SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。對于裸線，目前主要從電器性能來區(qū)分，分為6G和12G，SAS4.0的24G，但是主流生產(chǎn)工藝還是基本一致，今天我們一起來分享，Mini SAS裸線介紹及生產(chǎn)工藝過程控制參數(shù)等。對于SAS高頻線而言，阻抗、衰減、回路損失，串音等是最重要的幾個傳輸指標， 而SAS高頻線的工作頻率一般是2.5GHz以上的高頻率下，以下我們一起看下如何生產(chǎn)一條合格的高速線SAS.
SAS線纜結(jié)構(gòu)定義
高頻低損耗通信電纜一般是由發(fā)泡聚乙烯或發(fā)泡聚丙烯作為絕緣材料，兩根絕緣芯線與一根地線（目前市場也有廠商采用兩根雙地的方式）進入繞包機，在絕緣芯線和地線外繞包鋁箔及背膠聚酯帶，絕緣工序設(shè)計及工藝控制，高速傳輸線的結(jié)構(gòu)、電氣性能要求及傳輸理論。
導(dǎo)體的要求
對于同為高頻傳輸線的SAS而言，各部分的結(jié)構(gòu)均勻性是決定線纜的傳輸頻率的關(guān)鍵因素。因此，作為高頻傳輸線的導(dǎo)體而言，表面圓整、光滑，內(nèi)部晶格排列結(jié)構(gòu)均一穩(wěn)定，以保證電氣性能在長度方向上的均勻性；導(dǎo)體還應(yīng)具有相對較低的直流電阻；同時應(yīng)避免由于排線、設(shè)備或其他裝置導(dǎo)致內(nèi)導(dǎo)體周期性彎曲或非周期性的彎曲、變形和損傷等,在高頻傳輸線中，導(dǎo)體電阻是造成電纜衰減(）的主要因素，減小導(dǎo)體電阻有兩個途徑：增加導(dǎo)體直徑，選用電阻率低的導(dǎo)體材料。導(dǎo)體直徑增加后，為滿足特性阻抗的要求，要相應(yīng)的增加絕緣外徑以及成品的外徑，造成成本增加及加工不便。常用的電阻率較低的導(dǎo)體材料為銀，理論上，采用銀導(dǎo)體，成品外徑會減少，性能會有很大的提升，但由于銀的價格要遠遠高于銅的價格，成本過高, 無法量產(chǎn)，為了能夠兼顧到價格和低電阻率，我們利用趨膚效應(yīng)，來設(shè)計電纜的導(dǎo)體，目前SAS 6G的采用鍍錫銅導(dǎo)體就可以滿足電器性能，而SAS 12G及24G則都開始采用鍍銀導(dǎo)體來使用。
材質(zhì)
集膚深度（um）
導(dǎo)電率
1GHZ
4.5GHZ
6.0GHZ
12GHZ
鍍錫銅
5.27
2.49
2.16
1.52
15%
鍍銀銅
2.00
0.94
0.82
0.58
104%
導(dǎo)體中有交流電或者交變電磁場時，導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生電流分布不均勻的現(xiàn)象。隨著與導(dǎo)體表面 的距離逐漸增加，導(dǎo)體內(nèi)的電流密度呈指數(shù)遞減，即導(dǎo)體內(nèi)的電流會集中在導(dǎo)體的表面。從與電流方向垂直的橫切面來看，導(dǎo)體的中心部分電流強度基本為零，即幾乎沒有電流流過，只在導(dǎo)體邊緣的部分會有子流。簡單而言就是電流集中在導(dǎo)體的"皮膚”部分，所以稱為趨膚效應(yīng)產(chǎn)生這種 效應(yīng)的原因主要是變化的電磁場在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了渦旋電場，與原來的電流相抵消。趨膚效應(yīng)使得導(dǎo)體的電阻隨著交流電的頻率增加而增加，并導(dǎo)致導(dǎo)線傳輸電流的效率降低，耗費金屬資源，但是在高頻通信電纜的設(shè)計中，卻可以利用這一原理，采用鍍銀在表面的方式在滿足同等性能要求的前提下，降低金屬耗用，從而降低成本。
絕緣的要求
與導(dǎo)體要求相同，絕緣介質(zhì)也應(yīng)該是均勻的，而為獲得較低的介電常數(shù)s和介質(zhì)損耗角正切值， SAS線纜一般采用PP絕緣或者FEP絕緣兩種方式，也有部分采用發(fā)泡絕緣方式。在發(fā)泡度大于45%時，化學發(fā)泡很難實現(xiàn)，且發(fā)泡度不穩(wěn)定，因此12G以上電纜必須采用物理發(fā)泡絕緣方式。如下圖所示，發(fā)泡度在45%以上時，物理發(fā)泡與化學發(fā)泡在顯微鏡下觀察到的切面的情況，物理發(fā)泡的泡孔多而細小，而化學發(fā)泡的泡孔少而大：
物理發(fā)泡的內(nèi)皮層主要作用是增加導(dǎo)體與絕緣之間的附著性。絕緣層與導(dǎo)體之間必須保證一定的附著性，否則，在絕緣層和導(dǎo)體之間將形成空氣隙，使絕緣介質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致介電常數(shù)£和介 質(zhì)損耗角正切值印發(fā)發(fā)生變化。
聚乙烯絕緣材料經(jīng)過螺桿擠出到機頭，在機頭的出口處突然暴露于大氣壓力下，形成破孔，使氣泡連通。結(jié)果導(dǎo)致氣體在導(dǎo)體與模具口之間的間隙被釋放，沿著導(dǎo)體表血形成一個長形的氣泡孔。要解決以上這兩個問題，必須在擠出發(fā)泡層的同時將…層薄皮擠到內(nèi)層，防止氣體沿著導(dǎo)體的表面釋放，內(nèi)皮層可以封閉泡孔，保證傳輸介質(zhì)的均勻穩(wěn)定，以降低電纜的衰減、延時，并保證在整個傳輸線路上具有穩(wěn)定的特性阻抗。對于內(nèi)皮層的選擇，必須要符合在高速生產(chǎn)的條件下薄壁擠出的要求，也就是說材料必須就有優(yōu)良的拉伸性能°LLDPE是滿足此 要求的最佳選擇。
對于單根導(dǎo)體而言，有時候只使用內(nèi)皮層是不能完全解決附著力的問題的，這時，就需要在內(nèi)皮層材料內(nèi)添加粘合劑，而一般的粘合劑與聚烯烯材料的介電常數(shù)數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值/捌6都有對電器性能有損傷。相對LDPE而言，HDPE硬度高、強度大、抗沖擊性好，因此常被用作最外層的材料。
通過對SAS傳輸線的阻抗、衰減、延時及近端串音衰減等幾個重要的通信參數(shù)進行分析， 明確了產(chǎn)品的制造過程工序設(shè)計及工藝控制的關(guān)注要點。對各工序中可能引起以上幾個重要參數(shù)變差的因素加以控制。
在絕緣工序的生產(chǎn)過程中，綜合考慮影響制品質(zhì)量的各因素，將理論分析與具體的設(shè)備以及實際使用的原材料的特性結(jié)合，最終制定岀合適的工藝方案，以指導(dǎo)SAS高速傳輸線絕緣工序的生產(chǎn)。因為各個生產(chǎn)企業(yè)所選用的原材料和生產(chǎn)設(shè)備有所不同，在實際應(yīng)用中，存在一定的差異。影響物理發(fā)泡絕緣性能參數(shù)的因素很多，但主要影響因素就是本文中所提到的幾點，在生產(chǎn)過程中，可先解決主要因素，再對次要因素進行調(diào)整。
設(shè)備的要求
絕緣芯線是線纜生產(chǎn)的基礎(chǔ)，芯線質(zhì)量的好壞對后續(xù)工序有至關(guān)重要的影響。芯線采用生產(chǎn)制造過程中，要求生產(chǎn)設(shè)備具有在線監(jiān)控及控制功能，確保芯線均一、穩(wěn)定，控制的工藝參數(shù)，包括芯線的直徑、水中電容、同心度等。
平行對繞包是芯線后的工序，其通過繞包機就是將2根絕緣芯線及地線集合在一起，同時在外面包上一層鋁箔拉和一層自粘聚酯帶，用于屏蔽線對及穩(wěn)定繞包芯線結(jié)構(gòu)。此過程對線材性能有著重要影響，包括阻抗、延時差、衰減等，因此必須嚴格按工藝要求生產(chǎn)，并對電性能進行測試，以確保繞包芯線是符合
要求的，在繞包這個產(chǎn)品的生產(chǎn)工序中，需要了解兩個關(guān)鍵名詞，1，繞包，2，熱熔。繞包鋁箔的厚度和重疊率要嚴格控制，繞包重疊率普通線材在15-25%即可滿足要求，但是SAS由于采用了平行線對的結(jié)構(gòu)，線對自身的抗串音能力降為零，為保證電纜的近端串音衰減，一般要求繞包的重疊率在30-40%之間,繞包的制造工藝的過程控制非常重要，包帶好壞會影響傳輸介質(zhì)的不均勻性，比如鋁箔放出不順暢有鋁屑等，當堵塞到般定程度，還會將鋁箔拉斷；另外沒有放鋁箔很順暢會有碎屑被刮下來，后會極不均勻的粘附在芯線表面，影響傳輸介質(zhì)的均勻性，導(dǎo)致制品的傳輸性能下降，特別是阻抗和衰減。
差分對收線前，需要對自粘性聚酯帶進行加熱，以使自粘聚酯帶上的熱熔膠熔化粘結(jié)。熱熔部分采用的是可控溫電磁加熱預(yù)熱器，可根據(jù)實際需要對加熱溫度進行適當?shù)恼{(diào)整。一般預(yù)熱器的安裝方式有立式和臥式兩種，立式預(yù)熱器可節(jié)省空間，但繞括線對需要經(jīng)過多道大角度的導(dǎo)輪，才能進入預(yù)熱器，容易使絕緣芯線和繞包帶的相對位置發(fā)生改變，導(dǎo)致高頻傳輸線 的電氣性能下降。與之相比，臥式預(yù)熱器因與繞括線對處于同一直線上，在進入預(yù)熱器之前，線對只經(jīng)過幾道用國校直作用的導(dǎo)輪，繞包線編在經(jīng)過導(dǎo)輪時不發(fā)生角度改變，保證了絕緣芯線和繞包帶的相編位置 的穩(wěn)定性。臥式預(yù)熱器的唯一缺點是占用的空間較多，生產(chǎn)線比裝有立式預(yù)熱器的繞包機要長。
因此，在進行設(shè)備選擇時，要充分考慮設(shè)備能力及產(chǎn)產(chǎn)車間的實際情況，一般在生產(chǎn)車間空間條件允許的情況下，5GHZz以下的高頻通信線可采用立式預(yù)熱器，而生產(chǎn)更高頻率的高頻通信線多采用臥式的預(yù)熱器。如生產(chǎn)車間空間有限，生產(chǎn)5GHz以上的頻頻傳輸線也可采用立式預(yù)熱器， 只是相對臥式預(yù)熱器，工藝控制更復(fù)雜一些。繞包聚酯帶時應(yīng)注意，繞包的方向應(yīng)與鋁箔的方向相反，重疊率穩(wěn)定，且無翹邊等不良現(xiàn)象。在收線前，需要對自粘聚酯帶進行加熱，加熱溫度不宜過高，溫度太 低，熱熔膠不能充分熔化，粘結(jié)不牢，且容易有漏粘現(xiàn)象，如存在漏粘現(xiàn)象，可能圍初期測試階段不會發(fā)現(xiàn)制品不合格，但經(jīng)過在后期使用過程中的移動，很可能造成繞包松動變形，導(dǎo)致聚酯帶電 的鋁箔層有開口現(xiàn)象，造成電磁波泄露，影響屏蔽效果，致使產(chǎn)品報廢，而一旦這種不合格發(fā)生在使用過程中，將造成極大的損失。溫度太高，容易造成絕緣芯線軟化變形，甚至導(dǎo)致絕緣芯線粘聯(lián),造成制品不合格，因此必須嚴格控制預(yù)熱溫度。根據(jù)以上的描述，不難看出，收上速度同樣至關(guān)重 要，在合理的預(yù)熱溫度下，如果收線速度過快，將影響熱熔膠的熔化，過慢將導(dǎo)致芯線軟化變形，其后果與預(yù)熱溫度不當相同，衰減在某般頻率點會突然變大. |
