关于高速线SAS介绍

SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。对于裸线，目前主要从电器性能来区分，分为6G和12G，SAS4.0的24G，但是主流生产工艺还是基本一致，今天我们一起来分享，Mini SAS裸线介绍及生产工艺过程控制参数等。对于SAS高频线而言，阻抗、衰减、回路损失，串音等是最重要的几个传输指标， 而SAS高频线的工作频率一般是2.5GHz以上的高频率下，以下我们一起看下如何生产一条合格的高速线SAS.

SAS线缆结构定义

高频低损耗通信电缆一般是由发泡聚乙烯或发泡聚丙烯作为绝缘材料，两根绝缘芯线与一根地线（目前市场也有厂商采用两根双地的方式）进入绕包机，在绝缘芯线和地线外绕包铝箔及背胶聚酯带，绝缘工序设计及工艺控制，高速传输线的结构、电气性能要求及传输理论。

导体的要求

对于同为高频传输线的SAS而言，各部分的结构均匀性是决定线缆的传输频率的关键因素。因此，作为高频传输线的导体而言，表面圆整、光滑，内部晶格排列结构均一稳定，以保证电气性能在长度方向上的均匀性；导体还应具有相对较低的直流电阻；同时应避免由于排线、设备或其他装置导致内导体周期性弯曲或非周期性的弯曲、变形和损伤等,在高频传输线中，导体电阻是造成电缆衰减(）的主要因素，减小导体电阻有两个途径：增加导体直径，选用电阻率低的导体材料。导体直径增加后，为满足特性阻抗的要求，要相应的增加绝缘外径以及成品的外径，造成成本增加及加工不便。常用的电阻率较低的导体材料为银，理论上，采用银导体，成品外径会减少，性能会有很大的提升，但由于银的价格要远远高于铜的价格，成本过高, 无法量产，为了能够兼顾到价格和低电阻率，我们利用趋肤效应，来设计电缆的导体，目前SAS 6G的采用镀锡铜导体就可以满足电器性能，而SAS 12G及24G则都开始采用镀银导体来使用。

材质

集肤深度（um）

导电率

1GHZ

4.5GHZ

6.0GHZ

12GHZ

镀锡铜

5.27

2.49

2.16

1.52

15%

镀银铜

2.00

0.94

0.82

0.58

104%

导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部会产生电流分布不均匀的现象。随着与导体表面 的距离逐渐增加，导体内的电流密度呈指数递减，即导体内的电流会集中在导体的表面。从与电流方向垂直的横切面来看，导体的中心部分电流强度基本为零，即几乎没有电流流过，只在导体边缘的部分会有子流。简单而言就是电流集中在导体的"皮肤”部分，所以称为趋肤效应产生这种 效应的原因主要是变化的电磁场在导体内部产生了涡旋电场，与原来的电流相抵消。趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加，并导致导线传输电流的效率降低，耗费金属资源，但是在高频通信电缆的设计中，却可以利用这一原理，采用镀银在表面的方式在满足同等性能要求的前提下，降低金属耗用，从而降低成本。

绝缘的要求

与导体要求相同，绝缘介质也应该是均匀的，而为获得较低的介电常数s和介质损耗角正切值， SAS线缆一般采用PP绝缘或者FEP绝缘两种方式，也有部分采用发泡绝缘方式。在发泡度大于45%时，化学发泡很难实现，且发泡度不稳定，因此12G以上电缆必须采用物理发泡绝缘方式。如下图所示，发泡度在45%以上时，物理发泡与化学发泡在显微镜下观察到的切面的情况，物理发泡的泡孔多而细小，而化学发泡的泡孔少而大：

物理发泡的内皮层主要作用是增加导体与绝缘之间的附着性。绝缘层与导体之间必须保证一定的附着性，否则，在绝缘层和导体之间将形成空气隙，使绝缘介质发生变化，导致介电常数£和介 质损耗角正切值印发发生变化。

聚乙烯绝缘材料经过螺杆挤出到机头，在机头的出口处突然暴露于大气压力下，形成破孔，使气泡连通。结果导致气体在导体与模具口之间的间隙被释放，沿着导体表血形成一个长形的气泡孔。要解决以上这两个问题，必须在挤出发泡层的同时将…层薄皮挤到内层，防止气体沿着导体的表面释放，内皮层可以封闭泡孔，保证传输介质的均匀稳定，以降低电缆的衰减、延时，并保证在整个传输线路上具有稳定的特性阻抗。对于内皮层的选择，必须要符合在高速生产的条件下薄壁挤出的要求，也就是说材料必须就有优良的拉伸性能°LLDPE是满足此 要求的最佳选择。

对于单根导体而言，有时候只使用内皮层是不能完全解决附着力的问题的，这时，就需要在内皮层材料内添加粘合剂，而一般的粘合剂与聚烯烯材料的介电常数数和介质损耗角正切值/捌6都有对电器性能有损伤。相对LDPE而言，HDPE硬度高、强度大、抗冲击性好，因此常被用作最外层的材料。

通过对SAS传输线的阻抗、衰减、延时及近端串音衰减等几个重要的通信参数进行分析， 明确了产品的制造过程工序设计及工艺控制的关注要点。对各工序中可能引起以上几个重要参数变差的因素加以控制。

在绝缘工序的生产过程中，综合考虑影响制品质量的各因素，将理论分析与具体的设备以及实际使用的原材料的特性结合，最终制定岀合适的工艺方案，以指导SAS高速传输线绝缘工序的生产。因为各个生产企业所选用的原材料和生产设备有所不同，在实际应用中，存在一定的差异。影响物理发泡绝缘性能参数的因素很多，但主要影响因素就是本文中所提到的几点，在生产过程中，可先解决主要因素，再对次要因素进行调整。

设备的要求

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。

因此，在进行设备选择时，要充分考虑设备能力及产产车间的实际情况，一般在生产车间空间条件允许的情况下，5GHZz以下的高频通信线可采用立式预热器，而生产更高频率的高频通信线多采用卧式的预热器。如生产车间空间有限，生产5GHz以上的频频传输线也可采用立式预热器， 只是相对卧式预热器，工艺控制更复杂一些。绕包聚酯带时应注意，绕包的方向应与铝箔的方向相反，重叠率稳定，且无翘边等不良现象。在收线前，需要对自粘聚酯带进行加热，加热温度不宜过高，温度太 低，热熔胶不能充分熔化，粘结不牢，且容易有漏粘现象，如存在漏粘现象，可能围初期测试阶段不会发现制品不合格，但经过在后期使用过程中的移动，很可能造成绕包松动变形，导致聚酯带电 的铝箔层有开口现象，造成电磁波泄露，影响屏蔽效果，致使产品报废，而一旦这种不合格发生在使用过程中，将造成极大的损失。温度太高，容易造成绝缘芯线软化变形，甚至导致绝缘芯线粘联,造成制品不合格，因此必须严格控制预热温度。根据以上的描述，不难看出，收上速度同样至关重 要，在合理的预热温度下，如果收线速度过快，将影响热熔胶的熔化，过慢将导致芯线软化变形，其后果与预热温度不当相同，衰减在某般频率点会突然变大.

以上微信为专业的SAS产品绕包设备生产厂商：杭州华栋智能科技有限公司代表，

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