专利名称：同轴电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同轴电缆，其具有由铜银(Cu-Ag)合金线制成的中心导体，本发明还涉及一种由上述同轴电缆构成的同轴电缆束。特别地,本发明涉及一种耐疲劳同轴电缆，其具有单线导体作为中心导体。
背景技术：
同轴电缆用于各种电子装置和电气装置中，例如:移动设备，举例说，移动电话和便携式计算机；医疗装置，举例说超声波诊断装置和内窥镜的诊断探头；以及工业机器人。这种电线在使用中经常会受到弯折或扭转，因而在弯折和扭转的过程中应当能抵抗断线，并具有优异的耐疲劳性。为了在弯折或扭转过程中避免断线，可以用由多根金属线捻在一起构成的绞线(多股绞合线)。绞线导体通常用作同轴电缆的中心导体。金属线通常由纯铜制成。随着电子装置和电气装置的小型化，同轴电缆需要具有更小的直径。因此，中心导体所用的金属线也必须具有更小的直径。然而，这样的细中心导体在拉丝过程中容易断裂(拉丝性能差)，在拉丝后难以捻制到一起，或者有时在进行捻制时断裂(捻制操作性不良)。此外，将同轴电缆的中心导体连接到电路板上时，绞线在进行末端连接处理(例如焊接)时会松动，引起基板上布线图短路。为避免这种情况发生，专利文献I提出了一种由Cu-Ag合金制成的单线导体作为中心导体。这种Cu-Ag合金具有比纯铜更高的强度。此外，使用单线导体能够改善拉丝性能，省去金属线绞捻处理，并改善末端连接处理的可操作性。引述列表专利文献PTL 1:日本未审查专利申请公开N0.2008-25817
发明内容
技术问题专利文献I所述的同轴电缆主要针对相对较长的对象，例如医疗装置和工业机器人中的电线。相比较，如移动电话和便携式电脑这样的相对小型电子装置和电气装置所用的电线较短。更具体地，根据实际安装需要，这种电线的长度会小于或等于Im(IOOOmm)，或者小于或等于50cm(500mm)，或者小于或等于30cm(300mm)。因此，需要开发一种长度小于或等于IOOOmm的同轴电缆用作这种相对较短的电线，其具有优良的耐疲劳性。例如，当相同的扭转作用于短电缆和长电缆上时，相比于长电缆中的情况，短电缆中受到扭转疲劳的部分的长度在电缆总长度中所占比例较大，以及，疲劳程度更大。因此，通过分割长电缆的方法，难以生产出性能与长电缆可比或更佳的短电缆。特别地，相比于绞线导体，考虑到拉丝性和生产效率而制备的上述单线导体更易疲劳。因此，需要开发出一种包括单线导体的同轴电缆，其性能与包括绞线导体的同轴电缆的性能可比或更佳。因此，本发明的目的是提供一种耐疲劳的同轴电缆，其具有单线导体作为其中心导体。本发明的另一个目的是提供一种由上述同轴电缆组成的同轴电缆束。解决方案本发明的发明者研究了多种以单线导体作为中心导体的耐疲劳同轴电缆，这些电缆应用于需要相对较短电线的场合，使用Cu-Ag合金线。Ag可以维持相对恒定的导电性，并且，Ag是能有效提高Cu-Ag合金强度的添加成分(元素)。结果，本发明的发明人发现，通过使用Ag含量和Ag颗粒尺寸(直径)在特定范围内的Cu-Ag合金线,构成中心导体，以使中心导体具有在特定范围内的导电率和拉伸强度，由此可以制造出具有单线导体作为其中心导体的较短的耐疲劳同轴电缆。此发现是本发明的基础。根据本发明一个方面的同轴电缆包括中心导体、包围中心导体的电绝缘层、和外导体，该外导体包围该电绝缘层，并与该中心导体同轴。此同轴电缆为长度小于或等于IOOOmm的较短电缆。此同轴电缆的中心导体为单线导体，该单线导体由单根芯线构成。芯线包括Cu-Ag合金线和包覆Cu-Ag合金线的Ag镀层或者Sn镀层。Cu-Ag合金线是由Cu-Ag合金制成的，所述合金中，Ag在合金中所占比例大于或等于5质量％且小于或等于15质量％，其余为Cu和杂质。该Cu-Ag合金线具有大于或等于15 μ m且小于或等于50 μ m的直径。该中心导体的导电率大于或等于国际退火铜标准(IACS)的50%，其拉伸强度大于或等于 1330MPa。根据本发明一个方面的同轴电缆包括单线导体作为其中心导体。相比于具有绞线导体的同轴电缆，这样可以改善拉丝性，省去金属线绞捻处理，并改善末端连接处理的可操作性。此外，在根据本发明一个方面的同轴电缆中，其中心导体主要由Cu-Ag合金线制成，该Cu-Ag合金线具有特定的尺寸(直径)和特定的组成(其具有在如上所述特定范围内的Ag含量)，以及，具有在特定范围内的导电率和拉伸强度。因此，虽然此同轴电缆是长度小于或等于Im的较短电缆、且包括单线导体，此同轴电缆具有抵抗扭转或弯折的性能，以及具有优异的耐疲劳特性。根据本发明的一个方面，电绝缘层的厚度与中心导体的直径之比大于或等于65%，以及，在IGHz频率时，所述同轴电缆的衰减值小于或等于12dB/m。根据本发明的一个方面，所述同轴电缆在下述疲劳测试中的循环计数大于或等于200，000次。[疲劳测试]将30至40根同轴电缆捆绑在一起，制成同轴电缆束的样品。将样品的一端固定在可以绕两个轴旋转的夹具上。对同轴电缆束样品进行下面的开合与扭转测试。所述两个轴中的一个轴正交于另一个轴。开合与扭转测试绕第一旋转轴使旋转角Θ从O度到90度，进行张开运动。随后，绕第二旋转轴使旋转角α从O度到180度，进行旋转运动。接下来进行反向的旋转运动,使旋转角α从180度到O度。随后，绕第一旋转轴使旋转角Θ从90度到O度，进行闭合运动。上述这些双轴旋转运动构成一次循环。一次循环耗时约11秒。根据上述方面，因为电绝缘层具有足够大的厚度，同轴电缆能具有较低的衰减，并适合用作信号传输线。此外，根据上述方面，即便采用具有单线导体的短同轴电缆也具备符合要求的耐疲劳特性，并适合用作各种具有双轴旋转机构的小型电子装置和电气装置(例如移动电话)中的电线。随着电绝缘层厚度比的增加，衰减降低。因此，电绝缘层的厚度比最好大于或等于75%，更优选大于或等于80%。然而，过厚的电绝缘层将导致电缆过粗。因此，电绝缘层的厚度比最好小于或等于100%。对于信号传输线来说，衰减越小越有利。因此，衰减的程度没有特别的下限。根据本发明的一个方面，中心导体的直径小于或等于下述比较电缆的中心导体直径的90%，电绝缘层的外径与比较电缆的电绝缘层外径相同，以及，在IGHz频率时，同轴电缆的衰减小于或等于比较电缆的衰减。根据本发明的一个方面，同轴电缆在下述疲劳试验中循环计数等于或大于比较电缆的循环计数。[比较电缆]中心导体是绞线导体，其由7根用于绞线的芯线(unit wire，单位金属线)捻到一起而制成。绞线的芯线是由Cu-Ag合金制成的,该合金中Ag占0.6质量％ ,其余部分为Cu和杂质。每根用于绞线的芯线的直径是16 μ m(绞线导体的直径:48 μ m)。此外，比较电缆的电绝缘层由与同轴电缆电绝缘层相同的材料构成。[疲劳测试]将30至40根同轴电缆捆绑在一起，制成同轴电缆束的样品。将与同轴电缆数目相同的比较电缆捆绑在一起，制成比较电缆束样品。每个样品的一端都固定在可以绕两轴旋转的夹具上。对此样品进行上述的开合与扭转测试。根据上述方面的同轴电缆包括中心导体，该中心导体的直径小于比较电缆，该比较电缆模拟了具有绞线导体作为其中心导体的通用同轴电缆。由于根据上述方面的同轴电缆和上述比较电缆包括外径(中心导体和电绝缘层的直径总和)相同的电绝缘层，根据上述方面的同轴电缆中电绝缘层的厚度大于比较电缆的电绝缘层厚度。由于电绝缘层具有足够大的厚度，根据上述方面的同轴电缆可以具有低衰减，适于用作信号传输线。此外，根据上述方面，相比于具有绞线导体的比较电缆的耐疲劳特性，即使具有单线导体的短同轴电缆也具有可比或更好的耐疲劳特性。因此，根据上述方面的同轴电缆可适于用作多种包括双轴旋转机构的电子装置和电气装置中的电线，尤其是小型装置，例如移动电话。根据本发明一个方面的同轴电缆既可以单独使用，也可以以一束的形式(根据本发明一个方面的同轴电缆束)使用。当同轴电缆被捆绑在一起时，同轴电缆束容易操作。发明的有利效果根据本发明一个方面的同轴电缆和同轴电缆束具有优异的耐疲劳特性。
[图1]图1为根据本发明实施例的同轴电缆的横截面视图；[图2]图2是示意说明图，示出在疲劳测试中使用的可双轴旋转的夹具的结构，以及固定在夹具上的同轴电缆，图2(A)是主视图，以及，图2(B)是侧视图；[图3]图3是疲劳测试过程的示意说明图；以及[图4]是Cu-Ag合金线的衰减特征曲线，描述了衰减与频率之间的关系。
具体实施例方式下面将详细描述本发明。附图中，相同部分所使用的标号相同，并且不重复进行描述。附图中的尺寸无须按照所描述的进行绘制。
[同轴电缆]<总体结构>如图1所示，根据本发明实施例的同轴电缆I通常包括:中心导体10、与中心导体10同轴的外导体14、使中心导体10和外导体14之间绝缘的电绝缘层13、以及包围外导体14的外护套15。中心导体10包括Cu-Ag合金线11和布置于Cu-Ag合金线11表面的镀层12。根据本发明实施例的同轴电缆的结构特征是:同轴电缆的中心导体为下述单线导体，构成单线导体的芯线具有在特定范围内的直径，以及，该同轴电缆的长度相对较短。根据优选实施例，电绝缘层的厚度在下述的特定范围内。< 长度 >根据本发明实施例的同轴电缆的长度小于或等于1000mm。在某些具体应用中，根据本发明实施例的同轴电缆的长度小于或等于500mm，或者小于或等于300mm。该长度可以由具体的应用适当地确定。根据本发明实施例的同轴电缆可以通过将长的同轴电缆切割成所需长度而高效地生产。〈中心导体〉[组成]构成中心导体的主导线(main wire)是Cu-Ag合金线,该Cu-Ag合金线由包含特定量Ag的二元合金(Cu-Ag合金)构成。Ag的质量含量(质量百分数)大于或等于5%时，会导致强度因银的沉淀强化作用而增加，以及，提高耐疲劳特性。通过增加Ag的量，可以进一步提高耐疲劳特性。然而，Ag的质量含量超过15%会导致Ag的过量沉淀，这会增加Cu-Ag的界面电阻，以及，使导电性降低。因此，为实现优良的耐疲劳特性和高导电率，根据本发明，Ag的含量大于或等于5质量％并小于或等于15质量％。[线直径(线径)]所述Cu-Ag合金线通常是圆形金属线，其具有圆形的横截面。特别地，根据本发明的实施例，足以用作单线导体的Cu-Ag合金线直径大于或等于15μπι(0.015_)并小于或等于50 μ m(0.05mm)。大于或等于15 μ m的直径可以抑制由于拉丝过程中加工率过大而引起导电性降低，从而提供特定的导电率。直径大于或等于15 μ m也可以减少拉丝过程中金属线断裂的发生，获得更好的拉丝性能，并且可以使金属线制造的生产率更高。直径小于或等于50 μ m可以使生产的小直径电缆不具有过大的电缆直径。优选地，直径小于或等于45 μ m(0.045mm),以及小于或等于40 μ m(0.04mm)。包括所述Cu-Ag合金线和下述镀层的中心导体的直径也优选为小于或等于50 μ m,更优选为小于或等于45 μ m,进一步优选为小于或等于40μπι。相比于上述比较电缆(其模拟一般用途的同轴电缆)的中心导体直径，当中心导体的直径小于或等于其90%时，可以使同轴电缆的直径相对于一般用途的同轴电缆减小，从而得到减小直径的效果。然而，过小的直径会导致导电性差或生产效率低的问题。因此，相比于比较电缆的中心导体直径，中心导体的直径最好大于或等于其30%。Cu-Ag合金线的直径可以通过改变拉丝工艺中的加工率而进行调节。通过改变Cu-Ag合金线的直径和下述镀层的厚度，可以改变包括Cu-Ag合金线的中心导体的直径。[特性]在Cu-Ag合金中，在拉伸强度和导电性之间需要权衡，以及，Ag含量与拉伸强度为正比关系。基于这些关系，发明者发现了使用单线导体作为中心导体能获得符合要求的耐疲劳性能的范围。本发明定义了所述的范围。更具体地，包括Cu-Ag合金线的中心导体具有大于或等于50% IACS(国际退火铜标准)的导电率和大于或等于1330MPa的拉伸强度。在高于其上述最低限的条件下，导电性和拉伸强度应当尽可能地高。导电率优选为大于或等于55% IACS，更优选为大于或等于60% IACS,以及，拉伸强度优选为大于或等于1400MPa，更优选为大于或等于1500MPa。随着Ag含量的增加以及拉丝时加工率的提高，拉伸强度趋于增加。通过利用热处理的方法改变Ag沉淀的形态，也可以使拉伸强度趋于增加。随着Ag含量的减少，或者在通过热处理沉淀出足量的Ag沉淀时，导电率趋于增加。调整Ag含量和制造条件，以获得期望的特性。[镀层]通常利用焊料使同轴电缆和电路板相连接。上述包覆在Cu-Ag合金线外的镀层可以提高对焊料的润湿性和Cu-Ag合金线的抗腐蚀性。镀层的材料优选为Ag或Sn。镀层的厚度可以适当地确定，优选为Iym或更小，更优选为0.3μπι或更小。即使镀层具有如此小的厚度，镀层也足以提高对焊料的可润湿性，以及，中心导体不过于粗，以及具有较小的直径。从可用性的角度讲，镀层的厚度可在0.8 μ m到0.2 μ m的范围内。<电绝缘层>优选地，包覆在中心导体外的电绝缘层由具有优良电绝缘性和挠性的材料制成，例如绝缘树脂。所述的这种材料的具体实例有:环氧树脂，聚酯树脂，聚氨酯类树脂，聚乙烯醇类树脂，氯乙烯类树脂，乙烯基酯类树脂，丙烯酸类树脂，环氧丙烯酸酯类树脂，邻苯二甲酸二烯丙酯类树脂，酚醛树脂，聚酰胺类树脂，聚酰亚胺类树脂，和三聚氰胺-甲醛类树脂。特别地，碳氟类树脂，例如四氟乙烯全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)，是优选的材料。衰减随着电绝缘层厚度的增加而趋于减小。为产生这一效果，电绝缘层厚度与中心导体直径的比例优选为65%或者更大，更优选为75%或者更大。当同轴电缆的中心导体直径为上述比较电缆的中心导体直径的90 %或更小，且同轴电缆电绝缘层的外径与比较电缆的电绝缘层外径相同时，由于所述同轴电缆中心导体的直径减小，同轴电缆的电绝缘层厚度相对于比较电缆的电绝缘层厚度就增加了。在此实施例中，可以通过减小中心导体的直径而减小衰减。如上所述，当Cu-Ag合金线具有小于或等于40 μ m的小直径时，电绝缘层会具有相对较大的厚度，并且衰减也可以减小。当电绝缘层由较低介电常数(例如，50pF/m或者更小)的材料形成时，即使电绝缘层的厚度稍小，也可以预计衰减会减小。<其他结构>外导体和外护套可以具有已知小直径同轴电缆的结构。外导体的功能是屏蔽层，可以由Cu或者Cu-Ag合金的线材制成。带状金属线或者圆金属线可以(螺旋方式)绕在电绝缘层周围，或者可以将由金属线编织成的编织材料包围在电绝缘层周围。外护套的材料也可以优选为上述用于电绝缘层的具有优良电绝缘性和挠性的树脂，尤其是热塑性树脂。[同轴电缆束]根据本发明一个实施例的同轴电缆束包括多根根据本发明实施例的同轴电缆、和用于将所述同轴电缆绑在一起的捆绑件。举例说明，用捆绑件捆绑在一起的同轴电缆可以是:平行布置并用胶带包裹的多根同轴电缆，或者是平行布置并用挤出在同轴电缆周围的树脂包裹的多根同轴电缆。根据一个实施例的同轴电缆束在两个末端都具有连接件，例如接头。这可以使多根同轴电缆同时与电子装置或电气装置相连接，从而提高连接的可操作性。根据具有代表性的实施例，使用捆绑件的一组同轴电缆具有一个连接件。没有例如接头的连接件时，同轴电缆组的末端可以直接焊接到基板上。连接件和捆绑件所用的材料，连接件和捆绑件的形成方法，以及将连接件和捆绑件相附接的方法，可以同已知技术相符。[应用]根据本发明一个实施例的同轴电缆和同轴电缆束具有IOOOmm或更小的相对较小的长度。因此，所述同轴电缆和同轴电缆束适合用于小型电子装置和电气装置中的电线，例如，诸如移动电话和便携式电脑的移动装置中的电线，尤其是具有双轴旋转机构的装置。根据本发明一个实施例的同轴电缆和同轴电缆束具有大于IOOOmm的长度，可以用于医疗装置和工业机器人中的电线。[同轴电缆的特性]在上述疲劳测试中，具有上述结构的同轴电缆循环计数200，000次或更多次，循环计数大于或等于比较电缆的循环计数，因此，所述同轴电缆具有非常好的耐疲劳性能。具有特定厚度电绝缘层的同轴电缆在IGHz的频率时的衰减小于或等于12dB/m，或者，小于或等于比较电缆的衰减。因此，所述同轴电缆具有更小的衰减。根据本发明实施例的同轴电缆或同轴电缆束适合用于信号传输线。[生产方法]根据本发明一个实施例的同轴电缆通常可以通过下述方法制成:制造中心导体，形成电绝缘层，形成外导体，形成外护套，以及其他加工过程。特别地，中心导体的基本生产过程包括浇铸材料和拉丝过程。在拉丝的过程中，可进行中间热处理。所述的中间热处理过程可随时进行。所述的中间热处理过程可省略。至于生产具有特定范围Ag含量、特定尺寸、特定导电率和拉伸强度的Cu-Ag合金线，本申请发明人获得了以下的发现。当在大于或等于5质量％且小于或等于15质量％的范围内Ag含量相对较低(大于或等于5质量％且小于或等于约10质量％)时，即使在拉丝过程中不进行中间热处理，Cu-Ag合金也具有50% IACS或更大的导电率和1330MPa或者更高的拉伸强度。当Ag含量相对较高时(质量比为约10%或者更多)，优选地，在拉丝过程中进行中间热处理。特别地，随着Ag含量的增加，优选地，延后中间热处理(在线直径减小后进行中间热处理)。在本发明中，Ag含量的范围稍宽。构建上述的以Ag含量为基础的生产过程，即可以高生产率生产所述特定的Cu-Ag合金线。这是具有工业意义的。在浇铸材料的生产中，所用的原材料按照预定的组成准备。用的原材料Cu和原材料Ag是高纯度的，比如四个九的纯度(纯度为99.99% )或者更高，会使杂质更少，并且可以减少在小直径金属线制造中容易导致金属线断裂的异物。在拉丝前，浇铸的材料可进行热处理，例如固溶体热处理或均匀化热处理。固溶体热处理的条件可以包括:大于或等于600°C且小于或等于850°C的加热温度，大于或等于
0.5小时的保留时间，和1.5°C /s或更高的冷却速率。在上述条件下的固溶体热处理可以使Ag充分地溶解在Cu中。保留时间越长，则可以得到更好的Ag-Cu固溶体。因此，优选地，在不降低生产率的情况下，适当地确定保留时间。冷却速率越大，沉淀银的量就越少。因此，冷却速率最好大于或等于1.5°C /s，更优为3°C /s或者更大。如此高的冷却速率可以通过采用强制冷却方法实现，例如，使用流动制冷剂比如水、油、或沙等进行直接制冷，使用风扇鼓风，或者水冷铜块。在进行固溶体热处理的情况下，当拉丝过程中进行中间热处理时，溶液中所溶解的Ag发生沉淀，由于沉淀强化，可以提高强度(耐疲劳特性)。均匀化热处理的条件可以包括:500°C /s或更高的加热温度，0.5小时或更长的保留时间，以及50°C /s或更小的冷却速率。经由多次穿过，执行拉丝(典型为冷拔丝)，以达到最终的线直径。每次穿过的加工率可以由合金组成(Ag的含量)和最终的线直径确定。部分的Ag沉淀在拉丝过程中被拉为纤维状。由于纤维状Ag导致的强化很可能提高了强度(耐疲劳特性)。在拉丝过程中进行中间热处理的主要目的是使Ag沉淀，并通过沉淀强化来改善强度。部分的Ag沉淀可能会在所述热处理过程中转化为纳米级的超细颗粒。因为纤维状Ag的存在，或超细Ag颗粒的均匀分布，或两者同时出现，可以制成高导电率和高强度的Cu-Ag合金线。虽然可以进行多于一次的中间热处理，但是只进行一次中间热除理可减少生产步骤的数目并且提高生产率。多于一次地进行中间热处理，可预期Ag充分沉淀从而提高强度和导电性，消除拉丝造成的加工应变以改善导电性，并且促进热处理后的拉丝过程。中间热处理的条件可以包括:300°C或更高的加热温度，以及0.5小时或更长的保留时间。通过300°C或更高的加热温度以及0.5小时或更长的保留时间，可以使Ag充分沉淀，并且充分消除加工应变。越高的加热温度和越长的保留时间，越促进Ag的沉淀。使加热温度小于或等于600°C，可以抑制Ag在Cu中溶解导致的导电性下降。因此，加热温度优选为600°C或者更低，更好是大于或等于350°C且小于或等于550°C，最好是大于或等于400°C且小于或等于450°C。保留时间最好大于或等于0.5小时且小于或等于10小时。在中间热处理过程中使用的冷却方法可以是炉内冷却，即在热处理炉内进行自然冷却。拉丝过程中的金属线或者具有最终线直径的金属线包覆有镀层。镀层一般可以由电镀形成，也可以由化学镀(无电镀)形成。上述外导体和外护套可以用已知方法制成。所述同轴电缆束也可以用已知方法制成。[测试样品]Cu-Ag合金线可以在多种条件下制成。以Cu-Ag合金线作为中心导体，制成同轴电缆。测试该同轴电缆的机械特性、耐疲劳特性、衰减特性和最终加工处理中的状态。所述Cu-Ag合金线通过以下述过程制造。准备具有99.99%或更高纯度的电解铜作为原材料Cu。准备具有99.99%或更高纯度的银粒(Ag)作为原材料Ag。在连续浇铸设备中，使电解铜和银粒在真空条件下在高纯度石墨坩埚中熔化，以生产Cu和Ag的混合熔化金属。如表中所列，调整银粒的量，以使混合熔化金属中Ag含量(浓度)为0.6质量％(100号样品)、或者为5质量％至15质量％ (I至5号样品)。将混合熔化金属连续地浇铸在高纯度的石墨模具中，以制造具有圆形横截面和表中所列尺寸(Φ22ι πι、Φ 16mm、或者Φ8.0ι πι)的烧铸材料。上述浇铸材料经过冷拔丝，从而制造出具有表中所列直径(最终线直径)的芯线(100号样品为用于绞线的芯线)。当具有表中所列的线直径(尺寸)时，在表中所列条件下，2号至5号样品在拉丝过程中经过中间热处理。拉丝过程中，在线直径为Φ0.36mm时，由表中所列材料形成的镀层，对样品进行电镀，然后进行拉丝。因此，所得的芯线具有包围Cu-Ag合金线的镀层。在所有样品中，镀层的厚度为0.3 μ m或更小。
在生产2kg具有所述最终线直径的芯线的过程中，如表中所列，I号至5号样品未出现金属线断裂，但是样品100出现金属线断裂13次。对带镀层芯线的拉伸强度(Mpa)和导电率(％ IACS)进行测量。表中示出测量结果。拉伸强度的测量根据日本工业标准01幻22241(1998)(标距长度61^250臟)。导电率是用电桥法测量的。优选地，对于具有中心导体、电绝缘层、外导体、和外护套的同轴电缆，在拆开同轴电缆并将中心导体从同轴电缆中拆出后，再测量该同轴电缆的中心导体的拉伸强度和导电率。带有镀层的I至5号样品的芯线用作中心导体。将表中所列的材料挤出，以用具有表中所列厚度的电绝缘层涂覆中心导体。所述电绝缘层的表面覆盖有外导体，在此外导体之外覆盖有外护套，从而构成同轴电缆。外导体和外护套用已知材料制成。每个样品具有相同的外导体和相同的外护套。100号样品的同轴电缆(下文称作比较电缆)通过下述方法制成:将七根线直径为Φ 16 μ m的绞线芯线捻在一起，并以与样品I至5相同的方式用相同材料制造电绝缘层、外导体和外护套。I至5号同轴电缆各自的电绝缘层在中心导体周围具有均匀的厚度。相比较，100号样品比较电缆的中心导体具有粗糙的外表面，从而比较电缆的电绝缘层在中心导体周围具有不均匀的厚度。因此，对于100号样品比较电缆，表中所列的厚度是电绝缘层最薄部分(覆盖绞线凸起部分的部分)处的厚度。I至5号和100号样品的电绝缘层由相同的材料制成，因而具有相同的电容率。可以通过用显微镜观察同轴电缆横截面的方法，容易地测量同轴电缆的中心导体直径(线直径)和电绝缘层厚度。用市场中已有的仪器(网络测试仪，Agilent Technologies Japan, Ltd,HP8753ES)，测量I至5号样品的同轴电缆和100号样品的比较电缆的衰减(dB/m)。表中示出在IGHz频率下的衰减。图4示出2号、3号和100号样品在不同频率下的衰减。在衰减的测量中，为了操作简单，每个样品的电缆长度都是lm。每种样品的电缆长度都可以小于Im0`
I号至5号样品的同轴电缆和100号样品的比较电缆的循环计数是在疲劳测试中测量的，该疲劳测试模拟了具有双轴旋转机构的移动电话。在疲劳测试中，准备好下述的样品束和用于比较的样品束，并将其固定于下述的夹具上。准备I号至5号样品的同轴电缆各40根，以及，准备100号样品的比较电缆40根(每根同轴电缆的长度大约为200mm)。一组平行放置的电缆由展开的含氟树脂泡沫带(Poreflon (Sumitomo Electric Industries, Ltd.注册的商标))包裹，以准备样品束(I 至5号样品)和比较样品束(100号样品)。下面，参照图2描述在疲劳测试中所用到的夹具。夹具100具有双轴旋转机构，并包括支撑脚101、可以在支撑脚101支撑下旋转的可动盘102、在支撑脚101上可旋转方式支撑可动盘102的第一旋转杆103和第二旋转杆105。第一旋转杆103正交于第二旋转杆105。可动盘102可旋转地与框架104相连接。由第一旋转杆103支撑的可动盘102可以绕第一旋转杆103进行旋转角Θ从O度到180度的旋转。这种旋转运动是如图2(B)所示的从左侧到右侧经过最高点的弧运动，并且，如图3所示，该运动模拟了由杆110 (示意性代表第一旋转杆和第二旋转杆)支撑的一对可开合板状部分111和112绕杆110 (第一旋转杆)进行的开合运动。可动盘102由第二旋转杆105可旋转地支撑，以使可动盘102 (其绕第一旋转杆103以旋转角Θ为90度(状态如图2 (B)和图3(B)所示)进行旋转)可以绕第二旋转杆105进行旋转角α由O度到180度的旋转。此旋转运动是图2(B)中从左侧到右侧经由前端的弧运动，如图3(B)至图3(D)所示，这一运动模拟了板状部分111绕杆110(第一旋转杆)使旋转角Θ由O度到90度、相对于板状部分112 (其被看作支撑脚101)进行的张开运动，以使板状部分111和板状部分112的夹角为直角，并且，使板状部分111绕杆HO (第二旋转杆)所进行旋转运动的旋转角α从O度到180度，或者旋转角Ct从180度到O度。第一旋转杆103和第二旋转杆105各自的绞链空心圆柱体具有2_的内径，以及，可动盘102具有Imm的厚度。如图2㈧所示，样品束20或者比较样品束的一端固定于支撑脚101上，以及，另一端固定于可动盘102的表面上。在第一旋转杆103的铰链空心圆柱体(支撑框架104)内部，或者，在插入铰链空心圆柱体时，样品束20和比较样品束适当地弯曲。如图2(A)所示，弯曲半径R1为5mm，弯曲半径R2为3mm，从样品束20或者比较样品束的一个固定部分到第一旋转杆103中心的距离LI (图2(A)中用点划线代表)是3mm,从第一旋转杆103的中心到可动盘102的上表面的距离L2是5mm，以及，从样品束20或者比较样品束的一个固定部分到第二旋转杆105中心的距离L3是10mm。样品束20和比较样品束分别固定在夹具100上，并且进行开合与扭转测试，该测试模拟了移动电话的开合运动和移动电话屏幕的旋转运动。更具体地，如图3(A)所示，一对板状部分111和112最初处于闭合状态。如图3(B)所示，板状部分111绕杆110 (第一旋转杆)使旋转角Θ从O度到90度进行旋转，作为张开运动，然后，板状部分111绕杆110(第二旋转杆)使旋转角α从O度到180度进行旋转，使得板状部分111的正面f和反面b相互转换，如图3(C)所示。随后，板状部分111以旋转角α从180度到O度翻转，使得正面f和反面b相互转换回到初始位置(与图3(B)中的位置相同)，如图3(D)所示。然后,板状部分111绕杆110 (第一旋转杆)使旋转角Θ从90度到O度进行旋转，作为闭合运动，将这对板状部分111和112闭合在一起，如图3(E)所示。这种双轴旋转运动对应于疲劳测试的一次循环。以大约11秒/循环，测量当样品40根电缆中的至少一根电缆发生断线时的循环计数。对I号和3号样品束和100号比较样品束进行模拟实际末端连接加工的处理，以测试变形加工性能和与电路基板的连接性能。表中显示了测试结果。变形加工性能可以通过如下方法评估:将样品束的末端或者比较样品束的末端放入模具中，在末端上施加两个不同方向的负载，即两次向末端施加负载以使末端处产生压缩形变，以及，用显微镜观察各样品中心导体在压缩前和压缩后的横截面形状。在施加两次负载前(在压缩形变发生前)，各样品的中心导体(100号样品中的绞线芯线)都具有大致正圆形横截面。在完成压缩形变后，进行对基板连接性能的测试，此测试关于样品和基板之间的焊料连接。
权利要求
1.一种同轴电缆，包括:中心导体；包围所述中心导体的电绝缘层；以及，包围所述电绝缘层的外导体，该外导体与所述中心导体同轴， 其中，所述同轴电缆的长度小于或等于1000mm， 所述中心导体是由单根芯线构成的单线导体， 所述芯线包括Cu-Ag合金线和包围所述Cu-Ag合金线的Ag镀层或者Sn镀层，所述Cu-Ag合金线由Cu-Ag合金构成,所述Cu-Ag合金中Ag的质量百分数为大于或等于5质量％且小于或等于15质量％，以及其余为Cu和杂质， 所述Cu-Ag合金线具有大于或等于15 μ m且小于或等于50 μ m的直径，以及 所述中心导体的导电率大于或等于50% IACS,以及拉伸强度大于或等于1330MPa。
2.根据权利要求1所述的同轴电缆,其中 所述电绝缘层的厚度与所述中心导体直径之比大于或等于65%， 所述同轴电缆在IGHz频率时衰减小于或等于12dB/m,以及 所述同轴电缆在疲劳测试中循环计数大于或等于200，000。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的同轴电缆，其中 所述中心导体直径小于或等于下述比较电缆的中心导体直径的90%，以及，所述电绝缘层的外径与下述比较电缆的电绝缘层外径相同， 在IGHz频率时所述同轴电缆的衰减小于或等于比较电缆的衰减，以及 所述同轴电缆在疲劳测试中的循环计数大于或等于比较电缆的循环计数。
[比较电缆] 中心导体是绞线导体，由7根用于绞线的芯线捻在一起制成，所述用于绞线的芯线是由Cu-Ag合金构成的，该Cu-Ag合金中所包含的Ag为0.6质量％，其余为Cu和杂质，每根用于绞线的芯线的直径是16 μ m。此外，所述比较电缆的电绝缘层由与所述同轴电缆的电绝缘层相同的材料构成。
4.一种同轴电缆束,其包括多根根据权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的同轴电缆。
全文摘要
一种同轴电缆(1)，是一种长度很短的材料，其长度小于或等于1000mm，并具有中心导体(10)。中心导体(10)是单线导体，主要由单根Cu-Ag合金线(11)制成。Cu-Ag合金线(11)由Cu-Ag合金制成，其中Ag的质量百分数大于或等于5质量％且小于或等于15质量％，具有大于或等于15μm且小于或等于50μm的直径，由镀层(12)包围。中心导体(10)具有50％IACS或更大的导电率、1330MPa或更大的拉伸强度、和特定的Ag含量，并包括具有特定尺寸的Cu-Ag合金线(11)。因为中心导体(10)具有特定范围内的导电率和拉伸强度，在弯折或扭转时同轴电缆(1)不易发生断裂，具有优良的耐疲劳性能。还提供一种由同轴电缆(1)制成的同轴电缆束。
文档编号H01B11/00GK103098146SQ20118004422
公开日2013年5月8日 申请日期2011年7月13日 优先权日2010年9月17日
发明者草刈美里, 中井由弘, 西川太一郎, 桑原铁也, 丹治亮 申请人:住友电气工业株式会社