TW202203257A - 電纜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種電纜的製造方法，包括下列步驟：一內層的二側邊分別沿著一圓周方向及圓周方向的反方向繞過一第一導體的二側並且互相結合，使得內層披覆在第一導體的一外表面上；以及一外層一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的一長度方向連續纏繞在內層的一外表面上，以形成一條電纜。藉此，本發明能夠避免內層產生皺摺，提升內層與第一導體的貼合性與包覆性。再者，本發明能夠增加電纜的整體結構強度，同時還能夠避免內層和外層變形及第一導體偏心等問題，提升電纜的真圓度和同心度。此外，本發明的電氣特性及機械特性更為出色。

Description

電纜及其製造方法
本發明是有關一種電纜及其製造方法，特別是一種電氣特性和機械特性優異的電纜及其製造方法。
一般來說，電纜包含一導體和一絕緣層，絕緣層覆蓋在導體的外表面上，絕緣層能夠保護導體及提供絕緣效果。
習知的電纜的製造方法包含押出成型和繞包等兩種。如圖1所示，押出成型方法為：一絕緣材料押出成型在一導體2的外表面上，絕緣材料形成一絕緣層3，以形成一條電纜1。如附件1所示，繞包方法為：一絕緣包帶纏繞在一導體的外表面上，絕緣包帶形成一絕緣層，以形成一條電纜。
為了在高速電纜追求傳輸效率的應用上能夠降低插入損失(Insertion Loss(dB))，通常需要使用較低介電常數的材料作為絕緣層，例如聚丙烯(polypropylene，縮寫為PP)、聚乙烯(polyethylene，縮寫為PE)、過氟烷基化物(perfluoroalkoxy，縮寫為PFA)、氟化乙烯丙稀共聚物(Fluorinated ethylene propylene，縮寫為FEP)和聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene，縮寫為PTFE)等絕緣材料。押出成型方法的絕緣材料較常使用聚丙烯、聚乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物和過氟烷基化物等材料製成，繞包方法的絕緣包帶較常使用聚四氟乙烯等材料製成。
然而，押出成型方法的問題在於：絕緣層的介電常數對於高頻/高速傳輸的效能有很大的影響，因此通常會使用發泡材料來降低介電常數，但發泡材料在製造過程中不易達到分布及良率的標準。
繞包方法雖可解決押出成型方法的問題，但由於聚四氟乙烯製成的絕緣包帶較軟，所以繞包裝置難以控制絕緣包帶纏繞在導體上的張力。如果繞包裝置將絕緣包帶拉得太緊，絕緣包帶容易拉伸變形而產生皺摺。如果繞包裝置將絕緣包帶拉得太鬆，絕緣包帶的包覆性不佳，無法密合，與導體貼合度不良，導致絕緣包帶與導體產生滑動。如附件2所示，絕緣層明顯變形且產生皺摺且真圓度差，導體偏心，電纜的同心度差。上述問題將導致電纜的電氣特性和機械特性變差。
本發明的主要目的在於提供一種電纜及其製造方法，能夠避免內層產生皺摺，使得內層能夠平整地披覆在第一導體的外表面上，提升內層與第一導體的貼合性與包覆性。
本發明的另一目的在於提供一種電纜及其製造方法，能夠增加電纜的整體結構強度，同時還能夠避免內層和外層變形及第一導體偏心等問題，提升電纜的真圓度和同心度。
本發明的又一目的在於提供一種電纜及其製造方法，相較於習知的繞包方法製成的電纜，本發明的電纜的電氣特性以及機械特性更為出色。
為了達成前述的目的，本發明提供一種電纜的製造方法，包括下列步驟：一內層的二側邊分別沿著一圓周方向及圓周方向的反方向繞過一第一導體的二側並且互相結合，使得內層披覆在第一導體的一外表面上；以及一外層一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的一長度方向連續纏繞在內層的一外表面上，以形成一條電纜。
在一實施例中，內層包括一第一包帶，第一包帶的二側邊分別沿著圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體的二側並且互相結合，使得第一包帶披覆在第一導體的外表面上。
在一實施例中，內層包括複數第一包帶，該等第一包帶的二側邊分別依序沿著圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體的二側並且互相結合，使得該等第一包帶的其中之一披覆在第一導體的外表面上，其餘第一包帶依序披覆在前一層第一包帶的一外表面上。
較佳地，第一包帶的材料為絕緣材料。
較佳地，絕緣材料為聚四氟乙烯。
在一實施例中，外層包括一第二包帶，第二包帶一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的長度方向連續纏繞在內層的外表面上。
在一實施例中，外層包括複數第二包帶，該等第二包帶的其中之一一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的長度方向連續纏繞在內層的外表面上，其餘第二包帶一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的長度方向連續纏繞在前一層第二包帶的一外表面上。
較佳地，第二包帶的材料為絕緣材料。
較佳地，絕緣材料為聚四氟乙烯。
為了達成前述的目的，本發明提供一種電纜，包括一第一導體、一內層以及一外層。內層的二側邊分別沿著一圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體的二側並且互相結合，使得內層披覆在第一導體的一外表面。外層一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的一長度方向連續纏繞在內層的一外表面上。
在一實施例中，內層包括一第一包帶，第一包帶的二側邊分別沿著圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體的二側並且互相結合，使得第一包帶披覆在第一導體的外表面上。
在一實施例中，內層包括複數第一包帶，該等第一包帶的二側邊分別依序沿著圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體的二側並且互相結合，使得該等第一包帶的其中之一披覆在第一導體的外表面上，其餘第一包帶依序披覆在前一層第一包帶的一外表面上。
較佳地，第一包帶的材料為絕緣材料。
較佳地，絕緣材料為聚四氟乙烯。
在一實施例中，外層包括一第二包帶，第二包帶一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的長度方向連續纏繞在內層的外表面上。
在一實施例中，外層包括複數第二包帶，該等第二包帶的其中之一一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的長度方向連續纏繞在內層的外表面上，其餘第二包帶一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體的長度方向連續纏繞在前一層第二包帶的一外表面上。
較佳地，第二包帶的材料為絕緣材料。
較佳地，絕緣材料為聚四氟乙烯。
本發明的功效在於，本發明的電纜的內層披覆在第一導體的外表面的方式，能夠避免內層產生皺摺，使得內層能夠平整地披覆在第一導體的外表面上，提升內層與第一導體的貼合性與包覆性。
再者，本發明的電纜的外層連續纏繞在內層的外表面的方式，能夠增加電纜的整體結構強度，同時還能夠避免內層和外層變形及第一導體偏心等問題，提升電纜的真圓度和同心度。
此外，相較於習知的繞包方法製成的電纜，本發明的電纜的電氣特性(例如，阻抗值、插入耗損、時差)以及機械特性(例如，真圓度、皺褶、可撓性/彎折性)更為出色。
以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
請參閱圖2至圖6，分別是本發明的電纜的製造方法的流程圖、第一實施例的步驟S1和步驟S2的示意圖、電纜41的第一實施例的橫剖面圖和縱剖面圖。本發明提供一種電纜的製造方法，包括下列步驟：步驟S1：一內層20的二側邊211、212分別沿著一圓周方向及圓周方向的反方向繞過一第一導體10的二側並且互相結合，使得內層20披覆在第一導體10的一外表面上；以及步驟S2：一外層30一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體10的一長度方向連續纏繞在內層20的一外表面上，以形成一條電纜41。
進一步地說，如圖2及圖3所示，在第一實施例的步驟S1中，內層20包括一第一包帶21，第一包帶21的二側邊211、212分別沿著圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體10的二側並且互相結合，使得第一包帶21披覆在第一導體10的外表面上。如圖2及圖4所示，在第一實施例的步驟S2中，外層30包括一第二包帶31，第二包帶31一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體10的長度方向連續纏繞在內層20的第一包帶21的一外表面上，以形成一條電纜41(參見圖5及圖6)。較佳地，第一包帶21和第二包帶31的材料為絕緣材料，提供絕緣效果。其中，絕緣材料以聚四氟乙烯為佳。
如圖5及圖6所示，本發明提供一種電纜41，包括第一導體10、內層20和外層30，第一導體10、內層20和外層30的結構及其連接關係如前所述。
請參閱圖7及圖8，圖7是本發明的電纜模組的製造方法的流程圖，圖8是本發明的電纜模組40的第一實施例的橫剖面圖。本發明提供一種電纜模組的製造方法，包括下列步驟：
步驟S10：該二條電纜41的內側互相接觸。
步驟S20：一第二導體42接觸該二條電纜41的外表面。
步驟S30：一內膜43的二側邊分別沿著另一圓周方向及另一圓周方向的反方向繞過該二條電纜41的一側和該第二導體42的一側並且互相結合，使得內膜43覆蓋該二條電纜41與第二導體42。
步驟S40：一中膜44一邊沿著另一圓周方向一邊沿著該二條電纜41的長度方向連續纏繞在內膜43的一外表面上。
步驟S50：一外膜45一邊沿著另一圓周方向一邊沿著該二條電纜41的長度方向連續纏繞中膜44的一外表面上，以形成一電纜模組40。
如圖8所示，本發明提供一種電纜模組40，包括該二條電纜41、第二導體42、內膜43、中膜44和外膜45，該二條電纜41、第二導體42、內膜43、中膜44和外膜45的結構及其連接關係如前所述。較佳地，內膜43和中膜44的材料為鋁箔麥拉(Al-Mylar)，外膜45的材料為熱熔聚對苯二甲酸乙二酯麥拉(Hot-melt-PET Mylar)。
請參閱圖2及圖9至圖14，分別是本發明的電纜的製造方法的流程圖、第二實施例的步驟S1和步驟S2的示意圖、電纜41A的第二實施例的橫剖面圖和縱剖面圖。如圖2、圖9及圖10所示，在第二實施例的步驟S1中，內層20A包括複數第一包帶21，該等第一包帶21的二側邊211、212分別依序沿著圓周方向及圓周方向的反方向繞過第一導體10的二側並且互相結合，使得該等第一包帶21的其中之一披覆在第一導體10的外表面上，其餘第一包帶21依序披覆在前一層第一包帶21的一外表面上。如圖2、圖11及圖12所示，在第二實施例的步驟S2中，外層30A包括複數第二包帶31，該等第二包帶31的其中之一一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體10的長度方向連續纏繞在位於內層20A的最外側的第一包帶21的外表面上，其餘第二包帶31一邊沿著圓周方向一邊沿著第一導體10的長度方向連續纏繞在前一層第二包帶31的一外表面上，以形成一條電纜41A(參見圖13及圖14)。較佳地，第一包帶21和第二包帶31的材料為絕緣材料，提供絕緣效果。其中，絕緣材料以聚四氟乙烯為佳。
如圖13及圖14所示，本發明提供一種電纜41A，包括第一導體10、內層20A和外層30A，第一導體10、內層20A和外層30A的結構及其連接關係如前所述。
請參閱圖7和圖15，圖7是本發明的電纜模組的製造方法的流程圖，圖15是本發明的電纜模組40A的第二實施例的橫剖面圖。電纜模組的製造方法的第二實施例與第一實施例的差別在於：使用電纜41A。電纜模組的第二實施例的結構第一實施例的差別在於：電纜41A與電纜41的結構不同。除此之外，其餘技術特徵與第一實施例完全相同。
申請人進一步對本發明的電纜41、41A與習知的繞包方法製成的電纜進行各種電氣特性和各種機械特性的測試。電氣特性的測試包括阻抗值(Differential Impedance)、插入損失(Insertion Loss @13.28 G/Hz)及時差(Skew)，阻抗值的設計目標值為105
Figure 02_image001
5
Figure 02_image003
。機械特性的測試包括真圓度、皺褶及可撓性/彎折性，可撓性/彎折性的測試條件包括(1)彎折半徑為10
Figure 02_image005
R及(2)彎折角度為180
Figure 02_image007
90
Figure 02_image009
及(3)彎折速度為13 cycles/min及(4)負載為50g)。茲將測試結果整理在下列表格中：
  習知的繞包方法製成的電纜 本發明的電纜41、41A
阻抗值 99~119
Figure 02_image003
 102~109
Figure 02_image003
插入損失
Figure 02_image011
-3.40 dB/m
Figure 02_image011
-2.70 dB/m
時差
Figure 02_image011
16 ps/M
Figure 02_image011
10 ps/M
可撓性/彎折性 60 cycles 500 cycles
真圓度 80~85% 高於93%
皺褶 有 無
從上述表格可知，相較於習知的繞包方法製成的電纜，本發明的電纜41、41A具有以下數個優點：其一，本發明的電纜41、41A的真圓度明顯比較高，更趨近於圓形；其二，本發明的電纜41、41A的阻抗值更接近設計目標值105
Figure 02_image003
，阻抗值更為穩定；其三，本發明的電纜41、41A的插入耗損較少，傳輸訊號的真實性和完整性較佳；其四，本發明的電纜41、41A的時差較小，較不易產生誤判，誤碼率降低；其五，本發明的電纜41、41A的可撓性/彎折性較佳，使用壽命較長；其六，本發明的電纜41、41A無皺褶，能夠提升內層20、20A與第一導體10的貼合性與包覆性。
綜上所述，本發明的電纜41、41A的內層20、20A披覆在第一導體10的外表面的方式，能夠避免內層20、20A產生皺摺，使得內層20、20A能夠平整地披覆在第一導體10的外表面上，提升內層20、20A與第一導體10的貼合性與包覆性。上述結果可從附件3的金相圖明顯觀察到。
再者，本發明的電纜41、41A的外層30、30A連續纏繞在內層20、20A的外表面的方式，能夠增加電纜41、41A的整體結構強度，同時還能夠避免內層20、20A和外層30、30A變形及第一導體10偏心等問題，提升電纜41、41A的真圓度和同心度。上述結果可從附件3的金相圖明顯觀察到。
此外，相較於習知的繞包方法製成的電纜，本發明的電纜41、41A的電氣特性(例如，阻抗值、插入耗損、時差)以及機械特性(例如，真圓度、皺褶、可撓性/彎折性)更為出色。
值得一提的是，使用本發明的電纜41、41A進一步製成的電纜模組40、40A擁有本發明的電纜41、41A的全部優點。
以上所述者僅為用以解釋本發明的較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的發明精神下所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護的範疇。
《附件》 附件1是習知的電纜的繞包照片。 附件2是習知的電纜的實際產品的剖面照片。 附件3是本發明的電纜的金相圖。
1:電纜 2:導體 3:絕緣層 10:第一導體 20,20A:內層 21:第一包帶 211,212:側邊 30,30A:外層 31:第二包帶 40,40A:電纜模組 41,41A:電纜 42:第二導體 43:內膜 44:中膜 45:外膜 S1~S2:步驟 S10~S50:步驟
［圖1〕是習知的電纜的剖面圖。 ［圖2〕是本發明的電纜的製造方法的流程圖。 ［圖3〕是本發明的電纜的製造方法的第一實施例的步驟S1的示意圖。 ［圖4〕是本發明的電纜的製造方法的第一實施例的步驟S2的示意圖。 ［圖5〕是本發明的電纜的第一實施例的橫剖面圖。 ［圖6〕是本發明的電纜的第一實施例的縱剖面圖。 ［圖7〕是本發明的電纜模組的製造方法的流程圖。 ［圖8〕是本發明的電纜模組的第一實施例的橫剖面圖。 ［圖9〕和［圖10〕是本發明的電纜的製造方法的第二實施例的步驟S1的示意圖。 ［圖11〕和［圖12〕是本發明的電纜的製造方法的第二實施例的步驟S2的示意圖。 ［圖13〕是本發明的電纜的第二實施例的橫剖面圖。 ［圖14〕是本發明的電纜的第二實施例的縱剖面圖。 ［圖15〕是本發明的電纜模組的第二實施例的橫剖面圖。
S1~S2:步驟

Claims (18)

  1. 一種電纜的製造方法，包括下列步驟： 一內層的二側邊分別沿著一圓周方向及該圓周方向的反方向繞過一第一導體的二側並且互相結合，使得該內層披覆在該第一導體的一外表面上；以及 一外層一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的一長度方向連續纏繞在該內層的一外表面上，以形成一條電纜。
  2. 如請求項1所述的電纜的製造方法，其中，該內層包括一第一包帶，該第一包帶的二側邊分別沿著該圓周方向及該圓周方向的反方向繞過該第一導體的二側並且互相結合，使得該第一包帶披覆在該第一導體的該外表面上。
  3. 如請求項1所述的電纜的製造方法，其中，該內層包括複數第一包帶，該等第一包帶的二側邊分別依序沿著該圓周方向及該圓周方向的反方向繞過該第一導體的二側並且互相結合，使得該等第一包帶的其中之一披覆在該第一導體的該外表面上，其餘第一包帶依序披覆在前一層第一包帶的一外表面上。
  4. 如請求項2或3所述的電纜的製造方法，其中，該第一包帶的材料為絕緣材料。
  5. 如請求項4所述的電纜的製造方法，其中，該絕緣材料為聚四氟乙烯。
  6. 如請求項1所述的電纜的製造方法，其中，該外層包括一第二包帶，該第二包帶一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的該長度方向連續纏繞在該內層的該外表面上。
  7. 如請求項1所述的電纜的製造方法，其中，該外層包括複數第二包帶，該等第二包帶的其中之一一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的該長度方向連續纏繞在該內層的該外表面上，其餘第二包帶一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的該長度方向連續纏繞在前一層第二包帶的一外表面上。
  8. 如請求項6或7所述的電纜的製造方法，其中，該第二包帶的材料為絕緣材料。
  9. 如請求項8所述的電纜的製造方法，其中，該絕緣材料為聚四氟乙烯。
  10. 一種電纜，包括： 一第一導體； 一內層，其二側邊分別沿著一圓周方向及該圓周方向的反方向繞過該第一導體的二側並且互相結合，使得該內層披覆在該第一導體的一外表面；以及 一外層，一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的一長度方向連續纏繞在該內層的一外表面上。
  11. 如請求項10所述的電纜，其中，該內層包括一第一包帶，該第一包帶的二側邊分別沿著該圓周方向及該圓周方向的反方向繞過該第一導體的二側並且互相結合，使得該第一包帶披覆在該第一導體的該外表面上。
  12. 如請求項10所述的電纜，其中，該內層包括複數第一包帶，該等第一包帶的二側邊分別依序沿著該圓周方向及該圓周方向的反方向繞過該第一導體的二側並且互相結合，使得該等第一包帶的其中之一披覆在該第一導體的該外表面上，其餘第一包帶依序披覆在前一層第一包帶的一外表面上。
  13. 如請求項11或12所述的電纜，其中，該第一包帶的材料為絕緣材料。
  14. 如請求項13所述的電纜，其中，該絕緣材料為聚四氟乙烯。
  15. 如請求項10所述的電纜，其中，該外層包括一第二包帶，該第二包帶一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的該長度方向連續纏繞在該內層的該外表面上。
  16. 如請求項10所述的電纜，其中，該外層包括複數第二包帶，該等第二包帶的其中之一一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的該長度方向連續纏繞在該內層的該外表面上，其餘第二包帶一邊沿著該圓周方向一邊沿著該第一導體的該長度方向連續纏繞在前一層第二包帶的一外表面上。
  17. 如請求項15或16所述的電纜，其中，該第二包帶的材料為絕緣材料。
  18. 如請求項17所述的電纜，其中，該絕緣材料為聚四氟乙烯。
TW110104853A 2020-07-07 2021-02-09 電纜及其製造方法 TW202203257A (zh)

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