通信线设计与工艺控制

通信线设计本厂的通信线涉及同轴和对称部分,是指要求传输速率高,使用频率高,通常在300KHz~6GHz之间,包括中频,高频,甚高频,超高频等几个频段的线材;从结构和使用上可分为两大类:同轴电缆和对称电缆,同轴电缆包括SYV.SFYV.RG.BT.日本高周波同轴线等;对称电缆包括PCM.SEYV.SFEVPV.T1(100Ω).E1(120Ω),LCD,USB.SERIALATA（为豪力士新开发的样品）等系列.因其使用频率高,相应的电性能要求也很高,生产时的工艺难度较大,下面分別对其制作工艺及生产注意事项做如下小结:一.同轴电缆同轴电缆的基本结构如下,通常由以下几部分组成:导体,绝缘,编织(单层编织或双层编织),外被;外被编织导体绝缘下面为各工序生产时的工艺及注意事项:1.芯线押出a.来料检验:芯线押出时需先对来料进行检验,包括导体质量及胶料质量,杜绝来料不良的出项;b.放线张力:通常情況下,线规越小,放线张力也要随之变小,具体可参照如下表格:线规=22AWG22~24AWG26~28AWG28~30AWG=32AWG放线张力500g400g300g200g150g注：“张力值可根据不同设备进行适当调整”c.导体预热:同轴线材通常有附著力要求,同时为保证胶料的抗张与伸长,需要对导体进行适当的预热,预热后的导体温度应该保持在50~60℃,个別附著力要求较大的线材可再适当提高至70~80℃;d.押出温度:不同的绝缘材料需要选择不同的押出温度,以达到良好的外被及性能要求,以下为几种常见材料的挤出温度:注：“张力值可根据不同设备进行适当调整”但对于化学发泡材料,如FE00-1100,押出温度通常由发泡度及水中电容来決定,发泡度越高,押出温度也需随之提高;e.模具:模具包括內模与外模,內模的选取通常以导体可以顺利通过为准,但也不能太大,否则可能导致偏心不稳定;外模通常是成品外径OD*1.03;但由于氟塑料材料的特殊性,模具设计与一般材料有区別,一般来说选用挤管式模具,设计模具时主要取決于拉伸比DDR、模具与模心端口的平衡比DRB,材料型号不同,要求的拉伸比及平衡比也不一樣。对于大金FEP(NP-101)：DDR范围为80~140，DRB范围为1.0~1.1；；对于大金PFA(AP-201)：DDR范围为80~140,DRB范围为1.0~1.1;对于杜邦FEP5100：DDR范围为80~120，DRB范围为0.9~1.15；对于杜邦FEP100：DDR范围为50~200，DRB范围为0.9~1.1；对于杜邦TEFZEL750：DDR范围为5~30,DRB范围为1.05~1.1（杜邦材料我司未采用，仅供参考）f.抽真空:氟塑料押出时通常需要对机头进行押真空,以保证良好的附著力及外观等;通过抽真空再调节锥体的長度,锥体太长则线径不够稳定,波动较大;锥体太短则容易导致较多的锥体破裂及火花击穿;g.冷却:聚乙烯类(包括实心及发泡两种)押出时,一段冷却通常采用45~65度的温水冷却,一方面提高绝缘材料的伸长率,同时可增加导体与绝缘之间的附着力;氟塑料押出时一段通常采用空冷,防止芯线扁线,不圆整,二段为普通水冷;h.同心度:高频线通常对同心度要求极高,如RG-178/U,同心度要求在90%以上;因此开机前需要对线材同心度做严格检验,生产过程中要定期对同心度进行检查;i.外观:芯线押出后,要对外观进行检查,要求圆整,光滑,无冷料及杂质等;j.收线轴:根据不同的客戶定长要求选择适当的收线轴,并确定轴装量;其它生产工艺,如机型,线速度等可参照工艺卡规定来进行.附高频线能与芯线押出工序之间关系表:材料LD-PEHD-PEFEPPFAETFE押出温度180~220℃190~250℃360~385℃365~390℃260~330℃芯线押出工序工艺与高频线性能关系/线径增大发泡度增大电容增大导体增大变形压扁发泡度均匀特性阻抗增大增大減小減小不稳定不稳定稳定回波损耗減小減小增大減小不稳定不稳定減小衰減減小減小增大減小///延时/减小減小////串音///////备注:1对上面所描述的诸如线径增大,指得是线径做在上公差范围(并沒有超出设计范围),会导致后工序测出其阻抗值;2对于回波损耗值与各参数之间关系,应描述为:a.线径越稳定,则回波损耗越小,就越能达到我们的性能要求;相反,若线径不稳定,则回波损耗越大,越不能滿足我们的性能要求;b.发泡度越稳定,则回波损耗越小,就越能滿足我们的性能要求;3发泡越均匀,对延时影响不大,但会导致延时差減小;2.编织a.并线工序:编织前首先要进行并线工序,并线时需要注意的事项主要有两点:根据不同单丝的线径选择不同的张力,通常情況下,线径越小,放线张力也要随之变小,以避免导体被拉细,具体可参照下表:单系线径(mm)=0.160.120.100.08=0.05放线张力(g)150120907050注：张力仅供参考并线时为防止单丝之间散乱,通常需要在并线收线处拖少量硅油,硅油的量不宜太多,否則容易导致押出时起股等;b.放线张力:因编织时放线张力不易测量,通常情況是根据员工手感来控制,主要是要避免导体被拉细,另外一个很重要的方面是要调节各定的张力一致,以免出线跳股的不良;c.卷绕圈数:收线时的卷绕圈数对发泡线材的电气性能影响较大,一般情况下,以保证收线稳定,不打滑为准;d.编织模具:编织模具有两种,一种为普通模具,一种是纵包模具;普通编织模具的选择要较编织的线径尺寸稍大,如编织后线径为d,则眼模尺寸D=d+0.3~1.0mm;纵包眼模的尺寸在e.编织后需对线材的特性阻抗进行检查,如偏大或偏小需进行工艺调整;其它生产工艺,如编织速度可参照工艺卡规定来进行.附高频线性能与编织工序之间关系表:编织工序工艺与高频线性能关系/放线张力增大收线张力增大眼模增大特性阻抗減小減小增大回波损耗///衰減增大增大/延时///串音增大增大/3.外被押出a.来料检验:外被押出时需先对编织半成品进行检验,检验编织芯线是否光滑圆整,是否有有毛头或跳股不良等,杜觉来料不良的出现;b.放线张力:通常情況下,线规越小,放线张力也要随之变小,具体可参照如下表格:线规=22AWG22~24AWG26~28AWG28~30AWG=32AWG放线張力1000g800g600g400g300gc.芯线预热:同轴线材通常有附著力要求,需要对芯线进行适当的预热,预热后的半成品温度应该保持在50~60℃,个別附著力要求较大的线材可再适当提高至70~80℃;d.押出温度:不同的外被材料需要选择不同的押出温度,以达到良好的外被及性能要求;一般PVC类押出温度在160---180度,氟塑料押出温度根据型号不同,押出温度差別较大,具体可参照芯线押出温度进行;低烟无卤料在使用前需进行干燥,具体工艺可参照TD125技术通知单进行,其押出温度通常在160---175度;e.模具:模具包括內模与外模,內模的选取通常以芯线可以顺利通过为准,但也不能太大,否则可能导致偏心不稳定;外模通常是成品外径OD+0.1~0.3mm;但由于氟塑料材料的特殊性,模具设计与一般材料有区別,一般来说适用挤管式模具,设计模具时主要取決于拉伸比DDR、模具与模心端口的平衡比DRB,材料型号不同,要求的拉伸比及平衡比也不一样。（见上面模具的选择有详细说明）f.抽真空:氟塑料押出时通常需要对机头进行押真空,以保证良好的附著力及外观等;通过抽真空调节锥体的长度,锥体太长則线径不够稳定,波动较大;锥体太短则容易导致较多的锥体破裂及火花击穿;g.冷却:PVC及低烟无卤料外被押出时,一段冷却采用普通水冷即可;氟塑料押出时一段通常采用空冷,防止芯线扁线,不圆整,二段为普通水冷;h.同心度:开机前需要对线材同心度做严格检验,生产过程中也要定期对同心度进行检查;i.外观:外被押出后,要对外观进行检查,要求圆整,光滑,与冷料及杂质等,有样线时可参照样线进行;j.收线轴:根据不同的客戶定长要求选择适当的收线轴,并确定轴裝量;其它生产工艺,如线速度可参照工艺卡规定来进行同轴电缆的部分计算公式:εe*10-624*13*εe电容Cs=(F/KM)=(pF/m)18*ln(De/de)lg(De/de)60138.2阻抗Zc==lg(De/de)(Ω)eln(De/de)e延时T=1/V=e/3*108(s/m)=3.33*e(ns/m)附.高频同轴线的测试图例:a.正常情況下的衰減(Attenuation)与驻波比(SWR)的测量曲线如下:b.如出现导体不良,芯线扁线等异常时,对应的传输与反射曲线会变成如下形狀:衰減曲线会出线较多的突起,变得不平滑:相应的驻波比(SWR)也会有很多的波峰,导致总体性能出现不合格:二.对称电缆对称电缆相对于同轴电缆结构上较为复杂,制作工序也多,因此生产上控制难度也较大;通常对称电缆结构如下,生产工序通常有:芯线押出,对绞,成缆,编织,外被押出;下面分別阐述:外被编织芯线铝箔地线1.芯线押出a.来料检验:芯线押出时需先对来料进行检验,包括导体质量及胶料质量,杜绝来料不良的出现;b.放线张力:通常情況下,线规越小,放线张力也要随之变小,具体可参照如下表格:线规=22AWG22~24AWG26~28AWG28~30AWG=32AWG放线张力300g250g200g150g100gc.导体预热:同轴线材通常有附著力要求,同时为保证胶料的抗张与伸长,需要对导体进行适当的预热,预热后的导体温度应该保持在50~60℃,个別附著力要求较大的线材可再适当提高至70~80℃;d.押出温度:不同的绝缘材料需要选择不同的押出温度,以达到良好的外被及性能要求,以下为几种常见材料的挤出温度:j.但对于化学发泡材料,如FE00-1100,押出温度通常由发泡度及水中电容来決定,发泡度越高,押出温度也需随之提高;e.模具:模具包括內模与外模,內模的选取通常以导体可以顺利通过为准,但也不能太大,否则可能导致偏心不稳定;外模通常是成品外径OD*1.03;但由于氟塑料材料的特殊性,模具设计与一般材料有区別,一般材料LD-PEHD-PEFEPPFAETFE押出温度180~220℃190~250℃360~385℃365~390℃260~330℃来说适用挤管式模具,设计模具时主要取決于拉伸比DDR、模具与模心端口的平衡比DRB,材料型号不同,要求的垂伸比及平衡比也不一樣。对于杜邦FEP5100：DDR范围为80~120，DRB范围为0.9~1.15；对于杜邦FEP100：DDR范围为50~200，DRB范围为0.9~1.1；对于杜邦TEFZEL750：DDR范围为5~30,DRB范围为1.05~1.1;f.抽真空:氟塑料押出时通常需要对机头进行押真空,以保证良好的附著力及外观等;通过抽真空调节锥体的长度,锥体太长则线径不够稳定,波动较大;锥体太短则容易导致较多的锥体破裂及火花击穿;g.冷却:聚乙烯类(包括实心及发泡两种)押出时,一段冷却通常采用45~65度的温水冷却,一方面提高绝缘材料的伸长率,同时可增加导体与绝缘之间的附著力;氟塑料押出时一段通常采用空冷,防止芯线扁线,不圆整,二段为普通水冷;h.同心度:高频线通常对同心度要求极高,如RG-178/U,同心度要求在90%以上;因此开机前需要对线材同心度做严格检验,生产过程中要定期对同心度进行检查;i.外观:芯线押出后,要对外观进行检查,要求圆整,光滑,无冷料及杂质等;k.收线轴:根据不同的客戶定长要求选择适当的收线轴,并确定轴裝量;其它工艺,如机型,线速度等可参照工艺卡规定来进行.附高频线性能与芯线押出工序之间关系表:芯线押出工序工艺与高频线性能关系/线径增大发泡度增大电容增大导体增大变形压扁发度度均匀特性阻抗增大增大減小減小不稳定不稳定稳定回波损耗減小減小增大減小不稳定不稳定減小衰減減小減小增大減小///延时/减小減小////串音///////备注:1对上面所描述的诸如线径增大,指得是线径做在上公差范围(并沒有超出设计范围),会导致后工序测出其阻抗值;2对于回波损耗值与各参数之间