1、一.Conductor(導體) 二.Insulation(絕緣) 三.Unshielding Twist Pair(未隔離對絞、UTP)Shielding Twist Pair (隔離對絞、STP) 四.ALL Conductor Twist(集合、總絞合) 五.Spiral Shielding(纏繞隔離)Braiding Shielding(編織隔離) 六.Jacket(外被覆) 七.UL758 & UL1581 Standard,一.Conductor(導體)1.Type Of Wire Material(1).Bare/Tinned Copper Wire(裸/鍍錫 銅線)材質為主要影響
2、訊號、聲音、影像的關鍵，導體的純度，導體的化學成分以及結晶方式，都會影響電子傳導的特性。從成本以及導電性能考量，銅與銀是最常拿來當導體的材料，銅的價格較銀便宜，製造的直接成本較低，廣受廠家所愛用，但銀的導電性較佳，這項特性也使的線材廠商利用導體先天的物理特性，刻意營造聲音、影像屬性上的不同，但並非使用最昂貴的導體就能創造出好效果。唯有透過實驗驗證，並使用純度高、長結晶的導體，才能有效的提升傳輸品質。使用的銅線材質有TPC銅-純度 99.9%、OFC無氧銅-純度 99.99%、OCC銅-純度 99.9997% 、6N銅-純度 99.9999% 等材質。,一.Conductor(導體)(2).Si
3、lver Copper Wire(鍍銀銅線)(3).Copper Alloy Wire(合金銅線)A. Silver copper alloy wire(銀合金線)B. Tin copper allow wire(錫合金線)a.合金線材主要應用於耐高溫線、鐵氟龍線、極細線或高搖擺線材等，目前於軍事、醫療及高科技類等產業，使用頻率較高。(4).Copper Covered Steel Wire(銅包鋼線)A.主要應用於電子零件及通訊用線類別(CATV)。,(4).Cadmium Copper Wire(黃金線)A.鎘銅線，鎘為重金屬產品特性為高抗氧，應用於封裝線材居多。(5).Zinc Wire
4、(鋅線)(6).Phosphorus Bronze Wire(磷青銅線)A.青銅是銅錫合金,在鑄造過程常加入微量的磷來提高抗氧化性,所以稱磷青銅,其實磷含量非常低,通常少於0.1%,而 青銅多半含錫量在2% 10%間 。(7).Brass Wire(黃銅)A.黃銅係由銅、鋅為主成份的銅合金，其加工性及延展性佳，價格便宜，拉力強度平均穩定，在工業製品上使用廣泛。,(8).Other Wire(其他線材)A.其他線材包含電鍍線、合金線、玻璃纖維(光纖線)亦或其他金屬線材、漆包線、防彈絲(耳機線)等。2.Specification(1). Underwriters Laboratories Inc.
5、 (UL)758 StandardA. Conductor Dimensions(導體外徑) Table 5.1,B. Double Twist Bunching Machine(銅絲絞線機),(2). Underwriters Laboratories Inc. (UL)1581 StandardA. Conductor Resistance(導體阻抗) Table 30.1 Table30.5a.Table30.2 Maximum direct-current resistance of solid copper conductors coated with tin or a tin/le
6、ad alloy。b.Table30.2 between 15 30AWG,(3). (UL)758 StandardA. Conductor Stranding (導體絞距) Table 5.3a.Table5.3 Maximum lay of single-bunch, bunchstranded copper conductors。,(4). Solid、Multi Conductor WireA. Solid Conductor Wire Properties 單股導體在電氣特性上優於多股導體，在實際運用中， 如為傳送高頻訊號，許多皆採用2430AWG單股銅線，如採用更高如22、20A
7、WG以上者，則容易造成所謂集膚 效應，造成訊號失真或散逸現象，其特性則分述如下:a. Electrical properties()Conductor wire surface,()Conductor wire surface:訊號在導體傳送過程中，除材質純度(EX:6N銅)及分子結晶度排列會影響訊號外，導體在拉伸過中，會破壞原有的結晶排列方向，造成導體產生新的結晶方向，造成導體有了方向性。()而線材在拉伸過程可能產生凹陷或凸起或因鑽石眼模耗損或崩裂，形成錫渣殘留或同心度不良，使訊號傳送至不良處形成反設，造成駐波，可能會產生Noise(雜訊)或Crosstalk(串音)，再高頻訊號時，極易產生
8、巨幅震盪，造成不良。,(4). Solid、Multi Conductor WireB. Multi Conductor Wire Properties 單股導體在物理特性上優於多股導體，在實 物運用中如工業設備的SMT或USB及電視遊樂器的傳輸線，由於要較高的搖擺次數，而多股可承彎曲半 徑(Bending Radius)也較單股導体來的較佳，而一般線材的彎曲半徑，約為610倍。C. Stranding Conductor Properties依據前述UL758 Standard-Table 5.1，我 們可以了解AWG對導體橫切面面積的規範，依據下述公式，可確任，導體絞合外徑是否符合AWG規
9、範:絞合導體截面積=0.7854 d2(外徑) n(導體數),而絞體在絞合數的過程，可能因為成本、截面積的因素，以至於絞合後導體，並非趨於真圓，造成芯線壓出時，厚薄不一，使訊號傳送時產生串擾，茲將常用 真圓導體數及絞合係數分述如下:,D. (Current Carrying Capacity)耐電流定義為在導體或絕緣體融化之前，所能負載之電 流。由電流流過導體所產生之熱，將決定這條電線能負荷多少電流。而單芯裸銅線所能流過的電流，可以一直增加，直到產生的熱達到銅的融點。有很多因素都會影響一條電線所能流過之電流量 ，主要影響的因素如下:a.導體外徑:截面積越大，可承受負載電流越大。b.絕緣體:因耐
10、熱條件不同產生差異。c.環境溫度:溫度越高導致可承受負載電流越低。d.導體數量:相同截面積，股數越多越不易散熱。e.後加工與使用:安裝於保護管，導管，隔層，軌道內，會限制其散熱，而降低其最大載流量。,使用適當的散熱方法，如風扇散熱等，可減少這種限制(參考 IEC:2005 60204-1 12.5 節 )。,二.Insulation(絕緣)1.Type Material(1).PVC(Polyvinly Chloride )、SR-PVC (Semi-rigid PVC) 由於PVC(聚氯乙烯)價格便宜、電氣絕緣性、比重高（1.4）射出成型之安定性極佳，故廣泛被被使用在線纜上，以半硬質PVC使
11、用較多，但不同配方有不同特性，應用範圍廣泛，加工溫度超過190時易發生裂解，而放出HCL腐蝕性氣體，燃燒可能產生戴奧辛,目前在環保意識下，已有部分國家限制PVC的部分用途，如玩具的材質不得使用PVC 。,(2).Polyethylene(聚乙烯即PE)熱塑性絕源材質，由乙烯聚合物組成，是目前電線電纜絕緣及被覆材料中用途最廣泛者，其介質常數為2.3，具有優異的電氣特性，在線纜中常用材質的有HDPE、MDPE、LDPE、Foam PE、XLPE等。(3).Polypropylene(聚丙烯即PP)PP的特性大致上與PE相當，但其質量較PE為輕，比重為0.890.91，而其耐熱性，抗張強度及耐磨性亦
12、較PE為優，介質常數為2.22.3，在實務上PP與PE可混料使用，以提高電氣特性或調降成本。(4).Polyurethane (聚氨基甲酸酯 即PU或PUR )有彈性、強韌，耐磨耗性、耐熱性、耐油性、耐老化性佳，稍不耐酸、鹼及熱水，實務上由於PU流動係數與其他材質不同，需更換押出機螺旋桿，因其壓縮比不同，需專機專用，避免浪費工時。,(5). Thermoplastic Elastomers (Thermoplastic Rubber) TPE(TPR)熱塑性彈性體 ，柔軟、有彈性、觸感佳 ，加工簡易、快速、可回收再使用，因其較屬環保塑材，且在實務加工時，條件與PVC相當，在線纜的使用上，有漸增
13、的趨勢。(6)Telfon(鐵氟龍)鐵氟龍線材是一種高品質的絕緣材料，具有機械強韌度、耐高溫、耐放射性及耐燃無煙等特性，廣泛的被運用於運輸、控制系統、電腦工業以及國防工業，是極佳的線纜絕緣材料，但其單價成本較高，目前使用的材質有Teflon TFE或PTFE(四氟乙烯)、Teflon FEP(四氟乙烯、六氟乙烯共聚合物)、Teflon ETFE(四氟乙烯、乙烯共聚合物)、Teflon PFA(四氟乙烯共聚合物)等。(7)Low Smoke Non-Halogen (LSNH):LSNF或LSOF常簡稱無鹵素塑料，其實是低煙無鹵之耐燃塑料。我們都知道PVC的泛用與方便，而耐燃PVC的配方更是容易
14、，且幾乎不影響其物性。但以現今環保與安全之趨勢，乃有LSNF之興起，LSNH未來將成耐燃塑料的主流。,(8)Other:Acrylonitrile - Butadene - Styrene (ABS丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物)、 Polyamide (Nylon) PA聚醯胺、PS聚苯乙烯Polystyrene等。2.芯線押出設備(Wire Extrusion Equipment)(1).芯線押出設備:包含(動力)放線架、預熱器、(進料筒、螺旋桿、前段加熱器)、(注條、發泡射出設備)、押出機頭(眼模-內模、外模)、控制箱(儀表板控制主機參數)、水中電容器(發泡設備)、(印字機、火花實驗機、
15、除線架、(動力)收線架等，當中以押出機頭為最重要的設備關鍵，可說是此設備的心臟，而眼模-開模的好壞亦影響著成形。,2.芯線押出設備(Wire Extrusion Equipment),2.芯線押出設備(Wire Extrusion Equipment),(2).芯線押出成型檢查重點包含:a.外觀、顏色、平滑度b.芯線外徑公差0.01mm，一般為0.02mmc.同心度為90以上，一般為85d.芯線注條寬度1/4 1/3寬度e.芯線銅絲外徑檢查，避免外徑被設備拉伸，造成外徑過小f.抗張強度及延伸力檢查，現場剝線後，用手感判斷g.收線張力需依線軸滿度調整，並注意排線是否平整h.下軸後，包上保結膜，並
16、依規定標示,二.Insulation3.Spec. For UL Style (For UL 1571) Style 1571 PVC Insulated Cable. _ Rating 80C, 30 V. _ Conductor 50 AWG min. Material and stranding not specified. _ Insulation Solid or cellular PVC, or semi-rigid PVC, 2 mils min at any point, 100 mils max. Irradiation optional. _ Covering Extrud
17、ed PVC, Polyamide, ETFE, or Polyester 2 mils min at (Optional) any point, or lacquered braid Irradiation optional. _ Shield Optional. (Optional) Jacket Same as covering. (Optional) _ Shield Optional. _ Covering Optional, same as covering. _ Standard Appliance Wiring Material UL 758.,三.Unshielding Tw
18、ist Pair(未隔離對絞、UTP)、 Shielding Twist Pair (隔離對絞、STP)1.Unshielding Twist Pair (UTP)(1).電氣特性:無遮蔽對絞線，為了有效降低兩導體間電磁效應的影響，故將兩導體予以對絞，對絞越緊密，對絞絞距越小越穩定，而電氣特性的特性阻抗也會隨之降低，而趨於平衡。(2).物理特性:芯線對絞後的物理強度，柔軟度，非單芯線所能比擬，且在製程中，有助於加工段的便利性與安定性。(3).對絞機包含:a.放線架b.放線張力控制c.絞線機齒輪(變換)d.對絞絞距e.生產效率(M/hr)。2.Shielding Twist Pair (STP)
19、無遮蔽、隔離之對絞線，由於在集合中會產生串擾的現象，故在外層施加AL/Mylar等產品，加以隔離電磁效應所產生的效應。(1).電氣特性:STP又可細分為對絞與不對絞，由於材料及設備、製成的進步，目前高頻線材有許多皆採用平行包覆，例如SATA、DisplayPort、Infiniband等,產品，STP如再集合時使用反撚設備，消除其應力，就理論值而言兩者是相同的，但會與製程能力產生差異性，在實務面來說STP不對絞線，其電氣特性會較佳。(2).物理特性:此者與電氣特性剛好相反相對應，STP對絞線，由於對絞使其結構穩定，在後段製程中，仍能保持其結構其特性，在集合後線材較柔軟，而STP平行線，則容易因
20、加工過程中拉深或滑動，造成芯線位移喪失其優良電氣特性，但目前已有許多設備針對此開發，市面上也有很多廠商已進入量產階段。(3).STP對絞線使用的設備為a.放線架b.放線張力控制c.絞合機齒輪(變換)d.對絞絞距e.在包覆隔離的部份為使用平行縱放方式，以一般覆蓋率175%來計算為:芯線OD 1.75 = 隔離材質需使用的尺寸(如AL/Mylar、Paper)(4).STP平行對線所使用的隔離設備為打紮機(包紙機)包含有:a.放線架b.放線架張力調整c.隔離張力的調整d.打紮機的包覆方式為垂直捲包的方式，以覆蓋率125%來計算為:芯線OD 1.25 = 隔離材質需使用的尺寸(如AL/Mylar、H
21、MAM),3.UTP與STP 設備(放線架、絞線機、打紮機(包紙機),四.ALL Conductor Twist(集合、總絞合)單絞機設備包含有:1.反撚機:主要在消除集合時，因集合拉伸旋轉，所產生的扭力，避免對絞絞距產生位移，破壞原有的電氣特性。2.放線架:集合時應量測放線張力，避免集合時造成外徑不平整或電氣特性不良。3.眼模:依據工程單位所設計之規格，來使用適當孔徑之眼模。4.眼模前之隔離為縱放，眼模後之隔離為捲包。5.依據規格調整集合絞距。6.生產效率(M/hr)。,四.ALL Conductor Twist(集合、總絞合)7.集合設備,五.Spiral Shielding(纏繞隔離)
22、Braiding Shielding(編織隔離)纏繞隔離與編織隔離皆為EMI測試所產生的構造，目前除了銅材外，為了降低成本已有許多產品，為了節省材料成本而使用鋁編，除了依客戶規範外，一般以使用編織隔離較為普遍，因使用耗材比率不同，生產工時不同，編織生產工時約比纏繞機快約1520%，另纏繞機需另購小軸銅線，無法與其他編織線共用，造成額外成本增加，以外則說明兩種構造及特性:1.纏繞機:在纏繞隔離的部份，由於其包覆面積幾近於全覆蓋，所以一般在EMI的效果上比編織來的較好，但絞距不同時，使用耗材及工時隨之改變，其纏繞導體數如下:OD集合外徑 / d = n 纏繞所需導體數2.編織機:依據規格使用倒軸機
23、，倒取所需規格，在編織機目前有16錠與24錠兩種規格，依其規格所產生的目數(inch)及生產速度皆不同，其覆蓋率一般以85%覆蓋率為原則，使用的銅線外徑以0.08mm0.16 Tmm居多，一般的表示方法為16/9/0.12Tmm-表示為16錠/9條/0.12mm Tinned copper，由於總共需要16*9=144(故也可稱為144編)，以此表示之。目前編織機設備為紡織廠所使用設備更改，由於銅線張力無法如紡織殺線之強韌性，故於運轉時，容易造成斷線，而每軸所能承載的銅線數,五.Spiral Shielding(纏繞隔離) Braiding Shielding(編織隔離) 量並不多，造成在修剪
24、及更換新軸、維修保養時，縮減了大幅的工時與效率，而再運轉時，銅線金屬摩擦慘生的噪音極為刺耳，應建議現場人員配戴耳塞，避免造成職業傷害。3.編織及纏繞設備,六.Jacket(外被覆)被覆押出設備基本上可說與芯線押出設備雷同，差異點除了設備參數以外，尚有外被覆押出機未使用預熱器、火花機、增加降溫倒輪溝巢或裁線機、捲線機等。1.UL 2725 STYLEStyle 2725 Electronic Cable. _ Rating 60C or 80C, 30 V. _ Insulated Labeled or Complies with manufacturers AWM Procedure. Sin
25、gles May include mixed sizes. _ Conductor Two, three, or four parallel, or two or more twisted insulated singles or groups of twisted Assembly singles twisted together or groups of twisted singles may be laid parallel to form flat or oval cable. Lay not specified. Barrier layer and/or fillers option
26、al. May employ a web extruded integrally with the jacket. Manufacturer shall maintain a complete description of each assembly. Diameter of assembly under jacket one inch maximum _ Shield Optional. _ Jacket PVC, Class 43, 9 mils minimum average, 7 mils minimum at any point, before and after ripping i
27、f a web is used.,六.Jacket(外被覆)_ Standard Appliance Wiring Material UL 758. _ Instructions Detailed Examination. to UL Tensile and elongation of jacket, unaged Representative _ UL (4)Detailed Examination. Counter-Check (4)Tensile and elongation of jacket, unaged and aged(4)Heat Shock(4)Cold Bend(4)De
28、formation *Program (12) Horizontal Flame Test. _ Marking General. _ Use Internal wiring of electronic equipment in Class 2 systems only.,七. UL758 & UL1581 Standard UL依照安全性規範的定義，主要可分為下列幾個等級1.UL 758 Standard-Appliance Wiring Material (AWM)為最主要於電線電纜的規範，其適用範圍為導體規格從50AWG2000kcmil，最低工作溫度60(140)，最低額定電壓為30V。 2.UL 444 Standard-Communication Cable屬於等級較高的CM等級，如LAN CABLE即為使用此規範，申請的規格如CM、CMP、CMX等。3.UL 13 Standard-Power Limited Circuit Cable屬於等級最高的CL2、CL3的等級，一般為運用於電源線及戶外用線等線材。4.UL 1581 Standard-Reference Standard for Electrical Wire, Cable and Flexible Cord為各標準之索引，及實驗方法，是參照標準不可缺的手冊。,
