CN113838602A - 电缆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电缆结构，其包括至少一导体、包覆层、低介电树脂层以及屏蔽层。包覆层包括低介电黏着剂层及两个绝缘层。低介电黏着剂层包覆于导体的周围。两个绝缘层分别结合于低介电黏着剂层的相对两个表面。低介电黏着剂层与绝缘层各自具有介于1.3至3的介电常数。低介电树脂层通过第一黏着层结合于包覆层上。屏蔽层通过第二黏着层结合于低介电树脂层上。导体设置于低介电黏着剂层中，且位于两个绝缘层之间。

Description

电缆结构

技术领域

本发明涉及一种电缆结构，尤其涉及一种环境耐受性佳且插入损失低的电缆结构。

背景技术

现今消费性电子产品的发展趋势主要为轻薄化，例如平板计算机、智能型手机等，可挠性扁平电缆(flexible flat cable,FFC)因具有可随意弯曲、体积小、厚度薄、连接简单等优点而被广泛应用于消费性电子产品中。例如，可挠性扁平电缆可用作为连接液晶显示设备、等离子体显示设备等电子装置的传输电信号的高速电缆结构。

一般来说，高速传输的带宽较高，数据传输速度也比较快，而数据是否可以高速传输，通常取决于缆线的电气特性。可挠性扁平电缆结构主要包括数条平板状的导体、包覆于导体外部的绝缘层及设置于绝缘层两侧的遮蔽层，各层间使用黏着剂互相贴合。

然而，缆线的材料组成容易受环境影响，进而使缆线的传输质量受限。举例来说，缆线中常以聚酯树脂(polyester resin)材料作为绝缘胶层，然而在高温且潮湿的环境下，聚酯树脂容易水解而导致黏着强度变弱，影响了缆线的整体结构强度。此外，缆线的材料组成亦为影响插入损失的重要因素。插入损失是由于器件插入传输线时而导致的信号功率损失，其与传输线中所组成材料的介电常数及损耗因子相关。

因此，如何在高速传输下，能够效降低缆线的插入损失及改善信号延迟及完整性，甚至改良现有技术中缆线结构的材料组成，使其能够加强环境的耐受性，在不同环境差异下的适用性相较于现有技术的电缆结构更佳，是目前业界仍待克服的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种环境耐受性高且低插入损失的电缆结构，其包括导体、包覆层、两个低介电树脂层以及两个屏蔽层。包覆层包括低介电黏着剂层及两个绝缘层。低介电黏着剂层包覆于于导体的周围。两个绝缘层分别结合于低介电黏着剂层的相对两个表面。低介电黏着剂层与绝缘层各自具有介于1.3至3的介电常数。低介电树脂层位于包覆层的两个外表面上。两个屏蔽层各自位于对应的低介电树脂层的外表面上。导体设置于低介电黏着剂层中，且位于两个绝缘层之间。

优选地，低介电黏着剂层与绝缘层各自具有介于0.0001至0.01的损耗因子。

优选地，低介电黏着剂层选自由聚酯、聚酰亚胺、含氟聚合物、聚烯烃、聚酰胺、聚胺脂、环氧树脂、热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物以及聚乙烯醇所组成的群组。

优选地，低介电黏着剂层是由聚烯烃材料构成。

优选地，绝缘层选自由聚酯、聚酰亚胺、含氟聚合物、液晶聚合物、聚烯烃、聚醚、多硫化物、聚苯乙烯、双马来酰亚胺以及双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂所组成的群组。

优选地，绝缘层是由包含聚烯烃的复合材料构成。

优选地，两个绝缘层的熔点高于所述低介电黏着剂层的熔点。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种电缆结构，包括至少一导体、包覆层、两个低介电树脂层以及两个屏蔽层。包覆层包括多个低介电黏着剂层及多个绝缘层。包覆层分为中间部分以及围绕所述中间部分的周围部分。中间部分是由多个低介电黏着剂层的其中之一包覆在导体的周围组成。周围部分是由多个绝缘层与其他的低介电黏着剂层由内而外交错层叠组成。低介电黏着剂层与包覆层的体积比为介于百分之10至90之间。低介电黏着剂层具有介于1.3至3的介电常数。两个低介电树脂层位于包覆层的两个外表面上。两个屏蔽层位于对应的两个低介电树脂层的外表面上。

优选地，所述低介电黏着剂层具有介于0.0001至0.01的损耗因子。

优选地，所述低介电黏着剂层的熔点范围介于60度至350度之间。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的电缆结构，其能通过“至少一导体”、“包覆层，包括低介电黏着剂层及两个绝缘层，低介电黏着剂层包覆于导体的周围，两个绝缘层分别结合于低介电黏着剂层的相对两个表面，低介电黏着剂层与绝缘层各自具有介于1.3至3的介电常数”、“低介电树脂层位于包覆层的外表面上”以及“屏蔽层，位于低介电树脂层的外表面上”的技术方案，使得电缆结构内部组成包覆层的低介电黏着剂层与绝缘层都具有低介电常数以及低损耗因子的条件，达到降低能量损耗且能够改善信号延迟的功效。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的电缆结构的立体示意图。

图2为图1的II-II部分的剖面示意图。

图3为图2的III部分的放大示意图。

图4为本发明电缆结构的包覆层的插入损失与频率之间的函数关系曲线图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“电缆结构”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

[实施例]

参阅图1所示，图1为本发明的电缆结构的立体示意图。本发明主要提供一种可挠性扁平电缆100。接着参阅图2及图3，图2为图1的II-II部分的剖面示意图，图3为图2的III部分的放大示意图。图2及图3进一步示出本发明的可挠性扁平电缆100的内部结构。可挠性扁平电缆100的内部结构主要包括至少一导体1、包覆层2、两个低介电树脂层3以及两个屏蔽层4。

包覆层2包括低介电黏着剂层21及两个绝缘层22。导体1是设置于低介电黏着剂层21中，且位于两个绝缘层22之间。具体而言，低介电黏着剂层21包覆于导体1的周围，且两个绝缘层22分别位于低介电黏着剂层21的相对两个表面。两个低介电树脂层3位于包覆层2的两个外表面上。两个屏蔽层4各自位于对应的低介电树脂层3的外表面上。

接着说明可挠性扁平电缆100的加工。首先在导体1的上下侧皆设置一介电黏着剂层21及一绝缘层22，且上下侧的两个介电黏着剂层21皆朝向导体1。接着，将导体1、介电黏着剂层21及绝缘层22通过滚轮进行热压合过程。在热压合过程中，导体1上下侧的两个介电黏着剂层21相互黏合在一起而合为一层介电黏着剂层21，并且将导体1包覆在其中。之后，中间的介电黏着剂层21以及在介电黏着剂层21上下侧的两层绝缘层22即组成包覆层2。然后，两个低介电树脂层3通过第一黏着层51分别结合在包覆层2的两个外表面上。再来，两个屏蔽层4通过第二黏着层52分别结合于对应的两个低介电树脂层3的外表面上。

需说明的是，包覆层2是一复合层，其组成并不只限于一个低介电黏着剂层21及两个绝缘层22。在本发明的另一实施例中，包覆层2可包括多个低介电黏着剂层21及多个绝缘层22。具体来说，将包覆层2分为中间部分以及围绕中间部分的周围部分。中间部分是由其中一个低介电黏着剂层21包覆在导体1的周围而组成。周围部分则是由多个绝缘层22与其他的低介电黏着剂层21由内而外交错层叠组成。也就是说，在中间部分的低介电黏着剂层21上侧依序层叠绝缘层22及介电黏着剂层21，以及在中间部分的低介电黏着剂层21下侧同样依序层叠绝缘层22及介电黏着剂层21。

进一步对可挠性扁平电缆100的各组成部分的电气特性、物理性质以及材料组成做详细说明，低介电黏着剂层21为低介电损耗的黏着剂组成物所构成。导体1可由导电金属箔(如铜箔、镀锡软铜箔等)所构成，导体1呈长条状且其数量为一个或多数个。低介电黏着剂层21在加工时流动且注入在导体1与导体1之间。

在本发明中，低介电黏着剂层21的厚度较佳为10微米(μm)至150微米，绝缘层22厚度较佳为10微米至200微米。在本发明中，低介电黏着剂层21与包覆层2的体积比为介于百分之10至90之间，在本发明的最佳实施例中，低介电黏着剂层21的厚度为60微米至100微米，绝缘层22的厚度为120微米至130微米。

由于低介电黏着剂层21的特性是在高频下具有低介电损耗，因此，低介电黏着剂层21具有介于1.3至3的较佳介电常数(Dk)范围，以及具有介于0.0001至0.01的较佳损耗因子(Df)范围。在本发明最佳实施例中，可挠性扁平电缆100的传输频率为10GHz时，低介电黏着剂层21则具有约为2.25的介电常数，以及具有约为0.0004的损耗因子。

绝缘层22同样也具有介于1.3至3的较佳介电常数范围，以及具有介于0.0001至0.01的较佳损耗因子范围。具体而言，当本发明的可挠性扁平电缆100的传输频率为10GHz时，绝缘层22具有一最佳值约为2.08的介电常数，以及具有一最佳值约为0.0006的损耗因子。

在本发明中，低介电黏着剂层21的熔点(melting point)范围在60度至350度之间，而绝缘层22同样具有介于60度至350度之间的熔点范围。在本发明一较佳实施例中，低介电黏着剂层21的熔点范围在60度至130度之间，而绝缘层22具有介于150度至250度之间的熔点范围。具体而言，在本发明的最佳实施例中，低介电黏着剂层21的熔点范围在70度至80度之间，而绝缘层22的熔点在230度。当绝缘层22的熔点高于低介电黏着剂层21的熔点时(较佳为熔点高20度以上)，可以在热压合过程使操作温度控制在超过低介电黏着剂层21的熔点且低于绝缘层22的熔点，而避免加热温度容易同时超过低介电黏着剂层21与绝缘层22的熔点时，造成加工不易或绝缘层22质变的问题。

在本发明中，低介电黏着剂层21的吸水率(Water absorption)范围在0.001％至1％之间，而绝缘层22同样具有介于0.001％至1％之间的吸水率范围。具体而言，在本发明的最佳实施例中，低介电黏着剂层21的吸水率为小于0.01％，而绝缘层22的吸水率亦为小于0.01％。

如前段所述，由于包覆层2是一复合层，是由至少一低介电黏着剂层21及至少两个绝缘层22组成，而至少一低介电黏着剂层21的其中之一包覆于至少一导体1的周围，而其余的低介电黏着剂层21及绝缘层22则是层层形成在外。因此，包覆层2的物理性质以及电气特性，例如厚度、介电常数以及损耗因子也必然由两者的组成比例所决定，在本发明中，低介电黏着剂层21与包覆层2的体积比为介于百分之10至90之间，即低介电黏着剂层21的体积约占包覆层2的体积的10％至90％。在本发明的最佳实施例中，包覆层2具有一介于180微米至230微米的厚度范围，且包覆层2的具有一最佳值为2.16的介电常数以及一最佳值为0.0004的损耗因子。

参阅图4所示，图4为本发明电缆结构的包覆层在不同条件下的插入损失与频率之间的函数关系曲线图。横轴为电缆传输的信号频率，纵轴为插入损失(Insertion loss)。图4中，比较例为包覆层2在厚度125微米，介电常数2.1以及损耗因子0.004的条件。实施例则为包覆层2在厚度180微米，且介电常数2.16以及损耗因子0.0004的条件。图4中，实施例在8GHz的传输损失(即插入损失)为-5.63dB远小于比较例的-9.83dB。当实施例中的包覆层2具有上述的最佳条件(厚度180微米至230微米，介电常数2.16，以及损耗因子0.0004)时，随着频率越高，材料的介电损耗影响越大，通过降低介电常数可有效改善在高频传输中信号的延迟及完整性。

承上所述，低介电黏着剂层21为低介电损耗的黏着剂组成物所构成。较佳者，介电黏着剂层21选自由聚酯、聚酰亚胺、含氟聚合物、聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物以及聚乙烯醇所组成的群组。然而，本发明不以上述所举的例子。具体而言，在本发明的最佳实施例中，低介电黏着剂层21是由聚烯烃(Polyolefin)材料构成，具有一最佳值为2.25的介电常数，以及具有一最佳值为0.0004的损耗因子。

需说明的是，所述黏着剂组成物视需求可进一步包含以下添加物中的至少一种：硬化促进剂、溶剂、交联剂、偶合剂、界面活性剂、增韧剂、无机填充物或其组合。上述的各种原料均可以通过市售得到，或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于所述黏着剂组成物。

在本发明中，绝缘层22选自由聚酯、聚酰亚胺、含氟聚合物、液晶聚合物、聚烯烃、聚醚、多硫化物、聚苯乙烯、双马来酰亚胺以及双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂所组成的群组。然而，本发明不以上述所举的例子为限。具体而言，在本发明的最佳实施例中，绝缘层22是由包含聚烯烃(Polyolefin)的复合材料构成，具有一最佳值为2.08的介电常数，以及具有一最佳值为0.0006的损耗因子，熔点为230度。

低介电树脂层3的特性是具有低介电特性、优越的柔软性和加工性，可以为例如：聚烯烃。此外，由于用于电缆的低介电树脂层3因为缺乏耐燃性，所以可在低介电树脂层3中添加阻燃剂以提高其耐燃性。

屏蔽层4的特性是可降低电磁干扰与噪声，屏蔽层4可以是一层薄金属层，其材料可用铜、铝、银或其组合，但本发明并不限制于此。

第一黏着层51与第二黏着层52为低介电损耗的黏着剂组成物所构成。所述黏着剂组成物视需求可进一步包含以下添加物中的至少一种：硬化促进剂、溶剂、交联剂、偶合剂、界面活性剂、增韧剂、无机填充物或其组合。上述的各种原料均可以通过市售得到，或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于所述黏着剂组成物。

继续参阅图3所示，本发明的可挠性扁平电缆100进一步包括两个保护层6，用于提高电缆整体的安全性，两个保护层6分别披覆于两个屏蔽层4的外表面，具体地说，每一保护层6是通过第三黏着层7与相对应的屏蔽层4互相结合。第三黏着层7可为一般黏着剂组成物所构成，例如：与第二黏着层52相同的黏着剂。保护层6的材料可用热塑性或热固性绝缘材。

[实施例的有益效果]

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的电缆结构，其能通过“至少一导体1”、“包覆层2，包括低介电黏着剂层21及两个绝缘层22，低介电黏着剂层21包覆于导体1的周围，两个绝缘层22分别结合于低介电黏着剂层21的相对两个表面，低介电黏着剂层21与绝缘层22各自具有介于1.3至3的介电常数”、“低介电树脂层3位于包覆层2的外表面上”以及“屏蔽层4，位于低介电树脂层3的外表面上”的技术方案，使得电缆结构内部组成包覆层2的低介电黏着剂层21与绝缘层22都具有低介电常数以及低损耗因子的条件，达到降低能量损耗且能够改善信号延迟的功效。

更进一步来说，本发明的电缆结构利用以电缆结构内部组成材料的置换以达到低介电常数以及低损耗因子的条件。承前所述，在电缆结构1的制造过程中需将介电黏着剂层21包覆于导体1的周围，再将两个绝缘层22分别结合于低介电黏着剂层21的相对两个表面。低介电黏着剂层21的组成材料主要为聚烯烃。由于此聚烯烃材料的熔点温度较低，因此进行热压合过程中所需达到的温度(使聚烯烃材料成为具流动性熔融态的温度)亦较低。换言之，工艺中所需耗费的能量亦较低。

此外，绝缘层22是由包含聚烯烃复合材料构成。聚烯烃的吸水性差，因此在高温潮湿环境下的耐受性亦较好，不容易因为环境的湿度过高而导致绝缘层产生水解。换言之，本发明提供的电缆结构在不同环境差异下的适用性相较于现有技术的电缆结构更佳，在高温潮湿环境下仍然能够维持整体结构强度。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电缆结构，其特征在于，所述电缆结构包括：

至少一导体；

一包覆层，包括一低介电黏着剂层及两个绝缘层，所述低介电黏着剂层包覆于所述至少一导体的周围，两个所述绝缘层分别结合于所述低介电黏着剂层的相对两个表面，所述低介电黏着剂层与所述绝缘层各自具有介于1.3至3的介电常数；

两个低介电树脂层，位于所述包覆层的两个外表面上；以及

两个屏蔽层，各自位于对应的所述低介电树脂层的外表面上；

其中，所述至少一导体设置于所述低介电黏着剂层中，且位于两个所述绝缘层之间。

2.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述低介电黏着剂层与所述绝缘层各自具有介于0.0001至0.01的损耗因子。

3.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述低介电黏着剂层选自由聚酯、聚酰亚胺、含氟聚合物、聚烯烃、聚酰胺、聚胺脂、环氧树脂、热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物以及聚乙烯醇所组成的群组。

4.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述低介电黏着剂层是由聚烯烃材料构成。

5.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述绝缘层选自由聚酯、聚酰亚胺、含氟聚合物、液晶聚合物、聚烯烃、聚醚、多硫化物、聚苯乙烯、双马来酰亚胺以及双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂所组成的群组。

6.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述绝缘层是由包含聚烯烃的复合材料构成。

7.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述两个绝缘层的一熔点高于所述低介电黏着剂层的一熔点。

8.根据权利要求1所述的电缆结构，其特征在于，所述绝缘层的熔点范围介于150度至250度之间，且吸水率均小于0.1％。

9.一种电缆结构，其特征在于，所述电缆结构包括：

至少一导体；

一包覆层，包括多个低介电黏着剂层及多个绝缘层，所述包覆层分为中间部分以及围绕所述中间部分的周围部分，所述中间部分是由多个所述低介电黏着剂层的其中之一包覆在所述至少一导体的周围组成，所述周围部分是由多个所述绝缘层与其他所述低介电黏着剂层由内而外交错层叠组成，多个所述低介电黏着剂层与多个所述包覆层的体积比为介于百分之10至90之间，所述低介电黏着剂层具有介于1.3至3的介电常数；

两个低介电树脂层，位于所述包覆层的两个外表面上；以及

两个屏蔽层，各自位于对应的所述低介电树脂层的外表面上。

10.根据权利要求9所述的电缆结构，其特征在于，所述低介电黏着剂层具有介于0.0001至0.01的损耗因子。

11.根据权利要求9所述的电缆结构，其特征在于，所述低介电黏着剂层的熔点范围介于60度至350度之间。

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