CN109961884A - 带状线缆 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“带状线缆”。本发明描述了一种带状线缆,所述带状线缆包括沿所述线缆的长度延伸且沿所述线缆的宽度布置的间隔开且基本上平行的多个导体,以及设置在所述多个导体的相对侧上并且与所述多个导体沿所述线缆的所述长度和所述宽度基本上共延的第一绝缘层和第二绝缘层。每个绝缘层可粘附到所述导体并且可包括沿所述线缆的所述长度延伸的交替的基本上平行的较厚部分和较薄部分。所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的所述较厚部分基本上一一对应地对齐。所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的每个对应的较厚部分具有设置在其间的所述多个导体中的至少一个导体。所述较厚部分的有效介电常数可为小于2。

Description

带状线缆
背景技术
用于传输电信号的线缆是众所周知的。一种通用类型的线缆是同轴线缆。同轴线缆通常包括由绝缘体围绕的导电线材。线和绝缘体被屏蔽件围绕,并且线、绝缘体和屏蔽件被护套围绕。另一种通用型的线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线缆。
发明内容
在本说明书的一些方面,提供了一种带状线缆,该带状线缆包括:间隔开且基本上平行的多个导体,该多个导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置;以及第一绝缘层和第二绝缘层,该第一绝缘层和第二绝缘层设置在该多个导体的相对侧上并且基本上沿线缆的长度和宽度与该多个导体共延。每个绝缘层粘附到导体上并且包括沿线缆长度延伸的交替分布的基本上平行的较厚和较薄部分。第一绝缘层和第二绝缘层的较厚部分基本上对齐并且一一对应。第一绝缘层和第二绝缘层的每个对应的较厚部分具有设置在其间的多个导体中的至少一个导体。
在本说明书的一些方面,提供了一种导体组,该导体组包括:间隔开且基本上平行的多个导体,该多个导体沿导体组的长度延伸且沿导体组的宽度布置;第一非导电结构化层和第二非导电结构化层,该第一非导电结构化层和第二非导电结构化层设置在该多个导体的相对侧上并且基本上沿导体组的长度和宽度与该多个导体共延;以及导电屏蔽层,该导电屏蔽层包在第一非导电结构化层和第二非导电结构化层上。每个结构化层均粘附到导体,并且包括限定其间的多个较低介电常数区域的多个较高介电常数区域。
在本说明书的一些方面,提供了一种带状线缆,该带状线缆包括:基本上平行的多个绝缘导体,该多个绝缘导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置;以及围绕并粘附到该多个绝缘导体的绝缘层。每个绝缘导体具有直径R,并且绝缘导体的导体具有直径r,其中R/r大于1且小于约2。对于多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的直径的平均值为d,并且D/d≥1.05。
在本说明书的一些方面,提供了一种带状线缆,该带状线缆包括:间隔开的基本上平行的多个绝缘导体,该多个绝缘导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置;以及围绕并粘附到该多个绝缘导体的绝缘层。至少一个绝缘导体与介电常数为至少W的介电材料绝缘。用于一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数小于W的0.8倍,这对相邻绝缘导体包括由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一个绝缘导体。
在本说明书的一些方面,提供了一种带状线缆,该带状线缆包括:基本上平行的多个绝缘导体,该多个绝缘导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置;以及围绕该多个绝缘导体的绝缘层。至少一对相邻绝缘导体中的每个导体与介电常数大于约2的介电材料绝缘。两个相邻绝缘导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的直径的平均值为d,并且D/d≥1.05。绝缘层的厚度大于约200微米且有效介电常数小于约2。介电材料具有粘合剂特性并且将绝缘导体直接粘结到绝缘层。用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.5。
在本说明书的一些方面,提供了一种带状线缆,该带状线缆包括:间隔开且基本上平行的多个绝缘导体,该多个绝缘导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置;以及第一绝缘层部分和第二绝缘层部分,该第一绝缘层部分和第二绝缘层部分设置在多个绝缘导体的相对侧上并且基本上跨越线缆的长度和宽度与该多个绝缘导体共延。每个绝缘导体与厚度≥0的介电材料绝缘。对于多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的直径的平均值为d,并且D/d≥1.2。第一绝缘层部分与第二绝缘层部分之间的间距沿线缆的长度和宽度变化不超过约20%。对于至少一对相邻绝缘导体而言:用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的这对绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.2,并且绝缘导体中的每一个均具有小于约4.75纳秒/米的传播延迟,如在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下所确定的,或者如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。
附图说明
图1至图2A是带状线缆的示意性横向剖视图;
图2B是图2A的绝缘层的示意性纵向剖视图;
图3A至图3B是带状线缆的分解剖视图;
图4是导体组的示意性剖视图;
图5至图6是带状线缆的示意性剖视图;
图7A是绝缘导体的示意性剖视图;
图7B是一对相邻绝缘导体的示意性剖视图;
图8A是结合到绝缘层的绝缘导体的示意性剖视图;
图8B是结合到两个绝缘层的导体的示意性剖视图;
图8C至图8E是结合到绝缘层的导体的示意性剖视图;
图8F是涂覆有粘合层的绝缘导体的示意性俯视图;
图9至图11C是带状线缆的示意性横向剖视图;
图12至图14A是带状线缆的示意性俯视图;
图14B是图14A的带状线缆的示意性横向剖视图;
图15至图17是带状线缆的示意性横向剖视图;
图18A至图18B示意性地示出了制造带状线缆的方法;以及
图19是绝缘层的有效介电常数与线缆的有效介电常数的曲线图。
具体实施方式
在以下说明中参考附图,该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解,在不脱离本说明书的范围或实质的情况下,可设想并进行其它实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
根据本说明书的一些方面,已经发现,结合本文所述的材料或结构的带状线缆提供优于常规线缆的性能。例如,相比于常规线缆,带状线缆沿线缆长度的阻抗变化减小,偏差降低,传播延迟减小,插入损耗降低,并且弯曲性能得到改善。该材料或结构可具有低有效介电常数和/或低介电损耗(例如,低有效损耗正切)。例如,该材料或结构可具有高空气(或其他低介电常数材料)含量以提供低有效介电常数。例如,带状线缆还可在信号导体之间以及信号线与地线之间具有高空气含量。在一些实施方案中,尽管空气含量高,但线缆抗变形和相关阻抗变化的能力强。在一些实施方案中,线缆可被制造成具有高均匀性,以保持沿单个传输路径或在不同时间处制造的具有相同设计的线缆之间的阻抗恒定以及相关数据传输性能。在一些实施方案中,线缆中导体之间的间距(例如,中心到中心间距)可不同于(例如,小于)线缆中所包括的屏蔽件之间在与导体平面正交的方向上的间距。这可允许线缆中存在高密度导体,例如,这在一些情况下是非常理想的。
在一些实施方案中,线缆的导体与介电层绝缘。在一些实施方案中,在线缆的绝缘层中结合低有效介电常数材料或结构允许介电层的厚度小于常规线缆的厚度,同时提供期望的线缆阻抗(例如,在70欧姆至110欧姆范围内的差分阻抗)。例如,常规线缆通常具有基本上大于2(例如,约2.8或更高)的绝缘导体直径与绝缘导体的导体直径的比率,而在一些实施方案中,用于本说明书的具有相同阻抗的线缆的该比率可小于约2。
低有效介电常数材料或结构可在带状线缆的基本上平行的多个导体的每一侧上的绝缘层中或者在包在多个导体上的单个绝缘层中。绝缘层可具有跨越线缆的宽度的低有效介电常数,或者可具有跨越线缆的宽度的交替分布的较低有效介电常数区域和较高有效介电常数区域。绝缘层可沿线缆的长度连续地或不连续地延伸,或者可具有沿线缆的长度连续地或不连续地延伸的部分(例如,较厚部分或交替分布的高介电常数部分和低介电常数部分)。绝缘层可具有低有效损耗正切。
图1是带状线缆100的示意性横向剖视图,该带状线缆包括间隔开的多个导体20以及设置在多个导体20的相对侧上的第一绝缘层60和第二绝缘层64。在一些实施方案中,导体20基本上平行并且沿线缆100的长度(在参照图1中所描绘的x-y-z坐标系的z方向上)延伸。导体20沿线缆100的宽度W1布置。在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64基本上沿线缆的长度和宽度与多个导体20共延。在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64粘附到导体20。在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64中的一者或两者是聚合物或者包含聚合物。第一绝缘层60包括交替分布的基本上平行的较厚部分80和较薄部分90,该较厚部分和该较薄部分可沿线缆100的长度延伸;并且第二绝缘层64包括交替分布的基本上平行的较厚部分84和较薄部分94,该较厚部分和该较薄部分可沿线缆100的长度延伸。在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64的较厚部分80和84以一一对应的方式基本上对齐。在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64中每者对应的较厚部分80和84其间分别设置有多个导体20中的至少一个导体。例如,对应的较厚部分80a和84a对齐并且其间设置有导体20a至20d。在所示实施方案中,每个导体20包括与介电层85绝缘的导体81。在一些实施方案中,导体20中的至少一些是未绝缘的。例如,较厚部分80和84可包括与较薄部分90和94共挤出的波纹部分。在本文其他地方进一步描述了用于形成较厚部分80和84的其他合适材料和方法。
在一些实施方案中,导体20b和20c为信号线,导体20a和20d为地线。在一些实施方案中,这对相邻导体20b和20c可由相同振幅和相反极性的差分信号驱动,如导体20b和20c上的“+”和“-”标志示意性示出的。信号线(例如,导体20b和导体20c)之间的空间可与地线和相邻信号线之间(例如,导体20a和导体20b之间或导体20d和导体20c之间)的空间相同或不同。在一些实施方案中,信号线之间的空间大于地线与相邻信号线之间的空间。在其他实施方案中,导体以同轴构型布置,其中单个信号线在两个相邻地线之间。在一些实施方案中,同轴(单个导体)和双轴(差分)传输线被包括在单个线缆中。
在一些实施方案中,带状线缆100包括第一导电屏蔽层70和第二导电屏蔽层72,该第一导电屏蔽层和该第二导电屏蔽层设置在相应的第一绝缘层60和第二绝缘层64的相对侧上,并且基本上沿线缆100的长度和宽度与该第一绝缘层和该第二绝缘层共延。每个绝缘层60和64可分别设置在导体20与对应于绝缘层的屏蔽层72和70之间。换句话讲,绝缘层60可设置在导体20与屏蔽层72之间,并且绝缘层64可设置在导体20与屏蔽层70之间。在一些实施方案中,相邻信号线之间的空间(例如,导体20b和20c)不同于(例如,小于)信号线之间的区域中第一导电屏蔽层70与第二导电屏蔽层72之间的空间。已经发现,相比于常规线缆,本说明书的线缆可提供用于信号线之间的间距以及第一导电屏蔽层70与第二导电屏蔽层72之间的间距的范围的指定阻抗。例如,较薄的整体线缆可通过使用信号线之间的较大间距来提供给定阻抗。例如,这可提供改善的线缆弯曲性。另选地,较厚的线缆中可包括较高密度的线(相邻线之间的间距较小)。
在一些实施方案中,第一屏蔽层70和第二屏蔽层72基本上分别适形于第一绝缘层60和第二绝缘层64的交替分布的较薄部分和较厚部分。如果屏蔽层大致沿循交替分布的较薄部分和较厚部分的形状,则其可被描述为基本上适形于绝缘层的交替分布的较薄部分和较厚部分。例如,高曲率区域中的形状可能存在一些偏差。被描述为基本上适形于交替分布的较薄部分和较厚部分的屏蔽层可适形于或标称地适形于交替分布的较薄部分和较厚部分。
在一些实施方案中,通过包括较薄部分90和94来减小导电屏蔽层70和72与地线(例如,导体20a或20d)之间的距离。在一些实施方案中,地线与屏蔽层(例如,屏蔽层70或72)之间的最短距离小于信号线(例如,导体20b或20c)与屏蔽层之间的最短距离。在一些实施方案中,地线与屏蔽层70和72中至少一者之间的最短距离小于约100微米。
在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64可被描述为围绕多个导体20。如本文所用,围绕包括沿导体20的长度的至少80%完全围绕每个横截面中多个导体的周边或围绕每个横截面中多个导体的周边的至少80%。在一些实施方案中,第一绝缘层60和第二绝缘层64沿线缆100的宽度在相对的边缘处夹捏在一起(参见例如图2A)。然后,可认为第一绝缘层60和第二绝缘层64为绝缘层中完全围绕多个导体20的部分。如果绝缘层沿导体20的长度的至少90%完全围绕每个横截面中的导体20,则绝缘层可被描述为完全围绕导体20。应当理解,绝缘层可从线缆的端部部分剥离,以便暴露导体20以用于与电子设备附接,使得绝缘层可不存在于例如导体20的纵向端部处。
在一些实施方案中,较厚部分80和84的有效介电常数低于较薄部分90和94的有效介电常数。在一些实施方案中,较厚部分80和84的有效介电常数基本上等于较薄部分90和94的有效介电常数。如果其彼此相差10%以内,则可理解为其有效介电常数基本上相等。可通过将空气或其他介电常数材料包含在较厚部分中来降低较厚部分80和/或84的有效介电常数。例如,较厚部分可以是多孔的,且空隙中含有空气。在一些实施方案中,由于含有高含量的空气或其他低介电常数材料(例如,较薄部分可以是多孔的),较薄部分也可具有低有效介电常数。又如,较厚部分可结构化(如本文其他地方进一步所描述的),其中结构中设置有空气和/或低介电常数材料。已经发现,使用具有相对较低的有效介电常数的较厚部分可导致例如线缆的有效介电常数降低、传播延迟减小、偏差减小以及介电损耗降低。
在一些实施方案中,较厚部分80和84中每一者的有效介电常数均小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。
在一些实施方案中,用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻导体的线缆的有效介电常数小于约2.5、或小于约2.2、或小于约2、或小于1.8、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。
传播延迟和偏差是线缆的额外电特性。传播延迟取决于线缆的有效介电常数,并且是信号从线缆的一个端部行进至线缆的相对端部所花费的时间量。线缆的传播延迟可为系统时序分析中的重要考虑因素。
线缆的有效介电常数是指在真空中的光速与线缆中信号的传播速度的比率的平方,并且其由在线缆中传播的电场的传播体积中的材料、电场中材料的几何排列以及电场本身的几何分布来确定。用于一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数可通过用相同振幅和相反极性的差分信号驱动这对绝缘导体以及利用例如时域反射计或时域传输确定线缆每单位长度的传播延迟时间来测量。然后,通过用真空中光速的平方乘以每单位长度传播延迟时间的平方来给出线缆的有效介电常数。可在指定的数据传输速率下或数据传输速率范围内(例如,有效介电常数在整个数据传输速率范围内可小于指定值)、在指定的频率下或频率范围内或者在指定的信号上升时间或信号上升时间范围内使用时域反射计来确定有效介电常数。除非另外指明,否则有效介电常数、传播延迟和/或线缆偏差可被分别理解为使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的有效介电常数、传播延迟和/或偏差,以确定每单位长度的传播延迟时间。
包含不止一种材料的复合材料的有效介电常数是复合材料的整体特性,其取决于复合材料中材料的介电常数并且取决于材料的几何排列。复合材料的有效介电常数可被估计为复合材料中材料的介电常数的体积加权平均值。例如,在一些情况下,复合材料包括空气以及具有ε1的介电常数的一种其他材料。将空气的介电常数近似为1,并且将空气体积分数设为f,则复合材料的有效介电常数大致以εeff≈f+(1-f)ε1给出。在其他情况下,复合材料包括两种以上的材料,其中一种可能为(或者可能不为)空气。不为复合材料的材料的有效介电常数是指材料的实际介电常数。绝缘层或绝缘层一部分的有效介电常数是指构成绝缘层或绝缘层一部分的复合材料或材料的有效介电常数。
例如,可在1MHz、或100MHz、或1GHz、或20GHz的频率下或在1GHz至20GHz的频率范围内,或者在施加到线缆的驱动信号的基本频率下,或者在基本频率与基本频率的第三阶谐波之间的频率下估算本文所述的任何介电常数。除非另外指明,否则可在相同频率(例如,20GHz)下对不同材料或结构或线缆的介电常数或有效介电常数进行比较。本文所述的任何介电常数或有效介电常数可大于1、或大于1.01、或大于1.03、或大于1.05。
在一些实施方案中,多个导体20中的至少一个导体与具有至少W的介电常数的介电材料绝缘,并且用于包括由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一个绝缘导体的一对相邻导体的线缆的有效介电常数小于W的约0.8倍、或小于W的约0.7倍、或小于W的约0.6倍、或小于W的约0.5倍、或小于W的约0.4倍、或小于约W的0.3倍。在一些实施方案中,W为约2.8、或约3、或约3.2、或约3.4、或约3.6、或约3.8、或约4。在一些实施方案中,多个导体20中的至少一个导体与介电常数大于约2.5、或大于约2.8、或大于约3.2、或大于约3.6、或大于约3.8、或大于约4的介电材料绝缘,并且用于包括由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一个绝缘导体的一对相邻导体的线缆的有效介电常数小于约2.5、或小于约2.2、或小于约2、或小于约1.8、或小于约1.7、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。在一些实施方案中,多个导体20中的每个导体均绝缘。在一些实施方案中,与具有至少W的介电常数的介电材料绝缘的多个导体20中的至少一个导体是指多个导体20中的每个导体。当导体与具有在任何上述范围内的介电常数的材料绝缘时,本文所述的其他线缆(例如,图2A、图3A至图3B、图5至图6以及图9至图14中任一者中所描绘的那些)还可具有在任何上述范围内的有效介电常数。
在一些实施方案中,多个导体20中的至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。例如,在约1Gbps至约20Gbps范围内的数据传输速度下,传播延迟可小于约4.75纳秒/米。在一些实施方案中,多个导体20中的至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米的传播延迟。在一些实施方案中,多个导体20中的至少一个导体具有小于约4.75纳秒/米的传播延迟,如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。本说明书的任何线缆可具有多个导体中的至少一个导体,该至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。本说明书的任何线缆可具有多个导体中的至少一个导体,该至少一个导体具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟,如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。
将线缆中的两个或更多个导体之间的传播延迟的差值称为偏差。通常需要在单端电路布置方式中所使用的线缆的导体之间以及用作差分对的导体之间具有低偏差。用于单端电路布置方式中的线缆的多个导体之间的偏差可影响总体系统时序。用于差分对电路布置方式中的两个导体之间的偏差也是一个考虑因素。例如,具有不同长度的差分对的导体可导致差分对的信号之间出现偏差。差分对偏差可增加插入损耗、阻抗失配和/或串扰,并且/或者可导致较高的比特误差率和抖动。该偏差使差分信号转化为可以被反射回到源的共模信号,降低已传输信号的强度,产生电磁辐射并且可显著增加比特误差率,具体是抖动。理想的是,一对传输线将没有偏差,但是根据预期应用,高达所关注频率(诸如,6GHz)的小于-18至-30dB的差分S-参数SCD21或SCD12的值(表示传输线的一端到另一端的差分-共模转换)可能是可接受的。在本说明书的一些实施方案中,带状线缆具有高达至少20GHz的无谐振插入损耗,其中谐振是指至少10dB的下降。
可以将线缆的偏差表示为每单位长度的线缆中的每米的导体的传播延迟的差值。对内偏差是差分对内的偏差,而对间偏差是两个对之间的偏差。还存在两根单一同轴线或其他甚至未屏蔽的线之间的偏差。本文所述的线缆可在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下实现小于约20皮秒/米、或小于约15皮秒/米、或小于约10皮秒/米、或小于约5皮秒/米的偏差值。本文所述的线缆可实现小于约20皮秒/米、或小于约15皮秒/米、或小于约10皮秒/米、或小于约5皮秒/米的偏差值,如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。
导体可包括任何合适的导电材料,诸如元素金属或金属合金(例如,铜或铜合金),并且可具有各种横截面形状和尺寸。例如,在横截面中,导体可为圆形、椭圆形、矩形或任何其他形状。线缆中的一个或多个导体可具有与线缆中的其他一个或多个导体不同的一种形状和/或尺寸。导体可为实心线或绞合线。线缆中的全部导体可为绞合的,全部可为实心的,或者一些可为绞合的且一些为实心的。绞合导体和/或地线可呈现不同尺寸和/或形状。导体可用各种金属和/或金属材料(包括金、银、锡和/或其他材料)来涂覆或电镀。
用于使导体组中的导体绝缘的材料可为实现期望的线缆电性质的任何合适的材料。在一些情况下,所用绝缘可为泡沫绝缘(包括空气),以降低线缆的介电常数和总体厚度。屏蔽膜中的一者或两者可包括导电层(例如,金属箔)和非导电聚合物层。导电层可包含任何合适的导电材料,包括但不限于铜、银、铝、金及其合金。非导电聚合物层可为电磁干扰(EMI)吸收层。例如,非导电聚合物层可包括EMI吸收填充材料(例如,铁氧体材料)。另选地或除此之外,在一些实施方案中,包括一个或多个单独的EMI吸收层。屏蔽膜可具有0.01mm至0.05mm范围内的厚度,并且线缆的总厚度可小于2mm或者小于1mm。
第一绝缘层和第二绝缘层之间的间距在线缆的宽度上可以是恒定的或大致恒定的,或者该间距可变化。图2A是带状线缆150的示意性横向剖视图,该带状线缆包括间隔开的多个导体27以及设置在多个导体27的相对侧上的第一绝缘层260和第二绝缘层264。导体27在所示实施方案中绝缘并且包括中心导体1081和介电层1085。在其他实施方案中,可包括非绝缘导体。第一绝缘层260包括交替分布的基本上平行的较厚部分180和较薄部分190,该较厚部分和该较薄部分可沿线缆150的长度延伸;并且第二绝缘层264包括交替分布的基本上平行的较厚部分184和较薄部分194,该较厚部分和该较薄部分可沿线缆150的长度延伸。带状线缆150还包括第一导电屏蔽层270和第二导电屏蔽层272,该第一导电屏蔽层和该第二导电屏蔽层设置在相应的第一绝缘层260和第二绝缘层264的相对侧上,并且基本上沿线缆210的长度和宽度与该第一绝缘层和该第二绝缘层共延。线缆150可类似于线缆100,不同之处在于,对于线缆150而言,第一绝缘层与第二绝缘层之间的间距S可变;对于线缆100而言,该间距可以恒定或大致恒定。在图2A所描绘的横截面中,跨越多个导体中的两个端部导体27a和27b之间区域的宽度Wr的第一绝缘层260与第二绝缘层264之间的间距S从Smax变化到Smin。在一些实施方案中,Smin为零或大致为零。在其他实施方案中,Smin与Smax相同或大致相同。在一些实施方案中,在线缆的至少一个横截面中,跨越多个导体中的两个端部导体之间区域的宽度的第一绝缘层和第二绝缘层之间的最大Smax间距和最小Smin间距之间的差异((Smax-Smin)/Smax×100%))小于约20%、或小于约10%、或小于约5%。可选择小或为零的Smin,以减小地线与导电屏蔽层270和272中一者或两者之间的最短距离。也可使用为零的Smin,使得线缆可沿Smin为零的夹点切割和分离,这对于一些应用可能是理想的。
如果元件(例如,绝缘层、绝缘层的较厚部分和较薄部分、绝缘导体等)分别在长度或宽度的至少大部分上方延伸,则可以说该元件沿长度或宽度延伸。被描述为沿长度或宽度延伸的元件可分别延伸长度或宽度的至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%、或至少约95%、或100%。如果元件分别沿彼此的长度或宽度或者这两者的至少大部分延伸,则元件可被描述为基本上沿长度或宽度或者这两者共延。被描述为基本上在长度和/或宽度上方共延的元件可沿彼此的长度或宽度的至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%、或至少约95%、或100%延伸。
图2B是两个相邻导体之间的位置处的纵向横截面中第一绝缘层260和第二绝缘层264的示意图。如图2B所示,在一些实施方案中,对于多个导体27中的两个相邻导体27c和27d之间的至少一个线缆位置而言,第一绝缘层260和第二绝缘层264之间的间距S沿大致为线缆的长度的第一绝缘层260和第二绝缘层264的长度L1恒定或大致恒定。在一些实施方案中,对于多个导体27中的两个相邻导体27c和27d之间的至少一个线缆位置而言,第一绝缘层260和第二绝缘层264之间的间距S沿线缆的长度变化不大于约20%、或不大于约10%、或不大于约5%。
在一些实施方案中,在包括多个导体和绝缘层的线缆的至少一个横截面中,至少一个绝缘层包括多个结构,多个导体中的每个导体设置在多个结构中的结构上并且与其对齐。
图3A至图3B是线缆的一部分的示意性分解剖视图。在图3A所示的实施方案中,间隔开的多个导体127设置在第一绝缘层160a和第二绝缘层164a之间。还包括设置在相应的第一绝缘层和第二绝缘层的相对侧上的第一导电屏蔽层370a和第二导电屏蔽层372a以及第一导电屏蔽层370b和第二导电屏蔽层372b。绝缘层160a包括多个结构117a,使得多个导体127中的每个导体均设置在多个结构117a中的一者上并与其对齐,并且绝缘层164a包括多个结构119a,使得多个导体127中的每个导体均设置在多个结构119a中的一者上并与其对齐。在图3B所示的实施方案中,间隔开的多个导体127设置在第一绝缘层160b和第二绝缘层164b之间。绝缘层160b包括多个结构117b,使得多个导体127中的每个导体均设置在多个结构117b中的一者上并与其对齐,并且绝缘层164b包括多个结构119b,使得多个导体127中的每个导体均设置在多个结构119b中的一者上并与其对齐。在图3A所示的实施方案中,第一绝缘层160a和第二绝缘层164a成形,以提供结构117a和119a。在图3B所示的实施方案中,第一绝缘层160b和第二绝缘层164b的一个表面(但不是相对的表面)结构化,以提供结构117b和119b。导体127包括中心导体1185和介电层1181。
在其他实施方案中,第一绝缘层和第二绝缘层中的一者(但不是另一者)包括结构,使得多个导体中的每个导体均设置在该结构上并与其对齐。在另外的实施方案中,第一绝缘层和第二绝缘层中的每一者均具有其上设置有多个导体的非结构化主表面。例如,在图1所示的线缆100的横截面中,每个导体20均设置在第一绝缘层60的非结构化主表面上和第二绝缘层64的非结构化主表面上。图9至图11C示出了第一绝缘层和第二绝缘层具有其上设置有多个导体的非结构化主表面的其他示例。
在图3A所示的实施方案中,第一绝缘层160a的较厚部分680a包括多个交替分布的较高介电常数区域681a和较低介电常数区域683a,并且第二绝缘层164a的较厚部分684a包括多个交替分布的较高介电常数区域685a和较低介电常数区域687a。类似地,在图3B所示的实施方案中,第一绝缘层160b的较厚部分680b包括多个交替分布的较高介电常数区域681b和较低介电常数区域683b,并且第二绝缘层164b的较厚部分684b包括多个交替分布的较高介电常数区域685b和较低介电常数区域687b。在一些实施方案中,交替分布的较高介电常数区域和较低介电常数区域沿线缆的长度连续地延伸(参见例如图12),或者沿线缆的长度不连续地延伸(参见例如图13),如本文其他地方进一步所描述的。
在一些实施方案中,第一绝缘层160a或160b的较薄部分690a或690b分别由与较高介电常数区域681a或681b相同的材料制成。在一些实施方案中,第二绝缘层164a或164b的较薄部分694a或694b分别由与较高介电常数区域685a或685b相同的材料制成。在一些实施方案中,第一绝缘层160a或160b的较薄部分690a或690b的有效介电常数分别基本上等于较高介电常数区域681a或681b的介电常数。在一些实施方案中,第二绝缘层164a或164b的较薄部分694a或694b的有效介电常数分别基本上等于较高介电常数区域685a或685b的介电常数。
在一些实施方案中,较厚部分彼此分开,使得它们不是绝缘层的一部分,所述绝缘层在至少一个横截面中横跨线缆的宽度是连续的。较厚部分可以是延伸穿过一组导体的宽度并沿该组导体的长度延伸的非导电结构层。导体组和非导电结构化层可用导电屏蔽层包裹。附加的绝缘层可以设置在屏蔽层的相对侧上。
图4是包括多个间隔开的导体120的导体组125的示意性横向剖视图,所述导体沿导体组125的宽度W2布置并且可以基本上平行于导体组125并沿所述导体组的长度(在图的z方向上)延伸。导体组125包括设置在导体120的相对侧上的第一非导电结构化层1180和第二非导电结构化层1184。在一些实施方案中,非导电结构化层1180和1184沿导体组125的长度和宽度与多个导体120基本上共延。每个结构化层1180和1184均可粘附到导体120。结构化层1180和1184分别包括多个较高介电常数区域181和185,在它们之间分别限定多个较低介电常数区域183和187。导电屏蔽层170包在第一非导电结构化层1180和第二非导电结构化层1184上。在所示实施方案中,导体120是绝缘的并且包括中心导体981和介电层985。
图5是屏蔽带状线缆200的示意性横向剖视图,该屏蔽带状线缆包括沿线缆200的宽度布置的多个间隔开的基本平行的导体组125a、125b和125c。每个导体组125a-125c可如针对导体组125所述。例如,结构化层880和884可如针对结构化层1180和1184所述,并且屏蔽层870可如针对屏蔽层170所述。线缆200包括设置在多个导体组的相对侧上的第一绝缘层211和第二绝缘层213。在一些实施方案中,第一绝缘层211和第二绝缘层213基本上沿线缆200的长度和宽度与多个导体组共延。在所示实施方案中,线缆200包括附加的绝缘导体126,其不是具有包裹有导电屏蔽层的非导电结构化层的导体组的一部分。
图6是屏蔽带状线缆250的示意性横向剖视图,该屏蔽带状线缆包括沿线缆250的宽度布置的多个间隔开的基本平行的导体组225。每个导体组225包括多个导体320以及设置在多个导体320的相对侧上的第一非导电结构化层380和第二非导电结构化层384。除了多个导体120之外,导体组225可如导体组125所述。例如,结构化层380和384可如针对结构化层1180和1184所述,并且屏蔽层970可如针对屏蔽层170所述。线缆250还包括设置在多个导体组225的相对侧上的第一绝缘层311和第二绝缘层313。导体320包括与介电层1281绝缘的中心导体1285。
在一些实施方案中,带状线缆包括沿线缆的长度延伸并且沿线缆的宽度布置的多个基本上平行的绝缘导体,并且包括围绕并粘附到所述多个绝缘导体的绝缘层。绝缘层可以是单层,或者可包括设置在线缆的相对侧上的第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层和第二绝缘层可基本上沿线缆的长度和宽度与多个绝缘导体共延。在一些实施方案中,每个绝缘导体具有直径R,并且绝缘导体的导体具有如图7A所示的直径r,该图是包括用介电材料343绝缘的导体341的绝缘导体340的示意性剖视图。在一些实施方案中,对于多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体,两个绝缘导体之间的中心到中心间隔为D,如图7B所示,该图是相邻绝缘导体340a和340b的示意性剖视图。绝缘导体340a具有直径R1,并且绝缘导体340a的导体具有直径r1。绝缘导体340b具有直径R2,并且绝缘导体340b的导体具有直径r2。在一些实施方案中,R1和R2相等或大致相等,并且在一些实施方案中,r1和r2相等或大致相等。在其他实施方案中,在同一线缆中使用不同尺寸的导体或绝缘导体。该对中的两个绝缘导体的平均直径为d=1/2(R1+R2)。
在图7A所示的实施方案中,介电材料343的厚度为1/2(R-r)。在一些实施方案中,每个绝缘导体用厚度大于或等于零的介电材料绝缘。在一些实施方案中,介电材料的厚度大于0微米、或大于10微米、或大于20微米、或大于30微米。在一些实施方案中,介电材料的厚度小于400微米、或小于300微米、或小于200微米、或小于100微米。在一些实施方案中,每个绝缘导体用厚度大于零的介电材料绝缘,使得R大于r。当指定介电材料的性质(例如,介电常数或材料类型)时,介电材料的厚度可理解为大于零。在一些实施方案中,R/r大于1且小于约4。在一些实施方案中,R/r小于约4、或小于约3.5、或小于约3、或小于约2.5、或小于约2、或小于约1.5。在一些实施方案中,D/d大于或等于1.05、或大于或等于1.10、或大于或等于1.15、或大于或等于1.2、或大于或等于1.3、或大于或等于1.4。在一些实施方案中,线缆中的每个绝缘导体具有相同的直径。在其他实施方案中,使用具有两个或更多个直径的绝缘导体。例如,可使用直径较大的地线,以便缩短从地线到导电屏蔽层的最短距离。相邻导体对之间的间隔可以相同或不同。例如,相邻信号线之间的间隔可大于相邻信号线和地线之间的间距。
任何合适的材料均可用于介电材料343。例如,在一些实施方案中,线缆中的至少一个绝缘导体的介电材料(例如,343)包括聚烯烃、固体聚烯烃、泡沫聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯、聚氨酯、聚酯酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺和含氟聚合物中的一种或多种。
在一些实施方案中,带状线缆包括可沿线缆的长度基本上平行地延伸并且沿线缆的宽度布置的多个间隔开的绝缘导体,以及围绕并粘附到所述多个绝缘导体的绝缘层。例如,绝缘层可包括在多个绝缘导体的相对侧上的第一绝缘层和第二绝缘层,每个绝缘层具有可粘附到绝缘导体的结构化主表面或非结构化主表面。绝缘层可间接地粘附到多个绝缘导体。例如,多个绝缘导体可布置成由导电屏蔽层围绕的导体组,所述导电屏蔽层可粘结到结构化非导电层,所述结构化非导电层粘结到导体组中的绝缘导体,并且绝缘层可粘结到导电屏蔽层。图8A至图8E示意性地示出了将导体粘附到绝缘层的各种示例性方法。在图8A至图8E中示意性地示出的绝缘层或绝缘层的部分没有示出较厚的部分或交替的高介电常数部分和低介电常数部分,但是应当理解,这些部分可包括在绝缘层中,如本文其他地方进一步描述的。
图8A是通过粘合层444a粘结到绝缘层464a的绝缘导体420a的示意性剖视图。绝缘导体420a包括导体481a和围绕并使导体481a绝缘的绝缘材料485a。在所示实施方案中,粘合层444a变形以部分地与绝缘导体420a的外表面贴合。绝缘层464a被示出为粘结到绝缘导体420a的底表面。应当理解,相对的绝缘层可类似地粘结到绝缘导体420a的顶表面。类似地,对于图8C至图8E所示的实施方案,可使用用于将绝缘导体的底表面粘结到绝缘层的相同的粘结技术(或任选地使用不同的技术)将相对的绝缘层粘结到绝缘导体的顶表面。
在一些实施方案中,至少一个导体沿线缆的长度是非绝缘的。在一些实施方案中,至少一个非绝缘导体经由一个或多个粘合剂层粘附到第一绝缘层和第二绝缘层。一个或多个粘合剂层可仅覆盖至少一个非绝缘导体的最外表面的一部分。在一些实施方案中,一个或多个粘合剂层覆盖至少一个非绝缘导体的顶表面的至少一部分和至少一个非绝缘导体的底表面的至少一部分。图8B是通过粘合剂层466粘结到第一绝缘层460并通过粘合层444a粘结到第二绝缘层464a的非绝缘导体420b的示意性剖视图。粘合剂层466仅覆盖非绝缘导体420b的最外表面422的顶部,并且粘合剂层444b仅覆盖非绝缘导体420b的最外表面422的底部。
在一些实施方案中,导体在不使用粘合剂的情况下粘结到绝缘层。图8C是粘结到绝缘层464c的绝缘导体420c的示意性剖视图。绝缘导体420c包括导体481c和围绕并使导体481c绝缘的绝缘材料485c。在一些实施方案中,非绝缘导体类似地在不使用粘合层的情况下粘结到绝缘层。粘结可通过将热和压力中的一者或两者施加到与绝缘导体420c接触的绝缘层464c而产生。在一些实施方案中,绝缘层和绝缘导体的绝缘材料中的一者或两者在热和/或压力下软化和变形以提供粘结。在图8C所示的实施方案中,绝缘层464c变形以部分地与绝缘导体420c的外表面贴合。
图8D是粘结到绝缘层464d的绝缘导体420d的示意性剖视图。绝缘导体420d包括导体481d和围绕并使导体481d绝缘的绝缘材料485d。在所示实施方案中,绝缘材料485d变形以部分地与绝缘层464d的外表面贴合。绝缘材料485d可以是具有粘合剂特性并且直接将绝缘导体420d粘结到绝缘层464d的介电材料。如果介电材料可粘结到绝缘层而不使用任何附加的粘合剂层,则可将其描述为具有粘合剂特性。例如,可在热和/或压力下粘结到绝缘层的聚合物材料可用作具有粘合剂特性的介电材料。具有粘合剂特性的合适介电材料包括例如聚烯烃。
图8E是通过粘合层444e粘结到绝缘层464e的绝缘导体420e的示意性剖视图。绝缘导体420e沿线缆的长度周向地涂覆有粘合层444e。绝缘导体420e包括导体481e和围绕并使导体481e绝缘的绝缘材料485e。非绝缘导体可类似地涂覆有粘合层,以将导体粘结到绝缘层。图8F是图8E的绝缘导体420e的顶视图。接合层444e沿绝缘导体420e的长度L延伸。
绝缘导体上的绝缘材料可称为介电材料,并且绝缘材料可具有本文其他地方所述的任何范围内(例如,大于约2.5)的介电常数。
图9至图14中示意性地示出了包括具有交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域的绝缘层的带状线缆的各种实施方案。
图9是带状线缆450的示意性剖视图,该带状线缆包括设置在第一绝缘层560和第二绝缘层564之间的多个绝缘导体440。第一绝缘层560包括较厚部分580和较薄部分590。第一绝缘层560的较厚部分580包括多个交替的较高介电常数区域581和较低介电常数区域583。在一些实施方案中,较高介电常数区域581将较低介电常数区域583限定为例如可被空气填充的较高介电常数区域581之间的空间。类似地,第二绝缘层564包括较厚部分584和较薄部分594。第二绝缘层564的较厚部分584包括多个交替的较高介电常数区域585和可由较高介电常数区域585限定的较低介电常数区域587。多个绝缘导体440中的两个中心导体(例如,信号线)设置在较厚部分580和584之间,并且多个绝缘导体440中的两个外部导体(例如,地线)设置在较薄部分590和594之间。交替的较高介电常数区域581和/或585可沿线缆的长度连续地或不连续地延伸,如本文其他地方进一步描述的。可使用本文其他地方所述的任何粘结技术将绝缘导体440粘结到第一绝缘层560和第二绝缘层564(参见例如图8A至图8F)。
图10是带状线缆550的示意性剖视图,该带状线缆包括设置在第一绝缘层760和第二绝缘层764之间的多个绝缘导体540。带状线缆550在许多方面类似于带状线缆450,并且绝缘导体540、第一绝缘层760和第二绝缘层764、较厚部分780、较高介电常数区域781、较低介电常数区域783、较厚部分784、较高介电常数区785、较低介电常数区787以及较薄部分790和794可分别如图9的绝缘导体440、第一绝缘层560和第二绝缘层564、较厚部分580、较高介电常数区581、较低介电常数区域583、较厚部分584、较高介电常数区域585、较低介电常数区域587以及较薄部分590和594所述。在图10所示的实施方案中,第一绝缘层760和第二绝缘层764分别通过粘合层766和777粘结到多个绝缘导体540。介电层616设置在第一绝缘层760上,介电层618设置在第二绝缘层764上。例如,可包括介电层616和/或618以提供增加的结构刚度。导电屏蔽层617设置在介电层616中,导电屏蔽层619设置在介电层618上。介电层616和618中的一者或两者可任选地省略,并且导电屏蔽层617和619可分别直接设置在第一绝缘层760和第二绝缘层764上。
图11A是带状线缆650a和650b的示意性剖视图,所述两个带状线缆分别包括分别设置在第一绝缘层860a和第二绝缘层864a之间以及第一绝缘层860b和第二绝缘层864b之间的多个绝缘导体640a和640b。还包括第一导电屏蔽层470a和第二导电屏蔽层472a,以及第一导电屏蔽层470b和第二导电屏蔽层472b。示出了穿过多个绝缘导体640a和640b中的中心导体对的中心线42和49。在所示实施方案中是与较低介电常数区域(例如,结构之间的气隙)交替的较高介电常数区域的结构881a和885a关于绝缘导体640a对称平衡,而结构881b和885b不对称平衡,因为中心线49与结构881b和885b相交,而中心线42不与所述两个结构相交。结构881a和885a可被描述为提供设置在第一绝缘层860a和第二绝缘层864a的相应较厚部分之间的每个导体的宽度上具有相同分布的交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域。结构881b和885b可被描述为提供在设置在第一绝缘层860b和第二绝缘层864b的相应较厚部分之间的两个导体的宽度上具有不同分布的交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域。在一些实施方案中,对称地放置在绝缘导体周围的结构可为优选的,使得中心导体对被相同分布的介电材料包围。在其他实施方案中,介电结构足够精细地间隔开,使得即使当结构不对称放置时,围绕中心导体对的介电材料的分布的差异也可忽略不计。在一些实施方案中,上层和下层的结构以不同的图案布置。
在一些实施方案中,结构规则地间隔开,并且在其他实施方案中,结构不规则地间隔开。在图11A所示的实施方案中,交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域沿绝缘层的较厚部分的宽度规则地间隔开。在图11B至图11C所示的实施方案中,交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域沿绝缘层的较厚部分的宽度不规则地间隔开。
图11B是带状线缆650c的示意性剖视图,该带状线缆包括设置在第一绝缘层860c和第二绝缘层864c之间的多个绝缘导体640c。还包括第一导电屏蔽层470c和第二导电屏蔽层472c。第一绝缘层860c和第二绝缘层864c包括结构881c和885c,在所示实施方案中,所述两个结可被描述为与较低介电常数区域(例如,结构之间的气隙)交替的较高介电常数区域。在图11B所示的实施方案中,结构在中心对中的每个导体上直接较不密集地布置,并且在中心导体对之间的空间中较密集地布置。已发现这导致线缆的有效介电常数较低。
图11C是带状线缆650d的示意性剖视图,该带状线缆包括设置在第一绝缘层860d和第二绝缘层864d之间的多个绝缘导体640d。还包括第一导电屏蔽层470d和第二导电屏蔽层472d。第一绝缘层860d和第二绝缘层864d包括结构881d和885d,在所示实施方案中,所述两个结构可被描述为与较低介电常数区域(例如,结构之间的气隙)交替的较高介电常数区域。在图11C所示的实施方案中,结构在中心对中的每个导体上直接较多密集地布置,并且在中心导体对之间的空间中较不密集地布置。已发现,这可有利于直接在导线上提供更大的机械支撑(例如,抵抗垂直的压缩力),并且由于中心导体之间的结构密度较低,可导致线缆的有效介电常数较低。
图12是带状线缆300的示意性顶视图,该带状线缆包括设置在绝缘层377和相对的绝缘层(未示出)之间的多个导体144。绝缘层377包括沿线缆的长度基本上连续地延伸的交替的较高介电常数区域381和较低介电常数区域383。例如,线缆300可对应于线缆450。在其他实施方案中,交替的较高介电常数区域381和较低介电常数区域383可以是不连续的。
图13是带状线缆301的示意性顶视图,该带状线缆包括设置在绝缘层379和相对的绝缘层(未示出)之间的多个导体146。绝缘层379包括沿线缆的长度不连续地延伸的交替的较高介电常数区域481和较低介电常数区域483。例如,线缆301可对应于线缆450。
在一些实施方案中,绝缘层包括交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域,并且包括沉积在较低介电常数区域中的材料。所述材料可沿行沉积以形成肋。在一些实施方案中,绝缘层包括设置在较低介电区域中的多个肋,所述多个肋横跨较高介电常数区域延伸,并且沿线缆的长度布置。
图14A至图14B分别是带状线缆302的示意性顶视图和剖视图,该带状线缆包括设置在绝缘层379和相对的绝缘层1379之间的多个绝缘导体148。绝缘层379包括交替的较高介电常数区域385和较低介电常数区域387。在一些实施方案中,交替的较高介电常数区域385和较低介电常数区域387沿线缆的长度连续延伸。在其他实施方案中,交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域沿线缆的长度不连续地延伸。例如,线缆302可对应于线缆450。带状线缆302包括多个肋319。在一些实施方案中,肋319沉积在较低介电常数区域中以改善线缆的机械性能。图14B是穿过肋319中的一个的横截面。还示出了在相对的绝缘层1379中的较高介电常数区域1385之间的肋1319。肋319在不同的横向横截面中提供不同的介电常数。然而,如果肋319之间的间隔与驱动信号的基频处的所需驱动信号的波长相比较小,则在确定线缆的有效介电常数时,平均肋319的贡献。肋可以沿线缆的长度周期性地或不规则地布置。肋可以基本上垂直于较高介电常数区域的行。
在一些实施方案中,较高介电常数区域沿线缆的长度线性延伸。在一些实施方案中,较高介电常数区域沿与线缆长度成斜角的方向延伸。还可包括相对于该方向垂直或成某个其他角度的肋。可使用其他图案的交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域。例如,可使用蜂窝图案,其中较高介电常数区域形成蜂窝图案的边界,蜂窝的内部区域是较低介电常数区域。
在一些实施方案中,导电屏蔽层设置在相应的第一绝缘层和第二绝缘层的相对侧上并且与相应的第一绝缘层和第二绝缘层沿线缆的长度和宽度基本上共延,每个绝缘层设置在导体和与绝缘层对应的屏蔽层之间。在一些实施方案中,包括围绕屏蔽层的额外的绝缘层。图15是带状线缆901的示意性剖视图,该带状线缆包括包在线缆900上的绝缘层937,该绝缘层可对应于或可类似于例如线缆100。线缆900包括多个绝缘导体920和包括交替的较厚部分和较薄部分的绝缘层1560和1564。较厚部分1580和1584可基本上对齐并且一一对应。在所示实施方案中,两个导体(例如,信号线)设置在较厚部分1580和1584之间,并且一个导体(例如,地线)设置在绝缘层1560和1564的每个较薄部分之间。
在一些实施方案中,绝缘层在整个层的宽度上具有低有效介电常数,而不包括交替的较厚的较低介电常数部分和较薄的较高介电常数部分。
图16是带状线缆400的示意性横向剖视图,该带状线缆包括沿线缆的长度延伸并沿线缆的宽度布置的多个基本上平行的绝缘导体520。多个导体520包括导体520a-520d。在一些实施方案中,导体520b和520c为信号线,导体520a和520d为地线。多个绝缘导体520中的两个相邻绝缘导体520b和520c之间的中心到中心间距为D,并且两个绝缘导体的直径的平均值为d,如本文其他地方进一步描述的(参见例如图7B,d=1/2(R1+R2))。在一些实施方案中,D/d大于或等于1.05、或大于或等于1.1、或大于或等于1.3、或大于或等于1.4、或大于或等于1.5。在一些实施方案中,D/d不超过3、或不超过2.5、或不超过2。在一些实施方案中,一对相邻绝缘导体中的每个导体用介电材料555绝缘。已发现,如果介电材料555足够薄,则介电材料555可具有高介电常数而基本上不影响线缆的有效介电常数。在一些实施方案中,介电材料555的厚度小于约100微米、或小于约75微米、或小于约50微米、或小于约30微米、或小于约20微米、或小于约15微米。在一些实施方案中,介电材料555的厚度大于约1微米、或大于约5微米。在一些实施方案中,介电材料555的介电常数大于约2、或大于约2.5、或大于约2.8、或大于约3、或大于约3.2、或大于约3.4、或大于约3.6、或大于约3.8、或大于约4。在一些实施方案中,用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.5、或小于约2.2、或小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。
在一些实施方案中,绝缘层630围绕多个绝缘导体520。在一些实施方案中,绝缘层630的厚度t1大于约200微米、或大于约250微米、或大于约300微米。在一些实施方案中,厚度t1小于约5mm、或小于约3mm、或小于约1mm、或小于约0.5mm。在一些实施方案中,绝缘层630的有效介电常数小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。已发现,对于给定的目标线缆阻抗(例如,70至110欧姆),利用低介电常数(例如,小于约2)的绝缘层630允许在选择相邻导体之间的间距(例如,D)和屏蔽层670的相对侧之间的间距H方面具有更大的灵活性。例如,可增加相邻导体之间的间距并减小间距H以提供更薄且更柔韧的线缆,或者可减小相邻导体之间的间距并增加间距H以提供更高密度的导体。H可等于或约等于D,或者可与D基本上不同。在一些实施方案中,D<H,并且在一些实施方案中,D>H。
在一些实施方案中,介电材料555具有粘合剂特性并且将绝缘导体520直接粘结到绝缘层630,如本文其他地方进一步描述的。在一些实施方案中,粘合层设置在绝缘层630和绝缘导体520之间。
在一些实施方案中,绝缘层630是包在多个导体520上的连续单个绝缘层。在一些实施方案中,绝缘层630包括在多个导体520的相对侧上的层部分(例如,顶层部分和底层部分)。屏蔽层670可以是包在线缆上的单层,或者可包括例如可在线缆的边缘处进行电接触的相对的第一层部分和第二层部分。
图17是带状线缆700的示意性横向剖视图,该带状线缆包括沿线缆的长度延伸并沿线缆的宽度布置的多个间隔开的基本上平行的绝缘导体720。每个绝缘导体用厚度大于或等于零的介电材料绝缘。已发现,使用薄的(例如,小于约100微米、或小于约75微米、或小于约50微米、或小于约30微米、或小于约20微米、或小于约15微米)介电材料或省略介电材料可有助于线缆的低传播延迟。在一些实施方案中,对于多个绝缘导体720中的每对相邻绝缘导体(例如,720a和720b),两个导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的平均直径为d,并且D/d大于或等于1.05、或大于或等于1.1、或大于或等于1.2、或大于或等于1.4。在一些实施方案中,对于多个绝缘导体720中的至少一对相邻绝缘导体(例如,720a和720b),D/d大于或等于1.4、或大于或等于1.5。在一些实施方案中,对于多个绝缘导体720中的每对相邻绝缘导体,D/d不超过3、或不超过2.5、或不超过2。
带状线缆700包括第一绝缘层部分730和第二绝缘层部分732,该第一绝缘层部分和第二绝缘层部分设置在多个绝缘导体720的相对侧上并且与该多个绝缘导体横跨线缆的长度和宽度基本上共延。在一些实施方案中,第一绝缘层部分730和第二绝缘层部分732之间的间距沿线缆700的长度和宽度变化不超过约20%。在一些实施方案中,第一绝缘层部分730和第二绝缘层部分732中的每一者的有效介电常数小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.4、或小于约1.2。在一些实施方案中,第一绝缘层部分730和第二绝缘层部分732是包在多个绝缘导体720上的单个绝缘层的底部和顶部。第一绝缘层部分730和第二绝缘层部分732具有厚度t2,其可处于本文其他地方针对t1描述的任何范围内。
带状线缆700还包括在线缆的相对侧上的导电屏蔽层部分770和772、在第一绝缘层部分730和多个绝缘导体720之间的粘结材料774,以及在第二绝缘层部分732和多个绝缘导体720之间的粘结材料746。
在一些实施方案中,对于至少一对相邻绝缘导体(例如,720a和720b),由具有相同振幅和相反极性的差分信号驱动的一对导体的线缆的有效介电常数小于约2.5、或小于约2.2、或小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。在一些实施方案中,每个导体720在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米的传播延迟。在一些实施方案中,每个导体720在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。
在一些实施方案中,本说明书的任何线缆的第一绝缘层和第二绝缘层中的一个或两个是柔性的。在一些实施方案中,带状线缆是柔性的。如果层或线缆可在不超过5cm的曲率半径处弯曲成180度角而不损坏层或线缆,则可将层或线缆描述为柔性的。在一些实施方案中,可减小总厚度并且在保持目标阻抗的同时增加导体之间的间距,并且这可使线缆的柔韧性增加。在一些实施方案中,与利用固体介电构造的线缆相比,绝缘层的较厚、较低有效介电常数区域允许外部屏蔽膜变形(例如,形成手风琴状的横向折叠)并使弯曲的应变扩散到较大的区域,并且这可改善线缆的柔韧性。另外,这可有助于沿线缆的长度保持绝缘导体相对于屏蔽膜的位置和间距,从而可使线缆获得优异的信号完整性。在将线缆弯曲到固定曲率半径的180度弯曲之后,线缆的柔韧性可用回弹角来表征。例如,在一些实施方案中,以1cm、5mm或1mm的曲率半径弯曲180度的带状线缆在移除弯曲力时将回弹至不小于150度的弯曲(即,回弹角度不小于30度)。
具有交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域的结构化绝缘层可例如使用常规微复制方法制造,例如,将与工具表面接触的可聚合树脂组合物浇铸并固化到基底上,将结构切割成基底,或在膜的主表面上挤出具有合适结构的膜。合适的浇铸和固化工艺在美国专利No.5,175,030(Lu等人)、美国专利No.5,183,597(Lu)和美国专利申请公布No.2012/0064296(Walker,J R.等人)中有所描述。可使用任何可用的制造方法(诸如通过使用雕刻或金刚石车削)制造浇铸和固化工艺中使用的工具。雕刻或金刚石车削也可用于将结构直接切割成基底。示例性的金刚石车削系统和方法可包括并利用例如PCT已公布的美国专利No.7,350,442(Ehnes等人)、美国专利No.7,328,638(Gardiner等人)和美国专利No.6,322,236(Campbell等人)中所述的快速刀具伺服(FTS)。
可使绝缘层的较厚部分发泡以提供较低的介电常数。较厚部分可通过将可发泡材料涂覆在所需位置(例如条带)中的基底上而形成在基板上,以提供较厚部分。然后可发泡材料可发泡(例如,通过加热)以形成有效介电常数比较薄部分低的较厚部分。
可发泡材料可由与基底相同或不同的聚合物制成,并且可将发泡剂添加到聚合物中以提供所需的发泡。合适的发泡剂包括可膨胀球体发泡剂,其包括热塑性球体,所述热塑性球体例如包括外壳,所述外壳在暴露于热或其它活化源时膨胀的封装碳氢化合物或其它合适的气体。热塑性外壳的膨胀导致材料的体积增大和密度减小。发泡剂也可为化学发泡剂。此类发泡剂的活化引起可膨胀材料膨胀,从而在绝缘层的较厚部分的材料中创建空隙或间隙。可膨胀球体发泡剂的组合也可使用化学发泡剂。合适的可膨胀球体发泡剂包括EXPANCEL 930DU 120、EXPANCEL 920DU 120,两者均可购自瑞典松兹瓦尔(Sundsvall,Sweden)的Eka Chemicals AB。合适的化学发泡剂包括购自纽约(New York,N.Y.)的BiddleSawyer Corp.的氧代双苯磺酰肼(OBSH)。合适的发泡剂在美国专利No.8,679,607(Hamer等人)中有所描述。
在一些实施方案中,绝缘层通过挤出形成。例如,较厚部分可包括沿绝缘层的长度延伸的交替的高介电区域和低介电区域,其中高介电常数区域是经由挤出形成的肋。例如,在形成交替的高介电区域和低介电区域的同时,挤出可用于形成图3A至图3B的结构117a、117b、119a和119b。又如,绝缘层可被挤出为波纹电介质。在其他实施方案中,波纹电介质可单独制备,然后附接到基底以形成绝缘层的较厚部分或形成具有横跨层宽度的低有效介电常数的绝缘层。
每个绝缘层可由任何合适的长度和宽度形成。然后可以如此提供绝缘层或将其切割成所需的长度和/或宽度以便结合到线缆中。
制备屏蔽线缆的方法在本领域中是已知的。例如,合适的方法在美国专利No.8,859,901(Gundel)中有所描述。
可以用任何合适的方法(例如挤出)形成,或者说是提供绝缘导体。可以任何合适的长度形成绝缘导体。然后,可以如此提供绝缘导体或者将其切割成期望的长度。
可以使用任何合适的方法例如连续宽幅材处理法来形成用作带状线缆中的屏蔽层的屏蔽膜。每个屏蔽膜可以任何合适的长度形成。然后,可以如此提供屏蔽膜或者将其切割成期望的长度和/或宽度。可以将屏蔽膜预形成为具有横向部分折叠,以增强纵向上的柔韧性。屏蔽膜中的一个或两个可包括适形的粘合剂层,可以用任何合适的方法,例如层合、涂覆或溅射法在屏蔽膜上形成适形的粘合剂层。
图18A示意性地示出了制造带状线缆5000的方法。线1000被放置在膜1100和1200之间并穿过成形辊1300和1350以形成带状线缆5000。图18B是成形辊1300和1350之间的带状线缆5000的剖视图。膜1100和1200设置在辊1010和1210上,并且线1000设置在辊1010上。提供线引导件1091以确保线1000被放置在期望的位置。带状线缆5000卷绕到辊5010上。膜1100包括第一绝缘层1160,并且膜1200包括第二绝缘层1264。膜1100还可包括屏蔽层1172,并且膜1200还可包括屏蔽层1270。另选地,可将屏蔽层1172和1270送入成形辊1300和1350的辊缝中,作为与膜1100和1200分离的层,然后在制造带状线缆5000的过程中将其粘结到膜1100和1200。
成形辊1300和1350具有与带状线缆5000的期望横截面形状对应的形状。为所示实施方案中的绝缘导体的线1000,以及绝缘层1160和1264,以及屏蔽层1172和1270被布置成根据所期望的带状线缆5000(诸如本文所示和/或所述的线缆中的任一种)的构型布置,并且被定位成靠近成形辊1300和1350,之后它们被同时送入成形辊1300和1350的辊缝中并且设置在成形辊1300和1350之间。膜1100和1200围绕线1000形成并且粘结到所述线。可以施加热以便于进行粘结。在所示实施方案中,膜1100和1200在单个步骤中围绕线1000形成并且粘结到所述线。在其他实施方案中,这些步骤可发生在单独的操作中。其他层可包括在送入成形辊1300和1350的辊缝内的构造中。例如,一个或多个电磁干扰(EMI)吸收层、一个或多个保护层和/或一个或多个套层可包括在该构造中并且被送入辊缝内。
诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征尺寸、数量和物理性质的量的使用不清楚,则“约”将被理解为指定值的10%以内的平均值。给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如,如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚,则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值,并且该值可为1。
本领域普通技术人员将在本说明书中使用和描述的上下文中理解术语诸如“基本上”。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上相等”的使用不清楚,则“基本上相等”将指约大致为如上所述的约的情况。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上平行”的使用不清楚,则“基本上平行”将指在平行的30度内。在一些实施方案中,描述为彼此基本上平行的方向或表面可以在20度内,或在平行的10度内,或者可以是平行的或名义上平行的。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上对齐”的使用不清楚,则“基本上平行”将指在对齐对象的宽度的20%以内对齐。在一些实施方案中,被描述为基本上对齐的对象可在对齐对象的宽度的10%以内或5%以内对齐。
以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
实施方案1为带状线缆,包括:
间隔开且基本上平行的多个导体,该多个导体沿线缆的长度延伸
且沿线缆的宽度布置;和
第一绝缘层和第二绝缘层,该第一绝缘层和该第二绝缘层设置在
多个导体的相对侧上并且与该多个导体沿线缆的长度和宽度基本上共
延,每个绝缘层粘附到导体并且包括沿线缆的长度延伸的交替的基本
上平行的较厚部分和较薄部分,第一绝缘层和第二绝缘层的较厚部分
基本上一一对应地对齐,第一绝缘层和第二绝缘层中每个对应的较厚
部分具有设置在其间的该多个导体中的至少一个导体。
实施方案2为实施方案1的带状线缆,其中较厚部分的有效介电常数比较薄部分的有效介电常数低。
实施方案3为实施方案1的带状线缆,其中较厚部分的有效介电常数基本上等于较薄部分的有效介电常数。
实施方案4为实施方案1至3中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一者包含聚合物。
实施方案5为实施方案1至3中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层中的每一者包含聚合物。
实施方案6为实施方案1至5中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一者为柔性的。
实施方案7为实施方案1至5中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层中的每一者为柔性的。
实施方案8为实施方案1至7中任一项的带状线缆,该带状线缆为柔性的。
实施方案9为实施方案1至8中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层的每个较厚部分包括多个交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域。
实施方案10为实施方案9的带状线缆,其中交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域沿线缆的长度连续地延伸。
实施方案11为实施方案9的带状线缆,其中交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域沿线缆的长度不连续地延伸。
实施方案12为实施方案9至11中任一项的带状线缆,还包括设置在较低介电区域中的多个肋,该多个肋横跨较高介电常数区域延伸,并且沿线缆的长度布置。
实施方案13为实施方案9至12中任一项的带状线缆,其中较薄部分的有效介电常数基本上等于较高介电常数区域的介电常数。
实施方案14为实施方案1至13中任一项的带状线缆,其中在线缆的至少一个横截面中,横跨多个导体中的两个端部导体之间区域的宽度的第一绝缘层和第二绝缘层之间的最大间距和最小间距之差小于约20%、或小于约10%、或小于约5%。
实施方案15为实施方案1至14中任一项的带状线缆,其中在线缆的至少一个横截面中,第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一个包括多个结构,该多个导体中的每个导体设置在该多个结构中的结构上并且与该多个结构中的结构对齐。
实施方案16为实施方案1至14中任一项的带状线缆,其中在线缆的至少一个横截面中,第一绝缘层包括多个第一结构,该第一绝缘层包括与该多个第一结构对齐的多个第二结构,该多个导体中的每个导体设置在该多个第一结构中的第一结构和该多个第二结构中的第二结构上并与其对齐。
实施方案17为实施方案1至14中任一项的带状线缆,其中在线缆的至少一个横截面中,该多个导体中的每个导体设置在第一绝缘层的非结构化主表面上和第二绝缘层的非结构化主表面上。
实施方案18为实施方案1至17中任一项的带状线缆,其中对于该多个导体中的两个相邻导体之间的至少一个线缆位置,第一绝缘层和第二绝缘层之间的间距沿线缆的长度变化不大于约20%、或小于约10%、或小于约5%。
实施方案19为实施方案1至18中任一项的带状线缆,还包括设置在相应的第一绝缘层和第二绝缘层的相对侧上并且与相应的第一绝缘层和第二绝缘层沿线缆的长度和宽度基本上共延的第一导电屏蔽层和第二导电屏蔽层,每个绝缘层设置在导体和与绝缘层对应的屏蔽层之间。
实施方案20为实施方案19的带状线缆,其中每个屏蔽层基本上适形于对应绝缘层的交替的较薄部分和较厚部分。
实施方案21为实施方案1至20中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一个对应的较薄部分具有设置在两者间的多个导体中的至少一个导体。
实施方案22为实施方案1至21中任一项的带状线缆,其在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下具有小于约20皮秒/米、或小于约15皮秒/米、或小于约10皮秒/米、或小于约5皮秒/米的偏差。
实施方案23为实施方案1至21中任一项的带状线缆,其在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约20皮秒/米、或小于约15皮秒/米、或小于约10皮秒/米、或小于约5皮秒/米的偏差,或如使用时域反射计并使用35皮秒的上升时间所确定的。
实施方案24为实施方案1至23中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。
实施方案25为实施方案1至23中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。
实施方案26为实施方案1至25中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟,如使用时域反射计并使用35皮秒的上升时间所确定的。
实施方案27为实施方案1至26中任一项的带状线缆,其中用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻导体的线缆的有效介电常数小于约2.2、或小于约2.0、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。
实施方案28为实施方案1至27中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体沿线缆的长度是非绝缘的,该至少一个非绝缘导体经由一个或多个粘合剂层粘附到第一绝缘层和第二绝缘层。
实施方案29为实施方案28的带状线缆,其中所述一个或多个粘合剂层仅覆盖该至少一个非绝缘导体的最外侧表面的部分。
实施方案30为实施方案28的带状线缆,其中所述一个或多个粘合剂层覆盖该至少一个非绝缘导体的顶表面的至少一部分和该至少一个非绝缘导体的底表面的至少一部分。
实施方案31为实施方案1至30中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体与沿线缆的长度的介电材料绝缘。
实施方案32为实施方案31的带状线缆,其中该至少一个绝缘导体具有直径R,并且该至少一个绝缘导体的导体具有直径r,R/r小于约4、或小于约3.5、或小于约3、或小于约2、或小于约1.5。
实施方案33为实施方案31或32的带状线缆,其中该至少一个绝缘导体的介电材料的介电常数大于约3、或大于约3.2、或大于约3.4、或大于约3.6、或大于约3.8、或大于约4。
实施方案34为实施方案31至33中任一项的带状线缆,其中该至少一个绝缘导体的介电材料包括聚烯烃、固体聚烯烃、泡沫聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、PTFE、聚酯,聚氨酯、聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和含氟聚合物中的一种或多种。
实施方案35为实施方案31至34中任一项的带状线缆,其中该至少一个绝缘导体的介电材料具有粘合剂特性,该介电材料将该至少一个绝缘导体直接粘附到第一绝缘层和第二绝缘层。
实施方案36为实施方案1至34中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体沿线缆的长度周向地涂覆有粘合层,该粘合层将该至少一个导体直接粘附到第一绝缘层和第二绝缘层。
实施方案37为实施方案1至36中任一项的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层的每个较厚部分的有效介电常数小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.4、或小于约1.2。
实施方案38为导体组,包括:
间隔开且基本上平行的多个导体,该多个导体沿导体组的长度延伸并沿导体组的宽度布置;
第一非导电结构化层和第二非导电结构化层,该第一非导电结构化层和第二非导电结构化层设置在该多个导体的相对侧上并且与该多个导体沿导体组的长度和宽度基本上共延,每个结构化层均粘附到导体,并且包括限定其间的多个较低介电常数区域的多个较高介电常数区域;和
导电屏蔽层,该导电屏蔽层包在第一非导电结构化层和第二非导电结构化层上。
实施方案39为实施方案38的导体组,其中每个结构化层的有效介电常数小于约2、或小于约1.8、或小于约1.6、或小于约1.4、或小于约1.2。
实施方案40为屏蔽带状线缆,包括:
实施方案38或39的间隔开且基本上平行的多个导体组,该多个导体组沿线缆的宽度布置;和
第一绝缘层和第二绝缘层,该第一绝缘层和第二绝缘层设置在该多个导体组的相对侧上并且与该多个导体组沿线缆的长度和宽度基本上共延。
实施方案41为带状线缆,包括:
基本上平行的多个绝缘导体,该多个绝缘导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置,每个绝缘导体具有直径R,并且绝缘导体的导体具有直径r,R/r大于1且小于2;和
绝缘层,该绝缘层围绕并粘附到该多个绝缘导体,使得对于多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.05。
实施方案42为实施方案41的带状线缆,其中绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层,该第一绝缘层和第二绝缘层设置在该多个绝缘导体的相对侧上并且与该多个绝缘导体沿线缆的长度和宽度基本上共延。
实施方案43为实施方案41或42的带状线缆,其中该多个绝缘导体中的至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。
实施方案44为带状线缆,包括:
间隔开且基本上平行的多个绝缘导体,该多个绝缘导体沿线缆的长度延伸并沿线缆的宽度布置,至少一个绝缘导体与介电常数为至少W的介电材料绝缘;和
绝缘层,该绝缘层围绕并粘附到该多个绝缘导体,用于一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数小于W的0.8倍,这对相邻绝缘导体包括由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一个绝缘导体。
实施方案45为实施方案44的带状线缆,其中每个绝缘导体与介电材料绝缘,该介电材料的介电常数大于约2.5、或大于约2.8、或大于约3、或大于约3.2、或大于约3.4、或大于约3.6、或大于约3.8、或大于约4。
实施方案46为实施方案44或45的带状线缆,其中W为约2.5、或约2.8、或约3。
实施方案47为实施方案44至46中任一项的带状线缆,其中用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.5、或小于约2.2、或小于约2.0、或小于约1.8、或小于约1.7、或小于约1.6、或小于约1.5、或小于约1.4、或小于约1.3、或小于约1.2。
实施方案48为实施方案44至47中任一项的带状线缆,其中绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层,该第一绝缘层和第二绝缘层设置在该多个绝缘导体的相对侧上并且与该多个绝缘导体沿线缆的长度和宽度基本上共延。
实施方案49为实施方案48的带状线缆,其中第一绝缘层和第二绝缘层中的每一者包括沿线缆的长度延伸的交替的基本上平行的较厚部分和较薄部分,第一绝缘层和第二绝缘层的较厚部分基本上一一对应地对齐,第一绝缘层和第二绝缘层中每个对应的较厚部分具有设置在其间的该多个绝缘导体中的至少一个导体。
实施方案50为带状线缆,包括:
基本上平行的多个绝缘导体,所述多个绝缘导体沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置,该至少一对相邻绝缘导体中的每个导体与介电常数大于约2的介电材料绝缘,该两个相邻绝缘导体之间的中心到中心间距为D,该两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.05;和
绝缘层,该绝缘层围绕该多个绝缘导体,该绝缘层的厚度大于约200微米且有效介电常数小于约2,该介电材料具有粘合剂特性并且将绝缘导体直接粘结到绝缘层,其中用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.5。
实施方案51为实施方案50的带状线缆,其中介电材料的介电常数大于约2.5。
实施方案52为带状线缆,包括:
沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置的间隔开且基本上平行的多个绝缘导体,每个绝缘导体与厚度≥0的介电材料绝缘,对于多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.2;和
设置在多个绝缘导体的相对侧上并且与多个绝缘导体跨越线缆的长度和宽度基本上共延的第一绝缘层部分和第二绝缘层部分,该第一绝缘层部分和第二绝缘层部分之间的间距沿线缆的长度和宽度变化不超过20%,使得对于至少一对相邻的绝缘导体而言:
用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的该对绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.2,并且
绝缘导体中的每一个在约1Gbps至约20Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米的传播延迟。
实施方案53为带状线缆,包括:
沿线缆的长度延伸且沿线缆的宽度布置的间隔开且基本上平行的多个绝缘导体,每个绝缘导体与厚度≥0的介电材料绝缘,对于多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.2;和
设置在多个绝缘导体的相对侧上并且与多个绝缘导体跨越线缆的长度和宽度基本上共延的第一绝缘层部分和第二绝缘层部分,该第一绝缘层部分和第二绝缘层部分之间的间距沿线缆的长度和宽度变化不超过20%,使得对于至少一对相邻的绝缘导体而言:
用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的该对绝缘导体的线缆的有效介电常数小于约2.2,并且
绝缘导体中的每一个具有小于约4.75纳秒/米的传播延迟,如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。
实施方案54是实施方案52或53的带状线缆,其中每个绝缘导体的介电材料的厚度为零。
实施方案55是实施方案52或53的带状线缆,其中每个绝缘导体的介电材料的厚度大于零。
实施方案56为实施方案52至55中任一项的带状线缆,其包括包在多个导体上的单个绝缘层并限定包括第一绝缘层部分的顶部绝缘层部分和包括第二绝缘层部分的底部绝缘层部分。
实施方案57为实施方案52至55中任一项的带状线缆,其包括设置在带状线缆的相对侧上的第一绝缘层和第二绝缘层,每个绝缘层与多个绝缘导体跨越线缆的长度和宽度基本上共延,第一绝缘层包括第一绝缘层部分,并且第二绝缘层包括第二绝缘层部分,该第一绝缘层和第二绝缘层在线缆的每个侧向末端彼此粘结。
实施方案58为实施方案1至37和40至57中任一项的带状线缆,其中该线缆在约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约20皮秒/米、或小于约15皮秒/米、或小于约10皮秒/米、或小于约5皮秒/米的偏差。
实施方案59为实施方案1至37和40至58中任一项的带状线缆,其中该线缆具有小于约20皮秒/米、或小于约15皮秒/米、或小于约10皮秒/米、或小于约5皮秒/米的偏差,如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。
实施方案60为实施方案1至37和40至59中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体在约1Gbps至约20Gbps、或约1Gbps至约50Gbps、或约1Gbps至约75Gbps、或约1Gbps至约100Gbps的数据传输速度下具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟。
实施方案61为实施方案1至37和40至60中任一项的带状线缆,其中该多个导体中的至少一个导体具有小于约4.75纳秒/米、或小于约4.5纳秒/米、或小于约4.25纳秒/米、或小于约4纳秒/米、或小于约3.75纳秒/米的传播延迟,如使用时域反射计并使用35皮秒的信号上升时间所确定的。
实施例
如图16所示的线缆使用有限元技术建模。将绝缘层630建模为具有均匀厚度t1。导体520a和520d为接地线,并且导体520b和520c为计算中的信号线。导体520a和520b之间以及导体520c和520d之间的中心到中心间距相等并且被称为下表中的信号到地间距。导体520b和520c之间的中心到中心间距D被称为下表中的信号到信号间距。将介电材料555建模为具有相同厚度和相同的介电常数。将导体520建模为具有7.95密耳半径的26AWG圆导体。计算阻抗Z0、由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的有效介电常数keff,以及单位长度的时间延迟td。在表1-5中示出介电材料555的厚度的结果:0密耳(表1)、0.5密耳(表2)、2密耳(表3A-3C)、3密耳(表4)和7.95密耳(表5)。介电材料555被建模为介电常数为2.25的聚烯烃,表2所示的情况除外。覆盖层(绝缘层630)的有效介电常数从1.2至2.25变化(对应于固体聚烯烃层)。发现宽范围的绝缘层厚度、绝缘层的有效介电常数和导体间距导致在70至110欧姆范围内的阻抗。
对于绝缘层的各种有效介电常数,使用介电常数2.25或4.3,还将线缆建模为介电材料555的厚度为0.5密耳。当用相同振幅和相反极性的差分信号驱动信号线时,绝缘层的有效介电常数与线缆的有效介电常数之间的关系如图19所示。
表1
表2
表3A
表3B
表3C
表4
表5
上述所有引用的参考文献、专利或专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下,应以前述说明中的信息为准。
除非另外指明,否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其它附图中的对应元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案,但本领域的普通技术人员将会知道,在不脱离本公开范围的情况下,可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此,本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (20)

1.一种带状线缆,包括:
间隔开且基本上平行的多个导体,所述多个导体沿所述线缆的长度延伸且沿所述线缆的宽度布置;和
第一绝缘层和第二绝缘层,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层设置在所述多个导体的相对侧上并且沿所述线缆的长度和宽度与所述多个导体基本上共延,每个绝缘层粘附到所述导体并且包括沿所述线缆的所述长度延伸的交替的基本上平行的较厚部分和较薄部分,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的所述较厚部分基本上一一对应地对齐,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的每个对应的较厚部分具有设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的所述多个导体中的至少一个导体。
2.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述较厚部分的有效介电常数比所述较薄部分的有效介电常数低。
3.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的每个较厚部分包括多个交替的较高介电常数区域和较低介电常数区域。
4.根据权利要求1所述的带状线缆,其中在所述线缆的至少一个横截面中,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层中的至少一个包括多个结构,所述多个导体中的每个导体设置在所述多个结构中的某个结构上并且与所述多个结构中的所述结构对齐。
5.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的至少一个对应的较薄部分具有设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的所述多个导体中的至少一个导体。
6.根据权利要求1所述的带状线缆,所述带状线缆具有在1Gbps至20Gbps的数据传输速度下小于20皮秒/米的偏差。
7.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述多个导体中的至少一个导体具有在1Gbps至20Gbps的数据传输速度下小于4.75纳秒/米的传播延迟。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的带状线缆,其中所述线缆的用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻导体的有效介电常数小于2.2。
9.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述多个导体中的至少一个导体沿所述线缆的所述长度用介电材料绝缘,并且其中所述至少一个绝缘导体具有直径R,并且所述至少一个绝缘导体的所述导体具有直径r,R/r小于4。
10.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述多个导体中的至少一个导体沿所述线缆的所述长度用介电材料绝缘,并且其中所述至少一个绝缘导体的所述介电材料的介电常数大于3。
11.根据权利要求1所述的带状线缆,其中所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的每个较厚部分的有效介电常数小于2。
12.一种导体组,包括:
间隔开且基本上平行的多个导体,所述多个导体沿所述导体组的长度延伸并沿所述导体组的宽度布置;
第一非导电结构化层和第二非导电结构化层,所述第一非导电结构化层和所述第二非导电结构化层设置在所述多个导体的相对侧上并且沿所述导体组的长度和宽度与所述多个导体基本上共延,每个结构化层均粘附到所述导体,并且包括多个较高介电常数区域,所述多个较高介电常数区域在其间限定多个较低介电常数区域;和
导电屏蔽层,所述导电屏蔽层包在所述第一非导电结构化层和所述第二非导电结构化层上。
13.一种屏蔽带状线缆,包括:
根据权利要求12所述的间隔开且基本上平行的多个导体组,所述多个导体组沿所述线缆的宽度布置;和
第一绝缘层和第二绝缘层,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层设置在所述多个导体组的相对侧上并且沿所述线缆的长度和宽度与所述多个导体组基本上共延。
14.一种带状线缆,包括:
基本上平行的多个绝缘导体,所述多个绝缘导体沿所述线缆的长度延伸且沿所述线缆的宽度布置,每个绝缘导体具有直径R,并且所述绝缘导体的所述导体具有直径r,R/r大于1且小于2;和
绝缘层,所述绝缘层围绕并粘附到所述多个绝缘导体,使得对于所述多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,所述两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,所述两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.05。
15.一种带状线缆,包括:
间隔开且基本上平行的多个绝缘导体,所述多个绝缘导体沿所述线缆的长度延伸并沿所述线缆的宽度布置,至少一个绝缘导体用介电常数为至少W的介电材料绝缘;和
绝缘层,所述绝缘层围绕并粘附到所述多个绝缘导体,所述线缆的用于一对由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的相邻绝缘导体的有效介电常数小于W的0.8倍,所述对相邻绝缘导体包括所述至少一个绝缘导体。
16.根据权利要求15所述的带状线缆,其中每个绝缘导体用介电常数大于2.5的介电材料绝缘。
17.根据权利要求15或16所述的带状线缆,其中所述线缆的用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻绝缘导体的所述有效介电常数小于2.2。
18.一种带状线缆,包括:
基本上平行的多个绝缘导体,所述多个绝缘导体沿所述线缆的长度延伸且沿所述线缆的宽度布置,至少一对相邻绝缘导体中的每个导体用介电常数大于2的介电材料绝缘,所述两个相邻绝缘导体之间的中心到中心间距为D,所述两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.05;和
绝缘层,所述绝缘层围绕所述多个绝缘导体,所述绝缘层的厚度大于200微米且有效介电常数小于2,所述介电材料具有粘合剂特性并且将所述绝缘导体直接粘结到所述绝缘层,其中所述线缆的用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的至少一对相邻绝缘导体的有效介电常数小于2.5。
19.根据权利要求18所述的带状线缆,其中所述介电材料的介电常数大于2.5。
20.一种带状线缆,包括:
间隔开且基本上平行的多个绝缘导体,所述多个绝缘导体沿所述线缆的长度延伸且沿所述线缆的宽度布置,每个绝缘导体用厚度≥0的介电材料绝缘,对于所述多个绝缘导体中的每对相邻绝缘导体而言,所述两个绝缘导体之间的中心到中心间距为D,所述两个绝缘导体的直径的平均值为d,D/d≥1.2;和
第一绝缘层部分和第二绝缘层部分,所述第一绝缘层部分和所述第二绝缘层部分设置在所述多个绝缘导体的相对侧上并且跨越所述线缆的所述长度和所述宽度与所述多个绝缘导体基本上共延,所述第一绝缘层部分和所述第二绝缘层部分之间的间距沿所述线缆的所述长度和所述宽度变化不超过20%,使得对于至少一对相邻绝缘导体而言:
所述线缆的用于由相同振幅和相反极性的差分信号驱动的所述一对绝缘导体的有效介电常数小于2.2,并且
所述绝缘导体中的每一个具有小于4.75纳秒/米的传播延迟,所述传播延迟使用采用35皮秒的信号上升时间的时域反射测定法确定。
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