[發明專利]數據線纜及其制造方法和設備以及數據連接線及其制造方法

在審

• 申請號: 201611148947.2
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106847407A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張長增
• 申請（專利權）人: 張長增
• 主分類號: H01B11/00
• 分類號: H01B11/00;H01B7/08;H01B7/17;H01B13/00;H01B13/012;H01R31/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子技術領域，涉及數據線纜及數據連接線制造領域，包括由C型C型鴨蹼狀芯線排構造的線纜、由此線纜制造的數據線，以及線纜制造方法和設備。

背景技術

就數據線領域，事實上，除了通信協議標準制定外，所有的難點和成本集中在于線纜中的屏蔽技術，這包括屏蔽材料、屏蔽結構、屏蔽接地三個部分。還有就是在線纜和連接器接駁時，屏蔽的恢復和接地問題。數據線質量的好壞，傳輸速率的高低，完全制約于屏蔽技術的高低。受制于工藝水平和其它成本因素，做到實用化，就需要對屏蔽技術做必要的優化或折中處理。

現有的數據線制造技術，材料-結構-性能-工藝-成本之間還沒有發現一個整體解決方案能夠比較理想的解決上面一些相互制約的問題。

比如說，為了提升傳輸性能，比如達到5Gb S時，線纜的屏蔽結構尤為關鍵，所以，在USB3.1數據線設計中使用極細同軸線，該線為芯線導體外包特氟龍，再外包鋁麥拉，再外包編織網，芯線成本極高，而且，在和連接器連接時，接駁區域的屏蔽必須恢復，所有眾多的屏蔽都必須有效接地，這些都導致接駁時的困難和巨大的人工成本。甚至無法使用機器生產，至少無法滿足自動化設備生產。所以說，結構設計工程師采用了各種各樣的屏蔽技術去增強和固化線纜性能，然而，很多環節是無法用機器去高速高質量制造的，都是依靠人工完成的，這又帶來人工作業的質量離散型或人工成本居高不下。

再比如說，為了良好屏蔽，線纜外部的總線屏蔽都采用編織網和膜屏蔽結構，這些材料如何處理和接地，現有的技術方案就沒有很好解決，現有的總線屏蔽的鋁麥拉復合膜的繞包方式是鋁膜面朝外接觸金屬編織網，依靠編織網接地實現鋁麥拉接地，然而，編織網接地本身就存在處理起來繁瑣和接地可靠性不高的問題，鋁麥拉這樣的布置，也無法采用激光切割破斷和去除，然而采用人工和刀片方式去除效率十分低下。

再比如，為了實現芯線的屏蔽和屏蔽接地，線纜內部配置了多組數據通道時，各自都有自己的屏蔽和接地，出現了結構的冗余和制造成本的高企。

再比如，對于用戶移動使用的數據線，比如手機充電和數據傳輸兼備的USB連接線，通常需要是柔軟的線纜，而用戶固定配置使用的數據線沒有柔軟性方面的要求，例如HDMI數據線，完全可以是采用扁線，因為扁線的最大特點就是芯線排布的規則性，從而使得制造工程和制造設備簡單化。這就需要進行差異化設計，在用途-性能-成本之間尋找最優的解決方案。

現今USB協會推出的USB3.1方案，是一個終極的廣泛兼容性的技術方案，既要具有圓線柔軟性的一面，又要具備多個高速數據通道且小線徑的高密度配線特性，再配合迷你的type-C連接器的約束，因此，USB3.1制造技術就凸顯滯后的尷尬局面，要實現自動化生產是當前擺在數據線制造領域的工程課題，制造成本高企自然毋庸置疑。

還有，在現有技術中，對應于數據線圓線，無一例外的都還在進行著人工分揀和定置芯線，實現芯線焊端有序化，滿足和對應的連接器焊腳裝配焊接要求。尤其對于芯線數量較多的數據線，例如HDMI、DP、USB3.1，等等，有多達20條的芯線配置，而在數據線制造中，分排線這一個環節的人工成本占到了整個人工成本的近50%。

發明內容

概念和術語：

XYZ直角坐標系，為方便敘述和理解，需要統一概念，本文所有說明和附圖統一使用一致的直角坐標系方向約定，其中X為線纜芯線軸線方向，Y為芯線排陣列方向，Z為芯線排疊層方向。

鋁麥拉復合膜，也稱鋁箔麥拉，也稱鋁箔麥拉復合膜，是一種電磁屏蔽用商品帶材，通常是由5-50微米厚的鋁箔和5-50微米厚的麥拉膜復合貼附在一起形成的均質雙層復合膜。

鋁麥拉復合膜封套，也稱屏蔽膜封套，是指，由鋁膜層和麥拉層復合在一起形成的雙層均質鋁箔麥拉繞包帶、或者由繞包帶復構形成特殊性能的復構繞包帶，繞包帶或復構繞包帶螺旋繞包在一個實體幾何上后，形成金屬膜閉合截面的筒狀膜結構，這種封套的內外兩面之間可能電連通，也可能電絕緣。

總線屏蔽，總線是指線纜中所有的導體集中在一起形成的芯線集合，總線屏蔽就是指位于總線外部的屏蔽結構。

整體屏蔽，通過屏蔽結構的改進，在線纜內部實現總線屏蔽膜封套和芯線屏蔽膜封套通過封套外表面的徑向接觸能夠相互電導通，從而獲得整個線纜屏蔽的一體化結構，達到可以簡化屏蔽接地結構的目的。