差分讯号之包带工序的工艺探讨

所谓差分方式传输（信号完整性理论之差分讯号），就是发送端在两条信号线上传输的幅值是相等的，相位是相反的电信号，而对于接收端，将会对接收的两条信号做 减法运算，这样就获得了幅值翻倍的信号，其抗干扰原理是：假如两条信号都收到同样的（同向、等幅度）的干扰信号，由于接收端是怼接收的两条线信号进行减法处理，因此干扰信号会被基本抵消。也就是说，一个差分放大器的输入有效信号幅度只需要几毫伏，但是它却能够对一个高达几伏特的共模信号无动于衷。那么怎么样才能保证两条信号线受到的干扰信号尽量是同相、等幅呢？办法之一就是要将那两根线扭在一起，也就是所谓的“双绞线”，因为有一个电磁学定理：可以近似的认为双绞线收到的干扰信号是同相、等幅度的，所以差分信号在信号传输中用的比较多，也就有原因了，最大的诱因就是抗干扰性强；如下图所示：

 

高速线常见的种类

目前的差分对主要就是传输数据信号；由于我们在使用时周围却可能出现各种杂乱的干扰信息，假如这些干扰信号进入数据线的内层导体，叠加到本来传输的信号上，是不是有可能干扰或改变原来传输的信号，从而造成有用信号损耗或出现问题？而这包带的铝箔层则对我们要传输的信息起着防护和屏蔽的作用，一般采用背胶铝箔+背胶麦拉的结构来保证铝箔的屏蔽效果，当然并不是所有的数据线都有两层屏蔽，有些有多个屏蔽层，有的只有一层。屏蔽是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将导体线芯包围起来，防止他们受到外界电磁场/干扰信号的影响，同时也能阻止线内的干扰电磁场/信号向外扩散。高频数据线的屏蔽层主要由铜、铝等非磁性材料制成，一般为铜箔铝箔等，它们的厚度很薄，远小于使用频率上金属材料的集肤深度。需要说明的一点是它的一端必须与电路的信号地连接，因为屏蔽层的效果主要不是由于金属体本身对电场、磁场的反射、吸收而产生的，而是由于屏蔽层的接地产生的，接地的形式不同将直接影响屏蔽效果，如何保证屏蔽的稳定性就是线缆厂商需要特别关注的重点.

高速线缆裸线常用规格有24AWG~34AWG;

高速线缆裸线结构分为3种：3种线缆结构在同样频率下对比优缺点如下：

1.双地线

优点：焊接可靠稳定，双地线和裸线的铝箔屏蔽接触良好同时和PCB板地接触可靠，容易加工；

缺点：宽度空间稍微比较大，成本高；

2.单无地线

优点：焊接可靠稳定，双地线和裸线的铝箔屏蔽接触良好同时和PCB板地接触可靠，宽度空间小；

缺点：由于线缆组件加工需要将中间地线折弯到边上，导致不容易加工；

3.无地线

优点：宽度空间小，对裸线制程和线缆组件制程容易加工，成本低；

缺点：可靠性不稳定，热胀冷缩，导致裸线屏蔽层和接地片容易出现接触不稳定；

3种线的结构根据不同产品需求来选择，比较主流的是双地线和无地线裸线结构;

备注：芯线材质镀银铜；地线材质镀锡铜；

高速线常见的包带工序工艺介绍

下一代SAS6.0系列产品

绝缘芯线是线缆生产的基础，芯线质量的好坏对后续工序有至关重要的影响。芯线采用生产制造过程中，要求生产设备具有在线监控及控制功能，确保芯线均一、稳定，控制的工艺参数，包括芯线的直径、水中电容、同心度等。平行对绕包是芯线后的工序，其通过绕包机就是将2根绝缘芯线及地线集合在一起，同时在外面包上一层铝箔拉和一层自粘聚酯带，用于屏蔽线对及稳定绕包芯线结构。

 

此过程对线材性能有着重要影响，包括阻抗、延时差、衰减等，因此必须严格按工艺要求生产，并对电性能进行测试，以确保绕包芯线是符合要求的，在绕包这个产品的生产工序中，需要了解两个关键名词，1，绕包，2，热熔。绕包铝箔的厚度和重叠率要严格控制，绕包重叠率普通线材在15-25%即可满足要求，但是SAS由于采用了平行线对的结构，线对自身的抗串音能力降为零，为保证电缆的近端串音衰减，一般要求绕包的重叠率在30-40%之间,绕包的制造工艺的过程控制非常重要，包带好坏会影响传输介质的不均匀性，比如铝箔放出不顺畅有铝屑等，当堵塞到般定程度，还会将铝箔拉断；另外没有放铝箔很顺畅会有碎屑被刮下来，后会极不均匀的粘附在芯线表面，影响传输介质的均匀性，导致制品的传输性能下降，特别是阻抗和衰减。差分对收线前，需要对自粘性聚酯带进行加热，以使自粘聚酯带上的热熔胶熔化粘结。

 

热熔部分采用的是可控温电磁加热预热器，可根据实际需要对加热温度进行适当的调整。一般预热器的安装方式有立式和卧式两种，立式预热器可节省空间，但绕括线对需要经过多道大角度的导轮，才能进入预热器，容易使绝缘芯线和绕包带的相对位置发生改变，导致高频传输线 的电气性能下降。与之相比，卧式预热器因与绕括线对处于同一直线上，在进入预热器之前，线对只经过几道用国校直作用的导轮，绕包线编在经过导轮时不发生角度改变，保证了绝缘芯线和绕包带的相编位置 的稳定性。卧式预热器的唯一缺点是占用的空间较多，生产线比装有立式预热器的绕包机要长。下一代6类的产品，目前里面的采用铜箔和铁氟龙带包覆.

高速线常见的问题分析

对于屏蔽的重要性一家不言而喻，如何保证包覆的服帖和性能的稳定，绕包工艺最主要的性能指标控制之后，接下来就是在保证高频性能的情况下去保证绕包的产能，绕包设备的绕包头于牵引之间的匹配就非常重要，需要设计稳定的同步指标，来保证绕包节距和牵引的稳定性.