JP2009245595A - Thin wire cable with shield, and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin wire cable with shield, and method of manufacturing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new thin wire cable with a shield which is excellent on flexibility and a shield property, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The thin wire cable with the shield has a lead wire 2 wherein a plurality of coated thin wires are twisted each other and a shield section wherein the coated thin wires are wound in a coil-shape, and the lead wire 2 is inserted into a coil-shaped shield section 3. Both the coated thin wire used as the lead wire and the coated thin wire used as the shield section have a diameter of ≤0.3 mm, for example, the same coated thin wires. The lead wire 2 is formed by twisting two coated thin wires 2a, 2b at a twisted shape, and the shield section 3 is formed by winding one coated thin wire in a coil shape. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、柔軟性に富む新規なシールド付き細線ケーブルに関するものであり、さらにはその製造方法に関する。   The present invention relates to a novel shielded thin wire cable which is rich in flexibility, and further relates to a manufacturing method thereof.

メカトロニクスの超小型化や、走査型プローブ顕微鏡(SPM)等のように動きを伴う精密駆動測定装置の発展に伴い、柔軟性に富み軽量な細線ケーブルへの要求がますます高くなっている。例えば前記走査型プローブ顕微鏡の場合、駆動部や探針に対するケーブル配線を柔軟性に富む細線で行う必要がある。   With the development of ultra-miniaturized mechatronics and precision-driven measuring devices that move, such as scanning probe microscopes (SPM), there is an increasing demand for flexible and lightweight thin wire cables. For example, in the case of the scanning probe microscope, it is necessary to perform cable wiring with respect to the drive unit and the probe with a thin wire having high flexibility.

その理由は、駆動部の動きを損なわないようにするためである。また、走査型プローブ顕微鏡に使用する場合には、ケーブルを伝搬してくる振動を低下させる必要があり、使用するケーブル配線には良好な柔軟性が要求される。   This is because the movement of the drive unit is not impaired. Further, when used in a scanning probe microscope, it is necessary to reduce the vibration propagating through the cable, and the cable wiring to be used is required to have good flexibility.

このような状況から、例えば外径1mm以下の細線を利用する等、細線化により軽量化、柔軟化を図り、前述の問題を回避することが検討されている。ただし、用途によっては静電シールドや電流容量等の要求もあり、必ずしも前記細線化だけでは対応しきれないのが実情である。例えば、前述の走査型プローブ顕微鏡では、微小な信号を扱うため、他の配線との混信を防ぐ必要があり、前記ケーブル配線にも静電シールドを設ける必要がある。また、流すことの可能な最大電流に関しても、できる限り大きいことが望まれる。さらに、走査型プローブ顕微鏡のケーブル配線の場合、高温、真空環境に耐えられる樹脂材料で被覆され絶縁されている必要もある。   Under such circumstances, for example, a thin wire having an outer diameter of 1 mm or less is used to reduce the weight and flexibility by thinning the wire to avoid the above-described problems. However, there are also demands for electrostatic shielding, current capacity, etc. depending on the application, and the actual situation is that it is not always possible to cope with the thinning alone. For example, since the scanning probe microscope described above handles minute signals, it is necessary to prevent interference with other wiring, and it is also necessary to provide an electrostatic shield for the cable wiring. It is also desirable that the maximum current that can be passed is as large as possible. Furthermore, in the case of cable wiring of a scanning probe microscope, it is also necessary to be covered and insulated with a resin material that can withstand a high temperature and vacuum environment.

静電シールドされたケーブル配線としては、いわゆる同軸ケーブルが一般的である。同軸ケーブルは、内部導線として銀メッキされた銅線の撚り線を用い、その表面をポリテトラフルオロエチレンで被覆し、さらに銀メッキ銅線の多数本をその表面に横巻きして静電シールドを設け、最外周を再度ポリテトラフルオロエチレンで被覆することにより構成されるものである。前記同軸ケーブルとして、外径0.61mm程度のものが、超極細同軸ケーブル及び超高真空で使用可能なケーブルとして市販されている。前記市販の超極細同軸ケーブルの試験電圧は300Vであり、許容電流は0.5A程度である。   A so-called coaxial cable is generally used as the electrostatic shielded cable wiring. The coaxial cable uses a silver-plated copper stranded wire as the internal conductor, and the surface is covered with polytetrafluoroethylene, and a large number of silver-plated copper wires are wound around the surface to provide an electrostatic shield. And the outermost periphery is again covered with polytetrafluoroethylene. As the coaxial cable, one having an outer diameter of about 0.61 mm is commercially available as an ultrafine coaxial cable and a cable usable in an ultrahigh vacuum. The test voltage of the commercially available ultrafine coaxial cable is 300V, and the allowable current is about 0.5A.

また、前記同軸ケーブルの欠点を解消することを目的に、種々のケーブル配線が提案されている(例えば、特許文献1や特許文献2等を参照)。   Various cable wirings have been proposed for the purpose of eliminating the drawbacks of the coaxial cable (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

例えば特許文献1に記載されるシールド電線では、高導電性樹脂より成形した長尺帯を螺旋状に巻回した状態に癖づけしているスパイラルチューブを設け、該スパイラルチューブを複数本の電線に巻き付け、該スパイラルチューブにより電線群を結束すると共にシールド性を付与するようにしている。特許文献1記載のシールド電線は、前記構成を採用することにより、アース接続を行う際にシースを取り除く必要がないこと、容易に屈曲させることができること、電線本数や外皮の色を容易に変更できること、後工程で部分的に所要区間だけシールド機能を持たせることが可能であること等の利点を有する。   For example, in the shielded electric wire described in Patent Document 1, a spiral tube is provided that is attached to a state in which a long band formed from a highly conductive resin is spirally wound, and the spiral tube is formed into a plurality of electric wires. Winding is used to bind the electric wire group by the spiral tube and to provide a shielding property. By adopting the above configuration, the shielded wire described in Patent Document 1 does not require removal of the sheath when performing ground connection, can be bent easily, and can easily change the number of wires and the color of the outer sheath. In addition, there is an advantage that it is possible to provide a shield function only in a required section in a later process.

特許文献2に記載される信号伝送ケーブルは、少なくとも一本の細長い導線と、該導線の周囲に設けられた誘電体層と、該誘電体層の周囲に設けられた導電性シールド層とを有する信号伝送ケーブルにおいて、シールド層の外側に該シールド層を一部露出するよう螺旋状に巻回された液浸透性ジャケットを設け、冷却液等の流体中で使用しても迅速に特性インピーダンス等の電気的特性が安定するようにしている。
特開2001−3577321号公報 特開平6−139835号公報
The signal transmission cable described in Patent Document 2 includes at least one elongated conductive wire, a dielectric layer provided around the conductive wire, and a conductive shield layer provided around the dielectric layer. In a signal transmission cable, a liquid-permeable jacket spirally wound so as to partially expose the shield layer is provided on the outside of the shield layer. The electrical characteristics are made stable.
JP 2001-3573321 A JP-A-6-139835

しかしながら、一般的な同軸ケーブルの場合、仮に線径を細くしたとしても、十分な柔軟性を得ることは難しい。また、柔軟性を付与することを目的にコイル状に折り曲げることも考えられるが、元の形状に戻ろうとする復元力が強く、形状を整えることが難しい。その原因としては、内部導体の周囲及び外周に2重にチューブ状に樹脂を塗布し絶縁していることが挙げられる。   However, in the case of a general coaxial cable, it is difficult to obtain sufficient flexibility even if the wire diameter is reduced. In addition, it is conceivable to bend into a coil shape for the purpose of imparting flexibility, but the restoring force to return to the original shape is strong, and it is difficult to adjust the shape. As the cause, it is mentioned that resin is applied in a tube shape around and around the inner conductor to insulate.

一方、特許文献1に記載されるシールド電線や特許文献2に記載される信号伝送ケーブルでは、帯状のシート(高導電性樹脂により形成した長尺帯やアルミ層でコーティングしたプラスチックテープ等)を電線(導線)の周囲に巻き付けることによりシールド機能を付与しており、同軸ケーブルに比べると折り曲げが容易であると考えられる。しかしながら、帯状シートをスパイラル状に巻き付けた場合、帯状シートがある程度の幅を持つことに起因して動きが制限されてしまい、精密超小型機器の動きを伴う部位へのシールド配線のように、動きを妨げないような十分な柔軟性を実現することは難しい。   On the other hand, in the shielded wire described in Patent Document 1 and the signal transmission cable described in Patent Document 2, a strip-shaped sheet (a long strip formed of a highly conductive resin, a plastic tape coated with an aluminum layer, etc.) It is considered that it is easy to bend as compared to a coaxial cable because it has a shielding function by being wound around the (conductor). However, when the belt-like sheet is wound in a spiral shape, the movement is limited due to the belt-like sheet having a certain width, and movement like a shield wiring to a part accompanied by movement of a precision micro device It is difficult to achieve sufficient flexibility so as not to interfere.

例えば特許文献2記載の信号伝送ケーブルでは、インピーダンスを均一にするために10%程度オーバーラップするようにシールド導体を巻回しているが、帯状のシールド導体を互いにオーバーラップするように巻回すると、動きが大きく制約され、要求される柔軟性を得ることは難しい。また、特許文献2記載の信号伝送ケーブルでは、シールド導体の他、帯状のジャケットも巻回されており、多重巻き状態になっていることから、かなり硬くなることが予想され、柔軟性の点で不利であると考えられる。さらに、特許文献2記載の信号伝送ケーブルでは、帯状のシールド導体やジャケットの重なり部分が多くなり、真空下での用途には不向きであるという問題もある。前記重なり部分から残存するガス(空気)を速やかに逃がすことが難しいからである。   For example, in the signal transmission cable described in Patent Document 2, the shield conductor is wound so as to overlap about 10% in order to make the impedance uniform, but when the band-shaped shield conductors are wound so as to overlap each other, The movement is greatly restricted and it is difficult to obtain the required flexibility. In addition, in the signal transmission cable described in Patent Document 2, a strip-shaped jacket is also wound in addition to the shield conductor, and since it is in a multi-winding state, it is expected to be considerably stiff, and in terms of flexibility It is considered disadvantageous. Furthermore, the signal transmission cable described in Patent Document 2 has a problem that the overlapping portion of the strip-shaped shield conductor and jacket increases, and is not suitable for use under vacuum. This is because it is difficult to quickly escape the remaining gas (air) from the overlapping portion.

特許文献2記載のシールド線では、重なり部分が少なく、真空下の用途における前記問題は低減されるが、例えば明細書中に、スパイラルチューブが樹脂製で剛性を有することから、電線群の配索経路に沿って直線状に延在する形状に保持できるとともに、所要位置で屈曲することもでき、所要形態に保持することができるとあるように(段落0023)、同軸ケーブルよりも柔軟性に劣るものと考えられる。また、特許文献2記載のシールド線では、シールドとして機能するスパイラルチューブが高導電性樹脂により形成されているため、絶縁のためには絶縁チューブを被せる必要があるが、絶縁チューブによる被覆はさらに柔軟性を損なう要因となる。   In the shielded wire described in Patent Document 2, there are few overlapping portions, and the above problem in applications under vacuum is reduced. For example, in the specification, since the spiral tube is made of resin and has rigidity, the wiring group is arranged. It can be held in a shape that extends linearly along the path, can be bent at a required position, and can be held in a required form (paragraph 0023), which is less flexible than a coaxial cable. It is considered a thing. In addition, in the shielded wire described in Patent Document 2, since the spiral tube that functions as a shield is formed of a highly conductive resin, it is necessary to cover the insulating tube for insulation, but the covering with the insulating tube is more flexible. It becomes a factor that impairs sex.

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、例えば精密超小型機器の動きを伴う部位へのシールド配線として十分な柔軟性を有し、且つ十分なシールド機能、許容電流値を有する全く新規なシールド付き細線ケーブルを提供することを目的とし、さらには、その製造方法、シールド付き細線ケーブルを用いた走査型プローブ顕微鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such a conventional situation. For example, the present invention has sufficient flexibility as a shield wiring to a part accompanying movement of a precision microminiature device, and has a sufficient shielding function and tolerance. An object of the present invention is to provide a completely new shielded thin wire cable having a current value, and further to provide a manufacturing method thereof and a scanning probe microscope using the shielded thin wire cable.

前述の目的を達成するために、本発明に係るシールド付き細線ケーブルは、複数本の被覆細線が撚り合わされたリード線と、被覆細線がコイル状に巻回されたシールド部とを有し、前記リード線が前記コイル状のシールド部内に挿通されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a shielded thin wire cable according to the present invention has a lead wire in which a plurality of coated thin wires are twisted together, and a shield portion in which the coated thin wires are wound in a coil shape, A lead wire is inserted into the coil-shaped shield portion.

また、本発明に係るシールド付き細線ケーブルの製造方法は、複数本の被覆細線を撚り合わせてリード線を形成するとともに、金属棒の周囲に1本の被覆細線を巻き付けてコイル状のシールド部を形成し、前記金属棒の末端に前記リード線の一端を固定し、前記金属棒をシールド部から引き抜くことで前記リード線をコイル状のシールド部内に挿通させることを特徴とする。さらに、本発明に係る走査型プローブ顕微鏡は、前述のシールド付き細線ケーブルが、駆動部、試料、探針のうちの少なくとも1種に対するケーブル配線として用いられていることを特徴とする。   The method for manufacturing a shielded thin wire cable according to the present invention includes forming a lead wire by twisting a plurality of coated thin wires, and winding a single coated thin wire around a metal rod to form a coiled shield portion. And forming one end of the lead wire at the end of the metal rod, and pulling out the metal rod from the shield portion to insert the lead wire into the coil-shaped shield portion. Furthermore, the scanning probe microscope according to the present invention is characterized in that the above-described shielded thin wire cable is used as a cable wiring for at least one of a drive unit, a sample, and a probe.

本発明のシールド付き細線ケーブルでは、コイル状に巻回された被覆細線が静電シールドとして働く。被覆細線がコイル状に巻回されたシールド部は、被覆細線の間が僅かに広がることによって自由に折れ曲がり、十分な柔軟性を発揮する。また、リード線が複数本の被覆細線を撚り合わせることによって構成されているので、許容電流も十分に確保される。さらに、導線と絶縁体の間に挟まれた閉じた空間が皆無であるので、真空にする際のガス溜まりもない。   In the shielded thin wire cable of the present invention, the coated thin wire wound in a coil shape works as an electrostatic shield. The shield portion in which the coated thin wire is wound in a coil shape is freely bent by spreading slightly between the coated thin wires, and exhibits sufficient flexibility. In addition, since the lead wire is formed by twisting a plurality of coated thin wires, an allowable current is sufficiently ensured. Furthermore, since there is no closed space sandwiched between the conductor and the insulator, there is no gas pool when evacuating.

本発明によれば、精密超小型機器の動きを伴う部位等へのシールド配線として十分な柔軟性を有し、且つ十分なシールド機能を有するシールド付き細線ケーブルを提供することが可能である。また、本発明のシールド付き細線ケーブルにおいては、許容電流についても任意に設定することができ、大電流に対応することが可能である。したがって、本発明のシールド付き細線ケーブルを利用することで、信頼性の高い走査型プローブ顕微鏡を提供することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the shielded thin wire | line cable which has sufficient flexibility as a shield wiring to the site | part etc. with a motion of a precision microminiature apparatus, and has a sufficient shield function. Moreover, in the shielded thin wire cable of the present invention, the allowable current can be arbitrarily set, and can cope with a large current. Therefore, it is possible to provide a scanning probe microscope with high reliability by using the shielded thin wire cable of the present invention.

以下、本発明を適用したシールド付き細線ケーブル及びその製造方法、さらには走査型プローブ顕微鏡について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a shielded thin wire cable to which the present invention is applied, a manufacturing method thereof, and a scanning probe microscope will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本発明のシールド付き細線ケーブル1は、例えば2本の被覆細線2a,2bを撚り合わせたリード線2と、1本の被覆細線をコイル状に巻回したシールド部3とを有するものであり、コイル状のシールド部3の中心部分にリード線2が挿通されて1本の細線ケーブルとして構成されている。   As shown in FIG. 1, a shielded thin wire cable 1 of the present invention includes, for example, a lead wire 2 obtained by twisting two coated thin wires 2a and 2b, and a shield portion 3 obtained by winding one coated thin wire in a coil shape. The lead wire 2 is inserted through the central portion of the coil-shaped shield portion 3 and is configured as one thin wire cable.

前記リード線2に用いられる被覆細線2a,2bや、シールド部3に用いられる被覆細線は、いずれも導線の周囲に絶縁被膜を形成した被覆細線であり、例えば銅線の周囲をポリイミドで被覆したポリイミド被覆銅線等が使用可能である。この場合、銅線は1本の銅線であってもよいし、微細な銅線を複数束ねたものであってもよい。ただし、シールド付き細線ケーブル1の細線化や、シールド部3におけるコイル状への癖付け等を考えると、1本の銅線タイプのものを用いることが好ましい。   The coated thin wires 2a and 2b used for the lead wire 2 and the coated thin wires used for the shield part 3 are all coated thin wires in which an insulating film is formed around the conducting wire. For example, the copper wire is covered with polyimide. A polyimide-coated copper wire or the like can be used. In this case, the copper wire may be a single copper wire or a bundle of a plurality of fine copper wires. However, in consideration of thinning of the shielded thin wire cable 1 and brazing of the shield portion 3 to the coil shape, it is preferable to use one copper wire type.

また、前記リード線2に用いられる被覆細線2a,2bや、シールド部3に用いられる被覆細線の太さ(外径)は任意であるが、例えば走査型プローブ顕微鏡等の精密超小型機器の動きを伴う部位へのシールド配線としてシールド付き細線ケーブル1を用いる場合には、各被覆細線の太さが極力細いことが望まれる。被覆細線の太さが太くなると、それに応じて柔軟性が低下するおそれがある。したがって、具体的には、記リード線2に用いられる被覆細線2a,2bや、シールド部3に用いられる被覆細線の外径を0.3mm以下とすることが好ましい。シールド部3に用いられる被覆細線の外径を0.3mm以下とすることで、シールド付き細線ケーブル1において、十分な柔軟性を実現することが可能である。
In addition, the thickness (outer diameter) of the coated thin wires 2a and 2b used for the lead wire 2 and the coated thin wire used for the shield part 3 is arbitrary. For example, the movement of a precision microminiature device such as a scanning probe microscope When the shielded thin wire cable 1 is used as a shield wiring to a portion accompanied by a wire, it is desirable that the thickness of each coated thin wire is as thin as possible. When the thickness of the coated thin wire is increased, the flexibility may be reduced accordingly. Therefore, specifically, it is preferable that the outer diameter of the coated thin wires 2a and 2b used for the lead wire 2 and the coated thin wires used for the shield part 3 is 0.3 mm or less. By setting the outer diameter of the coated thin wire used for the shield part 3 to 0.3 mm or less, it is possible to achieve sufficient flexibility in the shielded thin wire cable 1.

なお、シールド付き細線ケーブル1をある程度大型の装置等に用いる場合には、各被覆細線の外径がこれよりも大きくても構わない。また、リード線2に用いられる被覆細線2a,2bと、シールド部3に用いられる被覆細線とは、別の種類の被覆細線であってもよいが、同じ種類(同一)の被覆細線を用いることで、リード線2とシールド部3の柔軟性を互いに整合させることができるので、好ましい組み合わせと言える。   In addition, when using the shielded thin wire cable 1 for a somewhat large apparatus or the like, the outer diameter of each coated thin wire may be larger than this. Further, the coated thin wires 2a and 2b used for the lead wire 2 and the coated thin wires used for the shield part 3 may be different types of coated thin wires, but the same type (same) coated thin wires should be used. Thus, the flexibility of the lead wire 2 and the shield part 3 can be matched to each other, which is a preferable combination.

図2(a)は、シールド付き細線ケーブル1を構成するリード線2をシールド部3から取り出した状態を示すものであり、図2(b)は、リード線2を取り出した状態のシールド部3の形態を示すものである。図3は、本発明のシールド付き細線ケーブル1の構成を模式的に示すものであり、(a)はリード線2をシールド部3から取り出した状態を示すものであり、(b)はリード線2をシールド部3内に挿入した状態を示すものである。   2A shows a state in which the lead wire 2 constituting the shielded thin wire cable 1 is taken out from the shield portion 3, and FIG. 2B shows the shield portion 3 in a state in which the lead wire 2 is taken out. The form is shown. FIG. 3 schematically shows the configuration of the shielded thin wire cable 1 of the present invention, in which (a) shows a state in which the lead wire 2 is taken out from the shield portion 3, and (b) shows the lead wire. 2 shows a state in which 2 is inserted into the shield part 3.

図2(a)や図3(a)に示すように、リード線2は、複数本(ここでは2本)の被覆細線2a,2bを、いわゆるツイスト状に互いに撚り合わせることにより形成され、電流(信号)を供給する機能を有する。したがって、リード線2の許容電流は、撚り合わせる被覆細線の本数、各被覆細線の導線の太さ等によって決まり、例えばより大きな許容電流値が必要な場合には、3本以上の被覆細線を撚り合わせることも可能である。ただし、撚り合わせる被覆細線の数が多くなり過ぎるとリード線2の柔軟性が低下するおそれがあり、結果としてシールド付き細線ケーブル1の柔軟性が低下するおそれがあるので、あまり本数を増やすことは避けることが望ましい。   As shown in FIGS. 2A and 3A, the lead wire 2 is formed by twisting a plurality of (two in this case) coated thin wires 2a and 2b together in a so-called twist shape, (Signal) is supplied. Therefore, the allowable current of the lead wire 2 is determined by the number of coated fine wires to be twisted, the thickness of the conductive wire of each coated fine wire, etc. For example, when a larger allowable current value is required, three or more coated fine wires are twisted. It is also possible to match. However, if the number of coated fine wires to be twisted becomes too large, the flexibility of the lead wire 2 may be reduced, and as a result, the flexibility of the shielded fine wire cable 1 may be reduced. It is desirable to avoid it.

一方、シールド部3は、図2(b)や図3(a)に示すように、1本の被覆細線をコイル状に巻回することにより形成されている。被覆細線をコイル状に巻回することで、リード線2の周囲を覆う形でシールド部3を形成することが可能である。なお、シールド部3は、前記の通り1本の被覆細線を巻回することにより形成することが好ましいが、場合によっては、例えば複数本の被覆細線をコイル状に巻回してシールド部3とすることも可能である。   On the other hand, the shield part 3 is formed by winding one coated thin wire in a coil shape, as shown in FIG. 2 (b) and FIG. 3 (a). By winding the coated thin wire in a coil shape, it is possible to form the shield portion 3 so as to cover the periphery of the lead wire 2. The shield part 3 is preferably formed by winding one coated thin wire as described above, but depending on the case, for example, a plurality of coated thin wires are wound in a coil shape to form the shield part 3. It is also possible.

また、被覆細線をコイル状に巻回してシールド部3とする場合、隣接ターン間が接するように、すなわち巻回された被覆細線が互いに接するように、いわゆるソレノイド状に緻密に巻回することが好ましい。被覆細線を緻密に巻回することで、良好なシールド機能を得ることができる。   Further, when the coated thin wire is wound in a coil shape to form the shield part 3, it may be densely wound in a so-called solenoid shape so that adjacent turns are in contact with each other, that is, the wound coated thin wires are in contact with each other. preferable. A good shielding function can be obtained by densely winding the coated fine wire.

従来技術においては、前述のように、シールド機能を重視してシールドに帯状のシートを用いるのが一般的である。しかしながら、帯状のシートをリード線の周囲に巻回すると、帯状のシートによって動きが制約されてしまい、十分な柔軟性を得ることができない。これに対して、本発明のシールド付き細線ケーブル1では、前記の通り被覆細線を巻回することでシールド部を形成しているので、十分な柔軟性を確保することが可能である。例えば1本の被覆細線をコイル状に巻回したシールド部3においては、被覆細線自体が軟質で、バネ性をほとんど有していないので、曲げに対して戻ろうとする力がほとんど働かない。したがって、シールド部3を緻密に巻いたコイル形状とすること、及び細線のみにより構成することで、バネ性の低い(変形に対して元に戻る力が弱い)シールド付き細線ケーブル1を実現することができる。また、被覆細線を緻密に巻回してシールド部3を形成すれば、柔らかくてもシールド特性を劣化させないことが実験的に確かめられている。   In the prior art, as described above, it is common to use a belt-like sheet for the shield with an emphasis on the shielding function. However, when the belt-like sheet is wound around the lead wire, the movement is restricted by the belt-like sheet, and sufficient flexibility cannot be obtained. On the other hand, in the shielded thin wire cable 1 of the present invention, the shield portion is formed by winding the coated thin wire as described above, so that sufficient flexibility can be ensured. For example, in the shield part 3 in which one coated thin wire is wound in a coil shape, the coated thin wire itself is soft and has almost no spring property, so that a force to return to bending hardly acts. Therefore, the shielded thin wire cable 1 having a low spring property (a weak force to return to deformation) is realized by forming the shield portion 3 in a coiled shape with dense winding and only by a thin wire. Can do. Further, it has been experimentally confirmed that if the shield portion 3 is formed by densely winding the coated thin wire, the shield characteristic is not deteriorated even if it is soft.

前述の構成を有するシールド付き細線ケーブル1は、次のような工程を経ることにより、簡単に作製することが可能である。すなわち、シールド付き細線ケーブル1を作製するには、先ず、2本の被覆細線(例えばポリイミド被覆銅線)をツイスト状に撚り合わせてリード線2を準備する。   The shielded thin wire cable 1 having the above-described configuration can be easily manufactured through the following steps. That is, in order to produce the shielded thin wire cable 1, first, the lead wire 2 is prepared by twisting two coated thin wires (for example, polyimide-coated copper wires) in a twisted shape.

次に、1本の被覆細線を準備し、これを細い金属棒を利用して、その周囲に巻き付ける。被覆細線には、例えば先のリード線2に用いた被覆細線と同種のものを用いる。これにより、被覆細線がコイル状に巻回され、シールド部3が形成される。   Next, one coated thin wire is prepared, and this is wound around the periphery using a thin metal rod. As the coated thin wire, for example, the same type as the coated thin wire used for the lead wire 2 is used. Thereby, the covering thin wire is wound in a coil shape, and the shield part 3 is formed.

その後、準備したリード線2を被覆細線がコイル状に巻回されたシールド部3内に通す。リード線2をシールド部3内に通すには、前記金属棒を利用すればよい。例えば、金属棒の末端にリード線2の一端を固定し、金属棒をシールド部3から引き抜く。これにより、リード線2がシールド部3内に挿通される。   Thereafter, the prepared lead wire 2 is passed through the shield portion 3 in which the coated thin wire is wound in a coil shape. In order to pass the lead wire 2 through the shield part 3, the metal rod may be used. For example, one end of the lead wire 2 is fixed to the end of the metal bar, and the metal bar is pulled out from the shield part 3. Thereby, the lead wire 2 is inserted into the shield part 3.

以上のようにして作製されるシールド付き細線ケーブル1は、各種精密超小型機器の動きを伴う部位へのシールド配線として用いることができる。例えば、走査型プローブ顕微鏡において、駆動部や試料、探針等に接続されるシールド配線として用いることで、信頼性の高い走査型プローブ顕微鏡を実現することができる。本発明のシールド付き細線ケーブル1は、十分な柔軟性を有するため、駆動部の動きを損なうことがなく、ケーブルを伝搬してくる振動を吸収し低下させることができる。また、十分なシールド効果も得られ、微小な信号を扱う場合においても、他の配線との混信を防ぐことができる。さらに、各被覆細線は高温・真空環境に耐え得る樹脂で被覆されており、真空(減圧)環境下での使用にも十分に耐えうる。また、ガス溜まりが形成されることもないので、例えば超真空下での使用にも最適である。さらにまた、流せる最大電流も大きなものとすることができる。これらの作用効果は、走査型プローブ顕微鏡の信頼性を高める上で極めて有効である。   The shielded thin wire cable 1 manufactured as described above can be used as a shield wiring to a portion accompanied by movement of various precision microminiature devices. For example, in a scanning probe microscope, a scanning probe microscope with high reliability can be realized by using it as a shield wiring connected to a drive unit, a sample, a probe, or the like. Since the shielded thin wire cable 1 of the present invention has sufficient flexibility, it can absorb and reduce the vibration propagating through the cable without impairing the movement of the drive unit. Further, a sufficient shielding effect can be obtained, and interference with other wiring can be prevented even when a minute signal is handled. Furthermore, each coated thin wire is coated with a resin that can withstand a high temperature / vacuum environment, and can sufficiently withstand use in a vacuum (reduced pressure) environment. Further, since no gas reservoir is formed, it is optimal for use under ultra-vacuum, for example. Furthermore, the maximum current that can be passed can be increased. These effects are extremely effective in improving the reliability of the scanning probe microscope.

以下、本発明の具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described based on experimental results.

本実施例では、リード線やシールド部の被覆細線として、ポリイミド被覆銅線(膜厚20μmのポリイミドでコートされたもの)を用いた。このポリイミド被覆銅線の外径は、約0.16mmである。   In this example, a polyimide-coated copper wire (coated with a polyimide film having a thickness of 20 μm) was used as a thin wire for the lead wire or shield portion. The outer diameter of this polyimide-coated copper wire is about 0.16 mm.

前記被覆細線を用い、前述の作製手順に従って、シールド付き細線ケーブルを作製した。すなわち、2本の被覆細線をツイスト状に撚り合わせてリード線を形成し、これを被覆細線を金属棒の周囲に巻回して形成したコイル状のシールド部内に挿通することで、外周径が約0.6mmのシールド付き細線ケーブルを作製した。   Using the coated thin wire, a shielded thin wire cable was produced according to the production procedure described above. That is, two coated thin wires are twisted together to form a lead wire, and this is inserted into a coiled shield formed by winding the coated thin wire around a metal rod, so that the outer diameter is about A 0.6 mm shielded thin wire cable was produced.

作製されたシールド付き細線ケーブルにおいては、折り曲げるとコイル状のシールド部において被覆細線と同程度の隙間が線間に形成されたが、利用している被覆細線の外径が細いため、10Hz以上の周波数ノイズを遮断することができた。 In the produced shielded thin wire cable, when bent, a gap of the same degree as the coated thin wire was formed in the coiled shield portion, but the coated thin wire used had a thin outer diameter, and 10 6 Hz. The above frequency noise could be cut off.

また、コイル状のシールド部は、利用した被覆細線の間が僅かに広がることによって、自由に折り曲げることができた。その柔軟性は高く、シールド付き細線ケーブル全体を自由な形に折り曲げて癖を付けることもできた。本実施例の場合、シールド付き細線ケーブルの外周径0.6mmに対し、外径3mm程度の巻き癖を付与することができ、外径1.5mm程度にまで曲げることができた。   Moreover, the coil-shaped shield part was able to be bent freely because the space between the coated fine wires used was slightly expanded. The flexibility was high, and the entire shielded thin wire cable could be bent into a free shape and wrinkled. In the case of the present Example, the winding wrinkle with an outer diameter of about 3 mm could be provided with respect to the outer peripheral diameter of 0.6 mm of the shielded thin wire cable, and it was able to bend to the outer diameter of about 1.5 mm.

さらに、本実施例のシールド付き細線ケーブルは、テトラフルオロエチレンで被覆された同軸ケーブル等と異なり、銅線と絶縁体に挟まれた閉じた空間が皆無であるため、真空にする際のガス溜まりがなく、真空ケーブルとしても優れたものであった。また、許容電流値も高く、試験電圧で300V、1A以上の電流に耐えられた。   Furthermore, unlike the coaxial cable covered with tetrafluoroethylene, the shielded thin wire cable of the present embodiment has no closed space sandwiched between the copper wire and the insulator, so that the gas pool when the vacuum is applied It was also excellent as a vacuum cable. Moreover, the allowable current value was high, and the test voltage could withstand a current of 300 V and 1 A or more.

本発明を適用したシールド付き細線ケーブルの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the shielded thin wire cable to which the present invention is applied. (a)は本発明を適用したシールド付き細線ケーブルのリード線を取り出して示す概略斜視図であり、(b)はコイル状のシールド部の概略斜視図である。(A) is a schematic perspective view which takes out and shows the lead wire of the shielded thin wire | line cable to which this invention is applied, (b) is a schematic perspective view of a coil-shaped shield part. 本発明を適用したシールド付き細線ケーブルを模式的に示す図であり、(a)は分解状態、(b)は組み付け状態をそれぞれ示す。It is a figure which shows typically the shielded thin wire | line cable to which this invention is applied, (a) shows a decomposition | disassembly state and (b) shows an assembly | attachment state, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 シールド付き細線ケーブル、2 リード線、2a,2b 被覆細線、3 シールド部   1 Shielded fine wire cable, 2 Lead wire, 2a, 2b Coated fine wire, 3 Shield part

Claims (10)

複数本の被覆細線が撚り合わされたリード線と、被覆細線がコイル状に巻回されたシールド部とを有し、前記リード線が前記コイル状のシールド部内に挿通されていることを特徴とするシールド付き細線ケーブル。   It has a lead wire in which a plurality of coated thin wires are twisted together and a shield part in which the coated thin wire is wound in a coil shape, and the lead wire is inserted into the coiled shield portion. Shielded thin cable. 前記リード線及びシールド部に用いられる被覆細線は、いずれも銅線が可塑性をもった絶縁材料で被覆された被覆銅線であることを特徴とする請求項1記載のシールド付き細線ケーブル。   2. The shielded thin wire cable according to claim 1, wherein the coated thin wire used for the lead wire and the shield portion is a coated copper wire in which the copper wire is coated with an insulating material having plasticity. 前記絶縁材料がポリイミドであることを特徴とする請求項2記載のシールド付き細線ケーブル。   The shielded thin wire cable according to claim 2, wherein the insulating material is polyimide. 前記リード線及びシールド部に用いられる被覆細線は、いずれも外径が0.3mm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のシールド付き細線ケーブル。   4. The shielded thin wire cable according to claim 1, wherein an outer diameter of each of the coated thin wires used for the lead wire and the shield portion is 0.3 mm or less. 5. 前記リード線に用いられる被覆細線とシールド部に用いられる被覆細線は、同等の被覆細線であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のシールド付き細線ケーブル。   5. The shielded thin wire cable according to claim 1, wherein the coated thin wire used for the lead wire and the coated thin wire used for the shield portion are equivalent coated thin wires. 6. 前記リード線は、2本の被覆細線がツイスト状に撚り合わされて形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のシールド付き細線ケーブル。   The shielded thin wire cable according to any one of claims 1 to 5, wherein the lead wire is formed by twisting two coated thin wires into a twist shape. 前記シールド部は、1本の被覆細線がコイル状に巻回されて形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載のシールド付き細線ケーブル。   The shielded thin wire cable according to any one of claims 1 to 6, wherein the shield portion is formed by winding one coated thin wire in a coil shape. 減圧環境下で使用されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載のシールド付き細線ケーブル。   The shielded thin wire cable according to any one of claims 1 to 7, wherein the shielded thin wire cable is used in a reduced pressure environment. 複数本の被覆細線を撚り合わせてリード線を形成するとともに、金属棒の周囲に1本の被覆細線を巻き付けてコイル状のシールド部を形成し、
前記金属棒の末端に前記リード線の一端を固定し、前記金属棒をシールド部から引き抜くことで前記リード線をコイル状のシールド部内に挿通させることを特徴とするシールド付き細線ケーブルの製造方法。
A plurality of coated thin wires are twisted together to form a lead wire, and a coiled shield portion is formed by winding one coated thin wire around the metal rod,
A method of manufacturing a shielded thin wire cable, wherein one end of the lead wire is fixed to an end of the metal rod, and the lead wire is inserted into a coiled shield portion by pulling the metal rod out of the shield portion.
請求項1から8のいずれか1項に記載されたシールド付き細線ケーブルが、駆動部、試料、探針のうちの少なくとも1種に対するケーブル配線として用いられていることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。   A scanning probe microscope characterized in that the shielded thin wire cable according to any one of claims 1 to 8 is used as a cable wiring for at least one of a drive unit, a sample, and a probe. .
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