KR20150007203A - 고주파신호 전송용 동축 케이블 - Google Patents

Abstract

(과제) 착색제를 절연층에 함유시키지 않고도 단말처리시의 레이저광에 의한 내부도체의 손상을 방지하는 것이 가능한 고주파신호 전송용 동축 케이블을 제공한다.
(해결수단) 도체(101)와, 도체(101)의 주위에 형성된 절연층(102)과, 절연층(102)의 주위에 형성된 차광층(103)과, 차광층(103)의 주위에 소선(104)을 횡으로 감아서 형성된 실드층(105)과, 실드층(105)의 주위에 형성된 피복층(106)을 구비하고, 실드층(105)은 차광층(103)에 접착되어 고정되어 있는 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)이다.

Description

고주파신호 전송용 동축 케이블{COAXIAL CABLE FOR TRANSMITTING HIGH FREQUENCY SIGNAL}

본 발명은 고주파신호(高周波信號)의 전송에 적합한 고주파신호 전송용 동축 케이블(同軸 cable)에 관한 것이다.

종래기술에 관한 동축 케이블은, 외부도체를 구성하는 실드층(shield 層)이 소선(素線)을 엮어서 형성된 편조 실드(編組 shield)로 이루어진다. 이 편조 실드에서는 소선을 교차하도록 해서 그물코 모양으로 엮어져 있기 때문에, 단말처리시(端末處理時)에 소선이 흐트러지기 어려워서 단말접속부분(端末接續部分)에서의 임피던스의 변화를 억제할 수 있고 또 단말접속부분에서의 노이즈 특성의 열화(劣化)를 억제할 수 있다.

그러나 편조 실드에서는, 구조상 어떻게 하더라도 실드층의 두께가 소선 지름의 2배 이상이 되어, 동축 케이블의 세경화(細徑化)를 지향할 때에 장해가 되고 있다. 또한 실드층의 표면에 그물코 모양의 간격이 점재(點在)하기 때문에, 예를 들면 1ＧＨｚ 이상의 고주파신호를 전송할 때의 감쇠특성(減衰特性)이 열화된다는 문제가 있었다.

이에 대하여 실드층이 소선을 횡으로 감아서 형성된 횡권 실드(橫卷 shield)로 이루어지는 동축 케이블은, 실드층의 두께가 소선 지름과 동일하게 되고 또 소선이 간격을 발생하지 않도록 감겨져 있으므로, 동축 케이블의 세경화를 도모하고 또한 고주파신호에 대한 감쇠특성의 열화를 억제한다는 관점에서는 좋다.

그러나 횡권 실드는, 단말처리시에 흐트러지기 쉬워서 인접하는 소선 상호간 간격이 벌어지기 때문에, 단말접속부분에서의 임피던스가 변화되어 원하는 임피던스 특성이 얻어지지 않고 또 단말접속부분에서의 노이즈 특성이 열화되어 버린다는 문제를 갖고 있다.

이 문제를 해결하기 위해서, 절연층(絶緣層)과 실드층 사이에 접착층(接着層)을 삽입시킴으로써 소선을 일체화한 동축 케이블이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌1 또는 2 참조).

이 동축 케이블에 의하면, 소선이 일체화되어 있기 때문에 단말처리시에 흐트러지기 어려워, 단말접속부분에서의 임피던스의 변화가 적어서 원하는 임피던스 특성이 얻어지고 또 단말접속부분에서의 노이즈 특성이 열화되지 않는다.

일본국 공개특허 특개평8-138457호 공보 일본국 공개특허공보 특개소54-5591호 공보

그런데 최근에는 단말처리의 고속화가 요구되고 있기 때문에, 한번에 다수의 동축 케이블의 단말처리를 할 수 있도록 ＹＡＧ 레이저(yttrium aluminum garnet laser) 등의 레이저광(laser 光)을 사용함으로써, 다수의 동축 케이블의 소선을 일괄해서 절단하는 방법의 채용이 요망되고 있다.

일반적으로 절연층을 형성하는 수지는 고순도(高純度)인 상태에서 레이저광에 대하여 투명한 것이 많기 때문에, 단말처리의 방법으로서 상기한 방법을 채용하는 경우에는, 실드층에 있어서의 약간의 간격으로부터 누출된 레이저광이 절연층을 투과해서 내부도체까지 도달함으로써 내부도체가 손상되어 단선(斷線)에 이르는 것을 방지하기 위해서, 레이저광을 흡수하여 차단하는 기능을 가지는 착색제(着色劑)를 절연층에 함유시키는 것이 필요하게 된다.

그러나 착색제는 절연층과는 다른 물질이며 또 착색제를 절연층 중에 완전히 균일하게 분산시키는 것은 기술적으로 곤란하므로, 그 불균일한 착색제의 분산에 의하여 절연층의 유전율(誘電率)이 케이블의 길이방향에서 불규칙하게 되어 버린다.

절연층의 유전율이 케이블의 길이방향에서 불규칙하게 되면 고주파신호를 전송할 때의 감쇠특성이 열화되기 때문에, 고주파신호의 전송에 사용되는 동축 케이블에서는 착색제를 절연층에 함유시킬 수 없다.

그래서 본 발명의 목적은, 착색제를 절연층에 함유시키지 않고도 단말처리시의 레이저광에 의한 내부도체의 손상을 방지하는 것이 가능한 고주파신호 전송용 동축 케이블을 제공하는 것에 있다.

이 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 도체와, 상기 도체의 주위에 형성된 절연층과, 상기 절연층의 주위에 형성된 차광층과, 상기 차광층의 주위에 소선을 횡으로 감아서 형성된 실드층과, 상기 실드층의 주위에 형성된 피복층을 구비하고, 상기 실드층은, 상기 차광층에 접착 고정되어 있는 고주파신호 전송용 동축 케이블이다.

상기 차광층은, 레이저광에 대하여 불투명한 금속층과, 상기 금속층의 주위에 형성된 접착층을 구비하고 있으면 좋다.

상기 차광층은, 레이저광에 대하여 불투명한 수지층과, 상기 수지층의 주위에 형성된 접착층을 구비하고 있어도 좋다.

상기 차광층은, 레이저광에 대하여 불투명한 도전성 접착층을 구비하고 있어도 좋다.

상기 차광층은, 상기 접착층 또는 상기 도전성 접착층보다 내측에 기재가 되는 삽입층을 더 구비하고, 상기 접착층 또는 상기 도전성 접착층은, 상기 삽입층보다 낮은 융점을 구비하고 있으면 좋다.

상기 차광층은, 테이프를 상기 절연층의 주위에 겹쳐 감아서 형성되어 있으면 좋다.

본 발명에 의하면, 착색제를 절연층에 함유시키지 않고도 단말처리시의 레이저광에 의한 내부도체의 손상을 방지하는 것이 가능한 고주파신호 전송용 동축 케이블을 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 1실시형태에 관한 고주파신호 전송용 동축 케이블을 나타내는 단면도이다.
도2는 본 발명의 1실시형태에 관한 고주파신호 전송용 동축 케이블을 나타내는 단면도이다.
도3은 금속층 또는 수지층과 접착층을 구비하는 테이프를 나타내는 단면도이다.
도4는 삽입층을 더 구비하는 테이프를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면에 따라 설명한다.

도1 및 도2에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)은, 도체(導體)(101)와 도체(101)의 주위에 형성된 절연층(絶緣層)(102)과 절연층(102)의 주위에 형성된 차광층(遮光層)(103)과 차광층(103)의 주위에 소선(素線)(104)을 횡으로 감아서 형성된 실드층(shield 層)(105)과 실드층(105)의 주위에 형성된 피복층(被覆層)(106)을 구비하고, 실드층(105)은 차광층(103)에 접착되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

이 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)에서는, 내부도체(內部導體)가 도체(101)로 구성되어 있고 외부도체(外部導體)가 실드층(105)으로 구성되어 있다.

도체(101)는 도전성이 우수한 금속(예를 들면 구리나 알루미늄)으로 이루어지는 단선(單線) 또는 연선(撚線)(도1 및 도2에서는 연선)으로 구성되어 있다. 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)이 고주파신호의 전송에 사용되는 것을 고려하면, 표피효과(skin effect)의 영향을 감소시킬 목적으로 표면적이 넓은 연선을 채용하는 것이 바람직하다. 이들 단선 또는 연선은 도금처리가 실시된 도금선이더라도 상관없다. 도금선으로서는, 예를 들면 주석 도금선 또는 은 도금선을 사용할 수 있다.

절연층(102)은 고주파신호의 전송에 대응하기 위해서 저유전율 수지(低誘電率 樹脂)로 이루어진다. 저유전율 수지로서는, 유전율이 케이블의 길이방향에서 불규칙하게 되는 것을 방지하기 위해서, 불가피한 것을 제외하고 착색제 등의 불순물이 함유되어 있지 않은 고순도(高純度)인 것이 사용된다. 또한 저유전율 수지로서는, 단말처리시(端末處理時)에 절연층(102)을 용이하게 노출시킬 수 있도록, 후술하는 접착층(108)이나 도전성 접착층(109)과 접착하기 어려운 불소수지(弗素樹脂)(예를 들면 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(tetrafluoroethylene·perfluoroalkylvinylether copolymer)(ＰＦＡ)나 테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로피렌 공중합체(tetrafluoroethylene·hexafluoropropylene copolymer)(ＦＥＰ))를 사용하는 것이 바람직하다.

차광층(103)은, 레이저광에 대하여 불투명한 금속층(金屬層) 또는 수지층(樹脂層)(107)과 금속층 또는 수지층(107)의 주위에 형성된 접착층(接着層)(108)을 구비하고 있다(도1 참조). 특히, 금속층을 채용한 경우에는, 실드층(105)을 기판의 단자 등에 솔더링(soldering) 접속할 때에 흘러들어간 솔더가 실드층(105) 및 금속층에 접촉해서 도통하기 때문에, 노이즈 특성을 더 향상시키는 것이 가능하게 된다. 금속층은, 예를 들면 0.1μｍ 이상 3μｍ 이하 정도의 두께를 구비하는 구리 피막(copper 被膜)이나 알루미늄 피막(aluminium 被膜)으로 이루어진다. 수지층은, 예를 들면 카본입자, 티탄입자 또는 산화티탄입자 등을 주원료로 한 착색제를 함유하는 수지로 이루어진다. 접착층(108)으로서는, 예를 들면 폴리아미드계 수지(polyamide系 樹脂)로 이루어지는 핫멜트 접착제(hotmelt 接着劑)를 사용할 수 있다.

또한 차광층(103)은, 금속층 또는 수지층(107)과 접착층(108)을 대신하여 레이저광에 대하여 불투명한 도전성 접착층(109)을 구비하고 있어도 상관없다(도2 참조). 도전성 접착층(109)을 채용한 경우에는, 도전성 접착층(109)이 접착층(108)의 기능도 겸하기 때문에 별도의 접착층(108)은 불필요하게 된다. 도전성 접착층(109)은 카본블랙(carbon black) 등의 도전성 입자를 함유하는 접착제로 이루어진다.

또 차광층(103)은, 단말처리시에 레이저광이 도체(101)에 도달하지 않도록 레이저광을 흡수(또는 반사)하여 차광하기 위한 기능을 발휘하는 것이면, 구체적인 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다. 차광층(103)의 두께는, 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)의 가요특성(可撓特性)이나 굴곡특성(屈曲特性)을 고려하여 레이저광을 차광할 수 있는 최소한의 두께이면 좋다.

또한 차광층(103)은 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)보다 내측에 기재(基材)가 되는 삽입층(揷入層)을 더 구비하고, 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)은 삽입층보다 낮은 융점(融點)을 구비하고 있어도 상관없다. 이 삽입층에 관해서는 후술한다.

차광층(103)은, 예를 들면 도3에 나타나 있는 바와 같이, 테이프(300)를 절연층(102)의 주위에 겹쳐 감아서 형성되어 있다. 테이프(300)는, 금속층 또는 수지층(107)과 접착층(108)을 구비하든가 또는 도전성 접착층(109)을 구비하고 있고, 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)이 실드층(105)에 접촉하도록 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)을 외측으로 하여 겹쳐서 감겨 있다.

또한 차광층(103)은, 도4에 나타나 있는 바와 같이, 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)보다 내측에 기재가 되는 삽입층(401)을 더 구비한 테이프(400)를 절연층(102)의 주위에 겹쳐 감아서 형성되어 있어도 상관없다. 이에 따라 테이프(400)를 보강할 수 있어 감을 때에 테이프(400)가 파단(破斷) 등이 되는 것을 방지할 수 있다.

삽입층(401)은 4μｍ 이상 6μｍ 이하의 두께를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이에 따라 테이프(400)를 충분히 보강하면서 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)의 외경이 커지게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 삽입층(401)의 재료로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate)(ＰＥＴ)를 들 수 있다.

소선(104)은, 도전성이 우수한 금속(예를 들면 구리나 알루미늄)으로 이루어짐과 아울러 도금처리가 실시된 도금선으로 구성되어 있고, 인접하는 소선(104) 상호간에 간격이 발생하지 않도록 접착층(108)의 주위에 횡으로 감겨져 횡권 실드(橫卷 shield)로 되어 있다. 도금선으로서는, 예를 들면 주석 도금선 또는 은 도금선을 사용할 수 있다.

접착층(108)의 주위에 소선(104)이 횡으로 감겨진 시점에서는, 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)은 용융되지 않아 실드층(105)은 고정되어 있지 않지만, 실드층(105)의 주위에 피복층(106)을 형성할 때의 압출성형열(壓出成型熱)에 의하여 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)이 용융되어 실드층(105)이 고정된다. 이때에 도1 및 도2의 좌측 하단에 확대해서 나타나 있는 바와 같이, 용융된 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)을 소선(104)의 주위에 둘러싸게 하여 소선(104)을 일체화하더라도 좋다.

또, 소선(104)이 주석 도금선으로 이루어지는 경우에는, 도금층을 보호하기 위해서 표면에 유동 파라핀(流動 paraffin)이 도포되어 있는 경우가 많고, 이 유동 파라핀이 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)과의 접착을 다소 저해하기 때문에, 소선(104)이 은 도금선으로 이루어지는 경우와 비교해서 실드층(105)의 제거가 보다 용이하게 되는 이점이 있다.

피복층(106)은, 불소수지로 이루어지며 330℃ 이상 360℃ 이하의 압출성형열에 의하여 압출피복(壓出被覆)되어 형성된다. 압출성형열이 330℃ 이상 360℃ 이하로 삽입층(401)의 융점보다 높지만, 압출피복 후에 즉시 냉각되기 때문에 그 압출성형열에 의하여 삽입층(401)이 용융되는 일은 없다.

지금까지 설명해 온 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)에 의하면, 절연층(102)과 실드층(105) 사이에 레이저광을 차광하기 위한 차광층(103)이 형성되어 있기 때문에, 착색제를 절연층(102)에 함유시키지 않고도 단말처리시의 레이저광에 의한 도체(101)의 손상을 방지할 수 있다.

또한 고주파신호 전송용 동축 케이블(100)에서는, 실드층(105)이 접착층(108) 또는 도전성 접착층(109)에 의하여 고정되어 있기 때문에, 단말처리시에 소선(104)이 흐트러지기 어려워서 우수한 단말처리성을 실현할 수 있다. 그 때문에 인접하는 소선(104) 상호간의 간격이 벌어지기 어려워서 단말접속부분에서의 전기특성이 양호하게 된다.

100: 고주파신호 전송용 동축 케이블 101: 도체
102: 절연층 103: 차광층
104: 소선 105: 실드층
106: 피복층 107: 금속층 또는 수지층
108: 접착층 109: 도전성 접착층
300: 테이프 400: 테이프
401: 삽입층

Claims (6)

1. 도체(導體)와,
   상기 도체의 주위에 형성된 절연층(絶緣層)과,
   상기 절연층의 주위에 형성된 차광층(遮光層)과,
   상기 차광층의 주위에 소선(素線)을 횡으로 감아서 형성된 실드층(shield 層)과,
   상기 실드층의 주위에 형성된 피복층(被覆層)을
   구비하고,
   상기 실드층은, 상기 차광층에 접착되어 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파신호 전송용 동축 케이블.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 차광층은,
   레이저광에 대하여 불투명한 금속층(金屬層)과,
   상기 금속층의 주위에 형성된 접착층(接着層)을
   구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파신호 전송용 동축 케이블.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 차광층은,
   레이저광에 대하여 불투명한 수지층(樹脂層)과,
   상기 수지층의 주위에 형성된 접착층을
   구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파신호 전송용 동축 케이블.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 차광층은, 레이저광에 대하여 불투명한 도전성 접착층(導電性 接着層)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파신호 전송용 동축 케이블.
   
5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 차광층은, 상기 접착층 또는 상기 도전성 접착층보다 내측에 기재(基材)가 되는 삽입층(揷入層)을 더 구비하고,
   상기 접착층 또는 상기 도전성 접착층은, 상기 삽입층보다 낮은 융점(融點)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파신호 전송용 동축 케이블.
   
6. 제1항에 내지 제5항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 차광층은, 테이프를 상기 절연층의 주위에 겹쳐 감아서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파신호 전송용 동축 케이블.

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