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  各位大哥大姐，我的畢業(yè)設(shè)計要做關(guān)于單晶銅線制作高保真電纜的工藝研究，可是我的專業(yè)與此背道而馳，在此想請教各位，有什么相關(guān)資料，謝謝！��！

線材制作大揭密

音響導(dǎo)線是怎么做出來的？我們一邊訝異于電源線、訊號線、喇叭線，甚至小小一條數(shù)字線對于聲音所造成的變化，一方面又對越來越昂貴的高級線材望而興嘆。要報導(dǎo)線材的制造秘密，當(dāng)然得找萬隆不可，這是我第一個浮現(xiàn)的想法。事實上，臺灣一直是全世界最大的高級音響導(dǎo)線OEM基地，而位于云林古坑的萬隆公司又是個中佼佼者，許多國外名廠的線材都是委由萬隆加工制造。礙于合約關(guān)系，我們無法告訴你哪些線是從萬隆出來的，不過希望你看過這篇簡單的報導(dǎo)后，對線材的神話與迷思可以有更進一步的認識與化解。 

臺灣的唯一
    根據(jù)經(jīng)濟部兩年前的一篇報告，指出從1970年起，全球銅消耗量以每年2.5％左右溫和成長，成為使用量僅次于鋼鐵及鋁的金屬。銅具有優(yōu)異之熱／電傳導(dǎo)性、良好之抗蝕性及良好之成形性等特性，為3C產(chǎn)品零組件之重要原材料。臺灣是世界第六大精煉銅消費國，十年來復(fù)合年增率達11％，居全球之冠，每人精煉銅消費量達28.4公斤，居全球第二，但是間接外銷比例大。銅半成品可分為電線盤條及伸銅品兩大產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)值合占我國金屬制品業(yè)的17％，下游關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)主要有電線電纜、電子信息、家電、機械五金、建筑、飾品等。目前一貫作業(yè)制造廠商約有56家，1998年產(chǎn)值為555億元，總產(chǎn)量約77萬公噸，電線電纜占68％，伸銅品占32％。不過與其它工業(yè)國相比，臺灣的競爭力較差，專家推薦臺灣較具發(fā)展?jié)摿Ξa(chǎn)品包括電解銅箔、軋延銅箔、導(dǎo)線架銅片、精密黃銅片、磷青銅片、ACR內(nèi)螺紋卷管、無鉛黃銅棒、銅包鋼接地棒、高純度線材（OCC）、高傳導(dǎo)極細線、161KV超高壓電纜線等。
    從這篇報告中我們可以發(fā)現(xiàn)，臺灣的銅制品產(chǎn)量相當(dāng)?shù)拇�，其中電線電纜又占了大宗，而且制造廠家眾多，不過整體競爭力卻不佳。OCC算是較高附加價值的技術(shù)之一，尤其是用在音響導(dǎo)線上。目前接受工研院材料所移植OCC制程（Ohno Continuous Casting Process）的公司有兩家，一家是上市公司臺一國際，一家就是萬隆。臺一國際成立有三十多年，目前在楊梅、新竹、觀音等地分別設(shè)有煉銅、漆包線、電線電纜、絕緣材料四個事業(yè)部。煉銅事業(yè)部主要產(chǎn)品包括從0.32mm-8mm的無氧銅線以及OCC 單結(jié)晶無氧銅線。臺一國際與太平洋電纜等是國內(nèi)重要的光纖電纜廠商，對音響用線著墨較少，所以音響迷的焦點仍得放在萬隆公司身上。 

什么是OCC？
    其實萬隆不單是臺灣第一家以OCC技術(shù)制造音響導(dǎo)線的廠商，在全世界也都算是少有。據(jù)我了解，除了萬隆之外，日本的住友 （Sumitomo） 及古河 （Furukawa）也都有類似產(chǎn)品。但古河只賣成品，不賣材料，而住友又對音響市場用力不深，因此萬隆一枝獨秀，吸引了許多國外的OEM訂單。OCC技術(shù)是日本千葉大學(xué)理工學(xué)院（Chiba Institute of Technology）大野教授所研發(fā)的「大野連續(xù)鑄造法」，可提煉出純度至少4N，最高達到6N的純銅或純銀線材，OCC的結(jié)晶長度比一般無氧銅（OFC）長達50-100倍以上，平均結(jié)晶長度為125m。由于這種鑄造法有十多國專利，因此后面必須加上OCC，前面則由生產(chǎn)商自訂，古河稱為PCOCC，而萬隆稱為UPOCC （Ultra Pure Copper by Ohno Continuous Casting Process）。
    OCC制程是一種熱模連續(xù)鑄造制程，與一般傳統(tǒng)連續(xù)鑄造最大差異在于利用加熱的鑄模，而非傳統(tǒng)所用的水冷模。鑄模內(nèi)壁溫度保持在鑄造金屬的凝固溫度以上，使金屬凝固時不會從模壁凝固結(jié)晶，而是沿鑄模口外之鑄造拉引方向呈單方向組織凝固。此一制程技術(shù)可應(yīng)用于生產(chǎn)純鋁、鋁合金、純銅、銅合金、純銀與其它合金及高溫合金（Tm>1200℃）。同時也可制造不同形狀的連續(xù)產(chǎn)品，例如線材（1.5-12mmψ）、板材（5-130mmω）、管材、異形材等。OCC材料的特色為單方向結(jié)晶或單晶組織，內(nèi)部組織偏析少、雜質(zhì)低，具有良好加工性（伸線、壓延），具有電子信號高傳真性，另外也適用于直接鑄造加工性困難的高合金線材及板材。在工業(yè)上，OCC材料的運用包括音訊、視訊導(dǎo)線、喇叭；IC所用連接材料；焊接及接點材料；高性能熱交換器管，以及高精密零件用材料（要求加工性）。 
純度與結(jié)構(gòu)
    最早萬隆是想向日本古河購買材料來加工，但古河只賣成品，不賣材料，迫使萬隆從1991年開始參與工研院材料所的研究，并完成技術(shù)轉(zhuǎn)移。從簡單的電解銅，進步到無氧銅OFC，大結(jié)晶的無氧銅LCOFC，以及今天的單結(jié)晶銅OCC，究竟這些材料與導(dǎo)線之間有什么關(guān)系？我們可以這么說，影響導(dǎo)線聲音表現(xiàn)的要素有三，分別是材料、絕緣與包覆，加上線材的結(jié)構(gòu)。在材料部份，這些年來，設(shè)計者莫不把全力放在材料純度的提升與結(jié)晶結(jié)構(gòu)的改良。
    以最常使用的銅來說，材料就包括便宜的電解銅TPC（Tough Pitch Copper）、進一步除去TPC內(nèi)所含的氧化雜質(zhì)等不純物的高純度無氧銅OFC、讓銅形成大的結(jié)晶，使其結(jié)晶粒子的界面空隙減少而成的LCOFC（線形結(jié)晶無氧銅）、以及訊號傳送方向的結(jié)晶粒子界面理論上為零的OCC（單結(jié)晶狀高純度無氧銅）。我愿意多花一點篇幅介紹萬隆，或者介紹OCC，主要也是想破除所謂高純度銅的迷思。 
你要幾N？
    市面上有太多號稱6N甚至8N的線材，最離譜的還有所謂9N銀線。Ｎ是金屬材料純度的表示，與材料的種類無關(guān)，例如：99.99％即有4個9，稱為4Ｎ材質(zhì)。OFC以上的銅大都為4Ｎ，這也是音響導(dǎo)線用得最多最普遍的材料，具規(guī)模的煉銅廠都可以生產(chǎn)4N銅。進一步以化學(xué)方式除去含氧量與其它微量金屬，是可以讓純度再提升，但儀器不一定測得出來。萬隆的高董事長就說，他們與工研院合作進行量測，但國家級的工研院也只能測量到5N，再來的誤差就太大了。那么6N或8N怎么來的？高董事長含蓄的表示，他個人對這些數(shù)據(jù)持保留態(tài)度。一般在科學(xué)量測時，有所謂的加法與減法，假設(shè)同樣的材質(zhì)，以加法量測，將氫分子等微量元素按比例計算，得到其純度為5N。以減法量測，這些微量元素含量極低，幾乎無法計算，就當(dāng)成零，于是最后其純度變成8N。一個5N，一個8N，但它們是同樣的東西哪！
    高純度的銅或銀，不僅制造困難，要保證在空氣中長期維持穩(wěn)定更加困難。事實上當(dāng)銅從爐具拉出來的剎那，就已經(jīng)開始氧化了，所以部份線材設(shè)計者對6N以上的材料不以為然。但一些日本廠商卻在這部份投入心血研究，例如高純度銅一拉出來就邊冷卻邊施以特殊包覆，減少氧化的可能性，日本能源Acrotec就是其中佼佼者，純度99.99997的6N銅就由他們領(lǐng)先世界生產(chǎn)出來。Acrotec所推出的8N銅線，其規(guī)格已經(jīng)達到大氣中的極限，將不純物質(zhì)及Stress排除殆盡，在絕緣體材質(zhì)及構(gòu)造上也運用了獨有的科技，Acrotec說8N銅線的不純物含量僅為6N的1/100，確實非常驚人。
    Stress理論也是由Acrotec提出來的，他們認為導(dǎo)線中有壓抑（Stress）的存在，在加工時會導(dǎo)致內(nèi)部變形，這是除了結(jié)晶結(jié)構(gòu)與純度之外材料的另一個重點。導(dǎo)線經(jīng)過彎曲或加熱之后，導(dǎo)體內(nèi)的結(jié)晶構(gòu)造會產(chǎn)生變化，因此原子層次的歪曲、變形會造訊號傳輸上的障礙。Acrotec以特殊熱處理法把原子排列轉(zhuǎn)位的缺點減低，讓結(jié)構(gòu)相當(dāng)安定，而且變得柔軟有彈性，這是傳統(tǒng)OFC材料無法克服的缺點。免除加工變形的6N銅其結(jié)晶數(shù)僅有4N銅之1/80~1/100，銅原子成為Stressfree狀態(tài)，可以有較佳傳輸效果。 
OCC的優(yōu)勢
    Acrotec可以說是高純度材料的代表，但在結(jié)晶結(jié)構(gòu)上，Acrotec的6N銅是屬于LCOFC。Stressfree 6N線經(jīng)過長達12個小時250℃加熱的結(jié)果，其氣體放出量遠比OFC少得多，低溫時的熱傳導(dǎo)率也比OFC高一個位數(shù)以上。同時，其柔軟似金的特性，使得6N銅得以取代半導(dǎo)體Bonding用的金線。此外，諸如殘留阻抗比、極低溫的磁場拒斥率等電氣特性，都比OFC強過甚多。Acrotec認為音響導(dǎo)線最重要的是在拉線后所進行的熱處理過程，他們將原子排列的缺陷減至十億分之一以下，機械歪斜極低，近乎于自然排列的狀態(tài)，這也就是為何稱之為 Stressfree的由來。銅結(jié)晶與結(jié)晶之間的雜質(zhì)被濃縮時是很不好的現(xiàn)象，如果將結(jié)晶巨大化，結(jié)晶數(shù)不僅減少，雜質(zhì)也相對地減少，這就是LCOFC的精神所在。沒錯，以電子移動的觀點來看，結(jié)晶間的不純物質(zhì)減少，電子移動就阻礙少，原子排列也比較有規(guī)則，對電子訊號的傳遞是十分有利的，OFC材質(zhì)有所謂「格子缺陷」的凌亂原子排列，并非最理想的材料。
    那么，OCC的一個結(jié)晶可長達一百多米，等于音響導(dǎo)線都只用到一個結(jié)晶而已，豈不是比LCOFC更好？我問過萬隆高董事長，他有沒有比較過彼此的差異，因為Acrotec的銅純度顯然要略勝OCC一籌。高董事長爽快的說沒比較過，因為自己做線的，他實在無法忍受市售發(fā)燒線的高昂價格，而且他以為線的結(jié)構(gòu)遠比材料要重要得多。有關(guān)導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)與設(shè)計者有關(guān)，不在本篇討論，所以我們還是專注在材料部份。
    LCOFC有它的好處，OCC優(yōu)點又在哪里？傳統(tǒng)電解銅都是一邊冷卻一邊鑄造的，OCC則完全相反，先將鑄形加熱，于鑄出后再予冷卻，如此一來，銅的結(jié)晶連續(xù)成長，結(jié)晶粒界面的空隙不會成形。在萬隆的OCC熔爐內(nèi)，溫度高達攝氏1160度，爐具為特殊耐高溫合金，爐心內(nèi)灌入惰性氣體防止液態(tài)的金屬氧化。在爐心內(nèi)另有多道過濾設(shè)備，除去金屬所含的雜質(zhì)，因此金屬的純度可以達到6N的要求。利用地心引力讓液態(tài)金屬自然的流出來，形成直徑8mm左右的圓棒，一個小時只能鑄造六十米左右，速度非常慢。照高董事長的說法，OCC一方面是產(chǎn)量少，一方面是成本高（過去使用石墨棒加熱，一次就要六支，每支九千多元，現(xiàn)在改用合金加熱線仍然不便宜），所以價格也降不下來。OFC無氧銅與OCC單結(jié)晶銅成本大概相差八倍，如果是OCC銀線，成本更高達OFC銅的十五倍。不過OCC因為結(jié)晶長度很長，延展性特佳，加工后結(jié)晶不易折斷，因此很適合拿來做復(fù)雜的編織。 

發(fā)燒線與普通線有哪些不同？

Q   專門的音響線跟普通線材有什么區(qū)別？同樣是線，音響線跟普通線的聲音確實不同，這是由于用料的關(guān)系還是線材制作方式不同產(chǎn)生的？

關(guān)于音響導(dǎo)線:

N金屬材料純度的表示，與線材的種類無關(guān)。一般在科學(xué)量測時，有所謂的加法與減法，假設(shè)同樣的材質(zhì)，以加法量測，將氫原子等微量元素按比例計算，得到其純度為5N。以減法量測，這些微量元素含量級低，幾乎無法計算，就當(dāng)成零，于是最終其純度變?yōu)闉?/SPAN>8N。一個5N，一個8N，但它們是同樣的東西。

雖然OCC有很多好處，但在許多名牌音響線中只有級少數(shù)高價產(chǎn)品才舍得用OCC，絕大多數(shù)仍然以OFC材料為主。  一條好的音響導(dǎo)線，應(yīng)該具備低電容、低電感、低電阻與低集膚效應(yīng)等物理性，但并非絕對的。例如卡拉OK或?qū)Ｓ玫柠溈孙L(fēng)線，與電容量就沒太大關(guān)系，反而要求有更低的電感，才能降低干擾。而數(shù)碼線呢，主要要求阻抗準(zhǔn)確，導(dǎo)體中心也要正確。事實上設(shè)計線材時有一套公式可以依循，包括材料、絕緣體等可用對數(shù)公式計算，一般他們都是計算好后先試做樣品，再以儀器測量。    音響導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)對聲音影響極大。因為音響導(dǎo)線的電器特性不外就是電容、電阻、電感等幾部分，同樣一盤菜，就看大家怎么運用調(diào)理了。    一般纏繞線的方法，不外乎有三種：以一條或三條裸線為中心，其余周圍之裸線以此為中心向同一方向卷繞，稱為[同心繞法]；也有以全部的裸線為一體，向同方向卷繞的[集體繞法]；另外就是采取折中的[復(fù)合繞法]，大部分歐美制造的線似乎以采用[同心繞法]居多。   最早的訊號線，基本上都是采用單芯結(jié)構(gòu)的同軸導(dǎo)線，這是1930年代為了電話的長距離傳送所開發(fā)出來的。由于低信號損失，一條導(dǎo)線上能傳送多數(shù)的咨詢，不易受外來雜訊的影響等，因此同軸導(dǎo)線能應(yīng)用于所有的信號傳送上。不過后來發(fā)現(xiàn)，一般的同軸導(dǎo)線其中心導(dǎo)體為一條單線，單線太細會使電器阻值增加；太粗的話，則頻率高的訊號不易通過。因此有人將多數(shù)比頭發(fā)更細的導(dǎo)線束成一股，使低頻到高頻的傳送損失減少；但又有人發(fā)現(xiàn)，細線的截面積較小，中低頻段的信號[流通效率]較高頻差，所以他們利用不同粗細、個別絕緣的導(dǎo)體，負責(zé)不同頻段信號的傳輸，如此即可避免集膚效應(yīng)，同時又能夠達到全面性的要求。同樣的材料與同樣的屏蔽，但只要線徑粗細或纏繞方式有異，結(jié)果將相差十萬八千里。   包覆隔離也不能忽略。在一條線里面，除了最外層的隔離網(wǎng)或軟質(zhì)PVC包覆外，里面最多可以有十多層各式各樣的填充與隔離設(shè)計。常見的填充材料有棉線、PE繩或PVC條等，由于絕大多數(shù)的導(dǎo)體截面積都是圓形的，因此必須要由填充材料填充，構(gòu)成緊密扎實的支撐，以避免線材在曲折時造成壓扁的現(xiàn)象。導(dǎo)體的絕緣處理，也有絕緣漆包、PVC以及鐵氟龍等不同方式，各種絕緣材料的電氣個性互異，設(shè)計者可按需求來選擇。一般來說，一般來說，以價格最高的鐵氟龍效果最佳。至于隔離層，主要是防止大氣中的電磁波進入，使導(dǎo)線變成天線，常見的材料有鋁箔、鍍錫銅網(wǎng)等，甚至有用OFC無氧銅編制的隔離網(wǎng)。

發(fā)燒信號線

一套優(yōu)秀的發(fā)燒音響器材，有必要配置高級線材、而選用什么檔次的線材、線材的制作材料及制作工藝對其整體品質(zhì)的影響等一系列問題均要與器材本身的檔次掛鉤。一套廉價的音響使用高級線樹與選用普通線材所得到的還音差別并不大，而一套中高檔次的音響在使用高級線材與選用普通線材時所得到的重播質(zhì)量卻存在著明顯的差別。這種差別不大與差別明顯的不同結(jié)果，是由音響器材本身的品質(zhì)決定的。但從另一角度來看，如果想僅僅憑借幾條高級的音響線來使低檔次音響器材的重播效果明顯地改觀卻是不現(xiàn)實的；而在一套合理的中高檔次器材搭配中，忽略線材的配置則會直接限制音響器材潛力的充分發(fā)揮，使重播的音質(zhì)、解析力等受到一定的影響。因此，正確地認識線材在音響系統(tǒng)中的位置，是很有必要的。

    從表面上看，好的線材與差的線材在通以直流電信叼的狀態(tài)下電阻值都非常小，似乎沒有個么太大的差異。其實，這是個簡單的錯誤。由于音響器材所重播的信號是不同頻率的交變信號，而非恒定不變的直流信號，因此，在傳輸音頻信號時，好線材的傳輸準(zhǔn)確，傳送的頻率范圍寬、表現(xiàn)真實、層次豐富；而相對較差的線材所傳送的信號則會隨著頻率的變化而有所改變，其信號失真的程序也會因頻段的不同而各異，兩種線材的差別這時會相對明顯。發(fā)燒音響線材基本上可分為；信號線、音箱線（喇叭線）、電源線三大類。

發(fā)燒信號線

    信號線是用來傳送由音源（信號源）所產(chǎn)生的音響信號的線材。它主要包括同軸信號線（RCA）（AV信號線）、數(shù)碼信號線、當(dāng)纜信號線、平衡信號線。

    同軸信號線是最為普及的標(biāo)準(zhǔn)信號線，它的兩頭均為RCA同軸插頭（俗稱蓮花插頭），可對目前市場上出售的標(biāo)準(zhǔn)曩碟機、CD機、VCD機、DVD機、LD機、卡座、調(diào)諧器、LP唱機、MD等音源設(shè)備與HI-FI發(fā)燒功放、AV功效等音頻處理/放大設(shè)備進行連接，這種線使用廣泛，屬不平衡傳輸類型，具有一定的抗干能力。

    數(shù)碼信號線是同軸信號線的一種，它與同軸信號線外觀相同，并可相互串用。與同軸信號線不同的是，它的傳輸速率快，傳送頻帶寬（在視頻范圍）、抗干擾能力強。數(shù)碼信號線的主要用途是在高檔器材搭配中用來連接CD轉(zhuǎn)盤與D/A轉(zhuǎn)換器（數(shù)/模轉(zhuǎn)換器）傳送單一的數(shù)碼訊號，以及DVD的數(shù)碼輸出至AV功放的D/A轉(zhuǎn)換器信號傳輸。

    光纖（纜）信號線與數(shù)碼信號線的作用相同，只是它所傳送的是來自于CD轉(zhuǎn)盤/DVD機的數(shù)碼光信號。由于數(shù)碼電信號在CD轉(zhuǎn)盤中進行了電/光轉(zhuǎn)換，變成了光信號在光纖中傳送，又因為在光纖信號線中傳送的光信號不受外界電磁波的影響，而且光纖傳輸可使兩者之間信號浮地，沒有公共的接地，避免公共地線的干擾，所以光纖信號線的抗干擾能力要強于數(shù)碼信號線。光纖信號線使用光纖插頭，本身由光導(dǎo)纖維制成怕折，在使用時應(yīng)盡量避免卷屈及振動。

    平衡信號線是高檔次音頻信號傳送線，在傳輸過程中可抑制共模干攏，通過內(nèi)部差分放大器自然地抵消掉，從而起到了抗干擾的作用，平衡式信號傳輸?shù)奶攸c主要有如下幾方面。平衡式放大線路的優(yōu)點已經(jīng)在近年來逐漸為那些高級音響發(fā)燒友和廠方所認識，它的原理是把信號分為正相信號（熱端）和反相信號（冷端）傳輸。兩者對地阻抗相同而極性相反，當(dāng)采用雙芯屏蔽線在傳輸過程中，外界的干擾信號對它們來說是同相的，這樣可以在傳輸后的末端利用輸入級的差分放大器共模型抑制和抵消放大輸過程中的各種電磁、電源、濕度造成的外界噪聲或內(nèi)部噪聲干擾，使音質(zhì)更為純凈和通透。由于平衡傳輸在輸出的有用信號是相加，其信號輸出輻度在理論上是原來的2倍，因此平衡線路放大器不但具有最小的噪聲，而且輸出強勁，驅(qū)動控制力極佳也是其最大優(yōu)點之一，在信號電平越低的情況下，平衡線路的傳輸純凈的優(yōu)點就越能顯示，而用在功率放大器相比較，采用平衡線路放大器相具有更好的清晰度通透感，瞬變更為快捷利落，高低頻延伸更好，分析力方面更加細致，聲場顯得更為深遠闊大。中低檔音響器材的信號傳輸幾乎都采用單端不平衡方式傳輸，即利用兩根單芯屏蔽線和兩對RCA插頭插座就可傳輸一路兩聲道立體聲信號。普通的單端傳輸線和RCA接插件制造方便、價格便宜，因此單端不平衡傳輸在中低檔音響器材中獲得了廣泛的應(yīng)用。而在許多高檔前后級分離式音響器材中，通常采用雙端平衡傳輸方式，即采用兩根雙芯屏蔽線和兩對XLR平衡插座傳輸雙聲道立體聲信號。雙端平衡傳輸方式在同檔次的傳輸器材造價也較高，但高檔次的傳輸器材廣泛應(yīng)用雙端平衡傳輸，說明在傳輸效果方面要勝于單端不平衡傳輸。

大開眼界！

謝謝各位了，