電子束加工

電子束加工|Electron Beam Welding(EBW)
力精微國際有限公司高真空、高精度、低熱變形的先進焊接技術 適用於半導體、航太、醫療與高精密金屬零件製造

◆ 電子束加工技術介紹

電子束焊接(Electron Beam Welding, EBW)是一種在高真空環境中,利用高速電子束聚焦於工件表面所產生的高能量密度進行熔接的先進加工技術。

電子束於真空環境中可維持極高聚焦性,具有熱影響區(HAZ)極小、焊接變形低、深熔焊接能力強與高精度控制等特性,特別適用於高精密、高潔淨與高可靠性的工業領域。

EBW 可應用於不鏽鋼、鋁合金、鈦合金、鉬、銅及異種金屬材料接合,並廣泛應用於半導體設備、真空腔體、航太零件、醫療設備及高階精密製造產業。


◆ 電子束焊接技術原理

電子束焊接利用電子槍在高電壓下加速電子,形成高速電子束後聚焦於工件表面。

當電子束撞擊材料時,其動能瞬間轉換為熱能,使局部材料快速熔融並形成焊接熔池。由於能量密度極高,因此可在極小區域內完成深層熔接,同時大幅降低周圍材料熱變形。

真空環境可避免電子散射與氧化污染,確保焊接品質與材料純淨度。


真空焊接環境的重要性:

真空環境(10⁻⁴ 至 10⁻⁶ Torr)

  • 防止電子散射

確保電子束於飛行過程中不與空氣分子碰撞,維持電子束聚焦穩定性與加工精度。

  • 防止氧化污染
隔絕氧氣與氮氣,避免活性金屬於高溫下產生氧化,提高焊接純淨度與接合品質。
  • 提升焊接品質
真空環境可有效降低氣孔、夾雜與焊接缺陷,提升焊縫可靠性。


◆ 電子束加工技術特色-技術優勢

  • 超深熔接能力

鋼材熔深最高可達 300 mm,可實現高深寬比焊接。

  • 極低熱影響區(HAZ)
熱影響區小、冷卻速度快,可大幅降低工件熱變形。
  • 高精度焊接
適用於微米級精密加工與高精密零件焊接。
  • 高真空密封能力
可達到 ≤10⁻⁹ Pa·m³/s 之超低洩漏率,符合半導體真空設備需求。
  • 無填料自熔焊接
不需額外填充材料,直接熔合母材,維持材料一致性。
  • 異種金屬接合能力
可應用於鉬/不鏽鋼、銅/鈦合金等異材焊接。
  • 低變形與高強度
焊縫強度可接近母材,同時維持工件尺寸穩定性。


◆ 電子束焊接設備規格

項目 規格
腔體尺寸 3,000 × 2,500 × 2,000 mm
工作距離 X 1625 mm ,Y 475 mm ,Z 600 mm
電子束能量 15 kW
加速電壓 150 kV
真空度 < 7 × 10⁻⁴ mbar
焊接速度 1 – 30 mm/s
控制系統 多軸 CNC 自動化控制,可實現及高可重複性


◎設備特色

  • 高重複性加工能力 
  • 高精度路徑控制 
  • 穩定真空系統 
  • 適合大型與精密工件加工

  • 半導體產業
應用於高真空設備、腔體結構、加熱模組與氣體流道等高潔淨需求零件。
  • 航空航太產業
適用於噴射引擎、火箭外殼與高強度結構件焊接。
  • 醫療設備產業
可應用於高潔淨、高精度醫療金屬零件接合。
  • 汽車工業
適用於低變形需求之高精密齒輪與傳動結構焊接。


◆ 半導體應用案例

半導體真空腔體

半導體腔體需具備高真空與抗熱疲勞特性。

EBW 可於真空環境下進行不鏽鋼與鋁合金無氧化焊接,其熱影響區可低於 0.3 mm,有效降低腔體變形,同時提供高強度、高密封性的焊接品質。


典型應用包含: • 真空腔室 • 密封法蘭 • 流道蓋板 • 高真空結構件


旋轉濺鍍靶

旋轉濺鍍靶由高純度材料包覆於高強度金屬管外層,並具備內部冷卻結構。

EBW 可於包覆層與載體管間形成高強度、低應力且無污染的冶金接合。


適用材料: • 鉬(Mo) • 鋁(Al) • 銅(Cu) • 鈦(Ti) • ITO • 不鏽鋼 • 鈦合金

技術特色: • 異材焊接能力 • 熱影響區低於 1 mm • 高強度焊接結構 • 無夾雜物接頭


半導體加熱板

半導體加熱板廣泛應用於 CVD、ALD 與蝕刻製程。

EBW 可於高溫環境下形成高強度自熔焊接結構,避免焊接裂紋並維持材料強度。

同時可精準形成嵌入式加熱絲結構,提升溫度均勻性與長時間穩定性。


半導體噴淋式噴嘴

半導體噴淋式噴嘴需具備高孔徑一致性與高氣流均勻性。

EBW 可實現穿孔板與主體間的低變形焊接,避免微裂紋與微通道坍塌問題。


技術特性: • 孔徑公差 ±5 µm • 低熱輸入 • 無毛邊結構 • 洩漏率 ≤10⁻⁹ Pa·m³/s


半靜電吸盤

靜電吸盤廣泛應用於 PVD、蝕刻與離子佈植設備。

EBW 可實現不鏽鋼與鋁合金之高精度焊接,並維持高平整度與超低洩漏率。


技術優勢: • 洩漏率可達 10⁻¹⁰ Pa·m³/s • 熱影響區 < 0.5 mm • 表面平整度 ≤10 µm • 高結構強度


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