JP2021058021A - ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルの信頼性を向上する。【解決手段】ケーブル１は、導体線１０と、導体線１０を覆う絶縁層１１と、絶縁層１１を覆い、かつ、絶縁層１１に固着されたシールド層１２と、シールド層１２の一部の外周を覆うシース１３と、シース１３から露出したシールド層１２の少なくとも一部の外周を覆う半田層３０と、を備え、シース１３から露出したシールド層１２は、絶縁層１１の膨張に対して周方向の幅が増大するスリット２０が形成されたスリット形成領域を含む。【選択図】図７

Description

本発明は、ケーブルおよびその製造技術に関し、例えば、シールド層を備えるケーブルおよびその製造技術に適用して有効な技術に関する。

特許第６２４５４０２号公報（特許文献１）には、シールド層を備えるケーブルにおいて、シールド層をめっき層から形成する技術が記載されている。

特許第６２４５４０２号公報

例えば、同軸ケーブルは、信号線として機能する導体線と、この導体線の周囲を被覆する絶縁層と、この絶縁層を被覆するシールド層とを有している。

ここで、シールド層は、導体線を伝搬する信号がケーブルの外部からの電磁ノイズの悪影響を抑制する機能を有している。このシールド層は、導体線を伝搬する信号の伝送特性を向上するため、一般的に用いられている金属箔テープに替えて、めっき層から構成することが検討されている。この場合、めっき層は絶縁層と固着することになる。

ところが、めっき層から構成されるシールド層が絶縁層に固着していると、例えば、絶縁層に膨張が生じた場合、絶縁層の膨張にシールド層が追従できずに、シールド層がひび割れ等の損傷を受ける可能性があることを本発明者は新規に見出した。

したがって、シールド層を絶縁層に固着したケーブルにおいては、シールド層の損傷を抑制してケーブルの信頼性を向上することが望まれている。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態におけるケーブルは、導体線と、導体線の外周を覆う絶縁層と、絶縁層の外周を覆い、かつ、絶縁層に固着されたシールド層と、シールド層の一部の外周を覆うシースと、シースから露出したシールド層の少なくとも一部の外周を覆う半田層と、を備え、シースから露出したシールド層は、絶縁層の膨張に対して周方向の幅が増大するスリットが形成されたスリット形成領域を含む。

一実施の形態によれば、ケーブルの信頼性を向上できる。

ケーブルの構成例を示す図である。 ケーブルの端部の構成を説明する図である。 予備半田技術を使用して、ケーブルの導体線露出領域に露出している導体線の表面と、ケーブルのシールド層露出領域に露出しているシールド層の表面とに半田層が形成されている様子を模式的に示す図である。 予備半田技術を使用したケーブルの製造工程を示すフローチャートである。 ケーブルのシールド層露出領域の一断面で切断した断面図である。 絶縁層の体積が膨張する状態を誇張して模式的に示す図である。 実施の形態におけるケーブルの構成を示す図である。 ケーブルのシールド層露出領域の一断面で切断した断面図である。 絶縁層の体積が膨張する状態を誇張して模式的に示す図である。 シールド層にスリットを形成する工程の流れを示すフローチャートである。 単位面積当たりのパラジウム付着量とめっき被覆率との関係を示すグラフである。 変形例１におけるケーブルのシールド層露出領域の一断面で切断した断面図である。 変形例２におけるケーブルの構成を示す図である。 変形例３におけるケーブルの構成を示す図である。 変形例４における差動信号伝送用ケーブルの構成を示す図である。

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜ケーブルの構成＞
図１は、ケーブル１の構成例を示す図である。

図１において、ケーブル１は、信号が伝搬する信号線として機能する導体線１０と、導体線１０の周囲（外周）を覆う絶縁層１１と、絶縁層１１の周囲（外周）を覆うシールド層１２と、シールド層１２の一部の周囲（外周）を覆うシース１３とを有している。

導体線１０は、例えば、銅線、銅合金線、アルミニウム線やアルミニウム合金線から構成されている。一方、絶縁層１１は、例えば、ポリエチレン樹脂やフッ素樹脂などから構成されている。また、シールド層１２は、例えば、銅からなるめっき層から構成されている一方、シース１３は、絶縁樹脂から構成されている。なお、シース１３は、ジャケットとも呼ばれる。

シールド層１２は、金属箔テープから構成されることが多いが、近年では、導体線１０を伝搬する信号の伝送特性を向上する観点から、金属箔テープに替えて、めっき層からシールド層１２を構成することが検討されている。

以下では、まず、シールド層１２をめっき層から構成すると、導体線１０を伝搬する信号の伝送特性が向上する理由について説明する。

例えば、シールド層１２を金属箔テープから構成する場合、金属箔テープは、絶縁層１１と固着していないことから、金属箔テープに緩みが生じやすい。そして、金属箔テープに緩みが生じると、絶縁層１１とシールド層１２との間に空隙（空気層）が生じることがある。

この点に関し、絶縁層１１とシールド層１２との間に空隙が存在すると、空隙の誘電率が絶縁層の誘電率よりも小さいことに起因して、空隙を含む絶縁層の実質的な誘電率が低下することになる。このことは、ケーブル１の電気長が長くなることを意味する。すなわち、絶縁層１１とシールド層１２との間に空隙が存在すると、ケーブル１の実効的な電気長が長くなる結果、ケーブル１の長さを設計値通りに設計しても、導体線１０を伝搬する信号に位相ずれが生じることになる。このことは、導体線１０を伝搬する信号の伝送特性が低下することを意味する。したがって、ケーブル１の伝送特性を向上するためには、絶縁層１１とシールド層１２との間に空隙が形成されないように、シールド層１２を絶縁層１１に固着することが検討されている。具体的には、シールド層１２を金属箔テープから構成するのではなく、めっき層から形成することが検討されている。例えば、無電解めっき法を使用することにより、絶縁層１１の表面にめっき層を形成することができる。このとき、めっき層は、絶縁層１１に固着するように形成されることから、シールド層１２をめっき層から形成する構成によれば、絶縁層１１とシールド層１２との間に空隙が生じることを抑制できる。この結果、シールド層１２をめっき層から形成するケーブル１によれば、空隙に起因する信号の位相ずれを抑制できることから、ケーブル１における信号伝送特性を向上することができる。以上の理由から、金属箔テープに替えて、めっき層からシールド層１２を構成することにより、導体線１０を伝搬する信号の伝送特性を向上できることがわかる。

さらに、シールド層１２をめっき層から構成する場合、シールド層１２を金属箔テープから構成する場合に比べて、シールド層１２の膜厚を薄くできる。このことから、シールド層１２をめっき層から構成するケーブル１によれば、ケーブル１の細径化および軽量化を図ることができるという利点も得られる。

＜ケーブルの端部の構成＞
上述したケーブル１は、両端部において、導体線１０とシールド層１２のそれぞれがプリント基板やコネクタに接続される。このため、ケーブル１の端部は、導体線１０とシールド層１２のそれぞれがプリント基板やコネクタに接続できるように加工されている。

以下では、プリント基板やコネクタに接続できるように加工されたケーブル１の端部の構成について、図面を参照しながら説明する。

図２は、ケーブル１の端部の構成を説明する図である。

図２において、ケーブル１の端部には、例えば、ケーブル１をプリント基板やコネクタに接続するための接続領域１００が形成されている。この接続領域１００は、導体線１０が露出した導体線露出領域１０１と、シールド層１２が露出したシールド層露出領域１０２から構成されている。そして、ケーブル１は、導体線露出領域１０１とシールド層露出領域１０２のそれぞれをプリント基板やコネクタに接続することによって、プリント基板やコネクタと電気的に接続される。具体的に、ケーブル１は、導体線露出領域１０１とシールド層露出領域１０２のそれぞれをプリント基板やコネクタに半田接続することによって、プリント基板やコネクタと電気的に接続される。

＜めっき層からなるシールド層の半田接続の困難性＞
ところが、めっき層からなるシールド層をプリント基板やコネクタに半田接続する際には、電気的な接続に加えて、機械的な接続強度も確保する必要がある。すなわち、めっき層をプリント基板やコネクタに半田接続する際には、半田とめっき層との接続を確実に行なう必要がある。この点に関し、めっき層の表面には、めっき層の成膜に伴う微小な突起が形成されていることから、めっき層の表面は平坦ではない。この結果、めっき層と半田との確実な接続を実現するための半田処理技術の難易度が高くなる。具体的には、めっき層の表面に対して、長時間の高温加熱処理と高活性のフラックスの採用が要求される。したがって、めっき層からなるシールド層１２を使用するケーブル１では、シールド層１２をプリント基板やコネクタに半田接続する技術的困難性が高くなる。

＜予備半田技術の有用性＞
このようにプリント基板やコネクタに半田接続する難易度の高いケーブル１では、予めケーブル１の絶縁層１１、シールド層１２、およびシース１３から露出した導体線１０の少なくとも一部の外周（導体線露出領域１０１に露出している導体線１０の表面）と、ケーブル１のシース１３から露出したシールド層１２の少なくとも一部の外周（シールド層露出領域１０２に露出しているシールド層１２の表面）と、を覆うように薄く半田層を形成することが検討されている。本明細書では、この技術を予備半田技術と呼ぶことにする。

例えば、図３は、予備半田技術を使用して、ケーブル１の導体線露出領域１０１に露出している導体線１０の表面と、ケーブル１のシールド層露出領域１０２に露出しているシールド層１２の表面とに半田層３０が形成されている様子を模式的に示す図である。特に、図３においては、ドットを用いて描いた領域は、半田層３０が形成されていることを示している。

このような予備半田技術を使用すると、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際に、例えば、めっき層から構成されるシールド層１２自体と実装半田とが接続するのではなく、シールド層１２の表面に形成された半田層３０と実装半田とが接続することになる。このことから、予備半田技術を使用することにより、比較的短時間で、かつ、低温の半田接続が可能となる結果、半田接続工程での不具合の発生を低減できる利点が得られる。

特に、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際に不具合が発生すると、ケーブル１だけでなく、プリント基板やコネクタも不良品となってしまうため、製造コストに与える影響が大きい。この点に関し、予備半田技術を使用すると、半田接続工程での不具合の発生を低減できることから、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際に発生する不具合に起因して、プリント基板自体やコネクタ自体が不良品となってしまうことを防止できる。このことは、予備半田技術を使用することにより、プリント基板自体やコネクタ自体が不良品となってしまう割合を低減できることを意味し、これによって、予備半田技術は、製造コストの削減に寄与する点で有用な技術であることがわかる。

また、予備半田技術を使用することにより、半田接続作業が容易となるため、作業者が高度な技術を習得しなくても、半田接続作業を行なうことができるとともに、半田接続作業の機械化も容易になる。

さらには、予備半田技術を使用することにより、比較的短時間で、かつ、低温の半田接続が可能となる。このことから、低活性のフラックスを使用することができるようになるため、半田接続後のフラックス残渣の洗浄を不要とすることができる。

＜予備半田技術を使用したケーブルの製造方法＞
続いて、上述した予備半田技術を使用したケーブルの製造方法について説明する。

図４は、予備半田技術を使用したケーブルの製造工程を示すフローチャートである。

図４において、まず、例えば、銅線や銅合金線からなる導体線を準備する（Ｓ１０１）。そして、導体線に周囲を覆うように絶縁層を形成する（Ｓ１０２）。この絶縁層は、例えば、ポリエチレン樹脂から形成することができる。次に、例えば、無電解めっき法を使用することにより、絶縁層の表面を覆うようにめっき層を形成する（Ｓ１０３）。このめっき層は、シールド層となる。ここで、めっき層は、複数層から形成されていてもよい。例えば、無電解めっき法によって形成されためっき層の外周に、電界めっき法によってめっき層を形成してもよい。続いて、めっき層からなるシールド層を覆うようにシースを形成する（Ｓ１０４）。このシースは、絶縁樹脂から形成することができる。以上のようにして、ケーブルを製造することができる。

次に、以下の工程では、ケーブルの端部を加工する工程が実施される。具体的には、まず、例えば、機械的手段を使用することにより、めっき層が露出するシールド層露出領域と、導体線が露出する導体線露出領域とを含む接続領域をケーブルの端部に形成する（Ｓ１０５）。その後、接続領域において露出するめっき層の表面と導体線の表面にフラックスを塗布する（Ｓ１０６）。そして、溶融半田内にフラックスを塗布しためっき層の表面と導体線の表面とを浸漬する（Ｓ１０７）。これにより、例えば、図３に示すように、ケーブル１の接続領域１００において露出するシールド層１２（めっき層）の表面と導体線１０の表面にドットで示されている半田層３０が形成される。ここで、予備半田技術では、所定の半田合金が使用され、かつ、溶融半田の温度およびケーブル１の浸漬時間を制御することにより、半田層３０の膜厚が制御される。一方、ケーブル１の接続領域１００において露出する絶縁層１１の表面は、半田を弾くため、半田層３０は形成されない。これにより、溶融半田内にフラックスを塗布しためっき層の表面と導体線１０の表面とを浸漬しても、導体線１０とシールド層１２とがショートすることはない。以上のようにして、ケーブル１の端部から露出する導体線１０の表面とシールド層１２の表面とに半田層３０を形成したケーブル１を製造することができる。

＜改善の検討＞
上述した予備半田技術は、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際に、半田接続工程での不具合の発生を低減できる点で有用である。一方、シールド層を絶縁層に固着させる技術は、導体線を伝搬する信号の伝送特性を向上できる点で有用である。特に、シールド層を絶縁層に固着させる技術は、例えば、シールド層をめっき層から形成する技術として具現化されるが、このシールド層をめっき層から形成する技術を採用すると、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する技術的困難性が高くなることから、シールド層をめっき層から形成する技術を採用するにあたっては、予備半田技術は必要不可欠な技術である。すなわち、導体線を伝搬する信号の伝送特性を向上することと半田接続工程での不具合の発生を低減することとを両立する観点からは、シールド層をめっき層から形成する技術と予備半田技術とを組み合わせる必要がある。

この点に関し、本発明者が検討したところ、シールド層をめっき層から形成する技術と予備半田技術とを組み合わせると、ケーブル１の信頼性を向上する観点から改善の余地が顕在化することを本発明者は新たに見出したので、以下に、この点について説明する。

例えば、図５は、図３に示すケーブル１のシールド層露出領域１０２の一断面（ケーブル１の延在方向と直交する断面）で切断した断面図である。図５に示すように、ケーブル１のシールド層露出領域においては、導体線１０の周囲を覆うように絶縁層１１が形成され、かつ、この絶縁層１１の周囲を覆うようにめっき層からなるシールド層１２が形成されている。そして、このシールド層１２の表面に半田層を形成するために、予備半田技術が使用される。予備半田技術では、例えば、図４に示すように、フラックスの塗布工程を実施した後、溶融半田に浸漬する工程が実施される。すなわち、予備半田技術が使用されると、図５に示すめっき層からなるシールド層１２の表面は、溶融半田に浸漬される。この結果、シールド層１２の表面は、約３００℃という溶融半田の温度に曝される。さらには、シールド層１２だけでなく、シールド層１２で覆われている絶縁層１１にも約３００℃という高温が伝わる。このとき、絶縁層１１は、例えば、ポリエチレン樹脂から構成されているため、約３００℃という高温が絶縁層１１に加わると、絶縁層１１を構成するポリエチレンが体積膨張し、かつ、溶融状態となり、絶縁層１１の体積が数％以上も増大する。

図６は、絶縁層１１の体積が膨張する状態を誇張して模式的に示す図である。

図６に示すように、絶縁層１１の体積が増大しても、シールド層１２が絶縁層１１に固着していると、絶縁層１１の体積の増大に起因してシールド層１２に加わる引張応力を緩和することができず、シールド層１２は、ひび割れ等の損傷を受けてしまう。つまり、シールド層１２が絶縁層１１に固着していると、シールド層１２は、絶縁層１１の体積膨張に対する周方向の追従性（柔軟性）を持つことが困難となる結果、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷が生じるのである。特に、シールド層１２をめっき層から構成する場合、めっき層の膜厚は、約３μｍと非常に薄いことから、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷が生じやすくなる。このようなシールド層１２の損傷現象は、シールド層１２が絶縁層１１に固着しているからこそ生じやすくなる現象であり、例えば、シールド層１２を金属箔テープから構成する場合には顕在化しにくい現象である。

なぜなら、金属箔テープは、絶縁層１１に固着されておらず、例えば、絶縁層１１が体積膨張しても、金属箔テープは緩むことによって、絶縁層１１の体積膨張を吸収することができるからである。さらには、金属箔テープの膜厚は、約１０μｍであり、約３μｍのめっき層の膜厚に比べて厚いため、損傷に対する耐性が大きいと考えられるからである。

以上のことから、シールド層１２を絶縁層１１に固着させる技術と予備半田技術とを組み合わせると、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷が改善の余地として顕在化することがわかる。そして、シールド層１２が損傷を受けると、ケーブル１とプリント基板やコネクタとの機械的な接触が損なわれることなる。また、シールド層１２が損傷すると、電気的にもケーブル１のシールド層１２とプリント基板やコネクタとの間に断線や接続不良が発生するとともにケーブル１の伝送特性の低下も引き起こされることになる。したがって、導体線を伝搬する信号の伝送特性を向上することと半田接続工程での不具合の発生を低減することとを両立するためには、単に、シールド層１２を絶縁層１１に固着させる技術と予備半田技術とを組み合わせるだけでは不充分であり、さらなる工夫が必要とされる。

特に、シールド層１２を絶縁層１１に固着させる技術として、シールド層１２をめっき層から形成する技術を採用すると、めっき層の膜厚が非常に薄くて絶縁層１１の体積膨張に起因する損傷に対する耐性が弱まるという要因も加わって、シールド層１２の損傷がさらに顕在化しやすくなる。つまり、シールド層１２をめっき層から形成する技術では、シールド層１２に金属箔テープを使用する場合よりも、シールド層１２の膜厚を薄くできる結果、ケーブル１の細径化および軽量化を図ることができる点で有効である。一方で、シールド層１２の膜厚を薄くできるということは、絶縁層１１の体積膨張に起因する損傷に対する耐性が弱まるという要因を招くことにもなるのである。したがって、シールド層１２を絶縁層１１に固着させる技術として、シールド層１２をめっき層から形成する技術を採用するには、さらに、ケーブル１の細径化および軽量化を図ることができる利点を維持しながら、導体線を伝搬する信号の伝送特性を向上することと半田接続工程での不具合の発生を低減することとを両立する工夫が必要とされる。すなわち、シールド層１２を絶縁層１１に固着させる技術として、シールド層１２をめっき層から形成する技術を採用する場合には、シールド層１２の膜厚を薄くしながらも、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を効果的に抑制するための工夫が必要とされる。

そこで、本実施の形態では、上述した改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明することにする。

＜実施の形態におけるケーブルの構成＞
図７は、本実施の形態におけるケーブル１の構成を示す図である。

図７において、本実施の形態におけるケーブル１の端部には、例えば、ケーブル１をプリント基板やコネクタに接続するための接続領域１００が形成されている。この接続領域１００は、導体線１０が露出した導体線露出領域１０１と、シールド層１２が露出したシールド層露出領域１０２から構成されている。導体線露出領域１０１において露出している導体線１０の表面と、シールド層露出領域１０２において露出しているシールド層１２の表面には、半田層３０が形成されている。図７では、この半田層３０が形成されている領域がドットを用いて描いた領域として図示されている。

ここで、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２には、スリット２０が形成されている。このスリット２０は、例えば、ケーブル１の長手方向に延在する直線形状から構成されている。そして、このように構成されているスリット２０は、絶縁層１１の膨張に対して周方向の幅が増大する。すなわち、本実施の形態において、ケーブル１の端部に形成されているシース１３から露出したシールド層１２（シールド層露出領域１０２のシールド層１２）には、絶縁層１１の膨張に対して周方向の幅が増大するスリット２０が形成されたスリット形成領域が含まれている。

例えば、図７に示すように、シールド層１２のスリット形成領域には、複数のスリット２０が絶縁層１１の周方向に沿って等間隔に形成されている。具体的に、例えば、複数のスリット２０は、絶縁層１１の周方向に沿って、約０．５ｍｍ間隔で形成されている。そして、複数のスリット２０のそれぞれは、ケーブル１の長手方向に延在している。このように構成されているスリット２０の深さは、例えば、シールド層１２の膜厚以上であり、スリット２０の底部は絶縁層１１にまで達している。つまり、本実施の形態におけるケーブル１では、スリット２０によって、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２は、複数の部位に分割されていることになる。ただし、シールド層１２が複数の部位に分割されていても、めっき層から構成されているシールド層１２自体は、絶縁層１１に固着しているため、複数の部位のそれぞれも絶縁層１１に固着している。したがって、スリット２０によって分割された複数の部位のそれぞれは、絶縁層１１から剥離することはない。さらに、本実施の形態では、スリット２０の底部から絶縁層１１から露出しているため、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２は、絶縁層１１の周囲を囲む構成とはなっていない。このため、シールド層１２によるシールド効果が得られるか疑問となる。この点に関し、本実施の形態におけるケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際、シールド層露出領域１０２に形成されている複数の部位は、半田によって接続される。すなわち、スリット２０によって分割されたシールド層１２は、半田によって覆われている。このことから、本実施の形態におけるケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続した後においては、スリット２０によって分割されたシールド層１２は、半田によって絶縁層１１の周囲を囲む構成が実現される。この結果、シールド層露出領域１０２に存在するシールド層１２にスリット２０を形成しても、シールド層１２によるシールド効果を実現することができる。

＜実施の形態における特徴＞
続いて、本実施の形態における特徴点について説明する。

本実施の形態における特徴点は、例えば、図７に示すように、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２にスリット２０が形成されている点にある。特に、本実施の形態では、例えば、シールド層露出領域１０２において、シールド層１２に形成されているスリット２０は、ケーブル１の長手方向に延在する直線形状から構成され、かつ、スリット２０の膜厚がシールド層１２の膜厚以上である。言い換えれば、本実施の形態では、例えば、シールド層露出領域１０２において、シールド層１２に形成されているスリット２０は、ケーブル１の長手方向に延在する直線形状から構成され、かつ、スリット２０の底部から絶縁層１１が露出している。これにより、本実施の形態における特徴点によれば、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２が複数の部位に分割される結果、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を抑制できる。この結果、本実施の形態における特徴点によれば、ケーブル１の信頼性を向上できる。

以下に、このメカニズムについて、図面を参照しながら説明する。

図８は、図７に示すケーブル１のシールド層露出領域１０２の一断面（ケーブル１の長手方向と直交する断面）で切断した断面図である。図８に示すように、ケーブル１のシールド層露出領域においては、導体線１０の周囲を覆うように絶縁層１１が形成され、かつ、この絶縁層１１の表面にシールド層１２が形成されている。図８において、このシールド層１２は、スリット２０によって複数の部位２１に分割されている。ここで、図８において、スリット２０の幅を「Ｗ１」とする。また、図８において、複数の部位２１のそれぞれの周方向の長さを「Ｌ１」とする。すなわち、図８に示すように、シールド層１２を構成する複数の部位２１は、絶縁層１１の周方向に「Ｌ１」の長さをそれぞれ有するとともに、スリット２０の幅「Ｗ１」だけ離れて等間隔に形成されている。

この状態で、例えば、このシールド層１２の表面に半田層を形成するために、予備半田技術が使用される。予備半田技術では、ケーブル１の接続領域（導体線露出領域とシールド層露出領域）が溶融半田に浸漬される。この結果、シールド層１２の表面は、約３００℃という溶融半田の温度に曝されるとともに、絶縁層１１にも約３００℃という高温が伝わる。このとき、絶縁層１１は、例えば、ポリエチレン樹脂から構成されているため、約３００℃という高温が絶縁層１１に加わると、絶縁層１１を構成するポリエチレンが体積膨張し、かつ、溶融状態となり、絶縁層１１の体積が数％以上も増大する。

図９は、絶縁層１１の体積が膨張する状態を誇張して模式的に示す図である。

図９に示すように、本実施の形態における特徴点によれば、スリット２０によって、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２が複数の部位２１に分割されている。このことから、図９に示すように、絶縁層１１の体積の増大に起因する絶縁層１１の周方向の長さの増大は、スリット２０の幅が「Ｗ１」から「Ｗ２」に増大する分と、シールド層１２を構成する複数の部位２１のそれぞれの周方向の幅が「Ｌ１」から「Ｌ２」に増大する分とに分散される。このことは、本実施の形態における特徴点を有する構成によれば、スリット２０が形成されてなくて、絶縁層１１の体積の増大に起因する絶縁層１１の周方向の長さの増大がすべてシールド層１２の周方向の幅の変化に費やされる構成よりも、シールド層１２に加わる応力が小さくなることを意味する。すなわち、本実施の形態における特徴点を採用すると、スリット２０によって複数の部位２１に分割されたシールド層１２自体には、絶縁層１１の体積が増大しても、シールド層１２を損傷させるような応力が加わらないことになる。このように、本実施の形態における特徴点によれば、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２が複数の部位２１に分割される結果、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を効果的に抑制できる。

特に、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を効果的に抑制する観点からは、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２に対して、複数のスリット２０を等間隔で形成することが望ましい。以下に、この理由を説明する。

まず、シールド層１２にスリット２０を形成しない場合、絶縁層１１の体積の増大に起因する絶縁層１１の周方向の長さの増大がすべてシールド層１２の周方向の幅の変化に費やされる。この結果、例えば、シールド層１２の周方向の幅の変化が生じると、絶縁層１１の体積の増大に起因して、シールド層１２が損傷を受けやすくなる。

次に、シールド層１２に、周方向の幅が「Ｗ」である１つのスリット２０を形成する場合においては、絶縁層１１の体積の増大に起因する絶縁層１１の周方向の長さの増大が生じると、絶縁層１１の周方向の長さの増大は、スリット２０の周方向の幅の変化と、シールド層１２の周方向の幅の変化に分散される。したがって、スリット２０を形成することによって、シールド層１２の周方向の幅の変化は、スリット２０を形成しない構成に比べて小さくなる。このことは、スリット２０を形成することにより、絶縁層１１の体積の増大に起因するシールド層１２の周方向の幅の変化が小さくなることを意味する。したがって、スリット２０を形成すると、シールド層１２の損傷が抑制されることが理解される。

ここで、シールド層１２の周方向の幅の変化を小さくするためには、シールド層１２の周方向の長さ自体を小さくすればいい。この点に関し、シールド層１２の周方向の長さ自体を小さくするためには、周方向の幅が「Ｗ」のスリット２０を複数形成することが考えられるが、この場合、複数のスリット２０による占有面積が大きくなる。したがって、シールド層１２によるシールド効果を充分に発揮させる観点からは、必要以上にスリット２０を形成することは望ましいとは言えない。さらに、複数のスリット２０による占有面積が大きくなると、シールド層１２に半田層を付けにくくなることから、この観点からも、必要以上にスリット２０を形成することは望ましいとは言えない。

そこで、例えば、周方向の幅が「Ｗ／ｎ」のスリット２０をｎ個形成することを考えると、ｎ個のスリット２０を合わせた周方向の幅は、「Ｗ／ｎ×ｎ＝Ｗ」であり、周方向の幅が「Ｗ」のスリット２０を１つ形成した場合とスリット２０の占有面積は変化しない。したがって、周方向の幅が「Ｗ／ｎ」のスリット２０をｎ個形成する構成を採用しても、周方向の幅が「Ｗ」のスリット２０を１個形成する構成とほぼ同等のシールド効果が得られる。

一方、例えば、シールド層１２の周方向の長さを「Ｌ」とすると、ｎ個のスリット２０によって、シールド層１２は、ｎ個の部位２１に分割されることになる。ここで、シールド層１２は、ｎ個のスリット２０によって、ｎ個の部位２１に等分割することが望ましい。なぜなら、ｎ個の部位２１に等分割することにより、ｎ個の部位２１のそれぞれにおける周方向の幅の変化を同等にすることができるからである。そして、ｎ個のスリット２０によって、シールド層１２をｎ個の部位２１に等分割すると、ｎ個の部位２１のそれぞれの周方向の長さは、「Ｌ／ｎ」となる。この場合、例えば、絶縁層１１の体積の増大に起因する絶縁層１１の周方向の長さの増大が生じるとすると、ｎ個の部位２１のそれぞれの周方向の幅の変化は、シールド層１２全体の周方向の幅の変化の１／ｎとなる。したがって、シールド層１２を等分割する個数（ｎ個）を大きくすれば、ｎ個の部位２１のそれぞれの周方向の幅の変化を小さくできることがわかる。例えば、絶縁層１１の周方向において、０．５ｍｍ以下の間隔でスリット２０を形成することが望ましい。

以上のことから、シールド層１２におけるシールド効果を維持しながら、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を効果的に抑制するためには、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２に対して、複数のスリット２０を等間隔で形成することが望ましいことがわかる。ただし、シールド層１２を等分割する個数（ｎ個）を大きくしすぎると、ｎ個の部位２１のそれぞれの大きさが小さくなるとともに、ｎ個のスリット２０のそれぞれの周方向の幅も小さくなって製造することが困難となる。したがって、製造容易性も考慮して、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２に対して、複数のスリット２０を等間隔で形成することが望ましい。

本実施の形態では、例えば、図７に示すように、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２にスリット２０が形成されている一方、ケーブル１のシールド層露出領域１０２以外のその他の領域に形成されているシールド層１２には、スリット２０が形成されていない。

以下に、この理由について説明する。

例えば、シールド層露出領域１０２は、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際に使用される領域である。そして、予備半田技術を使用することにより、予めシールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２の表面には、半田層３０が形成される。このとき、ケーブル１のシールド層露出領域１０２は、溶融半田に浸漬されるため、シールド層１２に被覆されている絶縁層１１の体積膨張が生じる。そして、絶縁層１１の体積膨張によってシールド層１２が損傷を受けないように、シールド層１２にスリット２０が形成されている。したがって、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２には、スリット２０を形成する必要がある。

一方、ケーブル１のシールド層露出領域１０２以外のその他の領域に形成されているシールド層１２は、ケーブル１をプリント基板やコネクタに半田接続する際に使用される領域ではなく、予備半田技術によって、シールド層１２の表面に半田層３０が形成されることもない。つまり、ケーブル１のシールド層露出領域１０２以外のその他の領域に形成されているシールド層１２は、溶融半田に浸漬されることがないため、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷が顕在化しない。このことから、ケーブル１のシールド層露出領域１０２以外のその他の領域に形成されているシールド層１２には、スリット２０を形成する必要がないのである。言い換えれば、シース１３で被覆されているシールド層１２は、溶融半田に浸漬されることはないため、スリット２０を形成する必要がないのである。逆に、シース１３で覆われているシールド層１２にまでスリット２０を形成すると、シールド層１２によるシールド効果が低下し、ケーブル１の伝送特性が低下してしまう。

以上のことから、本実施の形態では、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷が顕在化する必要最小限の領域（シールド層露出領域１０２）に形成されているシールド層１２にだけスリット２０を形成している。ここで、シールド層露出領域１０２では、シールド層１２にスリット２０が形成されているため、シールド層１２によるシールド効果が低下することが懸念される。この点に関し、シールド層露出領域１０２は、プリント基板やコネクタと半田接続される領域であり、半田接続によって、シールド層露出領域１０２に形成されているスリット２０には、実装半田が埋め込まれる。したがって、半田接続によるスリット２０への実装半田の埋め込みによって、シールド層１２のシールド効果を確保することができる。したがって、シールド層露出領域１０２にスリット２０を形成しても、シールド層１２によるシールド効果を発揮することができる。

＜スリットの形成方法＞
次に、スリットの形成方法の一例について説明する。

本実施の形態におけるケーブルの製造工程には、ケーブルのシースから露出したシールド層のスリット形成領域に、絶縁層の膨張に対して周方向の幅が増大するスリットを形成する工程が含まれている。このスリットを形成する工程は、例えば、めっき法を使用してシールド層を形成する工程と、シールド層を覆うシースを形成する工程と、シールド層露出領域におけるシールド層の外周に形成されているシースを機械的に除去する工程とを有するケーブルの製造工程において、シースを機械的に除去する工程に組み込むことができる。

すなわち、本実施の形態では、シールド層露出領域に形成されているシースを機械的に除去する工程において、スリット形成領域にスリットを形成する。例えば、シースを機械的に除去する治具に対して、機械的にシールド層にスリットを形成する機能を付加する。そして、この治具を使用して、シールド層露出領域に形成されているシースを機械的に除去しながら、露出されるシールド層にスリットを形成する。このようにして、本実施の形態におけるスリットをシールド層露出領域に形成されているシールド層に形成できる。

なお、シールド層を露出させた後に、シールド層のスリット形成領域にスリットを形成してもよい。

続いて、スリットの形成方法の別の例について説明する。

スリットの形成方法の別の例においては、例えば、めっき法を使用してシールド層を形成する工程にスリットを形成する工程を組み込んでいる。

図１０は、シールド層にスリットを形成する工程の流れを示すフローチャートである。

図１０において、まず、絶縁層上に触媒活性元素を付着させる（Ｓ２０１）。触媒活性元素としては、例えば、パラジウムを挙げることができる。

次に、絶縁層上に付着した触媒活性元素の付着量を調整する（Ｓ２０２）。具体的には、スリット形成領域に対応する絶縁層の第１付着領域に付着させる触媒活性元素の第１付着量を、絶縁層のその他の領域に付着させる触媒活性元素の第２付着量よりも少なくする。このとき、第１付着量を第２付着量よりも少なくする手段としては、例えば、狭小ノズルを使用したドライアイスブラスト法、サンドブラスト法、ウェットブラスト法などを用いることができる。また、絶縁層を損傷させないニードルなどを触媒活性元素が付着した絶縁層の表面で摺動させることにより、第１付着量を第２付着量よりも少なくすることもできる。さらには、第１付着量を第２付着量よりも少なくする手段としては、例えば、レーザ照射法やコロナ放電暴露法などを使用することもできる。

続いて、無電解めっき法を使用することにより、触媒活性元素が付着した絶縁層の表面にめっき層を形成する（Ｓ２０３）。このめっき層は、シールド層となる。ここで、本実施の形態では、スリット形成領域に対応する絶縁層の第１付着領域に付着させる触媒活性元素の第１付着量を、絶縁層のその他の領域に付着させる触媒活性元素の第２付着量よりも少なくする工程が実施されているため、スリット形成領域にスリットを形成することができる。すなわち、スリット形成領域に対応する絶縁層の第１付着領域においては、触媒活性元素であるパラジウムの第１付着量が少ないことから、第１付着領域におけるめっき層の成長が抑制される。この結果、絶縁層の第１付着領域には、めっき層が形成されにくくなる一方、絶縁層のその他の領域には、めっき層が形成される。この結果、絶縁層の表面上には、スリットを有するめっき層が形成されることになる。このようにして、本実施の形態によれば、絶縁層上にめっき層からなるシールド層を形成しながら、シールド層にスリットを形成することができる。

図１１は、単位面積当たりのパラジウム付着量とめっき被覆率との関係を示すグラフである。図１１において、横軸は、単位面積当たりのパラジウム付着量（μｇ／ｃｍ^２）を示しており、縦軸は、めっき被覆率（％）を示している。また、図１１において、実線は、めっき被覆率が０％に至る単位面積当たりのパラジウム付着量（μｇ／ｃｍ^２）の変化の一例を示す曲線（２次曲線近似）であり、実線においては、めっき被覆率が０％になるパラジウム付着量は、０．１７（μｇ／ｃｍ^２）である。一方、点線は、実線に対する直線近似を示す直線であり、この直線においては、めっき被覆率が０％になるパラジウム付着量は、０．２３３（μｇ／ｃｍ^２）である。

図１１に示すように、単位面積当たりのパラジウム付着量を低減すると、めっき被覆率（％）が低くなることがわかる。したがって、めっき層にスリットを形成する場合、スリットを形成するスリット形成領域におけるパラジウム付着量を低減すれば、このスリット形成領域には、めっき層が形成されにくくなることがわかる。特に、めっき層にスリットを形成する場合、スリット形成領域におけるパラジウム付着量を０．２３３μｇ／ｃｍ^２以下に調整することにより、めっき層にスリットを形成しやすくなることがわかる。さらに言えば、めっき層にスリットを形成する場合、スリット形成領域におけるパラジウム付着量を０．１７μｇ／ｃｍ^２以下に調整することが望ましい。

＜変形例１＞
図１２は、実施の形態の変形例１におけるケーブル１ａのシールド層露出領域の一断面（ケーブル１の長手方向と直交する断面）で切断した断面図である。

図１２において、変形例１におけるケーブル１ａにおいても、シールド層露出領域に形成されているシールド層１２にスリット２０ａが形成されている。ただし、本変形例１において、スリット２０ａの底面は、シールド層１２の下層に位置する絶縁層１１にまでは達していない。この結果、図１２に示すように、本変形例１において、シールド層１２に形成されたスリット２０ａは、シールド層１２の膜厚が薄い薄膜部２２を構成することになる。すなわち、本変形例１において、シールド層１２は、スリット２０ａが形成されることによって膜厚が薄くなる薄膜部２２と、スリット２０ａが形成されていないために薄膜部よりも膜厚が厚くなる厚膜部２３とを有することになる。

ここで、めっき層の膜厚を薄くすると延性が大きくなることから、例えば、本変形例１のようにスリット２０ａを構成する場合も、薄膜部２２におけるめっき層の伸縮性が増大することにより、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を抑制できる。

＜変形例２＞
図１３は、実施の形態の変形例２におけるケーブル１ｂの構成を示す図である。

図１３に示すように、本変形例２におけるケーブル１ｂでも、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２にスリット２０ｂが形成されている。このとき、本変形例２におけるスリット２０ｂは、ケーブル１の延在方向（長手方向）に進行する螺旋形状を有するように構成されている。このように構成されているスリット２０ｂによっても、絶縁層１１の膨張に対して周方向の幅が増大することから、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を抑制できる。

＜変形例３＞
図１４は、実施の形態の変形例３におけるケーブル１ｃの構成を示す図である。

図１４に示すように、本変形例３におけるケーブル１ｃでも、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２にスリット２０ｃが形成されている。このとき、本変形例３におけるスリット２０ｃは、ケーブル１の延在方向（長手方向）に進行するメッシュ形状を有するように構成されている。このように構成されているスリット２０ｃによっても、絶縁層１１の膨張に対して周方向の幅が増大することから、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を抑制できる。

＜変形例４＞
実施の形態では、実施の形態における技術的思想を同軸ケーブルであるケーブル１に適用する例について説明したが、実施の形態における技術的思想は、これに限らず、例えば、差動信号伝送用ケーブルにも幅広く適用することができる。

図１５は、本変形例４における差動信号伝送用ケーブル２の構成を示す図である。

図１５において、本変形例４におけるケーブル２は、導体線１０ａおよび導体線１０ｂを有しており、この一対の導体線（導体線１０ａと導体線１０ｂ）に差動信号が伝送する。

図１５に示すように、本変形例４におけるケーブル２でも、シールド層露出領域１０２に形成されているシールド層１２にスリット２０ｄが形成されている。したがって、本変形例４においても、絶縁層１１の膨張に対してスリット２０ｄの周方向の幅が増大することから、絶縁層１１の体積膨張に起因するシールド層１２の損傷を抑制できる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ ケーブル
１ａ ケーブル
１ｂ ケーブル
１ｃ ケーブル
２ ケーブル
１０ 導体線
１１ 絶縁層
１２ シールド層
１３ シース
２０ スリット
２０ａ スリット
２０ｂ スリット
２０ｃ スリット
２０ｄ スリット
２１ 部位
２２ 薄膜部
２３ 厚膜部
３０ 半田層
１００ 接続領域
１０１ 導体線露出領域
１０２ シールド層露出領域

Claims (12)

1. 導体線と、
   前記導体線の外周を覆う絶縁層と、
   前記絶縁層の外周を覆い、かつ、前記絶縁層に固着されたシールド層と、
   前記シールド層の一部の外周を覆うシースと、
   前記シースから露出した前記シールド層の少なくとも一部の外周を覆う半田層と、
   を備える、ケーブルであって、
   前記シースから露出した前記シールド層は、前記絶縁層の膨張に対して周方向の幅が増大するスリットが形成されたスリット形成領域を含む、ケーブル。
2. 請求項１に記載のケーブルにおいて、
   前記シールド層の前記スリット形成領域には、複数の前記スリットが形成され、
   複数の前記スリットは、周方向において等間隔で形成されている、ケーブル。
3. 請求項１または２に記載のケーブルにおいて、
   前記スリットは、前記絶縁層に達する、ケーブル。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のケーブルにおいて、
   前記スリットは、前記ケーブルの延在方向に延在する、ケーブル。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のケーブルにおいて、
   前記スリットは、前記ケーブルの延在方向に進行する螺旋形状を有する、ケーブル。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のケーブルにおいて、
   前記シールド層は、めっき層から構成されている、ケーブル。
7. 導体線と、
   前記導体線の外周を覆う絶縁層と、
   前記絶縁層の外周を覆い、かつ、前記絶縁層に固着されたシールド層と、
   前記シールド層の一部の外周を覆うシースと、
   前記シースから露出した前記シールド層の少なくとも一部の外周を覆う半田層と、
   を備える、ケーブルの製造方法であって、
   前記ケーブルの製造方法は、
   （ａ）前記シースから露出した前記シールド層に、前記絶縁層の膨張に対して周方向の幅が増大するスリットを形成する工程、
   （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記シースから露出した前記シールド層に前記半田層を形成する工程、
   を有する、ケーブルの製造方法。
8. 請求項７に記載のケーブルの製造方法において、
   前記（ｂ）工程では、前記シースから露出した前記シールド層を溶融半田に浸漬する、ケーブルの製造方法。
9. 請求項７または８に記載のケーブルの製造方法において、
   前記（ａ）工程は、
   （ａ１）めっき法を使用して前記シールド層を形成する工程、
   （ａ２）前記シースを形成する工程、
   （ａ３）前記シールド層の外周に形成されている前記シースを機械的に除去する際、前記スリットを形成する工程、
   を含む、ケーブルの製造方法。
10. 請求項７または８に記載のケーブルの製造方法において、
    前記（ａ）工程は、
    （ａ１）前記絶縁層上に触媒活性元素を付着させる工程、
    （ａ２）前記（ａ１）工程の後、めっき法で前記シールド層を形成する工程、
    を含み、
    前記（ａ１）工程では、前記スリットが形成される領域に対応する前記絶縁層に付着させる触媒活性元素の第１付着量を、前記スリットが形成される領域以外に対応する前記絶縁層に付着させる触媒活性元素の第２付着量よりも少なくすることにより、前記（ａ２）工程では、前記シールド層に前記スリットが形成される、ケーブルの製造方法。
11. 請求項１０に記載のケーブルの製造方法において、
    前記触媒活性元素は、パラジウムであり、
    前記第１付着量は、０．２３３μｇ／ｃｍ^２以下である、ケーブルの製造方法。
12. 請求項１１に記載のケーブルの製造方法において、
    前記第１付着量は、０．１７μｇ／ｃｍ^２以下である、ケーブルの製造方法。

Images