一种线材结构及其加工方法与流程

1.本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种线材结构及其加工方法。


背景技术：

2.数据线用于电子产品的数据传输和充电，已经成为人们生活不可缺少的部分。目前，手机数据线无法达到既满足标准规范，又能耐用达25万次高摇摆，使用寿命较低。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的在于提出一种线材结构，能够提高信号的传输速率，更耐摇摆，提高使用寿命。
4.本发明的另一个目的在于提出一种线材结构的加工方法，能够提高线材结构的信号传输速率，使线材结构更耐摇摆，提高使用寿命。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种线材结构，包括线材本体、第一屏蔽层、第二屏蔽层和护套层，所述线材本体包括相互绞合的电源线、信号线和地线，所述电源线包括第一导体和包覆在所述第一导体外的第一绝缘层，所述信号线包括第二导体和包覆在所述第二导体上的第二绝缘层，所述地线包括第三导体和包覆在所述第三导体外的第三绝缘层，所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体均包括相互绞合的若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝；第一屏蔽层包覆在所述线材本体外；第二屏蔽层包覆在所述第一屏蔽层外；护套层包覆在所述第二屏蔽层外；编织层编织在所述护套层外。
7.可选地，所述第一导体还包括镀锡铜箔丝，所述镀锡铜箔丝与若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝相互绞合；和/或
8.所述第三导体还包括镀锡铜箔丝，所述镀锡铜箔丝与若干镀锡铜、若干镀锡合金铜和第一防弹丝相互绞合。
9.可选地，所述第一导体的所述镀锡铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；所述第一导体的所述镀锡合金铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；所述第一导体的所述第一防弹丝规格为100d-300d。
10.可选地，所述第三导体的所述镀锡铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；所述第三导体的所述镀锡合金铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；所述第三导体的所述第一防弹丝规格为100d-300d。
11.可选地，所述信号线包括两根第一信号传输线和一根第二信号传输线，所述第一信号传输线的所述第一导体的所述镀锡铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；所述第一信号传输线的所述第一导体的所述镀锡合金铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；所述第一信号传输线的所述第一导体的所述第一防弹丝规格为100d-300d；所述第二信号传输线的所述第一导体的所述镀锡铜丝的直径为0.06
±
0.008mm；所述第二信号传输线的所述第一导体的所述镀锡合金铜丝的直径为0.06
±
0.008mm；所述第二信号传输线的所述第一导体的所述第一防
弹丝规格为100d-300d。
12.可选地，所述线材本体还包括填充物，所述填充物包括若干第二防弹丝，若干所述第二防弹丝与所述电源线、所述信号线和所述地线相互绞合。
13.可选地，所述第二防弹丝规格为800d-1200d。
14.可选地，所述第二屏蔽层为镀锡铜和尼龙丝的混编层。
15.一种线材结构的加工方法，包括如下步骤：
16.1)选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干所述镀锡铜丝、若干所述镀锡合金铜丝和所述第一防弹丝绞合成第一导体；
17.在所述第一导体外包覆第一绝缘层，形成电源线；
18.选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干所述镀锡铜丝、若干所述镀锡合金铜丝和所述第一防弹丝绞合成第二导体a；
19.在所述第二导体a外包覆第二绝缘层a，形成第一信号传输线；
20.选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干所述镀锡铜丝、若干所述镀锡合金铜丝和所述第一防弹丝绞合成第二导体b；
21.在所述第二导体b外包覆第二绝缘层b，形成第二信号传输线；
22.选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干所述镀锡铜丝、若干所述镀锡合金铜丝和所述第一防弹丝绞合成第三导体；
23.在所述第三导体外包覆第三绝缘层，形成地线；
24.2)将所述电源线、两根所述第一信号传输线、一根所述第二信号传输线和所述地线绞合在一起形成线材本体；
25.3)在所述线材本体上包覆第一屏蔽层；
26.4)在所述第一屏蔽层上包覆第二屏蔽层；
27.5)在所述第二屏蔽层上包覆护套层；
28.6)在所述护套层上编织编织层。
29.可选地，在步骤2)中，还包括选取若干第二防弹丝，将若干所述第二防弹丝与所述电源线、两根所述第一信号传输线、一根所述第二信号传输线和所述地线绞合在一起。
30.本发明的有益效果为：
31.本发明的线材结构，通过在第一导体、第二导体和第三导体均设置若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，镀锡合金铜丝能够加强导体的强度，使其达到更好的抗张强度和引伸率，第一防弹丝能够增强导体的抗拉力和强度，从而能够提高线材本体的强度和抗拉力，使线材本体更耐摇摆，进而能够提高使用寿命；此外，通过第一屏蔽层和第二屏蔽层的双层屏蔽作用，能够提高屏蔽效果，有利于保证信号的传输速率。
32.本发明的线材结构的加工方法，能够提高线材结构的信号传输速率，使线材结构更耐摇摆，提高使用寿命。
附图说明
33.图1是本发明具体实施方式提供的线材结构的剖面结构示意图；
34.图2是对本发明具体实施方式提供的线材结构测得的差分特性阻抗曲线图；
35.图3是对本发明具体实施方式提供的线材结构测得的一个第一信号传输线的对内
延迟差曲线图；
36.图4是对本发明具体实施方式提供的线材结构测得的另一个第一信号传输线的对内延迟差曲线图；
37.图5是对本发明具体实施方式提供的线材结构测得的一个第一信号传输线的对间延迟差曲线图；
38.图6是对本发明具体实施方式提供的线材结构测得的另一个第一信号传输线的对间延迟差曲线图；
39.图7是对本发明具体实施方式提供的线材结构测得的衰减曲线图。
40.图中：
41.1、线材本体；11、电源线；12、信号线；121、第一信号传输线；122、第二信号传输线；13、地线；14、填充物；
42.2、第一屏蔽层；
43.3、第二屏蔽层；
44.4、护套层；
45.5、编织层。
具体实施方式
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
47.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.下面结合附图图1-图7并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
50.本实施例提供了一种线材结构，如图1所示，包括线材本体1、第一屏蔽层2、第二屏蔽层3和编织层5，线材本体1包括相互绞合的电源线11、信号线12、地线13。电源线11包括第一导体和包覆在第一导体外的第一绝缘层。详细地，第一绝缘层为红色，第一绝缘层为海翠芯线绝缘料。信号线12包括第二导体和包覆在第二导体上的第二绝缘层，地线13包括第三
导体和包覆在第三导体外的第三绝缘层，第一导体、第二导体和第三导体均包括相互绞合的若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝。第一屏蔽层2包覆在线材本体1外。第二屏蔽层3包覆在第一屏蔽层2外。护套层4包覆在第二屏蔽层3外。可选地，护套层4为热塑性弹性体简称为tpe的材料所制成。编织层5编织在护套层4外。
51.本实施中的线材结构，通过在第一导体、第二导体和第三导体均设置若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，镀锡合金铜丝能够加强导体的强度，使其达到更好的抗张强度和引伸率，第一防弹丝能够增强导体的抗拉力和强度，从而能够提高线材本体1的强度和抗拉力，使线材本体1更耐摇摆，进而能够提高使用寿命；此外，通过第一屏蔽层2和第二屏蔽层3的双层屏蔽作用，能够提高屏蔽效果，有利于保证信号的传输速率。
52.为了进一步增强本实施例中的线材结构的耐摇摆性，如图1所示，线材本体1还包括填充物14，填充物14包括若干第二防弹丝，若干第二防弹丝与电源线11、信号线12和地线13相互绞合。详细地，第二防弹丝规格为800d-1200d。本实施例中优选地，第二防弹丝的规格为1000d。第二防弹丝的数量为6条。当然，本领域的技术人员可以根据需要设置第二防弹丝的规格和数量，在此不进行限制。
53.本实施例中优选地，第一屏蔽层2为铝箔屏蔽层。当然，本领域的技术人员也可以将第一屏蔽层2设置为其他材质的屏蔽层，在此不进行限制。
54.进一步地，第二屏蔽层3为镀锡铜丝和尼龙丝的混编层，能够提高第二屏蔽层3的抗拉强度。可选地，第二屏蔽层3的镀锡铜丝的规格为16锭/11条/0.08
±
0.008mm(即，第二屏蔽层3由16股铜丝组成，每股有11条直径0.08mm的铜丝)。第二屏蔽层3的尼龙丝的规格为16条/250d。
55.可选地，编织层5为16锭/3条/150d(即，编织层5由16股纱线组成，每股纱线有3条150d纱线合并而成)高强度的加捻涤纶丝，编织目数为30
±
2目。
56.特别地，为了进一步提高电源线11的抗拉能力，第一导体还包括镀锡铜箔丝，镀锡铜箔丝与若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝相互绞合。优选地，第一导体内的镀锡铜箔丝内添加有第三防弹丝，以提高第一导体内的镀锡铜箔丝的抗拉力和强度。
57.在一些可选的实施例中，第一导体的镀锡铜丝的直径为0.08
±
0.008mm。第一导体的镀锡合金铜丝的直径为0.08
±
0.008mm。第一导体的第一防弹丝规格为100d-300d。本实施例中优选地，第一导体的第一防弹丝规格为200d。进一步地，第一导体的镀锡铜箔丝的规格为直径0.20
±
0.1mm。
58.可选地，第一导体包括八十五根镀锡铜丝和十根镀锡合金铜丝。当然，本本领域的技术人员可以根据需要设置第一导体的镀锡铜丝和镀锡合金铜丝的数量，在此不进行限制。
59.同样地，为了提高地线13的抗拉能力，第三导体还包括镀锡铜箔丝，镀锡铜箔丝与若干镀锡铜、若干镀锡合金铜和第一防弹丝相互绞合。
60.进一步地，第三导体的镀锡铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；第三导体的镀锡合金铜丝的直径为0.08
±
0.008mm；第三导体的第一防弹丝规格为100d-300d，本实施例中优选地，第三导体的第一防弹丝规格为200d。进一步地，第三导体的镀锡铜箔丝的规格为直径0.20
±
0.1mm。当然，本领域的技术人员也可以根据需要将第三导体的镀锡铜丝、镀锡合金铜丝、第一防弹丝和镀锡铜箔丝设置为其他规格，在此不进行限制。
61.更进一步地，第三导体包括26根镀锡铜丝和四根镀锡合金铜丝。当然，本本领域的技术人员可以根据需要设置第三导体的镀锡铜丝和镀锡合金铜丝的数量，在此不进行限制。
62.详细地，信号线12包括两根第一信号传输线121和一根第二信号传输线122。两根第一信号传输线121和一根第二信号传输线122的第二绝缘层的颜色不同，以便于区分。可选地第二绝缘层为pp绝缘层。
63.进一步地，第一信号传输线121的第一导体的镀锡铜丝的直径为0.08
±
0.008mm。第一信号传输线121的第一导体的镀锡合金铜丝的直径为0.08
±
0.008mm。第一信号传输线121的第一导体的第一防弹丝规格为100d-300d。本实施例中优选地，第一信号传输线121的第一导体的第一防弹丝规格为200d。
64.第二信号传输线122的第一导体的镀锡铜丝的直径为0.06
±
0.008mm。第二信号传输线122的第一导体的镀锡合金铜丝的直径为0.06
±
0.008mm。第二信号传输线122的第一导体的第一防弹丝规格为100d-300d。本实施例中优选地，第二信号传输线122的第一导体的第一防弹丝规格为200d。
65.可选地，第一信号传输线121的第一导体包括十二根镀锡铜丝和七根镀锡合金铜丝。详细而言，将十二根镀锡铜丝、七根镀锡合金铜丝和第一防弹丝绞合在一起形成第二导体，并在第二导体外包覆一层第二绝缘层形成外径为1.17
±
0.05mm的第一信号传输线121。两个第一信号传输线121的第二绝缘层分别为绿色绝缘层和白色绝缘层。
66.可选地，第二信号传输线122的第一导体包括十二根镀锡铜丝和七根镀锡合金铜丝。详细而言，将十二根镀锡铜丝、七根镀锡合金铜丝和第一防弹丝绞合在一起形成第二导体，并在第二导体外包覆一层第二绝缘层形成外径为0.06
±
0.05mm的第二信号传输线122。第二信号传输线122的第二导体外包覆的第二绝缘层为海翠绝缘层，形成蓝色的绝缘层。
67.详细说明，在本实施例中的单位d为丹尼尔的简称，或称为denier或den，定义是每9000公尺的纤维克重，即为1g/9000m。
68.本实施例还提供了一种线材结构的加工方法，包括如下步骤：
69.1)选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝绞合成第一导体。可选地，可以采用500型绞铜机成型，绞距为9
±
1mm。
70.在第一导体外包覆第一绝缘层形成电源线11。
71.选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝绞合成第二导体a。可选地，可以采用400型极细绞铜机成型，绞距为4.5
±
0.5mm。
72.在第二导体a外包覆第二绝缘层a，形成第一信号传输线121。可选用采用50mm型极细押出机成型第二绝缘层a。
73.选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝绞合成第二导体b。在第二导体b外包覆第二绝缘层b，形成第二信号传输线122。可选地，可以采用400型极细绞铜机成型，绞距为3
±
0.5mm。
74.选取若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝，将若干镀锡铜丝、若干镀锡合金铜丝和第一防弹丝绞合成第三导体。
75.在第三导体外包覆第三绝缘层，形成地线13。可选地，可以采用400型绞铜机成型，绞距为3
±
0.5mm。
76.2)将电源线11、两根第一信号传输线121、一根第二信号传输线122和地线13绞合在一起形成线材本体1。
77.可选地，采用集合成缆机绞合成缆，绞距为33
±
5mm，且在成缆中添加第二防弹丝来提升强度，增强摇摆特性。
78.3)在线材本体1上包覆第一屏蔽层2；
79.4)在第一屏蔽层2上包覆第二屏蔽层3；
80.5)在第二屏蔽层3上包覆护套层4；详细地，采用75mm型tpe专用挤出机。挤出过程中设有非接触式镭射测径仪测定外径尺寸；上设有凹凸测试仪检测线材的凹凸点位置，保证线材表面平滑均匀；设有火花测试仪检测线材的表面是否有破损，保证护套层4的质量。
81.6)在护套层4上编织编织层5。
82.进一步地，在步骤2)中，还包括选取若干第二防弹丝，将若干第二防弹丝与电源线11、两根第一信号传输线121、一根第二信号传输线122和地线13绞合在一起。
83.对本实施例中的线材结构，利用摇摆测试机摇摆测试，测试条件300g，
±
90
°
，30cycle/minute，测试结果如下：
84.1、试验概况
[0085][0086]
2、测试所用主要设备
[0087]
序号仪器设备名称型号规格校验有效期至编号1摇摆试验机by-93122021.07.03q-d56
[0088]
对本实施例中的线材结构，利用type c usb2.0的高频测试软件进行高频特性测试，结果如下：
[0089]
1、如图2所示，测试内容：差分特性阻抗
[0090]
要求测试结果 90
±
15ω98.97-99.95ω符合
[0091]
2、如图3、图4所示，测试内容：延时差
[0092][0093][0094]
说明：对两个信号线进行测试，得到其差值：
[0095]
10.482-10.448＝0.034ns＝34ps
[0096]
3、如图5、图6所示，测试内容：传播延迟
[0097]
要求测试结果备注小于20ns10.006ns符合
[0098]
说明：10.646-0.458＝10.006ns
[0099]
4、如图7所示，测试内容：衰减
[0100][0101]
综上，本实施例中的线材结构能够满足usb2.0高频功能。
[0102]
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。