一種多邊形導(dǎo)體芯線及使用其的高速數(shù)據(jù)傳輸線纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線纜傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多邊形導(dǎo)體芯線，本發(fā)明同時還提出使用該多邊形導(dǎo)體芯線用于傳輸高頻和/或高速數(shù)據(jù)信號的一種高速數(shù)據(jù)傳輸線纜。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來電子設(shè)備及元器件間傳輸速度要求不斷攀升，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣忍嵘龑τ谕ㄓ嵁a(chǎn)業(yè)具有重要意義，高速線纜和光纖是主要的傳輸方式。而10G以上傳輸速度的高速線纜廣泛應(yīng)用于萬兆網(wǎng)卡、萬兆交換機、萬兆服務(wù)器、超級計算機、云計算、云存儲網(wǎng)絡(luò)等短距離高速互聯(lián)。其中同軸電纜和平行對是高速電纜的主要結(jié)構(gòu)形式。
[0003]無論是同軸、差分對還是雙絞線，屏蔽層內(nèi)的芯線結(jié)構(gòu)設(shè)計對傳輸速度均具有決定性影響，線纜欲獲得高速，絕緣介質(zhì)的綜合介電常數(shù)ε須始終保持均一穩(wěn)定。
[0004]用于傳輸高速或高頻的數(shù)據(jù)時，無論是同軸線纜，還是差分對，或者雙絞線線纜，在傳輸速度達到1 OGbps以上時，對由多條導(dǎo)體絞合后的內(nèi)導(dǎo)體的一致性和同一性要求明顯提高，對絕緣介質(zhì)綜合介電常數(shù)ε的微觀穩(wěn)定性要求嚴格一致。
[0005]以同軸線纜為例，現(xiàn)有的同軸線纜一般包括芯線和外導(dǎo)體，外導(dǎo)體外包裹有護套。內(nèi)導(dǎo)體多由多根圓形導(dǎo)體絞合而成，絞合的方式一般采用同心復(fù)絞的方式。
[0006]目前，對于柔軟高速線纜芯線普遍采用如圖1所示，包括圓導(dǎo)體100和絕緣層200，傳統(tǒng)1+6圓導(dǎo)體組合或者類似的多層圓形導(dǎo)體(如1+6+12……)組合作為內(nèi)導(dǎo)體。
[0007]以此圓形內(nèi)導(dǎo)體組合成的內(nèi)導(dǎo)體易于獲得且被廣泛使用，但是該結(jié)構(gòu)無論是在擠包絕緣介質(zhì)的過程中，還是線纜后續(xù)加工以及產(chǎn)品布線及使用時，卻均存在中心導(dǎo)體結(jié)構(gòu)不斷變異、無法形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的問題。
[0008]以內(nèi)導(dǎo)體包覆絕緣介質(zhì)生產(chǎn)芯線的過程為例，當絕緣介質(zhì)對常規(guī)1+6圓單根圓導(dǎo)體組合體進行包覆過程中，因絕緣介質(zhì)包覆時料流會波動，料流的包覆力持續(xù)沖擊導(dǎo)體，因常規(guī)導(dǎo)體為圓形，單根導(dǎo)體間接觸為點接觸，導(dǎo)體相互間不能限制彼此位置，導(dǎo)致圓導(dǎo)體之間的相對位置不斷發(fā)生變化，單根導(dǎo)體由于是圓形，在料流的沖擊下始終不可獲得相對穩(wěn)定的一致位置。因沖擊產(chǎn)生圓導(dǎo)體間的縫隙，絕緣介質(zhì)在包覆力下擠入單根內(nèi)導(dǎo)體之間，內(nèi)導(dǎo)體變成為導(dǎo)體與絕緣介質(zhì)的混合體，不再是單純的金屬體。
[0009]不僅內(nèi)導(dǎo)體自身結(jié)構(gòu)始終存在單根導(dǎo)體間相對位置不一致，在生產(chǎn)加工和線纜應(yīng)用時，單根導(dǎo)體間的位置也始終處于不確定的變化中，芯線生產(chǎn)過程中，絕緣介質(zhì)有機會進入單根導(dǎo)體之間的間隙中，會引發(fā)導(dǎo)體之間的相對位置形態(tài)各異，無法形成穩(wěn)定一致的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的綜合介電常數(shù)ε和導(dǎo)體有效傳輸面積始終處于變化中，由此原因，結(jié)果是線纜綜合性能的阻抗波動大，生產(chǎn)重現(xiàn)性差，電纜的延遲差SKEW大，影響傳輸速度提升，尤其是當傳輸速度超過lOGbps以上時，問題表現(xiàn)更為突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為了解決目前高速線纜中組合內(nèi)導(dǎo)體的多條單導(dǎo)體間相對位置容易發(fā)生變化，導(dǎo)致綜合介電常數(shù)ε不斷變異，導(dǎo)體實際有效傳輸通路通過面積變化飄忽不定，芯線內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，進而引發(fā)影響電氣性能如傳輸速率、線對延遲等品質(zhì)問題，而提供的一種多邊形導(dǎo)體芯線。
[0011]為達到上述減小綜合介電常數(shù)ε波動，穩(wěn)定芯線的絕緣介質(zhì)與導(dǎo)體間相對結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)尚速傳輸和尚品質(zhì)傳輸功能，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0012]—種多邊形導(dǎo)體芯線，其中包括組合內(nèi)導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)，所述組合內(nèi)導(dǎo)體由多條單根導(dǎo)體組合而成，所述導(dǎo)體的橫截面呈多邊形;組合時除了位于最外層的導(dǎo)體外，導(dǎo)體的每個側(cè)面都與相鄰多邊形導(dǎo)體的側(cè)面之間緊密接觸。
[0013]優(yōu)選地，所述組合內(nèi)導(dǎo)體中，具有中心導(dǎo)體。
[0014]優(yōu)選地，所述組合內(nèi)導(dǎo)體中，不具有中心導(dǎo)體。
[0015]優(yōu)選地，所述中心導(dǎo)體的橫截面為正六邊形。
[0016]優(yōu)選地，所述組合內(nèi)導(dǎo)體中，具有共同的幾何中心。
[0017]優(yōu)選地，所述組合內(nèi)導(dǎo)體，導(dǎo)體橫截面全部為正六邊形。
[0018]優(yōu)選地，所述絕緣介質(zhì)為氟塑料FEP、氟塑料PFA、聚乙烯ΡΕ、聚丙烯ΡΡ、微孔聚四氟乙烯PTFE帶、聚丙烯ΡΡ帶或者采用聚乙烯ΡΕ帶繞包。
[0019]優(yōu)選地，組成所述組合內(nèi)導(dǎo)體的最外層導(dǎo)體為外層導(dǎo)體，所述外層導(dǎo)體除了與相鄰的導(dǎo)體相接觸的側(cè)面外，其余的側(cè)面加工成一個圓弧面，所述外層導(dǎo)體組合嵌緊后，使所述組合內(nèi)導(dǎo)體的外表面為圓面。
[0020]優(yōu)選地，所述組合內(nèi)導(dǎo)體的外表面經(jīng)加工形成圓面。
[0021]優(yōu)選地，所述組合內(nèi)導(dǎo)體的整體外表面設(shè)置鍍銀層、鍍銅層、鍍錫層或者鍍鎳層。[0022 ]優(yōu)選地，所述導(dǎo)體外表面設(shè)置鍍銀層、鍍銅層、鍍錫層或者鍍鎳層。
[0023]本發(fā)明同時還提供了一種高速數(shù)據(jù)傳輸線纜，包括芯線，所述芯線為上述的多邊形導(dǎo)體芯線。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]1.導(dǎo)體采用多邊形的形狀，然后進行同心組合，這樣相鄰的導(dǎo)體之間通過導(dǎo)體的側(cè)面貼合相接觸，與圓形的導(dǎo)體之間同心組合相比較，本發(fā)明的多邊形導(dǎo)體的貼合面緊密相接，中間不易形成結(jié)構(gòu)性間隙，因此無論是在對內(nèi)導(dǎo)體進行絕緣介質(zhì)的包覆，還是線纜生產(chǎn)加工及使用時，導(dǎo)體間橫截面方向相位均不易變化，尤其是在生產(chǎn)芯線過程中，不會導(dǎo)致單根導(dǎo)體間的相對位置發(fā)生不確定性變化，絕緣介質(zhì)也不易沖進導(dǎo)體之間；
[0026]2.在進行絕緣介質(zhì)的包覆時，絕緣介質(zhì)對導(dǎo)體進行擠壓，由于多形的導(dǎo)體的側(cè)邊受其它導(dǎo)體的限制，優(yōu)選的導(dǎo)體更設(shè)有幾何中心，因此擠壓力的合力全部指向內(nèi)導(dǎo)體的幾何中心，從而使導(dǎo)體貼合更緊密，圍繞幾何中心的圓周方向緊湊形成整體；
[0027]3.由于多邊形導(dǎo)體暴露于絕緣介質(zhì)的面積穩(wěn)定，使得導(dǎo)體有效傳輸通路面積始終恒定，組合導(dǎo)體總有效傳輸面積的始終不變，不利于反射波形成和阻抗的變化；
[0028]實驗結(jié)果表明，高速同軸、平行對、雙絞線等線纜采用本發(fā)明的芯線后，電氣特性得到明顯提升，性能穩(wěn)定，尤其是在lOGbps以上高速線纜中對阻抗波動具有明顯平抑作用。
【附圖說明】
[0029]圖1為現(xiàn)有芯線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2本發(fā)明的典型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖3為同軸線纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為實施例一的組合內(nèi)導(dǎo)體的橫截面不意圖；
[0033]圖5為實施例二的組合內(nèi)導(dǎo)體的橫截面示意圖；
[0034]圖6為橫截面為五邊形的導(dǎo)體組成的組合內(nèi)導(dǎo)體的橫截面圖；
[0035]圖7為多邊形導(dǎo)體雙芯芯線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8為多邊形導(dǎo)體雙芯芯線的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖9為平行對高速數(shù)據(jù)傳輸線纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖10為平行對高速數(shù)據(jù)傳輸線纜的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖11為不帶中心導(dǎo)體的組合內(nèi)導(dǎo)體的橫截面示意圖；
[0040]圖12為具有共同幾何中心的組合內(nèi)導(dǎo)體的橫截面示意圖；
[0041]圖13為另一實施方式的組合內(nèi)導(dǎo)體的橫截面示意圖；
圖14為圓形導(dǎo)體TD波動變化示意圖；
圖15為六邊形導(dǎo)體TD波動變化示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述:
[0043]實施例一:
[0044]如圖2所示的一種多邊形導(dǎo)體芯線，包括組合內(nèi)導(dǎo)體1和絕緣介質(zhì)2，絕緣介質(zhì)2包裹在組合內(nèi)導(dǎo)體1外面，組合內(nèi)導(dǎo)體1由多條單根導(dǎo)體10同心絞合而成，導(dǎo)體10的橫截面呈正六邊形;絞合時除了位于最外層的導(dǎo)體外，導(dǎo)體10的每個側(cè)面都與相鄰導(dǎo)體10的側(cè)面之間緊密接觸。
[0045]組合內(nèi)導(dǎo)體1由多條導(dǎo)體10分兩層同心絞合而成，導(dǎo)體10的橫截面呈正六邊形，如圖2所示，同心絞合時，從最內(nèi)層往外導(dǎo)體10的數(shù)量分別為1根和6根。
[0046]絕緣介質(zhì)2采用氟塑料FEP或PFA經(jīng)高溫熔融擠出包覆而成。根據(jù)實際生產(chǎn)需要絕緣介質(zhì)2也可采用微孔聚四氟乙烯帶、聚丙烯帶或者采用聚乙烯帶繞包而成。
[0047]實施例二:
[0048]如圖3所示為同軸電纜，同軸電纜為一種高速數(shù)據(jù)傳輸線纜，包括組合內(nèi)導(dǎo)體1和外導(dǎo)體3，組合內(nèi)導(dǎo)體1和外導(dǎo)體3之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)2，絕緣介質(zhì)2通常使用聚乙烯或氟塑料，在本實施例中通過使用物理發(fā)泡方法獲得發(fā)泡聚乙烯作為絕緣