CCS 集成母排中超声波金属焊接技术的应用——以达斯科技为例

图示：焊接过程中金属间嵌合微观示意图

超声波金属焊接的工作原理，是将电能转化为机械能。超声波发生器先把工业电源转换成高频高压交流电，再传输至换能器，通过内部压电陶瓷片转化为机械振动，也就是超声波振动。振动随后通过焊头传递至工件，在垂直压力配合作用下，使焊接界面形成牢固的金属连接。

图示：超声波焊接系统示意图

在超声波金属焊接过程中，被焊工件内部不会有电流通过，也不会像激光焊、电焊等工艺那样对材料分子结构造成明显破坏，而是借助高频振动促进分子链之间的融合。因此，其焊接强度能够接近母材本身，同时还能避免因焊接导致的电阻率变化或导热性能异常等问题。

此外，超声波金属焊接在工艺性能方面也具备明显优势，主要体现在以下几个方面：

（1）无需焊丝、助焊剂及保护气体，工艺流程更加简洁

（2）单焊点能耗低、焊接时间短，具备良好的节能优势

（3）焊接过程中污染少，操作便捷，易于实现自动化生产

（4）焊缝质量稳定，焊接强度可接近母材本身

（5）不易引发电阻率变化或热传导异常，能够保证电气性能稳定

同时，该工艺适用于铜、铝、金、银、镍、铂以及镀镍、镀银等多种金属材料，可实现不同厚度、不同材质金属板材以及线束线缆的焊接与压接，因此被广泛应用于新能源、汽车制造、电子设备制造等领域。

超声波金属焊接焊接案例，图源：达斯科技

超声波金属焊接在CCS集成母排中的应用

CCS集成母排主要由信号采集组件（线束、PCB、FPC、FFC、FDC等）、塑胶结构件、铝巴以及连接器等部分构成，目前已实现电芯连接、高压串并联以及温度、电压等数据采集功能。

超声波金属焊接技术在CCS中的应用主要体现在以下几个方面：

一、温度/电压采集线束与铝巴焊接

在线束型CCS方案中，温度采集线和电压采集线（0.25～0.35mm²）通常采用超声波焊接方式与铝巴连接，从而满足高强度、低阻抗等要求，保证电气连接的稳定与可靠。

超声波焊接CCS案例，图源达斯科技

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二、FPC/FDC分支与铝巴焊接

在FCC、CCS方案中，信号采集组件主体一般采用FFC，并通过开窗方式接枝FPC/FDC，再利用FPC/FDC与铝巴进行超声波直接焊接。

相比传统FPC/FFC/FCC主体通过SMT镍片后再与铝巴进行激光焊接的方式，该方案可实现无镍片电压采样，从而达到降低成本的目的。

超声波焊接FPC案例，图源：达斯科技

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三、FFC 端子与铝巴焊接

在 FFC、CCS方案中，可直接利用超声波焊接技术将FFC端子与铝巴连接。也可以先对 FFC端子进行锡焊镍片处理，再通过超声波焊接与铝巴实现连接。焊接完成后通常还会进行点胶处理，以进一步提高连接可靠性。

此外，FPC/FDC 采集线主体同样能够直接采用超声波焊接方式与铝巴连接。

图源：达斯科技

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四、NTC 温度传感器“无损焊接”

据了解，超声波焊接技术还能够应用于 NTC 与 FPC 线路板之间的精密连接。由于该工艺热输入较低（峰值温度＜150℃），能够有效避免 NTC 温敏材料失效。同时，焊点形成的“微凸结构”还能进一步增强接触稳定性与连接可靠性。

图源：达斯科技

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