Wire Harness & Cable Assembly_基礎認識

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Introduction Wire Harness and Cable Assembly

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Wire Harness & Cable Assembly: 

Wire Harness & Cable Assembly 基礎認識 新呈工業 陳副總 02-26472981 # 188 antoine@everbiz.com.tw

課程內容: 

What’s it 應用 線材設計 線材介紹 線材分類 常見線材標示 德規與歐規線材標示 常見線材標示內容 常見線材標示說明 導體大小說明 一般寫法 電子線導體 電子線剖面圖 電纜線剖面圖 連接器介紹 連接器結構 連接器結構照片(壓著式) 連接器結構照片( IDC 刺破式) 端子的結構 連接器分類 連接器一般選用方式 內部使用電連接器 外部使用電連接器 外部連接器 加工方法 加工工序 一般周邊零件 環保 WEEE RoHS 指令 & RoHS 的背景 無鹵( Halogen Free )的要求定義 其他課程介紹 設備介紹 觀看影片 參觀工廠 課程內容

What is: 

簡單的講 連接兩個裝置的電力與訊號 組成 連接器、線材、加強的周邊零件 Wire Harness (線束) 顧名思義,把一堆線束在一起成為一個線組,通常為內部用線,也就是機器中或是機殼內的線組。 Cable Assembly (線組) 通常為外部或周邊用線,由連接器與電纜線組成。 What is

應用: 

電子產品、電腦、影音系統、家電產品、自動控制系統、汽車、公共運輸系統、交通設備、機械設備、監控系統、航太工業、醫療設備等 … 應用

電腦配線(硬碟線): 

電腦配線 ( 硬碟線 )

電腦配線(DVI、USB、VGA): 

電腦配線 (DVI 、 USB 、 VGA)

電話配線: 

電話配線

監視器配線: 

監視器配線

傳輸聲音、影像相關配線: 

傳輸聲音、影像相關配線

機器設備相關配線: 

機器設備相關配線

博奕機台配線: 

博奕機台配線

FFC(Flexible Flat Cable) 柔軟彈性扁平線材: 

FFC(Flexible Flat Cable) 柔軟彈性扁平線材

FPC(Flexible Printed Circuit) 柔軟彈性印刷電路: 

FPC(Flexible Printed Circuit) 柔軟彈性印刷電路

線組設計: 

環境 溫度:高溫、低溫 例如:鐵弗龍線材、 94V0 連接器、矽膠線 … 濕度:潮溼、乾燥 例如: IPx5 等連接器 特殊環境:化學環境、醫療環境、軍用、水底下、暴露在外頭、消防使用、耐磨、荷重 例如:抗油材料、防水線組 … 功能 電氣特性:耐電流、高壓、低阻抗 例如:銀線、無氧銅線 … 抗雜訊:防 EMI 例如:符合 IEC60601 高頻 例如: RF Cable 、 LVDS 、 HDMI… 機構 外觀:圓的、扁的、其他形狀 例如:圓形接頭、 DSUB…. 體積:細、胖 例如:手機內使用線組、 Micro Coaxial Cable 重量:輕、重 例如:航太用線鋁線 安規 例如: CE 、 UL 、 JIS… 線組設計

線組業界標準: 

電子: IPC-A-620 、 UL486A ( for Terminals and Copper conductors only ) 、 UL486C ( for Butt Splices, Parallel Splices, Closed End Connectors, and Wire Nuts ) 、 UL310 ( for Quick Disconnects, Flag and Couplers ) 、 DIN 41611-4 ( Solderless electrical connections; clip connections; terminology, requirements, testing ) 汽車: SAE/USCAR-21 ( Performance Specification for Cable-to-Terminal Electrical Crimps ) 航太: NASA STD 8739.4 ( Crimping, Interconnecting Cables, Harnesses, and Wiring ) 飛機: SAE AS 50881 ( Wiring Aerospace Vehicle ) 船舶: ABCY E-11 ( American Boat & Yacht Council ) 也是遵循 UL310 軍用: MIL-T-7928G ( Terminals, Lug; Splices, Conductor crimp styple , Copper, General Specification for Military )、 SAE AS 7928A-2008 、 MIL-STD-704 ( Aircraft Electric Power Characteristics ) 測試: EIA-364-38 、 EIA-364-08 線組業界標準

電線電纜: 

早在 18 世紀, 電線電纜就已經存在,當時只是為了傳輸電源。 1837 年發明電報,電線終於被拿來做信號傳輸。 1847 年開始架設第一條海底電纜在英吉利海峽,直到 1866 年才成功,並且撈起舊電纜連接起來,成為兩條電纜,此電纜作為電報使用。 在 1879 年代,愛迪生在銅棒上包繞黃麻並將其穿入鐵管內,然後填充瀝青混合物製成電纜。他將此電纜敷設於紐約,開創了地下輸電。 在 1930 年代,第一條 PVC 電線在德國產出。 電線電纜

電子線剖面圖: 

電子線剖面圖

電纜線解剖圖: 

電纜線解剖圖

線材: 

電線電纜主要組成分為導體、絕緣體、遮蔽及填充材料。 導體 Conductor 鐵、鋁、銅、銀、金、合金 絕緣體 Insulation 塑膠、橡膠、高分子塑膠、 PVC 、 PU 、 TFE(Teflon) 鐵氟龍、 PE 、矽膠。 遮蔽 Shield 銅編織、鋁鎂編織、鋁箔隔離。 填充材料 紙、綿線、滑石粉等。 線材

電子線的導體: 

單芯線 (Solid) 絞線 (Stranded) 先絞後鍍 (Top-Coated) 電子線的導體

線材分類: 

功能性 電子線 (Hook-Up Wire) 、電纜線 (Cable) 、 FFC(Flexible Flat Cable) 彈性 ( 繞性 ) 扁平線材、 FPC(Flexible Printed Circuit) 彈性 ( 繞性 ) 印刷電路、排線 (Ribbon Cable) 、網路線 (CAT 3/5/5e/6) 、電話線 (Telephone Cable) 、裸銅線 (Bare Copper Wire) 、汽車花線 (AVS) 、漆包線 (Enameled Magnet Wire) 、三層絕緣線 (Special Transformer Triple Wire) 溫度 耐高溫、耐低溫、防火線 特殊環境 抗油、抗化學、防雜訊、抗 UV 、高頻、防鼠線、醫療線、抗菌線 外觀 圓線、併線、扁線 特性 軟線、硬線、捲線、高彈性線材、高壓線 線材分類

常見線材標示: 

1007 E193578 AWM VW-1 80 ℃ 300V WATEH CSA TR-64 LL112407 9 0℃ 16AWG LF E132276 (UL) CM 75 ℃ 4PR 24AWG CSA LL64151 CMG FT4 ETL VERIFIED TO TIA/EIA-568-B.2-1 CAT .6 PATCH CORD --- UTP 常見線材標示

常見線材標示: 

AWM 20276 VW-1 80 ℃ 30V E138961 CHUAN WEI (L.F) LIAN YU AWM 2651 VW-1 105 ℃ 300V 28AWG E128076 RoHS 常見線材標示

德規與歐規線材標示: 

德規線材是根據 DIN VDE 的安規所制定出來的。 DIN VDE 0812 制定是給電信產品使用的線材。 Li : Stranded Conductor 多股絞線芯線 /Flexible cable 彈性電纜 Y : Insulating cover of polyvinylchloride (PVC) 外被或是 SR-PVC 2Y : Polyethylene sheath.(PE) 外被 4Y : Polyamide (PA) 6Y : Tetrafluoroethylene hexafluoropropylene (FEP) 7Y : Ethylen tetrafluoroethylene (ETFE) 9Y : Polypropylene (PP) (ST) : Static shield of plastic-backed aluminium foil. 鋁箔遮蔽 C : Shield of braided copper wire. 有編織遮蔽 V : Tinned copper conductor. 鍍錫銅導體 德規與歐規線材標示

德規與歐規線材標示: 

DIN VDE 0281 制定是給電源使用的 PVC 的 Cable ,電子線與彈性線材。 DIN VDE 0281 則是包含 HD 21.1 等相關規定。 HD 21.1 則是由歐盟 CEN 所訂定的。 UL 與 VDE 的安全標準有本質上的差異, UL 規格比較集中在防止失火的危險,而 VDE 規格則比較關於操作人員的安全,對於電源供給器而言, VDE 乃是最嚴厲的電氣安全標準。 德規與歐規線材標示

Slide 26: 

H 03 V V H2 - F 0.75mm 2 2 G H : Harmonized 協調式 ( 歐規標準 ) A :N on Harmonized 非歐規標準 03 : 300/300V 05 : 300/500V 07 : 450/750V V : PVC R : Rubber(Natural or Synthetic) 天然或人造橡膠 N : Polychloroprene Rubber 氯丁橡膠 S : Silicone Rubber 矽膠 G : Glass Fiber Construction 纖維結構 V : PVC R : Rubber(Natural or Synthetic) 天然或人造橡膠 N : Polychloroprene Rubber 氯丁橡膠 T : Textile Construction 編織結構 H : Flat, Separated Cable 扁型、分隔電線 H2 : Flat, Non-Separated Cable 扁型、不分隔電線 U : Solid 單芯線 R : Stranded 絞線 K : Fine Wire- Stantionary Install 細線 - 固定裝置 H : Fine Wire-Flexible Cordage 細線 - 軟線 F : Extra-Fine Wire-Flex Cordage 特細線 - 軟線 Y : Tinsel Cord 漆包線 0.75mm2 導線截面積 導體數目 G : With Ground Conductor 有地線導線 X : Without Ground Conductor 沒有地線導線 Types 種類 Voltage Rating 額定電壓 Conductor Insulation 導體絕緣 Cable Jacket 電線外被 Construction Detail 整體結構 Conductor Construction 導體結構 截面積

線材標示說明: 

1007 : UL 標準類別號。 E193578 :供應商 UL 認證書檔案號。 : UL 公司 mark. AWM :電線類別 (Appliance Wiring Materials)( 配線用料 ) VW-1 :美國 UL 耐燃等級。 (Vertical-Wire Flame Test) 80℃ :額定溫度。 300V :額定電壓。 22AWG :導體規格。 American Wire Gage LL84201: 供應商 CSA 認證書檔案號。 I/II : AWM 等級。( CLASS I :內部用線, CLASS II :外部用線) A/B : AWM 類別。( GROUP A :電子用線; GROUP B :電機電氣用線) FT1 :加拿大 CSA 耐燃等級。 ( 還有 FT2 , FT3 , FT4 等 ) -F- :日本 DENTORI 耐燃等級。 (Flammability) LF :無鉛絕緣電線 (Lead Free) 線材標示說明

電子線導體的大小: 

一般電線導體的粗細被規範有以下幾種 AWG : American Wire Gauge ,美國線規,因為採用布朗夏伯公司的標準,所以又稱為布朗夏伯線規 (B&S) ,使用的線徑單位為「吋」 。 BWG : Birmingham Wire Gauge ,舊英規又稱為伯明罕線規,使用的線徑單位為「公厘」 。 SWG : Standard Wire Gauge ,稱為國標準線規,使用單位為「公厘」。 CWG : Chinese Wire Gauge ,中國標準局所製訂的線規,使用單位為「公厘」 。 MMG : Millimeter Wire Gauge mm 2 :公制單位 電子線導體的大小

一般寫法: 

電子線 UL1007#18 黑色 # 18 :表示使用 18AWG 電纜線 UL2464#26 AEB 9C Jacket: 黑色 #26 :表是使用 26AWG 隔離: Aluminum-Foil/ Myla ( 鋁箔 / 麥拉 ) 簡寫 A Spiral( 纏繞 ) 簡寫 S Braid( 編織 ) 簡寫 B Drain( 地線 ) 簡寫 e 9C :表示有九條芯線 Jacket :外被顏色 一般寫法

一般寫法: 

較多複雜的電纜線 UL2919#28 (3COX+6C)+e 3COX :表示有三條同軸線 6C :表是六條芯線 UL2990#28 10P AEB 10P :表示 10 對絞線 一般寫法

連接器: 

連接器是一種機械裝置,為了是要連接兩次電子系統,讓系統可以互相通電或是訊號。 連接器起緣於美國軍事用途, 1939 年二次世界大戰期間,美軍為了縮短戰機維修時間,改變以往「焊接」而改用「連接器」組裝,讓維修人員可透過連接器,針對損壞模塊抽掉更換。 連接器

連接器分類: 

根據 ”Electric Connector Handbook” 這本書以連接的觀點來做區分( LOI, Levels of Interconnection ),分為六種等級。 Level 1 晶片的封裝。 Level 2 連接晶片與電路板的連接器。 Level 3 電路板對電路板的連接。 Level 4 子系統對子系統連接。 Level 5 子系統對 I/O 。 Level 6 系統對系統。 連接器分類

連接器分類: 

1989 年在美國國家電子配銷商協會 NEDA ( National Electronic Distributors Association ),幾家生產連接器的大廠制訂了一部連接器分類標準和術語,以 Device 的觀點將連接器分為五種等級。 連接器分類

連接器五種分類-Level 0: 

Level 0 : IC 晶片或晶片對封裝( IC Chip or Chip-to-Package ) 在電路板中,晶片與經過塑膠或陶瓷封裝形成 IC 晶片。 連接器五種分類 -Level 0

連接器五種分類-Level 1: 

Level 1 : IC 封裝或封裝對電路板( IC Package or Package-to-Board ) IC 封裝通過永久性或可插拔互連裝置( IC 插座)與線路或 PCB 連接。 連接器五種分類 -Level 1

連接器五種分類-Level 2: 

Level 2 : PC 板到電路板( PC Board-to-Board ) 在機殼內 PCB 與其他組件連接。 連接器五種分類 -Level 2

連接器五種分類-Level 3: 

Level 3 :電線對板或組件對組件( Wire-to-Board or Subassembly-to-Subassembly ) 電路板與一個子系統或兩個子系統間利用線組連接。子系統可以說是主系統的部份,主系統則是多個子系統組合而成。 連接器五種分類 -Level 3

連接器五種分類-Level 4: 

Level 4 :機殼對機殼或輸入 / 輸出( Box-to-Box or Input/Output ) 提供電源或信號連接,通常涉及音頻或視頻信號,或者用於網路。 連接器五種分類 -Level 4

連接器結構照片(壓著式): 

連接器結構照片(壓著式) 端子( Contact ) Housing

連接器分類: 

依照功能面來區分連接器可分為,大致上分為 Wire to Board Crimp style Connectors (壓著式線端對板端連接器) Wire to Board Insulation Displacement Connectors (刺破式線端對板端連接器) Board to Board Connectors (板端對板端連接器) Wire to Wire Connectors (線端對線端連接器,俗稱空接) FFC/FPC Connectors ( FFC/FPC 用連接器) Ribbon Cable Connectors (排線連接器) Coaxial Connectors (銅軸電纜連接器) Interface Connection Connectors (連接介面協定用的連接器)泛指 USB 、 IEEE1394 、 D-SUB 、 DVI 、 HDMI…. Chain Terminals/Splices (連續端子與接線端子) Automotive Connector (汽車用連接器) 連接器分類

連接器一般選用方式: 

就內部線組而言,一般會使用 Pitch 的大小來看要用什麼樣的連接器,所謂的 Pitch 就是兩 Pin 之前的距離,這兩 Pin 的距離就可以知道線可以用多粗,線要用多粗就要看要跑的電流、電壓與使用的環境來決定。 就外部線組而言,會按照要連接的傳輸介面或是各國電源安規標準來選擇,此外也按照設計來選擇,例如: USB 、 HDMI 、美規電源線等。 連接器一般選用方式

內部使用電連接器: 

一般內部使用的電連接器都是根據所需要的電壓與電流來挑選,鮮少有連接介面標準,既使有也沒有特別去定義。 例如: JST PH 、 XH 、 ZH 、 NH 、 VH….. (這些 Housing 的名稱都是 JST 根據客人要求的設計或是工程師等所取的名稱) 內部使用電連接器

內部連接器: 

內部連接器

外部使用電連接器: 

一般來說外部使用的電連接器都是由某一連接介面組織所定義,並且線材的使用都有其規定。 例如 USB 、 IEEE1394 ( Fire Wire) 、 VGA 、 DVI 、 HDMI….. 外部使用電連接器

外部連接器: 

外部連接器 HDMI DVI DSUB 9P RS232 USB

外部連接器: 

外部連接器 DSUB 25Pins 塑膠殼 DSUB 25Pins 鐵殼 Circular Connector

連接器結構: 

電連接器 ( Electrical Connector ) 這裡專指電子方面的連接器 一般連接器的結構分為端子、塑膠本體或外殼 端子 又分為兩種 Contact : 英文稱之接觸面,中文俗稱為端子,基本上與線材相連並置放在塑膠本體裡面與對接的連接器的接觸面相接。 Terminal : 也稱為端子,可以獨立與線材連接不需要塑膠包覆,例如圓端、 Y 端、歐式端子等。 膠體部分 : 保護端子、隔離電氣、固定彈片、遮蔽雜訊、連接固定,膠體部分也有分耐熱等級,例如 UL 94V0 、 UL 94V2 等 外殼 : 這裡所指外部電連接器的射出成型與外殼(塑膠、金屬)。 連接器結構

連接器結構照片(刺破式IDC): 

連接器結構照片(刺破式 IDC ) 金屬部分就是刺破端子 Insulated Displacement Connector 線材在壓下的時候直接穿破達到接觸芯線

連接器結構照片: 

連接器結構照片 Housing 端子( Contact ) 正要穿入 Housing 卡勾 端子與線材壓軸的形狀

端子的結構: 

端子的結構 後腳包覆線裁絕緣體 Insulation Crimp 前腳包覆線材芯線部分 Conductor Crimp

端子的結構: 

端子的結構

加工方法: 

一般都是根據連接器結構來作加工,連接器結構可以分為: 壓著式( Crimp ) 刺破式( Insulation Displace ) 包覆式( Wrapped ) 焊接式( Soldering ) 會根據線束設計的不同加工的工序也會不同 會根據線束設計的環境再加上一些周邊零件 加工方法

加工方法: 

加工方法 芯線包覆式 壓著式 焊接式 刺破式

加工工序: 

加工工序可以分為以下幾種 剝線( Strip ) 大剝( Strip Jacket ) 小剝( Strip ) 裁斷( Cut Off ) 扭線( Strand ) 鍍錫( Tin ) 絞線( Twist ) 焊接( Solder / Weld ) 超音波焊接( Ultrasonic Weld ) 射出成型( Injection Molding ) 穿 Housing ( Insert Into Housing ) 貼貼紙( Stick ) 熱縮( Heat Shirk ) 理線( Routing ) 加工工序

一般周邊零配件: 

熱縮( Heat Shirk Tube ) 束帶/線束( Cable Tie ) 醋酸布( Acrylic Acetate Tape ) 導電布( Conductive Fabric Tape ) 銅編織網( Copper Braid Sleeve ) 尼龍編織網( Nylon Braid Sleeve ) 貼紙( Label ) 數字管( Mark Tube ) 鐵粉芯( Ferrite Core ) 開關( Switch ) 膠套( Vinyl Sleeve ) 蛇管( Spiral Wrapping Brand ) LED 一般周邊零配件

WEEE & RoHS 的背景: 

全球幾大環境問題 溫室效應,全球氣候無常變化 臭氧層被消耗、破壞 能源危機 水資源污染 海洋污染 生態環境惡化,物種滅絕 城市環境污染 酸雨 土地沙漠化 WEEE & RoHS 的背景

WEEE & RoHS 的背景: 

WEEE 規範電子電機設備回收再利用目標。 RoHS 規範電子電機設備所含之有害物質,如鉛、鎘、汞、六價鉻、溴化耐燃劑 (PBB 及 PBDE) 。 WEEE & RoHS 的背景

WEEE & RoHS 的背景: 

電子產品環境危害物質範圍 重金屬 Heavy Metals  溴化阻燃劑 Flame Retardants ( PBB/PBDE ) 多氯聯苯 / 多氯萘 / 多氯三聯苯 / 氯化石蠟 PCBs/PCNs/PCTs/CPs  聚氯乙烯 PVC and PVC blends  增塑劑 / 鄰苯二甲酸鹽 Phthalates  有機錫 Organotins  多氯酚 PCP/ TeCP /TCP/OPP/Phenol  鎳釋放 Nickel Release  甲醛 Formaldehyde  溶劑 / 臭氧層破壞物 Solvent/ODCs  石棉 Asbestos  偶氮染料 AZO dyes  分散燃料 Disperse dyes WEEE & RoHS 的背景

RoHS指令: 

2006 年 7 月 1 日開始,限制的有毒有害物質 重金屬 ◆ Lead 鉛( Pb ) ◆ Mercury 汞( Hg ) ◆ Cadmium 鎘( Cd ) ◆ Chromium Ⅵ 六價鉻( Cr6+ ) 某些溴化阻燃劑 Polybrominated 多溴聯苯( PBB ) Polybrominated diphenyl ethers 多溴聯苯醚( PBDE ) 最高限量確定為: C d: 100ppm 其它: 1000ppm RoHS 指令

無鹵(Halogen Free)的要求定義: 

依 IEC 61249-2-21(2003) 規范 , 各均質材料 ( 塑膠料 ) 中: 總氯 ( Cl ) 最大不高于 900ppm 總溴 (Br) 最大不高于 900ppm 總氯和溴 ( Cl+Br ) 最大不高于 1500ppm 業界的現在努力方向是: 逐步禁用含溴 (Br) 阻燃劑及 PVC 材料 無鹵( Halogen Free )的要求定義

REACH: 

Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals. 簡稱為 REACH ,歐盟化學品註冊、評估、授權與限制法規。 15 種高度關切物質( SVHC) ,中與我們這產業比較有關係是 鄰苯二甲酸二 (2‐ 乙基已基 ) 酯( DEHP )一種可塑劑 鄰苯二甲酸丁酯苯甲酯( BBP )一種可塑劑 鄰苯二甲酸二丁酯( DBP )一種可塑劑 REACH

其他課程介紹: 

電源線介紹 Wire Harness & Cable Assembly 進階課程(準備中) 防水(準備中) 世界連接器品牌與連接器介紹(準備中) 各種傳輸介面(準備中) 網路線(準備中) 塑膠概論(準備中) 線材雜訊干擾與防治(準備中) Wire Harness & Cable Asseembly 之品質管理 -IPC-A-620 (準備中) 其他課程介紹

生產設備(裁線機): 

生產設備(裁線機)

生產設備(全自動裁線、壓著、鍍錫機器): 

生產設備(全自動裁線、壓著、鍍錫機器)

生產設備(半自動壓著機): 

生產設備(半自動壓著機)

生產設備(油壓半自動壓著機): 

生產設備(油壓半自動壓著機)

生產設備(捻線機): 

生產設備(捻線機)

生產設備(剝皮機): 

生產設備(剝皮機)

生產設備(芯線剝皮機): 

生產設備(芯線剝皮機)

生產設備(射出成型機): 

生產設備(射出成型機)

生產設備(絞線機): 

生產設備(絞線機)

生產設備(錫爐): 

生產設備(錫爐)

生產設備(自動出錫焊接機): 

生產設備(自動出錫焊接機)

生產設備(成型模具): 

生產設備(成型模具)

生產設備(成型模具): 

生產設備(成型模具)

生產設備(壓著模具): 

生產設備(壓著模具)

測試設備(X-Ray): 

測試設備( X-Ray )

測試設備(拉力機): 

測試設備(拉力機)

測試設備(200公斤拉力機): 

測試設備( 200 公斤拉力機)

測試設備(自動拉力機): 

測試設備(自動拉力機)

測試設備(Hi-Pot機): 

測試設備( Hi-Pot 機)

測試設備(顯微鏡): 

測試設備(顯微鏡)

測試設備(電氣測試機): 

測試設備(電氣測試機)

測試設備(防水測試機): 

測試設備(防水測試機)

測試設備(微歐姆計): 

測試設備(微歐姆計)

品質檢驗規範: 

IPC-A-620 / WHMA AQL 品質檢驗規範

品管檢驗圖面: 

品管檢驗圖面 工程變更記錄 不良記錄

品管檢驗圖面: 

品管檢驗圖面 工程變更記錄 不良記錄

品管檢驗圖面: 

品管檢驗圖面

品管檢驗圖面: 

品管檢驗圖面

KM知識管理系統: 

KM 知識管理系統

觀看影片: 

觀看影片

參觀工廠: 

製造部門 製造一課 製造二課 製造三課 射出成形課 品保部門 參觀工廠