生产聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆的一些体验
作者：江苏通光电子线缆股份有限公司时间：2016-08-10 我要发布
| 摘要：本文介绍了在聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆生产工艺和原材料选用上，做丁一些改进和探索，使产品精度和长度有所提高。 |
| 关键词：同轴射频电缆 标准 工艺 |
| 0.引言 |
| 随着我国国民经济的快速发展，电子通信领域日新月异，我国的航天航空事业、国防工业的实力不断增强，对与此相配套的电子元器件的可靠性，对电磁干扰的抵抗能力及耐高低温方面的能力的要求越来越高。 |
| 氟塑料绝缘同轴射频电缆早就用于航天、航空，抗电磁干扰等严酷的场合中，由于通讯微波领域的发展，氟塑料绝缘同轴射频电缆用途也更加广泛，此电缆配上高性能的连接器形成组件，用于通讯设备及飞机、火箭、卫星、舰船等无线电仪器中，需要量日益增加，性能要求越来越高 |
| 为满足市场需要，我们在氟塑料绝缘同轴射频电缆制造工艺，质量控制中做了一些探索 和改进，产品质量有所提高。 |
| 1． 适用产品标准 |
| 现在国内较普遭使用的标准为SJ1563，这个标准虽然编制年代较早，但其电缆的结构，性能均参照了相应的国外标准，现在大部分用户还认为适用。随着通讯、微波事业的发展，也有不少用户提出了使用在更高频率上的要求 |
| 前些年，国内已按国外先进军标编制了相应的国际标准规范，及电子行业军用标准的几个详细规范，如SJ20102等，在这些标准中,电缆的结构公差,电气性能指标，使用频率均比原订的SJl563有更高的要求。 |
| 随着改革开放的不断发展，随着我国加入WTO，国外通讯公司不断进入中国，诺基亚、爱立信、富士通……等公司在中国建立了相应的企业，他们使用的同轴电缆则要求按RG系列供应，我公司生产的聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆性能已优于SJl563标准，相应规格达到电子行业军用标准要求。 |
| 2． 原材料选用 |
| 柔软型聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆的结构，一般为镀银铜线(或镀银铜包钢线)内导体、聚四氟乙烯绝缘、镀银铜线编织屏蔽外导体，聚全氟乙丙烯作护套。 |
| 从原材料方面讲：是采用镀银铜线的高导电性能，聚四氟乙烯的优异的高频电气性能，镀银铜线编织层的屏蔽性和柔软性，以及聚全氟乙丙烯塑料优良的机械特性，选用的材料在－65℃至200℃下性能稳定。正确选用原材料，是保证产品质量的前提。 |
| 小尺寸的聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆内导体(如7/0.1mm，1/0.17mm等)应选用镀银铜包钢线，以保证机械强度，而目前市场上商品大多是采用镀银铜线，似因国内尚无合适的镀银铜包钢线，进口价格昂贵。聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆皆用镀银铜线，国军标CJB973规定，银层厚度不小于1um，而且银层应连续、牢固地附压在铜线表面上，关键是银层的连续性和致密性．而无微孔，就不会发生电化腐蚀问题，我们目前是从一家生产近百年的公司进口镀银铜线，成本略有增加，但产品质量得到保证，没有出现镀银铜线电化腐蚀问题。 |
| 聚四氟乙烯塑料，市场上各大公司品牌很多，适用的材料，其性能差别不大，工艺性稍有不同，选用何种品牌，应根据设备情况、产品尺寸、加T]2艺及成品性能来决定。如制造的产品，压缩比不太大，而选用大压缩比的材料，尺寸稳定性难以控制。 |
| 护套材料为聚全氟乙丙烯，众所周知，选用耐开裂的品牌，熔融流动率(372℃)为：2.5-3.5。 |
| 3．工艺改进 |
| 聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆制造的工艺流程如下： |
| 内导体——推挤聚四氟乙烯——编织外导体——挤聚全氟乙丙稀 |
| 上述工序中推挤聚四氟乙烯是关键工序。 |
| 由于聚四氟乙烯属高温结晶塑料，其熔融粘度太大，流动性太差无法用热塑加工法加工，因而聚四氟乙烯绝缘的制造采用独特的工艺。 |
| 选用合适的助挤剂加入到过筛的聚四氟乙烯树脂粉中，混合老化存放，再用预成型缸筒预压成型，加入推挤机缸筒中推挤成型，推挤出的绝缘线经过干燥、烧结、冷却就形成同轴射频电缆的绝缘线芯。在绝缘推挤工艺中，作了两点改进。 |
| 一是改善加工环境温度。聚四氟乙烯树脂在加工环境下，有两种结晶态存在，其转变温度是19±5t。升到24℃时，“冷态”树脂才能完全转变到“热态”树脂，降到14℃以下，“热态”树脂才能完全转变到“冷态”树脂”，“冷态”树脂对剪切敏感性钝化，所以树脂粉运输、储存、混料应在“冷态”条件下进行，推挤应在“热态”条件下进行，而老化存放是结晶态转变过程。在推挤之前，树脂受到剪切，绝缘线芯质量将受到很大影响，如绝缘开裂。我公司投入资金，建造了储料冷库，棍料冷室，老化和推挤的“热室”，四季温度稳定，使聚四氟乙烯加工过程：中远其晶态转变温度。 |
| 二是将推挤出的绝缘线芯经过特制的蒸发室，使推挤助挤充分挥发，然后再进入烧结炉进行烧结，这样克服小尺寸绝缘线芯烧结后有白斑，大尺寸绝缘线芯烧结后开裂等质量问题。 |
| 我公司从美国Jenmngs公司引进的聚四氟乙烯推挤设备是世界上一流的聚四氟乙烯推挤设备，其预压成型液压控制压力稳定，速度平稳，保证预制件压得均匀。主机缸筒长达2.7米，采用计算机控制，椎挤速度平稳，挤出尺寸精确，生产速度快，产品长度长，如SFF－50－1的绝缘线芯挤出速度每分钟可达几十米，长度最长可达4000米，电压试验无一例击穿，外径偏差小，公差可控制在0.02mm之内。又如SFF－50－3的绝缘线芯挤外径公差可控制在0.04mm之内，电压试验无击穿，绝缘与导体附着力良好。 |
| 此外严格选用模具，调整好内、外模间的间隙，保证缸筒推挤的温度、模具加热温度，保持环境清洁也很重要。 |
| 外导体加工，柔软同轴射频电缆的外导体，一般均采用2x 2结构的编织形式。过去在生产中由于受资金和设备的限制，编织线的并股甚至是半手工操作，使得编织时有断股，断丝，漏股，迭丝等现象发生，编出来的线不十分紧密，不干整，从而影响了外导体的屏蔽性能和均匀性，为了剔除漏编的弊病，有时不得不剪断，造成短米。 |
| 我公司接受编织工艺中这一宝贵经验教训，为了生产优质同轴射频电缆，花巨资引进了世界上一流的德国SPlRKA公司生产的编织机和德国 HACOBA公司生产的并股机，并股机程并丝时平行排列，排线整齐，生产效率高，为编织机提供；了高质量的线轴。编织机张力均序控制自动化程度高!并且有主动放线，张力控制，长度计量，长度预置，断丝自动停车等，匀可调，节距计算机控制，编织小尺寸的电缆时，设有主动放线装置，使线芯不受张力,并股机和编织机相配，编出紧密、光亮、平整，质量很好的外导体层．对电缆的屏蔽性能提高有很大好处，而且噪音小对环境无污染。 |
| 护套加工，采用耐高温螺杆挤出机，选用耐开裂的聚全氟乙丙烯塑料，挤制同轴电缆护套时，为使护套紧密而平整地包复在编织屏蔽上，关键是模具的选用，拉伸平衡比 (DRB)略大于1比较适宜，挤出的电缆外径均匀，护套透明，银光闪闪。 |
| 产品的质量不但要有优质的原材料，一流的设备，还要经过高素质的人员严格按先进工艺进行操作，加上科学的管理，完善的检测手段，形成一个完整的质量控制系统，才能保证生产出高质量的产品。检测仪器要配备齐全，我公司有网络分析仪等全套电气性能测试设备，特性阻抗为50欧姆电缆可测到6GHz，特性阻抗为75欧姆电缆可测到3GHz高频特性，这有助于工程技术人员，调整产品结构尺寸和工艺数据；获得最佳性能的产品。如SFF-50-1电境的特性阻抗做到49.5欧姆。经用户检测，SFF—50-3电缆结构回波损耗6.75GHz以下，大于 20db。 |
| 4． 结束语 |
| 综上所述，正确选用原材料，科学地确定加工环境，采用先进的生产设备，不断改进生产工艺，应用良好的检测手段，调整产品结构尺寸和工艺数据，就能生产出高质量的聚四氟乙烯绝缘同轴射频电缆，诚然这是要增加一定的投入。 |
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作者简介 |
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吴阶 江苏通光电子线缆有限公司总工程师 |
