KR19990029926A - 전기 신호 케이블 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 상호 적층된 복수 개의 서브케이블 조립체(20, 120, 220, 320, 620, 720)를 구비한 전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)를 개시한다. 각각의 서브케이블 조립체(20,120,220,320,620,720)는, 절연체(40a,40b) 내에 둘러싸이고 제1 피치 거리(a) 만큼 서로로부터 떨어져 있으며 공통면에 배치된 복수 개의 전기 신호 컨덕터(30,130,230,330,730)를 구비하며, 상기 제1 피치 거리(a)는 0.1mm 내지 10mm이다. 전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)의 특성 임피던스는 50Ω와 200Ω의 사이에 있다. 전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)의 바람직한 실시예에 있어서, 절연체(40a,340a,640a,740a,40b,340b,640b,740b)는 하측 절연체(40b,340b,640b,740b)에 적층된 상측 절연체(40a,340a,640a,740a)를 구비하고, 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌으로 제조된다.

Description

전기 신호 케이블 조립체

본 발명은 전기 신호선 케이블 조립체에 관한 것이다.

전기 신호선(signal line)은 예컨대 휴렛 패커드사에 양도된 유럽 특허 출원 EP-A-0 735 544[카티어(cartier) 등]로부터 공지되어 있다. 이 특허 출원에서는 트랜스듀서와 디스플레이 프로세서 사이에 전기적 접속을 제공하기 위해서 트랜스듀서를 갖춘 초음파 시스템을 개시하고 있다. 상기 출원의 트랜스듀서 케이블에 관한 제3 실시예에서는 순구리의 얇은 스트립으로 이루어진 차폐 컨덕터에 의해 서로로부터 분리되는 압출 성형된 리본 조립체의 3개의 층이 사용된다. 적층된 리본 조립체와 차폐 컨덕터는 리본 자켓과 함께 압출 성형되어 원하는 길이의 트랜스듀서 케이블을 형성한다.

암페놀 코오포레이션(Amphenol Corporation)에게 양도된 미국 특허 제4,847,443호[바스코니(basconi)]에는 맞물려서 함께 적층된 복수개의 대체로 평탄한 전기 신호선 세그먼트로 형성된 전기 신호선 케이블의 또 다른 실시예가 개시되어 있다. 이러한 종래의 케이블의 각각의 전기 신호선 세그먼트는 어느 한쪽이 접지 컨덕터에 의해 둘러싸인 하나 이상의 신호 컨덕터를 포함한다. 복수개의 접지 컨덕터는 인접한 신호 컨덕터 사이의 크로스토크(cross-talk)를 방해하는 접지면을 효과적으로 형성한다. 컨덕터가 배치되어 있는 절연재는 개별적인 신호 컨덕터를 덮도록 압출 성형된다.

미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩츄어링에게 양도된 유럽 특허 EP-B-O 605 600(스프링거 등)에는 리본 케이블과 그 리본 케이블 제조용 라미네이션(lamination) 방법이 개시되어 있다. 제조된 리본 케이블은 미세 다공성 폴리프로필렌인 절연체에 의해 둘러싸이고 또 고르게 간격을 두고 배치된 복수개의 가요성 컨덕터를 구비한다.

더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트(W.L.Gore Associates)에게 양도된 미국 특허 제4 847 443호(크롤리 등)에는 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE)으로 구성된 절연체 내에 배치된 복수개의 전기 컨덕터를 구비한 평탄형 멀티 컨덕터 리본 케이블이 개시되어 있다.

PCT 특허 출원 WO-A-91/09406[릿치(Ritchie) 등]에는 적층된 막 사이에 포일 스트립들을 접착제로 고정시킴으로써, 대향하는 절연 막의 층 사이에 적층된 긴 전도성 금속 포일 스트립으로 구성된 전선이 개시되어 있다.

지멘스(Siemens)에게 양도된 독일 특허 출원 DE-A-24 24 442에는 절연 막들 사이에 적층된 복수개의 평탄한 케이블을 구비한 케이블 조립체가 개시되어 있다.

일리노이스 팔레틴(Illinois Palatine)에 소재하는 스퀘어 디 컴파니(Square D Company)에게 양도된 PCT 특허 출원 WO-A-80/00389에는 프로그램 가능한 제어기로서 사용하기 위한 입력/출력 데이터 케이블이 개시되어 있다. 상기 케이블은 접지 컨덕터와, 로직 레벨 전압 컨덕터(logic level voltage conductor)와, 복수개의 신호 트랙(signal track)을 구비한다. 상기 컨덕터는 특정 방법으로 가요성 플라스틱 재료의 2개 또는 3개의 층 상에 배치되어 간섭에 대한 높은 면역성과 적은 유도 손실을 제공한다. 상기 층들은 함께 접착되어 적층 구조를 형성한다.

아리조나 피닉스(Arizona Phoenix)에 소재하는 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트 인코오포레이티드(W.L.Gore Associates,Inc.)는 주석 도금 구리로 편조(編組)된 차폐부와 PVC로 제조된 자켓 튜브 내에 둘러싸인 132개의 소형 동축 케이블을 구비하는 둥근 케이블을 부품 번호 02-07605로 판매한다.

당분야에서는 가볍고 동축의 성능 특성을 제공하는 복수개의 리본 케이블을 구비한 전기 신호 케이블 조립체를 개발할 필요성이 남아 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 향상된 신호 케이블 조립체를 개발하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동축 케이블의 임피던스와 유사한 특성 임피던스를 갖는 복수개의 리본 케이블(ribbon cable)을 구비한 신호 케이블을 개발하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 리본 케이블에 의해 제공되는 단위 길이당 커패시턴스보다 실질적으로 우수한 단위 길이당 커패시턴스를 갖는 복수개의 리본 케이블을 구비한 신호 케이블 조립체를 개발하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 개개의 신호 컨덕터 사이의 크로스토크가 최소화되는 복수개의 리본 케이블을 구비한 신호 케이블 조립체를 개발하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비교할만한 소형 동축 케이블의 유사한 조립체에 비교해서 경량인 복수개의 리본 케이블을 구비한 신호 케이블 조립체를 개발하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 신호선 케이블 조립체이고,

도 2는 본 발명의 전기 신호선 케이블 조립체의 제조 방법을 나타내며,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 신호선 케이블을 나타내고,

도 4는 본 발명의 제3의 실시예에 따른 전기 신호선 케이블을 나타내며,

도 5는 전기 신호선 케이블의 서브케이블 조립체의 제조 장치를 나타내고,

도 6은 서브케이블 조립체의 제조에 사용하는 소결 장치를 나타내며,

도 7은 본 발명에 사용하기에 적합한 서브케이블 조립체의 또 다른 예를 나타내고,

도 8은 본 발명의 제4의 실시예를 나타낸다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 전기 신호 케이블 조립체

20: 서브케이블 조립체

30: 컨덕터

40a: 상측 절연체

40b: 하측 절연체

50: 차폐 스트립

55: 차폐 스트립 단부

65: 절연층

70: 제2 차폐 수단

80: 자켓

본 발명의 이러한 여러 목적과 다른 목적은 상호 적층된 복수개의 서브케이블 조립체를 갖춘 전기 신호 케이블 조립체를 제공함에 의해서 달성되는데, 각각의 서브케이블 조립체는 절연체 내에 싸여지고 제1 피치 거리 만큼 서로로부터 떨어져 있고 공통면에 있는 복수개의 전기 신호 컨덕터를 구비하고, 제1 피치 거리는 0.1mm 내지 1mm 이고, 전기 신호선의 특정 임피던스는 50Ω 내지 200Ω의 범위 내에 있다. 이러한 특징에 따라서, 전기 신호 케이블 조립체를 구성함으로서 동축 성능을 제공하는 가벼운 케이블 조립체를 제공하게 된다.

본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 전기 신호 케이블 조립체는 적층식 결합에 의해서 하부 절연체에 부착된 상측 절연체를 구비하는 절연체로 구성된다. 이러한 제조 방법은 비교적 간단하고, 비교적 짧은 기간 안에 긴 길이의 케이블 조립체를 제조할 수 있게 한다.

상측 절연체와 하측 절연체는 폴리에틸렌, 퍼플루오르알콕시, 플루오르에틸렌-플로필렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜틴, 폴리테트라플루오르에틸렌 또는 연장된 폴리테트라플루오르에틸렌으로 이루어진 일단의 절연재로 성형되는 것이 바람직하고, 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE)으로 성형되는 것이 보다 더 바람직하다. 종래에 알려진 바와 같이, 팽창된 PTFE는 유전 상수가 매우 낮고, 따라서 전기 성능이 매우 우수한 전기 신호 케이블을 제공한다.

본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 차폐 스트립은 2개 이상의 서브케이블(subcable) 조립체 사이에 위치되어 하나의 서브케이블 조립체 내의 신호 컨덕터를 또 다른 하나의 서브케이블 조립체의 신호 컨덕터 상에 수반되는 신호로부터 전자기적으로 차폐시킨다. 차폐 스트립을 사용해서, 2개의 인접한 서브케이블 조립체의 신호 컨덕터 사이의 크로스토크는 만족스러운 수준이상으로 감소하게 된다. 차폐 스트립은 적층식 본딩에 의해 절연체에 부착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 전술한 서브케이블 조립체를 둘러싸는 제1 차폐 수단은 전술한 차폐 스트립의 하나 이상의 단부와 전기적으로 접촉하도록 제공된다. 그러므로, 차폐 스트립의 단부는 손상으로부터 기계적으로 보호되고 또한 안테나로서 작용할 수 없다. 또한, 전술한 제1 차폐 수단을 둘러싸는 절연층이 제공될 수 있고, 그 후 제2 차폐 수단은 전술한 절연층을 둘러싸도록 제공된다. 제2 차폐 수단은 서브케이블 조립체 내의 신호 컨덕터를 전기 신호 케이블 조립체 외부의 표류 전자기장으로부터 차폐시킨다. 그 후, 케이블 자켓은 전술한 서브케이블 조립체를 둘러싸는 제2 차폐 수단 상에 배치되어 완료된 신호 케이블 조립체를 기계적 손상으로부터 보호한다.

본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 하나 이상의 스페이서는 전기 신호선을 형성하기 위해서, 즉 케이블 자켓 내의 적소에 서브케이블 조립체를 유지시키기 위해서 케이블 자켓 내에 배치된다. 서브케이블 조립체는 두 개의 초승달 형상의 스페이서가 제공되는 상호 평행한 평면으로 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 서브케이블 조립체는 스페이서의 형상이 원통형인 경우에 스페이서 둘레에 나선형으로 마련될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 데, 여기서 전기 신호선(10)은 복수개의 서브케이블 조립체(20)를 구비한다. 도 1에는 8개의 서브케이블 조립체(20)가 도시되어 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 단순히 예시한 것에 불과하며, 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다.

각각의 서브케이블 조립체(20)는 복수개의 개개의 신호 컨덕터(30)를 구비하는 데, 이들 컨덕터는 평행한 평면에 배열되고 상부 절연층(40a)과 하부 절연층(40b)에 의해 둘러싸인다. 상부 절연층(40a)과 하부 절연층(40b)은 후술하는 바와 같이 함께 적층된다. 개개의 신호 컨덕터(30)는 구리, 니켈 도금 구리, 주석 도금 구리, 은 도금 구리, 주석 도금 합금, 은 도금 합금 또는 구리 합금등과 같은 소정의 전도성 재료로 제조될 수 있다. 개개의 신호 컨덕터는 둥근 구리 와이어로 제조되는 것이 좋다. 물론 평판한 컨덕터를 사용하는 것도 가능하다.

도 1에 도시된 개개의 신호 컨덕터(30)의 갯수는 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다. 개개의 신호 컨덕터(30)의 축선은 0.1 내지 1mm 범위에 있는 제1 피치 거리a만큼 분리되어 있다. 상부 절연층(40a)과 하부 절연층(40b)은 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 퍼플루오르알콕시, 플루오르에틸렌-프로필렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜틴, 폴리테트라플루오르에틸렌 또는 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌등과 같은 소정의 유전재(dielectric material)로 제조될 수 있다. 미국 특허 제3 953 556호, 미국 특허 제4 187 390호 또는 미국 특허 제4 443 657호에 개시되어 있는 것과 같은 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.

서브케이블 조립체(20)는 차폐 스트립(50)에 의해 서로 분리된다. 차폐 스트립(50)은 예컨대 금속 포일(foil), 금속 편조물(braid), 전도성 테이프 또는 금속을 입힌 텍스타일(metallised textile)로 제조된다. 후술하는 금속 즉, 구리, 주석, 은, 알루미늄 또는 그 합금을 사용할 수도 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 차폐 스트립(50)은 독일 함브르크에 소재하는 스타텍스 컴패니에 의해 공급되는 카젤 형태의 구리 코팅 폴리아미드 섬유로 제조하였는 데, 그 두께는 대략 0.1mm이고 폭은 약 9mm이다.

서브케이블 조립체(20)들은 하나가 다른 하나의 위로 평면 방식으로 배치되어 도 2에 개략적으로 도시된 장치(100)를 사용해서 서브케이블 조립체(20)의 한 묶음을 형성한다.

도 2는 서브케이블 조립체(20)를 형성하는 제1 스트립(103)이 감겨진 복수개의 제1 스풀(102)과, 차폐 스트립(50)을 형성하는 제2 스트립(105)이 감겨진 복수개의 제2 스풀(104)을 나타낸다. 제2 (차폐) 스트립(105)에 의해 서로로부터 분리된 복수개의 제1(서브케이블 조립체) 스트립(103)은 각각 복수개의 제1 스풀(102)과 복수개의 제2 스풀(104)로부터 풀리고, 위치(106)에서 함께 결합되어 묶음(107)을 형성한다.

그렇게 해서 생성된 서브케이블 조립체(20)의 묶음(107)은 제1 차폐 수단(60)을 형성하는 관 속으로 미끄러진다. 제1 차폐 수단(60)은 구리, 알루미늄 또는 은으로 제조된 포일 또는 금속을 입힌 텍스타일로 제조된 포일등과 같은 금속 포일로 제조될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 제1 차폐 수단은 독일 함브르크에 소재하는 스타텍스 컴패니에 의해 공급되는 카젤 구리 코팅 폴리아미드 섬유로 제조되었고, 대략 0.1mm의 두께와 약 9mm의 폭을 가진다. 실질적으로 관 형상을 유지하기 위해서 초승달 형상의 스페이서(90)는 복수개의 서브케이블 조립체(20)와 제1 차폐 수단(60)과의 사이에 배치되었다. 스페이서(90)는 투과성 ePTFE, PTFE, 폴리아미드, 퍼스론(perslon) 또는 소정의 다른 유전재로 제조된다.

1개의 차폐 스트립 단부(55)는 서브케이블 조립체(20)의 연부(25)를 지나 돌출해서 다른 차폐 스트립 단부(55)와 접촉하도록 하향 또는 상향으로 벤딩된다. 하나 이상의 차폐 스트립 단부(55)는 제1 차폐 수단(60)과 전기적으로 접촉하고 있다. 도 1에는, 복수개 중의 최외측의 서브케이블 조립체(20)의 차폐 스트립 단부(55)와 최외측의 서브케이블 조립체(20)에 바로 인접한 서브케이블 조립체(20)가 제1 차폐 수단(60)과 전기적으로 접촉하고 있는 것으로 도시되어 있다. 그러므로, 각각의 차폐 스트립(50)과 제1 차폐 수단(60)은 등전위 상태로 유지된다. 물론, 차폐 스트립(50)과 제1 차폐 수단(60)을 다른 전위 상태로 유지하는 것도 가능하다. 이러한 후자의 경우에, 차폐 스트립 단부(55)는 차폐 수단(60)과 전기적으로 접촉하지 않게 된다.

그 후, 공지된 와이어 포장 기술을 사용해서 절연층(65)이 제1 차폐 수단(60) 둘레에 감싸인다. 예컨대, 상기 절연층(65)은 PTFE, FEP, ePTFE 또는 폴리에스터로 제조될 수 있다. 절연층(65)은 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트(W.L.Gore Associates)로부터 구매할 수 있는 소결된 등록 상표 GORETEX 테이프로 제조되는 것이 바람직하다.

제2 차폐 수단(70)은 제1 절연층(5)을 둘러싼다. 제2 차폐 수단(70)은 구리, 알루미늄, 주석 도금 구리, 은 도금 구리, 니켈 도금 구리 또는 알루미늄을 입힌 폴리에스테르와 같은 금속 또는 금속을 입힌 폴리머로 제조된 편조 포일 또는 편조 와이어 차폐부이다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 제2 차폐 수단(70)은 약 35。의 편조각(brading angle)의 편조 구리로 제조된다.

자켓(80)은 제2 차폐 수단(70) 상에 배치된다. 자켓(80)은 실리콘 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸펜틴과 같은 폴리올레핀과; 플루오르화 에틸렌/프로필렌(FEP)과 같은 플루오르화 폴리머와; 예컨대 TFE와 퍼플루오르프로필비닐에테르(PFA)의 공중합체인 퍼플루오르(알콕시)알킬레인과 같은 플루오르화 알콕시폴리머와; 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드(PVC) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 또는 팽창된 PTFE로 제조된다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 자켓(80)은 PVC로 제조하였다.

본 발명의 제2 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 상기 도면에서는, 각 도면 참조 부호에 100을 더한 것을 제외하고는 제 1도와 동일한 도면 참조 부호를 사용해서 도 1의 전기 신호선(10)의 구성 요소들과 동일한 기능을 가지는 전기 신호선(110)의 구성 요소들을 나타내었다. 본 발명의 이러한 실시예에 있어서, 관형 스페이서(190)가 전기 신호선(110)의 코어에 사용되고, 서브케이블 조립체(120)는 축선이 전기 신호선(110)의 코어(200)를 통하는 상태에서 나선형 방식으로 감기었다. 전기 신호선(110)의 이러한 실시예의 구성을 위해 사용된 재료는 앞서 사용된 것과 동일하다.

전기 신호선(110)의 제2 실시예는 제1 실시예보다 실질적으로 유연하다는 장점을 가진다.

전기 신호선의 제3 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 개개의 도면 참조 부호에 100을 더 더한 것을 제외하고는 동일한 도면 참조 부호를 사용해서 도 1의 전기 신호선(10) 또는 도 2의 전기 신호선(110)의 구성 요소들과 동일한 기능을 가지는 전기 신호선(210)의 구성 요소들을 나타내었다. 전기 신호선의 이러한 실시예에 있어서, 복수개의 서브케이블 조립체(220)는 제1 차폐 수단(270) 내에 배치되기 전에 꼬이게 되어, 실질적으로 보다 더 유연한 전기 신호선(210)을 얻게 된다. 다시, 본 발명의 제1 실시예에서 기재된 바와 같은 동일한 재료가 이러한 전기 신호선(210)의 구성을 위해 사용된다.

상부 절연층(40a)과 하부 절연층(40b)이 팽창된 PTFE로 제조되는 실시예에 대한 서브케이블 조립체(20,120,220)의 제조에 관하여 도 5에 예시적으로 도시하였다. 이러한 방법은 본질적으로 미국 특허 제3082292호(고어)에 개시되어 있는 것과 동일하다. 도면 참조 부호에 대해 300만큼 증가시킨 것을 제외하고는 동일한 도면 참조 부호를 사용해서 본 발명의 제1 실시예(도 1)의 서브케이블 조립체(20)의 구성 요소들에 대해 사용된 것과 같이 서브케이블 조립체(20,120,220)의 구성 요소들을 나타내었다. 복수개의 독립된 신호 컨덕터(330), 상기 복수개의 독립된 신호 컨덕터(330) 상에 위치한 상측 절연체(340a) 및 상기 복수개의 독립된 신호 컨덕터(330) 아래에 위치한 하측 절연체(340b)는 하측 절연체(340b)와 상측 절연체(340a) 사이의 접착을 달성하기에 충분한 적층 온도, 예컨대 327℃와 410℃ 사이에서 두 개의 반대로 회전하는 압력 로울러(400a, 400b) 사이를 공동으로 통과된다. 이것에 의해 서브케이블 조립체(320)가 형성된다. 이러한 목적을 위해서, 상부 압력 로울러(400a)는 상부의 주변 리브(420b)에 의해 각각 분리된 복수개의 상부 주변 홈(410a)을 구비하고, 상기 리브(410a)는 압력 로울러(400a)의 원주를 따라 서로로부터 소정의 거리를 두고 정렬된다. 유사하게, 하부 압력 로울러(440b)는 압력 로울러(420b)의 원주를 따라 서로로부터 소정의 거리를 두고 정렬되는 하부 주변 리브(410b)에 의해 분리된 복수개의 하부 주변 홈(410b) 각각을 구비한다. 상부 압력 로울러(400a)의 각각의 상부 주변 홈(410a)은 이와 인접한 상부 주변 리브(420a)와 함께, 하부 압력 로울러(400b)의 인접한 하부 주변 리브(420b)를 구비한 하부 주변 홈(410b)과 정렬되어 독립된 신호 컨덕터(330)들 중의 하나를 위한 통로 채널을 형성한다. 두 개의 압력 로울러(400a,400b) 및 주변 홈(410a,410b) 사이의 거리는 그 치수에 있어서 단일 컨덕터(330)와, 상측 절연체(340a)와, 하측 절연체(340b)가 상부 주변 홈(420a) 중 하나와 하부 주변 홈(420b) 중 하나로 된 한 쌍 사이를 연속적으로 통과하게 되도록 설계된다. 상부 주변 리브(420a)와 하부 주변 리브(420b)는 서로로부터 약간 떨어지므로 상측 절연체(340a)와 하측 절연체(340b)는 그 위치에서 견고히 가압되어 서브케이블(320) 내의 중간 영역(440)을 형성한다.

독립된 신호 컨덕터(330)에 관하여 하측 절연체(340b)에 대한 상측 절연체(340a)의 접착과 서브케이블 조립체(320) 내에서의 상호 접착을 향상시키기 위해서, 서브케이블 조립체는 소결 장치를 통과하도록 안내되는 데, 이 소결 장치에서 서브케이블 조립체(320)는 그 중간 영역(440)에서 긴밀한 결합이 달성되도록 가열된다. PTFE로 제조된 상측 절연체(340a)와 하측 절연체(340b)를 사용한다면, 327℃ 내지 410℃ 범위의 소결 온도가 사용된다.

염 욕조(salt bath)를 구비하는 소결 오븐(450) 형태의 소결 장치의 예시적 실시 형태를 도 6에 개략적으로 간략화한 형태로 도시하였다. 이러한 실시예에 있어서, 서브케이블 조립체(320)는 소결 오븐(450)을 연속적으로 통과한다.

도 7은 평행한 평면에 배열되고 상부 절연층(640a)과 하부 절연층(640b)에 의해 둘러싸인 복수개의 독립된 전기 신호 컨덕터(630)를 구비하는 서브케이블 조립체(620)의 또 다른 예를 보여준다. 또한, 서브케이블 조립체(620)는 상부 절연층(640a)과 하부 절연층(640b)의 외면에 각각 부착된 상부 차폐 수단(650a)과 하부 차폐 수단(650b)을 구비한다. 상부 차폐 수단(650a)과 하부 차폐 수단(650b)은 예컨대 구리 또는 알루미늄 포일 또는 천공된 구리 포일로 제조된다. 바람직한 실시예에 있어서는, 그것들은 구리 포일로 제조된다. 상부 차폐 수단(650a)과 하부 차폐 수단(650b)은 도 7에 도시된 바와 같이 단부(660a, 660b)에서 상호 결합된다.

도 7에 도시된 서브케이블 조립체(620)의 실시 형태의 제조는 전술한 도 5에 도시된 서브케이블 조립체(320)와 유사한 방식으로 실행된다. 상측 절연체(340a)와 하측 절연체(340b)가 적층 온도에서 반대로 회전하는 압력 로울러(400a,400b)를 통과하는 것 외에도, 상부 차폐 수단(650a)과 하부 차폐 수단(650b)을 형성하는 재료는 상부 차폐 수단(650a)과 하부 차폐 수단(650b)이 상측 절연체(640a)와 하측 절연체(640b)에 적층되고 단부(660a,660b)에서 상호 적층되는 것을 보장하는 충분한 온도에서 반대로 회전하는 압력 로울러를 추가적으로 통과된다.

적층된 상부 차폐 수단(650a)과 하부 차폐 수단(650b)을 사용함으로써, 서브케이블 조립체(620)들 사이에 차폐 스트립(50)을 배치하지 않고서도 복수개의 서브케이블 조립체(620)를 구비한 전기 신호선(10)을 구성할 수 있다.

예

예 A

이 실시예의 구성은 도면 참조 부호가 700만큼 증가된 것을 제외하고는 동일한 참조 부호를 사용하여 도 1의 특징과 동일한 특징을 나타낸 도 8에 도시되어 있다. 독립된 신호 컨덕터(730)는 AWG 4001 구리 와이어로 제조되고, 독일 플라인 펠트에 소재하는 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트의 공장에서 제조된 등록상표 GORETEX 테이프로 제조된 상부 절연층(740a)과 하부 절연층(740b) 내에 매립된다. 각각의 서브케이블 조립체(720)에는 16개의 독립된 신호 컨덕터(730)가 내포된다. 독립된 신호 컨덕터 사이의 피치 거리a는 0.35mm이다. 4개의 서브케이블 조립체(720)는 그 사이에 차폐 스트립(750)을 배치하지 않은 채로 서로 상하로 꾸려져서 서브케이블 조립체 다발(725)을 형성하게 된다. 그 후, 한 쌍의 서브케이블 조립체 다발(725)은 스타텍스 컴패니에서 공급하는 카젤 구리 코팅 폴리아미드 섬유로 제조된 차폐 스트립(750)과 함께 배치된다. 하나의 차폐 스트립 단부(755)는 제1 차폐 수단(760)과 전기적으로 접촉되어 배치된다. 그 후 등록상표 GORE-TEX 절연 테이프로 된 절연층(765)은 제1 차폐 수단(760) 둘레에 싸여진다. 제2 차폐 수단(770)은 주석으로 코팅된 편조 구리로 제조되고, 그 후 폴리비닐 클로라이드로 제조된 자켓(780)이 절연층(765) 상에 씌워진다. 8개의 서브케이블 조립체(720)와 독립된 신호 컨덕터(730)가 내포된 전기 신호선 케이블 조립체(710)는 이렇게해서 얻어진다.

예 B

이 실시예는 본 발명의 제1 실시예에 따라 구성되고 도 1에 설명되어 있다. 독립된 신호 컨덕터(30)는 AWG 4001 주석 도금 구리 와이어로 제조되고, 독일 플라인펠트에 소재하는 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트에서 제조되는 등록상표 GORE-TEX 테이프의 상부 절연층(40a)과 하부 절연층(40b) 사이에 매립된다. 각각의 서브케이블 조립체(20)는 16개의 개개의 신호 컨덕터(30)를 포함했다. 독립된 신호 컨덕터 사이의 피치 거리a는 0.35mm이다. 8개의 서브케이블 조립체(20)는 각각의 서브케이블 조립체(20) 사이에서 스타텍스 컴패니에 의해 공급된 카젤 구리 코팅 폴리아미드 섬유(Kassel copper-coated polyamide fabric)로 제조된 차폐 스트립(50)과 함께 서로의 상측부가 함께 묶여진다. 차폐 스트립 단부(55)는 제1 차폐 수단(60)과 전기적으로 접촉하게 배치된다. 8개의 서브케이블 조립체(20)는 제1 차폐 수단(60)을 형성하는 카젤 구리 코팅 폴리아미드 섬유로 제조된 관 내부로 미끄러지고, 등록상표 GORE-TEX 절연 테이프로 제조된 절연층(65)이 카젤 섬유 둘레에 포장된다. 제2 차폐 수단(70)은 주석 도금 편조 구리로 제조되고, 폴리비닐 클로라이드로 제조된 자켓(80)은 제2 차폐 수단(70) 상으로 미끄러진다. 이렇게 해서, 8개의 층과 128개의 독립된 신호 컨덕터를 포함하는 전기 신호선 케이블 조립체(10)는 얻어졌다.

예 C

이것은 AWG 4027 구리 와이어가 사용된 것을 제외하고는 예 B와 같은 재료를 사용하고 같은 방법으로 제조되었다.

비교예

비교로서, 소형의 동축 케이블의 다발을 포함하는 종래의 평탄한 케이블이 사용되었다. 컨덕터는 AWG 4207 은 도금 합금 와이어, ePTFE의 절연체 및 은 도금 구리의 외부 컨덕터로 제조되었다. 플루오르폴리머의 자켓은 외부 컨덕터 상으로 압출 성형된다. 그 후, 주석 도금 편조 구리 차폐부는 132개의 소형 동축 케이블의 다발 상으로 미끄러지고, PVC 로 제조된 자켓 관은 편조된 차폐부 상으로 미끄러졌다. 이러한 전기 신호선 조립체는 부품 번호 02-07605로서 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트에서 구매할 수 있다.

표 1은 비교예의 케이블, 즉 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이트로부터 구매할 수 있는 전기 신호선과 비교하기 위해서 본 발명에 따라 제조된 전기 신호선의 전기적 및 기계적 특성의 비교를 보여준다.

전기적 성질	예 A	예 B	예 C	비교예(02-07605)
임피던스	100Ω	~75Ω	100Ω	78Ω
커패시턴스	48pF/m	~57pF/m	~48pF/m	52pF
감쇠＠5 Mhz	1.20dB/Assy	0.73dB/Assy	0.7dB/Assy	1.09dB/Assy
감쇠＠10 Mhz	1.67dB/Assy	0.89dB/Assy		1.17dB/Assy
빛의 속도에 대한 신호 전파의 속도	81.1%	81.0%	81.0%	76.6%
X-토크: 신호/신호	17.4dB	20.3dB		36dB
서브케이블1/서브케이블2	30.1dB	35.4dB	36dB	-----
서브케이블1/서브케이블3	39.4dB	42.3dB		-----
서브케이블1/서브케이블4	47.6dB	44.4dB		-----
다발/다발(SC4/SC5)	50.5dB	-----	-----	-----
기계적 성질
중량	225g	237g		ca.300g
길이	2.5m	2.5m		2.5m

예 A와 B에 대한 5개의 값이 크로스토크에 대해 주어진다. 신호/신호 값은 동일한 서브케이블 조립체(20) 내의 두 개의 인접한 전기 신호 컨덕터(30) 사이의 크로스토크이다. 예 A에서, 서브케이블1/서브케이블2의 값은 두 개의 인접한 서브케이블 조립체 번들(725) 내의, 즉 두 개의 인접한 서브케이블 조립체(720) 사이의 차폐 스트립(750)이 없이 두 개의 인접한 서브케이블 조립체(720)의 두 개의 대응하는 전기 신호 컨덕터(730) 사이의 크로스토크이다. 서브케이블1/서브케이블3에 대한 값은 동일한 서브케이블 번들(725) 내의 하나의 서브케이블 조립체(720)에 의해 분리된 두 개의 서브케이블 조립체(720) 내에 두 개의 대응하는 전기 신호 컨덕터(730) 사이의 크로스토크이다. 유사하게, 서브케이블1/서브케이블4에 대한 값은 동일한 서브케이블 조립체 다발(725) 내의, 즉 서브케이블 조립체(725) 중 하나의 제1과 최종의 서브케이블 조립체(720) 내의 두 개의 서브케이블 조립체(720)에 의해 분리된 두 개의 서브케이블 조립체(720)의 두 개의 대응하는 전기 신호 컨덕터(730) 사이의 크로스토크이다. 예 A의 다발/다발 크로스토크에 대한 값은 차폐 스트립(750)에 매우 인접한 서브케이블 조립체(720) 내의, 즉 서브케이블 조립체 다발(725) 중 하나의 제1 서브케이블 조립체(720)와 서브케이블 조립체 다발(725) 중 다른 하나의 최종 서브케이블 조립체(720)의 두 개의 대응하는 전기 신호 컨덕터(730) 사이의 크로스토크를 측정함에 의해 얻어진다.

예 B와 C에 대한 크로스토크 값은 다른 서브케이블 조립체(20) 내의 두 개의 전기 신호 컨덕터(30) 사이에 하나 이상의 차폐 스트립(50)이 항상 있다는 것을 제외하고는 물론 동일한 방법으로 측정된다. 예 B와 C의 서브케이블 조립체(20)가 묶여있지 않기 때문에, 다발/다발 크로스토크에 대해 주어진 값은 없다.

비교예에 대한 크로스토크의 값은 두 개의 인접한 전기 신호 컨덕터 사이에서 측정된 값이다.

이러한 표로부터 본 발명에 따라 측정된 전기 신호선은 비교예와 비교해서 신호 전파의 속도보다 매우 빠른 것을 알 수 있다. 전기 신호 컨덕터의 적합한 선택에 의해서, 크로스-토크는 비교예의 값에 적어도 비교할 수 있는 값으로 감소될 수 있다. 결국, 실제로 20dB 이상의 어떠한 값이 얻어질 수 있는 것이 공지되어 있다. 선의 동일한 길이에 대해, 본 발명의 전기 신호선은 실질적으로 가벼운데, 즉 132개의 선에 대한 중량 절감은 25%까지 달성될 수 있다.

예 D-M

표2는 도 1에 도시된 실시예에 따라 구조되는 본 발명의 또 다른 실시예의 결과이다.

예	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M
신호 컨덕터(AWG)	4607	4607	3807	3807	2807	2807	2807	2807	2807	2807
유전체	ePTFE	ePTFE	ePTFE	ePTFE	ePTFE	ePTFE	ePTFE	FEP	FEP	FEP
특성 임피던스(Ω)	50	80	50	80	50	80	200	50	80	200
컨덕터 사이의 거리(mm)	0.09	0.18	0.21	0.44	0.77	2.24	15.85	1.04	3.85	44.7
커패시턴스(pF/m)	76	47	76	47	76	38	19	96	48	24

신호 컨덕터로서 구리 와이어가 사용된다. AEG 4607 구리 와이어는 외경이 0.048mm이다. AWG 3807은 외경이 0.12mm이다. AWG 2807은 외경이 0.381mm이다. ePTFE 유전체는 유전 상수가 1.3이고 FEP는 유전 상수가 2.1이다.

표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 유전체와 컨덕터 및 신호 컨덕터 사이의 거리의 적합한 선택에 의해서, 50Ω와 200Ω 사이의 특성 임피던스를 갖춘 전기 신호 케이블을 구성하는 것이 가능하다.

예 N-P

표 3은 도 1에 도시된 실시예에 따라 구성되지만 다른 유전재를 사용하지 않는 또 다른 예를 보여준다.

예	N	O	P
신호 컨덕터(AWG)	4007	4007	4007
유전체	PFA	PE	폴리에스터
특성 임피던스(Ω)	50	50	50
컨덕터 사이의 거리(mm)	0.22	0.24	0.32
커패시턴스(pF/m)	96	101	120

예 N-P에서, AWG 4007은 구리 와이어가 0.09mm의 외경으로 사용된다. 유전재 PFA와 폴리에틸렌(PE)는 2.1의 유전 상수를 가지는 반면에, 폴리에스터는 2.3의 유전 상수를 가지고 있다.

비록 본 발명의 예시적인 몇가지 실시예만을 앞서 자세히 설명하였지만, 당업자라면 본 명세서에 기재된 신규한 교시 및 장점에서 벗어남이 없이 여러 가지의 변형이 가능하다는 것을 용이하게 인식할 것이다.

따라서, 모든 그러한 변형은 후술하는 청구항에 정의되어 있는 바와 같은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

본 발명에 따르면, 동축 케이블의 임피던스와 유사한 특성 임피던스를 가지는 복수개의 리본 케이블을 구비하고, 종래의 리본 케이블에 의해 제공되는 단위 길이당 커패시턴스보다 실질적으로 우수한 단위 길이당 커패시턴스를 갖는 복수개의 리본 케이블을 구비하고, 개개의 신호 컨덕터 사이의 크로스토크가 최소화되는 복수개의 리본 케이블을 구비하고, 소형 동축 케이블에 유사한 조립체와 비교해서 가벼운 복수개의 리본 케이블을 구비한 신호 케이블 조립체를 제공하게 되므로, 이러한 신호 케이블 조립체는 경량이고 동축의 성능 특성을 갖게 된다.

Claims (20)

1. 전기 신호 케이블 조립체(10, 110, 210, 710)로서,

   상호 적층된 복수개의 서브케이블 조립체(20,120,220,320,620,720)를 구비하며,

   상기 각각의 서브케이블 조립체(20,120,220,320,620,720)는, 절연체(40a, 40b) 내에 감싸져 있고 제1 피치 거리(a) 만큼 서로로부터 떨어져 있으며 공통면에 배치된, 복수개의 전기 신호 컨덕터(30,130,230,330,730)를 포함하고,

   상기 제1 피치 거리(a)는 0.1 mm 내지 10mm 이고,

   전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)의 특성 임피던스는 50Ω 내지 200Ω의 범위인 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 절연체(40a, 340a, 640a, 740a, 40b, 340b, 640b, 740b)는 하측 절연체(40b, 340b, 640b, 740b)에 부착된 상측 절연체(40a, 340a, 640a, 740a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 상측 절연체(40a, 340a, 640a, 740a)는 상기 하측 절연체(40b, 340b, 640b, 740b)에 적층된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 상측 절연체(40a, 340a, 640a, 740a)와 상기 하측 절연체(40b, 340b, 640b, 740b)는 폴리에틸렌, 퍼플루오르알콕시, 플루오르에틸렌-프로필렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜틴, 폴리테트라플루오르에틸렌 또는 팽창된 폴리테트라 플루오르에틸렌으로 구성되는 그룹의 절연재로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
5. 제4항에 있어서, 상기 상측 절연체(40a, 340a, 640a, 740a)와 상기 하측 절연체(40b, 340b, 640b, 740b)는 팽창된 폴리테트라플루오르에틸렌으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
6. 제1항에 있어서, 차폐 스트립(50,150,250,650,750)은 두 개 이상의 상기 서브케이블 조립체(20,120,220,320,720)들 사이에 위치한 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
7. 제6항에 있어서, 상기 차폐 스트립(50,150,250,650,750)은 상기 절연체(40a,340a,640a,740a,40b,340b,640b,740b)에 부착된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
8. 제7항에 있어서, 상기 차폐 스트립(50,150,250,650,750)은 상기 절연체(40a,340a,640a,740a,40b,340b,640b,740b)에 적층된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
9. 제6항에 있어서, 상기 차폐 스트립(50,150,250,650,750)의 하나 이상의 단부(55)와 전기적으로 접촉하고 있는 제1 차폐 수단(60,260,760)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 차폐 수단(60,260,760)은 상기 서브케이블 조립체(20,120,220,320,720)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 차폐 수단(60,260,760)이 절연층(65)에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
12. 제1항에 있어서, 상기 서브케이블 조립체(20,120,220,320,720)가 제2 차폐 수단(70,170,270,770)에 의해 둘러싸인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
13. 제12항에 있어서, 절연층(65,165,265,765)이 제1 차폐 수단(60,260,760)과 제2 차폐 수단(70,170,270,770) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
14. 제1항에 있어서, 상기 서브케이블 조립체(20,120,220,320,720)를 둘러싸는 케이블 자켓(80,180,280,780)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
15. 제1항에 있어서, 전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)의 형상을 유지하기 위해서 케이블 자켓(80,180,280,780) 내에 배치된 하나 이상의 스페이서(90,190,290,790)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
16. 제1항에 있어서, 상기 서브케이블 조립체(20,320,720)는 서로에 대해 거의 평행한 평면내에 배치되고 상측면과 하측면을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
17. 제16항에 있어서, 상기 서브케이블 조립체(20,320,720)를 둘러싸는 케이블 자켓(80,280,780)을 구비하고, 상기 하나 이상의 스페이서(90,290,790)는 서로에 대해 거의 평행한 평면에 배열된 상기 서브케이블 조립체(20,320,720)의 상측면과 상기 케이블 자켓(80,280,780)과의 사이에 배치된 초승달 형상의 제1 스페이서(90,290,790)와, 서로에 대해 거의 평행한 평면에 배열된 상기 서브케이블 조립체(20,320,720)의 하측면과 상기 케이블 자켓(80,280,780)과의 사이에 배치된 초승달 형상의 제2 스페이서(90,290,790)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
18. 제15항에 있어서, 상기 서브케이블 조립체(120)는 스페이서(190) 둘레에 나선형으로 배열된 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
19. 제18항에 있어서, 상기 전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)는 원통형이고 축선을 구비하고, 상기 스페이서(190)도 원통형이고 축선을 구비하며, 상기 스페이서(190)의 축선은 상기 전기 신호 케이블 조립체(10,110,210,710)의 축선과 동심(同心)인 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.
20. 제1항에 있어서, 상기 서브케이블 조립체(220)는 그 자체의 축선을 중심으로 꼬여진 것을 특징으로 하는 전기 신호 케이블 조립체.