| 超音波金屬焊接的優勢： | |
| • | 焊接時間短 |
| • | 效率高 |
| • | 精度高 |
| • | 產品經久耐用 |
核心技術要點
| 1. 焊接原理：非熔化性的「冷焊」 超音波金屬焊接與塑料焊接（靠摩擦生熱熔化）不同，它屬於 固態焊接 (Solid-state welding)： |
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| • | 氧化層破壞： 藉由高頻縱向振動（20 kHz 或 35 kHz）產生的剪切力，撕裂金屬表面的氧化層。 |
| • | 分子鍵合： 在壓力與位移的共同作用下，使乾淨的金屬原子相互接近至分子力範圍，達成接合。 |
| • | 低熱影響： 溫度遠低於金屬熔點，因此不會改變材料的微觀結構（Metallurgical structure），非常適合熱敏感組件。 |
| 2. 材料適用性：有色金屬 (Non-ferrous) | |
| • | 主力材料： 鋁 (Al)、銅 (Cu)、鎳 (Ni)、銀 (Ag)、金 (Au)。 |
| • | 異質接合： 這是超音波焊接的一大優勢，特別是 鋁電纜與銅觸點 的接合，這是目前電動車 (EV) 線束加工的主流需求。 |
| • | 限制： 不適用於含鐵量高於 50% 的黑色金屬（鋼、鐵），因為其硬度與熔點特性不符合此工藝能量傳遞的需求。 |
| 核心技術要點 |
| 金屬類別 | 超音波焊接特性 | 典型應用場景 |
| 銅 (Copper) | 導電極佳，但表面易氧化。需要較高能量打破氧化層。 | 電纜線束、馬達轉子、變壓器引線、匯流排 (Busbar)。 |
| 鋁 (Aluminum) | 質地較軟，極易焊接。材料成本低，但焊頭易產生黏連。 | 鋰電池極耳 (Tabs)、電池包冷卻板、汽車輕量化構件。 |
| 鎳 (Nickel) | 硬度較高，常用作保護鍍層，焊接時需較大壓力。 | 電池保護板 (PCM) 連接、鍍鎳銅片的焊接。 |
| 金/銀 (Gold/Silver) | 延展性極好，焊接強度最高，幾乎無氧化層阻礙。 | 微電子封裝、高階感測器接點、半導體打線。 |
| 3. 超音波金屬焊接方式 | |
| • | 直線式 ： 最常見，焊頭做直線往復運動。 |
| • | 扭轉式振動，適合焊接圓形或環形部件，且對底層組件的衝擊力較小。 |
| 關鍵應用領域與優勢 |
| 產業應用清單 |
| 行業 | 具體應用項目 |
| 汽車/電動車 | 線束絞線接合、高壓連接器、母線 (Busbar) 焊接。 |
| 電池技術 | 鋰電池極耳 (Tabs) 與集流體 (Foil) 焊接、電芯壓接。 |
| 電力電子 | IGBT 模組接線、DBC 陶瓷基板上的連接。 |
| 消費電子 | 電路板上的微小銅組件接合。 |
| 超音波焊接的競爭優勢 | |
| 1. | 高導電性： 由於是分子鍵合且無添加焊料，電阻極低。 |
| 2. | 節能環保： 功耗僅為電阻焊的一小部分，且無煙霧或閃光。 |
| 3. | 製程穩定： 焊接時間極短 (0.3 - 3s)，易於自動化整合。 |
| 4. | 無需耗材： 不需焊錫、助焊劑或保護氣體。 |