扁平電纜以及使用其的電纜束的製作方法
2023-07-29 18:36:16
專利名稱：扁平電纜以及使用其的電纜束的製作方法
技術領域：
本發明涉及扁平電纜以及使用其的電纜束，尤其涉及適於在筆記本電腦、液晶電視、印表機等電子設備內布線的扁平電纜以及使用其的電纜束。
背景技術：
在筆記本電腦、液晶電視、印表機等電子設備中，對於在連接用於進行電子設備的操作等的本體部與液晶顯示器等顯示部的連接部等中布線的信號傳輸用布線材料來說，以往，廣泛使用具有相對的可撓性且同時為扁平狀的可配置在薄型化的電子設備內部的柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit, FPC)。此外，作為為了解決以不必要的輻射為主要原因的電磁幹擾(Electro -Magnetic Interference,EMI)而代替FPC的布線材料，有這樣形成的扁平電纜將多個細徑化的電線(例如同軸電纜)排列為扁平狀，用單面具有粘接層的導電布(表面實施過金屬鍍的布)卷包該被排列為扁平狀的電線的外周(all circumferences),使該導電布的端部彼此對接而形成屏蔽層。專利文獻I :日本特開2008-235024號公報專利文獻2 :日本特開2001-101934號公報
發明內容
當在筆記本電腦、液晶電視、印表機等電子設備內對由扁平電纜形成的布線材料進行布線時，多在其它部件間的空閒的布線空間中對扁平電纜進行布線以避免其與被配置在電子設備內的其它部件重合。另一方面，最近的電子設備被期待小型化，布線材料的布線空間也有被限制的傾向。因此，由於為了避開圖2所示那樣的其它部件21、22而使其在寬度方向(電線的並列方向)上蛇行，因而作為這樣的在布線空間被限制的部分布線的布線材料，強烈期待也可改變布線方向的扁平電纜20。在上述使用了導電布的以往的扁平電纜中，由於貼合導電布的部分硬，因而難以進行折彎操作，若強行折彎的話電線易折斷，導電布的對接部也容易脫落。尤其是當進行在規定位置折彎180度這樣的布線時，明顯暴露出該問題。此外，例如當在印表機的控制部與列印頭之間等布線，要求在對扁平電纜的規定位置折彎180度的狀態下相對地移動印表機的控制部與列印頭(U型移動(slide))時，在以往的扁平電纜中，由於U型移動特性低(U型移動壽命短)，因而存在與EMI特性的並存困難這樣的問題。因此，本發明的目的在於，提供解決了 EMI、具有高的U型移動特性、並且可容易地折彎、即使在非直線狀的布線空間中也可容易地布線的扁平電纜以及使用其的電纜束。為了實現該目的而創造出的本發明如下所示。I. 一種扁平電纜，其具備並列配置的多根電線和線狀體，所述線狀體按照沿著所述電線的並列方向而穿過所述多根電線間的方式被穿插配置，是在由聚對苯二甲酸丙二醇酯(卜J f f >7夕 >一卜)形成的纖維部件的周圍設有金屬層的線狀體。2.上述金屬層優選這樣形成以規定的螺距將具有除了圓之外的截面形狀的金屬線在上述纖維部件的周圍纏繞為螺旋狀。3.上述金屬層優選鍍銅或鍍銀。4.上述金屬線優選利用壓延加工形成，且壓延加工後的斷裂延伸與拉伸強度比壓延加工前的大。5.上述金屬線中，優選壓延加工前的拉伸強度為300MPa以上，壓延加工前的斷裂延伸為0. 50%以上。6.上述金屬線中，優選壓延加工後的拉伸強度(O1)與壓延加工前的拉伸強度 (O0)的差與壓延加工前的拉伸強度(O。)之比滿足0%< 100% X (0「0。)/%$ 50%。7.上述金屬線中，優選壓延加工後的斷裂延伸(S1)與壓延加工前的斷裂延伸
(S0)的差與壓延加工前的斷裂延伸(S。)之比滿足10%彡100% X (S1-S。)/S。彡60 %。8.上述電線優選具有內部導體和設於內部導體周圍的絕緣層。9.上述電線優選具有外部導體和設於上述外部導體周圍的外殼，上述外部導體由設於上述絕緣層周圍的多根線材形成。此外，本發明是電纜束，其具有上述I 9中任一項所述的扁平電纜和與所述扁平電纜的末端部分連接的連接端子。根據本發明，可提供解決了 EMI、具有高的U型移動特性、並且可容易地折彎、即使在非直線狀的布線空間中也可容易地布線的扁平電纜以及使用其的電纜束。
圖I為表示使用了本發明的一個實施方式涉及的扁平電纜的電纜束的平面圖。圖2為說明扁平電纜的布線方法的圖。符號的說明10扁平電纜11 電線12線狀體
具體實施例方式下面，依據附圖來說明本發明的優選實施方式。圖I為表示使用了本實施方式涉及的扁平電纜的電纜束的平面圖。如圖I所示，本實施方式涉及的扁平電纜10具備並列配置的多根電線11和線狀體12，所述線狀體按照沿著電線11的並列方向(與電線11的長度方向大致垂直的方向)而穿過多根電線11間的方式被穿插配置，其是在由聚對苯二甲酸丙二醇酯形成的纖維部件的周圍設有金屬層的線狀體12。該扁平電纜10是使用這樣的製造方法製造的，即，包括使多根電線11並列配置的工序、按照沿著電線11的並列方向而穿過多根電線11間的方式穿插線狀體12的工序和加熱線狀體12的工序的製造方法。該加熱線狀體12的工序中，例如，在100°C以上120°C以下的溫度下進行加熱。這時，對於線狀體12來說，優選在下述纖維部件含有水分的狀態下，進行在100°C以上120°C以下的溫度下進行加熱的熱處理。此外，作為為了得到扁平電纜10的熱處理的方法，例如，有如下方法對於線狀體12穿插在電線11間而形成的扁平電纜本體，實施使纖維部件含有水分的處理，然後使用被加熱到100°C以上120°C以下的加熱輥，按照沿著線狀體12表面的方式使該加熱輥沿扁平電纜本體的長度方向移動，從而來加熱線狀體12的方法；或者將扁平電纜本體配置在恆溫槽等加熱處理裝置內，然後將水蒸氣(steam)等噴霧在線狀體12上以使纖維部件含有水分，同時在100°C以上120°C以下的溫度下進行加熱的方法等。此外，在上述方法中，也可以使用具有噴霧水蒸氣功能的加熱輥來使纖維部件含有水分，同時進行加熱。通過該熱處理，收縮纖維部件，將各電線11保持在整齊地排列的狀態。另外，在各電線11的表面難以發生由於構成線狀體12的纖維部件的收縮而造成的壓痕。通過該熱處理，扁平電纜本體寬度例如從15mm左右收縮至Ilmm左右而得到扁平電纜10。關於電線
電線11由至少具有捻合多根銅線而形成的內部導體和設於內部導體的外周的絕緣體的絕緣電線形成。絕緣體包括使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟樹脂或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)而形成的絕緣體。此外，電線11也可以是具有在絕緣體外周將多根金屬導體卷繞成螺旋狀而形成的外部導體和設於該外部導體的外周的外殼的同軸電纜。此外，外部導體是使用包括軟銅線等金屬線(包括表面金屬鍍敷處理過的金屬線)的導體(單線或絞合線)而形成的。若考慮到蛇行布線，則作為最外層的外殼優選由具有20%以上150%以下的延伸率和150MPa以上的拉伸強度的層形成。通過使最外層為具有20%以上150%以下的延伸率、150MPa以上的拉伸強度的、比以往的硬的層，當使使用這樣的電線形成的扁平電纜的一部分變形而使其向寬度方向平行移動時，可有效地賦予變形的部分(變形部)以向與平行移動的方向相反的方向反彈的力(反彈力)，不抑制扁平電纜的平行移動。若外殼的延伸率不足20%，則製成扁平電纜時的可撓性大幅下降，使扁平電纜的一部分在寬度方向上平行移動地蛇行變得困難。此外，若外殼的延伸率超過150%，則當使扁平電纜的一部分平行移動地蛇行時，扁平電纜的變形部分不能有效地將向與平行移動方向相反的方向反彈的力賦予在變形的部分上。作為滿足這些特性的材料，例如有PET。該最外層是由塑料膠帶形成的膠帶層，膠帶層具有將塑料膠帶纏繞成螺旋狀(例如將膠帶螺旋狀纏繞以覆蓋先前膠帶的一部分而形成的螺旋膠帶卷(』 y y卷))而形成的第I膠帶層、和在第I膠帶層上按照與第I膠帶層不同的纏繞方向將塑料膠帶纏繞成螺旋狀(例如螺旋膠帶卷)而形成的第2膠帶層。當最外層由膠帶層形成時，塑料膠帶優選為延伸而形成的延伸率為30%以上140%以下的薄型塑料膠帶(例如，寬2 3mm，厚5 y m以下)。這是因為有這樣的擔憂若延伸率不足30%或超過140%，則由於加熱纖維部件的工序中產生的熱，因而電線11的最外層變得不滿足上述延伸率、拉伸強度的範圍。此外，第I膠帶層優選由將金屬蒸鍍(例如，以0. I 0. 3 ii m的厚度蒸鍍銅)在薄型塑料膠帶的內側(外部導體側)而成的屏蔽膠帶來形成，第2膠帶層優選由在薄型塑料膠帶的內側(第I膠帶層側)形成粘接層而成的粘接膠帶來形成。此外，當由I層形成膠帶層時，可單獨使用屏蔽膠帶、粘接膠帶。此外，也可在屏蔽膠帶的最內側具有粘接層。此夕卜，第I膠帶層、第2膠帶層也可同時由粘接膠帶形成。此外，對於最外層來說，除了使其為上述那樣的膠帶層之外，只要是具有上述的延伸率、拉伸強度的層，也可以是擠出包覆PET、ETFE、PFA、FEP等樹脂等而形成的層。考慮到在筆記本電腦、液晶電視、印表機等內部的極小的空間內布線，電線11的外徑優選為0. 35mm以下。
關於線狀體線狀體12按照這樣的方式來穿插在各電線11之間從扁平電纜10的長度方向的一端至另一端(圖示從左側至右側)，從寬度方向的一側至另一側(圖示從下側至上側)鋸齒狀往復，同時在長度方向上將多根電線11固定為扁平狀。這時，線狀體12優選這樣穿插在扁平電纜10的寬度方向(電線11的並列方向)的中央部，按照將兩根以上的電線11作為一個單位穿過的方式來穿插，同時，在扁平電纜10的寬度方向的端部，按照將一根電線作為一個單位穿過的方式來穿插。此外，扁平電纜10的寬度方向的中央部不限於扁平電纜10的中心軸，也包括其附近。此外，扁平電纜10的寬度方向的端部不限於扁平電纜10的寬度方向的最外位置，也包括其附近。通過使其為這樣的構成，與按照將一根電線11作為一個單位穿過的方式來穿插線狀體12的情況相比，可以減少穿插次數，可減輕由於線狀體12在電線11的表面上穿插而造成的壓痕的發生，同時可縮小扁平電纜10的寬度。在整個扁平電纜10的全長上使該線狀體12穿插，但是，為了容易地安裝用於與連接器等機器一側連接的連接端子13，而去除扁平電纜10的長度方向的兩端部的線狀體12。對於線狀體12的穿插比例來說，可以在扁平電纜10全長的範圍是一定的，或與扁平電纜10的長度方向的中央部相比，在兩端部減小。通過與扁平電纜10的長度方向的中央部相比、在兩端部減小線狀體12的穿插比例，而將扁平電纜10的形狀保持為扁平狀，同時當為了形成電纜束而在扁平電纜10的末端部分安裝連接端子13時，線狀體12的去除操作變得容易。此外，線狀體12的穿插比例由基於在扁平電纜10(電線11)的長度方向的規定長度(Lmm)的範圍內穿插的線狀體12的根數(N根)得到的關係式「(dXN)/L」(d為線狀體的外徑)來表示，優選地，在電線11的長度方向上，可以以每IOmm長度20根以上30根以下的比例穿插線狀體12。由此，當將扁平電纜10折彎或蛇行時，由於電線11不從線狀體12的網眼露出，而且，也不怎麼偏離移位，因而使扁平電纜10的一部分變形且向寬度方向平行移動時，可高效地得到在扁平電纜10的變形部產生的反彈力。關於纖維部件構成線狀體12的纖維部件為長型，優選其是將一根或多根纖維絲沿長度方向排列而形成，其中纖維絲是單體或捆束多根纖維而形成的。例如，可以沿長度方向排列兩根由30 40根的單絲形成的70 80旦尼爾(f''二一> )的纖維絲而形成。通過使其沿長度方向排列，當按照將線狀體12穿插在各電線11間的方式來配置時，不過度地捆緊電線11，可緩和施加到電線11的應力。此外，作為纖維部件，優選使用初始模量為20cN/dtex以上30cN/dtex以下,並且伸長回復率為80%以上95%以下的纖維部件。這樣,通過使用初始模量為20cN/dtex以上30cN/dtex以下的纖維部件,可在穿插線狀體12時以不向電線11施加負荷的方式來穿插。下面闡述使用初始模量為20cN/dtex以上30cN/dteX以下的纖維作為構成線狀體12的纖維部件的理由。若使用初始模量不足20cN/dteX的纖維作為纖維部件，則穿插線狀體12時的捆緊電線11的力變弱，變得不能製造整齊的形狀的扁平電纜10，在穿插線狀體12之後，還需要另外設置用於整齊地調整線狀體12的形狀的工序，導致製造成本上升。
此外，若使用初始模量超過30cN/dteX的纖維作為纖維部件，則穿插線狀體12時的捆緊電線11的力變強，穿插線狀體12時電線11會變形成起伏狀，因而導致導體和與該導體連接的連接器側的電極的連接操作耗費工時等操作性的降低、電線的特性阻抗的變化造成的傳輸特性的降低。基於這樣的理由，優選使用初始模量為20cN/dtex以上30cN/dtex以下的纖維作為纖維部件。此外，使纖維部件的伸長回復率為80%以上95%以下的理由如下若伸長回復率不足80%，則使扁平電纜10彎曲、移動時的線狀體12的伸縮性變得不充分，由於移動，電線11的斷線變得容易發生，若超過95%，則使扁平電纜10彎曲、移動時的線狀體12的緊縮力變弱，因此，移動時電線11的表面容易從被穿插的線狀體12的縫隙間露出，該露出的電線11有斷線的危險。此外，伸長回復率的測定使用依照JIS標準(日本工業標準)的「JIS L 1096」的測定方法。即，伸長回復率這樣求出將使用纖維部件穿插的寬度為5cm、長度為30cm的試片的一端的上部用夾子固定，向另一端施加初始負載，在相距20cm的兩點上標註標記，接著，給予I. 5kg的負載來代替初始負載，測定I小時後的標記間的長度LI，去除重量後，I小時後測定施加初始負載時的標記間的長度L2，通過下式I求出伸長回復率。伸長回復率=(L1-L2)/ (Ll-20) X 100…(式 I)通過將這樣的纖維部件用作線狀體12，可賦予扁平電纜10的寬度方向以伸縮性，因而當使扁平電纜10在極小的空間內蛇行來布線時、或者使扁平電纜10在極小的布線空間內彎曲而移動時，施加的應力可在扁平電纜10的寬度方向有效地釋放出。結果，電線11可在扁平電纜10的寬度方向上移動，因此，在極小的布線空間內，即使在蛇行布線時、或進行彎曲或移動時，也可緩和施加至電線11的壓力，可防止電線11的斷線。此外，由於可賦予扁平電纜10的寬度方向以伸縮性，所以可在扁平電纜10的長度方向上以與布線空間相符合的形狀來布線。作為這樣的纖維部件，優選使用由1，3-丙二醇和對苯二甲酸的縮聚物形成的聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的纖維(例如，y W」 ^株式會社制的y 口 7 ^ 7 (註冊商標)，東 > 株式會社制的T400等)。通常，在穿插纖維部件時，若在延伸狀態下穿插該纖維部件，使穿插後的扁平電纜的可撓性降低。此外，由於大力捆緊電線，因而折彎時有斷線的危險。
與此相對，通過使用由PTT形成的纖維部件，變得即使在穿插後，也可通過加熱進一步延伸纖維部件10% 50%程度，因而不使扁平電纜的可撓性降低，而且也不大力捆緊電線11。因此，當扁平電纜10向並列方向移動時，該纖維部件隨著電線11向該並列方向的移動而延伸，其位置發生變化。此外，通過使用將捆束多根PTT纖維而形成的纖維絲進行多根沿長度方向排列而形成的纖維部件，可緩和當使扁平電纜10成為移動時施加至電線11的應力，其結果是，可提聞相對於折彎、蛇行等的耐性。
關於金屬層金屬層通過如下方式形成將對銅線或銅合金線進行壓延加工而得到的金屬線在纖維部件的周圍卷繞成螺旋狀，或者，在纖維部件的周圍實施鍍銅或鍍銀。當使用金屬線來形成金屬層時，作為該金屬線，優選具有壓延加工後的截面形狀為細長橢圓形狀、或角頂端不銳利的近似四邊形狀(近似矩形狀)等除了圓之外的截面形狀的金屬線。例如，通過對外徑為0. 03mm的銅線或銅合金線進行壓延加工，形成寬度0. Ilmm左右、厚度0. 006mm左右的金屬線。通過使用這樣的截面形狀為除了圓之外的形狀的金屬線卷繞成螺旋狀來設置金屬層，可降低金屬層的彎曲強度，因此，即使在扁平電纜10中穿插具有金屬層的線狀體12，扁平電纜10自身也不變硬，可容易地蛇行或彎曲而在極小的空間內布線，同時可賦予EMI特性。金屬線優選壓延加工前的外徑為0. 03mm以上0. Imm以下,壓延加工後,優選厚度為0. 006mm以上0. 025mm以下、寬度為0. IOmm以上0. 40mm以下。此外，對於金屬線來說，優選銅線或銅合金線的壓延加工後的拉伸強度(0 J大於銅線或銅合金線的壓延加工前的拉伸強度(。0)。尤其是，優選銅線或銅合金線的壓延加工後的拉伸強度(O1)與銅線或銅合金線的壓延加工前的拉伸強度(Otl)的差與銅線或銅合金線的壓延加工前的拉伸強度(Otl)之比(由於加工而產生的拉伸強度的增加率=100% X ( O r O 0) / O 0)大於 0% 且在 50% 以下(0%< 100% X (o ro 0)/o 0 ^ 50% ) o此外，銅線或銅合金線的壓延加工前的拉伸強度(。。)優選為300MPa以上。此外，對於金屬線來說，優選銅線或銅合金線的壓延加工後的斷裂延伸(S1)大於銅線或銅合金線的壓延加工前的斷裂延伸(5 0)。尤其是，優選銅線或銅合金線的壓延加工後的斷裂延伸(S1)與銅線或銅合金線的壓延加工前的斷裂延伸(Sci)的差與銅線或銅合金線的壓延加工前的斷裂延伸(Sci)之比(由於加工而產生的斷裂延伸的增加率100% X(S1-S0)ZS0)為 10% 以上 60% 以下(10%彡 100% X (S「WS 彡60%)，進一步優選為20%以上50%以下。此外，銅線或銅合金線的壓延加工前的斷裂延伸(S。)優選為0.50%以上。上述銅線或銅合金線的拉伸速度(O)和斷裂延伸(S)可通過依照JIS標準(JIS Z 2241 「金屬材料拉伸試驗方法」)的試驗方法得到。通過使用上述那樣的金屬線，因而當將扁平電纜10在非直線狀的小的布線空間內布線時，可對該扁平電纜10進行蛇行布線或折彎布線。此外，當進行實施在同軸電纜的末端安裝連接器等這樣的加工而製成電纜束等末端加工時，加工變得容易，不需要麻煩的人力和時間，可容易地進行金屬層的末端處理。以規定的螺距將該金屬線在纖維部件的周圍卷繞成螺旋狀使位於寬度方向的面彼此對接。此外，卷繞金屬線的方式並不限於這種。作為卷繞金屬線時的螺距，例如，相對於金屬線的寬度，優選使其為I. 3倍以上2. O倍以下。由此，對於在非直線狀的極小的布線空間內使扁平電纜蛇行布線或折彎布線是有效的。通過使其為這樣的構成，使扁平電纜10變形為蛇行的形狀來進行布線，這時，可在扁平電纜10的變形部有效地產生所需的反彈力，可賦予適當地抑制線狀體12向蛇形方向的移動的力。即，在使扁平電纜10為蛇行的形狀時，可使線狀體12向蛇形方向移動的力與抑制該移動的力的平衡。因此，根據扁平電纜10，即使在解決EMI、在非直線狀的布線空間內布線時，扁平電纜10自身也不變硬，為了避開其他部件而使其蛇行，從而可改變布線材料的布線方向，同時可保持蛇行狀態的形狀。此外，按照在多根電線11間穿過的方式穿插線狀體12，因而可賦予扁平電纜10的寬度方向以伸縮性，即使當使其在極小的布線空間內蛇行來布線時、或者進行折彎或成為 移動時，也可有效地釋放施加至電線11的應力。從而可緩和施加至電線11的應力，可防止電線11的斷線等，可賦予扁平電纜10以高U型移動特性。此外，通過將連接端子13連接至扁平電纜10的末端部分，可得到如圖I所示那樣的電纜束100，使其在非直線狀的布線空間內不折彎地蛇行，可容易地布線。
權利要求
1.扁平電纜，其特徵在於，具備並列配置的多根電線和線狀體， 所述線狀體按照沿著所述電線的並列方向而穿過所述多根電線間的方式被穿插配置，是在由聚對苯二甲酸丙二醇酯形成的纖維部件的周圍設有金屬層的線狀體。
2.根據權利要求I所述的扁平電纜，所述金屬層這樣形成以規定的螺距將具有除了圓之外的截面形狀的金屬線在所述纖維部件的周圍纏繞為螺旋狀。
3.根據權利要求I所述的扁平電纜，所述金屬層鍍銅或鍍銀。
4.根據權利要求2所述的扁平電纜，所述金屬線利用壓延加工形成，且壓延加工後的斷裂延伸和拉伸強度比壓延加工前的大。
5.根據權利要求4所述的扁平電纜，所述金屬線的壓延加工前的拉伸強度為300MPa以上，壓延加工前的斷裂延伸為0. 50%以上。
6.根據權利要求4或5所述的扁平電纜，所述金屬線的壓延加工後的拉伸強度(O1)與壓延加工前的拉伸強度(Otl)的差與壓延加工前的拉伸強度(Otl)之比滿足0%< 100% X (0「O 0)/o。彡 50%。
7.根據權利要求4或5所述的扁平電纜，所述金屬線的壓延加工後的斷裂延伸(S1)與壓延加工前的斷裂延伸(Sci)的差與壓延加工前的斷裂延伸(Sci)之比滿足10%彡 100% X ( 6 r 6 0) / 6 0 ^ 60%。
8.根據權利要求I所述的扁平電纜，所述電線具有內部導體和設於所述內部導體周圍的絕緣層。
9.根據權利要求8所述的扁平電纜，所述電線具有外部導體和設於所述外部導體周圍的外殼，所述外部導體由設於所述絕緣層周圍的多根線材形成。
10.電纜束，其特徵在於，具有權利要求I 9中任一項所述的扁平電纜和與所述扁平電纜的末端部分連接的連接端子。
全文摘要
本發明提供一種扁平電纜以及使用其的電纜束，解決了EMI，具有高的U型移動特性，並且可容易地折彎、即使在非直線狀的布線空間中也可容易地布線。本發明提供扁平電纜，其特徵在於，具備並列配置的多根電線(11)和線狀體(12)，所述線狀體(12)按照沿著所述電線(11)的並列方向而穿過所述多根電線(11)間的方式被穿插配置，其是在由聚對苯二甲酸丙二醇酯形成的纖維部件的周圍設有金屬層的線狀體。
文檔編號H01B7/08GK102751015SQ201110229930
公開日2012年10月24日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年4月21日
發明者今井規之, 小室浩, 渡部考信, 黃得天 申請人:日立電線精密技術株式會社