专利名称：覆膜金属线缆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电线电缆领域、电子零组件加工领域和电子类相关领域，尤其涉及一种覆膜金属线缆及其制造方法。
背景技术：
在电线电缆应用领域中，电线电缆的安装方式主要有焊接、铆压端子和冷焊压接等方式，无论何种方式，都需要将电线电缆的绝缘层剥离，将内部的金属芯线裸露出来，然后进行后段的安装(在线束加工工艺中，按照加工顺序，将裁线和剥皮作为前端制程；将粘锡焊接、插端子、铆压端子和整体造型，称为后段制程)。由于绝大多数电线电缆采用单芯或多芯绞合的金属芯线，所以在剥离绝缘层时，由于外力的作用，会使原有完整绞合的金属芯线出现散开情形，这样不利于后段的安装。另外，随着消费电子产品的更新换代，对承担传输作用的电线电缆提出了很高的要求。在不断提高的传输频率与带宽的同时，要求保持更严格的高频特性，其中高频特性与以下参数有关，例如衰减、延迟、差分对内延迟差、差分对间延迟差和串音等。而该类高频特性均与电线电缆中金属芯线的表面积有直接关系。因为存在趋肤效应情况(即指交变电流(Alternating electric Current, AC)通过导线时，由于感应作用引起导线截面上电流分布不均匀，愈近导线表面电流密度越大)，所以，趋肤效应会使金属芯线的有效电阻增加。 当频率越高时，趋肤效应越显著，损耗功率也随之增加。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过。为了保证在高频条件下的特性要求，最好的解决方案是增加金属线表面积(一般指横截面)，即表面积越大，高频特性越好。这样，使得一些电线电缆不得不使用更大表面积的金属芯线来达到高频效果，以致无法使产品小型化。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的问题，提供一种覆膜金属线缆及其制造方法。它避免了当电线电缆剥离绝缘层时，由于外力作用，迫使内部多芯的金属芯线出现散开的情形， 同时实现了电线电缆在提高高频特性的前提下，产品可趋于小型化。此外，所述覆膜金属线缆的制造方法不仅节能效果明显，而且具有环保性强的特点。为实现上述的目的，本发明采用下述技术方案
一种覆膜金属线缆，包括导线和包覆在导线外的绝缘层，所述导线包括金属芯线和包覆在金属芯线外部的保护膜；所述保护膜填充于所述金属芯线与所述绝缘层之间的间隙内。进一步，所述金属芯线为两根以上，所有所述金属芯线之间的间隙内亦填充有保护膜。进一步，所述金属芯线的材料为铜、锡铜合金、铜铁合金和铝中任意一种。进一步，所述保护膜的材料为锡、金和银中任意一种。
一种采用所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，包括如下步骤
(a)缠绕在放线盘中的金属芯线通过动力给线装置的牵引力带动，被传送至超声波清洗装置中；
(b)通过超声波清洗装置对涂敷前的金属芯线表面做清洁化处理，剔除杂质；
(c)将金属芯线置于盛有化学溶剂的容器中，并保持容器温度恒定；
(d)将涂敷过化学溶剂的金属芯线进行热烘固化处理，使涂敷化学溶剂后形成的保护膜的表面无杂质和水汽残留；
(e)通过动力引取装置的驱动力驱动引取轮转动，使引取轮上的导线匀速朝一个方向
、产.、rr.
目U进。进一步，在步骤(c )中，在所述容器中设置模具和治具，用于控制涂敷化学溶剂后形成的保护膜的形状和厚度。进一步，在步骤(C)中，容器的温度范围为30°C至200°C。进一步，在步骤(c)中，容器的温度范围进一步为80°C至100°C。进一步，在步骤(e )中，通过调节所述动力弓丨取装置的速度开关，用于控制保护膜的厚度和品质。进一步，在步骤(e)之后，进一步包括步骤通过动力收线装置，将涂敷过化学溶剂而形成的导线置入塑胶轴中。本发明的优点在于
(1)本发明所述覆膜金属线缆在保护金属芯线不受外力散开的前提下，仍能保持金属芯线本身的导通性；
(2)通过涂敷锡离子化学溶剂而形成的保护膜，增加了原有金属芯线的表面积(横截面)，使导线横截面更趋于真圆，提高了高频特性，解决衰减、延迟、差分对内延迟差、差分对间延迟差和串首等问题；
(3)与现有技术相比，在本发明所述覆膜金属线缆的制造方法过程中，降低了加热的温度范围，减小了加温所需的电力，节能效果明显；现有技术所使用的锡在挥发时对人体是有害，而本发明所述覆膜金属线缆的制造方法中，所述锡离子溶剂加热后基本无挥发，即使挥发也是水蒸汽，本发明具有环保性强的特点。
图I是本发明所述覆膜金属线缆(单芯)的结构示意图2是本发明所述覆膜金属线缆(多芯)的结构示意图3是本发明所述覆膜金属线缆的制造方法的示意图4是本发明所述覆膜金属线缆的制造方法的具体实施步骤的步骤示意图； 其中，图中的标注分别为
I、导线；11、金属芯线；12、保护膜；2、绝缘层；
M10、动力给线装置；M20、超声波清洗装置；M30、容器；
M40、热烘装置；M50、动力引取装置；M60、动力收线装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明覆膜金属线缆及其制造方法的具体实施方式
做详细说明。参见图I和图2，分别为本发明所述覆膜金属线缆(单芯)的结构示意图和本发明所述覆膜金属线缆(多芯)的结构示意图。一种覆膜金属线缆，包括导线I和包覆在导线外的绝缘层2，所述导线I包括金属芯线11和包覆在金属芯线11外部的保护膜12。保护膜 12填充于金属芯线11与绝缘层2之间的间隙内。其中，所述金属芯线11的材料为铜、锡铜合金、铜铁合金和铝中任意一种。若金属芯线11为单芯的，见图I所示。若金属芯线11 为多芯的，见图2所示。若金属芯线11为两根以上(多芯)，所有所述金属芯线11之间的间隙内亦填充有保护膜12。保护膜12的材料为锡、金和银中任意一种。本发明具体实施例 (实施例一和实施例二)中所述保护膜12的材料为锡。在本发明其他实施例中，所述保护膜 12的材料除了可以为锡之外，也可选用其他材料，如金或银。保护膜12的较佳材料为锡，因为锡的成本低，而且更有应用价值。保护膜12的厚度范围为O. OOlmm至O. 1mm，较佳值为 O. 01_。这样，在保护金属芯线11不受外力散开的前提下，仍能保持金属芯线11本身的导通性。即所述的保护膜12不影响金属芯线11本身电气特性。所述覆膜金属线缆的导线I 通过制造方法中的涂敷化学溶剂工序和其他工序(例如，设置模具和治具、热烘固化和匀速引取等)，使导线I的横截面趋于真圆。以下描述两个实施例(实施例一和实施例二)，用于说明本发明所述覆膜金属线缆用于解决现有技术中所存在的问题(例如，剥离绝缘层后，由于外力的作用，会使原有完整绞合的金属芯线出现散开情形；为了保持更好的高频特性却无法使产品小型化)。实施例一，目前主流笔记型电脑或LED (Light Emitting Diode,发光二极管)液晶电视为例，其内部均会内置一种影像传输接口技术LVDS (Low Voltage Differential Signaling，低压差分讯号传输)，而链接接口之间的任务是由极细的导线组成的线束完成。 (此处，线束指的是根据功能的要求将若干线缆捆绑在一起，而线缆由导线组成)。以目前市场上的趋势，上述两种电子产品需更趋于轻薄化，所以，对线束本身的设计提出了更小型化的要求。为了达成此类设计要求，线束本身必须采用更细的导线来组装，但是极细的导线在加工时，困难点很多，以导线内的金属芯线松散为最大的加工困难点，因为线束本身需要设计小型化。若当金属芯线松散，且在端子处焊接，则会出现短路烧机等严重问题。本产品恰好克服了此类缺陷，在金属芯线外表面形成的保护膜可以有效地防止金属芯线松散的问题，起到束缚的作用。这样，采用本发明所述的覆膜金属线缆可以提高线束的质量。实施例二，以目前市场上主流的消费电子类高频影像传输用线HDMI (High-Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口)或 DisplayPort (显不接口)为例，该两种线缆均在高频环境下使用(所述高频或高频特性，是指在超过100MHZ以上的信号传输频率，具体包括延迟、衰减、差分对内延迟差、差分对间延迟差和串音等因素)， 当信号超过3. 5GHz频率后，信号的传输是在金属芯线的表面完成，并非在金属芯线内部完成。也就是说，金属芯线表面的面积越大，有效传输的距离就越长，信号的完整性也越强。以市场上的美国线规36号的HDMI线缆为例，其传输距离只能为I. 5M，无法完成更长距离的传输，在应用上有很大的局限性。而为解决此问题，目前市场上全部是采用电子式放大器将信号放大，其传输距离可延长到I. 7M，而且成本很高。但是，通过使用本发明所述覆膜金属线缆，可以克服此类问题。因为在原有金属芯线的表面形成一层金属的保护膜后，使金属芯线的表面面积增加约为42%。这样，在相同美国线规36号下，本发明所述的覆膜金属线缆可传输距离更远，传输距离可达到2. OM以上。本发明所述的覆膜金属线缆的优势不仅在于保护膜为金属材质，而且其成本远低于使用电子式放大器的传输线。例如在本发明具体实施例中，使用低成本的锡离子化学溶剂运用到既有的电子类产品中，即在原有金属芯线的外表面形成金属的保护膜，这样不仅进一步提高了电子类产品本身的高频特性，而且相对于改善前的损耗，采用本发明所述覆膜金属线缆的成本明显具备极大的优势。此外，本发明所述的覆膜金属线缆具有更佳的外观、易于加工的优点。接下来对图3 (本发明所述覆膜金属线缆的制造方法的示意图)和图4 (本发明所述覆膜金属线缆的制造方法的具体实施步骤的步骤示意图)所示的步骤做详细说明。参见图3和图4，一种所述覆膜金属线缆的制造方法，包括如下步骤
S401 :缠绕在放线盘中的金属芯线通过动力给线装置的牵引力带动，被传送至超声波清洗装置中。在本发明具体实施方式
中，是将二十组以上的，缠绕在放线盘中的金属芯线通过动力给线装置MlO进行后端制造加工，并为接下来的工序(如金属芯线的清洗、涂敷化学溶剂、热烘固化等)做好准备。在给线过程中，通过伺服控制器(伺服控制器是一种用于控制马达的器件，此处，所述伺服控制器是设置于动力引取装置M50中，可使动力引取装置M50主动引线，动力给线装置MlO被动给线。)控制动力给线装置MlO和动力弓I取装置M50，使动力给线装置MlO的给线速度和动力引取装置M50的引线速度一致，使加载在金属芯线上的牵引力为恒力。这样，不仅最大限度避免金属芯线的松弛、断芯或拉伸变形，为高品质的线缆制造打下良好的基础，同时也可提高超声波清洗装置M20、盛有化学溶剂的容器M30和热烘装置M40的使用效率。所使用的金属芯线为50 AWG。(AWG(American Wire Gauge，美国线规)，是一种区分导线直径的标准，又被称为Brown & Sharpe线规，AWG前的数字越大，则芯线直径越小，AffG与毫米的换算可以查阅美制线规标准)。美国50号线规(50 AffG)是指截面积在O. 000486 O. 000497平方毫米的金属芯线。S402:通过超声波清洗装置对涂敷前的金属芯线表面做清洁化处理，剔除杂质。在步骤S402中，通过超声波清洗装置M20对金属芯线表面做清洁化处理，剔除杂质，保证对要涂敷的化学溶剂不产生影响，使得在金属芯线表面形成的保护膜有更好的品质，同时也保证了原有金属芯线的电气特性。S403 :将金属芯线置于盛有化学溶剂的容器中，并保持容器温度恒定。在步骤S403中，在容器M30中设置模具和治具，用于控制涂敷化学溶剂后形成的保护膜的形状和厚度。厂商可以根据客户的需求，对保护膜的厚度进行控制。在本发明具体实施方式
中，保护膜的厚度范围为O. OOlmm至O. 1_，较佳值为O. 01_。通过模具和治具的使用，当金属芯线与化学溶剂(例如，锡离子化学溶剂)发生化学反应，在金属芯线的外表面所形成的保护膜趋向于真圆。这样在保护金属芯线不受外力散开的前提下，仍能保持金属芯线本身的导通性。在步骤S403中，加热容器M30，使容器M30的温度范围保持在30°C至200°C，进一步温度范围控制在80°C至100°C。而目前现有技术，一般热镀锡的温度范围为260°C至 380°C，视锡的成分而定。因此，采用本发明的制造方法，不仅降低了加热的温度范围，而且减小了加温所需的电力，节能效果明显。S404 :将涂敷过化学溶剂的金属芯线进行热烘固化处理，使涂敷化学溶剂后形成的保护膜的表面无杂质和水汽残留。其中，所述的化学溶剂为锡离子溶剂，锡离子溶剂为无腐蚀无毒无害的透明化学品。本发明的制造方法具有环保性强的特点，因为现有技术所使用的锡在挥发时会对人体有害，而本发明所述的锡离子溶剂加热后基本无挥发，即使挥发也是水蒸汽。在此步骤中， 通过热烘装置M40的固化处理也保证了化学反应所形成的保护膜的品质。S405:通过动力引取装置的驱动力驱动引取轮转动，使引取轮上的导线匀速朝一个方向前进。其中，动力引取装置M50是指采用可调速的伺服控制器与马达作为驱动力，驱动引取轮转动，使引取轮上的导线之前可匀速地进入超声波清洗装置M20、盛有化学溶剂的容器M30和热烘装置M40中。由于采用伺服控制器，使导线在行进的过程中，保持匀速与平稳，这样保证了导线在超声波清洗装置M20、盛有化学溶剂的容器M30和热烘装置M40中能被均匀处理。通过调节动力引取装置M50的速度开关，以控制保护膜的厚度和品质。在本发明具体实施方式
中，动力引取装置M50中的驱动马达转速可达每分钟2000转，合计线速度约每分钟200米，这样，通过上述方法使得制成的导线(所述导线包括金属芯线和保护膜) 横截面更趋于真圆。S406 :通过动力收线装置，将涂敷过化学溶剂而形成的导线置入塑胶轴中。通过动力收线装置M60，将涂敷过化学溶剂而形成的导线置入塑胶轴中或其他客户指定的包装中。本发明具体实施方式
中采用塑胶作为包装，所述塑胶作为线缆的绝缘层， 起到良好的绝缘性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种覆膜金属线缆，包括导线和包覆在导线外的绝缘层，其特征在于，所述导线包括金属芯线和包覆在金属芯线外部的保护膜；所述保护膜填充于所述金属芯线与所述绝缘层之间的间隙内。
2.如权利要求I所述的覆膜金属线缆，其特征在于，所述金属芯线为两根以上，所有所述金属芯线之间的间隙内亦填充有保护膜。
3.如权利要求I所述的覆膜金属线缆，其特征在于，所述金属芯线的材料为铜、锡铜合金、铜铁合金和铝中任意一种。
4.如权利要求I所述的覆膜金属线缆，其特征在于，所述保护膜的材料为锡、金和银中任意一种。
5.一种权利要求I所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，包括如下步骤(a)缠绕在放线盘中的金属芯线通过动力给线装置的牵引力带动，被传送至超声波清洗装置中；(b)通过超声波清洗装置对涂敷前的金属芯线表面做清洁化处理，剔除杂质；(c)将金属芯线置于盛有化学溶剂的容器中，并保持容器温度恒定；(d)将涂敷过化学溶剂的金属芯线进行热烘固化处理，使涂敷化学溶剂后形成的保护膜的表面无杂质和水汽残留；(e)通过动力引取装置的驱动力驱动引取轮转动，使引取轮上的导线匀速朝一个方向、产.、rr.目U进。
6.如权利要求5所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，在步骤(c)中，在所述容器中设置模具和治具，用于控制涂敷化学溶剂后形成的保护膜的形状和厚度。
7.如权利要求5所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，在步骤(c)中，容器的温度范围为30°C至200°C。
8.如权利要求7所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，在步骤(c)中，容器的温度范围进一步为80°C至100°C。
9.如权利要求5所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，在步骤(e)中，通过调节所述动力引取装置的速度开关，用于控制保护膜的厚度和品质。
10.如权利要求5所述覆膜金属线缆的制造方法，其特征在于，在步骤(e)之后，进一步包括步骤通过动力收线装置，将涂敷过化学溶剂而形成的导线置入塑胶轴中。
全文摘要
本发明涉及电线电缆领域、电子零组件加工领域，尤其涉及一种覆膜金属线缆及其制造方法。所述覆膜金属线缆包括导线和包覆在导线外的绝缘层；导线包括金属芯线和包覆在金属芯线外部的保护膜；保护膜填充于金属芯线与绝缘层之间的间隙内。其制造方法包括(a)金属芯线通过动力给线装置进行后段加工；(b)对金属芯线表面做清洁处理；(c)将金属芯线置于盛有化学溶剂的容器中，并保持容器温度恒定；(d)通过热烘装置进行固化处理；(e)通过动力引取装置使引取轮上的导线匀速朝一个方向前进；(f)通过动力收线装置将导线置入塑胶轴中。本发明保护金属芯线不受外力散开；增加原有金属芯线的表面积，使导线截面趋于真圆，提高了高频特性。
文档编号H01B7/18GK102592728SQ20121006831
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者李聪, 谢明远 申请人:大同电线电缆科技(吴江)有限公司