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帶狀電纜

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帶狀電纜是指具有多根用一根扁平的寬帶子綁在一起的導線。帶狀電纜的概念很簡單，但是它的實現各不相同。

基本內容

中文名：帶狀電纜

特點：粗大

外文名：ribbon cable

副作用：帶狀電纜成為優質的傳輸線

背景

最初的3-M帶狀電纜是在一跟粗大而突出的灰色塑料絕緣媒質中嵌入多跟電線。後來的彩色電纜，類似綁在一起的單獨的圓形電線。最終，某些帶狀電纜在一跟堅硬的塑料絕緣帶的表面支持它們的電線。每種絕緣體配製具有不同的高頻特性。

無論絕緣體裝配是怎樣的，帶狀電纜線總是在精確控制隔離的情況下彼此平行排列。統一的隔離便於製作多端連接器，在一次快速的操作中同時將每跟線捲曲進帶中。這個同時捲曲的過程是一種連接到多線電纜的並不昂貴的方式。今天帶狀電纜的廣泛應用是因為它可連接多端口使得造價低廉。

幸運的是，帶狀電纜線的統一隔離產生了一個有用的副作用：帶狀電纜成為優質的傳輸線。

發展

多年來，傳統的圓線電纜被廣泛地應用於工農業、軍事、科學技術等各方面的電子電器設備的互連接線。1950年出現了高封裝密度的硬印刷電路板, 它有效地降低了成本, 提高了可靠性。以後試將扁導體放在兩層性能優良的絕緣材料之間，構成了柔軟印刷電路的形式。這種柔軟印刷電路今天在國外已被廣泛應用於電子裝備、 計算機互連線，汽車儀表接線等。為了進一 步改進互連繫統直到近二十年才把早在1881年就已經提出的帶狀電纜型 式做為電子布線開始應用。第一根帶狀電纜是1956年設計採用蝕刻法製造的長1米，寬42毫米，導體中心距為1毫米的40根扁導體的帶狀電纜做為制導系統的傳輸線。此後，但作為電子布線開始應用還是僅二十年的事，特別最近十年來，由於空間技術的迫切需要，電子設備向小型化、輕量化方向發展，均要求減少布線的體積和重量，於是帶狀電纜得以承認和應用。尤其在美國得到了異常迅速的發展，多品種多規格的新的一族。

材料

導體由銅、鋁、鋼、 鎳及其他合金等多種金屬製成。其中以銅、鋁最常用。圓導體帶狀電纜的導體可由單根或7根絞線組成，扁導體可由銅箔切割或相應截面的圓線壓扁製得。為了識別焊接方便和提高抗氧化能力導體允許鍍錫、鍍銀或鍍鎳，在要求塑料與金屬導體之間有足夠粘合力的場合，可採用表面有黑色氧化銅的導體， 一些特 殊的場合也可用黃銅、青銅、銀或不鏽鋼作導體。

扁導體的厚一寬比例通常為1:1，但這不是絕對的，根據工作需要允許改變比值，例如傳輸功率可考慮為30;1或由於特殊電氣性能的要求也可以接近 l : 1。

其中 , 最常用的性能比較優越的有聚四 氟乙烯、 氟46、聚酯、聚氯乙烯、聚耽亞胺、 聚乙烯等。聚四氟乙烯、氟46、聚乙烯可 以工作在高頻情況下適宜做高頻傳輸線的絕緣材料。聚甜薄膜是一種熱定形材料，可以製成折皺狀或迴旋形。此外，也有採用聚酯 /聚乙烯和聚酞亞胺 / 氟46等複合薄膜做絕緣的。

特性

最通用的帶狀電纜的導體中心距為0.06英寸 (1.27 毫米 ), 當規格為AWG26 或 28（0.13~0.08毫米 )時, 導 體是單線或紋線；規格為AWG30時, 導體為單線。共有18種不同寬度 ，9~64芯。電纜的額定電壓為150伏或300 伏, 額定電流為1 安培。標準的帶狀電纜連接器適用於電纜規格範圍。有些電纜還包含撓性編織金屬接地面或編織金屬屏蔽。當傳送較大電流時，使用導線和中心距較大的電纜。

最通用的絕緣為聚氯乙烯，額定工作溫度到150度，一 般用於箱體內部電子組件的連接。而聚乙烯絕緣、外包復聚氯乙烯的帶狀電纜由於損耗較小，故用 於箱體外部連接。聚乙烯絕緣的額定工作溫度到75℃。

聚氯乙烯絕緣、導體中心距為0.05英寸（1.27毫米）電纜的特性阻抗從AWG30的125歐到AWG26的93歐。相應 聚乙烯絕緣電纜的特性阻抗從110歐到80 歐。

電容是另一 重要特性，聚氯乙烯電纜傳送信號導線的電容從AWG30的13微微法 /英尺到AWG26的15.1微微法 /英尺，聚乙烯絕緣電纜則從15.5~ 20微微法 /英尺。

帶狀電纜由於緊密排列，電纜之間有時產生電容禍合。屏蔽電纜可降低電纜內部電容，並保護導線免受電磁和射頻干擾。帶狀電纜鄰近導線上的信號干擾稱串音， 一般以10英尺長度計，用鄰近導線信號強度的百分數表示。通常，串音表示為具有不同上升時間的信號。

分類

帶狀電纜是一種通稱，泛指由多根導體或多根單芯、線纜平行地排列在同一個平面上並加以絕緣或固定的電纜。

帶狀電纜約可分為五種類型：扁導體帶狀電纜、圓導體帶狀電纜帶狀傳輸線電纜、柔軟印刷布線、疊層式供電母線。

1、扁導體帶狀電纜。將多根平行放置的扁導體固定在絕緣層之間而構成的電纜。根據使用要求不同，可供低頻信號或一般傳輸電流用。

2、圓導體帶狀電纜。由多種產品類型組成，可用單根導休或紋線做導體。一次平行絕緣多根導體或單報導體絕緣後枯接或編織成帶狀，還可以把阻抗和尺寸都不同的導線與同軸電纜或單獨屏蔽導線一起組成帶狀。

3、帶狀傳輸線電纜。現有扁乎導體和圓導體二種結構一般由小線規的導線做成，供高速計算機傳輸毫微秒脈衝。

4、柔軟印刷布線。指按電路設計要求把導體蝕刻在柔軟的絕緣薄膜上，再在導體表面熱壓一層絕緣薄膜而構成的一種連接線，它基本上屬於一種柔軟的印刷電路板。

5、疊層供電母線。把平行導體和絕緣體交互層疊而成，它有低阻抗、低電阻，因而具有過濾夾自開關迴路噪音的機能，分線比較方便，最適宜做設備的供電線路。

優缺點

優點

帶狀電纜與普通圓線電纜相比，具有許多獨特的優點，美國道格拉斯導彈和空間分公司於1966年曾在土星-v 第三級火箭的後緣用 了 50000尺扁導體帶狀電纜與圓電纜進行了對比性工程 安裝研究。結果表明，扁導體帶狀 電纜具有重量輕、體積小、費用低、可靠等優點。

1、重量輕：由於扁導體帶狀電纜的層疊和夾具、支撐物的簡化，致使在這方面的重量比圓線電纜減輕80%以上。另外導體做成插針式的連接器比現有的園型連接器減輕40% 。由於扁導體電纜應力分配均勻，提高了結構強度，因此可以使導體的截面積減小到電流容量所需要的尺寸。例如 普通圓安裝線採用0.15毫米的導體，而扁導體帶狀電纜可選用相當於0.24毫米的導體，且依然強韌和柔軟。在使用 較小線規的導體後可以減輕60~70%。

2、減小體積。扁導體帶狀電纜比普通圓線電纜有更高的封裝密度。因此在許多新的航空及其他設備中改用 了扁導體帶狀電纜。例如，阿波羅望遠鏡架的平衡系統由於容納不下所需的國線纜數量而採用扁導體帶狀電纜，美國海軍標準導彈和海神導彈以及E2C和E14飛機的一些電子設備也由於同一原因而採用扁導體帶狀電纜。在隧道 區域和其他擁擠的場合能留給扎線線路的位置最窄,這裡採用扁導體帶狀電纜優點特別明顯，可以減小體積80%~90%。加之扁導體矩形連接器系統的採用安裝時據說體積可以減少50%。

3、降低費用。材料費、設計研製費、 製造費和安裝費等對降低成本起着重要作用。據S-IV B火箭扁導體帶狀電纜研製計劃比較，扎線製造費用降低80%。 1960年S- IV B火箭後緣採用扁導體帶狀電纜後材料估計節約33%。

4、可靠。用扁導體帶狀電纜做互連扎線在某些範圍提高了可靠性。絕緣的高抗張強度和平面型結構，使電纜受力均勻，提商了耐操作和動態工作負載的能力。在使用較小尺寸的導體時，優點更為顯著，在這種情況下， 帶狀電纜能拉伸30%無損壞。對於合金導體拉伸至50%時就已損壞。扁導體帶狀電纜的端接易採用機械化，簡單，可靠。扁導體散熱快，保證了較低的工作溫度 ，在許多應用中已證明扁導體帶狀電纜是可靠的。

缺點

帶狀電纜在使用中會遇到一系列技術、工藝問題有待解決。

1、圓線電纜在端接處絕緣導體互相調換位置比較機動靈活，而帶狀電纜的導體與接插件間的位置幾乎已定，調換困難。

2、帶狀電纜在多層重疊應用時，層間線對干擾較，， 應在電纜結構設計與安裝時設法排除或改善。

3、從二十年來國外使用扁導體帶狀電纜的情況看來，它雖具備一些獨特的優點，但還不能代替一個完整的畫線系統。實踐證明在體積和重量比較強調的導航設備、空間飛行裝置上採用扁導體電纜更為適宜，而圓導體的帶狀傳輸線在計算機等方面的應用超出了人們的應用。

應用

一般應用

正因為帶狀電纜具有許多優點, 所以它現在不僅在軍事無線電電子學方面而且在民用方面也得到了廣泛地應用，特別是隨着空間技術的日益發展，能滿足嚴格要求的帶狀電纜越來越交歡迎。已大量應用于飛機、火箭、導彈、衛星和宇宙飛船地面支援設備、電子計算機、儀表、 控制系統、發送和反饋設備、遙測與通信設備等。

特殊應用

扁導體帶狀電纜能夠完成一般圓電纜不能完成的特殊任務。

1、沿帶狀電纜長度方向做成垂直的細小波紋，使其更加柔軟。這種型式的電纜適於安裝在一端為固定，另一端為可開關或拉出裝置之間的電子控制櫃的電器連接, 並能保證可靠的工作。

2、利用聚醋薄膜的熱定型特性，可將帶狀電纜製成波紋護 和迴旋狀等可伸縮的電纜元件，波紋狀帶狀電纜、端安裝在固定的端板上，另一端裝在可移動的拉出裝置上。

3、在平移動作的拉出裝置的電器連接中可採用「U」形帶狀電纜。它可以允許很小的彎曲半徑。