株式会社LINK-US

ADVANTAGE複合振動のメリット

超音波複合振動接合のメリット

”超音波複合振動技術”

世界唯一の特許技術で、従来法(直線振動)と比較し、
振動エネルギーの減衰が抑制され、小エネルギーでかつ
ダメージの少ない接合を可能とする、金属接合界における画期的な方法。

複合振動技術の強み

特徴

複合振動を発生させる、複合振動ホーンの主な特徴をご紹介します。

複合振動ホーン

FEATURE

1

斜めスリット部

直線振動に斜めスリット部によるねじり振動を加え円形、または楕円形の振動を発生複合振動の最大の特徴は、振動の軌跡に折り返しがない点です

直線振動軌跡

直線振動軌跡

複合振動軌跡

複合振動軌跡

FEATURE

2

チップ交換式

従来の振動ホーン交換式ではなく、先端のチップのみ交換する、「先端ホーンチップ交換式」を採用、交換作業時間を大幅に削減することが可能です

振動ホーン交換式 先端ホーンチップ交換式
メリット
(直線振動との4大比較)

実際に下記条件下において、接合強度が1700N≧を得られた際の直線、複合振動の比較検証を行いました。

直線振動

直線振動

VS

複合振動

複合振動
検証条件

ホーンチップ、アンビル形状

同形状

ワーク材質

同材質
(A1050材、100mm×
30mm t=1mm同士の接合)

接合引張試験最低強度値

1700N同等、あるいは以上

上記の3つの条件下で検証します

消費エネルギー量
比較

直線振動

周波数
20kHz
Ampl
90%
発振時間
0.3sec
接合強度
1740.0N
振幅換算値
(Peak to Peak)
54μm
必要エネルギー
712.9J

複合振動

周波数
20kHz
Ampl
80%
発振時間
0.2sec
接合強度
1713.4N
振幅換算値
(Peak to Peak)
32μm
必要エネルギー
264.2J

結論

直線振動と比較し、約1/3のエネルギー量で接合が可能である。

ワークダメージ
量比較

接合後のワーク表面写真

直線振動

直線振動ワーク表面
直線振動ワーク表面

拡大図

折り返しが発生するため
接合端部に大きなダメージ

複合振動

複合振動ワーク表面
複合振動ワーク表面

拡大図

折り返しがないため
接合端部にダメージがない

接合中ワーク界面に
かかる力の比較グラフ

接合比較グラフ

結論

直線振動と比較し、接合端部のダメージがなく、ワーク界面にかかる力も大幅に減少される。

飛散物
(金属片/スパッタ)
発生量比較

接合中の様子
(ハイスピードカメラにて撮影)

直線振動

飛散物が多く、バリの形成が目立つ

複合振動

飛散物が少なく、バリの形成も見られない

結論

直線振動と比較し、飛散物(スパッタ)がほぼ発生せず、バリの形成も見られない。

接合部周辺の
熱影響比較

サーモグラフィにより
接合時の周辺温度を計測。
(設定温度範囲0℃~200℃)

接合部温度計測

直線振動

最大到達温度
198.7℃
接合終了後周辺温度
37.8℃
接合後ワーク側面温度
65.2℃

複合振動

最大到達温度
123.3℃
接合終了後周辺温度
19.9℃
接合後ワーク側面温度
33.7℃

結論

直線振動と比較し、接合時の周辺温度影響が少ない。

接合部剥がし後の接合痕比較

マイクロスコープによる接合の
方向性及び接合界面
の接合痕状況を観察。
(完全接合前に剥がした後)

直線振動

接合痕比較

接合に方向性がある

複合振動

接合痕比較

接合に方向性がなく、どの方向にも一様な強度を得る

結論

複合振動には接合に方向性がないため、どの方向にも一様に強度が得られ、かつ様々なメリットがある。

用途例

弊社接合技術は多岐にわたる業界へ利用されています。

円筒型リチウムイオン電池

電極の缶底接合など

円筒型リチウムイオン電池

ラミネート型リチウムイオン電池

集電箔×電極×バスバー接合など

ラミネート型リチウムイオン電池

組電池/キャパシタ

バスバー接合

組電池/キャパシタ

パワーデバイス

バスバー/リボン接合など

パワーデバイス

フレキシブルプリント基板

素線/端子/FPC同士など

フレキシブルプリント基板

コネクター/ハーネス

より線と端子接合など

コネクター/ハーネス