JP2006019080A

JP2006019080A - 差動信号伝送ケーブル

Info

Publication number: JP2006019080A
Application number: JP2004194156A
Authority: JP
Inventors: Ryo Matsui; 量松井; Hiroshi Komuro; 浩小室; Nobuhito Tsui; 信仁堆; Fumikata Nakahigashi; 文賢中東
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19
Also published as: DE112005000109T5; EP1761935A1; US7291786B2; CN1716463A; WO2006003746A1; SE0600388L; FI119306B; SE529318C2; TWI278871B; CN100375204C; US20070068696A1; TW200608417A; EP1761935A4; FI20061158L

Abstract

【課題】電気特性のみならず、屈曲・捻回特性等の機械特性に優れ、携帯電話の液晶ディスプレイの信号伝送用ケーブルとして好適な差動信号伝送ケーブルを提供する。
【解決手段】内部導体３１の外周にふっ素樹脂による絶縁体３２を被覆したコアを４心で撚り合わせ、コアの撚り合わせ方向とは逆方向に横巻きによるシールド層３３を設け、さらにその外周にシース３４を形成し、ケーブル外径を１．０ｍｍ以下とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型電子機器の可動部等に使用される差動信号伝送ケーブルに関し、特に、電気特性、機械特性に優れ、携帯電話の液晶ディスプレイの画像信号伝送用に好適な差動信号伝送ケーブルに関するものである。

ノート型パソコンや携帯電話などの小型の液晶ディスプレイの信号伝送に使用されるケーブルは、ＥＭＩ（電磁波障害：Electro Magnetic Interherence）防止対策や低ＳＫＥＷ化（低対間伝送遅延差）等の電気特性が要求される。また、内径５ｍｍ以下のヒンジ部を介して配線されるため、ケーブル外径の細径化が大きな課題となっている。

図４に、このような用途に使用されている極細同軸ケーブルの構造例を示す。
この極細同軸ケーブル１０は、Ｓｎめっき銅合金線等からなる内部導体１１の外周に、順に、ＰＦＡ（テフロン（登録商標））樹脂等からなる絶縁層１２、Ｓｎめっき銅線等からなる外部導体１３、ポリエステル等からなるシース１４を設けて構成され、外径が０．３５ｍｍ程度とされている（例えば、特許文献１参照）。

更に、ノート型パソコンについては、信号伝送方式がパラレル伝送からシリアル伝送に移行しつつあり、上記のような極細同軸ケーブルの持つ特性よりも厳しい電気特性が要求されるため、２心平行極細同軸ケーブルが適用されつつある。

図５に、２心平行同軸ケーブル２０の構造例を示す。
この２心平行同軸ケーブル２０は、軟銅線等からなる内部導体２１の外周をポリエチレン等からなる絶縁体２３で被覆したコアを２本並列に並べ、これら２本のコアの外周に、外部シールドとしての軟銅線等からなる外部導体２３を施し、更に、ポリエステル等からなるシース２４を形成したものである（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−３５２６４０号公報特開２００３−２２７１８号公報

一方、現在の携帯電話はパラレル方式で伝送されており、液晶ディスプレイの信号伝送には４０本程度の極細同軸ケーブルを束ねて使用されている。これをシリアル方式に変更することで信号線を１０本程度まで低減できる。

このようなシリアル方式に移行する場合は、ケーブルからのノイズがマザーボードに伝わると誤動作が懸念されるため、２心平行同軸ケーブルなど電気特性に優れたケーブルが不可欠である。

しかしながら、２心平行同軸ケーブルは極細同軸ケーブルと比較して屈曲・捻回特性が低く、携帯電話のように過酷な屈曲・捻回を受ける用途には適さない。

従って、本発明の目的は、電気特性のみならず、屈曲・捻回特性等の機械特性に優れ、携帯電話の液晶ディスプレイの信号伝送用ケーブルとして好適な差動信号伝送ケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の差動信号伝送ケーブルは、内部導体の外周に絶縁体を被覆したコアを複数撚り合わせ、その外周にシールド層を前記コアの撚り合わせ方向とは逆方向に横巻きし、更にシースを設けて、外径を１．０ｍｍ以下としたことを特徴とする。

前記コアを４心撚り合わせることができる。また、前記コアの撚り合わせピッチを、層心径の４０倍以内とすることが望ましい。

前記内部導体として素線径０．０５ｍｍ以下の銀めっき銅合金線を撚り合わせた導体を、前記絶縁体としてふっ素樹脂を、前記シールド層として素線径０．０５ｍｍ以下の銀めっき銅合金線を用いることができる。

前記シースとして、ふっ素樹脂、又は銅めっきポリエステルテープとポリエステルテープとを貼り合わせたものを用いることができる。

前記コアの撚り合わせに際し、中心にポリエステルによる介在を入れることができる。また、前記コアの撚り合わせに際し、ポリエステルテープ、銅蒸着ポリエステルテープ、又は銅めっきポリエステルテープによるおさえ巻きを設けることもできる。

前記差動信号伝送ケーブルを携帯電話の液晶ディスプレイの画像信号伝送に用いることができる。

本発明によれば、屈曲特性と捻回特性の機械特性に優れた差動信号伝送ケーブルを提供することができる。このため、携帯電話の液晶ディスプレイの信号伝送用ケーブル等に好適に使用できる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本発明の差動信号伝送ケーブルの一実施形態を示す。

（全体構成）
この差動信号伝送ケーブル３０は、内部導体３１の外周にふっ素樹脂による絶縁体３２を被覆したコアを４心で撚り合わせ、コアの撚り合わせ方向とは逆方向に横巻きによるシールド層３３を設け、さらにその外周にシース３４を形成したものである。ケーブル外径については、携帯電話のヒンジ部を通さなければならないこと、繰り返し捻りを受けること、液晶の精細化に伴い伝送信号線の本数が増大する等から１．０ｍｍ以下としている。
この差動信号伝送ケーブル３０では、図１のＡ−Ｃ、Ｂ−Ｄ間の２対にそれぞれ差動信号が伝送される。

（内部導体）
内部導体３１は、銀めっき銅合金線を撚り合わせて構成することができる。銀めっき銅合金線は導電率が高いほど好ましいが、携帯電話用のハーネスは１００ｍｍ程度で使用されるため、７０％ＩＡＣＳ以上であれば問題ない。引張強さも大きいほど好ましいが、７００ＭＰａ以上であれば問題ない。銀めっき厚さについては、主に８００ＭＨｚから１．９ＧＨｚの帯域、最大で６ＧＨｚ付近で使用されるため、１μｍ程度あれば問題ない。

（絶縁体）
絶縁体３２についでは簿肉での押出が可能であり、６ＧＨｚまでの周波数、特に８００ＭＨｚから１．９ＧＨｚの帯域における誘電率、誘電正接が安定した材料であることが望ましい。このような材料としてふっ素樹脂が望ましく、この中でもＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(４．６フッ化)）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)）がより望ましい。厚さについては対角のコア間で特性インピーダンスが９０〜１００Ωが実現できる厚さに調整されたものが望ましい。絶縁体３２に表面処理を施しても良く、銅などの導電性が高い金属をスパッタ処理やめっき処理などで形成したものを用いてもよい。

コアの撚り合わせについては撚り合わせピッチが層心径の４０倍以内が望ましい。撚り合わせピッチを層心径の４０倍以内とすることにより、携帯電話に用いた際に、送受信回路への影響を少なくすることができる。撚り合わせの際には中心にポリエステルの糸などの介在３５を入れてもよい。さらに、撚り合わせ後の形状を保持するため、ポリエステルテープや銅蒸着ポリエステルテープ、銅めっきポリエステルテープ等によるおさえ巻きを設けても良い。

（シールド層）
シールド層３３については、内部導体と同じ材料が望ましいが、異なるものを使用しても構わない。巻き方向についてはコアの撚り合わせ方向と同方向とした場合、コアの撚り合わせによってできた溝にシールド層が落ち込むことにより不安定となるため、逆方向にした方が構造上安定するため好ましい。但し、同方向であってもコアの撚り合わせによってできた溝にシールド層が落ち込むことがなければ問題はない。また、シールド層３３の横巻きを２重に行うことでシールド特性が向上する。

（シース）
シース３４については、ふっ素樹脂や銅めっき（蒸着）ポリエステルテープとポリエステルテープを貼り合わせたものが挙げられる。但し、薄肉でかつ繰り返し曲げに強い材料であれば、これらに限定されるものではない。

表１に示す材料、肉厚、線径のものを用いて、図１に示す構成の差動信号伝送ケーブルを製造し、屈曲特性と捻回特性を評価した。

屈曲特性は、図２に示す試験方法により行った。
この試験方法は、１本のケーブルの内部導体４心を直列につないで試験サンプル４２とし、これに荷重５０ｇｆの重り４３をつないで、曲げ治具４１により、半径２ｍｍ、試験速度３０回／分にて左右９０度屈曲させることを破断するまで繰り返し、破断した時の回数を測定するものである。

捻回特性は、図３に示す試験方法により行った。
この試験方法は、内部導体を直列につないで試験サンプル５３とし、このサンプルに捻回チャック５１（捻回側）と捻回チャック５２（固定側）とを設け、試料サンプル５３を捻回距離２０ｍｍ、荷重５０ｇｆ、試験速度３０回／分にて左右１８０度（１）〜（４）の方向に捻回させ、破断するまで綴り返し、破断した時の回数を測定するものである。

屈曲特性及び捻回特性を測定した結果、実施例１〜２４の差動信号伝送ケーブルの屈曲寿命はすべて２万回以上であった。また、実施例１〜２４の差動信号伝送ケーブルの捻回寿命はすべて２０万回以上であった。
［比較例］

表２に示す材料、肉厚、線径のものを用いて、図４に示す構成の極細同軸ケーブル及び図５に示す２心平行同軸ケーブルを製造し、屈曲特性と捻回特性を評価した。

比較例１は４本、比較例２、３については２本のケーブルを束ねて内部導体を直列につなぎ、実施例と同様に屈曲評価試験及び捻回評価試験を行った。

この結果、比較例においては、いずれも屈曲寿命は１万回以上であったが、中には２万回に満たないものが認められた。また、比較例１の捻回寿命は２万回以上であったが、比較例２、３の中には１万回に満たないものが認められた。

以上の結果より、実施例１〜２４のサンプルは、比較例１〜３のサンプルと比較して、屈曲特性と捻回特性に優れていることが確認できた。

本発明の差動信号伝送ケーブルの一実施形態を示す断面図である。屈曲特性の試験方法を説明する概略図である。捻回特性の試験方法を説明する概略図である。従来の極細同軸ケーブルを示す断面図である。従来の２心平行同軸ケーブルを示す断面図である。

符号の説明

１０極細同軸ケーブル
１１内部導体、１２絶縁体、１３シールド層、１４シース
２０２心平行同軸ケーブル
２１内部導体、２２絶縁体、２３シールド層、２４シース
３０差動信号伝送ケーブル
３１内部導体、３２絶縁体、３３シールド層、３４シース、３５介在
４１曲げ治具、４２試験サンプル、４３重り、
５１捻回チャック（捻回側）、５２捻回チャック（固定側）、５３試験サンプル

Claims

内部導体の外周に絶縁体を被覆したコアを複数撚り合わせ、その外周にシールド層を前記コアの撚り合わせ方向とは逆方向に横巻きし、更にシースを設けて、外径を１．０ｍｍ以下としたことを特徴とする差動信号伝送ケーブル。
前記コアを４心撚り合わせたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記コアの撚り合わせピッチを、層心径の４０倍以内としたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記内部導体として、素線径０．０５ｍｍ以下の銀めっき銅合金線を撚り合わせた導体を用いたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記絶縁体として、ふっ素樹脂を用いたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記シールド層として、素線径０．０５ｍｍ以下の銀めっき銅合金線を用いたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記シースとして、ふっ素樹脂、又は銅めっきポリエステルテープとポリエステルテープとを貼り合わせたものを用いたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記コアの撚り合わせに際し、中心にポリエステルによる介在を入れたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
前記コアの撚り合わせに際し、ポリエステルテープ、銅蒸着ポリエステルテープ、又は銅めっきポリエステルテープによるおさえ巻きを設けたことを特徴とする請求項１記載の差動信号伝送ケーブル。
携帯電話の液晶ディスプレイの画像信号伝送に用いられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の差動信号伝送ケーブル。