JP2007335124A - 同軸ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属層の膜厚が均一でしかも誘電体と金属層との密着力が強く耐久性に優れるとともに、生産性に優れた同軸ケーブル及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 内部導体（１）を被覆するフッ素樹脂誘電体層（２）の外周に電解金属メッキ層（５）をシールド層として配した同軸ケーブルにおいて、該電解金属メッキ層（５）を無電解金属メッキ層（４）上に形成し、且つ、該無電解金属メッキ層（４）と該誘電体層（２）との間には両者に対して媒体的接着能を有する接着性樹脂膜（３）を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特に優れた高周波特性が要求される情報通信機器、通信端末機器、更には計測機器等の高周波部品の信号伝達線路として用いられる同軸ケーブル及びその製造方法に関する。

近年、情報通信機器や通信端末機器はますます小型化され、それに伴い使用される同軸ケーブルにも細径化が要求されている。そこで、該ケーブルのシールド層として常用されてきた金属編組層あるいは金属蒸着テープ層上の横巻層に代えて、より薄膜化できる金属メッキ層を採用することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この提案では、フッ素樹脂からなる誘電体層の表面を予め粗面化してから金属メッキ層を配するもので、言わば、物理的なアンカー効果を利用したものである。

しかしながら、フッ素樹脂には元々、金属メッキ層が付着しにくいという固有の性質がある。そのため、金属メッキ層の膜厚が不均一になり易いばかりか、上記のアンカー効果だけでは、両者の密着力が依然として弱く、耐久性に劣るという同軸ケーブル品質上の問題があった。

上記の問題を解決するため、誘電体層上にＡＢＳ樹脂被覆層を形成し、更に、このＡＢＳ樹脂被覆層上に、無電解金属メッキ層、次いで電解金属メッキ層を設ける提案もなされている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この提案においても、ＡＢＳ樹脂被覆層と無電解金属メッキ層との密着性を向上させるために、ABＳ樹脂層表面をエッチングしてアンカー層を形成する必要がある。その場合、金属メッキ下地に不可避的に凹凸が生じ、メッキ膜厚が不均一になる。

実開昭６２−３３１１７号公報全文 特開２０００−１３８０１４号公報

したがって、本発明の課題は、メッキ膜厚が均一でしかも誘電体層との密着力が改善された無電解金属メッキ層及び電解金属メッキ層をシールド層とする同軸ケーブル、及び該ケーブルの安全且つ効率的製造方法を提供することにある。

本発明者は、上記の特許文献２における誘電体層と無電解金属メッキ層とを、両者に対して親和性を呈し、もって媒体的接着能を発揮するような接着性樹脂膜で接合することにより、上記の課題を一挙に解決するに至った。

本発明の同軸ケーブル、更には、その製造方法にあっては、以下のような顕著な効果が奏される。
ａ．該無電解金属メッキ層と誘電体層との間には両者に対して媒体的接着能を有する接着性樹脂膜が介在するので、これら３者は三位一体的に結合される。加えて、電解金属メッキ層は無電解金属メッキ層上に形成されるので、本質的にメッキの付着力が向上し、両メッキ層も一体化される。
ｂ．上記の媒体的接着能を有する接着性樹脂膜にはエッチング等の表面処理が不用なため、均一なメッキ膜厚が得られる。

以下、本発明の同軸ケーブルについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る同軸ケーブルの一例を示す側面図である。該図において、（１）は内部導体、（２）は内部導体（１）上に形成された誘電体層、（３）は誘電体層（２）上に形成された、媒体的接着能を有する接着性樹脂膜（以下、“接着性樹脂膜”と略記する）、（４）は接着性樹脂膜（３）上に形成された無電解金属メッキ層、（５）は無電解金属メッキ層（４）上に形成された電解金属メッキ層である。

本発明の同軸ケーブルに特徴的なことは、誘電体層（２）と無電解金属メッキ層（４）との間に、双方に親和性を呈し、もって双方向的接着能を発揮する接着性樹脂膜（３）を介在させながら、無電解金属メッキ層（４）上に電解金属メッキ層（５）を設けることにある。こうすることにより、誘電体層（２）と接着性樹脂膜（３）と無電解金属メッキ層（４）とが三位一体的に接着・結合され、しかも均一な膜厚の電解金属メッキ層（５）が得られる。

本発明において、接着性樹脂膜（３）は、誘電体層（２）及び無電解金属メッキ層（４）の両方に対して化学的親和性と物理的（変形ないし応力）追従性を有する接着性樹脂で構成される。このような接着性樹脂としては、接着剤用に開発された低融点の共重合（ないし変性）ナイロンあるいはポリアミドイミドが好ましい。具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、更にはナイロン６１０に第三成分を共重合することにより得られた、融点が１５０℃以下の共重合体が挙げられる。このような共重合体の例としては、メトキシメチル基を導入してアルコール可溶としたものがあり、例えば、「ＡＱナイロン」（東レ株式会社製）が挙げられる。

これら接着性樹脂にあって、フィブリル状に延展された膜を形成するものが特に好ましい。この理由については、後記の項で述べる。更に、上記の接着性樹脂は、伸び率が２００％を越え、フッ素樹脂の伸び率（３００％前後）に接近している。従って、同軸ケーブルが屈曲されても、誘電体層（２）との界面、及び無電解金属メッキ層（４）との界面での応力集中を吸収する機能を呈する。このような接着性樹脂膜（３）の厚さの下限値は、誘電体層（２）との十分な接着力を得るため０．０１μｍ以上であるのが好ましく他方、その上限値は誘電率の上昇防止に配慮して３μｍ以下とするのが好ましい。接着性樹脂膜（３）を誘電体層（２）上に形成する手段としては、押出被覆、コーティング、更にはディッピング等があるが、工程の簡便さからコーティングが好ましく採用される。

上記の接着性樹脂膜（３）上に形成する無電解金属メッキ層（４）としては、膜厚が０．５μｍ〜５μｍの銅メッキ層が好ましい。無電解金属メッキ層の形成に際しては、通常の処方に従って、金属、キレート剤及び還元剤を含むメッキ液を採用すればよい。この場合、キレート剤として、酒石酸の錯体を用いると、還元剤の使用量が極減するので、急激な還元反応を抑えられ、且つメッキ液のｐHが正確にコントロールされる。又、メッキ金属が銅イオンの場合、微量のNｉイオンを共存させて共析現象を利用すると、メッキ膜の応力追従性が向上する。更に、酒石酸を含むメッキ液自体、従来の難分解性有機金属錯体であるEDTA錯体を用いる場合と比較して廃液処理が格段に容易になる。

このような無電解金属メッキ層（４）と接着性樹脂膜（３）との界面接着状態は、後者の表面状態によって変わってくる。例えば、接着性樹脂膜（３）の表面が緻密で平坦な場合は、その表面に無電解金属メッキ層（４）が接着される。他方、上述したように、接着性樹脂膜（３）がフィブリル状にある場合は、フィブリル間に、メッキ液が入りこみながら無電解金属メッキ層（４）が形成されるので、その界面接着力は格段に向上する。

無電解金属メッキ層（４）上に電解金属メッキ層（５）を形成する際には、硫酸銅電気メッキやシアン化銅メッキ等の通常のメッキ処方を採用すればよい。このときの電解金属メッキ層（５）の膜厚の下限値は、十分なシールド特性を確保するために０．５μｍ以上が必要であり他方、その上限値は、同軸ケーブルの外径や可撓性を考慮して、３０μｍ以下とするのが好ましい。この場合、延展性が良く且つ曲げにも強く、しかも環境に対する影響の少ないメッキ層という観点からは、硫酸銅メッキ処方が望ましい。

上記の電解金属メッキ層（５）上には、必要に応じて、シース層（保護層）が被覆される。シース層としては熱可塑性樹脂を配すればよい。このシース層は、フッ素樹脂、例えば、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）を溶融押出し成型して被覆することが好ましい。

更に、本発明のその余の構成について触れると、内部導体（１）としては、直径がφ０．０１〜０．２ｍｍ程度の単線あるいは撚り線の軟銅線や銅被鋼線等にスズや銀のメッキを施したものが使用される。この内部導体（１）に被覆される誘電体層（２）を構成するフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン（ＦＥＰ）やテトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。

次に、本発明に係る同軸ケーブルの製造方法の一例について述べる。

本発明では、先ず、内部導体（１）上にフッ素樹脂からなる誘電体層（２）を押出被覆する。次に、上記の押出被覆された誘電体層（２）上に接着性樹脂膜（３）を形成する。このときの接着性樹脂は、濃度が１０％〜２０％(重量)の有機溶剤溶液として、これをスプレーコーティング等の手段にて誘電体層（２）上にコーティングしてから乾燥・固化すればよい。有機溶剤としては、例えば、メタノール等が用いられる。

更に、接着性樹脂層（３）上に、無電解金属メッキ層（４）を形成する。無電解金属メッキ層（４）を形成するためには、接着性樹脂膜（３）を設けたケーブルを、好ましくは酒石酸を添加した無電解メッキ槽に浸漬して、該メッキ液を接着性樹脂膜（３）上にディッピングしてから、乾燥・固化すればよい。このときの液温は１５℃〜３５℃、浸漬時間は１分〜１０分程度であればよい。

最後に、無電解金属メッキ層（４）上に電解金属メッキ処理を施して、電解金属メッキ層（５）を形成する。ここで、電解金属メッキは、硫酸銅の電解メッキ処方の場合、条件的には、メッキ液温度２０℃〜３５℃、電流密度０．１Ａ／ｄｍ^２〜５Ａ／ｄｍ^２、通電時間１分〜２０分の範囲にあればよい。

上記の態様において、電解金属メッキ層（５）を設けた後、更に、アニール処理することにより。メッキの固着性が更に改善される。アニール処理の条件としては加熱温度５０℃〜２５０℃、加熱時間が１０分〜２４時間程度であればよい。このような電解金属メッキ層（５）上にシース層（保護層）被覆する場合には、シース層（保護層）を押出被覆等の方法で被覆する工程を追加すればよい。

以上に述べた同軸ケーブルの製造方法に特徴的なことは、フッ素樹脂誘電体層（２）と無電解金属メッキ層（４）とが媒体的接着能を有する接着性樹脂膜（３）を介して三位一体的に結合されていること、及び無電解金属メッキ層（４）上に電解金属メッキ層（５）が堅固に付着していることである。こうすることにより、接着性樹脂膜（３）や無電解金属メッキ層（４）の膜厚を可及的に低減でき、併せて電解金属メッキ層（５）の膜厚も安定化し、高品質で耐久性に優れた極薄メッキ層が得られる。その結果、誘電体層（２）の誘電率が低下することがないので、高周波特性及びシールド特性に優れた極細同軸ケーブルが実現される。

なお、上記の説明では、単芯の同軸ケーブルにつき説明したが、このケーブルを２本並行に配置した２芯並行同軸ケーブルあるいは、このケーブルを複数本束にした多芯同軸ケーブルへ展開できることは言うまでもない。

以下、極細同軸ケーブル（ＡＷＧ４２）の製造を例にとって、本発明を具体的に説明する。

先ず、素線径０．０２５ｍｍの錫メッキ銅合金線を７本撚って得た、撚り外径が０．０７５ｍｍの錫メッキ銅合金線からなる内部導体（１）上に、誘電体層（２）としてＰＦＡを被覆厚さ５７．５μｍにて押出し被覆した。次に、誘電体層（２）上に、媒体的接着能を有する接着性樹脂液を誘電体層（２）上にスプレーコーティングして、膜厚が０．１μｍの接着性樹脂膜（３）を形成した。該接着性樹脂液としては、「ＡＱナイロン」（東レ株式会社製）を用い、このときの液温は２０℃とし、コーティング後の乾燥条件は乾燥温度５０℃、乾燥時間５分とした。

更に、上記の接着性樹脂膜（３）が形成されたケーブルを、無電解メッキ槽（槽温度３２℃）で５分間ディッピング処理してから乾燥・固化して、膜厚が０．１μｍの無電解金属メッキ層（４）を形成した。このとき、無電解メッキ液としては、還元剤を添加した硫酸銅水溶液に、予めアルカリ性にした酒石酸カリウムナトリウムム水溶液を加えて調製した。この際の銅イオン濃度は２ｇ／Ｌ、還元剤量２g／Ｌ、水酸化ナトリウム濃度２g／Ｌとし、水溶液のｐＨを１２．４とした。又、メッキ条件は液温３２℃、浸漬時間１０分とした。この無電解金属メッキ層（４）が形成されたケーブルに厚さ３μｍの電解金属メッキ層（５）を上乗せした。このときの電解液は、４％の硫酸銅液で、電流密度は１．５Ａ／ｄｍ^２ 、通電時間は１０分とした。

最後に、電解金属メッキを行ったケーブルにシース層としてＰＦＡを被覆厚さ３０μｍにて押出し被覆した。以上のようにして、外径が０．２５６ｍｍｍｍの極細同軸ケーブルが完成した。

この極細同軸ケーブルにつき、メッキの剥離試験を行なった所、十分な密着力を有していた。又、シールド特性試験器により、ＣＩＳＰＲ２２（吸収クランプ法）に従って、シールド特性を測定した所、十分なシールド特性が得られていることも確認された。

本発明の同軸ケーブルは、容易に細径化されながらも優れた高周波特性及びシールド特性を呈するので、情報通信機器、通信端末機器、計測機器のみならず、小型電子機器用にも有用である。

本発明に係る同軸ケーブルの一例を示す側面図である。

符号の説明

１ 内部導体
２ 誘電体層
３ 接着性樹脂膜
４ 無電解金属メッキ層
５ 電解金属メッキ層

Claims (7)

1. 内部導体を被覆するフッ素樹脂誘電体層の外周に電解金属メッキ層をシールド層として配した同軸ケーブルにおいて、該電解金属メッキ層が無電解金属メッキ層上に形成され、且つ、該無電解金属メッキ層と該誘電体層との間には両者に対して媒体的接着能を有する接着性樹脂膜が介在していることを特徴とする同軸ケーブル。
2. 該接着性樹脂膜がナイロン系接着剤またはポリアミドイミド接着剤の膜である請求項１に記載の同軸ケーブル。
3. 該接着性樹脂膜の膜厚が０．０１μｍ〜３μｍである請求項１又は２に記載の同軸ケーブル。
4. 該電解金属メッキ層の厚さが０．５μｍ〜３０μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の同軸ケーブル。
5. 以下のａ〜ｄの工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の同軸ケーブルの製造方法。
   ａ．内部導体上にフッ素樹脂からなる誘電体層を押出被覆する工程、
   ｂ．該誘電体層上に、媒体的接着能を有する接着性樹脂膜を形成する工程、
   ｃ．該媒体的接着能を有する接着性樹脂膜上に、無電解金属メッキ層を形成する工程
   及び、
   ｄ．該無電解金属メッキ層上に電解金属メッキ層を形成する工程。
6. 該電解金属メッキ層を設けた後、更に、アニール処理する請求項５に記載の同軸ケーブルの製造方法。
7. 該アニール処理が、加熱温度５０℃〜２５０℃で加熱時間が１０分〜２４時間である請求項６に記載の同軸ケーブルの製造方法。
   
   
   
   
   

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