KR101147392B1 - 마이크로 동축 선재와 이를 갖는 케이블 및 마이크로 동축 선재의 제조방법 - Google Patents

마이크로 동축 선재와 이를 갖는 케이블 및 마이크로 동축 선재의 제조방법 Download PDF

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본 발명에 의한 마이크로 동축 선재는, 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재, 중심 선재의 외주면에 코팅되어 중심 선재의 외주면을 감싸는 절연막, 절연막의 외주면에 코팅되어 절연막의 외주면을 감싸는 금속 차폐막 및 금속 차폐막의 둘레를 피복하는 자켓을 포함한다. 본 발명에 의한 마이크로 동축 선재는 중심 선재를 절연시키기 위한 절연막이 코팅 방법으로 중심 선재의 외주면에 코팅되고, 금속 차폐막이 절연막의 외주면에 도금 방법으로 코팅되므로, 종래의 동축 선재에 비해 직경을 현저히 줄일 수 있다.

Description

마이크로 동축 선재와 이를 갖는 케이블 및 마이크로 동축 선재의 제조방법{MICRO COAXIAL WIRE MEMBER, CABLE HAVING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING THE MICRO COAXIAL WIRE MEMBER}
본 발명은 마이크로 동축 선재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직경을 줄이고 외부 교란신호에 대한 신호 차폐 성능을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 마이크로 동축 선재와 이를 갖는 케이블 및 마이크로 동축 선재의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 휴대용 멀티미디어 기기, 의료기기 등 각종 전자장치의 소형화가 이루어지면서 이들을 구동시키기 위한 다양한 동축 선재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전자장치를 슬림화 및 소형화하기 위해서는 각 부품을 연결하는 케이블의 직경을 줄일 필요가 있다.
동축 선재의 일예로 동축 프로브(Coaxial probe)가 있다. 동축 프로브는 시험장치, 분석기 등 정밀한 전기, 전자적인 정보의 검사가 요구되는 검사 대상물에 접촉하여 검사 대상물의 전기적인 정보를 전달하는 용도로 사용된다.
동축 프로브는 내부 도전체(Wire conductor), 내부 도전체를 감싸는 플라스틱 절연체, 전기적 및 자기적 필드를 튜브 안으로 제한하는 긴 원통모양의 금속 도체(Shield)를 포함한다. 동축 프로브의 단면을 보면 금속 도체와 내부 도전체가 동심원을 이루고, 이러한 동심원 구조에 의해 일반 전선에 비해 월등하게 전기적인 간섭을 덜 받게 된다.
일반적으로, 동축 프로브는 절연체로 둘러싸인 내부 도전체를 속이 비어 있는 중공형의 금속 도체에 삽입하고, 내부 도전체와 금속 도체를 고정하여 제조한다.
동축 선재의 다른 예로 동축 케이블이 있다. 동축 케이블은 내부 도전체, 내부 도전체를 둘러싸며 외부 도전체의 기능을 하는 금속 피복(Sheath) 및 내부 도전체와 금속 피복을 전기적으로 절연시키기 위한 절연체를 포함한다. 금속 피복은 보호용 재킷(Jacket)으로 피복된다.
잘 알려진 동축 케이블에 있어서, 거품 절연체(Foam dielectric)가 내부 도전체를 둘러싸 내부 도전체와 금속 피복 사이의 공간을 채운다. 그리고 금속 피복은 금속 선재를 꼬아서 제작하는 것이 일반적이다.
그런데 종래 동축 프로브에 있어서, 중공형의 금속 도체에 절연체로 둘러싸인 내부 도전체를 삽입하는 경우 동축 프로브의 직경을 줄이는데 한계가 있고, 동축 프로브의 길이가 제한되는 문제가 있다.
또한, 종래 동축 케이블에 있어서, 금속 선재를 꼬아서 금속 피복을 제작하는 경우 금속 선재를 꼬는 작업에 문제가 발생하기 쉽고, 최종적으로 직경이 작은 동축 케이블의 제작이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 종래 동축 선재에 비해 직경을 줄이고 외부 교란신호에 대한 신호 차폐 성능을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 마이크로 동축 선재와 이를 갖는 케이블 및 마이크로 동축 선재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재는, 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재, 상기 중심 선재의 외주면에 코팅되어 상기 중심 선재의 외주면을 감싸는 절연막, 상기 절연막의 외주면에 코팅되어 상기 절연막의 외주면을 감싸는 금속 차폐막 및 상기 금속 차폐막의 둘레를 피복하는 자켓을 포함한다.
상기 절연막은 패럴린 코팅(Paralene coating), 전착 코팅(Electro-deposition coating), 딥 코팅(Dip coating) 중에서 선택된 코팅 방법으로 상기 중심 선재의 외주면에 코팅될 수 있다.
상기 금속 차폐막은 상기 절연막의 외주면에 도금 방법으로 코팅될 수 있다.
상기 중심 선재와 상기 자켓의 사이에는 상기 절연막과 상기 금속 차폐막이 번갈아 복수층으로 배치될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 케이블은, 복수의 마이크로 동축 선재가 다발로 묶이고, 상기 마이크로 동축 선재 다발의 둘레가 외부 자켓으로 피복된다. 상기 마이크로 동축 선재는, 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재, 상기 중심 선재의 외주면에 코팅되어 상기 중심 선재의 외주면을 감싸는 절연막, 상기 절연막의 외주면에 코팅되어 상기 절연막의 외주면을 감싸는 금속 차폐막 및 상기 금속 차폐막의 둘레를 피복하는 자켓을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재의 제조방법은, (a) 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재를 준비하는 단계, (b) 상기 중심 선재의 외주면에 절연막을 코팅하여 상기 중심 선재의 외주면을 상기 절연막으로 감싸는 단계, (c) 상기 절연막의 외주면에 금속 차폐막을 코팅하여 상기 절연막의 외주면을 상기 금속 차폐막으로 감싸는 단계 및 (d) 상기 금속 차폐막의 둘레를 절연성 소재로 이루어지는 자켓으로 피복하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는 상기 절연막을 패럴린 코팅, 전착 코팅, 딥 코팅 중에서 선택된 코팅 방법으로 상기 중심 선재의 외주면에 코팅할 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 금속 차폐막은 도금 방법으로 상기 절연막의 외주면에 코팅할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재의 제조방법은 상기 (c) 단계 이후에 상기 중심 선재의 끝단을 그라인딩 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 마이크로 동축 선재는 중심 선재를 절연시키기 위한 절연막이 코팅 방법으로 중심 선재의 외주면에 코팅되고, 금속 차폐막이 절연막의 외주면에 도금 방법으로 코팅되므로, 예컨대 0.1mm 이하의 작은 직경으로 제조할 수 있다. 따라서, 초소형 검사 대상물에 접촉하여 검사 대상물의 전기적인 정보를 전달하는 용도나, 초소형 전자장치나 정밀 전자장치의 전기신호 전달용으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 마이크로 동축 선재는 금속 도금 방법을 통해 절연막의 외주면에 금속 차폐막이 고르게 코팅되므로, 종래에 비해 외부 교란신호에 대한 신호 차폐 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 마이크로 동축 선재는 금속 차폐막의 도금 두께를 조절함으로써 동축 선재의 강성을 다양하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 마이크로 동축 선재를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 마이크로 동축 선재를 제조하는 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 마이크로 동축 선재를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 케이블을 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재와 이를 갖는 케이블 및 마이크로 동축 선재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재(10)는 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재(11), 중심 선재(11)의 외주면을 감싸는 절연막(12), 절연막(12)의 외주면을 감싸는 금속 차폐막(13), 금속 차폐막(13)의 둘레를 피복하는 자켓(14)을 포함한다.
중심 선재(11)는 전기 신호를 전달할 수 있도록 도전체로 이루어진다. 중심 선재(11)로는 Tungsten, Rhenium tungsten, Paliney7 또는 이밖에 다양한 금속 소재가 이용될 수 있다. 중심 선재(11)는 별다른 가공을 거치지 않고 생산된 와이어 형태 그대로 이용될 수 있다.
절연막(12)은 중심 선재(11)의 외주면을 덮어 중심 선재(11)와 금속 차폐막(13) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 절연막(12)으로는 전기 절연성을 갖는 다양한 물질이 이용될 수 있다. 절연막(12)은 패럴린 코팅(Paralene coating), 전착 코팅(Electro-deposition coating), 딥 코팅(Dip coating) 등의 코팅 방법으로 중심 선재(11)의 외주면에 코팅된다. 이러한 코팅 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
금속 차폐막(13)은 중심 선재(11) 및 절연막(12)의 둘레를 감싸서 외부 교란신호를 차폐하는 역할을 한다. 금속 차폐막(13)으로는 Nickel 또는 그밖에 다양한 금속이 이용될 수 있다. 금속 차폐막(13)은 도금 방법으로 절연막(12)의 외주면에 코팅된다. 금속 차폐막(13)의 외주면에는 자켓(14)이 피복된다. 자켓(14)으로는 합성수지 등 다양한 절연 물질이 이용될 수 있다.
이러한 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로 동축 선재(10)는 중심 선재(11)를 절연시키기 위해 중심 선재(11)의 외주면에 절연막(12)이 코팅 방법으로 얇게 코팅되고, 외부 교란신호를 차폐하기 위해 절연막(12)의 외주면에 금속 차폐막(13)이 도금 방법으로 얇게 코팅되므로, 종래의 동축 프로브나 동축 케이블에 비해 직경을 현저히 줄일 수 있다. 따라서, 초소형 검사 대상물에 접촉하여 검사 대상물의 전기적인 정보를 전달하는 용도나, 초소형 전자장치나 정밀 전자장치의 전기신호 전달용으로 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 마이크로 동축 선재(15)를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 마이크로 동축 선재(15)는 중심 선재(11)의 끝단에 뾰족하게 가공된 팁(16)이 마련된 것으로, 검사 대상물에 접촉하여 검사 대상물의 전기적인 정보를 전달하는 동축 프로브로 이용될 수 있다. 중심 선재(11) 이외에 절연막(12), 금속 차폐막(13), 자켓(14)의 구성은 도 1에 도시된 마이크로 동축 선재(10)와 같다.
이러한 마이크로 동축 선재(15)를 제조하는 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도전체로 이루어진 중심 선재(11)를 준비하고(S10), 중심 선재(11)의 외주면에 절연막(12)을 코팅한다(S20). 절연막(12)의 코팅 방법으로는 상술한 패럴린 코팅, 전착 코팅, 딥 코팅이 이용될 수 있다.
패럴린 코팅은 상온의 진공 상태에서 피코팅재 표면을 가스상의 형태로 증착시키는 등각 중합체 코팅을 말한다. 패럴린 코팅은 원자재인 다이머(Dimer)가 증발기(Vaporizer)에 분말 형태로 장입되어 약 100 ~ 150℃에서 가스상으로 승화되는 원료기화 단계, 기체로 변환된 다이머가 약 650 ~ 690℃로 가열되어 모노머(Monomer)로 쪼개지는 분해 단계, 모노머가 피코팅재 표면에 긴 체인 형태의 중합체로 재구성되어 코팅되는 증착 단계를 거치게 된다.
전착 코팅은 환경친화적인 수용성 도료를 침적 도장 공정을 통해 피코팅재에 코팅하는 것으로, 부식, 마모, 자외선에 대한 우수한 저항성을 갖는 장점이 있다. 이러한 전착 코팅은 전기영동에 의해 코팅이 이루어지기 때문에 구석진 부분, 모서리를 갖는 3차원 구조물의 코팅에 적합하다.
딥 코팅은 피코팅재를 코팅 용액 또는 슬러리에 담그어 피코팅재 표면에 전구체(Precursor)층을 형성한 후 적당한 온도로 소성하여 도막을 얻는 코팅 방법이다.
이러한 패럴린 코팅, 전착 코팅, 딥 코팅 방법을 이용하면 중심 선재(11)의 외주면에 절연막(12)을 얇게 코팅할 수 있어 종래의 거품 절연체를 이용하는 동축 케이블에 비해 동축 선재(15)의 두께를 현저하게 줄일 수 있다.
중심 선재(11)의 외주면에 절연막(12)을 코팅한 후, 절연막(12)의 외주면에 금속 차폐막(13)을 코팅한다(S30). 금속 차폐막(13)의 코팅에는 금속 도금 방법이 이용될 수 있다. 금속 도금 방법을 이용하면 금속 차폐막(13)을 절연막(12)의 외주면에 얇게 코팅할 수 있어서 동축 선재(15)의 직경을 금속 선재를 꼬아서 금속 피복을 만드는 종래의 동축 케이블에 비해 현저히 줄일 수 있다. 또한, 금속 도금 방법을 이용하면 절연막(12)의 외주면에 금속 차폐막(13)을 고르게 코팅할 수 있어서 종래 동축 케이블에 비해 외부 교란신호에 대한 신호 차폐 성능을 향상시킬 수 있다.
절연막(12)의 외주면에 금속 차폐막(13)을 코팅한 후, 중심 선재(11)의 끝단을 그라인딩하여 팁(16)을 형성하거나 다른 기기의 접점에 원활하게 연결될 수 있도록 가공하고(S40), 마지막으로 금속 차폐막(13)의 외주면을 자켓(14)으로 피복한다(S50).
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 마이크로 동축 선재(20)를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 마이크로 동축 선재(20)는 중심 선재(11)와 자켓(14)의 사이에 절연막(12)과 금속 차폐막(13)을 복수층으로 적층한 것이다. 복수의 절연막(12)과 복수의 금속 차폐막(13)은 중심 선재(11)의 외주면에 번갈아 배치된다. 즉, 절연막(12) 위에 금속 차폐막(13)이 적층되고, 그 금속 차폐막(13) 위에 다른 절연막(12)이 적층되며, 다른 절연막(12) 위에 다른 금속 차폐막(13)이 적층된다.
이렇게 중심 선재(11)와 자켓(14)의 사이에 절연막(12)과 금속 차폐막(13)을 복수층으로 번갈아 배치하면 외부 교린신호에 대한 신호 차폐 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 절연막(12)과 금속 차폐막(13)의 두께는 매우 얇으므로, 이들을 복수층으로 적층하더라도 동축 선재(20)의 전체 직경은 크게 증가하지 않는다. 중심 선재(11)와 자켓(14) 사이에 배치되는 절연막(12)과 금속 차폐막(13)의 적층 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 케이블을 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 케이블(30)은 마이크로 동축 선재(10)가 다발로 묶인 것으로, 복수의 마이크로 동축 선재(10)와 동축 선재 다발(31)의 둘레를 감싸는 외부 자켓(32)을 포함한다. 각각의 마이크로 동축 선재(10)는 상술한 것과 같은 것으로, 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재(11), 중심 선재(11)의 외주면을 감싸는 절연막(12), 절연막(12)의 외주면을 감싸는 금속 차폐막(13) 및 금속 차폐막(13)의 둘레를 감싸는 자켓(14)을 포함한다.
이러한 케이블(30)은 이를 구성하는 복수의 마이크로 동축 선재(10)의 직경이 작기 때문에 종래의 케이블에 비해 직경을 줄일 수 있고, 각 마이크로 동축 선재(10)가 외부 교란신호의 차폐 성능이 좋으므로 외부 교란신호의 차폐 성능이 우수하다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10, 15, 20 : 마이크로 동축 선재 11 : 중심 선재
12 : 절연막 13 : 금속 차폐막
14 : 자켓 16 : 팁
30 : 마이크로 동축 선재 케이블 31 : 동축 선재 다발
32 : 외부 자켓

Claims (9)

  1. 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재;
    상기 중심 선재의 외주면에 코팅되어 상기 중심 선재의 외주면을 감싸는 절연막;
    상기 절연막의 외주면에 코팅되어 상기 절연막의 외주면을 감싸는 금속 차폐막; 및
    상기 금속 차폐막의 둘레를 피복하는 자켓;을 포함하며,
    상기 절연막은 패럴린 코팅(Paralene coating) 또는 전착 코팅(Electro-deposition coating)방법으로 상기 중심 선재의 외주면에 코팅되며,
    상기 금속 차폐막은 도금 방법으로 상기 절연막의 외주면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 마이크로 동축 선재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심 선재와 상기 자켓의 사이에 상기 절연막과 상기 금속 차폐막이 번갈아 복수층으로 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 동축 선재.
  5. 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재, 상기 중심 선재의 외주면에 코팅되어 상기 중심 선재의 외주면을 감싸는 절연막, 상기 절연막의 외주면에 코팅되어 상기 절연막의 외주면을 감싸는 금속 차폐막 및 상기 금속 차폐막의 둘레를 피복하는 자켓을 포함하는 복수의 마이크로 동축 선재가 다발로 묶이고, 상기 마이크로 동축 선재 다발의 둘레가 외부 자켓으로 피복되며,
    상기 절연막은 패럴린 코팅(Paralene coating) 또는 전착 코팅(Electro-deposition coating)방법으로 상기 중심 선재의 외주면에 코팅되며,
    상기 금속 차폐막은 도금 방법으로 상기 절연막의 외주면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 케이블.
  6. (a) 도전성 소재로 이루어지는 중심 선재를 준비하는 단계;
    (b) 상기 중심 선재의 외주면에 패럴린 코팅 또는 전착 코팅 방법으로 절연막을 코팅하는 단계;
    (c) 상기 절연막의 외주면에 도금 방법으로 금속 차폐막을 코팅하는 단계; 및
    (d) 상기 금속 차폐막의 둘레를 절연성 소재로 이루어지는 자켓으로 피복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 동축 선재의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에 상기 중심 선재의 끝단을 그라인딩 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 동축 선재의 제조방법.
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