各位大哥大姐，我的毕业设计要做关于单晶铜线制作高保真电缆的工艺研究，可是我的专业与此背道而驰，在此想请教各位，有什么相关资料，谢谢！！！

线材制作大揭密

音响导线是怎么做出来的？我们一边讶异于电源线、讯号线、喇叭线，甚至小小一条数字线对于声音所造成的变化，一方面又对越来越昂贵的高级线材望而兴叹。要报导线材的制造秘密，当然得找万隆不可，这是我第一个浮现的想法。事实上，台湾一直是全世界最大的高级音响导线OEM基地，而位于云林古坑的万隆公司又是个中佼佼者，许多国外名厂的线材都是委由万隆加工制造。碍于合约关系，我们无法告诉你哪些线是从万隆出来的，不过希望你看过这篇简单的报导后，对线材的神话与迷思可以有更进一步的认识与化解。 

台湾的唯一
    根据经济部两年前的一篇报告，指出从1970年起，全球铜消耗量以每年2.5％左右温和成长，成为使用量仅次于钢铁及铝的金属。铜具有优异之热／电传导性、良好之抗蚀性及良好之成形性等特性，为3C产品零组件之重要原材料。台湾是世界第六大精炼铜消费国，十年来复合年增率达11％，居全球之冠，每人精炼铜消费量达28.4公斤，居全球第二，但是间接外销比例大。铜半成品可分为电线盘条及伸铜品两大产业，产值合占我国金属制品业的17％，下游关联产业主要有电线电缆、电子信息、家电、机械五金、建筑、饰品等。目前一贯作业制造厂商约有56家，1998年产值为555亿元，总产量约77万公吨，电线电缆占68％，伸铜品占32％。不过与其它工业国相比，台湾的竞争力较差，专家推荐台湾较具发展潜力产品包括电解铜箔、轧延铜箔、导线架铜片、精密黄铜片、磷青铜片、ACR内螺纹卷管、无铅黄铜棒、铜包钢接地棒、高纯度线材（OCC）、高传导极细线、161KV超高压电缆线等。
    从这篇报告中我们可以发现，台湾的铜制品产量相当的大，其中电线电缆又占了大宗，而且制造厂家众多，不过整体竞争力却不佳。OCC算是较高附加价值的技术之一，尤其是用在音响导线上。目前接受工研院材料所移植OCC制程（Ohno Continuous Casting Process）的公司有两家，一家是上市公司台一国际，一家就是万隆。台一国际成立有三十多年，目前在杨梅、新竹、观音等地分别设有炼铜、漆包线、电线电缆、绝缘材料四个事业部。炼铜事业部主要产品包括从0.32mm-8mm的无氧铜线以及OCC 单结晶无氧铜线。台一国际与太平洋电缆等是国内重要的光纤电缆厂商，对音响用线着墨较少，所以音响迷的焦点仍得放在万隆公司身上。 

什么是OCC？
    其实万隆不单是台湾第一家以OCC技术制造音响导线的厂商，在全世界也都算是少有。据我了解，除了万隆之外，日本的住友 （Sumitomo） 及古河 （Furukawa）也都有类似产品。但古河只卖成品，不卖材料，而住友又对音响市场用力不深，因此万隆一枝独秀，吸引了许多国外的OEM订单。OCC技术是日本千叶大学理工学院（Chiba Institute of Technology）大野教授所研发的「大野连续铸造法」，可提炼出纯度至少4N，最高达到6N的纯铜或纯银线材，OCC的结晶长度比一般无氧铜（OFC）长达50-100倍以上，平均结晶长度为125m。由于这种铸造法有十多国专利，因此后面必须加上OCC，前面则由生产商自订，古河称为PCOCC，而万隆称为UPOCC （Ultra Pure Copper by Ohno Continuous Casting Process）。
    OCC制程是一种热模连续铸造制程，与一般传统连续铸造最大差异在于利用加热的铸模，而非传统所用的水冷模。铸模内壁温度保持在铸造金属的凝固温度以上，使金属凝固时不会从模壁凝固结晶，而是沿铸模口外之铸造拉引方向呈单方向组织凝固。此一制程技术可应用于生产纯铝、铝合金、纯铜、铜合金、纯银与其它合金及高温合金（Tm>1200℃）。同时也可制造不同形状的连续产品，例如线材（1.5-12mmψ）、板材（5-130mmω）、管材、异形材等。OCC材料的特色为单方向结晶或单晶组织，内部组织偏析少、杂质低，具有良好加工性（伸线、压延），具有电子信号高传真性，另外也适用于直接铸造加工性困难的高合金线材及板材。在工业上，OCC材料的运用包括音讯、视讯导线、喇叭；IC所用连接材料；焊接及接点材料；高性能热交换器管，以及高精密零件用材料（要求加工性）。 
纯度与结构
    最早万隆是想向日本古河购买材料来加工，但古河只卖成品，不卖材料，迫使万隆从1991年开始参与工研院材料所的研究，并完成技术转移。从简单的电解铜，进步到无氧铜OFC，大结晶的无氧铜LCOFC，以及今天的单结晶铜OCC，究竟这些材料与导线之间有什么关系？我们可以这么说，影响导线声音表现的要素有三，分别是材料、绝缘与包覆，加上线材的结构。在材料部份，这些年来，设计者莫不把全力放在材料纯度的提升与结晶结构的改良。
    以最常使用的铜来说，材料就包括便宜的电解铜TPC（Tough Pitch Copper）、进一步除去TPC内所含的氧化杂质等不纯物的高纯度无氧铜OFC、让铜形成大的结晶，使其结晶粒子的界面空隙减少而成的LCOFC（线形结晶无氧铜）、以及讯号传送方向的结晶粒子界面理论上为零的OCC（单结晶状高纯度无氧铜）。我愿意多花一点篇幅介绍万隆，或者介绍OCC，主要也是想破除所谓高纯度铜的迷思。 
你要几N？
    市面上有太多号称6N甚至8N的线材，最离谱的还有所谓9N银线。Ｎ是金属材料纯度的表示，与材料的种类无关，例如：99.99％即有4个9，称为4Ｎ材质。OFC以上的铜大都为4Ｎ，这也是音响导线用得最多最普遍的材料，具规模的炼铜厂都可以生产4N铜。进一步以化学方式除去含氧量与其它微量金属，是可以让纯度再提升，但仪器不一定测得出来。万隆的高董事长就说，他们与工研院合作进行量测，但国家级的工研院也只能测量到5N，再来的误差就太大了。那么6N或8N怎么来的？高董事长含蓄的表示，他个人对这些数据持保留态度。一般在科学量测时，有所谓的加法与减法，假设同样的材质，以加法量测，将氢分子等微量元素按比例计算，得到其纯度为5N。以减法量测，这些微量元素含量极低，几乎无法计算，就当成零，于是最后其纯度变成8N。一个5N，一个8N，但它们是同样的东西哪！
    高纯度的铜或银，不仅制造困难，要保证在空气中长期维持稳定更加困难。事实上当铜从炉具拉出来的剎那，就已经开始氧化了，所以部份线材设计者对6N以上的材料不以为然。但一些日本厂商却在这部份投入心血研究，例如高纯度铜一拉出来就边冷却边施以特殊包覆，减少氧化的可能性，日本能源Acrotec就是其中佼佼者，纯度99.99997的6N铜就由他们领先世界生产出来。Acrotec所推出的8N铜线，其规格已经达到大气中的极限，将不纯物质及Stress排除殆尽，在绝缘体材质及构造上也运用了独有的科技，Acrotec说8N铜线的不纯物含量仅为6N的1/100，确实非常惊人。
    Stress理论也是由Acrotec提出来的，他们认为导线中有压抑（Stress）的存在，在加工时会导致内部变形，这是除了结晶结构与纯度之外材料的另一个重点。导线经过弯曲或加热之后，导体内的结晶构造会产生变化，因此原子层次的歪曲、变形会造讯号传输上的障碍。Acrotec以特殊热处理法把原子排列转位的缺点减低，让结构相当安定，而且变得柔软有弹性，这是传统OFC材料无法克服的缺点。免除加工变形的6N铜其结晶数仅有4N铜之1/80~1/100，铜原子成为Stressfree状态，可以有较佳传输效果。 
OCC的优势
    Acrotec可以说是高纯度材料的代表，但在结晶结构上，Acrotec的6N铜是属于LCOFC。Stressfree 6N线经过长达12个小时250℃加热的结果，其气体放出量远比OFC少得多，低温时的热传导率也比OFC高一个位数以上。同时，其柔软似金的特性，使得6N铜得以取代半导体Bonding用的金线。此外，诸如残留阻抗比、极低温的磁场拒斥率等电气特性，都比OFC强过甚多。Acrotec认为音响导线最重要的是在拉线后所进行的热处理过程，他们将原子排列的缺陷减至十亿分之一以下，机械歪斜极低，近乎于自然排列的状态，这也就是为何称之为 Stressfree的由来。铜结晶与结晶之间的杂质被浓缩时是很不好的现象，如果将结晶巨大化，结晶数不仅减少，杂质也相对地减少，这就是LCOFC的精神所在。没错，以电子移动的观点来看，结晶间的不纯物质减少，电子移动就阻碍少，原子排列也比较有规则，对电子讯号的传递是十分有利的，OFC材质有所谓「格子缺陷」的凌乱原子排列，并非最理想的材料。
    那么，OCC的一个结晶可长达一百多米，等于音响导线都只用到一个结晶而已，岂不是比LCOFC更好？我问过万隆高董事长，他有没有比较过彼此的差异，因为Acrotec的铜纯度显然要略胜OCC一筹。高董事长爽快的说没比较过，因为自己做线的，他实在无法忍受市售发烧线的高昂价格，而且他以为线的结构远比材料要重要得多。有关导线的结构与设计者有关，不在本篇讨论，所以我们还是专注在材料部份。
    LCOFC有它的好处，OCC优点又在哪里？传统电解铜都是一边冷却一边铸造的，OCC则完全相反，先将铸形加热，于铸出后再予冷却，如此一来，铜的结晶连续成长，结晶粒界面的空隙不会成形。在万隆的OCC熔炉内，温度高达摄氏1160度，炉具为特殊耐高温合金，炉心内灌入惰性气体防止液态的金属氧化。在炉心内另有多道过滤设备，除去金属所含的杂质，因此金属的纯度可以达到6N的要求。利用地心引力让液态金属自然的流出来，形成直径8mm左右的圆棒，一个小时只能铸造六十米左右，速度非常慢。照高董事长的说法，OCC一方面是产量少，一方面是成本高（过去使用石墨棒加热，一次就要六支，每支九千多元，现在改用合金加热线仍然不便宜），所以价格也降不下来。OFC无氧铜与OCC单结晶铜成本大概相差八倍，如果是OCC银线，成本更高达OFC铜的十五倍。不过OCC因为结晶长度很长，延展性特佳，加工后结晶不易折断，因此很适合拿来做复杂的编织。 

发烧线与普通线有哪些不同？

Q   专门的音响线跟普通线材有什么区别？同样是线，音响线跟普通线的声音确实不同，这是由于用料的关系还是线材制作方式不同产生的？

关于音响导线:

N金属材料纯度的表示，与线材的种类无关。一般在科学量测时，有所谓的加法与减法，假设同样的材质，以加法量测，将氢原子等微量元素按比例计算，得到其纯度为5N。以减法量测，这些微量元素含量级低，几乎无法计算，就当成零，于是最终其纯度变为为8N。一个5N，一个8N，但它们是同样的东西。

虽然OCC有很多好处，但在许多名牌音响线中只有级少数高价产品才舍得用OCC，绝大多数仍然以OFC材料为主。  一条好的音响导线，应该具备低电容、低电感、低电阻与低集肤效应等物理性，但并非绝对的。例如卡拉OK或专用的麦克风线，与电容量就没太大关系，反而要求有更低的电感，才能降低干扰。而数码线呢，主要要求阻抗准确，导体中心也要正确。事实上设计线材时有一套公式可以依循，包括材料、绝缘体等可用对数公式计算，一般他们都是计算好后先试做样品，再以仪器测量。    音响导线的结构对声音影响极大。因为音响导线的电器特性不外就是电容、电阻、电感等几部分，同样一盘菜，就看大家怎么运用调理了。    一般缠绕线的方法，不外乎有三种：以一条或三条裸线为中心，其余周围之裸线以此为中心向同一方向卷绕，称为[同心绕法]；也有以全部的裸线为一体，向同方向卷绕的[集体绕法]；另外就是采取折中的[复合绕法]，大部分欧美制造的线似乎以采用[同心绕法]居多。   最早的讯号线，基本上都是采用单芯结构的同轴导线，这是1930年代为了电话的长距离传送所开发出来的。由于低信号损失，一条导线上能传送多数的咨询，不易受外来杂讯的影响等，因此同轴导线能应用于所有的信号传送上。不过后来发现，一般的同轴导线其中心导体为一条单线，单线太细会使电器阻值增加；太粗的话，则频率高的讯号不易通过。因此有人将多数比头发更细的导线束成一股，使低频到高频的传送损失减少；但又有人发现，细线的截面积较小，中低频段的信号[流通效率]较高频差，所以他们利用不同粗细、个别绝缘的导体，负责不同频段信号的传输，如此即可避免集肤效应，同时又能够达到全面性的要求。同样的材料与同样的屏蔽，但只要线径粗细或缠绕方式有异，结果将相差十万八千里。   包覆隔离也不能忽略。在一条线里面，除了最外层的隔离网或软质PVC包覆外，里面最多可以有十多层各式各样的填充与隔离设计。常见的填充材料有棉线、PE绳或PVC条等，由于绝大多数的导体截面积都是圆形的，因此必须要由填充材料填充，构成紧密扎实的支撑，以避免线材在曲折时造成压扁的现象。导体的绝缘处理，也有绝缘漆包、PVC以及铁氟龙等不同方式，各种绝缘材料的电气个性互异，设计者可按需求来选择。一般来说，一般来说，以价格最高的铁氟龙效果最佳。至于隔离层，主要是防止大气中的电磁波进入，使导线变成天线，常见的材料有铝箔、镀锡铜网等，甚至有用OFC无氧铜编制的隔离网。

发烧信号线

一套优秀的发烧音响器材，有必要配置高级线材、而选用什么档次的线材、线材的制作材料及制作工艺对其整体品质的影响等一系列问题均要与器材本身的档次挂钩。一套廉价的音响使用高级线树与选用普通线材所得到的还音差别并不大，而一套中高档次的音响在使用高级线材与选用普通线材时所得到的重播质量却存在着明显的差别。这种差别不大与差别明显的不同结果，是由音响器材本身的品质决定的。但从另一角度来看，如果想仅仅凭借几条高级的音响线来使低档次音响器材的重播效果明显地改观却是不现实的；而在一套合理的中高档次器材搭配中，忽略线材的配置则会直接限制音响器材潜力的充分发挥，使重播的音质、解析力等受到一定的影响。因此，正确地认识线材在音响系统中的位置，是很有必要的。

    从表面上看，好的线材与差的线材在通以直流电信叼的状态下电阻值都非常小，似乎没有个么太大的差异。其实，这是个简单的错误。由于音响器材所重播的信号是不同频率的交变信号，而非恒定不变的直流信号，因此，在传输音频信号时，好线材的传输准确，传送的频率范围宽、表现真实、层次丰富；而相对较差的线材所传送的信号则会随着频率的变化而有所改变，其信号失真的程序也会因频段的不同而各异，两种线材的差别这时会相对明显。发烧音响线材基本上可分为；信号线、音箱线（喇叭线）、电源线三大类。

发烧信号线

    信号线是用来传送由音源（信号源）所产生的音响信号的线材。它主要包括同轴信号线（RCA）（AV信号线）、数码信号线、当缆信号线、平衡信号线。

    同轴信号线是最为普及的标准信号线，它的两头均为RCA同轴插头（俗称莲花插头），可对目前市场上出售的标准曩碟机、CD机、VCD机、DVD机、LD机、卡座、调谐器、LP唱机、MD等音源设备与HI-FI发烧功放、AV功效等音频处理/放大设备进行连接，这种线使用广泛，属不平衡传输类型，具有一定的抗干能力。

    数码信号线是同轴信号线的一种，它与同轴信号线外观相同，并可相互串用。与同轴信号线不同的是，它的传输速率快，传送频带宽（在视频范围）、抗干扰能力强。数码信号线的主要用途是在高档器材搭配中用来连接CD转盘与D/A转换器（数/模转换器）传送单一的数码讯号，以及DVD的数码输出至AV功放的D/A转换器信号传输。

    光纤（缆）信号线与数码信号线的作用相同，只是它所传送的是来自于CD转盘/DVD机的数码光信号。由于数码电信号在CD转盘中进行了电/光转换，变成了光信号在光纤中传送，又因为在光纤信号线中传送的光信号不受外界电磁波的影响，而且光纤传输可使两者之间信号浮地，没有公共的接地，避免公共地线的干扰，所以光纤信号线的抗干扰能力要强于数码信号线。光纤信号线使用光纤插头，本身由光导纤维制成怕折，在使用时应尽量避免卷屈及振动。

    平衡信号线是高档次音频信号传送线，在传输过程中可抑制共模干拢，通过内部差分放大器自然地抵消掉，从而起到了抗干扰的作用，平衡式信号传输的特点主要有如下几方面。平衡式放大线路的优点已经在近年来逐渐为那些高级音响发烧友和厂方所认识，它的原理是把信号分为正相信号（热端）和反相信号（冷端）传输。两者对地阻抗相同而极性相反，当采用双芯屏蔽线在传输过程中，外界的干扰信号对它们来说是同相的，这样可以在传输后的末端利用输入级的差分放大器共模型抑制和抵消放大输过程中的各种电磁、电源、湿度造成的外界噪声或内部噪声干扰，使音质更为纯净和通透。由于平衡传输在输出的有用信号是相加，其信号输出辐度在理论上是原来的2倍，因此平衡线路放大器不但具有最小的噪声，而且输出强劲，驱动控制力极佳也是其最大优点之一，在信号电平越低的情况下，平衡线路的传输纯净的优点就越能显示，而用在功率放大器相比较，采用平衡线路放大器相具有更好的清晰度通透感，瞬变更为快捷利落，高低频延伸更好，分析力方面更加细致，声场显得更为深远阔大。中低档音响器材的信号传输几乎都采用单端不平衡方式传输，即利用两根单芯屏蔽线和两对RCA插头插座就可传输一路两声道立体声信号。普通的单端传输线和RCA接插件制造方便、价格便宜，因此单端不平衡传输在中低档音响器材中获得了广泛的应用。而在许多高档前后级分离式音响器材中，通常采用双端平衡传输方式，即采用两根双芯屏蔽线和两对XLR平衡插座传输双声道立体声信号。双端平衡传输方式在同档次的传输器材造价也较高，但高档次的传输器材广泛应用双端平衡传输，说明在传输效果方面要胜于单端不平衡传输。

大开眼界！

谢谢各位了，