超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。

典型的如汽車行業里PC轉向燈以及PMMA反射器的外罩和殼體的連接，目前用的最多的就是超聲波塑料焊接技術，如圖所示。

超聲波金屬焊接原理

超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象．超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接．可廣泛應用于可控硅引線、電器引線，芯片引線焊接。

典型的如集成芯片行業里引線的焊接，芯片的封裝結構示意圖如圖所示。圖中引線焊接到晶片上以及導線架應用最多的就是超聲波焊接技術。下圖為某一芯片內部金線焊接的X光射線照片。可以利用高純度的金線（Au），銅線（Cu）或鋁線（Al）把Pad和Lead通過焊接的方法連接起來。Pad是芯片上電路的外接點，Lead是LeadFrame上的連接點。W/B是芯片封裝工藝中最為關鍵的一部工藝。