电缆组件的俯视图,其中屏蔽电缆连接至端接元件,图17b是其侧视图;
图18a中示出对由该方法制得的电缆拍照的俯视图,并且图18b中示出电缆末端的斜视图。
图18a和图18b为所制造的屏蔽电缆的照片,其中图18a是其俯视图,图18b示出电缆末端的斜视图;
图19为示例性屏蔽电缆的正面剖视图,其示出了一些可能的排扰线位置;
图20a和图20b为屏蔽电缆的一部分的细部正面剖视图,其示出了一种用于在局部区域处的排扰线和屏蔽膜之间提供按需电接触的技术;
图21为电缆的示意性正面剖视图,其示出了一种用于在所选区域处理电缆,从而得到按需接触的工序;
图22a和图22b为屏蔽电缆组件的俯视图,其示出了可供人选择来提供排扰线和屏蔽膜之间的按需接触的可供选择的构型;
图23为另一种屏蔽电缆组件的俯视图,其示出了可供人选择来提供排扰线和屏蔽膜之间的按需接触的另一种构型;
图24a为经制造和处理以具有按需排扰线接触的屏蔽电缆的照片,图24b是图24a的一部分的放大细部图,图24c是图24a的电缆的一端的示意性前正视图;
图25为采用通过屏蔽膜连接到彼此的多根排扰线的屏蔽电缆组件的俯视图;
图26a为采用通过屏蔽膜连接到彼此的多根排扰线的另一种屏蔽电缆组件的俯视图,该组件被布置为扇出构型,图26b为在图26a的线26b-26b处的电缆的剖视图;
图27a为采用通过屏蔽膜连接到彼此的多根排扰线的另一种屏蔽电缆组件的俯视图,该组件也被布置为扇出构型,图27b是在图27a的线27b-27b处的电缆的剖视图;
图28a-d为具有混合导体组的屏蔽电缆的示意性正面剖视图;
图29为具有混合导体组的另一条屏蔽电缆的示意性正面剖视图,图29a示意性地示出了可用于混合导体组屏蔽电缆中的多组低速绝缘导体组;
图30a、图30b和图31为屏蔽电缆组件的示意性俯视图,其中组件的端接元件包括一条或多条导电通路,所述一条或多条导电通路将一根或多根低速信号线从端接元件的一端以另外的路线改道运送至另一端;并且
图32为所制造的混合导体组屏蔽电缆组件的照片。
在这些附图中,相同参考标号指代类似元件。
具体实施方式
如上所概述,本文描述了(除了别的以外)屏蔽带状电缆、涉及屏蔽带状电缆的方法以及使用屏蔽带状电缆的组合和系统。在论述高密度屏蔽电缆的一些方面之前,我们在题为“屏蔽电缆论述”的小节中提供了示例性屏蔽电缆的一般说明。此后,我们在题为“高密度屏蔽电缆”的小节中描述了高密度屏蔽电缆的各方面。我们还描述了其他独特的屏蔽电缆、系统和方法的各方面,如果需要可将这些方面结合高密度结构。因此,我们在题为“具有按需排扰线结构的屏蔽电缆”的小节中描述了具有按需排扰线的屏蔽电缆的各方面。我们在题为“具有多根排扰线的屏蔽电缆”的小节中描述了具有多根排扰线的屏蔽电缆和电缆组件的各方面。我们还在题为“具有混合导体组的屏蔽电缆”的小节中描述了包括混合导体组的屏蔽电缆的各方面。
需要提醒读者的是,提供各小节和小节标题是出于改善组织结构和方便的需要,且将不以受限的方式对其进行解释。例如,小节和小节标题不应当被解释为意味着一个小节的技术、方法、特征或元件不能与另一个小节的技术、方法、特征或元件结合使用。相反,除非清晰地另外指明有相反的意思,否则我们期望来自指定的任何一个或多个小节的任何信息同样适用于其他任何一个或多个小节的信息。因此,例如,高密度屏蔽电缆的各方面不仅可见于题为“高密度屏蔽电缆”的小节、还可见于其他小节。相似地,具有按需排扰线的屏蔽电缆的各方面不仅可见于题为“具有按需排扰线结构的屏蔽电缆”的小节、还可见于其他小节,等等。
第1节:屏蔽电缆论述
随着互连设备的数量增大、速度提高,在此类设备之间传送信号的电缆需要更小并且能够传送较高速度的信号而不具有无法接受的干扰或串扰。在一些电缆中使用屏蔽以减轻由相邻导体传送的信号之间的相互作用。本文所述的电缆中的多种具有基本平坦的构型,并且包括沿着电缆的长度延伸的导体组、以及设置在电缆相对侧上的电屏蔽膜。相邻导体组之间的屏蔽膜的压紧部分有助于导体组彼此电绝缘。电缆中的多种还包括电连接至屏蔽件、并沿着电缆的长度延伸的排扰线。本文所述的电缆构型可帮助简化至导体组和排扰线的连接、减小电缆连接位点的大小和/或为电缆的多端子封端提供机会。
图1示出了包括多个导体组4的示例性屏蔽电缆2,所述多个导体组沿着电缆2宽度w的全部或一部分彼此间隔开,并且沿着电缆2的长度L延伸。电缆2可大体布置为如图1中示出的平面构型,或可以沿着其长度的一处或多处折叠而形成折叠构型。在一些具体实施中,电缆2的某些部分可以布置为平面构型,而电缆的其他部分可折叠。在一些构型中,电缆2的导体组4中的至少一个包括两个沿着电缆2的长度L延伸的绝缘导体6。导体组4的两个绝缘导体6可沿着电缆2长度L的全部或一部分基本上平行地布置。绝缘导体6可以包括绝缘的信号线、绝缘的电源线或绝缘的地线。两个屏蔽膜8设置在电缆2的相对侧上。
第一屏蔽膜和第二屏蔽膜8被布置为使得在横截面中,电缆2包括覆盖区域14和压紧区域18。在电缆2的覆盖区域14中,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜8的覆盖部分7在横截面中基本上围绕每一个导体组4。例如,屏蔽膜的覆盖部分可以总共包围任何指定的导体组的周边的至少75%、或至少80%、85%或90%。第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的压紧部分9在每一个导体组4的每一侧上形成电缆2的压紧区域18。在电缆2的压紧区域18中,屏蔽膜8中的一者或两者偏转,使得屏蔽膜8的压紧部分9更紧密接近。在一些构型中,如图1中所示出,屏蔽膜8两者均在压紧区域18中偏转,以使压紧部分9更紧密接近。在一些构型中,屏蔽膜中的一者在电缆为平面或未折叠构型时可在压紧区域18中保持相对扁平,且电缆相对侧上的其他屏蔽膜可偏转以使屏蔽膜的压紧部分更紧密接近。
电缆2还可包括设置在屏蔽膜8之间、至少设置在压紧部分9之间的粘合剂层10。粘合剂层10使屏蔽膜8的压紧部分9在电缆2的压紧区域18中彼此粘合。粘合剂层10可存在或可不存在于电缆2的覆盖区域14中。
在一些情况下,导体组4在横截面中具有基本上为曲线形的包络区或周边,并且屏蔽膜8设置在导体组4周围,例如以便沿着电缆6长度L的至少一部分且优选地沿着长度L的基本上全部而基本上适形于横截面形状且保持该横截面形状。通过保持该横截面形状,可以保持导体组4的设计中所预期的导体组4的电特性。其优于一些常规屏蔽电缆,在一些常规屏蔽电缆中,围绕导体组设置导电屏蔽件改变了导体组的横截面形状。
虽然在图1中示出的实施例中,每一个导体组4恰好具有两个绝缘导体6,但在其他实施例中,所述导体组中的一些或全部可以仅包括一个绝缘导体、或可以包括两个以上的绝缘导体6。例如,在设计上类似于图1的可供选择的屏蔽电缆可包括具有八个绝缘导体6的一个导体组,或各自仅具有一个绝缘导体6的八个导体组。导体组和绝缘导体的布置上的该灵活性允许以适合于各种各样的预期应用的方式来构造本发明所公开的屏蔽电缆。例如,导体组和绝缘导体可以被构造用于形成:多个双轴电缆(即,多个导体组各自具有两个绝缘导体)、多个同轴电缆(即,多个导体组各自仅具有一个绝缘导体)或它们的组合。在一些实施例中,导体组还可以包括围绕一个或多个绝缘导体设置的导电屏蔽件(未示出)和围绕导电屏蔽件设置的绝缘外皮(未示出)。
在图1示出的实施例中,屏蔽电缆2还包括可选的接地导体12。接地导体12可以包括地线或排扰线。接地导体12可与绝缘导体6间隔开,并且以与绝缘导体6基本上相同的方向延伸。屏蔽膜8可设置在接地导体12周围。粘合剂层10可在接地导体12两侧上的压紧部分9中将屏蔽膜8彼此粘合。接地导体12可以电接触屏蔽膜8中的至少一个。
图2a-2g的剖视图可以表示各种屏蔽电缆或电缆的部分。在图2a中,屏蔽电缆102a包括单个导体组104。导体组104沿着电缆的长度延伸,并且仅具有单个绝缘导体106。如果需要,可以将电缆102a制备为包括在电缆102a的整个宽度上彼此间隔开、且沿着电缆的长度延伸的多个导体组104。两个屏蔽膜108设置在电缆的相对侧上。电缆102a包括覆盖区域114和压紧区域118。在电缆102a的覆盖区域114中,屏蔽膜108包括覆盖导体组104的覆盖部分107。在横截面中,覆盖部分107组合起来基本上围绕导体组104。在电缆102a的压紧区域118中,屏蔽膜108包括在导体组104每一侧上的压紧部分109。
可选的粘合剂层110可以设置在屏蔽膜108之间。屏蔽电缆102a还包括可选的接地导体112。接地导体112与绝缘导体106间隔开,并且在与绝缘导体106基本上相同的方向上延伸。导体组104和接地导体112可被布置为使得它们大体处于平面内,如图2a中所示。
屏蔽膜108的第二覆盖部分113设置在接地导体112周围,并且覆盖接地导体112。粘合剂层110可在接地导体112的两侧上将屏蔽膜108彼此粘合。接地导体112可以电接触屏蔽膜108中的至少一个。在图2a中,绝缘导体106和屏蔽膜108实际上布置为同轴电缆构型。图2a的同轴电缆构型可用于单端电路布置方式中。
如图2a的横向剖视图中所示出,屏蔽膜108的覆盖部分107之间存在最大间距D,并且屏蔽膜108的压紧部分109之间存在最小间距d1。
图2a示出粘合剂层110,其设置在电缆102的压紧区域118中的屏蔽膜108的压紧部分109之间,且设置在电缆102a的覆盖区域114中的屏蔽膜108的覆盖部分107和绝缘导体106之间。在该布置方式中,粘合剂层110在电缆的压紧区域118中将屏蔽膜108的压紧部分109粘合在一起,并且在电缆102a的覆盖区域114中将屏蔽膜108的覆盖部分107粘合至绝缘导体106。
图2b的屏蔽电缆102b与图2a的电缆102a类似,其中类似的元件用类似的附图标号标识,不同的是在图2b中,可选的粘合剂层110b不存在于电缆102的覆盖区域114中的屏蔽膜108的覆盖部分107和绝缘导体106之间。在该布置方式中,粘合剂层110b在电缆的压紧区域118中将屏蔽膜108的压紧部分109粘合在一起,但粘合剂层110不在电缆102的覆盖区域114中将屏蔽膜108的覆盖部分107粘合至绝缘导体106。
参见图2c,屏蔽电缆102c类似于图2a的屏蔽电缆102a,不同的是电缆102c具有包括两个绝缘导体106c的单个导体组104c。如果需要,可以将电缆102c制备为包括多个在电缆102c的整个宽度上间隔开并沿着电缆的长度延伸的导体组104c。绝缘导体106c大致布置在单个平面内并且有效地布置成双轴构型。图2c的双轴电缆构型可用于差分对电路布置方式或单端电路布置方式中。
两个屏蔽膜108c设置在导体组104c的相对侧上。电缆102c包括覆盖区域114c和压紧区域118c。在电缆102c的覆盖区域114c中,屏蔽膜108c包括覆盖导体组104c的覆盖部分107c。在横截面中,覆盖部分107c组合起来基本上围绕导体组104c。在电缆102c的压紧区域118c中,屏蔽膜108c包括在导体组104c每一侧上的压紧部分109c。
可选的粘合剂层110c可以设置在屏蔽膜108c之间。屏蔽电缆102c还包括类似于如上论述的接地导体112的可选的接地导体112c。接地导体112c与绝缘导体106c间隔开,并且在与绝缘导体106c基本上相同的方向上延伸。导体组104c和接地导体112c可被布置为使得它们大体处于平面内,如图2c中所示。
如图2c的横截面中所示,屏蔽膜108c的覆盖部分107c之间存在最大间距D;屏蔽膜108c的压紧部分109c之间存在最小间距d1;绝缘导体106c之间的屏蔽膜108c之间存在最小间距d2。
图2c示出粘合剂层110c,其设置在电缆102c的压紧区域118c中的屏蔽膜108c的压紧部分109c之间,且设置在电缆102c的覆盖区域114c中的屏蔽膜108c的覆盖部分107c和绝缘导体106c之间。在该布置方式中,粘合剂层110c在电缆102c的压紧区域118c中将屏蔽膜108c的压紧部分109c粘合在一起,并且还在电缆102c的覆盖区域114c中将屏蔽膜108c的覆盖部分107c粘合至绝缘导体106c。
图2d的屏蔽电缆102d与图2c的电缆102c类似,其中类似的元件用类似的附图标号标识,不同的是在电缆102d中,可选的粘合剂层110d不存在于电缆的覆盖区域114c中的屏蔽膜108c的覆盖部分107c与绝缘导体106c之间。在该布置方式中,粘合剂层110d在电缆的压紧区域118c中将屏蔽膜108c的压紧部分109c粘合在一起,但不在电缆102d的覆盖区域114c中将屏蔽膜108c的覆盖部分107c粘合至绝缘导体106c。
现在参见图2e,我们看到屏蔽电缆102e的横截面图在多个方面与图2a的屏蔽电缆102a类似。然而,其中电缆102a包括仅具有单个绝缘导体106的单个导体组104,而电缆102e包括具有两个沿着电缆102e的长度延伸的绝缘导体106e的单个导体组104e。可以将电缆102e制备为具有多个在电缆102e的整个宽度上彼此间隔开并沿着电缆102e的长度延伸的导体组104e。绝缘导体106e被有效地布置成双绞式电缆构造,从而使绝缘导体106e互相扭绞并沿着电缆102e的长度延伸。
图2f示出的另一条屏蔽电缆102f也在多个方面类似于图2a的屏蔽电缆102a。然而,其中电缆102a包括仅具有单个绝缘导体106的单个导体组104,而电缆102f包括具有四个沿着电缆102f的长度延伸的绝缘导体106f的单个导体组104f。可以将电缆102f制备为具有多个在电缆102f的整个宽度上彼此间隔开并沿着电缆102f的长度延伸的导体组104f。
绝缘导体106f被有效地布置成四芯电缆构造,这样当绝缘导体106f沿着电缆102f的长度延伸时,绝缘导体106f可以互相扭绞,也可以不互相扭绞。
重新参照图2a-2f,屏蔽电缆的其他实施例可以包括大致布置在单个平面内的多个间隔开的导体组104、104c、104e或104f或它们的组合。任选地,屏蔽电缆可以包括多个接地导体112,所述多个接地导体与导体组的绝缘导体间隔开并大致以与导体组的绝缘导体相同的方向延伸。在某些构型中,导体组和接地导体可以大致布置在单个平面内。图2g示出此类屏蔽电缆的示例性实施例。
参见图2g,屏蔽电缆102g包括大致布置在平面内的多个间隔开的导体组104、104c。屏蔽电缆102g还包括设置在导体组104、104c之间并且位于屏蔽电缆102g两侧或边缘处的可选的接地导体112。
第一屏蔽膜和第二屏蔽膜208设置在电缆102g的相对侧上,并且被布置为使得在横截面中,电缆102g包括覆盖区域224和压紧区域228。在电缆的覆盖区域224中,在横截面中,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜208的覆盖部分217基本上围绕每一个导体组104、104c。第一屏蔽膜和第二屏蔽膜208的压紧部分219在每一个导体组104、104c的两侧上形成压紧区域218。
屏蔽膜208设置在接地导体112周围。可选的粘合剂层210设置在屏蔽膜208之间并使屏蔽膜208的压紧部分219在每一个导体组104、104c两侧上的压紧区域228中彼此粘合。屏蔽电缆102g包括同轴电缆布置(导体组104)和双轴电缆布置(导体组104c)的组合,并且因此可以被称为混合电缆布置。
可以将一条、两条或更多条屏蔽电缆端接到端接元件,如印刷电路板、插卡等。因为绝缘导体和接地导体可以大致布置在单个平面内,所以本发明所公开的屏蔽电缆能很好地适于整体剥离(即,从绝缘导体上同时剥离屏蔽膜和绝缘体)和多端子封端(即,同时端接绝缘导体和接地导体的已剥离端),这使得能够进行更加自动化的电缆组装过程。这是本发明所公开的屏蔽电缆中的至少一些屏蔽电缆的优点。例如,绝缘导体和接地导体的已剥离端可以(例如)被端接到接触导电路径或印刷电路板上的其他元件。在其他情况下,绝缘导体和接地导体的已剥离端可以被端接到任何合适的端接装置的任何合适的单个接触元件,例如,电连接器的电触点。
图3a-3d示出了将屏蔽电缆302端接到印刷电路板或其他端接元件314的示例性端接过程。这种端接过程可以是多端子封端过程,并且包括剥离(在图3a-3b中示出)、对齐(在图3c中示出)和端接(在图3d中示出)这些步骤。当形成可以通常采用本文所示和/或所述的任何电缆形式的屏蔽电缆302时,屏蔽电缆302的导体组304、绝缘导体306和接地导体312的布置方式可以与印刷电路板314上的接触元件316的布置方式匹配,这可以消除对齐或端接过程中屏蔽电缆302的端部的任何显著操作。
在图3a示出的步骤中,移除屏蔽膜308的端部308a。可以使用任何合适的方法,例如机械剥离或激光剥离。该步骤使绝缘导体306和接地导体312的端部暴露。在一个方面,整体剥离屏蔽膜308的端部308a是可能的,因为它们形成与绝缘导体306的绝缘体分离的整体连接层。从绝缘导体306上移除屏蔽膜308可以防止在这些位置处出现电短路,并且还可以独立地移动绝缘导体306和接地导体312的暴露端部。在图3b所示的步骤中,移除绝缘导体306的绝缘体的端部306a。可以使用任何合适的方法,例如机械剥离或激光剥离。该步骤使绝缘导体306的导体的端部暴露。在图3c所示的步骤中,将屏蔽电缆302与印刷电路板314对齐,使得屏蔽电缆302的绝缘导体306的导体的端部和接地导体312的端部与印刷电路板314上的接触元件316对齐。在图3d所示的步骤中,屏蔽电缆302的绝缘导体306的导体的端部和接地导体312的端部被端接到印刷电路板314上的接触元件316。举例来说,可使用的合适的端接方法的实例包括软焊、焊接、卷曲、机械夹持和粘合性粘合。
在一些情况下,本发明所公开的屏蔽电缆可以被制成包括设置在导体组之间的一个或多个纵向狭缝或其他裂缝。可以用裂缝至少沿着屏蔽电缆的长度的一部分分开各个导体组,从而至少增加电缆的侧向柔韧性。这可以(例如)更易于将屏蔽电缆设置到曲线型外侧护套内。在其他实施例中,可以设置裂缝,以便分开单个或多个导体组和接地导体。为了保持导体组和接地导体的间距,裂缝沿着屏蔽电缆的长度可以是不连续的。为了保持屏蔽电缆的至少一个端部中的导体组和接地导体的间距以便保持多端子封端能力,裂缝可以不延伸到电缆的一个或两个端部中。可以用任何合适的方法在屏蔽电缆中形成裂缝,例如使用激光切割或冲压。作为纵向裂缝的替代或者结合纵向裂缝,可以在本发明所公开的屏蔽电缆中形成其他合适形状的开口,如孔,以便例如至少增加电缆的侧向柔韧性。
本发明所公开的屏蔽电缆中所用的屏蔽膜可以具有多种构型并可以用多种方法制备。在一些情况下,一个或多个屏蔽膜可以包括导电层和非导电聚合物层。导电层可以含有任何合适的导电材料,包括(但不限于)铜、银、铝、金及其合金。非导电聚合物层可以包括任何合适的聚合物材料,包括(但不限于)聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚亚苯基硫化物、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、硅橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、聚氨酯、丙烯酸酯、有机硅、天然橡胶、环氧树脂和合成橡胶粘合剂。非导电聚合物层可以含有一种或多种添加剂和/或填料,从而得到适于预期应用的属性。在一些情况下,屏蔽膜中的至少一个可以包括设置在导电层和非导电聚合物层之间的层合粘合剂层。对于具有设置在非导电层上的导电层的屏蔽膜,或具有一个导电的主外表面和基本上不导电的相对的主外表面的屏蔽膜而言,可以根据需要以若干不同的取向将屏蔽膜结合到屏蔽电缆中。在一些情况下,例如,导电表面可以面对绝缘线和地线的导体组,并且在一些情况下,非导电表面可以面对那些元件。如果电缆的相对侧上使用两个屏蔽膜,膜可以被取向为使得它们的导电表面彼此面对,并且各自面对导体组和地线,或者它们可以被取向为使得它们的非导电表面彼此面对并各自面对导体组和地线,或者它们可以被取向为使得一个屏蔽膜的导电表面面对导体组和地线,而另一个屏蔽膜的非导电表面面对电缆另一侧的导体组和地线。
在一些情况下,屏蔽膜中的至少一个可以是或包括独立导电膜,如适形的或柔性的金属箔。可以基于适于预期应用的多个设计参数(例如柔性、电性能)和屏蔽电缆的构型(例如,是否存在接地导体和接地导体的位置)来选择屏蔽膜的构造。在一些情况下,屏蔽膜可以具有一体地形成的构造。在一些情况下,屏蔽膜可以具有0.01mm至0.05mm范围内的厚度。屏蔽膜有利地在导体组之间提供绝缘、屏蔽和精确间距,并允许进行自动化更高和成本更低的电缆制备过程。另外,屏蔽膜防止被称为“信号吸出”的现象或共振,由此在特定频度范围内出现高信号衰减。这种现象通常出现在导电屏蔽件卷绕在导体组周围的常规屏蔽电缆中。
如本文其他地方所述,电缆构造中可以使用粘合剂材料在电缆的覆盖区域处将一个或两个屏蔽膜粘合到导体组中的一个、一些或所有,和/或可以用粘合剂材料在电缆的压紧区域处将两个屏蔽膜粘合在一起。粘合剂材料层可以设置在至少一个屏蔽膜上,在电缆的相对侧上使用两个屏蔽膜的情况中,粘合剂材料层可以设置在两个屏蔽膜上。在后一种情况下,一个屏蔽膜上使用的粘合剂优选地与另一个屏蔽膜上使用的粘合剂相同,但如果需要也可以不同。给定的粘合剂层可以包含电绝缘粘合剂,并可以提供两个屏蔽膜之间的绝缘粘合。此外,给定的粘合剂层可以提供屏蔽膜中的至少一个与导体组中的一个、一些或所有的绝缘导体之间,以及屏蔽膜中的至少一个与接地导体中的一个、一些或所有(如果有的话)之间的绝缘粘合。或者,给定的粘合剂层可以包含导电粘合剂,并可以提供两个屏蔽膜之间的导电粘合。此外,给定的粘合剂层可以提供屏蔽膜中的至少一个与接地导体中的一个、一些或所有(如果有的话)之间的导电粘合。合适的导电粘合剂包括导电颗粒,从而提供电流的流动。导电颗粒可以是当前所使用的任何类型的颗粒,如球体、薄片、棒、立方体、无定形或其他颗粒形状。它们可以是固体或基本为固体的颗粒,如炭黑、碳纤维、镍球体、带镍涂层的铜球体、带金属涂层的氧化物、带金属涂层的聚合物纤维或其他类似的导电颗粒。这些导电颗粒可以由被镀覆或涂覆有诸如银、铝、镍或铟锡氧化物之类的导电材料的电绝缘材料制成。这些带金属涂层的绝缘材料可以是基本中空的颗粒,如中空玻璃球体,或者可以包括固体材料,如玻璃微珠或金属氧化物。导电颗粒可以是约数十微米至纳米级的材料,如碳纳米管。合适的导电粘合剂还可以包括导电性聚合物基质。
当用于给定电缆构造时,粘合剂层优选地相对于电缆的其他元件在形状上基本上适形,并适形于电缆的弯曲运动。在一些情况下,给定的粘合剂层可以是基本上连续的,如沿着给定屏蔽膜的给定主表面的基本上整个长度和宽度延伸。在一些情况下,粘合剂层可以为基本上不连续的。例如,粘合剂层可以只存在于沿着给定屏蔽膜的长度或宽度的某些部分中。不连续的粘合剂层可以例如包括多个纵向粘合剂条,它们设置在如每一个导体组两侧上的屏蔽膜的压紧部分之间和接地导体(如果有的话)旁边的屏蔽膜之间。给定粘合剂材料可以是或包括压敏粘合剂、热熔性粘合剂、热固性粘合剂和固化性粘合剂中的至少一种。粘合剂层可以被构造用于提供比一个或多个绝缘导体与屏蔽膜之间的粘合显著更强的屏蔽膜之间的粘合。这可以例如通过适当地选择粘合剂制剂来实现。这种粘合剂构型的优点是易于将屏蔽膜从绝缘导体的绝缘部分剥离。在其他情况下,粘合剂层可以被构造用于提供强度基本上相等的屏蔽膜之间的粘合和一个或多个绝缘导体与屏蔽膜之间的粘合。这种粘合剂构型的优点是在屏蔽膜之间锚接绝缘导体。当具有该构造的屏蔽电缆弯曲时,允许进行极小的相对运动,从而减小了屏蔽膜翘曲的可能性。可以基于预期应用来选择合适的粘合强度。在一些情况下,可以使用厚度小于约0.13mm的适形的粘合剂层。在示例性的实施例中,粘合剂层具有小于约0.05mm的厚度。
给定的粘合剂层可以适形,以实现所需的屏蔽电缆的机械和电性能特性。例如,粘合剂层可以适形,以便使导体组之间的区域中的屏蔽膜之间更薄,这可以至少增加屏蔽电缆的侧向柔韧性。这样可以更易于将屏蔽电缆设置到曲线型外侧护套中。在一些情况下,粘合剂层可以适形,以便使紧邻导体组的区域中更厚并基本上适形于导体组。这可以提高机械强度并能够在这些区域中形成大致曲线形状的屏蔽膜,从而可以例如在折曲电缆时提高屏蔽电缆的耐久性。另外,这有助于沿着屏蔽电缆的长度保持绝缘导体相对于屏蔽膜的位置和间距,从而可以使屏蔽电缆获得更均匀的阻抗和更佳的信号完整性。
给定的粘合剂层可以适形,以便有效地将其从导体组之间的区域中(如电缆压紧区域中)的屏蔽膜之间部分地或完全移除。因此,在这些区域中屏蔽膜可以彼此电接触,这可以提高电缆的电性能。在一些情况下,粘合剂层可以适形,以便有效地将其从屏蔽膜中的至少一个与接地导体之间部分地或完全移除。因此,在这些区域中,接地导体可以电接触屏蔽膜中的至少一个,这可以提高电缆的电性能。即使在薄粘合剂层保留在屏蔽膜中的至少一个与给定接地导体之间的情况下,接地导体上的突起物可以穿透薄粘合剂层,从而按照预期建立电接触。
图4a-4c为三个示例性屏蔽电缆的剖视图,示出了屏蔽电缆中的接地导体的布置方式的实例。屏蔽电缆的一个方面是屏蔽件的正确接地,此类接地可以用多种方法实现。在一些情况下,给定接地导体可以与屏蔽膜中的至少一个电接触,使得将给定接地导体接地也可以使屏蔽膜或膜接地。此类接地导体也可以被称为“排扰线”。屏蔽膜与接地导体之间的电接触的特征可在于相对较低的直流电阻,如,小于10Ω、或小于2Ω或基本上为0Ω的直流电阻。在一些情况下,给定接地导体可以不与屏蔽膜电接触,但可以是电缆构造中的单独元件,它独立地端接到任何合适的端接元件的任何合适的单独的接触元件,例如印刷电路板、背板或其他装置的导电路径或其他接触元件。此类接地导体也可以被称为“地线”。图4a示出了示例性的屏蔽电缆,其中接地导体设置在屏蔽膜的外部。在图4b和图4c示出的实施例中,接地导体设置在屏蔽膜之间,并可以包含在导体组中。可以将一个或多个接地导体设置在屏蔽膜的外部、屏蔽膜之间或这二者的组合的任何合适的位置中。
参见图4a,屏蔽电缆402a包括沿着电缆402a的长度延伸的单个导体组404a。导体组404a具有两个绝缘导体406,即一对绝缘导体。可以将电缆402a制成具有多个在电缆的整个宽度上彼此间隔开并沿着电缆的长度延伸的导体组404a。设置在电缆相对侧上的两个屏蔽膜408a包括覆盖部分407a。在横截面中,覆盖部分407a组合起来基本上围绕导体组404a。可选的粘合剂层410a设置在屏蔽膜408a的压紧部分409a之间,并使屏蔽膜408a在导体组404a的两侧上彼此粘合。绝缘导体406大致布置在单个平面内并有效地布置成双轴电缆构型,其可用于单端电路布置方式或差分对电路布置方式。屏蔽电缆402a还包括多个设置在屏蔽膜408a外部的接地导体412。接地导体412被设置在导体组404a之上、之下或两侧上。任选地,电缆402a包括围绕屏蔽膜408a和接地导体412的保护膜420。保护膜420包括保护层421和将保护层421粘合到屏蔽膜408a和接地导体412的粘合剂层422。或者,可以用外部导电屏蔽件(例如,导电编织物)和外部绝缘外皮(未示出)围绕屏蔽膜408a和接地导体412。
参见图4b,屏蔽电缆402b包括沿着电缆402b的长度延伸的单个导体组404b。导体组404b具有两个绝缘导体406,即一对绝缘导体。可以将电缆402b制成具有多个在电缆的整个宽度上彼此间隔开并沿着电缆的长度延伸的导体组404b。两个屏蔽膜408b设置在电缆402b的相对侧上并包括覆盖部分407b。在横截面中,覆盖部分407b组合起来基本上围绕导体组404b。可选的粘合剂层410b设置在屏蔽膜408b的压紧部分409b之间,并使屏蔽膜在导体组的两侧上彼此粘合。绝缘导体406大致布置在单个平面内并有效地布置成双轴或差分对电缆构造。屏蔽电缆402b还包括设置在屏蔽膜408b之间的多个接地导体412。接体导体412中的两个被包括在导体组404b中,并且接地导体412中的两个与导体组404b间隔开。
参见图4c,屏蔽电缆402c包括沿着电缆402c的长度延伸的单个导体组404c。导体组404c具有两个绝缘导体406,即一对绝缘导体。可以将电缆402c制成具有多个在电缆的整个宽度上彼此间隔开并沿着电缆的长度延伸的导体组404c。两个屏蔽膜408c设置在电缆402c的相对侧上并包括覆盖部分407c。在横截面中,覆盖部分407c组合起来基本上围绕导体组404c。可选的粘合剂层410c设置在屏蔽膜408c的压紧部分409c之间,并使屏蔽膜408c在导体组404c的两侧上彼此粘合。绝缘导体406大致布置在单个平面内并有效地布置成双轴或差分对电缆构造。屏蔽电缆402c还包括设置在屏蔽膜408c之间的多个接地导体412。所有接地导体412都被包括在导体组404c中。接地导体412中的两个和绝缘导体406大致布置在单个平面内。
如果需要,可以用一个或多个导电的电缆夹将本发明所公开的屏蔽电缆连接到电路板或其他端接元件。例如,屏蔽电缆可以包括大致布置在单个平面内的多个间隔开的导体组,并且每一个导体组可以包括两个沿着电缆长度延伸的绝缘导体。可以将两个屏蔽膜设置在电缆的相对侧上,并且在横截面中,它们基本上围绕导体组中的每一个。可以将电缆夹夹到或者说是附接到屏蔽电缆的端部,使得屏蔽膜中的至少一个电接触电缆夹。电缆夹可以被构造用于端接到接接地参考,如印刷电路板上的导电线路或其他接触元件,以建立屏蔽电缆与接接地参考之间的接地连接。举例来说,可以使用任何合适的方法,包括软焊、焊接、卷曲、机械夹持和粘附性粘合,将电缆夹端接至接接地参考。当被端接时,电缆夹可以有利于将屏蔽电缆的绝缘导体的导体的端部端接至端接点的接触元件,例如印刷电路板上的接触元件。屏蔽电缆可以包括如本文所述的一个或多个接地导体,所述接地导体可以除了屏蔽膜中的至少一个之外还电接触电缆夹或者可以接触电缆夹而非接触屏蔽膜中的至少一个。
图5a-5c示出了示例性的屏蔽电缆制备方法。具体地讲,这些图示出了制备可基本上与图1中所示出的屏蔽电缆相同的屏蔽电缆的示例性方法。
在图5a所示的步骤中,使用任何合适的方法(例如挤出)形成,或者说是提供绝缘导体506。可以形成具有任何合适长度的绝缘导体506。然后,可以提供这样的绝缘导体506或者将其切割成期望的长度。可以用类似的方式形成和提供接地导体512(参见图5c)。
在图5b所示的步骤中,形成屏蔽膜508。可以使用任何合适的方法例如连续宽幅材处理法来形成单层或多层幅材。可以形成具有任何合适长度的屏蔽膜508。然后,可以提供这样的屏蔽膜508或者将其切割成期望的长度和/或宽度。可以将屏蔽膜508预形成为具有横向部分折叠,以增加纵向上的柔韧性。屏蔽膜中的一个或两个可以包括适形的粘合剂层510,可以使用任何合适的方法,例如层合或溅射法在屏蔽膜508上形成适形的粘合剂层。
在图5c所示的步骤中,提供了多个绝缘导体506、接地导体512和屏蔽膜508。提供了成形工具524。成形工具524包括一对成形辊526a、526b,成形辊的形状与成品屏蔽电缆的所需横截面形状相对应,成形工具还包括辊缝528。根据所需屏蔽电缆(例如本文所示和/或所述的任何电缆)的构型布置绝缘导体506、接地导体512和屏蔽膜508,并且将它们设置在成形辊526a、526b附近,然后将它们同时送入成形辊526a、526b的辊缝528中,并设置在成形辊526a、526b之间。成形工具524围绕导体组504和接地导体512形成屏蔽膜508,并使屏蔽膜508在每一个导体组504和接地导体512的两侧上彼此粘合。可以施加热以便于进行粘合。尽管在该实施例中,在单次操作中形成围绕导体组504和接地导体512的屏蔽膜508并使屏蔽膜508在每一个导体组504和接地导体512的两侧上彼此粘合,但是在其他实施例中,可以以单独的一些操作来进行这些步骤。
在后续的制造操作中,如果需要,可以在导体组之间形成纵向裂缝。可以用任何合适的方法在屏蔽电缆中形成此类裂缝,例如使用激光切割或冲压。在另一个任选的制造操作中,可以沿着压紧区域将屏蔽电缆多次纵向折叠成束,并且可以用任何合适的方法在折叠的束周围提供外部导电性屏蔽件。也可以用任何合适的方法在外部导电性屏蔽件周围提供外侧护套,例如使用挤出。在其他实施例中,可以省略外部导电性屏蔽件,并且可以由自身在折叠的屏蔽电缆周围提供外侧护套。
图6a-6c详细示出了制备屏蔽电缆的示例性方法。具体地讲,这些图示出了在形成和粘合屏蔽膜的过程中如何将一个或多个粘合剂层适形地成形。
在图6a所示的步骤中,提供了绝缘导体606、与绝缘导体606间隔开的接地导体612和两个屏蔽膜608。屏蔽膜608各自包括适形的粘合剂层610。在图6b-6c所示的步骤中,在绝缘导体606和接地导体612周围形成屏蔽膜608,并且屏蔽膜彼此粘合。最初,如图6b所示,粘合剂层610仍然具有其原始厚度。随着屏蔽膜608形成和粘合的进行,粘合剂层610适形,以获得成品屏蔽电缆602(图6c)所需的机械和电性能特性。
如图11c所示,粘合剂层610适形,以便使绝缘导体606和接地导体612两侧上的屏蔽膜608之间较薄;从这些区域移走部分粘合剂层610。另外,粘合剂层610适形,以便使紧邻绝缘导体606和接地导体612的区域较厚,并且基本适形于绝缘导体606和接地导体612;部分粘合剂层610被移入这些区域中。另外,粘合剂层610适形,以便有效地将其从屏蔽膜608和接地导体612之间移除;从这些区域移走粘合剂层610,使得接地导体612电接触屏蔽膜608。
图7a和图7b示出示例性屏蔽电缆的制备过程中与压紧区域有关的详情。屏蔽电缆702(参见图7b)使用两个屏蔽膜708制成,并且包括压紧区域718(参见图7b),其中屏蔽膜708可以是大致平行的。屏蔽膜708包括非导电聚合物层708b、设置在非导电聚合物层708b上的导电层708a和设置在导电层708a上的阻挡层708d。适形的粘合剂层710设置于阻挡层708d上。压紧区域718包括设置在屏蔽膜708之间的纵向接地导体712。迫使屏蔽膜一起围绕接地导体之后,接地导体712与屏蔽膜708的导电层708a形成间接电接触。通过由阻挡层708d提供受控的导电层708a和接地导体712的分离,使得能够进行这种间接电接触。在一些情况下,阻挡层708d可以是或包括非导电聚合物层。如图所示,用外部压力(参见图17a)将导电层708a压在一起,并迫使粘合剂层710适形地围绕接地导体712(图17b)。因为阻挡层708d至少在相同的加工条件下不会适形,所以它防止接地导体712与屏蔽膜708的导电层708a之间发生直接电接触,而是实现间接电接触。可以通过选择阻挡层708d的厚度和介电性能获得较低的目标直流电阻,即间接型电接触。在一些实施例中,接地导体与屏蔽膜之间的特性直流电阻可以为例如小于10Ω,或小于5Ω,但大于0Ω,以实现所需的间接电接触。在一些情况下,希望给定接地导体与一个或两个屏蔽膜之间形成直接电接触,因此此类接地导体与此类屏蔽膜之间的直流电阻可以基本上为0Ω。
在示例性的实施例中,屏蔽电缆的覆盖区域包括同心区域和设置在给定导体组一侧或两侧上的过渡区域。同心区域中的给定屏蔽膜的部分被称为屏蔽膜的同心部分,过渡区域中的屏蔽膜的部分被称为屏蔽膜的过渡部分。过渡区域可以被构造用于提供屏蔽电缆的高可制造性并消除张力和应力。使过渡区域沿着屏蔽电缆的长度保持基本上一致的构型(包括,如,尺寸、形状、容量和曲率半径等方面)有助于使屏蔽电缆具有基本上一致的电性能,例如,高频隔离、阻抗、偏差、插入损耗、反射、模式变换、眼图开张度和抖动。
另外,在某些实施例中,例如在其中导体组包括两个沿着电缆长度延伸、大致布置在单个平面内并且有效地布置成可以差分对电路布置方式连接的双轴电缆的绝缘导体的实施例中,通过使过渡部分沿着屏蔽电缆的长度保持基本一致的构型,可以有利地为导体组中的两个导体提供偏离理想同心情况的基本上相同的电磁场偏差。因此,小心控制该过渡部分沿着屏蔽电缆长度的构型有助于使电缆获得有利的电性能和特性。图8a至图10示出了屏蔽电缆的多个示例性实施例,其包括设置在导体组一侧或两侧上的屏蔽膜过渡区域。
图8a和图8b的剖视图中所示的屏蔽电缆802包括沿着电缆长度延伸的单个导体组804。可以将电缆802制成具有多个沿着电缆的宽度彼此间隔开并沿着电缆的长度延伸的导体组804。虽然图8a中仅示出了一个绝缘导体806,但如果需要,多个绝缘导体可包括在导体组804中。
最靠近电缆压紧区域的导体组的绝缘导体被视为导体组的末端导体。如图所示,导体组804具有单个绝缘导体806,它也是末端导体,因为它的位置最靠近屏蔽电缆802的压紧区域818。
第一屏蔽膜和第二屏蔽膜808设置在电缆的相对侧上并包括覆盖部分807。在横截面中,覆盖部分807基本上围绕导体组804。可选的粘合剂层810设置在屏蔽膜808的压紧部分809之间,并使屏蔽膜808在导体组804两侧上的电缆802的压紧区域818中彼此粘合。可选的粘合剂层810可以部分地或完全延伸穿过屏蔽膜808的覆盖部分807,如,从导体组804一侧上的屏蔽膜808的压紧部分809延伸至导体组804另一侧上的屏蔽膜808的压紧部分809。
绝缘导体806被有效地布置成可用于单端电路布置方式的同轴电缆。屏蔽膜808可以包括导电层808a和非导电聚合物层808b。在一些实施例中,如图8a和图8b所示,两个屏蔽膜的导电层808a面向绝缘导体。或者,屏蔽膜808中的一个或全部两个的导电层的取向可以反转,如本文其他地方所述。
屏蔽膜808包括与导体组804的末端导体806基本上同心的同心部分。屏蔽电缆802包括过渡区域836。电缆802的过渡区域836中的屏蔽膜808的部分为屏蔽膜808的过渡部分834。在一些实施例中,屏蔽电缆802包括设置在导体组804两侧上的过渡区域836,并且在一些实施例中,过渡区域836可以仅设置在导体组804的一侧上。
过渡区域836由屏蔽膜808和导体组804限定。过渡区域836中的屏蔽膜808的过渡部分834提供屏蔽膜808的同心部分811与压紧部分809之间的逐渐过渡。与例如直角过渡或过渡点(与过渡部分相对)的急剧过渡形成对照,逐渐或平滑的过渡(例如大致S形过渡)消除了过渡区域836中的屏蔽膜808的张力和应力,并防止了当使用屏蔽电缆802时(例如当横向或轴向弯曲屏蔽电缆802时)屏蔽膜808受损。这种受损可能包括例如导电层808a断裂和/或导电层808a与非导电聚合物层808b之间失去粘合。另外,逐渐过渡防止了在制造屏蔽电缆802的过程中屏蔽膜808受损,这种受损可能包括例如导电层808a和/或非导电聚合物层808b的开裂或断开。在屏蔽带状电缆中的导体组中的一个、一些或所有的一侧或两侧上使用本发明所公开的过渡区域代表着脱离了常规的电缆构型,例如,屏蔽件通常连续地设置在单个绝缘导体周围的典型同轴电缆,或者屏蔽件连续设置在一对绝缘导体周围的典型的常规双轴电缆。尽管这些常规的屏蔽构型可以提供模型电磁概况,但此类概况可能并非获得给定应用的合格电性能所必需的。
根据本发明所公开的屏蔽电缆中的至少一些的一个方面,通过减小过渡区域的电冲击,如,通过减小过渡区域的尺寸和/或仔细控制过渡区域沿着屏蔽电缆长度的构型,可以获得合格的电性能。通过减小过渡区域的尺寸可以减小电容偏差并且可以减小多个导体组之间所需的间距,从而减小导体组间距和/或增大导体组之间的电隔离。仔细控制过渡区域沿着屏蔽电缆长度的构型有助于获得可预期的电性能和一致性,这可供高速传输线路使用,从而可以更可靠地传输电数据。当过渡部分的尺寸接近尺寸下限时,仔细控制过渡区域沿着屏蔽电缆长度的构型是一个因素。
通常考虑到的电特性是传输线路的特性阻抗。沿着传输线路长度的任何阻抗变化可能造成功率反射回到源,而不是被发送到目标。理想的是,沿着传输线路的长度,传输线路将没有阻抗变化,但是,根据预期应用,高达5%-10%的变化可能是合格的。在双轴电缆(采用不同方式驱动)中通常考虑的另外的电特性是成对的两个传输线路沿着其长度的至少一部分的有偏差或不相等的传输速度。所述偏差使差分信号转化为可以被反射回到源的共模信号,降低已发送信号的强度,产生电磁辐射并且可以急剧增加比特误差率,特别是抖动。理想的是,一对传输线路将没有偏差,但是根据预期应用,高达所关注频率(例如,6GHz)的小于-25至-30dB的差分S-参数SCD21或SCD12的值(代表传输线路的一端与另一端的差分-共模转换)可能是合格的。或者,可以在时域中测量偏差并且将其与所需规格进行比较。根据预期应用,小于约20皮秒/米(ps/m)的值和优选地小于约10ps/m的值可能是合格的。
再次参见图8a和图8b,为了在一定程度上帮助获得合格的电性能,屏蔽电缆802的过渡区域836可以各自包括横截面过渡区域836a。过渡区域836a优选地小于导体806的横截面区域806a。如图8b最佳示出的,过渡区域836的横截面过渡区域836a由过渡点834’和834”限定。
在屏蔽膜偏离与导体组804的末端绝缘导体806基本上同心的位置的地方出现过渡点834’。过渡点834’为屏蔽膜808的拐点,屏蔽膜808的曲率在该点处改变正负号。例如,参照图8b,在图中为上部过渡点834’的拐点处,上部屏蔽膜808的弯曲从向下凹过渡为向上凹。在图中为下部过渡点834’的拐点处,下部屏蔽膜808的弯曲从向上凹过渡为向下凹。在屏蔽膜808的压紧部分809之间的间距超过压紧部分809的最小间距d1预定的系数,如1.2或1.5的地方出现另一个过渡点834”。
另外,每一个过渡区域836a可以包括空隙区域836b。导体组804任一侧上的空隙区域836b可以基本上相同。另外,粘合剂层810可以在屏蔽膜808的同心部分811处具有厚度Tac,并在屏蔽膜808的过渡部分834处具有大于厚度Tac的厚度。相似地,粘合剂层810可以在屏蔽膜808的压紧部分809之间具有厚度Tap,并在屏蔽膜808的过渡部分834处具有大于厚度Tap的厚度。粘合剂层810可以占横截面过渡区域836a的至少25%。在过渡区域836a中存在粘合剂层810,特别是在厚度大于厚度Tac或厚度Tap处,有助于提高过渡区域836中的电缆802的强度。
通过仔细控制屏蔽电缆802的多个元件的制造工艺和材料特性,可以减少过渡区域836中的空隙区域836b和适形的粘合剂层810的厚度的变化,这继而可以减小横截面过渡区域836a的电容的变化。屏蔽电缆802可以包括位于导体组804一侧或两侧上的过渡区域836,其包括基本上等于或小于导体806的横截面区域806a的横截面过渡区域836a。屏蔽电缆802可以包括位于导体组804一侧或两侧上的过渡区域836,其包括沿着导体806的长度基本上相同的横截面过渡区域836a。例如,横截面过渡区域836a在1米长度内的变化可以为小于50%。屏蔽电缆802可以包括位于导体组804两侧上的过渡区域836,其各自包括横截面过渡区域,其中横截面区域834a的总和沿着导体806的长度基本上相同。例如,横截面区域834a的总和在1m长度内的变化可以为小于50%。屏蔽电缆802可以包括位于导体组804两侧上的过渡区域836,其各自包括横截面过渡区域836a,其中横截面过渡区域836a基本上相同。屏蔽电缆802可以包括位于导体组804两侧上的过渡区域836,其中过渡区域836基本上一致。绝缘导体806具有绝缘体厚度Ti,并且过渡区域836可以具有比绝缘体厚度Ti小的横向长度Lf。绝缘导体806的中央导体具有直径Dc,并且过渡区域836可以具有比直径Dc小的横向长度Lf。上述各种构型可以提供保持在所需范围内的特性阻抗,例如在给定长度例如1米内的目标阻抗值(例如50Ω)的5%-10%内。
举例来说,可以影响过渡区域836沿着屏蔽电缆802长度的构型的因素包括制造工艺、导电层808a和非导电聚合物层808b的厚度、粘合剂层810、以及绝缘导体806与屏蔽膜808之间的粘合强度。
在一个方面,导体组804、屏蔽膜808和过渡区域836可按阻抗控制关系协同构造。阻抗控制关系是指,导体组804、屏蔽膜808和过渡区域836被协同构造用于控制屏蔽电缆的特性阻抗。
图9示出了示例性屏蔽电缆902的横截面,其包括导体组904中的两个绝缘导体,各个绝缘导体906各自沿着电缆902的长度延伸。两个屏蔽膜908设置在电缆902的相对侧上并组合起来基本上围绕导体组904。可选的粘合剂层910设置在屏蔽膜908的压紧部分909之间并使屏蔽膜908在电缆的压紧区域918中的导体组904两侧上彼此粘合。绝缘导体906可以被大致布置在单个平面内并有效地布置成双轴电缆构型。双轴电缆构型可用于差分对电路布置方式或单端电路布置方式。屏蔽膜908可以包括导电层908a和非导电聚合物层908b,或者可以包括导电层908a但没有非导电聚合物层908b。在图中,示出的每一个屏蔽膜的导电层908a面向绝缘导体906,但在可供选择的实施例中,屏蔽膜中的一个或两个可以具有颠倒的取向。
屏蔽膜908中的至少一个的覆盖部分907包括与导体组904的相应的末端导体906基本上同心的同心部分911。在电缆902的过渡区域中,屏蔽膜908的过渡部分934在屏蔽膜908的同心部分911和压紧部分909之间。过渡部分934位于导体组904的两侧上,并且每一个此类部分包括横截面过渡区域934a。横截面过渡区域934a的总和优选地沿着导体906的长度基本上相同。例如,横截面区域934a的总和在1m长度内的变化可以为小于50%。
另外,两个横截面过渡区域934a可以基本上相同和/或基本上一致。过渡区域的这种构型有助于将每一个导体906(单端端接)的特性阻抗以及差分阻抗均保持在所需范围内,例如在给定长度(例如,1m)内的目标阻抗的5%-10%内。另外,过渡区域的这种构型可以将两个导体906沿着其长度的至少一部分的偏差降至最低。
当电缆为未折叠的平面构型时,屏蔽膜中的每一个的横截面可以用在电缆902的整个宽度上变化的曲率半径来表征。屏蔽膜908的最大曲率半径可以出现在(例如)图9中所示出的电缆902的压紧部分909处,或多导体电缆组904的覆盖部分907的中心点附近。在这些部分中,膜可以是大致平的,并且曲率半径可以是基本上无穷大。屏蔽膜908的最小曲率半径可以出现在(例如)屏蔽膜908的过渡部分934处。在一些实施例中,屏蔽膜在电缆的整个宽度上的曲率半径为至少约50微米,即,曲率半径的大小在电缆的边缘之间沿着电缆宽度的任何点处都为不小于50微米。在一些实施例中,对于包括过渡部分的屏蔽膜而言,屏蔽膜的过渡部分的曲率半径相似地为至少约50微米。
在未折叠的平面构型中,包括同心部分和过渡部分的屏蔽膜用同心部分的曲率半径R1和/或过渡部分的曲率半径r1来表征。图9中示出了电缆902的这些参数。在示例性的实施例中,R1/r1在2至15范围内。
图10示出了另一条示例性屏蔽电缆1002,其包括具有两个绝缘导体1006的导体组。在该实施例中,屏蔽膜1008具有不对称构型,相对于如图9所示的更对称的实施例,该图中的过渡部分的位置有所改变。在图10中,屏蔽电缆1002具有屏蔽膜1008的压紧部分1009,其位于稍微偏离绝缘导体1006的对称平面的平面内。尽管稍微偏离,但图10的电缆及其各种元件仍可被视为大致沿着给定平面延伸,并且是基本上平坦的。过渡区域1036具有相对于其他示出的实施例稍微偏移的位置和构型。然而,通过确保两个过渡区域1036的位置相对于对应的绝缘导体1006(如,相对于导体1006之间的垂直平面)基本上对称,并确保仔细控制过渡区域1036沿着屏蔽电缆1002的长度的构型,屏蔽电缆1002可以被构造为仍然能提供合格的电性能。
图11a和图11b示出了另外的示例性屏蔽电缆。这些图用于进一步说明电缆的压紧部分如何被构造用于电隔离屏蔽电缆的导体组。导体组可以与相邻的导体组电隔离(例如,用于使相邻的导体组之间的串扰最小)或者与屏蔽电缆的外部环境电隔离(例如,用于使从屏蔽电缆逸出的电磁辐射最小并且使外部源带来的电磁干扰最小)。在这两种情况下,压紧部分可以包括用于实现电隔离的各种机械结构。举例来说,这些实例包括屏蔽膜非常靠近、屏蔽膜之间的高介电常数材料、直接或间接电接触屏蔽膜中的至少一个的接地导体、相邻的导体组之间的延伸距离、相邻的导体组之间的物理断裂、屏蔽膜彼此直接纵向、横向或既纵向又横向地间歇接触、以及导电粘合剂。
图11a示出了屏蔽电缆1102的剖视图,其包括两个在电缆102的整个宽度上间隔开并沿着电缆的长度纵向延伸的导体组1104a、104b。每一个导体组1104a、1104b具有两个绝缘导体1106a、1106b。两个屏蔽膜1108设置在电缆1102的相对侧上。在横截面中,在电缆1102的覆盖区域1114中,屏蔽膜1108的覆盖部分1107基本上围绕导体组1104a、1104b。在电缆的压紧区域1118中,在导体组1104a、1104b的两侧上,屏蔽膜1108包括压紧部分1109。当屏蔽电缆1102为平面和/或未折叠布置方式时,在电缆1102中,屏蔽膜1108的压紧部分1109和绝缘导体1106大致布置在单个平面内。位于导体组1104a、1104b之间的压紧部分1109被构造用于将导体组1104a、1104b彼此电隔离。当布置成大致平面的未折叠布置方式时,如图11a所示,导体组1104a中第一绝缘导体1106a相对于导体组1104a中的第二绝缘导体1106b的高频电隔离基本上小于第一导体组1104a相对于第二导体组1104b的高频电隔离。
如图11a的剖视图所示,电缆1102可以通过屏蔽膜1108的覆盖部分1107之间的最大间距D、屏蔽膜1108的覆盖部分1107之间的最小间距d2和屏蔽膜1108的压紧部分1109之间的最小间距d1来表征。在一些实施例中,d1/D为小于0.25或小于0.1。在一些实施例中,d2/D为大于0.33。
如图所示,屏蔽膜1108的压紧部分1109之间可以包括可选的粘合剂层。该粘合剂层可以是连续或不连续的。在一些实施例中,粘合剂层可以完全或部分地在电缆1102的覆盖区域1114中延伸,如,在屏蔽膜1108的覆盖部分1107与绝缘导体1106a、1106b之间延伸。粘合剂层可以设置在屏蔽膜1108的覆盖部分1107上,并且可以完全或部分地从导体组1104a、1104b一侧上的屏蔽膜1108的压紧部分1109延伸至导体组1104a、1104b另一侧上的屏蔽膜1108的压紧部分1109。
屏蔽膜1108可以通过电缆1102的整个宽度上的曲率半径R和/或屏蔽膜的过渡部分1112的曲率半径r1和/或屏蔽膜的同心部分1111的曲率半径r2来表征。
在过渡区域1136中,屏蔽膜1108的过渡部分1112可以被布置用于提供屏蔽膜1108的同心部分1111与屏蔽膜1108的压紧部分1109之间的逐渐过渡。屏蔽膜1108的过渡部分1112从第一过渡点1121(其为屏蔽膜1108的拐点并标志着同心部分1111的结束)延伸至第二过渡点1122,在此处,屏蔽膜之间的间距超出压紧部分1109的最小间距d1预定的系数。
在一些实施例中,电缆1102包括至少一个屏蔽膜,其在整个电缆的宽度上具有至少约50微米的曲率半径R,和/或屏蔽膜1102的过渡部分1112的最小曲率半径r1为至少约50微米。在一些实施例中,同心部分的最小曲率半径与过渡部分的最小曲率半径的比率r2/r1在2至15的范围内。
图11b是屏蔽电缆1202的剖视图,其包括在电缆的整个宽度上彼此间隔开并沿着电缆的长度纵向延伸的两个导体组1204。每一个导体组1204仅具有一个绝缘导体1206,并且两个屏蔽膜1208设置在电缆1202的相对侧上。在横截面中,在电缆的覆盖区域1214中,屏蔽膜1208的覆盖部分1207组合起来基本上围绕导体组1204的绝缘导体1206。在电缆的压紧区域1218中,在导体组1204的两侧上,屏蔽膜1208包括压紧部分1209。当屏蔽电缆1202为平面和/或未折叠布置方式时,在电缆1202中,屏蔽膜1208的压紧部分1209和绝缘导体1206可大致布置在单个平面内。屏蔽膜1208的覆盖部分1207和/或电缆1202的压紧区域1218被构造用于将导体组1204彼此电隔离。
如图中所示出,电缆1202可以通过屏蔽膜1208的覆盖部分1207之间的最大间距D和屏蔽膜1208的压紧部分1209之间的最小间距d1来表征。在示例性实施例中,d1/D为小于0.25或小于0.1。
如图所示,屏蔽膜1208的压紧部分1209之间可以设置可选的粘合剂层。该粘合剂层可以是连续或不连续的。在一些实施例中,粘合剂层可以完全或部分地在电缆的覆盖区域1214中延伸,如,在屏蔽膜1208的覆盖部分1207与绝缘导体1206之间延伸。粘合剂层可以设置在屏蔽膜1208的覆盖部分1207上,并且可以完全或部分地从导体组1204一侧上的屏蔽膜1208的压紧部分1209延伸至导体组1204另一侧上的屏蔽膜1208的压紧部分1209。
屏蔽膜1208可以通过电缆1202的整个宽度上的曲率半径R和/或屏蔽膜1208的过渡部分1212的最小曲率半径r1和/或屏蔽膜1208的同心部分1211的最小曲率半径r2来表征。在电缆1202的过渡区域1236中,屏蔽膜1202的过渡部分1212可以被构造用于提供屏蔽膜1208的同心部分1211和屏蔽膜1208的压紧部分1209之间的逐渐过渡。屏蔽膜1208的过渡部分1212从第一过渡点1221(其为屏蔽膜1208的拐点并标志着同心部分1211的结束)延伸至第二过渡点1222,在此处,屏蔽膜之间的间距超出压紧部分1209的最小间距d1预定的系数。
在一些实施例中,屏蔽膜在整个电缆的宽度上的曲率半径R为至少约50微米,和/或屏蔽膜的过渡部分中的最小曲率半径为至少50微米。
在一些情况下,所述屏蔽电缆中的任何者的压紧区域都可以被构造为可以例如至少30°的角度α横向弯曲。压紧区域的这种横向柔韧性能够使屏蔽电缆折叠成任何合适的构型,例如,可用于圆形电缆的构型。在一些情况下,通过使用包括两个或更多个相对较薄的单独层的屏蔽膜来实现压紧区域的横向柔韧性。为了保证这些单独层尤其在弯曲条件下的完整性,优选地它们间的粘合保持不受损。压紧区域可以例如具有小于约0.13mm的最小厚度,加工或使用过程中热暴露之后单独层之间的粘合强度可以为至少17.86g/mm(1磅/英寸)。
对于本发明所公开的屏蔽电缆中的任何者的电性能都可能有利的是,电缆压紧区域在给定导体组的两侧具有大约相同的尺寸和形状。任何尺寸上的改变或不平衡都会导致沿着压紧区域长度的电容和电感不平衡。这继而会造成沿着压紧区域长度的阻抗差和相邻导体组之间的阻抗不平衡。至少出于这些原因,可能需要控制屏蔽膜之间的间距。在一些情况下,在导体组每一侧上的电缆压紧区域中的屏蔽膜的压紧部分可以彼此间隔不超过约0.05mm的距离。
图12示出了常规电缆的两个相邻导体组之间的远端串扰(FEXT)隔离,其中导体组被完全隔离,即,没有公共接地(样本1),并示出图11a所示的屏蔽电缆1102的两个相邻导体组之间的远端串扰隔离,其中屏蔽膜1108间隔约0.025mm(样本2),两者的电缆长度均为约3米。生成这个数据的测试方法是本领域中熟知的。使用Agilent 8720ES50MHz-20GHz S-Parameter Network Analyzer来产生所述数据。通过比较远端串扰图线,可以看到,常规电缆和屏蔽电缆1102提供了近似的远端串扰性能。具体来讲,通常认可的是,对于大多数应用而言,小于约-35dB的远端串扰是适用的。从图12中,可以容易看到,对于所测试的构型,常规电缆和屏蔽电缆1102均提供了令人满意的电隔离性能。由于将屏蔽膜间隔开的能力导致的令人满意的电隔离性能结合增大的压紧部分的强度是本发明所公开的屏蔽电缆中的至少一些屏蔽电缆优于常规电缆的优点。
在上文所述的示例性实施例中,屏蔽电缆包括两个设置在电缆相对侧上的屏蔽膜,使得在横截面中,屏蔽膜的覆盖部分组合起来基本上围绕给定的导体组,并单独围绕间隔开的导体组中的每一个。然而,在一些实施例中,屏蔽电缆可以只包含一个屏蔽膜,该屏蔽膜只设置在电缆的一侧上。与具有两个屏蔽膜的屏蔽电缆相比,屏蔽电缆中只包括单个屏蔽膜的优点包括材料成本降低,机械柔韧性增大,具有可制造性,以及易于剥离和端接。单个屏蔽膜可以为给定应用提供合格的电磁干扰(EMI)隔离水平,并可以减小邻近效应,从而降低信号衰减。图13示出了只包括一个屏蔽膜的此类屏蔽电缆的一个实例。
图13示出了只具有一个屏蔽膜1308的屏蔽电缆1302。将绝缘导体1306布置成两个导体组1304,每一个导体组只有一对绝缘导体,但还可以想到本文所论述的具有其他数量的绝缘导体的导体组。示出的屏蔽电缆1302包括在多个示例性位置处的接地导体1312,但如果需要,可以省略它们中的任何者或全部,或者可以包括另外的接地导体。接地导体1312在与导体组1304的绝缘导体1306基本上相同的方向上延伸,并设置在屏蔽膜1308与不用作屏蔽膜的载体膜1346之间。屏蔽膜1308的压紧部分1309中包括一个接地导体1312,导体组1304之一中包括三个接地导体1312。这三个接地导体1312中的一个位于绝缘导体1306与屏蔽膜1308之间,三个接地导体1312中的两个被布置成与导体组的绝缘导体1306大致共平面。
除了信号线、排扰线和地线,为了使用者所限定的任何目的,本发明所公开的电缆中的任何者还可以包括一条或多条通常为绝缘的单独的线。这些另外的线(例如)可以适用于电力传输或低速通信(如小于1或0.5Gbps,或小于1或0.5GHz,或在一些情况下小于1MHz),但不适用于高速通信(如大于1Gpbs或1GHz),可以将它们统称为边带。边带线可用于传输电力信号、参考信号或任何其他所关注的信号。边带中的线通常彼此不直接或间接电接触,但在至少某些情况下,它们可能不彼此屏蔽。边带可以包括任何数量的线,例如2条或更多,或3条或更多,或5条或更多。
与示例性屏蔽电缆相关的另外的信息和其他信息可见于与本文同一天提交的序列号为61/378,877的美国专利申请“ConnectorArrangements for Shielded Electrical Cable”(屏蔽电缆的连接器布置方式)(代理人案卷号66887US002),该专利以引用方式并入本文中。
第2节:高密度屏蔽电缆
我们现在提供有关可采用高装填密度的互屏蔽导体组的屏蔽带状电缆的另外细节。本发明所公开的电缆的设计特征使得它们能够被制造为允许单条带状电缆中存在密度非常高的信号线的格式。这可允许实现高密度配对接口和超薄连接器,和/或可允许实现与标准连接器接口的串扰隔离。另外,高密度电缆可降低每个信号对的制造成本、减小成对组件的挺度(例如,一般来讲,一条高密度带状电缆比两条堆叠的较低密度带状电缆更容易弯曲),并且由于一条带状电缆通常比两条堆叠的带状电缆更薄,故总厚度得以减小。
本发明所公开的屏蔽电缆中的至少一些的一种潜在应用是在计算机系统或其他电子系统的组件或设备之间的高速(I/O)数据传送中。被称为SAS(串行连接SCSI)的协议为涉及数据至诸如硬盘驱动器和磁带驱动器的计算机存储设备及由此而来的移动的计算机总线协议,其由国际信息技术标准委员会(INCITS)维护。SAS使用标准SCSI命令集,且涉及点对点串行协议。已在SAS规范内针对特定类型的连接器开发出被称为微型SAS的惯例。
用于内部应用的常规双轴(twinax)电缆组件(例如微型SAS电缆组件)利用单个双轴对,每一对具有其自身的附随排扰线,且在一些情况下具有两根排扰线。当端接此电缆时,不但必须管理每一个双轴对的每一个绝缘导体,而且必须管理用于每一个双轴对的每一根排扰线(或两根排扰线)。这些常规双轴对通常布置为设置在松散的外部编织物内的松散束,该松散束包含所述双轴对,以使得它们能够被一起路由。相比之下,如果需要,本文所述的屏蔽带状电缆可用于以下构型中,即例如,第一条四对带状电缆配对至插卡(参见如上述图3d)的一个主表面,且第二条四对带状电缆(其可在构型或布局上类似于第一条四对带状电缆或与第一条四对带状电缆实质上相同)配对至插卡的同一末端处的另一主表面,以制备4x或4i微型SAS组件,从而具有4个传输屏蔽对和4个接收屏蔽对。部分地因为可使用少于每个双轴对一根排扰线的排扰线且因此需要管理较少排扰线以用于端接,所以该构型相对于利用常规电缆的双轴对的构造是有利的。然而,使用两条四对带状电缆的堆叠的构型保留了需要两条单独的带状电缆来提供4x/4i组件的限制,同时需要管理两条带状电缆,以及相对于仅一条带状电缆的不利的两条带状电缆之增加的刚度和厚度。
我们发现,本发明所公开的屏蔽带状电缆可被制成足够致密,即,具有足够小的线至线间距、足够小的导体组至导体组间距,且具有足够小数目的排扰线和排扰线间距,且具有适当损耗特性和串扰或屏蔽特性,以允许单条带状电缆或并排地而非以堆叠构型布置的多条带状电缆沿着单个平面延伸,以与连接器配对。该带状电缆可总共包含至少三个双轴对,并且如果使用多条电缆,则至少一条带状电缆可包含至少两个双轴对。在示例性实施例中,可使用单条带状电缆,并且如果需要,可将信号对路由至连接器或其他端接元件的两个平面或主表面(即使该带状电缆仅沿着一个平面延伸)。举例而言,该路由可以多种方式实现,例如,可将单个导体的顶端或末端弯曲到带状电缆的平面外以接触端接元件的一个主表面或另一主表面,或端接元件可利用将一个主表面上的一条导电通路部分连接至另一主表面上的另一条导电通路部分的导电通孔或介层窗。对于高密度电缆来说特别重要的是,带状电缆还优选地包含比导体组更少的排扰线;在导体组中的一些或全部为双轴对(即,导体组中的一些或全部各自仅包含一对绝缘导体)的情况下,排扰线的数量优选地小于双轴对的数量。由于在给定的电缆中排扰线通常沿着电缆的宽度尺寸彼此间隔开,故减少排扰线的数量允许电缆宽度减小。减少排扰线的数量亦通过减少电缆和端接元件之间所需的连接的数量,因此亦减少了制造步骤的数目且减少了制造所需的时间而使制造得以简化。
此外,通过使用更少的排扰线,剩余的排扰线可设置成与正常相比更远离最靠近的信号线以便使端接过程显著更容易,而电缆的宽度仅稍微增加。例如,给定的排扰线可通过自排扰线的中心至最靠近导体组的最靠近绝缘线的中心的间距σ1来表征,并且最靠近的导体组可通过绝缘导体的中心到中心间距σ2来表征,且σ1/σ2可为大于0.7。相比之下,常规的双轴电缆具有的排扰线间距是绝缘导体间隔的0.5倍加上排扰线直径。
在本发明所公开的屏蔽带状电缆的示例性高密度实施例中,两个相邻的双轴对之间的中心到中心间距或节距(该距离在下文结合图16被称作Σ)至少小于一对内的信号线之间的中心到中心间距(该距离在下文结合图16被称作σ)的四倍,并且优选地小于其3倍。对于针对内部应用而设计的未装护套的电缆及针对外部应用而设计的装护套的电缆,均可满足此可表示为Σ/σ<4或Σ/σ<3的关系。如本文别处所解释,我们已示范具有多个双轴对,且具有可接受损耗和屏蔽(串扰)特性的屏蔽带状电缆,其中Σ/σ在2.5至3的范围内。
表征给定屏蔽带状电缆的密度的替代方式(不管电缆的导体组中的任何者是否具有呈双轴构型的一对导体)为参考两个临近导体组的最靠近的绝缘导体。因此,当屏蔽电缆平放时,第一导体组的第一绝缘导体最靠近第二(邻近)导体组,且第二导体组的第二绝缘导体最靠近第一导体组。第一和第二绝缘导体的中心间距为S。第一绝缘导体具有外部尺寸D1(如,其绝缘材料的直径),且第二绝缘导体具有外部尺寸D2(如,其绝缘材料的直径)。在很多情况下,导体组使用相同尺寸的绝缘导体,在这种情况下D1=D2。然而,在一些情况下,D1和D2可以是不同的。参数Dmin可被定义为D1和D2中的较小者。当然,如果D 1=D2,则Dmin=D1=D2。使用本文论述的屏蔽带状电缆的设计特性,我们能够制造其中S/Dmin在1.7至2范围内的此类电缆。
可部分地依靠本发明所公开的电缆的下列特征中的一个或多个来实现致密装填或高密度:对最小数量的排扰线的需要,或换言之,使用少于每个连接器组一根排扰线的排扰线(及在一些情况下使用(例如)少于每两个、三个或四个或四个以上连接器组一根排扰线的排扰线,或针对整条电缆仅使用一根或两根排扰线)来为电缆中的连接器组中的一些或全部提供充分屏蔽的能力;相邻导体组之间的高频信号隔离结构(如,具有合适几何形状的屏蔽膜);在电缆构造中使用较小数目和厚度的层;以及确保绝缘导体、排扰线和屏蔽膜的恰当设置和构型,且以提供沿着电缆的长度的均匀性的方式确保此恰当设置和构型的形成过程。可在能够批量剥除并多端子封端至插卡或其他线性阵列的电缆中有利地提供高密度特性。借由使电缆中的一根、一些或所有排扰线与其各自的最靠近信号线(即,最靠近的导体组的最靠近的绝缘导体)的间隔大于导体组中的相邻绝缘导体之间的间距的一半、优选地大于该间距0.7倍的距离来促进批量剥除和端接。
通过将排扰线电连接至屏蔽膜、且适当地形成屏蔽膜以基本上围绕每一个导体组,仅屏蔽结构就可提供相邻导体组之间的充分高频串扰隔离,并且我们可使用仅最小数目的排扰线来构造屏蔽带状电缆。在示例性实施例中,给定的电缆可仅具有两根排扰线(其中之一可位于电缆的每一个边缘处或附近),但只有一根排扰线也是可能的,且两根以上排扰线当然也是可能的。通过在电缆构造中使用较少排扰线,在插卡或其他端接元件上需要较少端接片,且因此可使该元件较小的和/或可支持较高信号密度。同样,可使电缆较小(较窄)且电缆可具有较高信号密度,这是因为存在较少排扰线而消耗较少带状电缆宽度。排扰线数量的减少是允许本发明所公开的屏蔽电缆支持比常规离散双轴电缆、由离散双轴对构成的带状电缆和普通带状电缆高的密度的重要因素。
近端串扰和/或远端串扰可为包括本发明所公开的电缆和电缆组件的任何电缆中的信号完整性或屏蔽的重要量度。在电缆中及在端接区域中使信号线(如,双轴对或其他导体组)更靠近地分组在一起趋向于增加不良串扰,但可使用本文所公开的电缆设计和端接设计来抵消这种趋势。电缆中的串扰和连接器内的串扰的问题可分开解决,但是这些用于串扰减少的方法中的若干者可一起用于增加串扰的减少。为了增加高频屏蔽且减少本发明所公开的电缆中的串扰,需要使用在电缆的相对侧上的两个屏蔽膜形成尽可能完整的围绕导体组(如,双轴对)的屏蔽件。因此,需要形成屏蔽膜以使得其覆盖部分组合起来基本上围绕任何给定的导体组,如导体组周边的至少75%、或至少80%、85%或90%。也通常需要最小化(包括消除)电缆压紧区段中的屏蔽膜之间的任何间隙,和/或使用两个屏蔽膜之间的低阻抗或直接电接触(诸如借由直接接触或碰触,或经由一根或多根排扰线的电接触,或使用屏蔽膜之间的导电粘合剂)。如果针对给定的电缆或系统限定或规定了分离的“传输”和“接收”双轴对或导体,则亦可借由在相同的带状电缆中在可能的程度上,使所有此类“传输”导体物理地彼此紧邻地分组,且使所有此类“接收”导体彼此紧邻地分组但与传输对分开,来增强电缆中和/或端接元件处的高频屏蔽。也可借由本文中别处所描述的一根或多根排扰线或其他隔离结构使导体的传输组与导体的接收组分离。在一些情况下,可使用两条分离的带状电缆(一条用于传输导体,一条用于接收导体),但这两条(或更多条)电缆优选地以并列构型布置而非堆叠地布置,使得可维持带状电缆的单个可挠性平面的优势。
所描述的屏蔽电缆可展现给定导体组中相邻绝缘导体之间的高频隔离,该隔离通过在自3-15GHz范围内的指定频率下对于1米电缆长度的串扰C 1来表征,并且可展现该给定导体组与相邻导体组(通过电缆的压紧部分而与第一导体组分离)之间的高频隔离,该高频隔离通过在该指定频率下的串扰C2来表征,且C2比C1低至少10dB。作为另外一种选择或除此之外,所描述的屏蔽电缆可满足与在微型SAS应用中使用的规范类似或相同的屏蔽规范:具有给定信号强度的信号在电缆的一端处耦合至传输导体组中的一个(或接收导体组中的一个),且计算所有接收导体组中(或所有传输导体组中)的累积信号强度(如在电缆的同一末端处所测量)。计算为累积信号强度与初始信号强度的比率且以分贝表示的近端串扰优选地为小于-26dB。
如果未适当地屏蔽电缆末端,则对于给定应用,电缆末端处的串扰可变得显著。本发明所公开的电缆的潜在解决方案是维持屏蔽膜的结构尽可能接近于绝缘导体的端接点,以便将任何杂散电磁场抑制在导体组内。除电缆之外,插卡或其他端接元件的设计细节也可经特制以维持系统的充分串扰隔离。策略包括在尽可能的程度上使传输信号和接收信号彼此电隔离,例如,以使与这两种信号类型相关的线和导体彼此尽可能物理地远离的方式端接及路由与这两种信号类型相关联的线和导体。一种选择是将此类线和导体端接至插卡的分离侧(对置的主表面)上,其可用于在插卡的不同平面或相对侧上自动地路由信号。另一种选择是侧向上尽可能远离地端接此类线和导体以侧向地分离传输线与接收线。也可使用这些策略的组合来进行进一步隔离。(就此而论,参考先前引用的与本专利申请同一天提交且以引用方式并入本文中的美国专利申请序列号61/378,877“Connector Arrangements forShielded Electrical Cable”(屏蔽电缆的连接器布置方式)(代理人案卷号66887US002)。)这些策略可用于与常规尺寸或减小尺寸的插卡结合的本发明所公开的高密度带状电缆,以及用于带状电缆的单个平面,这两者均可提供显著的系统优势。
提醒读者,关于插卡端接的以上论述以及本文中别处涉及插卡的论述亦应理解为涵盖任何其他类型的端接。例如,压印金属连接器可包括用以连接至带状电缆的接触点的一个或两个列的线性阵列。此类列可类似于插卡的那些列,该插卡也可包括接触点的两个线性阵列。可采用用于本发明所公开的电缆和端接元件的相同的交错、交替和分开的端接策略。
对于多种电缆应用,损耗或衰减是另一个重要的考虑。高速I/O应用的一个典型损耗规范为电缆在(例如)5GHz的频率下具有小于-6dB的损耗。(就这一点而言,读者将理解(例如)-5dB的损耗小于-6dB的损耗。)此规范对尝试简单地通过将较细的线用于导体组的绝缘导体和/或排扰线而使电缆微型化施加了限制。通常,在其他因素相等的情况下,随着使电缆中使用的线较细,电缆损耗增加。虽然对线进行电镀(如,镀银、镀锡或镀金)可对电缆损耗具有影响,但在很多情况下,小于约32线规(32AWG)或稍微更小的线尺寸(无论是实心芯还是成股线设计)可代表一些高速I/O应用中的信号线的实用尺寸下限。然而,在其他高速应用中较小的线尺寸可为可行的,且也可预期技术的进展将使得较小的线尺寸为合格的。
现在转到图14,我们看到电缆系统1401,其包括与诸如插卡等端接元件1420结合的屏蔽带状电缆1402。电缆1402可具有本文中别处示出和描述的设计特征和特性中的任何者,该电缆示出具有八个导体组1404和两根排扰线1412,其中每一根排扰线设置在电缆各自的边缘处或附近。每一个导体组基本上为双轴对,即,每一个导体组仅包括两个绝缘导体1406,每一个导体组优选地经特制为传输和/或接收高速数据信号。当然,其他数量的导体组、给定导体组内其他数量的绝缘导体以及其他数量的排扰线(如果有的话)可通常用于电缆1402。然而,八个双轴对有一定重要性,这是因为当前正流行经设计与四条“通路”或“通道”结合使用的插卡,每一通路或通道具有恰好一个传输对和恰好一个接收对。电缆的基本平坦或平面的设计及其设计特性允许其如所示地容易地弯曲或以其他方式操作,同时维持导体组的良好高频屏蔽和合格的损耗。排扰线的数量(2)显著小于导体组的数量(8),使得电缆1402具有显著减小的宽度w1。甚至在排扰线1412相对于最靠近的信号线(最靠近的绝缘导体1406)的间距为最靠近的导体组中的信号线的间距的至少0.7倍的情况下,仍可实现该减小的宽度,这是因为只涉及两根排扰线(在该实施例中)。
端接元件1420具有第一末端1420a和相对的第二末端1420b,以及第一主表面1420c和相对的第二主表面1420d。例如,通过印刷或其他常规沉积工艺和/或蚀刻工艺在元件1420的至少第一主表面1420c上提供导电通路1421。就这一点而言,导电通路设置在合适的电绝缘基板上,该基板通常为刚性的或硬质的,但在一些情况下可为柔性的。每一条导电通路通常从元件的第一末端1420a延伸至第二末端1420b。在所示出的实施例中,电缆1402的各条线和导体电连接至导电通路1421的各自的部件。
出于简化目的,将每一条通路展示为直的,自元件1420或基板的一个末端延伸至元件同一主表面上的另一末端。在一些情况下,导电通路中的一者或多者可延伸穿过基板中的孔或“介层窗”,以使得(例如)通路的一个部分和一个末端驻留在一个主表面上,并且通路的另一个部分和另一末端驻留在基板的相对主表面上。另外,在一些情况下,电缆的线和导体中的一些可附接至基板的一个主表面上的导电通路(如接触片),而线和导体中的其他者可附接至在基板的相对主表面上但在元件的相同末端处的导电通路(如接触片)。可通过(例如)朝向一个主表面向上、或朝向另一个主表面向下稍微弯曲线和导体的末端来实现此情形。在一些情况下,与屏蔽电缆的信号线和/或排扰线相对应的所有导电通路可以设置在基板的一个主表面上。在一些情况下,导电通路中的至少一条可以设置在基板的一个主表面上,并且导电通路中的至少另一条可以设置在基板的相对主表面上。在一些情况下,导电通路中的至少一条可以在基板的第一末端处具有在基板的第一主表面上的第一部分,并且在基板的第二末端处具有在基板的相对的第二主表面上的第二部分。在一些情况下,屏蔽电缆的交替导体组可以连接至基板的相对主表面上的导电通路。
端接元件1420或其基板具有宽度w2。在示例性实施例中,电缆的宽度w1不显著大于元件的宽度w2,以使得(例如)电缆无需为了进行电缆的线和元件的导电通路之间的必要连接而在其末端处折叠或捆束在一起。在一些情况下,w1可稍大于w2,但仍足够小,使得导体组的末端可以漏斗型方式在电缆的平面内弯曲以便连接至相关的导体通路,同时在连接点处和附近仍保持电缆的大体平面的构型。在一些情况下,w1可以等于或小于w2。常规的四通道插卡目前具有15.6毫米的宽度,因此,在至少一些应用中,需要屏蔽电缆具有约16mm或更小、或约15mm或更小的宽度。
图15和图16是示例性屏蔽电缆的正面剖视图,这些图还示出了用于表征导体组密度的参数。屏蔽电缆1502包括至少三个导体组1504a、1504b和1504c,它们借助电缆相对侧上的第一屏蔽膜和第二屏蔽膜1508而彼此屏蔽,所述屏蔽膜各自的覆盖部分、压紧部分和过渡部分被合适地形成。同样地,屏蔽电缆1602包括至少三个导体组1604a、1604b和1604c,它们借助第一屏蔽膜和第二屏蔽膜1608而彼此屏蔽。电缆1502的导体组包含不同数量的绝缘导体1506,其中导体组1504a具有一个绝缘导体、导体组1504b具有三个绝缘导体,并且导体组1504c具有两个绝缘导体(针对双轴设计)。导体组1604a、1604b、1604c均为双轴设计,其具有恰好两个绝缘导体1606。虽然未在图15和图16中示出,但每一条电缆1502、1602优选地还包括至少一根并且任选地两根(或更多根)排扰线,所述排扰线优选地夹在诸如图1或图14中所示的电缆的边缘处或附近的屏蔽膜之间。
在图15中,我们看到与两个相邻导体组的最靠近绝缘导体有关的经识别的一些尺寸。导体组1504a与导体组1504b相邻。导体组1504a的绝缘导体1506最靠近导体组1504b,并且导体组1504b最左边(从绘图的角度)的绝缘导体1506最靠近导体组1504a。导体组1504a的绝缘导体具有外部尺寸D1,并且导体组1504b最左边的绝缘导体具有外部尺寸D2。这些绝缘导体的中心间距为S1。如果我们将参数Dmin定义为D1和D2中的较小者,则我们可针对致密装填的屏蔽电缆规定S1/Dmin在1.7至2的范围内。
我们在图15中还看到,导体组1504b与导体组1504c相邻。导体组1504b最右边的绝缘导体1506最靠近导体组1504c,并且导体组1504c最左边的绝缘导体1506最靠近导体组1504b。导体组1504b最右边的绝缘导体1506具有外部尺寸D3,并且导体组1504c最左边的绝缘导体1506具有外部尺寸D4。这些绝缘导体的中心间距为S3。如果我们将参数Dmin定义为D3和D4中的较小者,则我们可针对致密装填的屏蔽电缆规定S3/Dmin在1.7至2的范围内。
在图16中,我们看到与具有相邻双轴对的至少一组的电缆有关的经识别的一些尺寸。导体组1604a、1604b表示相邻双轴对的一个此种组。将这两个导体组之间的中心到中心间距或节距表示为Σ。将双轴导体组1604a内的信号线之间的中心到中心间间距表示为σ1。将双轴导体组1604b内的信号线之间的中心到中心间间距表示为σ2。针对致密装填的屏蔽电缆,我们可以规定Σ/σ1和Σ/σ2中的一者或两者为小于4、或小于3,或在2.5至3的范围内。
在图17a和图17b中,我们分别看到电缆系统1701的俯视图和侧视图,该电缆系统包括与诸如插卡等的端接元件1720结合的屏蔽带状电缆1702。电缆1702可具有本文中别处示出和描述的设计特征和特性中的任何者,该电缆示出具有八个导体组1704和两根排扰线1712,其中每一根排扰线设置在电缆各自的边缘处或附近。每一个导体组基本上为双轴对,即,每一个导体组仅包括两个绝缘导体1706,每一个导体组优选地经特制为传输和/或接收高速数据信号。正如图14中,排扰线的数量(2)显著小于导体组的数量(8),从而允许例如电缆1702相对于每个导体组具有一根或两根排扰线的电缆具有显著减小的宽度。甚至在排扰线1712相对于最靠近的信号线(最靠近的绝缘导体1706)的间距为最靠近的导体组中的信号线的间距的至少0.7倍的情况下,仍可实现该减小的宽度,这是因为只涉及两根排扰线(在该实施例中)。
端接元件1720具有第一末端1720a和相对的第二末端1720b,并且包括具有第一主表面1720c和相对的第二主表面1720d的合适的基板。导电通路1721设置在基板的至少第一主表面1720c上。每一条导电通路通常从元件的第一末端1720a延伸至第二末端1720b。将导电通路示出为包括在元件的两个末端处的接触片,在该图中,将电缆1702的各条线和导体示出为在对应的接触片处电连接至导电通路1721中的各自的部件。应当注意,本文中别处论述的有关基板上的导电通路的设置、构造和布置方式,以及电缆的各种线和导体的设置、构造和布置方式,及其与端接元件的主表面中的一者或两者的附接的变化也旨在应用于系统1701。
实例
制造了具有电缆1402(参见图14)的总体布局的屏蔽带状电缆。该电缆利用布置为八个双轴对的十六根绝缘32线规(AWG)线(用于信号线),以及沿着电缆的边缘布置的两根非绝缘32(AWG)线(用于排扰线)。所用的十六根信号线中的每一者具有镀银的实心铜芯。所述两根排扰线各自具有成股的构造(每一者具有7股)并且为镀锡的。绝缘线的绝缘材料具有0.025英寸的标称外径。将十六根绝缘线和两根非绝缘线装入类似于图5c中示出的设备的设置中,且使其夹在两个屏蔽膜之间。所述屏蔽膜是基本上相同的,且具有以下构造:聚酯基底层(0.00048英寸厚),在该聚酯基底层上设置连续铝层(0.00028英寸厚),在该连续铝层上设置连续非导电粘合剂层(0.001英寸厚)。所述屏蔽膜被取向,使得该膜的金属涂层彼此面向且面向导体组。处理温度为约270℉。图18a中示出对由该方法制得的电缆拍照的俯视图,并且图18b中示出电缆末端的斜视图。在图中,1804是指双轴导体组,且1812是指排扰线。
由于在用于信号线的绝缘导体中的实心芯缺乏同心度,故所得的电缆是不理想的。然而,考虑到(校正)不同心度问题,可测量电缆的特定参数和特性。例如,尺寸D、d1、d2(参见图2c)分别为约0.028英寸、0.0015英寸和0.028英寸。在横截面中,屏蔽膜中的任一者的任何部分在沿着电缆宽度的任何点处的曲率半径均不小于50微米。从给定的排扰线至最靠近的双轴导体组的最靠近的绝缘线的中心到中心间距为约0.83mm,并且在每一个导体组内的绝缘线的中心到中心间距(参见例如图16中的参数σ1和σ2)为约0.025英寸(0.64mm)。相邻双轴导体组的中心到中心间距(参见例如图16中的参数Σ)为约0.0715英寸(1.8mm)。间距参数S(参见图15中的S1和S3)为约0.0465英寸。从边缘至边缘测量的电缆的宽度为约16至17毫米,并且排扰线之间的间距为15毫米。所述电缆能够容易地多端子封端(包括排扰线)。
从这些值我们看到:自排扰线至最靠近的信号线的间距为每一双轴对内的线至线间距的约1.3倍,因此,大于线至线间距的0.7倍;电缆密度参数Σ/σ为约2.86,即,在2.5至3的范围内;另一电缆密度参数S/Dmin为约1.7,即,在1.7至2的范围内;比率d1/D(屏蔽膜压紧部分的最小间距除以屏蔽膜覆盖部分之间的最大间距)为约0.05,即,小于0.25且也小于0.1;比率d2/D(在绝缘导体之间的区域中的屏蔽膜覆盖部分之间的最小间距除以屏蔽膜覆盖部分之间的最大间距)为约1,即,大于0.33。
还注意到电缆的宽度(即,自边缘至边缘为约16mm,且自排扰线至排扰线为15.0mm)小于常规微型SAS内部电缆外部模制端接的宽度(通常为17.1mm),并且与微型SAS插卡的典型宽度(15.6mm)大约相同。比插卡小的宽度允许从电缆至插卡的简单的一对一路由,而无需侧向调整线末端。即使电缆比端接板或外壳略宽,外部线仍可被侧向地路由或弯曲以与该板的外部边缘上的片相遇。物理上,该电缆可提供相对于其他带状电缆的双倍密度,在组件中可为一半厚(由于需要的带状电缆少一条),并且可允许比其他一般电缆薄的连接器。如本文别处所论述,可以任何合适的方式端接和操作电缆末端以与端接元件相连接。
第3节:具有按需排扰线结构的屏蔽电缆
我们现在提供有关可采用按需排扰线结构的屏蔽带状电缆的另外的细节。
在多条本发明所公开的屏蔽电缆中,与屏蔽膜中的一者或两者进行直接或间接电接触的排扰线在电缆的基本上整个长度上进行此类电接触。该排扰线可接着在端接位置处连接至外部接地连接,从而得到至屏蔽件的接地参考,以便减小(或“排出”)可产生串扰的任何杂散信号且减小电磁干扰(EMI)。在具体实施方式的此小节中,我们更全面地描述在电缆的一个或多个隔离区域处而非沿着整个电缆长度提供给定排扰线和给定屏蔽膜之间的电接触的构造和方法。我们有时将以隔离区域处的电接触来表征的构造和方法称为按需技术。
此按需技术可利用本文中别处所描述的屏蔽电缆,其中使该电缆包括至少一根排扰线,所述至少一根排扰线具有在排扰线的全部长度或至少在排扰线的长度的相当大一部分上的该排扰线与至少一个屏蔽膜之间的高直流电阻。出于描述按需技术的目的,可将此电缆称为未处理过的电缆。该未处理过的电缆可接着在至少一个特定的局部区域中加以处理以便显著减小直流电阻,且在局部区域中提供排扰线和屏蔽膜之间的电接触(无论是直接的还是间接的)。在局部区域中的直流电阻可(例如)为小于10Ω,或小于2Ω,或基本上为0Ω。
所述未处理过的电缆可包括至少一根排扰线、至少一个屏蔽膜以及包括适用于传输高速信号的至少一个绝缘导体的至少一个导体组。图19是示例性屏蔽电缆1902的正面剖视图,该电缆可充当未处理过的电缆,虽然亦可使用本文中所示出或描述的实际上任何其他屏蔽电缆。电缆1902包括三个导体组1904a、1904b、1904c,所述导体组各自包括一个或多个绝缘导体,该电缆还具有出于示范目的而展示于多个位置中的六根排扰线1912a-f。电缆1902还包括设置在电缆的相对侧上且优选地具有各自的覆盖部分、压紧部分和过渡部分的两个屏蔽膜1908。最初,非导电粘合剂材料或其他适形的非导电材料使每一根排扰线与一个或全部两个屏蔽膜分离。所述排扰线、屏蔽膜以及其间的非导电材料被构造为使得屏蔽膜能够在局部区域或处理过的区域中按需地与排扰线进行直接或间接电接触。其后,使用合适的处理过程实现所描述的排扰线1912a至f中的任何者与屏蔽膜1908之间的这种选择性电接触。
图20a、图20b和图21是示范至少一些此类处理过程的屏蔽电缆或其部分的正面剖视图。在图20a中,屏蔽电缆2002的一部分包括相对的屏蔽膜2008,相对的屏蔽膜中的每一者可包括导电层2008a和非导电层2008b。屏蔽膜被取向,以使得每一个屏蔽膜的导电层面向排扰线2012和另一屏蔽膜。在可供选择的实施例中,可以省略一个或全部两个屏蔽膜的非导电层。值得注意的是,电缆2002包括处于屏蔽膜2008之间且使排扰线2012与屏蔽膜2008中的每一者分离的非导电材料(如,电介质材料)2010。在一些情况下,材料2010可以是或可包含非导电的适形粘合剂材料。在一些情况下,材料2010可以是或可包含热塑性电介质材料,例如具有小于0.02mm的厚度或某一其他合适厚度的聚烯烃。在一些情况下,材料2010可在电缆制造之前呈覆盖一个或全部两个屏蔽膜的薄层的形式。在一些情况下,材料2010可在电缆制造之前(及在未处理过的电缆中)呈覆盖排扰线的薄绝缘层的形式,在该情况下与图20a和图20b中所示出的实施例不同,此类材料可不延伸至电缆的压紧区域中。
为了进行局部连接,可在有限的区域或区段内施加压缩力和/或热以借由有效地挤开材料2010而迫使屏蔽膜2008与排扰线2012进行永久电接触。该电接触可以是直接的或间接的,并且可以通过局部处理过的区域中的小于10Ω、或小于2Ω、或基本上为0Ω的直流电阻来表征。(排扰线2012的未处理过的部分继续与屏蔽膜物理地分离,且将以高直流电阻(如,>100Ω)来表征,当然除了排扰线的未处理过的部分经由排扰线的处理过的部分电连接至屏蔽膜的事实之外。)可在随后步骤中在电缆的不同隔离区域处重复该处理程序,和/或可在任何给定的单个步骤中在电缆的多个隔离区域处执行该处理程序。屏蔽电缆还优选地包含用于高速数据通信的一条或多条绝缘信号线的至少一个群组。在图21中,例如,屏蔽电缆2102具有多个双轴导体组2104,所述多个双轴导体组具有由屏蔽膜2108提供的屏蔽。电缆2102包括排扰线2112,将排扰线中的两根(2112a、2112b)展示为使用处理元件2130(例如)借由压力、热、辐射和/或任何其他合适的试剂在单个步骤中予以处理。所述处理元件优选地具有与电缆2102的长度相比较小的长度(沿着垂直于绘图的平面的轴线的尺寸),使得处理过的区域类似地与电缆的长度相比较小。用于按需排扰线接触的处理过程可以在以下时间内执行:(a)电缆制造期间,(b)将电缆切成用于端接过程的长度之后,(c)在端接过程期间(甚至在端接电缆的同时),(d)已将电缆制成电缆组件(如,借由将端接元件附接至电缆的两个末端)之后,或(e)(a)至(d)的任何组合。
在一些情況下,用以提供排扰线和一个或全部两个屏蔽膜之间的局部电接触的处理可利用压缩。该处理可在室温下以使材料严重地变形且引起接触的高局部力执行,或在(例如)使如上文论述的热塑性材料可更容易地流动的高温下执行。处理也可包括将超声能量传递至该区域以便进行接触。另外,可借由使用分离屏蔽膜与排扰线的电介质材料中的导电粒子,和/或使用设置在排扰线和/或屏蔽膜上的粗糙突起来辅助该处理过程。
图22a和图22b是屏蔽电缆组件2201的俯视图,其示出了可供人选择来提供排扰线和屏蔽膜之间的按需接触的可供选择的构型。在两个图中,屏蔽带状电缆2202在其两个末端处连接至端接元件2220、2222。所述端接元件各自包括其上提供有各条导电通路的基板,所述各条导电通路用于电连接至电缆2202的各自的线和导体。电缆2202包括绝缘导体的若干导体组,例如适合于高速数据通信的双轴导体组。电缆2202还包括两根排扰线2212a、2212b。所述排扰线具有连接至每一个端接元件的各自导电通路的末端。所述排扰线还设置在电缆的至少一个屏蔽膜附近(例如,被电缆的至少一个屏蔽膜覆盖),并且优选地设置在两个这种膜之间,如(例如)图19和图20a的横截面图中所示出。除了将在下文描述的局部处理过的区域或区段之外,排扰线2212a、2212b不在沿着电缆长度的任何点处与屏蔽膜进行电接触,且这可借由任何合适的方式(如,借由使用在本文中别处所描述的电隔离技术中的任何者)来实现。在未处理过的区域中的排扰线和屏蔽膜之间的直流电阻可以(例如)为大于100Ω。然而,优选地如上文描述在选定区段或区域处处理电缆,从而得到给定排扰线和给定屏蔽膜之间的电接触。在图22a中,电缆2202已在局部区域2213a中受到处理,从而得到排扰线2212a和屏蔽膜之间的电接触,且其亦已在局部区域2213b、2213c中受到处理,从而得到排扰线2212b和屏蔽膜之间的电接触。在图22b中,将电缆2202展示为在相同的局部区域2213a和2213b中受到处理,但亦在不同的局部区域2213d、2213e中受到处理。
应当注意,在一些情况下,出于冗余或出于其他目的,多个处理过的区域可用于单根排扰线。在其他情况下,只有单个处理过的区域可用于给定的排扰线。在一些情况下,用于第一排扰线的第一处理过的区域可以设置在与用于第二排扰线的第二处理过的区域相同的长度方向位置处,参见(例如)图22a、图22b的区域2213a、2213b,且还参见图21中示出的程序。在一些情况下,用于一根排扰线的处理过的区域可以设置在与用于另一根排扰线的处理过的区域不同的长度方向位置处,参见(例如)图22a的区域2231a和2213c,或图22b的区域2213d和2213e。在一些情况下,用于一根排扰线的处理过的区域可以设置在另一根排扰线缺乏与屏蔽膜的任何局部电接触的电缆的长度方向位置处,参见(例如)图22a的区域2213c,或图22b的区域2213d或区域2213e。
图23为另一种屏蔽电缆组件2301的俯视图,其示出了可供人选择来提供排扰线和屏蔽膜之间的按需接触的另一种构型。在组件2301中,屏蔽带状电缆2302在其两个末端处连接至端接元件2320、2322。所述端接元件各自包括其上提供有各条导电通路的基板,所述各条导电通路用于电连接至电缆2302的各自的线和导体。电缆2302包括绝缘导体的若干导体组,例如适合于高速数据通信的双轴导体组。电缆2302亦包括若干排扰线2312a-d。所述排扰线具有连接至每一个端接元件的各自导电通路的末端。所述排扰线还设置在电缆的至少一个屏蔽膜附近(例如,被电缆的至少一个屏蔽膜覆盖),并且优选地设置在两个这种膜之间,如(例如)图19和图20a的横截面图中所示出。除了将在下文描述的局部处理过的区域或区段之外,至少排扰线2312a、2312d不在沿着电缆长度的任何点处与屏蔽膜进行电接触,且这可借由任何合适的方式(如,借由使用在本文中别处所描述的电隔离技术中的任何者)来实现。在未处理过的区域中的这些排扰线和屏蔽膜之间的直流电阻可以(例如)为大于100Ω。然而,优选地如上文描述在选定区段或区域处处理电缆,从而得到这些排扰线和给定屏蔽膜之间的电接触。在该图中,将电缆2302展示为在局部区域2313a中受到处理,从而得到排扰线2312a和屏蔽膜之间的电接触,且其亦展示为在局部区域2313b、2313c中受到处理,从而得到排扰线2312d和屏蔽膜之间的电接触。排扰线2313b、2312c中的一者或两者可具有适用于局部处理的类型,或所述一者或两者可以更标准的方式制备,在该更标准的方式中它们在电缆制造期间沿着基本上其整个长度与屏蔽膜进行电接触。
实例
在该小节中呈现两个实例。首先,使用与图21中所示出的屏蔽电缆相同的导体组和排扰线的数量和构型来制造两个基本上相同的未处理过的屏蔽带状电缆。使用具有以下相同构造的两个相对的屏蔽膜制造每一根电缆:聚酯基底层(0.00048英寸厚),在聚酯基底层上设置连续铝层(0.00028英寸厚),在该连续铝层上设置连续非导电粘合剂层(0.001英寸厚)。在每一根电缆中用于制造四个双轴导体组的八个绝缘导体为30线规(AWG)、实心芯的镀银铜线。用于每一根电缆的八根排扰线为32线规(AWG)、镀锡的7股线。用于制备过程的设定经调整以使得在每一根排扰线和每一个屏蔽膜之间保留粘合剂材料(聚烯烃)的薄层(小于10微米)以防止在未处理过的电缆中排扰线和屏蔽膜之间的电接触。将两条未处理过的电缆各自切成约1米的长度,并且在一端处加以批量剥离。
最初,测试这些未处理过的电缆中的第一条以判定排扰线中的任何者是否与屏蔽膜中的任一者电接触。通过在电缆的已剥离末端处将微欧姆计连接至两根排扰线的所有28种可能的组合来进行此测试。这些测量针对所述组合中的任何者皆不产生可测量的直流电阻,即,所有组合皆产生大大超过100Ω的直流电阻。接着,如图21中所描绘,在一个步骤中处理两根相邻的排扰线以在那些排扰线和两个屏蔽膜之间提供局部接触区域。在第二步驟中亦以相同方式处理另外两根相邻的排扰线,例如,在图21的左侧处标记为2112的两根相邻的线。通过使用约0.25英寸长和0.05英寸宽的工具来压缩电缆的一部分而实现每一处理,该工具宽度在电缆的一个长度方向位置处覆盖两根相邻的排扰线。每一个处理过的部分距电缆的一端约3cm。在此第一实例中,工具温度为220℃,且对于每一处理施加约75至150磅的力维持10秒。然后移除该工具,并使电缆冷却。然后在与处理过的末端相对的电缆的末端处连接微欧姆计,并再次测试两根排扰线的所有28种可能的组合。测量出一对(处理过的排扰线中的两根)的直流电阻为1.1Ω,且两根排扰线的所有其他组合的直流电阻(在与处理过的末端相对的电缆的末端处测量)是不可测量的,即,大大超过100Ω。
最初还测试所述未处理过的电缆中的第二根以判定排扰线中的任何者是否与屏蔽膜中的任一者电接触。再次通过在电缆的已剥离末端处将微欧姆计连接至两根排扰线的所有28种可能的组合来进行此测试,且测量针对所述组合中的任何者再次不产生可测量的直流电阻,即,所有组合皆产生大大超过100Ω的直流电阻。接着,如图21中所描绘,在第一步骤中处理两根相邻的排扰线以在那些排扰线和两个屏蔽膜之间提供局部接触区域。使用与实例1中的工具相同的工具进行此处理,且处理过的部分距电缆的第一末端约3cm。在第二处理步骤中,在与第一步骤相同的条件下,但在距与第一末端相对的电缆的第二末段3cm的位置处处理相同的两根排扰线。在第三步骤中,以与第一步骤相同的方式,再次在距电缆的第一末端3cm处处理另外两根相邻的排扰线,例如,在图21的左侧处标记为2112的两根相邻的线。在第四处理步骤中,在相同的条件下,但在距电缆的第二末端3cm的处理位置处处理在第3步骤中受到处理的相同的两根排扰线。在此第二实例中,工具温度为210℃,且对于每一处理步骤施加约75至150磅的力维持10秒。然后移除该工具,并使电缆冷却。接着在电缆的一端处连接微欧姆计,且再次测试两根排扰线的所有28种可能的组合。针对所述组合中的五种(所有五种这些组合涉及具有处理过的区域的四根排扰线)测量到0.6Ω的平均直流电阻,且对于涉及具有处理过的区域的四根排扰线的剩余组合,测量到21.5Ω的直流电阻。两根排扰线的所有其他组合的直流电阻皆不可测量,即,大大超过100Ω。
图24a为针对这些实例制造并处理的屏蔽电缆中的一条的照片。可看到四个处理过的局部区域。图24b是图24a的一部分的放大细部图,其显示了所述处理过的局部区域中的两者。图24c是图24a的电缆的前横截面布局的示意性前正视图。
第4节:具有多根排扰线的屏蔽电缆
我们现在提供有关可采用多根排扰线的屏蔽带状电缆,以及此类电缆与在电缆的一个或两个末端处的一个或多个端接元件的独特组合的另外细节。
常规的同轴或双轴电缆使用多个独立的线组,每一者具有其自身的排扰线以进行电缆和端接点之间的接地连接。本文所描述的屏蔽电缆的有利方面是:它们可在整个结构中的多个位置中包括排扰线,如(例如)图19中所示出。任何给定的排扰线都可直接(DC)连接至屏蔽件结构,AC连接至屏蔽件(低阻抗AC连接),或可不良地或完全不连接至屏蔽件(高AC阻抗)。因为排扰线为细长导体,所以它们可延伸超出屏蔽电缆且与配对连接器的接地端进行连接。本发明所公开的电缆的优势是:一般来讲,在一些应用中可使用较少的排扰线,这是因为屏蔽膜提供的电屏蔽是整个电缆结构共有的。
我们已发现,可使用本发明所公开的屏蔽电缆来有利地提供可通过屏蔽带状电缆的导电屏蔽件电互连的多种不同的排扰线构型。简而言之,本发明所公开的屏蔽电缆中的任何者都可包括至少第一排扰线和第二排扰线。所述第一排扰线和第二排扰线可以沿着电缆的长度延伸,并且可至少由于它们二者均与第一屏蔽膜电接触而彼此电连接。该电缆可以在电缆的第一末端处与一个或多个第一端接元件组合、并且在电缆的第二末端处与一个或多个第二端接元件组合。在一些情况下,第一排扰线可电连接至一个或多个第一端接元件,但可能未电连接至一个或多个第二端接元件。在一些情况下,第二排扰线可电连接至一个或多个第二端接元件,但可能未电连接至一个或多个第一端接元件。
第一排扰线和第二排扰线可以是沿着电缆的长度延伸的多根排扰线的成员,n1根排扰线可以连接至一个或多个第一端接元件,并且n2根排扰线可以连接至一个或多个第二端接元件。数字n1可以为不等于n2。此外,所述一个或多个第一端接元件可总共具有m1个第一端接元件,并且所述一个或多个第二端接元件可总共具有m2个第二端接元件。在一些情况下,n2>n1,并且m2>m1。在一些情况下,m1=1。在一些情况下,m1=m2。在一些情况下,m1<m2。在一些情况下,m1>1,并且m2>1。
例如这些的布置方式提供以下能力:将一根排扰线连接至外部连接且使一根或多根其他排扰线仅连接至共同屏蔽件,从而将所有排扰线有效地连接至外部接地。因此,有利的是,并非电缆中的所有排扰线均需要连接至外部接地结构,这可用于借由在连接器处需要较少的配对连接来简化连接。另一个潜在的优势是如果不止一根排扰线连接至外部接地及连接至屏蔽件,则可进行冗余接触。在这种情况下,人们可能无法使用一根排扰线进行至屏蔽件或外部接地的接触,但仍通过另一根排扰线成功地进行外部接地和屏蔽件之间的电接触。此外,如果电缆组件具有扇出构型,其中电缆的一个末端连接至一个外部连接器(m1=1)和共同接地,并且另一个末端连接至多个连接器(m2>1),则可在共同末端上进行比用于多个连接器末端的连接(n2)少的连接(n1)。由此类构型提供的简化接地可提供在减少的复杂性及端接处所需的减小数量的接触片方面的有益效果。
在这些布置方式中的多者中,假定所讨论的所有排扰线当然是与屏蔽膜电接触,将通过屏蔽膜的排扰线的独特互连性质用于简化端接结构且可提供较紧密(较窄)的连接节距。一个直接了当的实施例为包括高速导体组和多根排扰线的屏蔽电缆在两个末端处端接至在每一个末端处的一个连接器,并且并非所有排扰线都在每一个末端处端接,但在一个末端处端接的每一根排扰线也在另一个末端处端接。由于未端接的排扰线也直接地或间接地连接至接地,因此这些排扰线仍维持在低电位。在相关的实施例中,所述排扰线中的一根可在一个末端处连接,但在另一个末端处未连接(故意地或错误地)。仍然在此情形中,只要在每一个末端处连接了一根排扰线,接地结构就得以维持。在另一个相关实施例中,在一个末端处附接的排扰线与在另一个末端处附接的排扰线不相同。在图25中描绘了该实施例的简单版本。在该图中,电缆组件2501包括在一个末端处连接至端接元件2520且在另一个末端处连接至端接元件2522的屏蔽电缆2502。电缆2502可实际上为本文中所示出或描述的任何屏蔽电缆,只要其包括均电连接至至少一个屏蔽膜的第一排扰线2512a和第二排扰线2512b即可。如图所示,排扰线2512b连接至元件2520但不连接至元件2522,并且排扰线2512a连接至元件2522但不连接至元件2520。由于接地电位(或其他受控电位)在电缆2502的排扰线2512a、2512b与屏蔽膜之间依靠其互相电连接而共用,故归因于共同接地而在该结构中维持相同电位。应当注意,可借由消除不使用的导电通路而有利地使两个端接元件2520、2522更小(更窄)。
在图26a-26b中示出了展示这些技术的更复杂的实施例。在这些图中,屏蔽电缆组件2601具有扇出构型。组件2601包括在第一末端处连接至端接元件2620、且在第二末端(其分裂成三个分离的扇出部分)处连接至端接元件2622、2624、2626的屏蔽带状电缆2602。如在沿着图26a的线26b-26b截取的图26b的横截面图中最佳示出,电缆2602包括具有绝缘导体的三个导体组(一个同轴类型和两个双轴类型)和八根排扰线2612a-h。所述八根排扰线均电连接至电缆2602中的至少一个屏蔽膜,且优选地两个屏蔽膜。所述同轴导体组连接至端接元件2626,一个双轴导体组连接至端接元件2624,并且另一个双轴导体组连接至端接元件2622,并且所有三个导体组都连接至在电缆的第一末端处的端接元件2620。所有八根排扰线都可连接至在电缆的第二末端处的端接元件,即,排扰线2612a、2612b和2612c可连接至端接元件2626上的适当导电通路,并且排扰线2612d和2612e可连接至端接元件2624上的适当导电通路,并且排扰线2612f和2612g可连接至端接元件2622上的适当导电通路。然而,有利的是,可使少于所有八根排扰线的排扰线连接至在电缆的第一末端处的端接元件2620。在该图中,仅排扰线2612a和2612h被示出为连接至元件2620上的适当导电通路。通过省略排扰线2612b-g与端接元件2620之间的端接连接,组件2601的制造得以简化且流线化。又如,举例而言,排扰线2612d和2612e将导电通路充分地连接至接地电位(或另一所需电位),即使该两者均不物理地连接至端接元件2620也是这样。
关于上文论述的参数n1、n2、m1和m2,电缆组件2601满足n1=2、n2=8、m1=1及m2=3。
在图27a-b中示出另一个扇出屏蔽电缆组件2701。组件2701包括在第一末端处连接至端接元件2720、且在第二末端(其分裂成三个分离的扇出部分)处连接至端接元件2722、2724、2726的屏蔽带状电缆2702。如在沿着图27a的线27b-27b截取的图27b的横截面图中最佳示出,电缆2702包括具有绝缘导体的三个导体组(一个同轴类型和两个双轴类型)和八根排扰线2712a-h。所述八根排扰线均电连接至电缆2702中的至少一个屏蔽膜,且优选地两个屏蔽膜。所述同轴导体组连接至端接元件2726,一个双轴导体组连接至端接元件2724,并且另一个双轴导体组连接至端接元件2722,并且所有三个导体组都连接至在电缆的第一末端处的端接元件2720。所述排扰线中的六根可连接至在电缆的第二末端处的端接元件,即,排扰线2712b和2712c可连接至端接元件2726上的适当导电通路,并且排扰线2712d和2712e可连接至端接元件2724上的适当导电通路,并且排扰线2712f和2712g可连接至端接元件2722上的适当导电通路。这六根排扰线均不连接至在电缆的第一末端上的端接元件2720。在电缆的第一末端处,其他两根排扰线(即,排扰线2712a和2712h)连接至元件2720上的适当导电通路。通过省略排扰线2712b-g与端接元件2720之间、及排扰线2712a与端接元件2726之间、以及排扰线2712h与端接元件2722之间的端接连接,组件2701的制造得以简化且流线化。
关于上文论述的参数n1、n2、m1和m2,电缆组件2701满足n1=2、n2=6、m1=1和m2=3。
多个其他实施例是可能的,但一般而言,利用电缆的屏蔽件来将两个分离的接地连接(导体)连接在一起以确保接地完成且至少一个接地连接至在电缆的每一个末端处的每一个端接位置(以及针对扇出电缆为两个以上接地)可为有利的。这意味着无需使每一根排扰线连接至每一个端接点。如果在任何末端处连接不止一根排扰线,则该连接为冗余的且较不倾向于出现故障。
第5节:具有混合导体组的屏蔽电缆
我们现在提供有关可采用混合导体组(例如,适合于高速数据传输的导体组和适合于电力传输或低速数据传输的另一个导体组)的屏蔽带状电缆的另外细节。适合于电力传输或低速数据传输的导体组可被称作边带。
用于高速信号传输的一些互连和已定义标准允许高速信号传输(如通过双轴或同轴线布置提供)和低速或电力导体两者,它们二者均需要导体上的绝缘材料。该标准的实例为SAS标准,其定义了高速对和包括在其微型SAS 4i互连方案中的“边带”。虽然SAS标准指示边带使用在其范围之外并且为制造商特定的,但常见边带使用为SGPIO(串行通用输入输出)总线,如行业规范SFF-8485中所描述。SGPIO具有的时钟频率仅为100kHz,并且不需要高性能的屏蔽线。
因此,该小节集中于经特制以传输高速信号和低速信号(或电力输送)两者的电缆的方面,包括电缆构型、至线性接触阵列的端接以及端接元件(如插卡)构型。一般来讲,本文中别处所论述的带状屏蔽电缆可经稍微修改而使用。具体而言,除了适用于高速数据传输的导体组以及也可包括的排扰线/接地线之外,本发明所公开的屏蔽电缆还可经修改以将适用于低速信号传输而非高速信号传输的绝缘线包括于构造中。因此,屏蔽电缆可包括传输数据速率显著不同的信号的至少两组绝缘线。当然,在电力导体的情况下,线不具有数据速率。我们还公开了用于组合式高速/低速屏蔽电缆的端接元件,其中用于低速导体的导电通路被重新路由于端接元件的相对两端之间,例如,端接末端和连接器配对末端之间。
换句话说,屏蔽电缆可包括多个导体组和第一屏蔽膜。所述多个导体组可以沿着电缆的长度延伸,并且沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体。第一屏蔽膜可包括覆盖部分和压紧部分,所述压紧部分被布置为使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一侧上的电缆的压紧部分处。所述多个导体组可包括适合于高速数据传输的一个或多个第一导体组以及适合于电力传输或低速数据传输的一个或多个第二导体组。
电缆还可以包括设置在电缆的相对于第一屏蔽膜的相对侧上的第二屏蔽膜。电缆可以包括与第一屏蔽膜电接触、并还沿着电缆的长度延伸的第一排扰线。一个或多个第一导体组可包括具有多个中心到中心间距为σ1的第一绝缘导体的第一导体组,并且一个或多个第二导体组可包括具有多个中心到中心间距为σ2的第二绝缘导体的第二导体组,并且σ1可以为大于σ2。当电缆平放时,一个或多个第一导体组的绝缘导体可全部布置在单个平面内。此外,当电缆平放时,一个或多个第二导体组可包括具有多个堆叠排列的绝缘导体的第二导体组。一个或多个第一导体组可适合于至少1Gbps(即,约0.5GHz)、最多至如25Gbps(约12.5GHz)或更高的最大数据传输速率,或例如至少1GHz的最大信号频率,并且一个或多个第二导体组可适合于例如小于1Gbps(约0.5GHz)或小于0.5Gbps(约250MHz)的最大数据传输速率,或例如小于1GHz或0.5GHz的最大信号频率。一个或多个第一导体组可适合于至少3Gbps(约1.5GHz)的最大数据传输速率。
此类电缆可以与设置在电缆的第一末端处的第一端接元件结合。第一端接元件可包括基板和其上的多条导电通路,所述多条导电通路具有布置在第一端接元件的第一末端上的各自的第一端接片。第一导体组和第二导体组的屏蔽导体可以在第一端接元件的第一末端处连接至各自的第一端接片,所述第一端接片采用的有序布置方式与电缆中屏蔽导体的布置方式匹配。多条导电通路可具有布置在第一端接元件的第二末端上的各自的第二端接片,所述第二端接片的布置方式不同于第一末端上的第一端接片的布置方式。
适合于电力传输和/或低速数据传输的导体组可包括未必需要彼此屏蔽、未必需要相关联的接地线或排扰线、并且可无需具有指定阻抗的绝缘导体组或单独的绝缘导体。将所述导体组一起并入具有高速信号对的电缆中的有益效果是它们可在一个步骤中对准和端接。这与常规电缆不同,常规电缆需要处置若干线组而不与(例如)插卡自动对准。正如混合信号线电缆本身,用于低速信号和高速信号两者的同时剥离和端接过程(至单个插卡上的线性阵列或线性接触点阵列)是特别有利的。
图28a-d是可整合混合信号线特征的示例性屏蔽电缆2802a、2802b、2802c和2802d的正面剖视图。所述实施例中的每一者优选地包括如本文中别处所论述的具有合适覆盖部分和压紧部分的两个相对的屏蔽膜,以及分组成适合于高速数据传输的导体组(参见导体组2804a)的一些屏蔽导体,以及分组成适合于低速数据传输或电力传输的导体组(参见导体组2804b、2804c)的一些屏蔽导体。每一个实施例还优选地包括一根或多根排扰线2812。将高速导体组2804a示出为双轴对,但如本文中别处所论述,其他构型也是可能的。将较低速绝缘导体示出为比高速绝缘导体小(具有较小的直径或横向尺寸),这是因为较低速绝缘导体可无需具有受控的阻抗。在可供选择的实施例中,与同一电缆中的高速导体相比,在低速导体周围具有较大的绝缘材料厚度可为必要的或有利的。然而,由于空间通常非常珍贵,故通常需要使绝缘材料厚度尽可能小。还注意到,与给定电缆中的高速线相比,低速线的线规和镀层可以是不同的。在图28a-d中,高速和低速绝缘导体均布置在单个平面内。在此类构型中,将多个低速绝缘导体一起分组于单个组中(如导体组2804b中)以维持尽可能小的电缆宽度可为有利的。
当将低速绝缘导体分组时,无需为了使电缆保持基本上平坦的构型而将导体设置在完全相同的几何平面内。举例而言,图29的屏蔽电缆2902利用一起堆叠在紧凑空间内的低速绝缘导体以形成导体组2904b,电缆2902还包括高速导体组2904a和2904c。以此方式堆叠低速绝缘导体有助于提供紧凑和狭窄的电缆宽度,但可能不提供在多端子封端后使导体以有序线性方式排列(用于与接端接元件上的线性接触点阵列配对)的优势。如图所示,电缆2902还包括相对的屏蔽膜2908和排扰线2912。在涉及不同数量的低速绝缘导体的可供选择的实施例中,也可使用低速绝缘导体的堆叠布置,例如图29a的导体组2904d-h所示出。
混合信号线屏蔽电缆的另一个方面涉及与电缆一起使用的端接元件。具体地讲,端接元件的基板上的导体通路可被构造为将低速信号从端接元件的一个末端(如,电缆的端接末端)上的一种布置重新路由至该元件的相对末端(如,用于连接器的配对末端)上的不同布置。例如,该不同布置可包括在一个末端上的相对于端接元件的另一个末端的接触点或导体通路的不同顺序。该元件的端接末端上的布置可经特制以匹配电缆中的导体的顺序或布置,而该元件的相对末端上的布置可经特制以匹配与电缆的布置不同的电路板或连接器布置。
重新路由可通过利用任何合适的技术来实现,包括在示例性实施例中使用与多层电路板构造结合的一个或多个介层窗以使给定的导电通路从印刷电路板中的第一层过渡至至少第二层,且接着任选地过渡回到第一层。一些实例在图30a和图30b的俯视图中示出。
在图30a中,电缆组件3001a包括连接至例如插卡或电路板的端接元件3020的屏蔽电缆3002,端接元件3020具有基板和在其上形成的导电通路(包括如接触片)。电缆3002包括适合于高速数据通信的导体组3004a(如,呈双轴对的形式)。电缆3002还包括边带,该边带包括适合于低速数据传输和/或电力传输的导体组3004b,在该实施例中导体组3004b具有四个绝缘导体。在电缆3002已被多端子封端之后,各种导体组的导体的导体末端在元件的第一末端3020a处连接(如,通过焊接)至端接元件3020上的导电通路的对应末端(如,接触片)。将对应于电缆的边带的导电通路的接触片或其他末端标记为3019a、3019b、3019c、3019d,并且这些接触片以从端接元件3020的顶部至底部的顺序布置(虽然与高速导体相关联的其他接触片在第一末端3020a上存在于边带接触片的上方和下方)。在图中仅示意性地示出的用于边带接触片3019a-d的导电通路按需要利用元件3020的介层窗和/或其他图案化层来将接触片3019a连接至元件的第二末端3020b上的接触片3021a,并且将接触片3019b连接至元件的第二末端3020b上的接触片3021b,并且将接触片3019c连接至元件的第二末端3020b上的接触片3021c,并且将接触片3019d连接至元件的第二末端3020b上的接触片3021d。通过这种方式,端接元件上的导体通路被构造为将来自导体组3004b的低速信号从端接元件的一个末端3020a上的一种布置(a-b-c-d)重新路由至该元件的相对末端3020b上的不同布置(d-a-c-b)。
图30b示出了可供选择的电缆组件3001b的俯视图,并且类似的参考标号用于识别相同或类似的部分。在图30b中,电缆3002被多端子封端且连接至在设计上类似于图30a的端接元件3020的端接元件3022。类似于元件3020,元件3022包括对应于电缆3002的边带的导电通路的接触片或其他末端,将所述接触片标记为3023a、3023b、3023c、3023d,并且它们以从端接元件3022的顶部至底部的顺序布置(虽然与电缆的高速导体相关联的其他接触片在元件3022的第一末端3022a上存在于边带接触片的上方和下方)。再次在该图中仅示意性地示出用于边带接触片3023a-d的导电通路。所述导电通路按需要利用元件3022的介层窗和/或其他图案化层来将接触片3023a连接至元件的第二末端3022b上的接触片3025a,并且将接触片3023b连接至元件的第二末端3022b上的接触片3025b,并且将接触片3023c连接至元件的第二末端3022b上的接触片3025c,并且将接触片3023d连接至元件的第二末端3022b上的接触片3025d。通过这种方式,端接元件上的导体通路被构造为将来自导体组3004b的低速信号从端接元件的一个末端3022a上的一种布置(a-b-c-d)重新路由至该元件的相对末端3022b上的不同布置(a-c-b-d)。
图30a和图30b的电缆组件彼此类似,因为在两种情况下,端接元件跨越用于其他低速信号的其他导电通路而非跨越用于高速信号的任何导电通路来物理地重新路由用于低速信号的导电通路。就这一点而言,为了维持高品质的高速信号,跨越高速信号通路路由低速信号通常不是所期望的。然而,在一些情形中,在具有适当屏蔽(如,多层电路板和充分屏蔽层)的情况下,可以如图31中示出的高速信号通路中的信号的有限衰减来实现此目的。在那里,已多端子封端的屏蔽电缆3102连接至端接元件3120。电缆3102包括适合于高速数据通信的导体组3104a(如,呈双轴对的形式)。电缆3102还包括边带,该边带包括适合于低速数据传输和/或电力传输的导体组3104b,在该实施例中导体组3004b具有一个绝缘导体。在电缆3102已被多端子封端之后,各种导体组的导体的导体末端在元件的第一末端3120a处连接(如,通过焊接)至端接元件3120上的导电通路的对应末端(如,接触片)。将与对应于电缆的边带的导电通路的接触片或其他末端标记为3119a,并且其经布置为紧接在用于导体组3104a中的中间一个的接触片上方(从图31的角度)。在该图中仅示意性地示出的用于边带接触片3119a的导电通路按需要利用元件3120的介层窗和/或其他图案化层来将接触片3119a连接至元件的第二末端3120b上的接触片3121a。通过这种方式,端接元件上的导体通路被构造为将来自导体组3104b的低速信号从端接元件的一个末端3120a上的一种布置(紧接在导体组3104a中的中间一个的上方)重新路由至该元件的相对末端3120b上的不同布置(紧接在用于导体组3104a中的中间一个的接触片下方)。
制造了具有图28a中的电缆2802a的一般设计的混合信号线屏蔽电缆。如图28a中所示,该电缆包括四个高速双轴导体组和设置在该电缆中间的一个低速导体组。将30线规(AWG)的镀银线用于双轴导体组中的高速信号线、且将30线规(AWG)的镀锡线用于低速导体组中的低速信号线来制备该电缆。用于高速线的绝缘材料的外径(OD)为约0.028英寸,并且用于低速线的绝缘材料的OD为约0.022英寸。如图28a中所示出,沿着电缆的每一个边缘还包括排扰线。批量剥离该电缆,并且将各个线末端焊接至微型SAS相容插卡上的对应接触点。在该实施例中,将插卡上的所有导电通路都从插卡的电缆末端路由至相对(连接器)末端而不彼此交叉,使得接触片构型在插卡的两个末端上为相同的。在图32中示出所得的端接电缆组件的照片。
除非另外指明,否则本说明书和权利要求书中用来表示数量、特性量度等的所有数值都应当理解为由术语“约”修饰。因此,除非有相反的指示,否则说明书和权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域内的技术人员利用本专利申请的教导内容想要获得的所需特性而改变。每一个数值参数并不旨在限制等同原则在权利要求书范围内的应用,至少应该按照记录的有效位数和通过应用惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。虽然本发明中列出大致范围的数值范围和参数是近似值,但就任何数值都是在本文所述具体实例中列出来说,它们都应在合适的情况下尽可能地精确记录。然而,任何数值都可以适当地包含与测试或测量限制相关的误差。
在不偏离本发明的精神和范围的前提下,对本发明的各种修改和更改对于本领域内的技术人员来说应是显而易见的,而且应该理解本发明不限于本文所列出的示例性实施例。例如,除非另外指明,否则读者应当假设,所公开的一个实施例的特征也可应用于所公开的所有其他实施例。还应理解,本文引用的所有美国专利、专利申请公开案和其他专利和非专利文档通过引用的方式并入,而不与上述公开内容抵触。
下面各项是根据本发明的方面的电缆布置方式的示例性实施例。
项1为屏蔽带状电缆,其包括:多个导体组,其沿着该电缆在长度方向上延伸并沿着该电缆的宽度彼此间隔开,并且每一个导体组包括一个或多个绝缘导体,所述导体组包括与第二导体组相邻的第一导体组;以及第一屏蔽膜和第二屏蔽膜,其设置在该电缆的相对侧上,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜包括覆盖部分和压紧部分,所述覆盖部分和压紧部分被布置使得在横截面中,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述覆盖部分组合起来基本上围绕每一个导体组,并且所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述压紧部分结合起来形成在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分;其中,当该电缆平放时,第一导体组的第一绝缘导体最靠近第二导体组,并且第二导体组的第二绝缘导体最靠近第一导体组,并且第一绝缘导体和第二绝缘导体具有中心到中心间距S;并且其中第一绝缘导体具有外部尺寸D1且第二绝缘导体具有外部尺寸D2;并且其中S/Dmin在1.7至2的范围内,其中Dmin为D1和D2中的较小者。
项2为项1的电缆,其中多个导体组中的每一对相邻导体组具有对应于在1.7至2的范围内的S/Dmin的量。
项3为项1的电缆,其中多个导体组中的每一组仅具有一对绝缘导体,并且其中第一导体组的该对绝缘导体的中心到中心间距为σ1,且第一导体组和第二导体组的中心到中心间距为Σ,并且其中Σ/σ1在2.5至3的范围内。
项4为屏蔽带状电缆,其包括:多个导体组,其沿着该电缆在长度方向上延伸并沿着该电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体,所述导体组包括与第二导体组相邻的第一导体组,第一导体组和第二导体组各自仅具有一对绝缘导体;以及第一屏蔽膜和第二屏蔽膜,其设置在电缆的相对侧上,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜包括覆盖部分和压紧部分,所述覆盖部分和压紧部分被布置使得在横截面中,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述覆盖部分组合起来基本上围绕每一个导体组,并且所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述压紧部分结合起来形成在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分;其中,当该电缆平放时,第一导体组的该对绝缘导体的中心到中心间距为σ1,且所述第一导体组和所述第二导体组的中心到中心间距为Σ,并且其中Σ/σ1在2.5至3的范围内。
项5为项4的电缆,其中导体组中的每一个仅具有一对绝缘导体,其中导体组总体具有该对绝缘导体的平均中心到中心间距σavg,且总体具有相邻导体组的平均中心到中心间距Σavg,并且其中Σavg/σavg在2.5至3的范围内。
项6为项1或项4的电缆,其中第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的覆盖部分结合起来通过包围每一个导体组的周边的至少75%而基本上围绕每一个导体组。
项7为项1或项4的电缆,其中第一导体组具有在相邻绝缘导体之间的高频隔离,该高频隔离通过在3-15GHz范围内的指定频率下对于1米的电缆长度的串扰C1来表征,其中第一导体组和第二导体组之间的高频隔离通过在指定频率下的串扰C2来表征,并且其中C2比C1低至少10dB。
项8为项1或项4的电缆,其中每一个屏蔽膜包括设置在电介质基板上的导电层。
项9为项1或项4的电缆,还包括:第一排扰线,其与第一屏蔽膜和第二屏蔽膜中的至少一个电接触。
项10为项9的电缆,其中第一排扰线沿着电缆的宽度与多个导体组间隔开。
项11为项9的电缆,其中在横截面中,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的第二覆盖部分组合起来基本上围绕第一排扰线。
项12为项9的电缆,其中第一排扰线以距最靠近的导体组的最靠近绝缘线的排扰线距离σ1来表征,并且其中该最靠近的导体组以绝缘导体的中心到中心间距σ2来表征,并且其中σ1/σ2为大于0.7。
项13为项9的电缆,其中该电缆除了该第一排扰线之外不包括其他排扰线。
项14为项9的电缆,其中多个导体组包括至少八个导体组,并且每一个导体组仅具有一对绝缘导体,并且其中在该电缆平放时该电缆的宽度为不大于16mm。
项15为项9的电缆,还包括:第二排扰线,其沿着该电缆的宽度与多个差分对间隔开,使得所述多个差分对设置在第一排扰线和第二排扰线之间。
项16为项15的电缆,其中该电缆除了所述第一排扰线和第二排扰线之外不包括其他排扰线。
项17为项15的电缆,其中多个导体组包括至少八个导体组,并且每一个导体组仅具有一对绝缘导体,并且其中在该电缆平放时该电缆的宽度为不大于16mm。
项18为项1或项4的电缆,其中对于每一个导体组,第一膜和第二膜的覆盖部分除了与该导体组的每一侧上的所述压紧电缆部分相关联的间隙之外围绕该导体组。
项19为项18的电缆,其中所述间隙填充有将第一膜和第二膜在平整电缆部分处粘合在一起的材料。
项20为项1或项4的电缆,其中每一个导体组包括被第一绝缘材料围绕的第一导体和被第二绝缘材料围绕的第二导体,并且其中对于每一个导体组,第一屏蔽膜的覆盖部分包括与第一导体同心的第一部分和与第二导体同心的第二部分。
项21为项1或项4的电缆,该电缆与在其上具有多条导电通路的基板结合,所述多条导电通路各自从基板的第一末端延伸至第二末端,其中该电缆的所述绝缘导体的各导体附接至该基板的第一末端处的所述导电通路中的对应者。
项22为项21的组合,其中所有对应的导电通路设置在基板的一个主表面上。
项23为项21的组合,其中对应的导电通路中的至少一条设置在基板的一个主表面上,并且对应的导电通路中的至少另一条设置在基板的相对主表面上。
项24为项21的组合,其中导电通路中的至少一条具有在所述第一末端处的该基板的第一主表面上的第一部分,以及在第二末端处的该基板的相对第二主表面上的第二部分。
项25为项21的组合,其中导体组中的交替者附接至基板的相对主表面上的导电通路。
项26为项21的组合,其中基板包括插卡。
项27为屏蔽电缆,其包括:多个导体组,其沿着电缆的长度延伸并沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体;第一屏蔽膜,其包括覆盖部分和压紧部分,该覆盖部分和压紧部分被布置使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分处;以及第一排扰线,其与第一屏蔽膜电接触,且还沿着该电缆的长度延伸;其中第一排扰线至第一屏蔽膜的电接触定位于至少第一处理过的区域处。
项28为项27的电缆,其中在第一处理过的区域处第一排扰线至第一屏蔽膜的电接触通过小于2Ω的直流电阻来表征。
项29为项28的电缆,其中第一屏蔽膜在第一处理过的区域处和第二区域处覆盖第一排扰线,第二区域与第一处理过的区域至少一样长,并且其中第一排扰线和第一屏蔽膜之间的直流电阻在第二区域处为大于100Ω。
项30为项29的电缆,其中电介质材料在第二区域处将第一排扰线与第一屏蔽膜分隔开,并且在第一处理过的区域处几乎不存在或不存在第一排扰线通过电介质材料与第一屏蔽膜分隔开的情况。
项31为项27的电缆,其中第一排扰线至第一屏蔽膜的电接触也定位于沿着电缆的长度与第一处理过的区域间隔开的第二处理过的区域处。
项32为项27的电缆,还包括:第二排扰线,其与第一屏蔽膜电接触、沿着电缆的长度延伸且与第一排扰线间隔开;其中第二排扰线至第一屏蔽膜的电接触定位于第二处理过的区域处。
项33为项32的电缆,其中第二处理过的区域设置在与第一处理过的区域不同的该电缆的长度方向位置处。
项34为项32的电缆,其中第二处理过的区域设置在第一排扰线缺乏与第一屏蔽膜的任何局部电接触的该电缆的长度方向位置处。
项35为项27的电缆,还包括:第二屏蔽膜,其还包括覆盖部分和压紧部分;其中第一屏蔽膜和第二屏蔽膜设置在该电缆的相对侧上并且被布置使得在横截面中,第一膜和第二膜的覆盖部分组合起来基本上围绕每一个导体组,并且第一膜和第二膜的压紧部分结合起来形成在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分。
项36为项35的电缆,其中第一排扰线也在第一处理过的区域处以局部的方式与第二屏蔽膜电接触。
项37为项35的电缆,其中第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的覆盖部分结合起来通过包围每一个导体组的周边的至少75%而基本上围绕每一个导体组。
项38为项35的电缆,其中对于每一个导体组,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜的覆盖部分除了与该导体组的每一侧上的所述压紧电缆部分相关联的间隙之外围绕该导体组。
项39为项38的电缆,其中所述间隙填充有将第一膜和第二膜在平整电缆部分处粘合在一起的材料。
项40为制备屏蔽电缆的方法,其包括:提供电缆,所述电缆包括:多个导体组,其沿着电缆的长度延伸并沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体;以及第一屏蔽膜,其包括覆盖部分和压紧部分,该覆盖部分和压紧部分被布置使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分处;以及第一排扰线,其沿着该电缆的长度延伸;以及在第一处理过的区域处选择性地处理电缆以在该第一处理过的区域中局部地增加或建立第一排扰线至第一屏蔽膜的电接触。
项41为项40的方法,其中在第一处理过的区域处的第一排扰线与第一屏蔽膜之间的直流电阻在有选择的处理之前为大于100Ω,并且在有选择的处理之后为小于2Ω。
项42为项40的方法,其中有选择的处理包括在第一处理过的区域处有选择地向电缆施加力。
项43为项40的方法,其中有选择的处理包括在第一处理过的区域处有选择地加热电缆。
项44为项40的方法,其中电缆还包括第二排扰线,该第二排扰线沿着电缆的长度延伸但与第一排扰线间隔开,并且其中所述有选择的处理不显著增加或建立第二排扰线至第一屏蔽膜的电接触。
项45为项40的方法,其中电缆还包括第二屏蔽膜,该第二屏蔽膜还包括覆盖部分和压紧部分,第一屏蔽膜和第二屏蔽膜设置在该电缆的相对侧上并且被布置使得在横截面中,第一膜和第二膜的覆盖部分组合起来基本上围绕每一个导体组,并且第一膜和第二膜的压紧部分结合起来形成在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分,并且其中第一排扰线设置在第一屏蔽膜和第二屏蔽膜之间。
项46为项45的方法,其中有选择的处理还局部地增加或建立在第一处理过的区域中的第一排扰线至第二屏蔽膜的电接触。
项47为屏蔽电缆,其包括:多个导体组,其沿着电缆的长度延伸并沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体;第一屏蔽膜,其包括覆盖部分和压紧部分,该覆盖部分和压紧部分被布置使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分处;以及第一排扰线和第二排扰线,该第一排扰线和第二排扰线沿着电缆的长度延伸,该第一排扰线和第二排扰线至少由于它们二者均与第一屏蔽膜电接触而彼此电连接。
项48为项47的电缆,其还包括:第二屏蔽膜,该第二屏蔽膜还包括覆盖部分和压紧部分;其中第一屏蔽膜和第二屏蔽膜设置在电缆的相对侧上且被布置使得在横截面中,第一膜和第二膜的覆盖部分组合起来基本上围绕每一个导体组,并且第一膜和第二膜的压紧部分结合起来形成在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分,并且其中第一排扰线和第二排扰线还至少由于它们二者均与第二屏蔽膜电接触而彼此电连接。
项49为项48的电缆,其中在第一屏蔽膜与第一排扰线之间的直流电阻为小于10Ω,并且在第二屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻为小于10Ω。
项50为项49的电缆,其中在第一屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻为小于2Ω,并且在第二屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻为小于2Ω。
项51为项47的电缆,该电缆与在该电缆的第一末端处的一个或多个第一端接元件以及在该电缆的第二末端处的一个或多个第二端接元件组合。
项52为项51的组合,其中第一排扰线和第二排扰线为沿着该电缆的长度延伸的多根排扰线的成员,其中n1根排扰线连接至一个或多个第一端接元件,其中n2根排扰线连接至一个或多个第二端接元件,并且其中n1≠n2。
项53为项52的组合,其中一个或多个第一端接元件总共具有m1个第一端接元件,并且其中一个或多个第二端接元件总共具有m2个第二端接元件。
项54为项53的组合,其中n2>n1,并且m2>m1。
项55为项54的组合,其中m1=1。
项56为项53的组合,其中m1=m2。
项57为项56的组合,其中m1=1。
项58为项53的组合,其中m1<m2。
项59为项53的组合,其中m1>1,并且m2>1。
项60为项51的组合,其中第一排扰线电连接至一个或多个第一端接元件,但不电连接至一个或多个第二端接元件。
项61为项60的组合,其中第二排扰线电连接至一个或多个第二端接元件,但不电连接至一个或多个第一端接元件。
项62为屏蔽电缆,其包括:多个导体组,其沿着电缆的长度延伸并沿着电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体;以及第一屏蔽膜,其包括覆盖部分和压紧部分,该覆盖部分和压紧部分被布置使得覆盖部分覆盖导体组,并且压紧部分设置在每一个导体组的每一个侧面上的该电缆的压紧部分处;其中多个导体组包括适合于高速数据传输的一个或多个第一导体组和适合于电力传输或低速数据传输的一个或多个第二导体组。
项63为项62的电缆,其还包括:第二屏蔽膜,其还包括覆盖部分和压紧部分;其中第一屏蔽膜和第二屏蔽膜设置在该电缆的相对侧上并且被布置使得在横截面中,第一膜和第二膜的覆盖部分组合起来基本上围绕每一个导体组,并且第一膜和第二膜的压紧部分组合起来在每一个导体组的每一侧上形成该电缆的压紧部分。
项64为项62的电缆,其还包括:第一排扰线,其与第一屏蔽膜电接触并亦沿着该电缆的长度延伸。
项65为项64的电缆,其中第一屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻为小于10Ω。
项66为项65的电缆,其中第一屏蔽膜和第一排扰线之间的直流电阻为小于2Ω。
项67为项62的电缆,其中一个或多个第一导体组包括具有多个中心到中心间距为σ1的第一绝缘导体的第一导体组,并且其中一个或多个第二导体组包括具有多个中心到中心间距为σ2的第二绝缘导体的第二导体组,并且其中σ1>σ2。
项68为项62的电缆,其中一个或多个第一导体组的绝缘导体在该电缆平放时均布置在单个平面内。
项69为项68的电缆,其中一个或多个第二导体组包括第二导体组,该第二导体组具有在该电缆平放时堆叠排列的多个绝缘导体。
项70为项62的电缆,其中一个或多个第一导体组适合于至少1Gbps的最大数据传输速率,并且一个或多个第二导体组适合于小于1Gbps的最大数据传输速率。
项71为项70的电缆,其中一个或多个第一导体组适合于至少3Gbps的最大数据传输速率。
项72为项62的电缆,该电缆与设置在电缆的第一末端处的第一端接元件组合。
项73为项72的组合,其中第一端接元件包括基板和在该基板上的多条导电通路,所述多条导电通路具有布置在第一端接元件的第一末端上的各自的第一端接片,并且其中第一导体组和第二导体组的屏蔽导体以匹配该电缆中的屏蔽导体的布置方式的有序布置方式连接至在第一端接元件的第一末端处的第一端接片的各自的部件。
项74为项73的组合,其中多条导电通路具有各自的第二端接片,该各自的第二端接片以不同于第一末端上的第一端接片的布置方式布置在第一端接元件的第二末端上。
项75为项72的组合,其中第一端接元件包括插卡。
项76为端接屏蔽电缆的方法,包括:提供项62的电缆;以及同时在电缆的第一末端上将绝缘材料剥离一个或多个第一导体组和第二导体组的绝缘导体。
项77为项76的方法,还包括:提供包括一个或多个第一基板的一个或多个第一端接元件,该一个或多个第一基板在其上具有多条第一导电通路;以及将电缆的第一末端处的已剥离的导体附接至多条第一导电通路。
项78为项77的方法,其中该附接经执行使得已剥离的导体以匹配电缆中的屏蔽导体的布置方式的有序布置方式在该电缆的第一末端处附接至多条第一导电通路。
项79为项77的方法,其中一个或多个第一端接元件包括第一插卡。
项80为项77的方法,还包括:同时在与电缆的第一末端相对的电缆的第二末端上将绝缘材料剥离一个或多个第一导体组和第二导体组的绝缘导体。
项81为项80的方法,还包括:提供包括一个或多个第二基板的一个或多个第二端接元件,该一个或多个第二基板在其上具有多条第二导电通路;以及将电缆的第二末端处的已剥离的导体附接至多条第二导电通路。
项82为项81的方法,其中将电缆的第二末端处的已剥离的导体附接至多条第二导电通路经执行使得已剥离的导体以匹配该电缆中的屏蔽导体的布置方式的有序布置方式在该电缆的第二末端处附接至多条第二导电通路。
项83为项81的方法,其中一个或多个第二端接元件包括第二插卡。
虽然本文出于说明优选实施例的目的对具体实施例进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应当理解,在不脱离本发明的范围的前提下,各种旨在达到相同目的的可选的和/或等同形式的具体实施可以取代图示和描述的具体实施例。机械、机电以及电气领域的技术人员将很容易理解到,本发明可以在众多实施例中实施。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的优选实施例的任何修改形式或变型形式。因此,显而易见,本发明旨在仅受本发明权利要求书及其等同物的限制。
Claims (10)
1.一种屏蔽带状电缆,包括:
多个导体组,所述多个导体组沿着所述电缆的长度方向延伸,并沿着所述电缆的宽度彼此间隔开,并且每一个导体组包括一个或多个绝缘导体,所述导体组包括与第二导体组相邻的第一导体组;和
第一屏蔽膜和第二屏蔽膜,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜设置在所述电缆的相对侧上,并且包括覆盖部分和压紧部分,所述覆盖部分和所述压紧部分被布置使得在横截面中,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述覆盖部分组合起来围绕每一个导体组,并且所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述压紧部分组合起来在每一个导体组的每一侧上形成所述电缆的压紧部分;
其中,当所述电缆平放时,所述第一导体组的第一绝缘导体最靠近所述第二导体组,并且所述第二导体组的第二绝缘导体最靠近所述第一导体组,并且所述第一绝缘导体和所述第二绝缘导体具有中心到中心间距S;并且
其中所述第一绝缘导体具有外径D1,并且所述第二绝缘导体具有外径D2;并且
其中S/Dmin在1.7至2的范围内,其中Dmin为D1和D2中的较小者。
2.根据权利要求1所述的电缆,其中所述多个导体组中的每一对相邻导体组具有对应于在1.7至2的范围内的S/Dmin的量。
3.根据权利要求1所述的电缆,其中所述多个导体组中的每一组仅具有一对绝缘导体,并且其中所述第一导体组的绝缘导体对的中心到中心间距为σ1,并且所述第一导体组和所述第二导体组的中心到中心间距为Σ,并且其中Σ/σ1在2.5至3的范围内。
4.一种屏蔽带状电缆,包括:
多个导体组,所述多个导体组沿着所述电缆的长度方向延伸,并沿着所述电缆的宽度彼此间隔开,每一个导体组包括一个或多个绝缘导体,所述导体组包括与第二导体组相邻的第一导体组,所述第一导体组和所述第二导体组各自仅具有一对绝缘导体;和
第一屏蔽膜和第二屏蔽膜,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜设置在所述电缆的相对侧上,并且包括覆盖部分和压紧部分,所述覆盖部分和所述压紧部分被布置使得在横截面中,所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述覆盖部分组合起来围绕每一个导体组,并且所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述压紧部分组合起来在每一个导体组的每一侧上形成所述电缆的压紧部分;
其中,当所述电缆平放时,所述第一导体组的绝缘导体对的中心到中心间距为σ1,并且所述第一导体组和所述第二导体组的中心到中心间距为Σ,并且其中Σ/σ1在2.5至3的范围内。
5.根据权利要求4所述的电缆,其中所述导体组中的每一个仅具有一对绝缘导体,其中所述导体组总体具有绝缘导体对的平均中心到中心间距σavg,并且总体具有相邻导体组的平均中心到中心间距Σavg,并且其中Σavg/σavg在2.5至3的范围内。
6.根据权利要求1或权利要求4所述的电缆,其中所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜的所述覆盖部分组合起来通过包围每一个导体组的周边的至少75%而基本上围绕每一个导体组。
7.根据权利要求1或权利要求4所述的电缆,其中所述第一导体组具有在相邻绝缘导体之间的高频隔离,所述高频隔离通过在3-15GHz范围内的指定频率下对于1米的电缆长度的串扰C1来表征,其中所述第一导体组和所述第二导体组之间的高频隔离通过在所述指定频率下的串扰C2来表征,并且其中C2比C1低至少10dB。
8.根据权利要求1或权利要求4所述的电缆,还包括:
第一排扰线,所述第一排扰线与所述第一屏蔽膜和所述第二屏蔽膜中的至少一个电接触。
9.根据权利要求8所述的电缆,其中所述第一排扰线以距最靠近的导体组的最靠近绝缘线的排扰线距离σ1来表征,并且其中所述最靠近的导体组以绝缘导体的中心到中心间距σ2来表征,并且其中σ1/σ2为大于0.7。
10.根据权利要求8所述的电缆,其中所述多个导体组包括至少八个导体组,并且每一个导体组仅具有一对绝缘导体,并且其中在所述电缆平放时所述电缆的宽度为不大于16mm。
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