JP2008287998A

JP2008287998A - Coaxial cable

Info

Publication number: JP2008287998A
Application number: JP2007130966A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Tanaka; 康太郎田中
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-11-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coaxial cable excelling in a copper inhibition effect. <P>SOLUTION: This coaxial cable 1 is provided with a center conductor 21, an insulator 22 covering the center conductor 21, an external conductor 23 covering the insulator 22, and an envelope member 24 covering the external conductor 23. The center conductor 21 is composed by stranding a plurality of element wires 14 each having a Cu conductor 11, a layer 12 covering the Cu conductor 11 and containing Co as a main constituent, and a layer 13 covering the layer 12 containing Co as a main constituent and containing Sn as a main constituent. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、銅害防止効果に優れた同軸ケーブルに関する。 The present invention relates to a coaxial cable excellent in copper damage prevention effect.

従来、同軸ケーブルの中心導体は、Ｃｕ線からなる導体（Ｃｕ導体）の外周に、防食、防錆のための該Ｃｕ導体を覆うめっき層を形成してなる。同軸ケーブルは、この中心導体の外周に、該中心導体を覆う絶縁体を形成してなる。絶縁体は、ポリプロピレン系樹脂（ポリプロピレン又はポリプロピレンを含有した樹脂）からなる。 Conventionally, the central conductor of a coaxial cable is formed by forming a plating layer covering the Cu conductor for corrosion prevention and rust prevention on the outer periphery of a conductor made of Cu wire (Cu conductor). The coaxial cable is formed by forming an insulator covering the center conductor on the outer periphery of the center conductor. The insulator is made of polypropylene resin (polypropylene or resin containing polypropylene).

特開２００６−１９６２０９号公報JP 2006-196209 A 特開平８−７９６０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-7960

ところが、このようなポリプロピレン系樹脂を絶縁体とした同軸ケーブルは、絶縁体とＣｕ導体とが接触すると、絶縁体がＣｕと化学的に反応し、絶縁体が分解する現象（銅害）が発生する。 However, in such a coaxial cable made of polypropylene resin as an insulator, when the insulator and the Cu conductor come into contact, the insulator chemically reacts with Cu, and the insulator is decomposed (copper damage). To do.

従来から銅害を防止するため、絶縁体中に銅害防止剤を添加したり、Ｃｕ導体の表面にＳｎめっきを施したりしている。特許文献１では、銅害防止効果を高めるために、Ｃｕ導体の外側、もしくは絶縁体の内側にポリエチレンなどからなる銅害防止層を設けている。 Conventionally, in order to prevent copper damage, a copper damage inhibitor is added to the insulator, or Sn plating is applied to the surface of the Cu conductor. In Patent Document 1, in order to enhance the copper damage prevention effect, a copper damage prevention layer made of polyethylene or the like is provided outside the Cu conductor or inside the insulator.

しかしながら、絶縁体中に銅害防止剤を添加する場合、添加量が十分でないと、銅害防止効果が得られないため、必要十分な量を添加することになる。そのため、絶縁体の特性、例えば、可塑性、屈曲性、可とう性などに影響が及ぶ。 However, when a copper damage inhibitor is added to the insulator, the necessary and sufficient amount is added because the effect of preventing copper damage cannot be obtained unless the addition amount is sufficient. Therefore, the properties of the insulator, such as plasticity, flexibility, flexibility, etc. are affected.

Ｃｕ導体の表面にＳｎめっきを施す場合、Ｓｎ中にＣｕ原子が拡散する現象を防止しているわけではないので、経時的にＣｕ原子がめっき表面に析出し、銅害を引き起こす。 When Sn plating is applied to the surface of the Cu conductor, the phenomenon of Cu atoms diffusing into Sn is not prevented, so that Cu atoms precipitate on the plating surface over time, causing copper damage.

特許文献１では、銅害防止効果を高めるために複数の樹脂層を設けているが、複数の樹脂層を重ねて構成するために、内側の樹脂を硬化した後に、外側の樹脂を形成する工程を複数回行う必要があり、銅害防止剤を含んでいる樹脂材料と通常の樹脂材料を熱的に安定なまま交互に構成することは、樹脂の熱劣化等の問題があり、事実上困難である。 In Patent Document 1, a plurality of resin layers are provided in order to enhance the copper damage prevention effect. However, in order to form a plurality of resin layers in an overlapping manner, a process of forming the outer resin after curing the inner resin. It is practically difficult to configure a resin material containing copper damage inhibitor and a normal resin material alternately while being thermally stable due to problems such as thermal degradation of the resin. It is.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、銅害防止効果に優れた同軸ケーブルを提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the coaxial cable excellent in the copper damage prevention effect which solves the said subject.

上記目的を達成するために本発明は、中心導体と、該中心導体を覆う絶縁体と、該絶縁体を覆う外部導体と、該外部導体を覆う外皮部材とを備えた同軸ケーブルにおいて、上記中心導体は、Ｃｕ導体と該Ｃｕ導体を覆うＣｏを主成分とする層と該Ｃｏを主成分とする層を覆うＳｎを主成分とする層とを有する素線を複数本撚り合わせてなるものである。 To achieve the above object, the present invention provides a coaxial cable comprising a center conductor, an insulator covering the center conductor, an outer conductor covering the insulator, and a skin member covering the outer conductor. The conductor is formed by twisting a plurality of strands each having a Cu conductor, a Co-based layer covering the Cu conductor, and a Sn-based layer covering the Co-based layer. is there.

上記外部導体は、上記素線を複数本網組したものであってもよい。 The outer conductor may be a network of a plurality of the strands.

上記Ｃｏを主成分とする層は、Ｓｎ−Ｃｏ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐｄのいずれかの金属間化合物層であってもよい。 The layer containing Co as a main component may be an intermetallic compound layer of any one of Sn—Co, Sn—Cu—Co, Co—W, Co—WP, and Co—Pd.

上記絶縁体は、ポリプロピレン又はポリプロピレンを含有した樹脂からなってもよい。 The insulator may be made of polypropylene or a resin containing polypropylene.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.

（１）銅害防止効果に優れる。 (1) Excellent copper damage prevention effect.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明に係る同軸ケーブルは、図２に示されるように、中心導体２１と、該中心導体２１を覆う絶縁体２２と、該絶縁体２２を覆う外部導体２３と、該外部導体２３を覆う外皮部材２４とを備えた同軸ケーブル１において、上記中心導体２１は、図１に示されるように、Ｃｕ導体１１と該Ｃｕ導体１１を覆うＣｏを主成分とする層１２と該Ｃｏを主成分とする層１２を覆うＳｎを主成分とする層１３とを有する素線１４を、図２に示されるように、複数本撚り合わせてなる。また、外部導体２３は、同様の素線１４を複数本網組してなる。 As shown in FIG. 2, the coaxial cable according to the present invention includes a center conductor 21, an insulator 22 covering the center conductor 21, an outer conductor 23 covering the insulator 22, and a skin covering the outer conductor 23. In the coaxial cable 1 including the member 24, the central conductor 21 includes, as shown in FIG. 1, a Cu conductor 11, a layer 12 containing Co as a main component covering the Cu conductor 11, and the Co as a main component. As shown in FIG. 2, a plurality of strands 14 having a layer 13 mainly composed of Sn covering the layer 12 to be formed are twisted together. The outer conductor 23 is formed by assembling a plurality of similar wires 14.

Ｃｏを主成分とする層１２は、Ｃｕ導体１１の表面にＣｏめっきを施すことにより形成されるＣｏめっき層である。Ｓｎを主成分とする層１３は、Ｃｏを主成分とする層１２の表面にＳｎめっきを施すことにより形成されるＳｎめっき層である。各めっき層は、各金属層界面に該界面で接するそれぞれの元素で構成される合金層を含む。また、めっき時に還元剤として金属イオンを含む水溶液を用いた場合、それらの金属元素、金属間化合物を含んでもよい。Ｓｎのめっき方法には、電気めっき、無電解めっき、溶融めっきなどの方法がある。 The layer 12 containing Co as a main component is a Co plating layer formed by applying Co plating to the surface of the Cu conductor 11. The layer 13 containing Sn as a main component is a Sn plating layer formed by performing Sn plating on the surface of the layer 12 containing Co as a main component. Each plating layer includes an alloy layer composed of each element in contact with each metal layer interface at the interface. Further, when an aqueous solution containing metal ions is used as a reducing agent during plating, these metal elements and intermetallic compounds may be included. Sn plating methods include electroplating, electroless plating, and hot dipping.

Ｃｏを主成分とする層１２とは、Ｓｎ−Ｃｏ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐｄなどの金属間化合物層のことである。 The layer 12 containing Co as a main component is an intermetallic compound layer such as Sn—Co, Sn—Cu—Co, Co—W, Co—WP, or Co—Pd.

図２に示されるように、図１の素線１４を撚り線加工することにより、撚り線導体からなる中心導体２１が形成されている。絶縁体２２は、ポリプロピレン又はポリプロピレンを含有した樹脂（ポリプロピレン系樹脂）からなる。図１の素線１４を網組加工することにより、撚り線網組からなる外部導体２３が形成されている。外皮部材２４は、ＰＦＡからなり、外部絶縁体（シース）とも言う。 As shown in FIG. 2, a center conductor 21 made of a stranded wire conductor is formed by twisting the strand 14 of FIG. The insulator 22 is made of polypropylene or a polypropylene-containing resin (polypropylene resin). The external conductor 23 which consists of a strand wire net | network group is formed by carrying out the net | network process of the strand 14 of FIG. The outer skin member 24 is made of PFA and is also called an external insulator (sheath).

ここで、めっき層について説明しておく。 Here, the plating layer will be described.

Ｃｕ導体にＳｎめっきを施した線材の場合、Ｓｎに対するＣｕの溶解量が大きいために容易にＳｎ中にＣｕが拡散し、Ｓｕ−Ｃｕ合金を形成し、めっき表面にＣｕが析出してくる。 In the case of a wire material obtained by applying Sn plating to a Cu conductor, Cu is easily diffused into Sn because of the large amount of Cu dissolved in Sn, forming a Su—Cu alloy, and Cu is deposited on the plating surface.

金属原子の拡散現象を抑制するためには、対象となる金属に対し、高融点金属、および窒素化合物を用いる（バリア層の形成）。例えば、Ｗ、Ｔａ、ＴｉＮ、Ｔａ₂Ｎなどの高融点金属、窒素化合物を用いる。 In order to suppress the diffusion phenomenon of metal atoms, a refractory metal and a nitrogen compound are used for the target metal (formation of a barrier layer). For example, a refractory metal such as W, Ta, TiN, Ta ₂ N, or a nitrogen compound is used.

Ｃｕ導体を覆うバリア層としては、電気伝導率が高い必要がある。しかし、多くの窒素化合物は、電気伝導率が低い。 The barrier layer covering the Cu conductor needs to have high electrical conductivity. However, many nitrogen compounds have low electrical conductivity.

また、窒素化合物は、反応性スパッタ法などに代表される真空技術を用いた形成方法で形成されるため、製造コストが高いと共に、その工程にリール・トゥ・リールなどの電線製造技術との親和性がない（なじまない）。 In addition, since nitrogen compounds are formed by a forming method using a vacuum technique typified by a reactive sputtering method, the manufacturing cost is high and the process is compatible with wire manufacturing technology such as reel-to-reel. There is no sex.

電気めっき、無電解めっき、溶融めっきなどのめっき法は、めっき液が入っているめっき浴槽中に電線であるＣｕ導体を通過させることでＣｕ導体の表面に所望のめっき層を形成することができ、リール・トゥ・リールなどの電線製造技術との親和性が高い（電線製造ライン中にめっき工程を入れることができる）。 With plating methods such as electroplating, electroless plating, and hot dipping, a desired plating layer can be formed on the surface of the Cu conductor by passing the Cu conductor, which is an electric wire, through a plating bath containing a plating solution. High affinity with wire manufacturing technology such as reel-to-reel (plating process can be put in the wire manufacturing line).

Ｃｏは、無電解めっきによりめっき層を形成することが可能である。Ｃｏの無電解めっきは、Ｃｏイオンを含む水溶液に次亜リン酸塩を還元剤として用いる。Ｃｕ導体表面では、一時的に次亜リン酸塩を利用しためっき反応が発生しにくい。Ｃｕ導体表面にＣｏを析出するために、Ｐｄイオンを含んだ水溶液を触媒として用いる。これにより、Ｃｕ導体表面に選択的にＣｏを析出することができる。 Co can form a plating layer by electroless plating. In electroless plating of Co, hypophosphite is used as a reducing agent in an aqueous solution containing Co ions. On the surface of the Cu conductor, a plating reaction that temporarily uses hypophosphite hardly occurs. In order to deposit Co on the surface of the Cu conductor, an aqueous solution containing Pd ions is used as a catalyst. Thereby, Co can be selectively deposited on the surface of the Cu conductor.

このような無電解めっきによりＣｏめっき層をＣｕ導体表面に形成することが可能である。Ｃｏめっき層は、電気伝導率が高いので、Ｃｕ導体を覆うバリア層として好ましい。また、Ｃｏめっきの工程は、電線製造技術との親和性が高い。 It is possible to form a Co plating layer on the surface of the Cu conductor by such electroless plating. Since the Co plating layer has high electrical conductivity, it is preferable as a barrier layer covering the Cu conductor. Further, the Co plating process has a high affinity with the electric wire manufacturing technology.

本発明にあっては、中心導体２１は素線１４を複数本撚り合わせてなる。その素線１４は、Ｃｕ導体１１をＣｏを主成分とする層（Ｃｏめっき層）１２で覆い、そのＣｏめっき層１２をＳｎを主成分とする層（Ｓｎめっき層）１３で覆うため、Ｃｏめっき層１２がバリア層となり、Ｃｕ導体１１からＣｕがＳｎめっき層１３に拡散することがなく、Ｓｎめっき層１３の表面にＣｕが析出しない。よって、中心導体２１に接する絶縁体２２への銅害を効果的に防止することができる。 In the present invention, the center conductor 21 is formed by twisting a plurality of strands 14 together. The element wire 14 covers the Cu conductor 11 with a layer (Co plating layer) 12 containing Co as a main component and the Co plating layer 12 with a layer (Sn plating layer) 13 containing Sn as a main component. The plating layer 12 becomes a barrier layer, Cu does not diffuse from the Cu conductor 11 to the Sn plating layer 13, and Cu does not precipitate on the surface of the Sn plating layer 13. Therefore, copper damage to the insulator 22 in contact with the center conductor 21 can be effectively prevented.

また、本発明によれば、外部導体２３は素線１４を複数本網組したものである。よって、外部導体２３に接する絶縁体２２への銅害を効果的に防止することができる。 Further, according to the present invention, the outer conductor 23 is formed by assembling a plurality of strands 14. Therefore, copper damage to the insulator 22 in contact with the outer conductor 23 can be effectively prevented.

このように、本発明によれば、素線１４のめっき構造をＣｕ導体１１、Ｃｏめっき層１２、Ｓｎめっき層１３としたので、Ｃｕ導体１１から外部へ拡散する銅原子を抑制することができ、その結果、絶縁体２２への銅害を効果的に防止することができる。 Thus, according to the present invention, since the plating structure of the wire 14 is the Cu conductor 11, the Co plating layer 12, and the Sn plating layer 13, copper atoms diffusing from the Cu conductor 11 to the outside can be suppressed. As a result, copper damage to the insulator 22 can be effectively prevented.

また、従来は銅害防止対策として絶縁体に銅害防止剤を添加する必要があったが、本発明によれば、絶縁体に銅害防止剤を添加する必要がなくなり、ケーブル使用用途に応じて、ケーブルの可塑性、可とう性、屈曲性等の諸特性に応じた絶縁体を選択することが可能となる。 Conventionally, it was necessary to add a copper damage inhibitor to the insulator as a measure for preventing copper damage. However, according to the present invention, it is not necessary to add a copper damage inhibitor to the insulator, and depending on the usage of the cable. Thus, it is possible to select an insulator according to various characteristics such as plasticity, flexibility, and flexibility of the cable.

実施例として、図２と同じ構造及び組成の同軸ケーブル１を製造した。中心導体２１は、φ０．０６４ｍｍ単線（素線１４）を７本撚ったものである。その中心導体２１の周囲に０．０６ｍｍの肉厚で絶縁体２２を形成した。中心導体２１と絶縁体２２とをコアと呼ぶ。コアの外径がφ０．１８４ｍｍである。このコアの外周にφ０．０４ｍｍ単線（素線１４）を網組して外部導体２３を形成した。その外部導体２３の周囲に肉厚０．０４ｍｍのＰＦＡからなる外皮部材２４を形成した。この同軸ケーブル１の外径はφ０．３４４ｍｍである。 As an example, a coaxial cable 1 having the same structure and composition as in FIG. 2 was manufactured. The center conductor 21 is formed by twisting seven 0.064 mm single wires (element wires 14). An insulator 22 having a thickness of 0.06 mm was formed around the center conductor 21. The center conductor 21 and the insulator 22 are called a core. The outer diameter of the core is φ0.184 mm. An outer conductor 23 was formed by meshing a 0.04 mm single wire (element wire 14) on the outer periphery of the core. A skin member 24 made of PFA having a thickness of 0.04 mm was formed around the outer conductor 23. The outer diameter of the coaxial cable 1 is φ0.344 mm.

素線１４は、図１と同じ構造及び組成であり、Ｃｏめっき層１２の厚さを約３００ｎｍ、Ｓｎめっき層１３の厚さを約７００ｎｍとした。 The strand 14 has the same structure and composition as in FIG. 1, and the Co plating layer 12 has a thickness of about 300 nm and the Sn plating layer 13 has a thickness of about 700 nm.

比較例として、図２と同じ構造で、素線の組成が異なる同軸ケーブルを製造した。中心導体２１は、φ０．０６４ｍｍ単線を７本撚ったものである。その中心導体２１の周囲に０．０６ｍｍの肉厚で絶縁体２２を形成した。コアの外径がφ０．１８４ｍｍである。このコアの外周にφ０．０４ｍｍ単線を網組して外部導体２３を形成した。その外部導体２３の周囲に肉厚０．０４ｍｍのＰＦＡからなる外皮部材２４を形成した。この同軸ケーブルの外径はφ０．３４４ｍｍである。 As a comparative example, a coaxial cable having the same structure as that shown in FIG. The center conductor 21 is formed by twisting seven single wires having a diameter of 0.064 mm. An insulator 22 having a thickness of 0.06 mm was formed around the center conductor 21. The outer diameter of the core is φ0.184 mm. An outer conductor 23 was formed by braiding a 0.04 mm single wire on the outer periphery of the core. A skin member 24 made of PFA having a thickness of 0.04 mm was formed around the outer conductor 23. The outer diameter of this coaxial cable is φ0.344 mm.

素線は、図１と異なり、Ｃｕ導体の外側にＣｏめっき層がなく、Ｓｎめっき層のみを厚さ約７００ｎｍ形成したものである。 Unlike FIG. 1, the element wire has no Co plating layer on the outside of the Cu conductor, and only the Sn plating layer is formed with a thickness of about 700 nm.

これら実施例と比較例の同軸ケーブルを約２００℃の雰囲気下に放置し、絶縁体２２に亀裂が発生するまでの時間を測定すると共に、中心導体２１外部導体２３間の絶縁抵抗を測定した。実施例、比較例とも２０本ずつ試験し、評価を行った。 The coaxial cables of these examples and comparative examples were left in an atmosphere of about 200 ° C., the time until the insulator 22 cracked was measured, and the insulation resistance between the center conductor 21 and the outer conductor 23 was measured. In each of the examples and comparative examples, 20 pieces were tested and evaluated.

実施例の同軸ケーブルでは、約４８時間経過後に半数の１０本において絶縁体２２に亀裂が入り、１３本において中心導体２１と外部導体２３との間の短絡が確認された。比較例の同軸ケーブルでは、約１５時間経過後に半数の１０本において絶縁体２２に亀裂が入り、１１本において中心導体２１と外部導体２３との間の短絡が確認された。 In the coaxial cable of the example, after about 48 hours, half of the ten insulators were cracked in the insulator 22, and 13 were confirmed to be short-circuited between the center conductor 21 and the outer conductor 23. In the coaxial cable of the comparative example, the insulator 22 was cracked in 10 of the half after about 15 hours, and a short circuit between the central conductor 21 and the external conductor 23 was confirmed in 11 of the coaxial cables.

この試験評価から、実施例の同軸ケーブルは、銅害防止効果が高いので、高温環境下でも長期にわたり良好なケーブル特性を維持できることが分かる。 From this test evaluation, it can be seen that the coaxial cable of the example has a high effect of preventing copper damage, so that good cable characteristics can be maintained for a long time even in a high temperature environment.

本発明の一実施形態を示す素線の断面図である。It is sectional drawing of the strand which shows one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態を示す同軸ケーブルの断面図である。It is sectional drawing of the coaxial cable which shows one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１同軸ケーブル
１１Ｃｕ導体
１２Ｃｏを主成分とする層（Ｃｏめっき層）
１３Ｓｎを主成分とする層（Ｓｎめっき層）
１４素線
２１中心導体
２２絶縁体
２３外部導体
２４外皮部材 1 Coaxial cable 11 Cu conductor 12 Co-based layer (Co plating layer)
13 Sn-based layer (Sn plating layer)
14 Wire 21 Central conductor 22 Insulator 23 External conductor 24 Skin member

Claims

中心導体と、該中心導体を覆う絶縁体と、該絶縁体を覆う外部導体と、該外部導体を覆う外皮部材とを備えた同軸ケーブルにおいて、
上記中心導体は、Ｃｕ導体と該Ｃｕ導体を覆うＣｏを主成分とする層と該Ｃｏを主成分とする層を覆うＳｎを主成分とする層とを有する素線を複数本撚り合わせてなることを特徴とする同軸ケーブル。 In a coaxial cable comprising a center conductor, an insulator covering the center conductor, an outer conductor covering the insulator, and a skin member covering the outer conductor,
The central conductor is formed by twisting a plurality of wires each having a Cu conductor, a Co-based layer covering the Cu conductor, and a Sn-based layer covering the Co-based layer. Coaxial cable characterized by that.

上記外部導体は、上記素線を複数本網組したものであることを特徴とする請求項１記載の同軸ケーブル。 2. The coaxial cable according to claim 1, wherein the outer conductor is formed by assembling a plurality of the strands.

上記Ｃｏを主成分とする層は、Ｓｎ−Ｃｏ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ、Ｃｏ−Ｐｄのいずれかの金属間化合物層であることを特徴とする請求項１又は２記載の同軸ケーブル。 The layer containing Co as a main component is an intermetallic compound layer of any one of Sn-Co, Sn-Cu-Co, Co-W, Co-WP, and Co-Pd. The coaxial cable according to 1 or 2.

上記絶縁体は、ポリプロピレン又はポリプロピレンを含有した樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の同軸ケーブル。 The coaxial cable according to claim 1, wherein the insulator is made of polypropylene or a resin containing polypropylene.