电缆及其制造方法与流程

1.本发明是有关一种电缆及其制造方法，特别是一种电气特性和机械特性 优异的电缆及其制造方法。


背景技术：

2.一般来说，电缆包含一导体和一绝缘层，绝缘层覆盖在导体的外表面上， 绝缘层能够保护导体及提供绝缘效果。
3.现有技术的电缆的制造方法包含押出成型和绕包等两种。如图1所示，押 出成型方法为：一绝缘材料押出成型在一导体2的外表面上，绝缘材料形成一 绝缘层3，以形成一条电缆1。如图16所示，绕包方法为：一绝缘包带缠绕在 一导体的外表面上，绝缘包带形成一绝缘层，以形成一条电缆。
4.为了在高速电缆追求传输效率的应用上能够降低插入损失(insertionloss(db))，通常需要使用较低介电常数的材料作为绝缘层，例如聚丙烯 (polypropylene，缩写为pp)、聚乙烯(polyethylene，缩写为pe)、过氟烷基化物 (perfluoroalkoxy，缩写为pfa)、氟化乙烯丙稀共聚物 (fluorinated ethylene propylene，缩写为fep)和聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethene，缩写为ptfe)等绝缘材料。押出成型方法的绝缘材料较 常使用聚丙烯、聚乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物和过氟烷基化物等材料制成， 绕包方法的绝缘包带较常使用聚四氟乙烯等材料制成。
5.然而，押出成型方法的问题在于：绝缘层的介电常数对于高频/高速传输 的效能有很大的影响，因此通常会使用发泡材料来降低介电常数，但发泡材 料在制造过程中不易达到分布及良率的标准。
6.绕包方法虽可解决押出成型方法的问题，但由于聚四氟乙烯制成的绝缘 包带较软，所以绕包装置难以控制绝缘包带缠绕在导体上的张力。如果绕包 装置将绝缘包带拉得太紧，绝缘包带容易拉伸变形而产生皱折。如果绕包装 置将绝缘包带拉得太松，绝缘包带的包覆性不佳，无法密合，与导体贴合度 不良，导致绝缘包带与导体产生滑动。如图17所示，绝缘层明显变形且产生 皱折且真圆度差，导体偏心，电缆的同心度差。上述问题将导致电缆的电气 特性和机械特性变差。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于提供一种电缆及其制造方法，能够避免内层产生 皱折，使得内层能够平整地披覆在第一导体的外表面上，提升内层与第一导 体的贴合性与包覆性。
8.本发明的另一目的在于提供一种电缆及其制造方法，能够增加电缆的整 体结构强度，同时还能够避免内层和外层变形及第一导体偏心等问题，提升 电缆的真圆度和同心度。
9.本发明的又一目的在于提供一种电缆及其制造方法，相较于现有技术的 绕包方法制成的电缆，本发明的电缆的电气特性以及机械特性更为出色。
10.为了达成前述的目的，本发明提供一种电缆的制造方法，包括下列步骤： 一内层的二侧边分别沿着一圆周方向及圆周方向的反方向绕过一第一导体的 二侧并且互相结合，使得内层披覆在第一导体的一外表面上；以及一外层一 边沿着圆周方向一边沿着第一导体的一长度方向连续缠绕在内层的一外表面 上，以形成一条电缆。
11.在一实施例中，内层包括一第一包带，第一包带的二侧边分别沿着圆周 方向及圆周方向的反方向绕过第一导体的二侧并且互相结合，使得第一包带 披覆在第一导体的外表面上。
12.在一实施例中，内层包括多个第一包带，所述第一包带的二侧边分别依 序沿着圆周方向及圆周方向的反方向绕过第一导体的二侧并且互相结合，使 得所述第一包带的其中之一披覆在第一导体的外表面上，其余第一包带依序 披覆在前一层第一包带的一外表面上。
13.较佳地，第一包带的材料为绝缘材料。
14.较佳地，绝缘材料为聚四氟乙烯。
15.在一实施例中，外层包括一第二包带，第二包带一边沿着圆周方向一边 沿着第一导体的长度方向连续缠绕在内层的外表面上。
16.在一实施例中，外层包括多个第二包带，所述第二包带的其中之一一边 沿着圆周方向一边沿着第一导体的长度方向连续缠绕在内层的外表面上，其 余第二包带一边沿着圆周方向一边沿着第一导体的长度方向连续缠绕在前一 层第二包带的一外表面上。
17.较佳地，第二包带的材料为绝缘材料。
18.较佳地，绝缘材料为聚四氟乙烯。
19.为了达成前述的目的，本发明提供一种电缆，包括一第一导体、一内层 以及一外层。内层的二侧边分别沿着一圆周方向及圆周方向的反方向绕过第 一导体的二侧并且互相结合，使得内层披覆在第一导体的一外表面。外层一 边沿着圆周方向一边沿着第一导体的一长度方向连续缠绕在内层的一外表面 上。
20.在一实施例中，内层包括一第一包带，第一包带的二侧边分别沿着圆周 方向及圆周方向的反方向绕过第一导体的二侧并且互相结合，使得第一包带 披覆在第一导体的外表面上。
21.在一实施例中，内层包括多个第一包带，所述第一包带的二侧边分别依 序沿着圆周方向及圆周方向的反方向绕过第一导体的二侧并且互相结合，使 得所述第一包带的其中之一披覆在第一导体的外表面上，其余第一包带依序 披覆在前一层第一包带的一外表面上。
22.较佳地，第一包带的材料为绝缘材料。
23.较佳地，绝缘材料为聚四氟乙烯。
24.在一实施例中，外层包括一第二包带，第二包带一边沿着圆周方向一边 沿着第一导体的长度方向连续缠绕在内层的外表面上。
25.在一实施例中，外层包括多个第二包带，所述第二包带的其中之一一边 沿着圆周方向一边沿着第一导体的长度方向连续缠绕在内层的外表面上，其 余第二包带一边沿着圆周方向一边沿着第一导体的长度方向连续缠绕在前一 层第二包带的一外表面上。
26.较佳地，第二包带的材料为绝缘材料。
27.较佳地，绝缘材料为聚四氟乙烯。
28.本发明的功效在于，本发明的电缆的内层披覆在第一导体的外表面的方 式，能够避免内层产生皱折，使得内层能够平整地披覆在第一导体的外表面 上，提升内层与第一导体的贴合性与包覆性。
29.再者，本发明的电缆的外层连续缠绕在内层的外表面的方式，能够增加 电缆的整体结构强度，同时还能够避免内层和外层变形及第一导体偏心等问 题，提升电缆的真圆度和同心度。
30.此外，相较于现有技术的绕包方法制成的电缆，本发明的电缆的电气特 性(例如，阻抗值、插入耗损、时差)以及机械特性(例如，真圆度、皱褶、可 挠性/弯折性)更为出色。
附图说明
31.图1是现有技术的电缆的剖面图。
32.图2是本发明的电缆的制造方法的流程图。
33.图3是本发明的电缆的制造方法的第一实施例的步骤s1的示意图。
34.图4是本发明的电缆的制造方法的第一实施例的步骤s2的示意图。
35.图5是本发明的电缆的第一实施例的横剖面图。
36.图6是本发明的电缆的第一实施例的纵剖面图。
37.图7是本发明的电缆模块的制造方法的流程图。
38.图8是本发明的电缆模块的第一实施例的横剖面图。
39.图9和图10是本发明的电缆的制造方法的第二实施例的步骤s1的示意图。
40.图11和图12是本发明的电缆的制造方法的第二实施例的步骤s2的示意 图。
41.图13是本发明的电缆的第二实施例的横剖面图。
42.图14是本发明的电缆的第二实施例的纵剖面图。
43.图15是本发明的电缆模块的第二实施例的横剖面图。
44.图16是现有技术的电缆的绕包照片。
45.图17是现有技术的电缆的实际产品的剖面照片。
46.图18是本发明的电缆的金相图。
47.附图标记说明
48.1:电缆
49.2:导体
50.3:绝缘层
51.10:第一导体
52.20,20a:内层
53.21:第一包带
54.211,212:侧边
55.30,30a:外层
56.31:第二包带
57.40,40a:电缆模块
58.41,41a:电缆
59.42:第二导体
60.43:内膜
61.44:中膜
62.45:外膜
63.s1～s2:步骤
64.s10～s50:步骤
具体实施方式
65.以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉 本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。
66.请参阅图2至图6，分别是本发明的电缆的制造方法的流程图、第一实施 例的步骤s1和步骤s2的示意图、电缆41的第一实施例的横剖面图和纵剖面图。 本发明提供一种电缆的制造方法，包括下列步骤：步骤s1：一内层20的二侧 边211、212分别沿着一圆周方向及圆周方向的反方向绕过一第一导体10的二 侧并且互相结合，使得内层20披覆在第一导体10的一外表面上；以及步骤s2： 一外层30一边沿着圆周方向一边沿着第一导体10的一长度方向连续缠绕在内 层20的一外表面上，以形成一条电缆41。
67.进一步地说，如图2及图3所示，在第一实施例的步骤s1中，内层20包括 一第一包带21，第一包带21的二侧边211、212分别沿着圆周方向及圆周方向 的反方向绕过第一导体10的二侧并且互相结合，使得第一包带21披覆在第一 导体10的外表面上。如图2及图4所示，在第一实施例的步骤s2中，外层30包 括一第二包带31，第二包带31一边沿着圆周方向一边沿着第一导体10的长度 方向连续缠绕在内层20的第一包带21的一外表面上，以形成一条电缆41(参见 图5及图6)。较佳地，第一包带21和第二包带31的材料为绝缘材料，提供绝缘 效果。其中，绝缘材料以聚四氟乙烯为佳。
68.如图5及图6所示，本发明提供一种电缆41，包括第一导体10、内层20和 外层30，第一导体10、内层20和外层30的结构及其连接关系如前所述。
69.请参阅图7及图8，图7是本发明的电缆模块的制造方法的流程图，图8是 本发明的电缆模块40的第一实施例的横剖面图。本发明提供一种电缆模块的 制造方法，包括下列步骤：
70.步骤s10：该二条电缆41的内侧互相接触。
71.步骤s20：一第二导体42接触该二条电缆41的外表面。
72.步骤s30：一内膜43的二侧边分别沿着另一圆周方向及另一圆周方向的反 方向绕过该二条电缆41的一侧和该第二导体42的一侧并且互相结合，使得内 膜43覆盖该二条电缆41与第二导体42。
73.步骤s40：一中膜44一边沿着另一圆周方向一边沿着该二条电缆41的长度 方向连续缠绕在内膜43的一外表面上。
74.步骤s50：一外膜45一边沿着另一圆周方向一边沿着该二条电缆41的长度 方向连续缠绕中膜44的一外表面上，以形成一电缆模块40。
75.如图8所示，本发明提供一种电缆模块40，包括该二条电缆41、第二导体 42、内膜43、中膜44和外膜45，该二条电缆41、第二导体42、内膜43、中膜 44和外膜45的结构及其连
接关系如前所述。较佳地，内膜43和中膜44的材料 为铝箔麦拉(al-mylar)，外膜45的材料为热熔聚对苯二甲酸乙二酯麦拉 (hot-melt-pet mylar)。
76.请参阅图2及图9至图14，分别是本发明的电缆的制造方法的流程图、第 二实施例的步骤s1和步骤s2的示意图、电缆41a的第二实施例的横剖面图和 纵剖面图。如图2、图9及图10所示，在第二实施例的步骤s1中，内层20a包 括多个第一包带21，所述第一包带21的二侧边211、212分别依序沿着圆周方 向及圆周方向的反方向绕过第一导体10的二侧并且互相结合，使得所述第一 包带21的其中之一披覆在第一导体10的外表面上，其余第一包带21依序披覆 在前一层第一包带21的一外表面上。如图2、图11及图12所示，在第二实施例 的步骤s2中，外层30a包括多个第二包带31，所述第二包带31的其中之一一 边沿着圆周方向一边沿着第一导体10的长度方向连续缠绕在位于内层20a的 最外侧的第一包带21的外表面上，其余第二包带31一边沿着圆周方向一边沿 着第一导体10的长度方向连续缠绕在前一层第二包带31的一外表面上，以形 成一条电缆41a(参见图13及图14)。较佳地，第一包带21和第二包带31的材料 为绝缘材料，提供绝缘效果。其中，绝缘材料以聚四氟乙烯为佳。
77.如图13及图14所示，本发明提供一种电缆41a，包括第一导体10、内层 20a和外层30a，第一导体10、内层20a和外层30a的结构及其连接关系如前 所述。
78.请参阅图7和图15，图7是本发明的电缆模块的制造方法的流程图，图15 是本发明的电缆模块40a的第二实施例的横剖面图。电缆模块的制造方法的 第二实施例与第一实施例的差别在于：使用电缆41a。电缆模块的第二实施 例的结构第一实施例的差别在于：电缆41a与电缆41的结构不同。除此之外， 其余技术特征与第一实施例完全相同。
79.申请人进一步对本发明的电缆41、41a与现有技术的绕包方法制成的电 缆进行各种电气特性和各种机械特性的测试。电气特性的测试包括阻抗值 (differential impedance)、插入损失(insertion loss@13.28g/hz)及时差(skew)， 阻抗值的设计目标值为105
±
5ω。机械特性的测试包括真圆度、皱褶及可挠 性/弯折性，可挠性/弯折性的测试条件包括(1)弯折半径为10
×
r及(2)弯折角度 为180
°±
90
°
及(3)弯折速度为13cycles/min及(4)负载为50g)。兹将测试结果整 理在下列表格中：
[0080][0081][0082]
从上述表格可知，相较于现有技术的绕包方法制成的电缆，本发明的电 缆41、41a具有以下数个优点：其一，本发明的电缆41、41a的真圆度明显比 较高，更趋近于圆形；其二，本发明的电缆41、41a的阻抗值更接近设计目 标值105ω，阻抗值更为稳定；其三，本发
明的电缆41、41a的插入耗损较少， 传输讯号的真实性和完整性较佳；其四，本发明的电缆41、41a的时差较小， 较不易产生误判，误码率降低；其五，本发明的电缆41、41a的可挠性/弯折 性较佳，使用寿命较长；其六，本发明的电缆41、41a无皱褶，能够提升内 层20、20a与第一导体10的贴合性与包覆性。
[0083]
综上所述，本发明的电缆41、41a的内层20、20a披覆在第一导体10的外 表面的方式，能够避免内层20、20a产生皱折，使得内层20、20a能够平整地 披覆在第一导体10的外表面上，提升内层20、20a与第一导体10的贴合性与 包覆性。上述结果可从图18的金相图明显观察到。
[0084]
再者，本发明的电缆41、41a的外层30、30a连续缠绕在内层20、20a的 外表面的方式，能够增加电缆41、41a的整体结构强度，同时还能够避免内 层20、20a和外层30、30a变形及第一导体10偏心等问题，提升电缆41、41a 的真圆度和同心度。上述结果可从图18的金相图明显观察到。
[0085]
此外，相较于现有技术的绕包方法制成的电缆，本发明的电缆41、41a 的电气特性(例如，阻抗值、插入耗损、时差)以及机械特性(例如，真圆度、 皱褶、可挠性/弯折性)更为出色。
[0086]
值得一提的是，使用本发明的电缆41、41a进一步制成的电缆模块40、 40a拥有本发明的电缆41、41a的全部优点。
[0087]
以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何 修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。