wire harness & cable assembly 基礎認識

基礎認識新呈工業 陳副總02-26472981

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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 參觀工廠

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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。

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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…

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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…

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早在1800年代，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。

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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、填充物、綿線、滑石粉等。

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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

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1007 E193578 AWM VW-1 80℃ 300V WATEH CSA TR-64 LL112407 90℃ 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

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AWM 20276 VW-1 80℃ 30V E138961 CHUAN WEI (L.F)

LIAN YU AWM 2651 VW-1 105℃ 300V 28AWG E128076 RoHS

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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

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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。

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H 03 V V H2 - F 0.75mm2 2 G

H：Harmonized 協調式(歐規標準)A：Ｎon Harmonized 非歐規標準

03：300/300V 05：300/500V07：450/750V

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

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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)

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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 mm2：公制單位

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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

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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

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單芯線(Solid)

絞線(Stranded)

先絞後鍍(Top-Coated)

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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

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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。

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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。

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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）

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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。

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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）

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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…..

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HDMI DVI

DSUB 9PRS232

USB

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DSUB 25Pins 塑膠殼 DSUB 25Pins 鐵殼

Circular Connector

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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）。

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端子（Contact）Housing

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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

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Housing

端子（Contact）正要穿入Housing

卡勾端子與線材壓軸的形狀

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後腳包覆線裁絕緣體Insulation Crimp

前腳包覆線材芯線部分Conductor Crimp

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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

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芯線包覆式 壓著式

焊接式

刺破式

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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（Molding）◦ 穿Housing（Insert Into Housing）◦ 貼貼紙（Stick）◦ 熱縮（Heat Shirk）◦ 理線（Routing）

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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）

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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

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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)。

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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

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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：◦ Cｄ：100ppm◦ 其它：1000ppm

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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

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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

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Wire Harness & Cable Assembly 進階課程 電源線 世界連接器品牌與連接器介紹 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）

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IPC-A-620／WHMA AQL

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工程變更記錄 不良記錄

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工程變更記錄 不良記錄

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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

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