电线加工流程品质管控重点及标准PPT课件

1 高频线缆 电线加工流程 品质管控重点及标准 2 一 电线加工的基本流程 什么是高频线缆 在无线电的频率分类中高频的频率段是3 30MHZ 在线缆生产中 是把传输频率达到100MHZ以上的线缆统称为高频线缆 实际生产中的高频线缆品种包括 HDMI DVI DisplayPort USB LANCABLE UDI SFP SATA IEEE1394 RGB RF等 还有新近出来的MHL和DIIVA 这些线缆由于传输速率很高 就好比实际生活中的高速公路一样 对路面的要求相当严格 这些线缆对特性的要求也很严格 所以就需要在生产加工过程中进行严格的管控 以求线缆能达到使用者的要求 电线加工的基本流程 1 铜线 包括拉丝 退火 绞铜等工段 2 押出 就是在导体上面附上一层绝缘体 3 对绞 就是把两条芯线通过绞合机绞合成结构相对稳定的一对线 4 成缆 也叫集合 就是把需要的线通过绞合机集合成一条结构相对稳定的线 5 编织或缠绕 就是把芯线 对绞或者成缆好的线材外面再用铜丝做一次屏蔽 主要起到屏蔽外界信号干扰和线缆传输信号对外界的干扰 6 外被 就是最外层的绝缘 也叫护套 这是电线加工的几个基本流程 下面介绍的是各个流程的品质管控重点及标准 3 一 铜线 铜线的质量至关重要 主要是三个方面的参数一定要合乎要求 一是电阻率 二是圆整度 三是铜线线径 1 对于电阻率 我们可由R L S R 电阻 电组率 L 长度 S 截面积 反求电阻率 同样 也可以直接规定电阻 通常来讲 电阻率标准为 裸铜线R 0 017241 20 时 mm2 m 镀锡铜线 0 07 d 0 09 0 01851 0 09 d 0 25 0 01802 0 25 d 0 50 0 01770 0 50 d 1 20 0 01760 20 时 mm2 m d为铜线ID 有此数据 再根据铜线ID的线径允许浮动范围 制定电阻值范围 通常较严格的标准为ID 0 003 0mm 2 对于一轴铜线 不管是自绞还是外购 如果满轴 都会有一个问题 外层和底层的铜线 无论是电阻还是圆整度都会有差别 所以最为严格的做法是每轴只装10000 15000M 以限制满轴时外层铜线对底层铜线的挤压 3 再说到圆整度 目前来讲 我们还不可能对铜线做实际意义上的圆整度测试 建议的测试方法为 用投影仪做滚边宽度测试 4 二 芯线 芯线的挤出关系到高频线的成败与否 每一个细节都必须保持高度关注 芯线的重要管制点在于线径的公差 芯线的圆整度 中心度 绝缘的伸长率 张力的控制 1 目前对于发泡线材 一般采用化学发泡 陶氏3485的发泡料是行业首选 发泡度在40 左右 在这里 电容的稳定性控制是关键中的关键 而电容的稳定性控制主要是温度的稳定性来决定 因此对于押出机的要求比较高 必须要能够做到 1度 这里必须要说明的是 实际数显的温度不一定就是对应部位的实际温度 会有惯性势力 这里对押出机的温控是个不小的考验 2 不要忽略SKIN对整个线材特性的影响 3 线径的控制 这是涉及到整个挤出过程的系统性控制 涵盖了铜线放线张力 收线张力 引取与挤出速度的配比等等 这里特别要注意的是对于引取轮必须做圆真度测量以及运动中是否同圆心测量 对于各部位张力可用张力计测量合适值后加以规定 通常会以铜线线径的改变来确定张力大小 比如芯线挤出允许铜线直径减小0 003 这样来测定各部位张力 线径的控制一般要求是 0 02mm 这样也有可能一个上限 一个下限 这样的两条信号线绞合在一起的话 很可能特性测试不过 所以生产的时候要尽量做到中心值 而不是只要在公差范围内就好 5 4 对于铜线在挤出前要做电阻配对 即5条芯线的铜线需要一致 已挤出芯线需要做电阻配对 以方便下工序对绞 5 切勿赶产量 通常芯线速度开到300M Min就可以了 不要超出太多 6 芯线的中心度的对于整个线材的特性影响非常大 包括对阻抗 延时差 衰减甚至是串音都影响很大 很多时候 对于网线的回波损耗 中心度更加是一个致命的影响 所以要想做出合格的网线 一般要求芯线的中心度最少要达到96 以上 这样才能得到一个合格的回波损耗 对于一般的高频信号线虽然这个要求没这么严格 但是也要达到90 以上才行 7 对于芯线的圆整度 要求在检测的时候必须是滚动式检测 以检测出芯线的最大面和最小面的差别 这个对于保证线材的特性很重要 6 三 对绞 对绞部分是对高频影响很大的一个工序 管制的重点在于放线张力 收线张力 铝箔张力等 对于线材的阻抗 延时差 衰减 串音 回波的影响都很大 1 已配对的两条芯线 包括地线 其张力的控制必须是动力给线 同样的 包带也必须数显自动跟踪 对于同步轮 通常是能不用就不用 因为里面有太多的不确定因素 增加对绞的控制项目 在这里 两芯及地线的张力标称值我们通常会结合包带 等对绞完成 测其阻抗 再反过来确定 而速度 对于机器 通常来说 60 80 是其理想速度 对于绞线来说 最快不一定最好 因为必须要保证质量 不同的机器可设定不同的速度 2 对绞后须测量的参数 包括铜线径 绞距 对内延时差 阻抗 衰减 至于两芯长度是否一致 因为很难测准 所以只能是作为一个参考 3 市面上有三种机器用于高频线的对绞 一是立势机 二是双绞机 三是单绞机 而三种机器当中 旋臂单绞渐成趋势 4 对绞完成后的线对存放时间不宜过长 以免下层线对受挤压 5 对于非对绞线材 热熔包带是最好的选择 尤其是大规格线材 7 四 成缆 编织 外被 1 总绞对于几对信号线需要控制的是张力和导轮 线对入眼模的角度 以及眼模大小 选用合适的模具对于保持线材的特性非常重要 模具过大 不但线材难以圆整 而且结构松散不稳定 而且还很容易跳股 造成加工连接器的时候不方便 模具过小 信号线受到挤压 特性很容易受到破坏 2 编织选择收线轮大一些的编织机 比如现在通用的德编机 抬起压线轮 防止压伤内线 编织完成后可全测各参数 编织的时候应该严格按照工艺要求使用适当的节距和编织规格 对于高频线都对EMI和EMC有一定的要求 3 外被的押出注意进眼模关过张力架尽量增大其弯曲半径 印字轮注意轻压 装线桶选用大的 尽量少装线 免得压坏下层线 4 押出外被时要注意 如果线材的内层绝缘和外被护套的押出温度相差不大时 要注意押出外被对于内层绝缘的影响 很容易烫到内层绝缘 甚至是导致芯线严重变形 而导致特性被破坏或者连接器加工的时候无法加工 8 五 认识电气特性参数 一 衰减 Attenuation InsertionLoss 是指输出端功率 Pout 比入射功率 Pin 降低了多少 并且以dB的型式表示 1 如何读图 2 低频不过 与导体有关 3 高频不过 与被覆有关 4 中频不过 多是反射不均造成 5 突然掉下来 多是材料的问题 6 4对在同一位置掉下来 多是总绞造成 7 4对在不同位置掉下来 多是对绞造成 9 二 特性阻抗 Impedance 传输线受其结构的影响 当有一高频信号传输时 导体内各点电压与电流的特性比 1 如何读图2 与两芯中心距关系紧密 3 对绞绞距越大 阻抗变大 4 铝麦张力越大 阻抗变小 5 同心度越低 阻抗越不稳定 10 三 串音分近串和远串两种分别用NEXT和FEXT来表示 定义了两线路之间的相互电磁干扰 一般随信号频率升高而增加 1 如何读图 2 与包带紧密相关 3 网线之所以用不同绞距 实为避免串扰 而HDMI则用包带防护 4 剥线注意 5 通常的制程检测中 此项可省去 11 四 延迟 Delay 是指信号在传输线上 由输入端到达接收端所需时间 直接和绝缘材料有关 1 如何读图2 如果Delay较大 且阻抗又波动 则可能是料发泡出了问题 3 如果Delay较大 且衰减又突掉 则可能是料发泡出了问题 12 五 延时差指在不同的信号线上 信号到达接收端的时间差 也就是Delay的差值 分对内延时差 Intra PairSkew 和对间延时差 Inter PairSkew 两种 1 如何读图2 芯线OK的情况下 对内通常在15PS M以下 超出则对绞有问题 3 芯线OK的情况下 对间通常在100PS M以内 超出则可能是4对绞距不一造成 像网线的对间延迟差就要求最大是45NS 100M 就是由于网线的4对线的绞距不一样 4 Skew与物理长度的关系远没有与线体一致性那么紧密 切记不要在物理长度上浪费太多时间 但是物理长度也是影响skew的一个因素 13 六 回波损耗英文名字是ReturnLoss 又称为反射损耗 是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射 是一对线自身的反射 对于电线而言 回波主要发生于特性阻抗发生变化的地方 1 如何读图 2 和特性阻抗的关系相当紧密 3 正常的回波损耗图形应该是从低频到高频逐渐变差 4 如果几对线都在同一频率点出问题 则可能是成缆问题 5 如果只有单一对线有问题 很可能是对绞的问题 14 七 差分转共模差分转共模的含义就是一对信号线每条芯线的单端衰减差 这个参数对于线材的差异性要求非常严格 1 如何读图 2 和对内延时差的关系很大 要是对内延时差过不了测试的话 一般差分转共模也过不了 15 六 眼图眼图是指利用实验的方法估计和改善 通过调整 传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形 观察眼图的方法是 用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端 然后调整示波器扫描周期 使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步 这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛 故称为 眼图 从 眼图 上可以观察出码间串扰和噪声的影响 从而估计系统优劣程度 另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整 以减小码间串扰和改善系统的传输性能 看眼图时 可以根据眼图的闭合及宽度等判别 眼图的闭合是对位错误率的度量 眼图的睁开度越小 位错误率越高 因此 睁开的眼图说明位错误率低和信号质量好 睁开的眼睛间交叉重叠区域的水平宽度是对抖动的度量 眼图的塌陷是由与频率有关的损耗直接引起 简而言之 闭合的程度与错误率直接相关 水平宽度与抖动有关 1 信号幅度 眼图 的高度代表了信号的幅度 这一指标绝对不能低于或小于中间部分标定的钻