专利名称：：信号传输用电缆及多芯电缆的制作方法
技术领域：
：本发明涉及的信号传输电缆1如图1所示，将4芯的在内部导体2的外周具有以氟树脂为主材料的绝缘体层3的内部绝缘芯线4进行绞合，在其外周具有以氟树脂为主材料、作为着色颜料添加2种添加剂的皮层5,在该皮层5的外周具有外部导体(屏蔽)6,在该外部导体6的外周具有由绝缘体构成的护套层(套管)7。内部绝缘芯线4的内部导体2最好是将多根铜合金线或镀银铜合金线绞合来形成。考虑到使信号传输电缆1通到笔记本电脑或手机的铰链部，内部导体2的尺寸适宜为40AWG(7/0.0280.032)~44AWG(7/0.014~0.018)。内部绝缘芯线4的绝缘体层3适宜被挤出成薄壁。绝缘体层3适宜由在6GHz以下的频率、特别是800MHz至1.9GHz频带的介电常数、介电损耗角正切稳定的材料构成。氟树脂中优选的是PFA。内部绝缘芯线4的绝缘体层3的厚度小于40pm。4芯的内部绝缘芯线4，在绝缘体层3中含有颜色分别不同的绝缘材料。这样，各内部绝缘芯线4的颜色不同。对于内部绝缘芯线4以4芯绞合的部分(芯8)的绞合来说，绞合间距适宜为绞合后的外径的3040倍。绞合的方向适宜与内部导体2的绞合方向相同。皮层5是对作为主材料的氟树脂添加2种添加剂作为着色颜料的层。添加剂有如下物质。氧化钛对于切断由铜构成的外部导体的光波长(1064nm),主要作为光反射剂发挥功能，炭黑以及镍对于切断由铜构成的外部导体的光波长(1064nm)，主要作为光吸收剂发挥功能。皮层5相对于作为主材料的氟树脂，可以含有0.090.46wt。/。的炭黑、0.331.62wt。/o的氧化钛。此时，皮层5呈灰色。皮层5相对于作为主材料的氟树脂，可以含有0.421.52wt。/。的氧化钛、0.270.85wt。/。的镍。此时，皮层5呈黄色。皮层5可以通过挤出成型来形成，或者通过压巻来形成。挤出成型时，皮层5优选披覆芯8的整个外周。皮层5适宜被挤出成薄壁。皮层5适宜由耐伸长性和耐弯曲性都良好，并且在6GHz以下的频率、特别是在800MHz至1.9GHz频带的介电常数、介电损耗角正切稳定的材料构成。氟树脂中优选PFA(全氟烷氧基；perfluoroalkoxy)。此时，至于皮层5的厚度，当外部导体6由多个线材构成时，适宜为该线材直径的0.5~1.0倍。压巻时，皮层5适宜压巻氟树脂带。此时，为了使氟树脂带彼此之间不重合，适宜对接巻绕。外部导体6适宜是将镀银或镀锡硬铜线、或者镀银或镀锡铜合金线进行绕包的导体，或者是编织了镀银的铜合金线的导体。根据需要，也可以进行双重等多重的绕包或编织。护套层7适宜壁薄、并且由耐受于反复弯曲的材料构成。护套层7例如由PFA等氟树脂构成。如果考虑到使信号传输电缆1通到笔记本脑或手机的铰链部，则信号传输电缆1的外径适宜是0.7mm以下。通过具有以上的构成，信号传输电缆1在弯曲或绞合时，形成芯8的4芯的内部绝缘芯线4在皮层5中保持一定的间隔，因此电气特性稳定。特别是特性阻抗稳定，因此在眼图试验、串扰试验中可得到良好的结果。信号传输电缆1的4芯内部绝缘芯线4的机械特性因皮层5而增强，因此，其弯曲寿命(耐弯曲性)显著提高。由于信号传输电缆1的芯8的绞合直径变细，因此扭转寿命(耐扭转性)提高。信号传输电缆1的芯8因皮层5而^皮保护，因此，即l吏外部导体6绕包了线材，扭转寿命也不会縮短。信号传输电缆1在实施将内部绝缘芯线4以0.5~0.3mm间距进行排列的终端加工时，构成外部导体6的绕包线材不会刺入绝缘体层3。另外，信号传输电缆1的皮层5中，相对于作为主材料的氟树脂，含有0.090.46wt。/。的炭黑、0.331.62wt。/。的氧化钛，或者含有0.421.52wt。/。的氧化钛、0.270.85wt。/。的镍，因此，没有在用激光同时切断外部导体6与皮层5时所产生的诸多问题，皮层5的成型也容易。即，如果单独添加氧化钛，则氧化钛与其他的着色颜料相比，具有容易反射光的特性，通过反射激光能够熔化周围的绝缘材料，因此，从同时切断外部导体与皮层的角度考虑是有利的，另一方面，氧化钛还同时具有容易透过光的特性，因此，对内部绝缘体与内部导体的损伤大。因此，在本发明中，将具有对于切断外部导体(Cu)的激光的光波长(1064nm)容易吸收光而不易透过光的特性的炭黑，与氧化钛并用，从而，通过激光可同时切断外部导体与皮层，同时，能够防止激光对内部绝缘体和内部导体的损伤。另外，本发明人等发现，作为对于氧化钛的第2添加剂，选定具有对于切断外部导体(Cu)的激光的光波长(1064nm)容易吸收光的特性的镍，在以规定的比例配合氧化钛与镍时，也与上述同样，可由激光同时切断外部导体与皮层，同时，能够防止激光对内部绝缘体和内部导体的损伤。另外，信号传输电缆1具有防止激光传至内部绝缘芯线4的皮层5，因此，可以将各内部绝缘芯线4的颜色制成除黑色以外的各种颜色。通过使各内部绝缘芯线4的颜色不同，容易目视识别。如上所述，信号传输电缆1不仅电气特性、机械特性优异，终端加工性也优异。信号传输电缆1可以将多根组合而制成一体的多芯电缆。如图2所示，本发明涉及的多芯电缆21是将多根此前说明的信号传输电缆1扁平地配置而成。多芯电缆21是将信号传输电缆1以规定的间距配置在粘合带22上，通过在其上设置粘合带22，从而使整体实现一体化。对该多芯电缆21的终端部分的护套层7的规定位置照射C02激光，引入刻痕，通过除去切断的终端侧的护套层7使外部导体6露出。对露出的外部导体6的规定位置照射YAG激光(1064nm),引入刻痕，通过除去引入刻痕的终端侧的外部导体6以及皮层5，使内部绝缘体3露出。对露出的内部绝缘体3的规定位置照射C02激光，引入刻痕，通过除去切断的终端侧的内部绝缘体3，使内部导体2露出。此外，用焊料将内部导体2连接于应连接的对象侧(配线基板)的端子部分，同时将外部导体6接地连接，完成终端加工。这样，通过将多个信号传输电缆扁平地配置的多芯电缆21，可以对于全部的信号传输电缆，利用一次YAG激光照射就能够除去外部导体6以及皮层5。如图3所示，本发明的多芯电缆31是将多根此前说明的信号传输电缆1绞合而成。多芯电缆31是在张力元件或中心中介32的外周绞合了例如16根信号传输电缆l,在其外周设置了挤压带33,在该挤压带33的外周设置了护套34。对于这些多芯电缆21、31来说，也由于内置的信号传输电缆1具有优异的电气特性、机械特性，适于激光器加工，因此，在笔记本电脑、手机等小型电子设备中，适用于主体与液晶显示器之间的信号传输。实施例为了评价电气特性和机械特性，用表1的条件制作图1所示的本发明的信号传输电缆1与图11所示的以往的信号传输电缆。将制作的本发明的信号传输电缆1称作实施例#1、#2，将以往的信号传输电缆称作以往例#1、#2。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>如表1所示，实施例#1与以往例#1中，将44AWG(7/0.025)用于内部导体2,护套层7的外径为0.54mm。实施例#2与以往例#2中，将44AWG(7/0.02)用于内部导体2,护套层7的外径为0.45mm。实施例与以往例的差异在于有无皮层5。对于这些实施例与以往例的电缆，用以下所述的试验方法进行试验，将结果归纳于表2中，评价电气特性、机械特性。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2中记入了对各试样(电缆)进行各试验而得到的数值。从眼图试验到单独噪音串扰测定试验，将眼高值记入括号外，将跳动值记入括号内。1)机械特性试验(弯曲试验)如图4所示，在垂下的电缆(也称作试样)41的下端，吊下荷重0.05N(50gf)的重物42,在电缆41的左右安装弯曲形状的弯曲夹具43。在该状态下移动弯曲夹具43,从而，对电缆41的弯曲夹具43的位于r部分的位点施加弯曲角度左右90度的弯。弯曲半径r为2mm。按箭头4a、4b、4c、4d的顺序移动弯曲夹具43,以此为1个循环(数的时候为1次)。至于试验速度为，以能够使单位时间内进行的循环次数成为30次/分钟的方式，决定弯曲夹具43移动的速度。作为试样41,各采用l根实施例、以往例的电缆。反复上述循环，对于每个适宜的次数，在电缆的两端间研究内部导体是否导通。如果导通，则继续反复上述循环。如果导通消失，则将此时的次数记录为弯曲寿命。2)机械特性试验(扭转试验)如图5所示，将电缆(试样)51的一处安装在不旋转的固定卡盘52上，在其上部相隔d=20mm长度的试验对象处(扭转部53)，将另一处安装在旋转卡盘54上。虽然未图示，但在电缆51的下端吊下荷重0.05N(50gf)的重物。通过以该状态旋转旋转卡盘54，对扭转部施加士180度的扭转。旋转卡盘54以先旋转+180度后复原、然后旋转-180度后复原的方式，按箭头5a、5b、5c、5d的顺序活动，以此作为1个循环(数的时候为1次)。至于试验速度为，以能够使单位时间内进行的循环次数成为60次/分钟的方式，决定旋转卡盘54旋转的速度。作为试样51，各采用l根实施例、以往例的电缆。反复上述循环，对于每个适宜的次数，在电缆的两端间研究内部导体是否导通。如果导通，则继续反复上述循环。如果导通消失，则将此时的次数记录为扭转寿命。3)电气特性试-险(特性阻抗测定试验)如图6所示，对笔直延伸状态的试样(电缆)61与被引入弯曲的状态的试样62,测定特性阻抗。测定器采用数字式取样示波器(安捷伦科技公司制造A86100A;以下相同)63。弯曲是加在离发射侧连接部约20cm之处。弯曲是以弯曲半径5mm使试样62旋转一圈制成的弯曲。将试样61、62的一端作为发射侧，在发射侧将试样的内部导体中的2根通过各COAX64连接于时间变换器65,将各时间变换器65连接于各个采样头66。试样的另一端为接收侧，在接收侧将各50Q的终端电阻67安装于试样的上述2根内部导体上。作为试样，采用实施例、以往例的电缆。测定并记录笔直延伸的状态的特性阻抗以及被引入弯曲的状态的特性阻抗，记录两者的差值。4)电气特性试一睑(眼图测定试验)如图7所示，对被引入弯曲的状态的试样71，观测输入差分信号时的眼图，测定眼高和跳动。作为测定器，采用脉冲发生器72和数字式取样示波器73。弯曲是加在试样71的长度方向的中央部。弯曲是以弯曲半径10mm使试样71旋转一圈制成的弯曲。将试样71的一端作为发射侧，在发射侧，将试样71的内部导体中的2根通过各COAX74分别连接于脉冲发生器72的2个输出端子上。试样71的另一侧作为接收侧，在接收侧，将试样71的上述2根内部导体连接于数字式取样示波器73的采样头上。以该状态，向试样施加比特率为11000Mbps的差分信号。施加电压为1000mV。此时，观测数字式取样示波器73的波形显示器75所显示的眼图，测定并记录眼高(mV)和跳动(ps)。5)电气特性试验(差分噪音串扰测定试验)如图8所示，测定向被引入弯曲的状态的试样81输入差分信号和噪音时的串扰。作为测定器，采用2台脉冲发生器82和数字式取样示波器83。弯曲是加在试样81的长度方向的中央部。弯曲是以弯曲半径10mm使试样81旋转一圈制成的弯曲。将试样81的一端作为发射侧，在发射侧通过各个COAX84将试样81的内部导体中的2根(图1中的a、b)分别连接于l台脉冲发生器82的2个差分输出端子上。通过各个COAX84将试样81的内部导体中的另外2根(图1中的c、d)分别连接于另1台脉冲发生器82的2个差分输出端子上。试样81的另一端作为接收侧，在接收侧将试样81的内部导体a、b连接于数字式取样示波器83的采样头上。以此状态，向内部导体a、b施加由比特率11000Mbps、施加电压1000mV的差分信号构成的差分信号，同时，向内部导体c、d施加同样的差分信号(这里是作为噪音使用)。此时，观测数字式取样示波器83的波形显示器85所显示的眼图，观测并记录眼高和跳动。6)电气特性试验(单独噪音串扰测定试-验)在图8的构成中，改变噪音的种类来测定串扰。即，向内部导体a、b施加比特率11000Mbps、施加电压1000mV的差分信号，同时，向内部导体c、d中的任一个施加比特率11000Mbps、施力口电压1000mV的单独信号来作为噪音。此时，观测数字式取样示波器83的波形显示器85所显示的眼图，观测并记录眼高和3兆动。参照表2来评价机械特性、电气特性。如表1所示，实施例#1与以往例#1、还有实施例#2与以往例#2中，内部导体2的尺寸(截面积)相同。但是，如果比较表2中的弯曲特性，则可以看出实施例#1、#2比以往例#1、#2的弯曲寿命长。即，本发明的电缆具有优异的耐弯曲性。同样，如果比较扭转特性，则可以看出实施例#1、#2比以往例#1、#2的扭转寿命长。即，本发明的电缆具有优异的耐扭转性。对于特性阻抗，如果将内部导体2的尺寸相同的彼此之间进行比较，则试样的笔直的状态(表2中的"直")与以弯曲直径10mm弯曲的状态(表2中"曲")的差值(由弯曲产生的变化量；表2中的"差值")中，实施例#1、#2的差值小。即，本发明的电缆对于弯曲，其特性阻抗稳定。在以弯曲直径10mm弯曲的状态的眼图中，可以看出在501000Mbps的条件下，实施例#1、#2比以往例#1、#2的眼高大，并且，跳动小。即，本发明的电缆的眼图特性良好。在以弯曲直径10mm弯曲的状态的差分噪音串扰中，可以看出在501000Mbps的条件下，实施例#1、#2比以往例#1、#2的眼高大，并且，跳动小。即，本发明的电缆的差分噪音串扰特性良好。在以弯曲直径10mm弯曲的状态的单独噪音串扰中，可以看出在501000Mbps的条件下，实施例#1、#2比以往例#1、#2的眼高大，并且，跳动小。即，本发明的电缆的单独噪音串扰特性良好。接着，为了评价终端加工性，制作具有与图1所示的本发明的信号传输电缆1相同结构的试样，其中，如表3所示添加于皮层5的氟树脂中的添加剂等制造条件不同。在制造的试样中，制造条件按照本发明的被称为实施例#3~#8,制造条件不按照本发明的被称为比较例#1#11。另外，还制造以往结构的试样，将其称为以往例#3。<table>tableseeoriginaldocumentpage133</column></row><table>镍(Ni)0.270.85wt。/。的制造条件，皮层5呈黄色。实施例#6~#8的添加剂满足炭黑(C)0.090.46wt%、氧化钛(氧化Ti)0.331.62wt。/。的制造条件，皮层5呈灰色。比较例#l#4中，作为添加剂使用氧化钛(氧化Ti)、镍(Ni)，皮层5呈黄色，但添加剂的添加量不满足制造条件。比较例#5~#8中，作为添加剂使用炭黑(C)、氧化钛(氧化Ti),皮层5呈灰色，但添加剂的添加量不满足制造条件。比较例#9#11中，添加剂是1种，颜色也不同。虽然表3中并未示出，但4芯的内部绝缘芯线4的绝缘体层3的颜色不同，在全部实施例、比较例中，统一为黑色、黄色、红色、蓝色。终端加工试验如下进4亍。对各实施例、比较例、以往例，各准备10根试样。将10根试样以1.5mm间距排列，采用C02激光器将护套层7在距离终端3mm的位置切断。以机械方式剥离被切断的护套层7，使外部导体6从终端露出3mm。然后，用YAG激光器切断外部导体6和皮层5。终端加工性的评价中，第l，当被切断的外部导体6和皮层5被同时以机械方式剥离时，如果皮层5没有切削残余，外部导体6和皮层5能够被完全同时剥离，则将同时切断评价为良。否则评价为不良。第2,如果用YAG激光器切断的位点的内部绝缘芯线4的绝缘体层3的绝缘电阻为2xl03MQ/km以上，并且，可以耐受施加试'险电压A.C.300Vxl分钟，则将绝缘和耐电压评价为良。否则评价为不良。绝缘电阻的测定、电压施加是在内部导体2和绝缘体层3之间进行。第3，如果皮层5的厚度可以均匀(中心±15%的容许偏差)成型，则将成型评价为良。否则评价为不良。第4，通过目测识别4芯的内部绝缘芯线4，如果识别容易，则将识别评价为良。否则评价为不良。参照表3说明终端加工性的评价结果。比较例#1中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加氧化钛和镍的试样中，氧化钛的含量为1.60wt%，比本发明的制造条件(上限l.52wt%)多。因此，形成皮层5时，材料硬、流动性差，成型后的皮层5的厚度不均匀，成型被评价为不良。比较例#2中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加氧化钛和镍的试样中，氧化钛的含量为0.30wt%,比本发明的制造条件(下限0.42wt。/。)少。因此，在皮层5中的由激光的反射所产生的绝缘材料的融化效果不充分。其结果为，不能同时切断外部导体6和皮层5。比较例#3中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加氧化钛和镍的试样中，氧化钛的含量为1.60wt%、镍的含量为0.90wt%,比本发明的制造条件(氧化钛上限1.52wt。/0,镍上限0.85wt。/。)多。因此，形成皮层5时，材料硬、流动性差，成型后的皮层5的厚度不均匀，成型被评价为不良。比较例#4中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加氧化钛和镍的试样中，氧化钛的含量为1.60wt°/。，比本发明的制造条件(上限1.52wt%)多。由于氧化钛的含量多，因此，在皮层5中的由激光的反射所产生的绝缘材料的融解就充分，可以同时切断外部导体6和皮层5。^旦是，4臬含量为0.25wt%，比本发明的制造条件(下限0.27wt。/。)少，因此，由镍产生的对激光的吸收量少，作为结果，皮层5的激光的透过量多，在内部绝缘芯线4的绝缘体层3上就有激光所产生的融化损伤，绝缘和耐电压被评价为不良。比较例#5中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加炭黑和氧化钛的试样中，炭黑含量为0.08wt%，比本发明的制造条件(下限0.09wt0/。)少。因此，不能得到期望中的由炭黑产生的吸收激光的效果，皮层5的激光的透过量多，在绝缘体层3上产生由激光所引起的融化损伤。比專支例#6中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加炭黑和氧化钛的试样中，炭黑的含量为0.50wt%，比本发明的制造条件(上限0.46wt。/。)多。因此，形成皮层5时，材料硬、流动性差，成型后的皮层5的厚度不均匀，成型被评价为不良。比较例#7中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加炭黑和氧化钛的试样中，氧化钛的含量为1.70wt%，比本发明的制造条件(上限1.62^%)多。因此，形成皮层5时，材料硬、流动性差，成型后的皮层5的厚度不均匀，成型被评价为不良。比较例#8中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中添加炭黑和氧化钛的试样中，氧化钛的含量为0.3wt%，比本发明的制造条件(下限0.33wt°/。)少。因此，在皮层5中，由氧化钛引起的反射激光时的热吸收小，皮层5难以融化。其结果为，难以同时剥离外部导体6与皮层5，同时切断被评价为不良。比较例#9中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中只添加氧化钛，而且氧化钛的含量少。因此，在皮层5中的由激光的反射所产生的绝缘材料的融化效果不充分。其结果为，不能同时切断外部导体6和皮层5。另外，在皮层5中激光的透过率极高，因此，在内部绝缘芯线4的绝缘体层3上产生由激光引起的融化的损伤，绝缘以及耐电压被评价为不良。比较例#10中，向作为皮层5的主材料的氟树脂中只添加炭黑，而且炭黑的含量少。因此，皮层5中炭黑所产生的热吸收少，皮层5难以融化。其结果为，难以同时剥离外部导体6和皮层5,同时切断^皮评价为不良。另外，由于炭黑的含量少，因此，在皮层5中激光的透过率高，在内部绝缘芯线4的绝缘体层3上产生由激光引起的融化的损伤，绝缘以及耐电压被评价为不良。比较例#11中，在皮层5中由炭黑产生的热吸收对于融化皮层5来说并不充分。其结杲为，难以同时剥离外部导体6与皮层5，同时切断被评价为不良。以往例#3中，由于没有皮层，因此，将4芯的内部绝缘线114的颜色全部制成黑色。因此，不能通过目测颜色来识别内部绝缘芯线114。与这些比较例#l#11、以往例#3相比，实施例#3~#8为同时切断也良好、绝缘以及耐电压也良好、成型也良好、识别也良好，可以得到终端加工性良好的结论。概括以上的实施例评价的话，本发明通过具有皮层5这样的构成，机械特性、电气特性优良，而且由于适当地确定了向皮层5的氟树脂中添加的添加剂及其量，因此，终端加工性也优良。权利要求1.一种信号传输电缆，其特征在于，多根在内部导体的外周具有以氟树脂为主材料的绝缘体层的内部绝缘芯线被进行绞合，在其外周具有以氟树脂为主材料、作为着色颜料添加了氧化钛与炭黑的皮层，在该皮层的外周具有外部导体，在该外部导体的外周具有由绝缘体构成的护套层。2.—种信号传输电缆，其特征在于，多根在内部导体的外周具有以氟树脂为主材料的绝缘体层的内部绝缘芯线被进行绞合，在其外周具有以氟树脂为主材料、作为着色颜料添加了氧化钛与镍的皮层，在该皮层的外周具有外部导体，在该外部导体的外周具有由绝缘体构成的护套层。3.根据权利要求1所述的信号传输电缆，其特征在于，上述皮层含有0.090.46wto/o的炭黑、0.331.62wto/。的氧化钛。4.根据权利要求2所述的信号传输电缆，其特征在于，上述皮层含有0.421.52wt。/。的氧化钛、0.27~0.85wt。/o的4臬。5.根据权利要求14中任一项所述的信号传输电缆，其特征在于，上述多根内部绝缘芯线为，在上述绝缘体层中含有颜色各自不同的绝缘材料。6.根据权利要求15中任一项所述的信号传输电缆，其特征在于，上述内部绝缘芯线的上述绝缘体层的厚度小于40pm。7.才艮据权利要求1~6中任一项所述的信号传输电缆，其特征在于，上述皮层是通过挤出成型形成的皮层，或者是通过压巻而形成的皮层。8.根据权利要求17中任一项所述的信号传输电缆，其特征在于，上述外部导体是绕包有镀银或镀锡的硬铜线或者镀银或镀锡的铜合金线的导体，或者是编织有镀银的铜合金线的导体。9.一种多芯电缆，其特征在于，多根权利要求18中任一项所述的信号传输电缆被配置成扁平状。10.—种多芯电缆，其特征在于，多根权利要求18中任一项所述的信号传输电缆被进行绞合。全文摘要本发明提供一种电气特性、机械特性优异、终端加工性优异的信号传输用电缆以及多芯电缆。解决手段为，将多根在内部导体(2)的外周具有以氟树脂为主材料的绝缘体层(3)的内部绝缘芯线(4)进行绞合，在其外周具有以氟树脂为主材料、作为着色颜料添加氧化钛与炭黑或者氧化钛与镍的皮层(5)，在该皮层(5)的外周具有外部导体(6)，在该外部导体(6)的外周具有由绝缘体构成的护套层(7)。文档编号H01B11/00GK101325099SQ20081012562公开日2008年12月17日申请日期2008年6月12日优先权日2007年6月15日发明者中川龙二,内藤和幸,冲川宽,小室浩,黄得天申请人:日立电线精密技术株式会社;日立电线株式会社