CN106257599A - 高速传输用电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电特性良好且容易制造的高速传输用电缆及其制造方法。该高速传输用电缆具备：平行配置的两根信号线(2)，其传输差分信号；绝缘体(4)，其将信号线(2)一并包裹；屏蔽导体(5)，其设置成覆盖绝缘体(4)的周围；以及接地用地线(3)，地线(3)构成为，其外周的一部分被绝缘体(4)覆盖而与绝缘体(4)卡定，而且未被绝缘体(4)覆盖的外周的一部分设置成从绝缘体(4)突出到外侧，并且该突出部分与屏蔽导体(5)电接触。
Description
技术领域
本发明涉及高速传输用电缆及其制造方法。
背景技术
在处理数Gbps以上的高速数字信号的服务器、路由器、存储器产品等中，对于电子设备间或电子设备内的基板间的信号传输，使用差分信号的信号传输。
目前，作为传输差分信号的高速传输用电缆，已知两芯一并包裹结构的高速传输用电缆，其具备传输差分信号、平行配置的两根信号线(信号导体)、将两根信号线一并包裹的绝缘体、以及设置为覆盖绝缘体的周围的屏蔽导体。
另外，也提出有一种两芯一并包裹结构的高速传输用电缆，其具备接地用地线，并且容易向设于基板等终端的部件连接。
例如，在专利文献1中公开了一种高速传输用电缆，其结构为，与由绝缘体包裹着两根信号线的芯体分开，单独具备由绝缘体覆盖着地线的部件，并将该部件和芯体用屏蔽导体覆盖。在专利文献1中也公开以下方面，使地线的一部分从绝缘体露出，并使该露出部分与屏蔽导体接触，从而将屏蔽导体与地线电连接。
另外，在专利文献2、3中公开了一种高速传输用电缆，其结构为，在覆盖两根信号线的绝缘体上形成槽，在该槽中配置地线，并将其周围用屏蔽导体覆盖。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第7999185号说明书
专利文献2：日本专利第5141660号公报
专利文献3：日本特开2003-297154号公报
发明内容
发明所有解决的课题
然而，在专利文献1记载的高速传输用电缆中，因为与由绝缘体包裹着两根信号线的芯体分开单独具备由绝缘体覆盖着地线的部件，所以，零件件数多，且不容易制造。另外，因为构成为地线的露出部分的表面和绝缘体的表面一致，所以存在由于制造时的误差等而地线和屏蔽导体不能可靠地接触的可能性。而且，因为在由绝缘体覆盖着地线的部件及芯体与屏蔽导体之间产生大的间隙，所以也存在由于该间隙的影响而电特性变差的问题。
在专利文献2、3的高速传输用电缆中，虽然将地线配置于在芯体所形成的槽，但是，由于形成将地线固定于槽的结构，因此，特别是在使用多根地线的情况下，设置屏蔽导体的作业耗时，不容易制造。另外，在专利文献2、3的高速传输用电缆中，也存在由于地线的影响，而在绝缘体与屏蔽导体之间易于产生大的间隙，从而电特性易于变差。
因此，本发明的目的在于提供一种电特性良好且容易制造的高速传输用电缆及其制造方法。
用于解决课题的方案
本发明以解决上述课题为目的，提供一种高速传输用电缆，其具备：平行配置的两根信号线，其传输差分信号；绝缘体，其将上述两根信号线一并包裹；屏蔽导体，其设置成覆盖上述绝缘体的周围；以及接地用地线，上述地线构成为，上述地线的外周的一部分被上述绝缘体覆盖而与上述绝缘体卡定，而且未被上述绝缘体覆盖的外周的一部分设置成从上述绝缘体突出到外侧，并且该突出部分与上述屏蔽导体电接触。
另外，本发明以解决上述课题为目的，提供一种高速传输用电缆的制造方法，其具备：将传输差分信号的、平行配置的两根信号线和接地用地线用绝缘体一并包裹的工序；去除上述绝缘体的一部分以使上述地线的外周的一部分从上述绝缘体突出到外侧的工序；以及以覆盖上述绝缘体的周围的方式设置屏蔽导体，并使上述屏蔽导体与上述地线的突出部分电接触的工序。
另外，本发明以解决上述课题为目的，提供一种高速传输用电缆的制造方法，其具备：将传输差分信号的、平行配置的两根信号线和仿真线用绝缘体一并包裹的工序；去除上述绝缘体的一部分后从上述绝缘体抽出仿真线的工序；在上述绝缘体的抽出了上述仿真线的位置嵌入接地用地线，从而将上述地线与上述绝缘体卡定，而且使上述地线的外周的一部分从上述绝缘体突出到外侧的工序；以及以覆盖上述绝缘体的周围的方式设置屏蔽导体，并使上述屏蔽导体与上述地线的突出部分电接触的工序。
发明效果
根据本发明，能够提供一种电特性良好且容易制造的高速传输用电缆及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的高速传输用电缆的剖视图。
图2(a)～(d)是对本发明的一个实施方式的高速传输用电缆的制造方法进行说明的图。
图3(a)～(f)是对本发明的一个实施方式的高速传输用电缆的制造方法进行说明的图。
图4(a)～(c)是对本发明的一个实施方式的高速传输用电缆的制造方法进行说明的图。
图5是本发明的一个变形例的高速传输用电缆的剖视图。
图6是对本发明的一个变形例的高速传输用电缆的制造方法进行说明的图。
符号说明
1—高速传输用电缆，2—信号线，3—地线，4—绝缘体，4a—卡定片，5—屏蔽导体
具体实施方式
[实施方式]
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本实施方式的高速传输用电缆的剖视图。
如图1所示，高速传输用电缆1具备：平行配置的两根信号线(信号导体)2，传输差分信号；绝缘体4，将两根信号线2一并包裹；屏蔽导体5，设置为覆盖绝缘体4的周围；以及接地用地线3。
作为信号线2，可以使用铜等高电导率导体(电的良导体)、或者在高电导率导体上进行了电镀等的单线或绞合线。
作为绝缘体4，期望使用介电常数、介质衰耗因数小的材料，例如，能够使用由聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、聚乙烯形成的绝缘体。另外，为了进一步缩小介电常数、介质衰耗因数，也可以使用由泡沫聚乙烯、泡沫聚四氟乙烯等泡沫绝缘树脂形成的绝缘体作为绝缘体4。
在本实施方式中，绝缘体4形成为剖面观察时大致椭圆形。两根信号线2以如下方式在长轴方向上并列配置，其剖面观察时的中心配置成与绝缘体4的短轴方向的中心一致，而且，相距绝缘体4的短轴方向及长轴方向的中心(称为电缆中心C)的距离相等。两根信号线2配置于相对电缆中心C点对称的位置(180度旋转对称的位置)。
屏蔽导体5例如通过在绝缘体4的外周缠绕具有未图示的树脂层和金属层的屏蔽带而形成。该情况下，屏蔽带的金属层构成屏蔽导体5。屏蔽带以金属层为内侧的方式，以螺旋缠绕或纵包的方式，在绝缘体4的外周进行缠绕。此外，也可以由铜箔等带状的金属(也就是不具有树脂层的屏蔽带)构成屏蔽导体5。
作为地线3，可以使用铜等高电导率导体、或者在高电导率导体上进行了电镀等的单线或绞合线。本文对使用两根地线3的情况进行说明。
两根地线3与信号线2平行地配置，并且配置于剖面观察时相对于电缆中心C点对称的位置。在本实施方式中，两根地线3剖面观察时以如下方式配置于长轴方向的两侧，其中心与两根信号线2的中心配置在一条直线上，而且，从长轴方向夹着两根信号线2。此外，本文中示出了地线3和信号线2的外径相同的情况，但是地线3和信号线2的外径也可以不同。
另外，在本实施方式的高速传输用电缆1中，地线3构成为，其外周的一部分(周向的一部分)被绝缘体4覆盖而卡定于绝缘体4，而且未被绝缘体4覆盖的外周的一部分(周向的一部分)设置成从绝缘体4突出到外侧，并且该突出部分与屏蔽导体5电接触。
通过使地线3从绝缘体4突出，能够使地线3必然与屏蔽导体5接触。在本实施方式中，地线3配置于长轴方向的两侧，因此通过将绝缘体4的长轴方向的端部去除，从而使地线3从绝缘体4突出。
此时，将从绝缘体4突出的地线3的突出长度L设置为比地线3的半径R小。另外，将夹着地线3的突出部分而对置的绝缘体4间的距离(绝缘体4的开口宽度)d设置为比地线3的直径D小。从而，地线3由其突出部分周围的绝缘体4卡定，即使在不设置屏蔽导体5的状态下，也为地线3卡定于绝缘体4进行固定的状态。以下，将绝缘体4的与地线3的突出部分的周围进行卡定的部分称为卡定片4a。
对于卡定片4a，其端部(长轴方向的端部)延伸至比地线3的剖面观察的中心更靠外侧，而且沿着地线3的外周延伸至比地线3的短轴方向(图示上下方向)的端部更靠内侧(图示上侧的卡定片4a的下侧、图示下侧的卡定片4a的上侧)。也就是，在从长轴方向(图示左右方向)的侧面观察时，形成为卡定片4a的端部与地线3重叠。
也考虑到了以下情况，若在绝缘体4与地线3之间存在空气层，则由于该空气层的影响，高速传输用电缆1的电特性变差，因此，期望将卡定片4a设置成与地线3的外周紧密连接。
接下来，对高速传输用电缆1的制造方法进行说明。
如图2(a)所示，在制造高速传输用电缆1时，首先，通过挤压成形将两根信号线2和两根地线3用绝缘体4一并包裹。该状态形成为地线3的外周被绝缘体4覆盖的状态。这是设法抑制由于金属形成的地线3而对挤压机的挤压模等造成伤害。
之后，如图2(b)所示，通过激光加工，将绝缘体4的一部分(在此为长轴方向的两端部)去除。从而，如图2(c)所示，形成以下状态，地线3的外周的一部分从绝缘体4突出到外侧，而且地线3由卡定片4a进行卡定。
然后，如图2(d)所示，相当于在绝缘体4的周围缠绕屏蔽带，以覆盖绝缘体4的方式设置屏蔽导体5，使屏蔽导体5和地线3的突出部分电接触。在本实施方式中，因为地线3与绝缘体4卡定，所以设置屏蔽导体5的作业简单。通过以上步骤，得到图1的高速传输用电缆1。
此外，在本实施方式中虽然对将两根信号线2和两根地线3用绝缘体4一并包裹的情况进行了说明，但是，在该情况下，也考虑以下情况，在由于某些理由而地线3的位置产生错位的情况下，会由于地线3而对挤压机的挤压模等造成伤害。
因此，为了更容易地制造高速传输用电缆1，也可以使用不易对挤压模等造成伤害的、由树脂形成的仿真线进行挤压成形，然后抽出仿真线，并在抽出了仿真线的位置嵌入地线3，从而制造高速传输用电缆1。
具体而言，首先，如图3(a)所示，通过挤压成形将两根信号线2和两根仿真线31用绝缘体4一并包裹。该状态形成为仿真线31的外周被绝缘体4覆盖的状态。作为仿真线31，可以使用其外径与地线3的外径相等的仿真线。另外，作为仿真线31，期望使用由树脂形成的仿真线，例如，在绝缘体4由泡沫聚乙烯形成的情况下，也能够使用非泡沫的聚乙烯作为仿真线31。
然后，如图3(b)所示，通过激光加工将绝缘体4的一部分(在此为长轴方向的两端部)去除。此时，也可以切断仿真线31的一部分。另外，也可以使用激光加工以外的方法将绝缘体4的一部分去除。从而，如图3(c)所示，将绝缘体4的长轴方向的两端部去除，形成卡定片4a。
之后，如图3(d)所示，抽出仿真线31，并如图3(e)所示，在抽出了仿真线31的位置嵌入地线3。从而，形成以下状态，地线3与绝缘体4(卡定片4a)卡定，而且，地线3的外周的一部分从绝缘体4突出到外侧。
探后，如图3(f)所示，相当于在绝缘体4的周围缠绕屏蔽带，以覆盖绝缘体4的方式设置屏蔽导体5，使屏蔽导体5和地线3的突出部分电接触。该情况下，也因为地线3与绝缘体4卡定，所以设置屏蔽导体5的作业简单。通过以上步骤，得到图1的高速传输用电缆1。
而且，在本实施方式中，虽然对一根一根地制造高速传输用电缆1的情况进行了说明，但是，也能够同时制造多根高速传输用电缆1。
具体而言，首先，如图4(a)所示，通过挤压成形，将两根信号线2和两根地线3作为一组，将多组(在此为四组)信号线2及地线3配置在一条直线上，在该状态下，通过挤压成形将多组信号线2及地线3用绝缘体4一并包裹。
然后，如图4(b)所示，通过激光加工，将绝缘体4的一部分(长轴方向的两端部及各组的之间的部分)去除。从而，如图4(c)所示，同时形成多个芯体41，对于芯体41，地线3的外周的一部分从绝缘体4突出到外侧，而且，地线3由卡定片4a卡定。
之后，若在各芯体41设置屏蔽导体5，则能够得到图1的高速传输用电缆1。此外，在图4中示出了将地线3直接由绝缘体4一并包裹的情况，但是，在使用仿真线31的情况下，也能够通过同样的大致工序同时制作多个芯体41。
(实施方式的作用及效果)
如以上所说明，在本实施方式的高速传输用电缆1中，具备：平行配置的两根信号线2，传输差分信号；绝缘体4，一并包裹信号线2；屏蔽导体5，设置成覆盖绝缘体4的周围；以及接地用地线3，地线3构成为，其外周的一部分被绝缘体4覆盖为与绝缘体4卡定，而且未被绝缘体4覆盖的外周的一部分设置成从绝缘体4突出到外侧，并且该突出部分与屏蔽导体5电接触。
通过形成使地线3的一部分从绝缘体4突出的结构，能够使地线3与屏蔽导体5必然接触，提高可靠性。另外，通过形成仅使地线3的一部分从绝缘体4突出的结构，能够缩小在绝缘体4与屏蔽导体5之间产生的间隙，能够抑制由地线3的影响而导致的电特性变差。
另外，通过使地线3与绝缘体4卡定，使设置屏蔽导体5的作业变得简单，使高速传输用电缆1的制造变得简单。
也就是，根据本实施方式，能够实现电特性良好且容易制造的高速传输用电缆1。
另外，在高速传输用电缆1中，虽然为适于高速传输的两芯一并包裹结构，但是能够利用地线3进行接地。在现有的高速传输用电缆中，为了维持电特性，不能使用地线3，除去包裹的结构复杂等，向设于基板等终端的部件进行连接的作业困难，构成了连接成本增大的原因。
根据本实施方式，能够抑制电特性的变差，并且也具备地线3，不会使以两芯一并包裹结构为特征的高速区域的传输特性变差，能够实现容易进行向设于基板等终端的部件连接的作业的高速传输用电缆1，能够大幅降低连接成本。另外，由于能够通过地线3进行接地，因此提高接地的可靠性。
在制造高速传输用电缆1时，需要去除绝缘体4的一部分，该绝缘体4的去除能够通过激光加工等比较易于引入的工序实现，也能够抑制制造成本。
另外，在高速传输用电缆1中，因为将两根地线3配置成剖面观察时其中心与两根信号线2的中心位于一条直线上，所以在将其在基板上安装时，易于将地线3和信号线2双方通过焊料等固定于基板的共同的面，能够使连接作业进一步简便。
对于高速传输用电缆1，例如、在处理数Gbps以上的高速数字信号的服务器、路由器、存储器产品等中，在电子设备间或电子设备内的基板间的信号传输中使用。另外，高速传输用电缆1也能够用作在端部具备连接器的有源电缆，上述连接器具有附加电路。
而且，也能够使用两对、或八对等多个高速传输用电缆1，将其捻合以作为多对电缆使用。
(实施方式的总结)
接下来，引用实施方式中的符号等，对根据以上说明的实施方式掌握的技术思想进行记载。但是，以下记载的各符号等并非将权利要求书中的构成要素限定于在实施方式中具体示出的部件等。
(1)一种高速传输用电缆1，具备：平行配置的两根信号线2，传输差分信号；绝缘体4，将上述两根信号线2一并包裹；屏蔽导体5，设置成覆盖上述绝缘体4的周围；以及接地用地线3，上述地线3构成为，其外周的一部分被上述绝缘体4覆盖而与上述绝缘体4卡定，而且未被上述绝缘体4覆盖的外周的一部分设置成从上述绝缘体4突出到外侧，并且该突出部分与上述屏蔽导体5电接触。
(2)在(1)所记载的高速传输用电缆1中，上述绝缘体4一体具有卡定片4a，用于卡定于上述地线3的突出部分的周围而将上述地线3固定于上述绝缘体4。
(3)在(2)所记载的高速传输用电缆1中，上述卡定片4a设置成与上述地线3的外周紧密连接。
(4)在(1)至(3)中任一个所记载的高速传输用电缆1中，高速传输用电缆1具备两根上述地线3，上述两根地线3配置于剖面观察时相对于电缆中心C点对称的位置。
(5)在(4)所记载的高速传输用电缆1中，上述两根地线3以剖面观察时其中心与上述两根信号线2的中心配置于一条直线上的方式与上述信号线2平行地配置。
(6)在(1)至(5)中任一个所记载的高速传输用电缆1中，上述屏蔽导体5由具有树脂层和金属层的屏蔽带的上述金属层构成，上述屏蔽带以上述金属层为内侧的方式缠绕于上述绝缘体4的外周。
(7)一种高速传输用电缆1的制造方法，具备：将传输差分信号的、平行配置的两根信号线2和接地用地线3用绝缘体4一并包裹的工序；去除上述绝缘体4的一部分以使上述地线3的外周的一部分从上述绝缘体4突出到外侧的工序；以及以覆盖上述绝缘体4的周围的方式设置屏蔽导体5，并使上述屏蔽导体5和上述地线3的突出部分电接触的工序。
(8)一种高速传输用电缆1的制造方法，具备：将传输差分信号的、平行配置的两根信号线2和仿真线31用绝缘体4一并包裹的工序；去除上述绝缘体4的一部分后从上述绝缘体4抽出仿真线31的工序；在上述绝缘体4的抽出了上述仿真线31的位置嵌入接地用地线3，从而将上述地线3与上述绝缘体4卡定，而且使上述地线3的外周的一部分从上述绝缘体4突出到外侧的工序；以及以覆盖上述绝缘体4的周围的方式设置屏蔽导体5，并使上述屏蔽导体5和上述地线3的突出部分电接触的工序。
(9)在(8)所记载的高速传输用电缆1的制造方法中，上述仿真线31使用与上述地线3相同外径的线。
(10)在(8)或(9)所记载的高速传输用电缆1的制造方法中，上述仿真线31使用由树脂形成的线。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是，上述所记载的实施方式不限定权利要求书的发明。另外，应当注意，不限定对于用于解决本发明的课题的方案，必须为组合实施方式中所说明的所有特征。
本发明在不脱离其宗旨的范围内能够适当变形来实施。
例如，在上述实施方式中，虽然对使用两根地线3的情况进行了说明，但是也可以省略任一根地线3，而使用一根地线3。
另外，在上述实施方式中，虽然对将两根信号线和两根地线3配置在一条直线上的情况进行了说明，但是并不限定于此，也可以例如以如图5所示地在与两根信号线的排列方向(长轴方向)垂直的方向(短轴方向)上排列的方式，将地线3配置在短轴方向的两端部(图示的上下的端部)。
另外，虽然在上述实施方式中提及，但是为了使利用激光加工进行的绝缘体4的去除容易，也可以如图6所示地、在挤压成形的阶段，使激光加工的位置的绝缘体4的厚度形成为较薄，而形成卡槽部4b，向该卡槽部4b照射激光以去除绝缘体4。
Claims (10)
1.一种高速传输用电缆，其特征在于，具备：
平行配置的两根信号线，其传输差分信号；
绝缘体，其将上述两根信号线一并包裹；
屏蔽导体，其设置成覆盖上述绝缘体的周围；以及
接地用地线，
上述地线构成为，上述地线的外周的一部分被上述绝缘体覆盖而与上述绝缘体卡定，而且未被上述绝缘体覆盖的外周的一部分设置成从上述绝缘体突出到外侧，并且该突出部分与上述屏蔽导体电接触。
2.根据权利要求1所述的高速传输用电缆，其特征在于，
上述绝缘体一体具有卡定片，上述卡定片用于与上述地线的突出部分的周围进行卡定而将上述地线固定于上述绝缘体。
3.根据权利要求2所述的高速传输用电缆，其特征在于，
上述卡定片设置成与上述地线的外周紧密连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高速传输用电缆，其特征在于，
上述高速传输用电缆具备两根上述地线，
上述两根地线配置于剖面观察时相对于电缆中心点对称的位置。
5.根据权利要求4所述的高速传输用电缆，其特征在于，
上述两根地线以剖面观察时上述两根地线的中心与上述两根信号线的中心配置于一条直线上的方式与上述信号线平行地配置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的高速传输用电缆，其特征在于，
上述屏蔽导体由具有树脂层和金属层的屏蔽带的上述金属层构成，
上述屏蔽带以上述金属层为内侧的方式缠绕于上述绝缘体的外周。
7.一种高速传输用电缆的制造方法，其特征在于，具备：
将传输差分信号的、平行配置的两根信号线和接地用地线用绝缘体一并包裹的工序；
去除上述绝缘体的一部分以使上述地线的外周的一部分从上述绝缘体突出到外侧的工序；以及
以覆盖上述绝缘体的周围的方式设置屏蔽导体，并使上述屏蔽导体与上述地线的突出部分电接触的工序。
8.一种高速传输用电缆的制造方法，其特征在于，具备：
将传输差分信号的、平行配置的两根信号线和仿真线用绝缘体一并包裹的工序；
去除上述绝缘体的一部分后从上述绝缘体抽出仿真线的工序；
在上述绝缘体的抽出了上述仿真线的位置嵌入接地用地线，从而将上述地线与上述绝缘体卡定，而且使上述地线的外周的一部分从上述绝缘体突出到外侧的工序；以及
以覆盖上述绝缘体的周围的方式设置屏蔽导体，并使上述屏蔽导体与上述地线的突出部分电接触的工序。
9.根据权利要求8所述的高速传输用电缆的制造方法，其特征在于，
上述仿真线使用与上述地线相同外径的线。
10.根据权利要求8或9所记载的高速传输用电缆的制造方法，其特征在于，
上述仿真线使用由树脂形成的线。
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