CN106057348A - 差动信号传输缆线以及多芯差动信号传输缆线 - Google Patents

差动信号传输缆线以及多芯差动信号传输缆线 Download PDF

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CN106057348A CN201610210240.3A CN201610210240A CN106057348A CN 106057348 A CN106057348 A CN 106057348A CN 201610210240 A CN201610210240 A CN 201610210240A CN 106057348 A CN106057348 A CN 106057348A
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Abstract

本发明提供一种即使在弯曲时也不在屏蔽带导体与绝缘电线之间以及屏蔽带导体彼此的重合部产生间隙，并且能够抑制信号的时滞、频带空段的差动信号传输缆线以及具备多根该差动信号传输缆线的多芯差动信号传输缆线。差动信号传输缆线(10)具备：具有相互平行地延伸并传输差动信号的一对信号线导体(211、221)以及包覆一对信号线导体(211、221)的绝缘体(221、222)的绝缘电线部(2)；以及由带状的金属箔构成并以其宽度方向的一部分重合的方式螺旋卷绕于绝缘电线部(2)的周围的屏蔽导体(3)，屏蔽导体(2)的不产生破裂而能够沿长边方向延展的延展率的允许延展率在常温下为2％以上。

Description

差动信号传输缆线以及多芯差动信号传输缆线
技术领域
本发明涉及传输差动信号的差动信号传输缆线以及具备多根该差动信号传输缆线的多芯差动信号传输缆线。
背景技术
以往，具有传输差动信号的一对信号线导体的差动信号传输缆线例如用于信息处理装置之间的通信等。
在这种差动信号传输缆线中，为了抑制例如在进行10Gbps以上的高速传输时成为问题的作为一对信号线导体之间的传播时间差的时滞、作为特定的频带中的信号的衰减量的急剧的增加的频带空段，往往在覆盖利用绝缘体包覆一对信号线导体而成的绝缘电线的屏蔽导体方面下功夫(例如，参照专利文献1、2)。
专利文献1所记载的差动信号传输缆线中，屏蔽导体由在塑料带的一个面粘贴金属箔而成的附带金属箔的带构成，将该附带金属箔的带以设置有金属箔的一侧的面成为外侧的方式弯折，以通过该弯折而折返的折返部的至少一部分重叠的方式螺旋卷绕于绝缘电线。
另外，专利文献2所记载的差动信号传输缆线中，屏蔽导体由在树脂层的一个表面层叠导电性金属层而构成的屏蔽带导体构成，并以其长边方向与绝缘电线平行的方式被纵向卷绕。另外，该屏蔽带导体的宽度方向的两端部重合，在其外周侧按压卷绕有第一树脂带以及第二树脂带。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-133991号公报
专利文献2：日本特开2014-38802号公报
发明内容
在专利文献1所记载的差动信号传输缆线中，由于必须折返附带金属箔的带，所以作业工序变得复杂。另外，专利文献2所记载的差动信号传输缆线通过纵向卷绕屏蔽带导体来抑制时滞、频带空段的产生，但若纵向卷绕屏蔽带导体，则在弯曲差动信号传输缆线时，容易在屏蔽带导体与绝缘电线之间以及屏蔽带导体彼此的重合部产生间隙。而且，若产生这样的间隙，则有损一对信号线导体的信号传播特性的对称性，从而存在产生容易发生时滞、屏蔽性能下降的问题的担忧。即，专利文献1、2所记载的差动信号传输缆线在这些方面存在进一步改善的余地。
因此，本发明的目的在于提供一种即使在弯曲时也不在屏蔽带导体与绝缘电线之间以及屏蔽带导体彼此的重合部产生间隙，并且能够抑制信号的时滞、频带空段的差动信号传输缆线以及具备多根该差动信号传输缆线的多芯差动信号传输缆线。
本发明以解决上述课题为目的，提供一种差动信号传输缆线，其具备：绝缘电线部，其具有相互平行地延伸并传输差动信号的一对信号线导体以及包覆上述一对信号线导体的绝缘体；以及屏蔽导体，其由带状的金属箔构成，并以其宽度方向的一部分重合的方式螺旋卷绕于上述绝缘电线部的周围，上述屏蔽导体的不产生破裂而能够在长边方向延展的延展率亦即允许延展率在常温下为2％以上。
另外，本发明以解决上述课题为目的，提供一种多芯差动信号传输缆线，其具备多根上述的差动信号传输缆线，将上述多根上述差动信号传输缆线一并屏蔽而成。
本发明的效果如下。
根据本发明的差动信号传输缆线以及多芯差动信号传输缆线，即使在弯曲时也不在屏蔽带导体与绝缘电线之间以及屏蔽带导体彼此的重合部产生间隙，并且能够抑制信号的时滞、频带空段。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的差动信号传输缆线以及具备多根该差动信号传输缆线的多芯差动信号传输缆线的剖面构造的剖视图。
图2是表示一根差动信号传输缆线的结构的剖视图。
图3是从相对于差动信号传输缆线的延伸方向倾斜的方向观察制造过程中的差动信号传输缆线的立体图。
图4(a)是从与绝缘电线部的延伸方向、第一绝缘电线以及第二绝缘电线的并排方向正交的方向观察卷绕于绝缘电线部的屏蔽导体的差动信号传输缆线的侧视图。图4(b)是图4(a)的A-A线剖视图。
图5是表示变形例的差动信号传输缆线的剖视图。
图中：1—多芯差动信号传输缆线，10、10A—差动信号传输缆线，2—绝缘电线部，20—绝缘体，21—第一绝缘电线，22—第二绝缘电线，211、221—信号线导体，212、222—绝缘体，3—屏蔽导体，30—重合部，4—按压卷绕带。
具体实施方式
[实施方式]
图1是表示本发明的实施方式的差动信号传输缆线以及具备多根该差动信号传输缆线的多芯差动信号传输缆线的剖面构造的剖视图。
多芯差动信号传输缆线1构成为捆束多根(在图1所示的例子中为八根)差动信号传输缆线10，通过屏蔽导体12一并屏蔽该被捆束的多个差动信号传输缆线10，进一步通过编织线13覆盖屏蔽导体12的外周围，将这些多个差动信号传输缆线10、屏蔽导体12以及编织线13收容于由绝缘体构成的可挠性的外护套14。
另外，在图1所示的例子中，在多芯差动信号传输缆线1的中心部配置有两根差动信号传输缆线10，该两根差动信号传输缆线10收容于由绞线、发泡聚烯烃等构成的筒状的夹设部11。另外，其他的六根差动信号传输缆线10大致等间隔地配置于夹设部11的外侧。
(差动信号传输缆线10的结构)
图2是表示一根差动信号传输缆线10的结构的剖视图。图3是从相对于差动信号传输缆线10的延伸方向倾斜的方向观察制造过程中的差动信号传输缆线10的立体图。
差动信号传输缆线10具备：具有相互平行地延伸的一对信号线导体211、221以及包覆一对信号线导体211、221的绝缘体212、222的绝缘电线部2；由带状的金属箔构成并以其宽度方向的一部分重合的方式螺旋卷绕于绝缘电线部2的周围的屏蔽导体3；以及卷绕于屏蔽导体3的外周侧并将屏蔽导体3按压于绝缘电线部2的按压卷绕带4。屏蔽导体3以及按压卷绕带4在被施加规定的张力的状态下，沿相互相反的方向螺旋卷绕。此外，在图3中，利用虚线图示重合的内侧(绝缘电线部2侧)的屏蔽导体3的宽度方向的端部。
一对信号线导体211、221传输例如10Gbps以上的高频频带的差动信号。换句话说，在使用了该差动信号传输缆线10的通信中，在发送侧，向一对信号线导体211、221输出相互为反相位的信号，在接收侧，基于一对信号线导体211、221的电位差解码被发送来的信号。
在本实施方式中，绝缘电线部2由第一绝缘电线21以及第二绝缘电线22构成。第一绝缘电线21通过剖面圆形状的绝缘体212包覆一对信号线导体211、221中的一方信号线导体211而成，第二绝缘电线22通过剖面圆形状的绝缘体222包覆一对信号线导体211、221中的另一方信号线导体221而成。
信号线导体211、221例如是由铜等导电性良好的金属构成的单线或者绞线。绝缘体212、222例如由发泡或者非发泡的聚乙烯构成。另外，也可以由发泡特氟龙(注册商标)形成绝缘体212、222。
另外，在本实施方式中，屏蔽导体3由以铜为主要成分的导电性金属箔(铜箔)构成，不具有加强用的树脂层等。换句话说，在以往的通常的差动信号传输缆线中，使用具有由聚酯等具有可挠性的绝缘性树脂构成的树脂层与设置于该树脂层的一个表面的由铜、铝等导电性良好的金属构成的金属层的屏蔽导体，但在本实施方式中，屏蔽导体3仅由导电性金属构成。此外，代替铜箔，也可以由铝箔形成屏蔽导体3。
屏蔽导体3的作为不产生破裂而能够沿长边方向延展的延展率的允许延展率在常温(25℃)下为2％以上。换句话说，当在常温下对屏蔽导体3施加长边方向的拉伸应力的情况下，通过弹性变形延展的长度为原来的长度的2％以上。另外，屏蔽导体3在长边方向的延展率为1％时的拉伸应力为300MPa以下。该拉伸应力是使用ORIENTEC(日本海计测特机株式会社)制万能拉力机RTA-500，在常温下以10mm/秒的拉伸速度进行拉伸测试得到的结果。
上述的屏蔽导体3例如能够通过压延软铜材料至厚度为10μm以下，然后进行退火除去内部形变而获得。另外，为了适当地发挥隔断电磁波的屏蔽效果，优选屏蔽导体3的厚度为7μm以上。在本实施方式中，屏蔽导体3由压延铜箔构成，其厚度为7μm以上且10μm以下。在图1至图3以及后述的图4中，为了明确说明，以夸张的方式示出了屏蔽导体3的厚度。
此外，也可以由电场铜箔形成屏蔽导体3。电场铜箔通过在电沉积鼓电沉积铜并形成箔状而获得，与压延铜箔相比，能够获得较高的允许延展率，从而例如能够获得10％以上的允许延展率。
屏蔽导体3以一并覆盖第一绝缘电线21以及第二绝缘电线22的方式呈螺旋状卷绕于绝缘电线部2的周围，其宽度方向的一部分重合而成为双层。按压卷绕带4向与屏蔽导体3的螺旋卷绕方向相反的方向卷绕。
图4(a)是从与绝缘电线部2的延伸方向、第一绝缘电线21以及第二绝缘电线22的并排方向正交的方向观察卷绕于绝缘电线部2的屏蔽导体3的差动信号传输缆线10的侧视图。图4(b)是图4(a)的A-A线剖视图。此外，在图4(a)以及图4(b)中，省略按压卷绕带4的图示。
如图4(a)所示，若将屏蔽导体3的整个宽度(与长边方向正交的短边方向的整体长度)设为W1，将屏蔽导体3重合的重合部30的宽度方向的尺寸设为W2，则W2为W1的30％以上且小于50％。
若该比例小于30％，则在差动信号传输缆线10被弯曲的情况下，存在在绝缘电线部2的一部分产生未被屏蔽导体3覆盖的区域的担忧，从而在充分地确保屏蔽性能这方面不优选。另外，若该比例为50％以上，则屏蔽导体3在其宽度方向的一部分成为三重卷绕，容易产生皱折，因此不优选。此外，屏蔽导体3在一部分成为三重卷绕的情况下容易产生皱折，考虑是因为卷绕屏蔽导体3时的厚度方向的阶梯差增大。
另外，若屏蔽导体3成为三重卷绕，则应力容易集中于该重合部分的第一层至第三层的屏蔽导体3中的与从最内侧(绝缘电线部2侧)数第二个的第二层屏蔽导体3的宽度方向的端部抵接的外侧的第三层屏蔽导体3的抵接部，从而例如在差动信号传输缆线10被弯曲时容易产生裂纹。从该点来看，也优选将重合部30的宽度(W2)设定为小于屏蔽导体3的整体宽度(W1)的50％，不使屏蔽导体3成为三重卷绕。
如图4(a)所示，若将屏蔽导体3的卷绕方向相对于绝缘电线部2的一对信号线导体211、221的延伸方向的倾斜角亦即卷绕角度设为θ，则该卷绕角度θ为30°以上60°以下。若卷绕角度θ小于30°，则卷绕于绝缘电线部2的屏蔽导体3的宽度方向的应力分布的偏差增大，因此不优选。另外，若卷绕角度为60°以上，则绝缘电线部2的每个单位长度的屏蔽导体3的卷绕数增多，从而差动信号传输缆线10的制造所需的时间增长，因此不优选。
另外，屏蔽导体3的宽度(W1)优选为第一绝缘电线21以及第二绝缘电线22的每一个的外径D1、D2(参照图2)的6倍以上且8倍以下。此外，在本实施方式中，第一绝缘电线21的外径D1与第二绝缘电线22的外径D2相同。
如图4(b)所示，在屏蔽导体3的重合部30，屏蔽导体3的外表面3a与内表面3b接触而电导通。另外，屏蔽导体3的内表面3b在重合部30以外的部位，与第一绝缘电线21以及第二绝缘电线22的绝缘体212、222的每一个的外周面212a、222a(参照图3)接触。由此，在屏蔽导体3能够沿着绝缘电线部2的一对信号线导体211、221的延伸方向呈直线状流经电流。
(实施方式的效果)
根据以上说明的本实施方式，屏蔽导体3由带状的金属箔构成，并以宽度方向的一部分在重合部30重合的方式螺旋卷绕于绝缘电线部2的周围，因此屏蔽导体3的外表面3a与内表面3b在该重合部30接触。由此，在屏蔽导体3能够流经沿着一对信号线导体211、221的延伸方向的电流。换句话说，例如层叠树脂层与金属层形成屏蔽导体，在将该屏蔽导体螺旋卷绕的情况下，因树脂层电流的流通被限制，但在本实施方式中，由于不具有上述的树脂层，所以能够充分发挥屏蔽效果。
另外，在仅由金属箔形成屏蔽导体的情况下，屏蔽导体容易在差动信号传输缆线弯曲时等情况下破裂，但在本实施方式中，屏蔽导体3的允许延展率在常温下为2％以上，因此在弯曲时，屏蔽导体23弹性地延展，从而能够抑制屏蔽导体3的破裂。
另外，屏蔽导体3的允许延展率在常温下为2％以上，因此施加规定的张力来螺旋卷绕屏蔽导体3，从而能够抑制在屏蔽导体3与绝缘电线部2之间以及重合部30的屏蔽导体3彼此之间的间隙的产生。即，能够使屏蔽导体3与绝缘电线部2的外周面(第一绝缘电线21以及第二绝缘电线22的绝缘体212、222的外周面212a、222a)在较宽的范围内紧贴，从而能够抑制时滞、频带空段的产生。
再者，在屏蔽导体3的外周侧卷绕有按压卷绕带4，因此通过按压卷绕带4的按压力将屏蔽导体3按压于绝缘电线部2的外周面，从而能够更加可靠地抑制时滞、频带空段的产生。
(变形例)
接下来，参照图5对变形了上述说明的差动信号传输缆线10的变形例的差动信号传输缆线10A进行说明。
图5是表示变形例的差动信号传输缆线10A的剖视图。该差动信号传输缆线10A与参照图2等说明的差动信号传输缆线10相同地，在绝缘电线部2的周围以在宽度方向的一部分重合的方式螺旋卷绕屏蔽导体3，进一步在屏蔽导体3的外周侧螺旋卷绕有按压卷绕带4，但绝缘电线部2的结构与图2等所图示的情况不同。
此外，屏蔽导体3的材质、厚度、卷绕角度θ、屏蔽导体3的整个宽度W1以及重合部30的宽度方向的尺寸W2与参照图4等说明的上述的情况相同。
在该变形例的差动信号传输缆线10A中，绝缘电线部2由利用绝缘体20一并包覆一对信号线导体211、221的绝缘电线构成。相对于一对信号线导体211、221的延伸方向正交的剖面的绝缘体20的外缘如图5所示呈椭圆状。若将该剖面的绝缘体20的长径(一对信号线导体211、221的并排方向的宽度)设为DL，将短径(长径的垂直二等分线方向的宽度)设为DS，则屏蔽导体3的(W1)为绝缘体20的短径DS的6倍以上且8倍以下。
通过该变形例的差动信号传输缆线10A，也能够获得与上述说明的效果相同的效果。
(实施方式的总结)
接下来，引用实施方式的附图标记等记载从以上说明的实施方式掌握的技术思想。其中，以下记载的各附图标记不将权利要求书的构成要素限定于实施方式中具体地表示的部件等。
[1]一种差动信号传输缆线(10、10A)，其特征在于，具备：绝缘电线部(2)，其具有相互平行地延伸并传输差动信号的一对信号线导体(211、221)以及包覆上述一对信号线导体(211、221)的绝缘体(212、222/20)；以及屏蔽导体(3)，其由带状的金属箔构成，并以其宽度方向的一部分重合的方式螺旋卷绕于上述绝缘电线部(2)的周围，上述屏蔽导体(3)的不产生破裂而能够在长边方向上延展的延展率亦即允许延展率在常温下为2％以上。
[2]根据上述[1]所述的差动信号传输缆线(10、10A)，上述屏蔽导体(3)的厚度为7μm以上且10μm以下。
[3]根据上述[1]或[2]所述的差动信号传输缆线(10、10A)，上述屏蔽导体(3)在长边方向的延展率为1％时的拉伸应力为300MPa以下。
[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的差动信号传输缆线(10、10A)，上述绝缘电线部(2)具有：由绝缘体(212)包覆上述一对信号线导体(211、221)中的一方信号线导体(211)而成的第一绝缘电线(21)；以及由绝缘体(222)包覆上述一对信号线导体(211、221)中的另一方信号线导体(212)而成的第二绝缘电线(22)，上述屏蔽导体(3)的宽度为上述第一绝缘电线(21)以及第二绝缘电线(22)的每一个的外径(D1、D2)的6倍以上且8倍以下。
[5]根据上述[1]～[3]中任一项所述的差动信可传输缆线(10、10A)，上述绝缘电线部(2)由通过上述绝缘体(20)一并覆盖上述一对信号线导体(211、221)的绝缘电线构成，相对于上述一对信号线导体(211、221)的延伸方向正交的剖面的上述绝缘体(20)的外缘呈椭圆状，上述屏蔽导体(3)的宽度为上述剖面的上述绝缘体(20)的外缘的短径(DS)的6倍以上且8倍以下。
[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的差动信号传输缆线(10、10A)，上述屏蔽导体(3)的上述重合的部分(3 0)的宽度方向尺寸(W2)相对于其整个宽度(W1)为30％以上且小于50％。
[7]根据上述[1]～[6]中任一项所述的差动信号传输缆线(10、10A)，上述屏蔽导体(3)的卷绕方向相对于上述一对信号线导体(211、221)的延伸方向的倾斜角亦即卷绕角度(θ)为30°以上60°以下。
[8]根据上述[1]～[7]中任一项所述的差动信号传输缆线(10、10A)，进一步具备卷绕于上述屏蔽导体(3)的外周侧，并将上述屏蔽导体(3)按压于上述绝缘电线部的按压卷绕带(4)。
[9]一种多芯差动信号传输缆线(1)，具备多根上述[1]～[8]中任一项所述的差动信号传输缆线(10、10A)，将上述多根上述差动信号传输缆线(10、10A)一并屏蔽而成。
以上，虽对本发明的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式不限定权利要求书的发明。另外，应该注意在实施方式中说明的特征的组合的全部不限定为在用于解决发明的课题的机构中是必须的这点。

Claims (9)

1.一种差动信号传输缆线，其特征在于，具备：
绝缘电线部，其具有相互平行地延伸并传输差动信号的一对信号线导体以及包覆上述一对信号线导体的绝缘体；以及
屏蔽导体，其由带状的金属箔构成，并以其宽度方向的一部分重合的方式螺旋卷绕于上述绝缘电线部的周围，
上述屏蔽导体的允许延展率在常温下为2％以上，上述允许延展率为不产生破裂而能够在长边方向上延展的延展率。
2.根据权利要求1所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
上述屏蔽导体的厚度为7μm以上且10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
上述屏蔽导体在长边方向的延展率为1％时的拉伸应力为300MPa以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
上述绝缘电线部具有：由绝缘体包覆上述一对信号线导体中的一方信号线导体而成的第一绝缘电线；以及由绝缘体包覆上述一对信号线导体中的另一方信号线导体而成的第二绝缘电线，
上述屏蔽导体的宽度为上述第一绝缘电线以及第二绝缘电线的每一个的外径的6倍以上且8倍以下。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
上述绝缘电线部由通过上述绝缘体一并包覆上述一对信号线导体的绝缘电线构成，相对于上述一对信号线导体的延伸方向正交的剖面的上述绝缘体的外缘呈椭圆状，
上述屏蔽导体的宽度为上述剖面的上述绝缘体的外缘的短径的6倍以上且8倍以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
上述屏蔽导体的上述重合的部分的宽度方向尺寸相对于其整个宽度为30％以上且小于50％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
作为上述屏蔽导体的卷绕方向相对于上述一对信号线导体的延伸方向的倾斜角的卷绕角度为30°以上60°以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的差动信号传输缆线，其特征在于，
进一步具备卷绕于上述屏蔽导体的外周侧，并将上述屏蔽导体按压于上述绝缘电线部的按压卷绕带。
9.一种多芯差动信号传输缆线，其特征在于，
具备多根权利要求1～8中任一项上述的差动信号传输缆线，将上述多根上述差动信号传输缆线一并屏蔽而成。
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