本技术涉及半导体封装设备，尤其是涉及一种在第一主频率和第二主频率都能有很好的振动模态，同时抗干扰、重量轻和高刚性的短换能器。
背景技术：
1、引线键合实现集成电路芯片和框架互联，是半导体芯片封装的核心工艺。在现代的引线键合机里，超声换能器对键合的质量起着至关重要的作用。在引线键合过程中，引线在热量、压力和超声能量的共同作用下，与焊盘金属发生原子间扩散达到键合的目的。超声系统作为键合设备的核心部分，由发生器、换能器和键合工具组成。其中发生器负责产生超声频率的电信号，换能器负责电能到机械能的转换，键合工具负责固定引线、传递压力和超声能量、拉线弧等作用。换能器在整个超声系统中最为重要，通过调整换能器可以改变键合工具的振动轨迹、振动幅度和系统谐振频率。实际上键合工具的振动不是单方向的一维振动，而是三个方向都有振幅的三维振动。键合工具的振动模态直接决定了引线键合的品质，特别对于比较敏感的芯片，键合工具的振动模态起到了决定性的作用。由于键合工具只和换能器连接在一起，换能器的振动模态直接决定了键合工具的振动模态。换能器包括变幅杆头部、变幅杆本体、凸缘结构、马达等部分，其中马达主要由前盖板、螺栓、压电陶瓷片、铜片、后盖板等部分组成。对于短换能器，马达的前盖板通常和变幅杆设计为一个整体，这样变幅杆就变得尤为重要。变幅杆的振动模态决定了换能器的振动模态，从而决定了引线键合的品质。
2、引线键合随着前端工艺的发展正朝着超精细键合和大键合面积的趋势发展，对换能器的要求也越来越高。短换能器的优越性越来越明显，可以提高系统刚度、稳定性、键合精度和减少热膨胀和重量的不利影响。传统换能器一般是三倍波长设计，而短换能器可以减少到一倍波长。短换能器有一个或两个工作频率，第一主频率位于130khz～150khz，第二主频率位于70khz～90khz。第一主频率按一倍波长设计，而第二主频率按半倍波长设计。短换能器的变幅杆结构要能同时兼顾到第一主频率的振动模态和第二主频率的振动模态，变幅杆的结构设计就成为短换能器的难点和重点。
3、专利zl201420175990.8公开了一种带凸缘结构的短换能器，这种带凸缘结构的短换能器有一个或多个工作频率，且第一主频率位于120khz～140khz。这种凸缘结构可以实现将短换能器安装在机器上使用，但是同时也会引起短换能器频率和阻抗的较大变化，一个主要原因就是机器的邦头在运行过程中也有很大的振动，会传递给换能器，影响换能器正常稳定地工作。
4、专利202122609250.3公开了一种带改进凸缘结构的短换能器，采用了一个下方斜面的凸缘结构带有两个狭槽来实现动态隔离换能器的超声振动和机器邦头振动的双向传递，既避免了能量损失，又使换能器的频率和阻抗以及工作模态不受锁在机器上的影响，这样换能器可以更稳定工作。
5、这种结构虽然能实现短换能器的一些基本功能，但是在实际应用中，这种结构比较简单，没有优化短换能器第一主频率和第二主频率的振动模态所需要的结构，故难以在保证短换能器的第一主频率和第二主频率在没有结构优化的情况下都能有很好的振动模态，同时保证附近没有干扰模态，还要保证这两个主频率的放大倍数，以及实现短换能器的小重量和高刚性，现有技术均无法实现。
技术实现思路
1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在第一主频率和第二主频率都能有很好的振动模态，同时具有抗干扰、重量轻和高刚性特点的短换能器。
2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种短换能器，包括变幅杆、瓷嘴螺丝、键合工具、压电陶瓷片、铜片、后盖板和凸缘，其特征在于，所述的变幅杆包括变幅杆头部和变幅杆本体，所述的变幅杆头部为从变幅杆的顶端到换能器第一主频率的前振动节点，变幅杆本体为从换能器第一主频率的前振动节点到压电陶瓷片的安装面。
3、进一步地，所述的变幅杆头部结构为从顶端开始先宽后窄，其顶端宽度d1与前振动节点处宽度d1满足以下比例关系：d1：d1＝(1.1～1.4)：1。
4、进一步地，所述的变幅杆头部的横截面结构为从顶端至前振动节点呈逐级缩进的阶梯状，或呈无级递减的梯形状。
5、进一步地，所述的变幅杆头部设有瓷嘴洞，瓷嘴洞上方设有方形凸台，瓷嘴洞内部设有应力释放槽和限位台阶。
6、进一步地，所述的瓷嘴洞下方可以设有圆环形凸台。
7、进一步地，所述的变幅杆本体包括与变幅杆头部连接的前部、从凸缘至压电陶瓷片安装面的尾部，以及连接前部和尾部的中部，其中前部呈梯台状，其上下表面和侧面均呈斜面状，前部与中部之间设有过渡台阶，该过渡台阶的高度0.5～2mm，中部上下表面呈平面状，侧面与前部形成一体式斜面。
8、进一步地，所述的变幅杆本体与变幅杆头部连接处的宽度d2与变幅杆本体尾部的宽度d2满足以下比例关系：d2：d2＝(1.5～1.9)：1。
9、进一步地，所述的变幅杆头部和变幅杆本体的连接处为过渡台阶状，该过渡台阶状的高度0.05～0.5mm。
10、进一步地，所述的变幅杆头部和变幅杆本体的连接处侧面设有左右侧槽。
11、进一步地，所述的变幅杆头部的长度l1，变幅杆本体的长度l2，满足l1：l2＝1：(1.2～1.5)；
12、换能器第一主频率为130khz～150khz，换能器第一主频率的后振动节点位于压电陶瓷内，前振动节点和后振动节点通过改变变幅杆的材料和尺寸来控制其位置。换能器的第二主频率也是通过优化变幅杆的材料和尺寸来实现。上述变幅杆可采用铝合金、不锈钢、因瓦合金、钛合金等金属材料。
13、上述换能器由变幅杆、瓷嘴螺丝、键合工具、后盖板、压电陶瓷片、铜片以及螺栓共同组成想要的谐振频率，上述换能器可以有一个或两个工作频率。
14、上述变幅杆头部的侧面设有给瓷嘴螺丝使用的螺纹孔和通孔，尾部设有给螺栓使用的螺纹孔。
15、上述变幅杆左右为对称结构，上下可以为对称结构，也可以是非对称结构。
16、上述变幅杆在换能器第一主频率的前振动节点处的左右侧面，可设有侧槽，进一步隔离干扰模态。
17、本实用新型采用了一个适用于短换能器的变幅杆改进结构，引线键合机所使用的短换能器主要由变幅杆、凸缘结构和马达等部分组成，其中马达主要由前盖板、螺栓、压电陶瓷片、铜片、后盖板等部分组成，此外还有瓷嘴螺丝、键合工具，压电陶瓷片负责产生超声振动，实现电能到机械能的转换。在变幅杆的前端有一个孔用来装键合工具，瓷嘴螺丝负责把他们锁在一起；后盖板负责固定压电片，实现稳定的超声输出。变幅杆负责放大压电陶瓷产生的超声振动幅度并按换能器的振动模态传递给键合工具。
18、变幅杆的第一段为变幅杆头部，从变幅杆的顶端到换能器第一主频率的前振动节点，这样从节点位置转折可以增加变幅杆的放大倍数，左右结构为从顶端开始先宽后窄，上下结构为平面且瓷嘴洞上方带有方形凸台，这样的结构既保证了变幅杆头部的刚性和使用性，又不至于使变幅杆头部的重量很大。变幅杆的第二段为变幅杆本体，从换能器第一主频率的前振动节点到压电陶瓷片的安装面，上下结构为沿头部方向先斜面再通过台阶过度到平面，左右结构则为全斜面直到安装凸缘才变为平面。变幅杆的第二段与第一段交汇处有台阶，由于在振动节点附近，变幅杆截面积的突变会增加其放大倍数，这样的结构进一步增加了变幅杆的放大倍数，同时优化了变幅杆的振动模态，并隔离了其它干扰模态。
19、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
20、一、本实用新型改进的变幅杆结构可以拥有比较理想的振动幅度放大倍数，使得短换能器不需要加很大的功率也可以达到所需的键合强度。
21、二、本实用新型改进的变幅杆结构拥有比较理想的振动模态，除保证第一主频率和第二主频率拥有比较理想的横向模态外，也保证了这两个主频率附近没有弯曲模态和扭转模态的干扰，从而加强了短换能器工作的稳定性。
22、三、本实用新型改进的变幅杆结构也保证了短换能器本身的刚性，同时尽可能减小了短换能器的重量。
1.一种短换能器，包括变幅杆（1）、瓷嘴螺丝（2）、键合工具（3）、压电陶瓷片（4）、铜片（5）、后盖板（6）和凸缘（7），其特征在于，所述的变幅杆（1）包括变幅杆头部和变幅杆本体，所述的变幅杆头部为从变幅杆的顶端到换能器第一主频率的前振动节点（8），变幅杆本体为从换能器第一主频率的前振动节点（8）到压电陶瓷片的安装面；
2.根据权利要求1所述的一种短换能器，其特征在于，所述的变幅杆头部设有瓷嘴洞（1a），瓷嘴洞（1a）上方设有方形凸台（1b），瓷嘴洞（1a）内部设有应力释放槽和限位台阶。
3.根据权利要求2所述的一种短换能器，其特征在于，所述的瓷嘴洞（1a）下方设有圆环形凸台。
4.根据权利要求1所述的一种短换能器，其特征在于，所述的变幅杆本体与变幅杆头部连接处的宽度d2与变幅杆本体尾部的宽度d2满足以下比例关系：d2：d2=（1.5~1.9）：1。
5.根据权利要求1所述的一种短换能器，其特征在于，所述的变幅杆头部和变幅杆本体的连接处为过渡台阶状，该过渡台阶状的高度0.05~0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种短换能器，其特征在于，所述的变幅杆头部和变幅杆本体的连接处侧面设有左右侧槽（1c）。
7.根据权利要求1所述的一种短换能器，其特征在于，所述的变幅杆头部的长度l1，变幅杆本体的长度l2，满足l1：l2=1：（1.2~1.5）；
