文‧郭漢丞 圖‧郭漢丞/Elac



身為「喇叭專業廠商」，德國Elac擁有最強的核心技術，就是單體製作的技術。在國際喇叭大廠當中，不管是Hi End或一般Hi-fi廠家，實際上只有少數的公司擁有從單體、分音器到箱體全部自己動手設計製造的能力，譬如Dynaudio、Focal與PMC，這些都擁有設計與製作單體的能力，也才能做「有道理」的設計。
 

製作喇叭單體最基本也是最重要的各部份：振膜、音圈、懸邊、彈波、磁鐵等

一對喇叭大致包括三大部份，分別是單體、分音器、箱體，可是哪部份最重要？我認為是單體，因為單體決定了之後，才能依據單體性能設計適當的分音器，而單體的尺寸大小決定箱體的尺寸，所以一對喇叭的設計要從單體選用開始。我們在市場上看到許多喇叭公司，都是向單體廠商購買現成的單體，講究一些者特別指定規格，訂做合用的單體，但這些都比不上工廠自己擁有設計與製造單體的能力，因為他們最有資格針對特定喇叭設計「專屬」的單體。
 
不同材質的音圈 擁有不同的物理特性

在進入Elac工廠的生產線，第一關就是長得像實驗室的音圈組裝，窗明几淨，連機器也都維持得乾乾淨淨，廠長Thoams走到生產的工作桌面上，拿起了幾塊材料，問我們一行人：「什麼是製作音圈最好的材料？」嗯，大家是來Elac參訪的，沒想到Thomas突然「抽考」，大家都沒說話，腦袋裡思索著到底什麼材料最好？我想的鋁合金或Peek，但兩者各有好處，很難說哪一種材料最好，所以也沒回答，等Thomas給我們一套Elac式的專業技術解答。

Thomas繼續說：「喇叭單體是由許多元件組成，其實每一個部份都很重要，但材料的選擇是設計好單體的第一步。」Thomas接著拿起了工作桌面上的其中一個音圈作為例子，他說這是鋁合金線圈，鋁合金有三個好處：

第一、鋁合金經過陽極處理之後，容易上膠，音圈繞線容易加工固定。

第二、散熱性很好。

第三、質地很硬，不易變型。
 

Elac製作音圈有三種不同的材質，Elac會依照不同喇叭的設計而選擇音圈的材質

Thomas說這三項條件加起來，讓鋁合金成為製作音圈「非常好」的材料，但是有一項缺點，就是鋁合金本身會導電，所以會產生電損，大功率驅動的時候會產生比較多損耗，這是材料先天上的限制。

可是如果希望音圈沒有電損，有沒有其他材料？有的，那就是Kapton。Thomas說Kapton是一種特殊的塑膠，因為是塑膠，所以完全不導電，等於完全沒有電損，加上質量很輕，硬度也很好，等於擁有鋁合金音圈的好處，卻沒有鋁合金音圈的缺點。我之前心裡面想的Peek，其實和Kapton是類似的材料，只是專有名詞不同，但一樣是特殊用途的塑膠薄膜。這麼說來，製作音圈最好的材料就是Kapton了嗎？且慢，因為Kapton本身就是塑膠材料，所以散熱性能並不好，遠遠跟不上鋁合金，所以應用在單體設計的方向也不太一樣。Thomas說Kapton材料製作音圈大部份用在相對尺寸較小的喇叭上面，因為Kapton音圈可以增加最大音壓大約1dB，而尺寸較小的喇叭因為頻率響應的設計，不會延伸到很低的低頻，單體工作發熱問題相對較小。


好吧，有沒有其他音圈材料可以魚與熊掌得兼？有的，Thomas拿起顏色略深的金屬片，他說就是這個：鈦金屬音圈。鈦金屬本身硬度很高，比鋁合金強得多，散熱性能也更好，質量又輕，加上電損大約只有鋁合金的一半不到，所以是製作音圈最頂尖的材料。Thomas用數據比較說明，如果以單體性能表現來說，鈦金屬音圈大約可以增加最大音壓約0.5dB。

鈦金屬音圈難道就沒有缺點了嗎？還是有的，主要問題就是成本較高。不僅是鈦金屬本身材料較格比較貴，還有鈦金屬的硬度更高，所以切割時對刀具的磨損更大，增加了加工成本，所以目前只有中高階以上的Elac喇叭用得起鈦合金音圈。
 

製作音圈所需要的「材料」，以及不同喇叭所使用的音圈皆不同，材質不同，大小也不盡相同

製作音圈最好的材質 視喇叭而定

解釋過這三種材料的音圈的物理特性，Thoams說這三種音圈在聲音表現上還有若干差異。Thomas進一步解釋，Kapton本身因為是塑膠，所以當它在「推動」喇叭振膜的時候，帶有一些阻尼，推動比較沒有那麼直接、那麼快速，可是鋁合金或鈦合金音圈推起振膜，因為材料硬度更高，所以聲音很直接、快速又乾淨。所以講到暫態反應速度，鋁合金或鈦合金音圈會更犀利猛爆，而Kapton因為材料本身的阻尼，會帶有一點軟調性，猛力推動振膜時會相對音質比較柔軟些。

該怎麼選擇「最好」的音圈材料？Thomas的答案是「看情況決定」。Thomas告訴我們，大多數情況Elac選擇鋁合金或鈦合金音圈，因為它們的散熱夠好，即便在大音壓下工作，依然可以維持穩定的工作溫度。可是在少數書架型喇叭的設計上，為了要在小尺寸單體獲得龐大的音壓與動態，那就沒有選擇，必須使用Kapton音圈。

講到這裡，Thomas告訴我們，因為Elac自己設計、製作單體，所以他們可以針對每一款喇叭的特性，設計專屬的單體，換句話說，我們看Elac的喇叭單體好像外觀長得一個樣子，可是實際上內部的細節，都是針對特定型號最佳化的單體。這個「最佳化」可不只是音圈的材料選擇而已，還包括音圈繞線。
 

廠長Tomas解說鋁合金、鈦合金音圈以及Kapton音圈的不同特性與用在Elac哪些喇叭上

Elac所製作的音圈多了預定型與人功熟化的步驟

Elac的單體為了追求高性能，幾乎全都是短音圈設計。為什麼音圈繞線組要短？因為單體工作時是做活塞運動，音圈會前後移動，可是在磁鐵間隙當中，如果音圈繞線前後活塞運動超出了磁隙，那就會產生磁力線下降的問題，這個現象講起來就是磁鐵抓不住音圈的運動，因而產生失真的問題。好，這裡講音圈繞線要短，可不是「少繞音圈」，因為音圈繞線長度與磁鐵的設計是相互配合的，多大的磁鐵，必須配合若干圈的繞線，那是預先計算而來，如果要在相同的繞線長度，製作更短的音圈，那就要採雙層繞線，甚至三層繞線。

雙層繞線或三層繞線難不難？講究的喇叭廠家都知道設計的奧妙，可是製作時要講究繞得平均，這就是「知易行難」的功夫了。為了掌握音圈繞線的品質，Elac全部都自己來，音圈繞組都在Keil工廠裡面完成。
 

工廠裡製作音圈的機器，Elac為了掌握音圈繞線的品質，音圈繞組都在Keil工廠裡面完成。

Thoams指著正在繞線的機器，他請我們仔細看繞線的過程，不僅是精密的繞線機器，而是完成繞線之後，工作人員會執行一道工序，讓106V的電壓通過音圈繞組，時間大約0.3秒，這個過程會產生一縷輕煙，馬上從排風口抽出去，我們只能看得到細微的冒煙，聞不到味道。
 

106V的電壓通過音圈繞組，時間大約0.3秒，這個過程會產生一縷輕煙，馬上從排風口抽出去，我們只能看得到細微的冒煙，聞不到味道。

這是甚麼特別的工序？Thomas解釋這是音圈的「預定型」（Prefixing）。原來一般音圈繞線，機器繞線會同步上膠，大部份工廠都是繞好線圈就完成了，沒有「預定型」這道功夫。Thomas解釋，基本上繞好線的線圈就可以直接使用，絕大多數喇叭廠就這樣送上下一段生產線了，可是Elac不一樣。Thomas說有時候新喇叭送到消費者手上，用家有可能馬上用大功率驅動，這時候新的音圈有可能會受損，而「預定型」的電壓加壓處理，等於先用超大功率「燒」一次音圈，經過「預定型」的音圈幾乎無堅不摧，就算全新的喇叭送到消費者手上，一樣不怕狂操猛催。音圈「預定型」是一個很小的細節，可是Elac依然照顧到了。
 

Elac的音圈都會經過電壓加壓處理，Elac稱這步驟為音圈的「預定型」（Prefixing）。Tomas解釋有時候新喇叭送到消費者手上，用家有可能馬上用大功率驅動，這時候新的音圈有可能會受損。但是Elac的音圈有經過電壓加壓處理，等於先用超大功率「燒」一次音圈，經過預定型處理的音圈，幾乎可以說是無堅不摧

還有什麼「費工」的預備動作？Thomas指著旁邊的烤箱，溫度設定在攝氏220度，剛剛完成的音圈要在這裡烤上90分鐘，Thoams說這是「人工熟化」（Artifical Aging），道理和前面所說的預定型很像，就是要讓Elac喇叭出廠的時候，已經不怕消費者用力操駕了。
 

為了讓Elac喇叭出廠時已經不怕消費者用力催喇叭，音圈除了經過預定型處理外，還要在攝氏220度的烤箱烤90分鐘，這步驟稱為「人工熟化」（Artifical Aging）

 

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為了提升單體的性能 選用耐熱400度的音圈

談到預定型與人工熟化，這些藏在細節裡的魔鬼都講完了嗎？還沒，Thomas告訴我們，Elac的音圈使用的線圈耐熱高達400度。咦？耐熱400度很重要嗎？Thoams表示，一般喇叭單體使用的音圈線材耐熱大約是250~300度，已經很不錯，而且在製做時有實際的好處，因為錫爐工作溫度是350度，如果音圈繞線耐熱較低，送入錫爐時，外表的漆同步融化，馬上就可以銲接，可是Elac的音圈繞線耐溫400度，所以錫爐350度不能融化外層，因此Elac必須多一道程序，用機器預先打磨音圈繞線尾端，這樣才能上錫爐銲接。
 

Elac的音圈繞線耐溫400度，錫爐350度不能融化外層，因此必須多一道程序，用機器預先打磨音圈繞線尾端，這樣才能上錫爐銲接。

不僅選用耐熱度超過錫爐溫度的線圈，還要預先打磨，才能銲接，不僅成本更高，還更費工，Elac幹嘛這麼麻煩？答案還是為了提升單體的性能，要知道單體劇烈運動時，會產生高溫，選用耐熱400度的音圈，才能確保Elac單體無堅不摧，除非擴大機本身短路或直流輸出，不然消費者怎麼操都不會把Elac單體的音圈燒掉。

光是一個音圈與繞線，Thomas就講了這麼多，您看，Elac不僅是自己設計、製作單體，他們還在每一個小地方都講究，也就是這許許多多、細細小小的、有道理的講究，成就Elac喇叭的超高德國品質。