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航天飞机高传真信息科技股份有限公司SPACESHUTTLEHI-TECHCO.,LTD线材简介(生产条件篇)製作：研發部前言电线电缆之主要材料为导体与绝缘材质，兹做以下简介：导体：铁线→铝线→铜线→银线→金线→光纤绝缘材料：纸→布→漆→塑料→橡胶→云母→高分子塑料材料由于材料不断的研究改进，使得电线电缆行业由早期的销售技术竞争演变到生产设备竞争及现阶段材料技术竞争。除了交期要快，物美价廉为当今客户所要求的目标。而交期要快，可更换效率高的设备，好设备可用金钱可买到，但是好的材料、好技术就得靠时间与经验去学习。產品名稱主要用途應用IEEE1284CABLE連接主機CPU與印表機的高傳輸用線HP專用印表機IEEE1394CABLE連接主機CPU與大量電腦週邊的高傳輸用線。數位影音光碟機、雷射印表機、桌上型攝影機、數位錄影機及光纖連線之監視器FLATCABLE(排線）電腦主機內接至週邊裝置之線材。軟碟機、硬碟機、光碟機、各種儀器設備等。FFC(軟性排線)其產品具有易彎折性，用於電腦與其週邊產品的線材。筆記型電腦、掃描器、光碟機、印表機。TFC(對絞排線)其產品具有高傳輸之效率，用於電腦與其週邊產品的線材。LCDMonitor、伺服器。◆伸铜工程:电镀-中伸-细伸◆绞铜工程:将单铜绞成束◆芯线工程:导体上包覆一层绝缘材料◆对绞工程:两条单芯线绞在一起成对◆集合工程:单条多芯线或对线绞成束◆包带工程:包带材料以卷包或纵包方式包扎于电线上◆缠绕工程:细金属线以螺旋状缠绕于电线上◆编织工程:细金属线以交叉方式编织于电线上◆外被工程:PVC或其它绝缘材料被覆于在制品上◆裁包工程:将成品裁成条或卷,并包装各工程簡介：基本結構COLORCODE1.RED2.BLUE3.GRAY4.BLACK*BLACK/WHITE5.BROWN*BROWN/WHITE6.BLACK7.BROWN8.RED9.ORANGE10.YELLOW导体：只要有传导性之金属均可以作为导体，但因关系到传导性及价格，所以一般会作为导体之材质并不多，一般常用之材料，镀锡铜(TA)、裸铜(BA)、先绞后镀铜(TC)、铜包钢(CCS)、镀银线(SA)铜由于具有良好的电气特性、物理特性及较低的成本。铜是目前应用范围最为广泛的一种金属材料。铜具有良好的加工性能比较容易成形，另外作为导体材料他既可以直接使用(裸铜)也可以直接镀上其他金属后(银、锡、镍)再使用。在加工过程中所有的铜材多为”硬铜”，因此为了增加他的柔韧性，对于硬铜大多需要进行热处理后才会使用。不論是硬銅還是經過退火處理之後的軟銅，在市場上均可以購買。但軟銅主要應用於對彎折性要求較高的產品上。基本產品結構銅包鋼相对于普通的铜来说，铜包钢具有很高的机械强度这也是它一个突出的优点。在实际的应用中铜包钢多使用于高频领域，这是因为所使用的导体为钢其导体阻抗大大高于铜材，在低频时其信号能量将产生极大的衰减而高频则由于集肤效应的影响信号主要在镀层金属铜中进行传输，其信号能量的漏失会比较低。目前市场上主要有以下两种铜包钢:30%导电率40%导电率在这里导电率的数值是由铜包钢的导电能力与相同截面积的软铜相比而得出的数值。合金由于铜和铜包钢的抗疲劳度都十分有限,因此为了克服这一缺陷目前已经开发几种具有较高的引伸性能及弯曲寿命的合金材料主要包括以下几种:镉铜、铬铜、镉铬等…..。尽管在这高频下这些合金的导电率会稍低于铜包钢，但是较轻的重量及较小的直径使他们十分适合取代铜包钢，但是这类材料使用范围十分有限而且价格通常较铜更为昂贵。铝铝的物理特性和铜都十分相似，但是与铜相比它有一个突出的优势即质量要远低于铜。因此在在需要较低质量的领域(如为航空相关的设备)虽然铝的导电性较低，但它仍有一些应用，这主要在CATV及电话设备上的使用。但在普通的Cable领域一般已经较少使用铝这种金属了。导体的称呼:标示导体习惯上先写条数,斜线之后写出直径或单条之AWG，其后再给予材料的符号，直径单位以mm为单位，TA表示镀锡铜、裸铜以BA表示，经绞合后之导体代码：7/0.16TA7代表7条、0.16TA表示素铜材线径。一般导体会使用到的相关特性有直径,截面积,重量.(单位以公制称呼与英制称呼)为了方便识别,在电线行业区分线材的规格称为线号,线号有几种不同的表示方法,AWG、BWG、SWG、mm2.一般電腦線廠所使用導體稱呼為AWG(美國線規標準)，在線規標準內未規定所使用導體之條數，只要是導體直徑(Solid)與截面積(Stranded)符合UL規定即可稱為相同之AWG，在規範內可分為:Solid與Stranded兩種對照表，相關規定參照UL758Page26-1內容有相關之規定.LAY-絞距,導體中某一股線沿著中心軸纏繞一圈之直線距離,又稱為節距(Pitch)為了確保產品信賴度,避免使用時斷股,所以需將導體絞成束,以增加其抗張強度。導體絞距在UL上有規定，導體使用多大之AWG絞距就必須使用多大之絞距，在UL758Page26內有規定最大之絞距，所以製造時就必須考慮到符合UL之規定，若絞距過小時又浪費銅材，所以必須兼顧特性與規定。銅材絞合外徑在UL規範上有一參考公式可以運用:√n*d*1.155，若為7芯絞合可將d*3換算為絞合外徑。導體絞向應配合集合之絞向，若與集合方向相反，則在集合時會把絞銅絞距拆開加大，絞銅絞距便不會符合安規要求.所以絞銅之絞向與集合之絞向相同導體選用1.產品使用特性會有彎曲拉扯之要求時,導體需選用多股O.D.較小,絞距較密之導體,以增加其抗張強度。單條的導體回復彈性不好,但是容易固定彎曲，但是不耐彎曲。2.選用鍍錫銅為防止導體氧化3.產品使用長度越長,容許電流越小,需選用導體O.D較大，AWG.數較小之絞銅,因其導體電阻R=ρ*L/A，與長度(L)成正比，與截面積(A)成反比。4.產品測試頻率要求在200HZ以上時,因會有10%之介電損失,所以需選用導體O.D.較大,AWG數較小之絞銅。銅材鍍層的類型及方法當直接把銅暴露在空氣、熱、潮濕及其他化學的環境中時，裸銅或銅合金即容易發生氧化現象，銅表面一但發生氧化那麼將對金屬材料產生一系列的不利影響，因此為了防止氧化現象發生我們在銅表面又鍍上一層其他金屬，以防止氧化。鍍層材料:錫:使用最為廣泛的鍍層材料，其加工過程簡單成本低廉。銀:通常在鐵弗龍絕緣線材的鍍層材料中，使用銀能夠在加工鐵弗龍時的高溫下不產生任何破壞這溫度通常可達到200℃。鎳:通常在設備的使用溫度超過200℃時會採用鍍鎳的方法(例如適用在航空或軍事領域上)。金:由於其價格的昂貴而很少使用，但是對於那些對線材的柔軟性和導電性要求較高的領域(如航空設備上的控制電纜)則用採鍍金的方式。1鍍法的介紹:熱鍍:將被鍍的線材通過融熔的鍍層金屬從而將金屬鍍上的方法。電鍍:通過電解的方法將鍍層金屬鍍到被鍍材料上。包層法:在加熱和加壓的作用下將兩種或是各種不同的金屬和在一起。2鍍的類型:鍍錫或重錫:不論是採用熱鍍或電鍍錫都十分容易的鍍到其它金屬表面，對於錫來講，銅材表面的鍍層厚度可達40microinches，而重錫則可達100microinches。銅材電鍍電鍍以錫離子為正極,母銅為負極,利用正負相吸的原理,將錫鍍在銅的表面。去脂槽—為了鍍錫槽的錫離子能有好的條件鍍在母銅的表面，則母銅必須保持濕潤狀態。因此，母銅表面油膩的物質與輕微的氧化物，必須把它清除。而去脂槽的功能就是清除油膩及氧化層。銅材熱鍍將已經伸線後之裸銅線經過融化之錫槽，使錫附著在銅材表面後，在經過眼膜後控制線徑。電鍍去脂酸洗原理和清潔劑去除油脂汙垢的原理相同，清潔劑也稱”界面活性劑”或”界面活化劑”。界面活化劑在鹼性溶液中會形成兩極性的分子，帶正電的一端為親水端(Hydrophilicend),帶負電的另一端為不親水的疏水端(Hydrophobicend),於是當線材浸入去脂槽時界面活性劑的疏水端就會避開水,往無水的地方親近或鑽入,若線材上有任何汙點外物附著或線材氧化時都會被此等分子,由根部擠入而將汙物或附著物自線材上除掉,只剩下良好的銅材表面,以達到清潔的目的,此種在微視下的動作可說是無所不至的,所以只要浸在去脂槽溶液中,線材上的汙點外物都可被清除掉,使原本不親水的地方都親水了。此時銅材表面佈滿了一層界面活性劑的分子,且疏水端都緊緊附著在銅材表面上,另一端帶親水則全部向外朝水中,因此完成清潔的功能之餘,也使表面有靜電性,此靜電性對於後續金屬化的過程很重要。銅線經去脂液後銅面會成土黃色,原本不沾水親水的表面,會立即在清洗槽清洗時發現親水性不錯,一旦發現土黃色不均勻或親水不良時,則表示溶液可能出現問題了。目前我們在配藥水時是以純水稀釋成去脂溶液,要注意的是不可用自來水或地下水取調配，為什麼？因為在鹼性高溫中(60ºC上下)的長時間使用下,水中雜質可能會與OH-形成不溶的固體,一旦形成沈積物而沈積物又附著在銅材上會造成鍍錫不良的情形,所以此步驟一定要用純水。去脂液的控制方法,可用稀酸滴定並按原供應計算式進行補充即可何時換槽則可按原廠建議或密切注意線材品質,自定時間即可。PS.我們的作法是產量約在120—150萬噸時更換藥水酸洗槽—酸清潔(Acidcleaning)一種酸性浸漬步驟,它能加強移去表面上不知名的零星汙染,例如銅材在通過第一清洗槽水洗及吹拭過程中所形成細微的氧化銅,通常為電鍍前處理時,鍍件的處理過程之一。它有中和去脂槽的鹼性、及活化銅材表面,使銅材擁有更好的靜電性,才能使錫粉鍍得更均勻。我們公司所用的酸為FF(氟硼酸)是一種無色液體、有毒、具強烈的腐蝕性，此種化學物多用於刻蝕玻璃、酸洗銅、黃銅、不銹鋼、金屬電拋光、控制發酵等。名稱符號比重熔點(℃)導電係數百分比銀Ag10.5960.8109金Au19.3106370.8鋁Al2.766061.2銅Cu8.921083100鎘Cd8.6432022.7鐵Fe7.86153517.2鉛Pb11.33277.9錫Sn7.2823115常用金屬材料特性備註:導電係數以銅為基準(20℃)絞合結構Bunch束絞此結構是將多條導體沿著一定的方向絞合在一起，這種絞線的幾何結構無法詳細的描述。由於這種橫截面並不固定其直徑也不固定，所以再生產過程中不能很好的進行押出生產。進幾年來通過在幾何結構上對導體進行合理的排列，以及提供一個比較穩定的直徑，已經在很大程度上緩解了這種絞線截面不穩定的缺點。此種排列就叫SmoothBunchConstructions。TrueConcentric同心層絞此種結構是一將絞向相同導體圍繞著同一個中心軸的導體形成的內部結構，每一層的絞向都與上一層的絞向相反,在各個層上導體絞距不斷增加。Equilay同心層絞此種結構與Concentric完全相同，只不過在各個層上導體的絞距要完全相同。UnidirectionalConcentric單向同心層絞此種結構與True中Concentric完全相同，只不過在各個層上導體的絞向要完全相同。它具有同樣的絞向和在每層的絞距不斷增加Unilay單向同心層絞與上面的Concentric完全相同，只不過各層絞距要相同。Rope層型索絞導體或複合絞以上提到的多種絞線結構中，將一絞合的導體看成單導體之後再次進行多股導體的絞和之後，所形成的線材。這種結構的絞線具有良好的韌性，多用於非常柔軟的細線中。銅導體輸送電流的能力導體輸送電流的能力通常用導體中輸送電流的最大電流強度來表示，這個最大電流強度是指當導體中有此電流流過時，不會將導體熔化也不會使絕緣層溶化。很多因素都會約制導體所能流過的最大電流，其中主導作用的是如下幾個:ConductorSize:導體的截面積越大，那麼該導體可輸送的電流強度就越大。Insulation:導體中有電流流過時，因收熱量之後的絕緣層溫度溫度不可超過絕緣材料的最大使用溫度。Ambient(surrounding)Temperature環境溫度:環境溫度越高，那麼達到絕緣層使用時所需的熱量就越少。InstallationConditions:安裝條件當把線材安裝在一個比較