KR20210023819A - 동축 케이블 - Google Patents
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Abstract
외부도체(8)의 내측에, 외부도체(8)의 일부와 접촉하도록, 접착제(6)로 외부도체(8)에 접착된 금속층(5)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 정보통신 기기, 통신단말 기기, 나아가서는 계측 기기 등의 고주파 부품의 신호 전달 선로, 및 내시경, 초음파 진단 장치 등의 의료용 기구의 기기 배선로로서 이용되는 동축 케이블에 관한 것이다.
최근, 정보통신 기기나 통신단말 기기 등은 점점 소형화되고, 기기 내의 배선 스페이스가 보다 좁아지고, 동축 케이블은 추가적인 세선화(細線化)가 요구되고 있다. 한편, 세선이어도, 고속, 대용량화되는 정보통신 기기에서, 감쇠량 등의 고주파 특성을 향상시키는 것을 간절히 바라고 있다.
동축 케이블의 고주파 특성 향상을 목표로 한 구조로는 예를 들면, 유전체의 바깥둘레에 금속박 PET 라미네이트 테이프를 세로로 붙이고, 그 위에 외부도체로서, 연동선을 복수개 편조하는 구조가 알려져 있다(특허문헌 1). 그러나 특허문헌 1과 같이 외부도체가 편조 구조인 경우, 횡권 구조와 비교하여 굵기 때문에 세선화에는 불리하다.
외부도체로서, 복수개의 선재(線材)를 나선 형상으로 감은 횡권 구조의 경우, 동축 케이블의 세선화에는 알맞지만, 동축 케이블을 굴곡시켰을 때, 혹은 단말 가공 시에, 외부도체의 흐트러짐이나 들뜸, 흩어짐이 발생할 우려가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 유전체의 바깥둘레에 접착층을 마련하고, 접착층의 바깥둘레에 외부도체를 가지는 구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2). 특허문헌 2의 도 4에서는 유전체의 바깥둘레에 접착 테이프를 횡권한 도면이 나타나 있다. 접착 테이프를 횡권한 경우, 유전체와 외부도체 사이의 평활성이 손상되고, 감쇠량이나 반사 손실(VSWR)이 증가할 우려가 있다.
더욱이, 특허문헌 3의 고주파 신호 전송용 동축 케이블에서는, 도체와, 도체의 주위에 형성된 절연층과, 절연층의 주위에 형성된 차광층과, 차광층의 주위에 소선을 횡권하여 형성된 쉴드층과, 쉴드층의 주위에 형성된 피복층을 구비하고, 쉴드층이 차광층에 접착 고정되며, 차광층은 어디까지나 단말 처리 시의 레이저 광에 의한 내부도체의 손상을 방지하는 것이다.
그러나 종래의 동축 케이블은, 세선화에 따른 감쇠량, 반사 손실 등의 전기 특성 악화의 대책이나, 단말 가공 시의 외부도체의 흐트러짐 등의 과제를 종합적으로 해결하는 것은 어렵다.
본 발명은 이와 같은 사정에 비추어 보아 이루어진 것으로, 전기 특성을 개선하고, 비틀기 전후에서의 전기 특성의 변화를 억제하고, 세선화할 수 있음과 함께, 외부도체의 흐트러짐 등을 방지하는 것이 가능한 동축 케이블을 제공하는 것에 있다.
제1항에 기재된 동축 케이블은 외부도체의 내측에, 외부도체의 일부와 접촉하도록, 접착제로 외부도체에 접착된 금속층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제2항에 기재된 동축 케이블은 외부도체의 내측에, 금속층 및 접착제가 테이프 형상으로 일체화되어 형성된 테이프재를 구비하고, 금속층이, 외부도체의 일부와 접촉하도록, 접착제로 외부도체에 접착된 것을 특징으로 한다.
제3항에 기재된 동축 케이블은 테이프재가 수지층, 금속층, 접착제의 순으로 형성되고, 유전체와 금속층 사이에 수지층이 위치하는 것을 특징으로 한다.
제4항에 기재된 동축 케이블은 금속층의 두께가 1㎛ 이상 20㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
제5항에 기재된 동축 케이블은 외부도체의 외측의 가장 바깥둘레에 시스(sheath)를 배치하고, 시스의 외측의 가장 바깥지름이 1.4㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
제6항에 기재된 동축 케이블은 금속층이, 금속층의 외주면(外周面)에 선 방향을 따라 나선 형상으로 마련된 접착제로, 외부도체에 접착된 것을 특징으로 한다.
제7항에 기재된 동축 케이블은 테이프재가 선 방향을 따라 세로로 붙여지도록 배치된 것을 특징으로 한다.
제8항에 기재된 동축 케이블은 외부도체가, 복수개의 도선으로 이루어지는 도전 재료를 횡권하는 구조인 것을 특징으로 한다.
제9항에 기재된 동축 케이블은 사용 가능 주파수가 DC~110㎓가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
제10항에 기재된 동축 케이블은 180도 비틀기 전후의 특성 임피던스의 변화량이 1.0Ω 이하가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 외부도체의 내측에 외부도체의 일부와 접촉하도록 접착제로 외부도체에 접착된 금속층을 구비함으로써, 전기 특성이 개선되고, 비틀기 전후에서의 전기 특성의 변화를 억제하고, 세선화할 수 있음과 함께, 외부도체의 흐트러짐 등을 방지하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 동축 케이블의 절단면의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1의 절단면의 A부분을 확대한 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동축 케이블의 감쇠량을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동축 케이블의 비틀기 전후에서의 특성 임피던스의 변화를 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 동축 케이블의 접착제의 배치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1의 절단면의 A부분을 확대한 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동축 케이블의 감쇠량을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동축 케이블의 비틀기 전후에서의 특성 임피던스의 변화를 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 동축 케이블의 접착제의 배치의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명의 동축 케이블의 일례로서, 기본구성에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 동축 케이블의 절단면의 일례를 나타내는 설명도이다. 도 2는 도 1의 절단면의 A부분을 확대한 설명도이다. 도 3은 본 발명에 따른 동축 케이블의 감쇠량을 나타내는 설명도이다. 도 4는 본 발명에 따른 동축 케이블의 비틀기 전후에서의 특성 임피던스의 변화를 나타내는 설명도이다. 도 5는 본 발명에 따른 동축 케이블의 접착제의 배치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도면에 나타내는 동축 케이블(1, 10)은 중심에 내부도체(2)를 배치하고, 내부도체(2)의 바깥둘레에 유전체(3), 수지층(4), 금속층(5), 외부도체(8)를 순차 배치한다. 한편, 후술하는 바와 같이, 수지층(4)은 필수는 아니다. 또한, 도 1 및 도 2에서 동축 케이블(1)의 가장 외측에 시스(9)를 마련했지만, 동축 케이블로서는 시스를 배치한 것도 있고, 배치하지 않은 것도 있으며, 어느 경우여도 된다(시스(9)를 포함하는 케이스에 대해서는 명시하여 설명함).
본원 발명의 동축 케이블(1, 10)의 특징적인 구조는 외부도체(8)의 내측에, 외부도체(8)의 일부와 접촉하도록, 접착제(6)로 외부도체(8)에 접착된 금속층(5)을 구비하는 것이다. 한편, 동축 케이블(1, 10)의 전선으로서의 기본 요소인 내부도체(2), 유전체(3), 외부도체(8) 및 시스(9)에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 금속층(5) 및 접착제(6)와 함께 상세를 기재한다.
우선, 내부도체(2)의 재질은 도전성을 가지는 재질이라면 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면, 구리나 은, 알루미늄 등의 금속선이나, 혹은 그들에 주석, 철, 아연, 은, 니켈 등을 첨가한 합금선 등을 소선으로 사용할 수 있다. 금속선의 표면은 은, 주석 등의 도금이 입혀져도 된다. 또한, 내부도체(2)의 구성은 특별히 한정되지 않지만, 굴곡에 대한 유연성, 및 동축 케이블(1)의 세선화 등을 고려하면, 금속선을 복수개 묶어서 꼼으로써 형성되는 연선 구조가 바람직하다.
또한, 내부도체(2)의 바깥지름은 특별히 한정되지 않지만, 동축 케이블(1, 10)의 세선화 등을 고려하면, AWG(아메리칸 와이어 게이지) 28 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 AWG 36 이상, 가장 바람직하게는 AWG 40 이상이다.
유전체(3)의 재질은 전기 절연성을 가지는 재질이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 불소 수지나 폴리올레핀 등의 열가소성 수지나, 실리콘 고무, 불소 고무, 폴리염화비닐(PVC), 폴리우레탄 등을 들 수 있다. 유전체(3)의 재질은, 바람직하게는 불소 수지나 폴리올레핀 등의 열가소성 수지를 사용하면 되고, 폴리올레핀 등의 열가소성 수지는 유연성이나 압출 성형성 등에서 뛰어나다. 유전체(3)의 재질로서의 불소 수지는 다른 것과 비교하여, 유전율이 낮으면서 체적저항률이 높고 절연성도 높기 때문에 동축 케이블(1, 10)의 세선화에 적합하다.
수지층(4)은 필수는 아니지만, 후술할 테이프 형상의 구성을 채용한 경우에 수지층(4)을 가지는 것이 바람직하고, 테이프재(7)를 입히는 공정에서, 테이프재(7)에 장력이 가해져도 수지층(4)이 적당하게 늘어남으로써, 테이프재(7)의 파단을 막을 수 있다. 수지층(4)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 불소 수지 등을 들 수 있다. 유연성이나 가공성 등을 고려하면 PET가 바람직하다.
금속층(5)의 재질은 도전성을 가진다면 특별히 한정되지 않는다. 금속층(5)은 예를 들면, 구리, 알루미늄, 납, 주석, 은, 금 등을 들 수 있고, 쉴드 특성이나 가격 등을 고려하면 구리가 바람직하다. 금속층(5)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 1㎛ 이상 20㎛ 이하이다.
접착제(6)는 금속층(5)을 외부도체(8)에 접착하기 위한 것으로, 접착제(6)의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 접착제(6)의 재질은 예를 들면, 폴리에스테르계, 아크릴계, 올레핀계, 우레탄계, 실리콘계 등을 들 수 있고, 특히, 실록산 등의 불순물이 발생하지 않는 폴리에스테르계, 올레핀계, 우레탄계 등이 바람직하다. 접착제(6)가 폴리에스테르계인 경우, 금속층(5)과 외부도체(8)의 접착성, 내구성이 향상된다. 더욱이, 접착제(6)는 도전성을 가져도 된다. 접착제(6)에 도전성 접착제를 사용하는 방법이나, 접착제(6)에 도전성 필러를 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
접착제(6)의 융점은 특별히 한정되지 않지만, 상온에서 접착제(6)의 경화가 진행되지 않으면서 비교적 간이한 설비로 접착제(6)를 용융시킬 수 있는 60도~150도가 바람직하다. 더 바람직한 접착제(6)의 융점은 80도~100도이며, 예를 들면, 핫멜트 접착제를 들 수 있고, 핫멜트 접착제는 탄성 접착제 등과 비교하여 경화 속도가 빠르기 때문에 생산성이 뛰어나다.
또한, 접착제(6)의 유전율 및 유전정접은 특별히 한정되지 않지만, 고주파 특성의 관점에서 유전율이 4.0 이하, 유전정접이 0.1 이하인 것이 바람직하다.
외부도체(8)의 재질은 도전성을 가지는 재질이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 구리나 알루미늄 등의 금속선이나, 혹은 그것들에 주석, 철, 아연, 은, 니켈 등을 첨가한 합금선 등을 소선으로 사용할 수 있다. 외부도체(8)를 구성하는 금속선의 표면은 은, 주석 등의 도금이 입혀져도 된다.
외부도체(8)의 구조는 복수개의 도선으로 이루어지는 도전 재료를 횡권하는 구조가 바람직하다. 외부도체(8)는 편조 구조인 경우와 비교하면, 동축 케이블(1, 10)의 세선화에 유리하다. 동축 케이블(1, 10)에서는 금속층(5)이 접착제(6)로 외부도체(8)에 접착되기 때문에 외부도체(8)가 횡권 구조여도, 동축 케이블(1, 10)을 굴곡시켰을 때에 외부도체(8)의 흐트러짐이나 들뜸을 억제하는 것이 가능하다.
한편, 외부도체(8)의 횡권의 각도는 동축 케이블(1, 10)의 선 방향에 대하여 5~45도가 바람직하고, 특히 5~25도의 각도가 보다 바람직하다.
더욱이, 외부도체(8)의 소선 지름은 특별히 한정되지 않지만, 동축 케이블(1, 10)의 세선화를 고려하면, 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1㎜ 이하이다. 또한, 외부도체(8)의 개수는 특별히 한정되지 않지만, 외부도체(8)의 소선 지름, 및 외부도체(8)를 입힐 때의 제조 도중의 케이블의 바깥지름 등에 따라 적절히 결정된다.
시스(9)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르계 엘라스토머 등을 들 수 있다.
다음으로, 외부도체(8)와 금속층(5)의 접착의 상태를, 동축 케이블(1)의 절단면을 나타내는 도 1과, 도 1의 절단면의 A부분의 확대인 도 2를 바탕으로 설명한다. 우선, 외부도체(8)와 금속층(5)의 접착은 외부도체(8)의 내측에, 금속층(5)이 외부도체(8)의 일부와 접촉하도록 실시한다. 여기서, 금속층(5)의 전체면이 외부도체(8)에 밀착한 상태로 접촉할 필요는 없고, 외부도체(8)와 금속층(5) 사이에 도통(導通)이 있을 정도로 접촉하면 된다.
구체적으로는 도 2에 나타내는 바와 같이, 금속층(5)이, 외부도체 바깥둘레부(8a)에서 접하면, 일부가 접촉한 상태로 접착제(6)로 접착되었다고 간주할 수 있다. 한편, 예를 들면, 접착제(6a)의 부분에서는 외부도체(8)와 금속층(5) 사이에 접착제(6a)가 존재하고, 외부도체(8)와 금속층(5)이 접촉하지 않은 부분이 있는데, 다른 부분에서 접촉하면 접촉하지 않은 부분이 있어도 상관없다.
더욱이, 접착제(6)가 외부도체(8)와 금속층(5) 사이에 어느 정도 배치(충전)되었는지의 정도인데, 도 2의 접착제(6)에 일부 공극이 있는 바와 같이, 완전히 충전될 필요는 없고, 어디까지나 접착제(6)에 의해 외부도체(8)에 금속층(5)의 일부가 접착된 상태가 되면 된다. 더욱이, 도 2의 접착제(6b)로 나타내는 바와 같이, 접착제가 시스(9) 측으로 밀려나와도 동축 케이블(1)의 성능을 악화시키지 않은 한, 문제는 없다.
다음으로, 본원 발명에서의 동축 케이블(1, 10)의 생산성의 향상이나, 다양한 접착패턴의 제조가 용이한 테이프 형상의 구조를 가지는 테이프재(7)를 사용하는 경우의 설명을 실시한다.
테이프재(7)는 금속층(5) 및 접착제(6)가 테이프 형상으로 일체화되어 형성된 것이다. 한편, 테이프재(7)를 사용하는 경우, 접착제(6)가 외부도체(8) 측이 되도록 사용한다. 테이프재(7)에서는 금속층(5)에 대하여 접착제(6)를 층상으로 배치하게 되지만, 금속층(5)의 전체면에 접착제(6)를 배치하는 구조여도 되고, 접착제(6)를 가지는 부분과 가지지 않는 부분 양쪽이 존재하는 구조여도 된다. 접착제(6)를 가지는 부분과 가지지 않는 부분 양쪽이 존재하는 접착패턴으로는 예를 들면, 세로줄무늬, 가로줄무늬, 나선 형상 등을 포함하는 줄무늬 모양이나 체크 무늬, 도트 무늬 등을 들 수 있다.
테이프재(7)에 한정된 이야기는 아니지만, 도 5에 나타내는 바와 같은, 접착제(6)의 배치패턴, 즉 접착패턴이 접착제(6)를 가지는 부분과 가지지 않는 부분 양쪽을 교대로 배치한 나선 형상인 것이 바람직하다. 접착제(6)가 동축 케이블(10)의 선 방향에서 접착제(6)를 가지는 부분과 가지지 않는 부분 양쪽을 교대로 가짐으로써, 동축 케이블(10)을 굴곡시켰을 때에 외부도체(8)의 흐트러짐이나 들뜸을 억제하기 쉬워진다.
한편, 접착패턴이 나선 형상인 경우, 서로 이웃하는 접착제(6)끼리의 극간(피치)은 특별히 한정되지 않지만, 2㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 경우의 접착제(6)의 폭은 특별히 한정되지 않지만, 외부도체의 흐트러짐이나 들뜸을 보다 효과적으로 방지하는 관점에서 0.5㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다.
테이프재(7)에서 수지층(4)은 필수는 아니지만, 테이프재(7)가 수지층(4), 금속층(5), 접착제(6)의 순으로 형성되고, 유전체(3)와 금속층(5) 사이에 수지층(4)이 위치되는 바와 같은 구조로 하는 것도 가능하며, 수지층(4)의 효과는 상술한 바와 같다.
테이프재(7)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 동축 케이블(1, 10)의 세선화에 유리하면서 동축 케이블(1, 10)의 굴곡 시에서의 테이프재(7)의 영향을 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 동축 케이블(1, 10)의 굴곡에 대한 유연성의 유지가 가능해진다. 더 바람직한 테이프재(7)의 두께는 30㎛ 이하이며, 한층 더 동축 케이블(1, 10)의 세선화에 기여한다. 또한, 동축 케이블(1)의 시스(9)를 포함하는 가장 바깥지름이 1.2㎜ 이하인 경우, 테이프재(7)의 두께는 20㎛ 이하가 더 바람직하다.
동축 케이블(1, 10)에 가공되기 전의 테이프재(7)에서의 접착제(6)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 외부도체(8)의 흐트러짐이나 들뜸의 방지가 가능하면서, 접착제(6)가 감쇠량 등의 고주파 특성에 영향을 끼치는 것을 막는 것을 고려하면, 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하가 바람직하고, 나아가서는 1㎛ 이상 5㎛ 이하가 보다 바람직하다.
테이프재(7)에서의 수지층(4)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 1㎛ 이상 10㎛ 이하가 바람직하고, 나아가서는 1㎛ 이상 5㎛ 이하가 보다 바람직하다.
또한, 테이프재(7)에서의 금속층(5)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 금속층(5)이 테이프 형상인지 여부에 관계 없이, 1㎛ 이상 20㎛ 이하가 바람직하고, 1㎛~10㎛가 보다 바람직하지만, 가장 바람직하게는 3㎛~8㎛이다. 금속층(5)의 두께가 얇아짐으로써, 동축 케이블의 세선화에도 유리하며, 동축 케이블의 굴곡에 대한 유연성을 확보하기 쉬워진다.
테이프재(7)에서의 가장 바람직한 조합은 동축 케이블(1, 10)의 세선화가 가능하면서, 테이프재(7)의 인장 강도를 확보하는 관점에서, 수지층(4)의 두께가 1㎛ 이상 10㎛ 이하이면서, 금속층(5)의 두께가 5㎛ 이상 20㎛ 이하이면서, 접착제(6)의 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하이다.
한편, 테이프재(7)에서, 금속층(5) 및 접착제(6)의 두께의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 2~10:1이 바람직하다. 테이프재(7)에서의 금속층(5) 및 접착제(6)의 두께의 비율을 5~8:1로 함으로써, 접착제(6)가 필요 최소한으로 입혀져서, 테이프재(7)의 금속층(5)과 외부도체층(8) 사이의 도통이 양호해지기 때문에 전송 특성이 향상된다.
또한, 테이프재(7)의 폭은 특별히 한정되지 않지만, 테이프재(7)의 겹침 폭이 지나치게 크지 않아, 제조의 용이성, 경제성을 향상시킬 수 있는 범위로서, 유전체(3)의 바깥둘레의 1.5배 이하가 바람직하고, 나아가서는 1.2배 이하가 보다 바람직하다. 한편, 테이프재(7)의 폭은 테이프재(7)의 형태에 따르지 않고, 유전체(3)의 바깥둘레를 덮을 수 있는 범위로서, 유전체(3)의 바깥둘레의 0.8배 이상이 바람직하다.
한편, 테이프(7)에서의 수지층(4) 및 금속층(5)의 폭은 동일한 것이 바람직하지만, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 수지층(4)의 폭이 금속층(5)의 폭보다 넓어도 된다.
이와 같은 구성의 동축 케이블(1, 10)에 따르면, 외부도체(8)의 내측에 외부도체(8)의 일부와 접촉하도록 접착제(6)로 외부도체(8)에 접착된 금속층(5)을 구비함으로써 전기 특성이 개선되고, 비틀기 전후에서의 전기 특성의 변화를 억제하고, 세선화할 수 있음과 함께, 외부도체의 흐트러짐 등을 방지하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로는 동축 케이블(1, 10)의 세선화를 실시하면, 외부도체(8)를 배치할 때에 충분한 장력을 가하는 것이 어려워지기 때문에, 동축 케이블(1, 10)을 굴곡시켰을 때에 외부도체(8)의 흐트러짐이나 들뜸이 발생하기 쉬워지지만, 본 발명에서는 외부도체(8)에 금속층(5)을 접착했기 때문에 외부도체(8)의 흐트러짐이나 들뜸을 방지할 수 있다.
더욱이, 동축 케이블(1, 10)에 따르면, 외부도체(8)의 내측에 외부도체(8)의 일부와 접촉하도록 접착제(6)로 외부도체(8)에 접착된 금속층(5)을 구비함으로써, 동축 케이블(1, 10)을 가공할 때에 외부도체(8)의 흩어짐이 방지됨으로써, 동축 케이블(1, 10)의 가공 작업성의 향상이나, 동축 케이블(1, 10)을 커넥터부에 접속할 때에 반사 손실을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 동축 케이블(1, 10)의 외부도체(8)의 내측에, 외부도체(8)의 일부와 접촉하도록 금속층(5)을 가지기 때문에, 금속층(5)이 동축 케이블(1, 10)에서 쉴드 부재로서 작용하고, 동축 케이블(1, 10)의 쉴드 특성을 향상시키며, 전자 노이즈의 차폐 작용을 높이는 것이 가능하다.
또한, 동축 케이블(1, 10)은 외부도체(8)의 외측의 가장 바깥둘레에 시스(9)를 배치하고, 시스(9)의 외측의 가장 바깥지름이 1.4㎜ 이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 1.2㎜ 이하로 형성하도록 하는 것이 좋다.
또한, 테이프 형상의 테이프재(7)로 구성시킴으로써, 접착제(6)가 테이프재와 일체화되고, 미리 입힌 것을 특징으로 하기 때문에, 동축 케이블(1, 10) 자체의 제조 공정에서 접착제(6)를 도포하는 바와 같은 공정은 불필요하며, 나아가서는 시스(9)를 가지는 경우, 압출 성형 시의 가열에 의해 접착제(6)가 용융함으로써 외부도체(8)와의 접착이 가능하다.
시스(9)의 압출 성형 시에 가열과 동시에 가압되는 경우, 용융한 접착제(6)가 외부도체(8)의 선(線) 형상 몸체 사이에 침투함으로써, 테이프재(7)와 외부도체(8) 사이의 접착성이 보다 향상된다. 또한, 시스(9)의 압출 성형 시의 가압이 큰 경우, 접착제(6)가 외부도체(8)의 선 형상 몸체 사이에 침투하고, 금속층(5) 및 외부도체(8)가 접착제(6)를 개재하지 않고 접하는 부분이 생기기 때문에 도통한다. 도통함으로써, 금속층(5)을 가지는 테이프재(7)도 외부도체(8)와 일체로 작용하기 때문에 동축 케이블(1, 10)의 쉴드 특성을 향상시키고, 전자 노이즈의 차폐 작용을 높일 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
접착제(6)의 점도는 특별히 한정되지 않지만, 30~200Pa·s가 바람직하다. 접착제(6)가 완전히 경화되기 전에 테이프재(7)로부터 접착제(6)가 드리핑(dripping)되는 것을 방지하면서, 접착제(6)로 "코브웨빙(cobwebbing)"이 발생하여, 외부도체(8)에 여분의 접착제(6)가 부착되는 것도 방지할 수 있다.
더욱이, 동축 케이블(1, 10)의 테이프재(7)를 선 방향을 따라 세로로 붙이게 배치하도록 함으로써, 횡권과 비교하여, 유전체(3)와 외부도체(8) 사이의 평활성이 향상되기 때문에 감쇠량이나 반사 손실을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 동축 케이블(1, 10)의 테이프재(7)를 선 방향을 따라 세로로 붙이게 배치하도록 함으로써 세선화하기 쉬워진다.
한편, 동축 케이블(1, 10)을, 테이프재(7)에 의한 구조인지에 관계 없이, 사용 가능 주파수가 DC~110㎓가 되도록 형성된 형태로 하거나, 180도 비틀기 전후의 특성 임피던스의 변화량이 1.0Ω 이하가 되도록 형성된 형태로 하는 것이 가능하다.
실시예
이하, 본 발명의 동축 케이블에 대해 실시예 및 비교예를 들어 더 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명의 범위에 대해 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예의 동축 케이블은 내부도체는 바깥지름 0.045㎜의 은도금 연동선의 소선을 7개 서로 꼬고, 바깥지름이 약 0.135㎜가 되는 연선이며, 유전체는 두께 0.14㎜의 PFA 수지이다. 테이프재를 구성하는 수지층은 두께 4㎛의 PET이며, 금속층은 두께 8㎛의 구리이며, 접착제는 폴리에스테르계 핫멜트 접착제이다. 테이프재는 동축 케이블의 지름방향에서, 내측으로부터 순서대로 수지층, 금속층, 접착제를 가진다. 접착제의 배치패턴에 대해서는 후술한다.
실시예 및 비교예의 동축 케이블의 외부도체는 바깥지름 0.03㎜의 은도금 연동선의 소선을 45개 사용한 횡권 구조이며, 횡권의 각도는 동축 케이블의 선 방향에 대하여 13.0도이다. 시스는 두께 0.03㎜의 PFA 수지이다.
실시예 1은 접착제의 배치패턴을 각각 바꿔서 "실시예 1-1~1-3"이라고 기재한다. 실시예 1-1은 접착제의 배치패턴이 나선 형상이며, 동축 케이블의 선 방향에서, 접착제의 폭, 및 서로 이웃하는 접착제끼리의 극간(피치)은 약 0.5㎜이다. 실시예 1-2는 접착제의 배치패턴이 나선 형상이며, 동축 케이블의 선 방향에서 접착제의 폭, 및 서로 이웃하는 접착제끼리의 극간(피치)은 약 2.0㎜이다. 실시예 1-3은 금속층의 바깥둘레 전체면에 접착제를 가진다.
비교예 1은 접착제를 가지지 않는 구조이다. 동축 케이블은 금속층의 외주면에 직접 외부도체를 횡권한 구조이다.
실시예 1 및 비교예 1에 대해, 외부도체의 흩어짐의 평가를 실시하고, 결과를 표 1에 나타낸다.
(외부도체의 흩어짐 평가 방법)
우선, 동축 케이블의 길이방향의 단부(端部)의 시스 30㎜를 제거하고, 외부도체를 노출시킨다. 이 단계에서 외부도체에 흩어짐이 발생한 경우는 흩어짐 평가를 "×"로 한다. 다음으로, 노출된 외부도체 20㎜를 약 250도의 솔더배스(solder bath)에 2초 담가서, 이하의 기준으로 흩어짐을 평가했다.
◎: 흩어짐 발생 없음
○: 시스를 제거한 동축 케이블의 바깥지름의 1배 이하의 흩어짐 발생
×: 시스를 제거한 동축 케이블의 바깥지름의 1배보다 큰 흩어짐 발생
표 1로부터, 모든 실시예 1-1~1-3은 비교예 1과 비교하여, 외부도체의 흐트러짐이나 들뜸을 방지할 수 있는데, 이것은 금속층과 외부도체 사이의 적어도 일부에 접착제가 있기 때문이다. 실시예 1-1 및 1-3은 실시예 1-2와 비교하여, 외부도체의 흐트러짐이나 들뜸을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 이것은 접착제의 배치패턴이 나선 형상인 경우, 외부도체의 흐트러짐이나 들뜸을 보다 효과적으로 방지하기 위해서는 피치가 일정값 이하인 것이 필요한 것을 나타낸다.
또한, 실시예 1-3과 비교예 2에서의 감쇠량의 비교를 실시한 결과가 도 3에 나타내는 그래프이다. 여기서, 실시예 1은 상술한 동축 케이블이지만, 비교예 2는 비교예 1과 동축 케이블로서의 기본 구조는 동일하지만, 테이프 재료를 가지지 않는 것이다.
(감쇠량 평가 방법)
네트워크 애널라이저(키사이트 테크놀로지 제품 N5230A)를 이용하여, 길이 1000㎜의 동축 케이블에 대하여 300㎑부터 110㎓의 범위에서 감쇠량을 측정했다.
도 3의 그래프로 알 수 있는 바와 같이, 테이프재가 있는 경우와 없는 경우는 감쇠량에 큰 차가 있고, 테이프재가 있음으로써 감쇠량을 억제할 수 있다. 한편, 본 발명의 동축 케이블이 사용되는 주파수 대역은 특별히 한정되지 않지만, 도 3의 그래프에서도 분명한 바와 같이, DC~110㎓의 광대역에서 사용 가능하다. 특히, 본 발명의 동축 케이블은 감쇠량을 고려하면 100㎒~110㎓에서의 사용에 적합하고, 보다 바람직하게는 3㎓~110㎓, 가장 바람직하게는 30㎓~110㎓의 고주파대역이다.
또한, 실시예 1-3과 비교예 1의 사양의 동축 케이블에 180도 비틀기를 가한 전후에서의 특성 임피던스의 변화를 나타낸 그래프가 도 4이다.
(특성 임피던스 변화량의 측정 방법)
길이: 150㎜(양단 커넥터 달림)
측정기: 네트워크 애널라이저(키사이트 테크놀로지 제품 N5230A)
통상(직선) 상태에서의 저항값과, 180° 비틀기 상태의 저항값(특성 임피던스)의 차를 변화량으로 한다.
도 4(A)가, 접착제로 접착된 동축 케이블의 비틀기 전, 180도 비틀 때 및 비틀었다 되돌릴 때의 특성 임피던스를 나타낸 것인데, 180도 비틀기 전후의 특성 임피던스의 변화량은 0.1Ω 이하로 억제되었다. 이에 반하여 접착제 없음의 비교예 1에서는 최악의 경우에 특성 임피던스의 변화량이 1Ω을 초과하는 결과가 되었다. 이와 같이, 본원 발명의 동축 케이블은 비틀기에 대한 전송 특성의 안정성이 뛰어나다. 특히, 특성 임피던스의 안정성에 대해, 180° 비틀 때의 변화량이 비틀기 전과 비교하여 1.0Ω 이내인 바와 같이 구성하는 것이 가능하고, 보다 바람직하게는 0.5Ω 이내로 억제하는 것도 가능하다.
본 발명은 본 발명의 광의의 정신과 범위를 일탈하지 않고, 다양한 실시형태 및 변형이 가능하게 되는 것이다. 또한, 상술한 실시형태는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. 즉, 본 발명의 범위는 실시형태가 아닌, 특허청구범위에 의해 나타내진다. 그리고 특허청구범위 내 및 그와 동등한 발명의 의의의 범위 내에서 실시되는 다양한 변형이 본 발명의 범위 내로 간주된다.
본 출원은 2018년 6월 25일에 출원된 일본국 특허출원 특원2018-119743호에 기초한다. 본 명세서 중에 일본국 특허출원 특원2018-119743호의 명세서, 특허청구범위, 도면 전체를 참조로서 거두어들이는 것으로 한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 전기 특성이 개선되고, 비틀기 전후에서의 전기 특성의 변화를 억제하고, 세선화할 수 있음과 함께, 외부도체의 흐트러짐 등을 방지하는 것이 가능한 동축 케이블을 제공할 수 있다.
1: 동축 케이블
2: 내부도체
3: 유전체
4: 수지층
5: 금속층
6: 접착제
6a: 접착제
6b: 접착제
7: 테이프재
8: 외부도체
8a: 외부도체 바깥둘레부
9: 시스
10: 동축 케이블
2: 내부도체
3: 유전체
4: 수지층
5: 금속층
6: 접착제
6a: 접착제
6b: 접착제
7: 테이프재
8: 외부도체
8a: 외부도체 바깥둘레부
9: 시스
10: 동축 케이블
Claims (10)
- 내부도체의 바깥둘레에 적어도 유전체, 외부도체를 순차 배치하여 이루어지는 동축 케이블에 있어서,
상기 외부도체의 내측에, 상기 외부도체의 일부와 접촉하도록, 접착제로 상기 외부도체에 접착된 금속층을 구비하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 내부도체의 바깥둘레에 적어도 유전체, 외부도체를 순차 배치하여 이루어지는 동축 케이블에 있어서,
상기 외부도체의 내측에, 금속층 및 접착제가 테이프 형상으로 일체화되어 형성된 테이프재를 구비하고,
상기 금속층이, 상기 외부도체의 일부와 접촉하도록, 상기 접착제로 상기 외부도체에 접착된 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제2항에 있어서,
상기 테이프재가 수지층, 상기 금속층, 상기 접착제의 순으로 형성되고,
상기 유전체와 상기 금속층 사이에 상기 수지층이 위치하는 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층의 두께가 1㎛ 이상 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부도체의 외측의 가장 바깥둘레에 시스(sheath)를 배치하고, 상기 시스의 외측의 가장 바깥지름이 1.4㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층이, 상기 금속층의 외주면(外周面)에 선 방향을 따라 나선 형상으로 마련된 상기 접착제로, 상기 외부도체에 접착된 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제2항, 제3항, 제2항 및 제3항을 인용하는 제4항, 제2항 및 제3항을 인용하는 제5항, 또는 제2항 및 제3항을 인용하는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 테이프재가 선 방향을 따라 세로로 붙여지도록 배치된 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부도체가, 복수개의 도선으로 이루어지는 도전 재료를 횡권하는 구조인 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
사용 가능 주파수가 DC~110㎓가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 동축 케이블. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
180도 비틀기 전후의 특성 임피던스의 변화량이 1.0Ω 이하가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 동축 케이블.
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