JP4618536B2 - 平坦状ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、平坦状ケーブルに係わり、特に、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと称す）シート（テープ）あるいは延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＥＰＴＦＥと称す）シート（テープ）を絶縁体あるいはシースとして用いた平坦状ケーブルに関する。

従来、例えば、半導体製造装置のステッパーの可動部と固定部とを電気的に接続するには、フラットケーブルのような平坦状ケーブルが用いられており、この平坦状ケーブルは、低誘電率のような優れた電気的特性あるいは耐熱性、耐薬品性もしくはアウトガス対策などの観点からＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが絶縁体あるいはシースとして用いられている。このように絶縁体あるいはシースにＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが用いられる平坦状ケーブルは、多数の溝を有する溝付き圧縮ロールの各溝に導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路が供給され、これらの多数本の導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路が互いに平行に配列されると共に、これらの供給される導体あるいは伝送線路の両側からＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートも供給され、これらの導体あるいは伝送線路が、その両側からＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥのようなシート（絶縁層あるいはシース）で被覆、挟持され、その後、導体あるいは伝送線路の両側のＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが、高温シンターバス（焼成炉）等によって３２７度Ｃ以上の焼結温度で焼結されることにより結合して形成される（例えば、米国特許第３０８２２９２号（特許文献１）参照）。

このようにして形成される平坦状ケーブルは、ＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが高温シンターバスで焼結される際に種々の問題を生じていた。すなわち、焼結の際に、ＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが収縮を生じることにより、平坦状ケーブルの各導体間あるいは各伝送線路間の距離（ピッチ）を必要な正確さを持って維持することが困難であったり、あるいは焼結によりＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが硬くなって、平坦状ケーブルの屈曲自在性、可撓性、柔軟性あるいは滑り性が良好でなくなったりする問題がある。

また、ＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが焼結される際に、平坦状ケーブルは、シンターバスの高温の影響を受けるので、その導体（軟銅）が銀メッキあるいはニッケルメッキの場合はともかく、その導体（軟銅）がすずメッキされている場合には、導体（軟銅）が変色し、断線を生じ易くなり、ケーブルとして使用に耐えられない場合がある。

また、このようなＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートを絶縁体あるいはシースとして用いたフラットケーブルのような平坦状ケーブルにおいて、伝送線路として、多数本の同軸ケーブルあるいは多心ケーブルを並置して平坦状ケーブルを形成した場合には、ＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートを高温シンターバスで焼結すると、同軸ケーブルを用いた場合には、同軸ケーブルの中心導体がキンクすることがあり、その結果、耐電圧不良あるいは特性インピーダンス不良などの電気特性に問題を生じることがあると共に、断線も生じ易くなるという問題を起こすことがあった。

米国特許第３０８２２９２号参照

したがって、本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、フラットケーブルのような平坦状ケーブルの絶縁体あるいはシースとしてＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートを用いて形成しても優れた屈曲自在性、可撓性、あるいは柔軟性を有すると共に、良好な滑り性を有する平坦状ケーブルを提供することにある。
本発明の他の目的は、フラットケーブルのような平坦状ケーブルにおいて、伝送線路として、多数本の同軸ケーブルあるいは多心ケーブルを並置し、ＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートを、平坦状ケーブルのシースとして用いた場合でも、同軸ケーブルを用いた場合に同軸ケーブルの中心導体がキンクを生じることもなく、耐電圧不良あるいは特性インピーダンス不良などの電気特性不良を生じることもなく、さらに断線も生じ難い平坦状ケーブルを提供することにある。

上記目的は、本発明に係わる平坦状ケーブルによって達成される。すなわち、要約すれば、本発明は、並置された多数本の導体あるいは伝送線路を絶縁体あるいはシースによって被覆、挟持してなる平坦状ケーブルにおいて、該絶縁体あるいはシースは未焼結あるいは半焼結のポリテトラフルオロエチレンからなり、該絶縁体あるいはシースは全体的に未焼結あるいは半焼結の状態に維持され、さらに、該絶縁体あるいはシースは、前記導体あるいは伝送線路を介して接合するウェブ部分のみが、直接的に焼結されて結合していることを特徴とする平坦状ケーブルである。また、上述した伝送線路は、同軸ケーブルあるいは多心ケーブルであることを特徴とする平坦状ケーブルである。

本発明の平坦状ケーブルによれば、並置された多数本の導体あるいは伝送線路を絶縁体あるいはシースによって被覆、挟持してなる平坦状ケーブルにおいて、該絶縁体あるいはシースは未焼結あるいは半焼結のポリテトラフルオロエチレンからなり、該絶縁体あるいはシースは全体的に未焼結あるいは半焼結の状態に維持され、さらに、該絶縁体あるいはシースは、前記導体あるいは伝送線路を介して接合するウェブ部分のみが、直接的に焼結されて結合していることを特徴とする平坦状ケーブルとしたので、本発明の平坦状ケーブルは、これまでのように平坦状ケーブルの導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路を保持、固定するために平坦状ケーブル全体を高温シンターバスに浸漬してシース全体を焼結させることなく、導体あるいは伝送線路を所定位置に強固に保持、固定するのに必要なウェブ部分だけを焼結し、平坦状ケーブルの導体あるいは伝送線路を被覆、挟持する全体的なシースは、ＥＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを未焼結状態あるいは半焼結状態に維持したままであるので、焼結時のＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートの収縮を生じることもない。

さらに、上述したように、全体的なシースは、ＥＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを未焼結状態あるいは半焼結状態に維持したままであるので、焼結によってＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが硬くなることもなく、ＥＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥの未焼結状態あるいは半焼結状態の可撓性、柔軟性あるいは滑り性を損なわずに、平坦状ケーブルの屈曲自在性、可撓性、柔軟性あるいは滑り性を良好に維持できる。かくして、このように作製された本発明の平坦状ケーブルは、ＥＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥの未焼結状態あるいは半焼結状態の可撓性、柔軟性あるいは滑り性を損なわないので、従来の平坦状ケーブルの捻回性の脆弱性を克服して優れた捻回性を発揮するという効果も奏する。

また、伝送線路として同軸ケーブルが用いられた場合にも、同軸ケーブルの中心導体がキンクすることもなく、したがって、耐電圧不良あるいは特性インピーダンス不良などの電気特性に問題を生じることもなく、断線を生じ易くなるという問題を起こすこともない。さらに、本発明の平坦状ケーブルは、高温シンターバスを使用しないので、導体（軟銅）が銀めっきあるいはニッケルめっきの場合に限らず、導体（軟銅）が錫めっきされている場合でも、導体（軟銅）の変色あるいは断線を生じ易くなることなく、ケーブルとして使用することができるという効果を奏することができる。

以下、本発明による平坦状ケーブルを、好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明による平坦状ケーブルの好ましい実施の形態の概略部分断面図である。
図２は、本発明の平坦状ケーブルに用いられる伝送線路としての同軸ケーブルの断面図である。
図３は、本発明の平坦状ケーブルを作製する場合の説明図である。

図１を参照すると、本発明による平坦状ケーブル１０が示されており、この平坦状ケーブル１０は、並置あるいは互いに平行に配列された多数本の導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路１１（この実施の態様では７本であるが、この本数に限らない）を備えている。これらの多数本の導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路１１の両側（図１では上下方向）に、全体的なシースとして、未焼結あるいは半焼結のＰＴＦＥシートまたはＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂが、それぞれ配設されていると共に、これらの未焼結あるいは半焼結のシース１２ａおよび１２ｂが導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路１１を介して接合する部分、すなわちウェブ部分１３は、シース１２ａおよび１２ｂが焼結されて結合している。その結果、平坦状ケーブル１０の各導体あるいは各伝送線路１１は、シース１２ａおよび１２ｂによって被覆、挟持されると共に、シース１２ａおよび１２ｂが焼結されることにより形成されるウェブ部分１３によって、所定位置に強固に保持、固定されている。

なお、上記した場合で、伝送線路として、同軸ケーブルを用いる場合には、この伝送線路１１は、図２に示すように、銀めっき高抗張力銅合金などの導体からなる中心導体２１の周囲にＰＴＦＥあるいはテトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰと称す）のようなふっ素樹脂の誘電体２２が配設され、この誘電体２２の周囲に錫めっき錫入り銅合金からなる複数本の導体素線などを用いて編組構造あるいは横巻構造などに形成した外部導体２３が設けられ、この外部導体２３の周囲に、ＥＰＴＦＥ、ＰＴＦＥあるいはテトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰと称す）などのふっ素樹脂からなるジャケット２４が被覆されて形成される同軸ケーブルである。なお、伝送線路として、上記した同軸ケーブルの他に電線を撚ることにより、あるいは束ねることにより形成した多心ケーブルを用いることもできるのは勿論のことである。

上記したような平坦状ケーブル１０は、以下のように作製される。すなわち、図３に示すように、多数の溝３１を有する溝付き圧縮ロール３２と、この溝付き圧縮ロール３２に対向する位置に配置され、この溝付き圧縮ロール３２のそれぞれの溝３１に対応する位置に多数の溝３１を同様に有する溝付き圧縮ロール３３との間の各溝３１に、多数本の導体あるいは伝送線路１１（この実施の態様では７本）を供給して、これらの多数本の導体あるいは伝送線路１１を並置あるいは互いに平行に配列する。さらに、これらの導体あるいは伝送線路１１の両側（図３では上下方向）から未焼結のＰＴＦＥシートまたはＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂが、シースとして、それぞれ供給され、これらの導体あるいは伝送線路１１を、その両側からＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂで被覆、挟持する。

その際、これらの未焼結のシース１２ａおよび１２ｂが導体あるいは伝送線路１１を介して接合する部分、すなわちウェブ部分１３は、圧縮ロール３２と３３の溝のない部分によって圧縮されている。その後、導体あるいは伝送線路１１の両側の未焼結のＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂが圧縮されたウェブ部分１３は、このウェブ部分１３の位置に対応すると共に、ウェブ部分１３から上方に離間して配置される複数個の個別焼結機３４（この実施の態様では７個であるが、この個数に限らない）を有する焼結ユニット３５を通過させることによって、ここの部分のみが焼結され、全体的なＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂは未焼結状態あるいは半焼結状態に維持される。

ここで、ウェブ部分１３のみが、焼結ユニット３５を通過させることによって焼結されるのは、焼結ユニット３５内に配設される複数個のそれぞれの個別焼結機３４が、それぞれのウェブ部分１３の細い幅に対応するように細長の吹出口を有しており、この吹出口から図示しない熱源から約５００度Ｃの熱風をウェブ部分１３に吹きつけ、この部分を焼結するからである。なお、ウェブ部分１３が焼結ユニット３５を通過する速度を早める等、変化させることにより、この部分のＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂの焼結程度を変化させることもでき、ウェブ部分１３を実質的に間欠的に焼結することもできる。

このように形成される本発明の平坦状ケーブル１０は、これまでのように平坦状ケーブルの導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路を保持、固定するために平坦状ケーブル全体を高温シンターバスに浸漬してシース全体を焼結させることなく、導体あるいは同軸ケーブルのような伝送線路１１を所定位置に強固に保持、固定するのに必要なウェブ部分１３だけを焼結し、平坦状ケーブル１０の導体あるいは伝送線路１１を被覆、挟持する全体的なシース１２ａおよび１２ｂは、ＥＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを未焼結状態あるいは半焼結状態に維持したままであるので、焼結時のＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートの収縮を生じることもない。

さらに、上述したように、全体的なシース１２ａおよび１２ｂは、ＥＰＴＦＥあるいはＰＴＦＥを未焼結状態あるいは半焼結状態に維持したままであるので、焼結によってＰＴＦＥシートあるいはＥＰＴＦＥシートが硬くなることもなく、平坦状ケーブルの屈曲自在性、可撓性、柔軟性あるいは滑り性を良好に維持できる。また、伝送線路としての同軸ケーブルの中心導体がキンクすることもなく、したがって、耐電圧不良あるいは特性インピーダンス不良などの電気特性に問題を生じることもなく、断線を生じ易くなるという問題を起こすこともない。さらに、本発明の平坦状ケーブルは、高温シンターバスを使用しないので、導体（軟銅）が銀めっきあるいはニッケルめっきの場合に限らず、導体（軟銅）が錫めっきされている場合でも、導体（軟銅）の変色あるいは断線を生じ易くなることなく、伝送線路として使用することができる。

径が０．１２７ｍｍの銀めっき高抗張力銅合金を１９個撚りして形成した中心導体２１の周囲に、ＦＥＰを押出し成形などにより被覆して、厚さ０．２ｍｍの誘電体層２２を形成し外径０．９９７ｍｍとした。この誘電体層２２の周囲には、外部導体層２３として、径が０．０８ｍｍの錫めっき錫入り銅合金をシールド密度９０％で形成した横巻シールド層を設け、この外部導体層２３の周囲には、EPTFEテープを巻回して厚さ０．１５ｍｍのジャケット層２４を形成して、外径が３．１ｍｍの同軸ケーブル１１を伝送線路として作製した。

このようにして作製される同軸ケーブル１１を、７本、図３に示すように、溝付き圧縮ロール３２と３３との間の各溝３１に供給して、同軸ケーブル１１を並置あるいは互いに平行に配列した。さらに、これらの同軸ケーブル１１の両側（図３では上下方向）から厚さ０．１２ｍｍの未焼結のＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂを、シースとして、それぞれ供給し、これらの同軸ケーブル１１を、その両側からＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂで被覆、挟持した。

その後、同軸ケーブル１１の両側の未焼結のＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂが圧縮されたウェブ部分１３を個別焼結機３４を有する焼結ユニット３５を通過させることによって焼結すると共に、全体的なＥＰＴＦＥシート１２ａ、１２ｂは未焼結状態あるいは半焼結状態に維持して、幅２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの平坦状フラットケーブルを作製した。

このように作製された本発明の平坦状ケーブル１０は、その同軸ケーブル１１を所定位置に強固に保持、固定するのに必要なウェブ部分１３だけを焼結し、これまでのように平坦状ケーブル全体を高温シンターバスに浸漬してシース全体を焼結させることがないので、全体的なシース１２ａおよび１２ｂは、ＥＰＴＦＥを未焼結状態あるいは半焼結状態に維持したままであり、したがってＥＰＴＦＥシートの収縮を生じることもない。

また、全体的なシース１２ａおよび１２ｂは、ＥＰＴＦＥを未焼結状態あるいは半焼結状態に維持したままであるので、焼結によってＥＰＴＦＥシートが硬くなることもなく、平坦状ケーブル１０の屈曲自在性、可撓性、柔軟性あるいは滑り性を良好に維持できる。さらに、同軸ケーブルの中心導体がキンクすることもなく、したがって、耐電圧不良あるいは特性インピーダンス不良などの電気特性に問題を生じることもなく、断線を生じ易くなるという問題を起こすこともない上に、本発明では、導体（軟銅）が銀めっきあるいはニッケルめっきの場合に限らず、導体（軟銅）が錫めっきされている場合でも、導体（軟銅）の変色あるいは断線を生じ易くなることもない。

本発明による平坦状ケーブルの好ましい実施の形態の概略部分断面図である。 本発明の平坦状ケーブルに用いられる伝送線路としての同軸ケーブルの断面図である。 本発明の平坦状ケーブルを作製する場合の説明図である。

符号の説明

１０：平坦状ケーブル、 １１：同軸ケーブル、
１２ａ、１２ｂ：シース、 １３：ウェブ、
２１：中心導体、 ２２：誘電体、 ２３：外部導体、
２４：ジャケット。

Claims (2)

1. 並置された多数本の導体あるいは伝送線路を絶縁体あるいはシースによって被覆、挟持してなる平坦状ケーブルにおいて、該絶縁体あるいはシースは未焼結あるいは半焼結のポリテトラフルオロエチレンからなり、該絶縁体あるいはシースは全体的に未焼結あるいは半焼結の状態に維持され、さらに、該絶縁体あるいはシースは、前記導体あるいは伝送線路を介して接合するウェブ部分のみが、直接的に焼結されて結合していることを特徴とする平坦状ケーブル。
2. 前記伝送線路は、同軸ケーブルあるいは多心ケーブルであることを特徴とする請求項１に記載の平坦状ケーブル。

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