CN108176574A - 一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于集成电路芯片热超声引线键合封连工艺的串联复合结构双频、多振幅压电超声换能器。该换能器由两组双端辐射压电振子和两个不同放大倍数的二级机械变幅杆组成，可在60kHz或120kHz频率附近工作，提供三种驱动方式，在相同频率简谐激振信号下，能够获得多种振幅输出，以满足集成电路芯片引线键合工艺的不同需求，提高键合连接效率和可靠性。同时该复合结构超声换能器夹持机构采用圆弧形铰链构成的法兰柔性夹持机构，能够有效降低变幅杆轴向超声波传递过程中，夹持机架扰动力矩对超声波传递效率的影响，提高超声能量的利用率。
Description
技术领域
本发明属于高频超声精密制造领域，涉及一种可应用于集成电路(IC)芯片热超声引线键合或倒装键合封连工艺的串联复合结构双频多振幅压电超声换能器。
背景技术
随着集成电路(IC)芯片向着高集成度、多引线、细间距的发展，对集成电路芯片焊盘和封装引脚间的电气引线连接效率、可靠性提出了更高的要求，引线键合或倒装键合装备需要不断发展以适应各种半导体新工艺、新材料、新连接可靠性及效率的要求。目前，引线键合和倒装键合技术凭借工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式而在芯片封连工艺中占主导地位，在可预见的未来仍将是半导体封装连接的主流方式。压电超声换能器作为热超声IC芯片精密封连设备的核心组成部件之一，其作用是将施加在换能器压电陶瓷晶堆的电能装换为工艺所需的机械变幅杆的超声振动能量，以实现集成电路芯片焊盘和封装引脚间的可靠性电气连接。传统压电超声换能器多为单一频率工作，适用的功率范围小，振幅可选择性差，当遇到不同芯片封连续加工需求时，需要频繁更换压电换能器来满足特定键合工艺所需的频率、功率、振幅、振速等要求，这不仅使得工作效率大幅度降低，也使得设备调试与工艺调节等费时耗力。为此，本发明提出并开发了一款可应用于芯片封连键合工艺的串联复合结构双频多振幅压电超声换能器。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计了一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器。该换能器采用两组压电陶瓷晶堆驱动的Sandwich夹心式纵振结构，两组不同结构的二级机械变幅杆通过螺栓与压电陶瓷晶堆连接，每个振动传输支路均具备60kHz和120kHz两种谐振频率，这样的设计使得该换能器能够在多种频率组合情况下激振，以达到不同的功率、振幅输出的目的，完成不同封装类型、不同材料和不同工艺需求的集成电路芯片封连工艺。该复合结构压电换能器中间振动块设置有柔性铰链法兰夹持机构，能够减少夹持装置对两组压电换能器超声纵振的影响，达到运动解耦的目的。该复合机构换能器能够满足多种工况的需求，以实现最佳的键合效果，同时也极大减少了键合设备更换压电换能器和工艺调试时间，提高了键合效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，包括第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组、第一振动杆、第二振动杆和中间振动块，所述第一压电陶瓷组安装在第一振动杆和中间振动块之间，所述第二压电陶瓷组安装在第二振动杆和中间振动块之间，第一压电陶瓷组、第一振动杆、中间振动块、第二压电陶瓷组、第二振动杆依次通过预紧螺栓同轴连接；第一振动杆和第二振动杆的结构不同，具有不同的振幅放大倍数。
在上述技术方案中，所述第一振动杆和第二振动杆轴线位置设置螺纹孔、中间振动块设置通孔，所述预紧螺栓与第一振动杆右端面的螺纹孔和第二振动杆左端面的螺纹孔进行连接。
在上述技术方案中，所述的第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组均由四片压电陶瓷片和四片厚度为0.05mm的铜电极片组成，所述压电陶瓷片和铜电极片进行隔片设置，两组压电陶瓷组种压电陶瓷片的设置方式相同，即相邻两片压电陶瓷片的极化方向相反。
在上述技术方案中，第一振动杆包括第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长阶梯形变幅杆；第二振动杆包括第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长圆锥形变幅杆。第一振动杆和第二振动杆均利用两级变幅杆组合实现超声振动幅值的二级变幅。
在上述技术方案中，中间振动块上设置有两个柔性铰链法兰夹持机构，两个柔性铰链法兰夹持机构对称设置，所述柔性铰链法兰夹持机构由夹持法兰、柔性连接条组成，夹持法兰通过两个柔性连接条与中间振动块连接，两个柔性连接条相互平行，柔性连接条为长方体条状，在柔性连接条上沿振动方向设置有两个对称的圆弧形凹槽；夹持法兰加工有通孔，夹持法兰上的通孔与螺栓配合实现夹持法兰与机架固定；所述柔性铰链法兰夹持机构与中间振动块为一体加工成型。
在上述技术方案中，所述的第一振动杆、第二振动杆、中间振动块、柔性铰链法兰夹持机构均选用7075航空铝材质，预紧螺栓选用45号钢材质。
在上述技术方案中，所述第一振动杆和第二振动杆均为分体式结构，第一振动杆包括第一连接杆段和第一变幅杆段，第一连接杆段与预紧螺栓连接，第一连接杆段的外端通过螺纹与第一变幅杆段连接；第二振动杆包括第二连接杆段和第二变幅杆段，第二连接杆段与预紧螺栓连接，第二连接杆段的外端通过螺纹与第二变幅杆段连接。进一步的，所述第一变幅杆由第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长阶梯形变幅杆整体加工形成的；所述第二变幅杆段由第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长圆锥形变幅杆整体加工形成的。更进一步的，在第一连接杆段的外端设置有内螺纹孔，第一变幅杆段的内端设置有螺柱，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第一连接杆段与第一变幅杆段连接；或者在第一连接杆段的外端设置螺柱，第一变幅杆段的内端设置内螺纹孔，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第一连接杆段与第一变幅杆段连接；在第二连接杆段的外端设置有内螺纹孔，第二变幅杆段的内端设置有螺柱，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第二连接杆段与第二变幅杆段连接；或者在第二连接杆段的外端设置螺柱，第二变幅杆段的内端设置内螺纹孔，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第二连接杆段与第二变幅杆段连接。
使用时，所述串联复合结构双频多振幅压电超声换能器具有三种激振方式：
第一种激振方式：第一压电陶瓷组单独激振，单独给第一压电陶瓷组通入高频交流激振信号，使得第一压电陶瓷组产生振动，第一压电陶瓷组产生的振动传递到第一振动杆和第二振动杆；
第二种激振方式：第二压电陶瓷组单独激振，单独给第二压电陶瓷组通入高频交流激振信号，使得第二压电陶瓷组产生振动，第二压电陶瓷组产生的振动传递到第一振动杆和第二振动杆；
第三种激振方式：第一压电陶瓷组和第二压电陶瓷组同时激振，给第一压电陶瓷组和第二压电陶瓷组通入同源高频激振信号，使得两压电陶瓷组同时产生振动，第一压电陶瓷组产生的振动和第二压电陶瓷组产生的振动通过中间振动块进行传递产生相互叠加，叠加的振动分别传递到第一振动杆和第二振动杆。
进一步的，使用时，三种激振方式可分别输入60kHz或120kHz的高频超声激振信号，实现换能器在60kHz或120kHz两个频率点工作。
进一步的，使用时，所述串联复合结构双频多振幅压电超声换能器具有两种装配方式，一种为第一变幅杆段与第一振动杆的第一连接杆段通过螺纹连接，第二变幅杆段与第二振动杆的第二连接杆段通过螺纹连接；另一种为第一变幅杆段与第二振动杆的第二连接杆段通过螺纹连接，第二变幅杆段与第一振动杆的第一连接杆段通过螺纹连接；使用时，通过变换第一变幅杆段和第二变幅杆段的装配位置，来调节换能器两端输出振幅。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的超声换能器采用双功率双头设计，换能器包含了两组压电陶瓷，提供了三种驱动方式：第一压电陶瓷组单独激振、第二压电陶瓷组单独激振、两组压电陶瓷共同激振，三种激励方式使得换能器能够在同一高频超声激振信号输入下其两端具有多种振幅的输出；尤其是两组压电陶瓷共同激振时，通过第一压电陶瓷组1和第二压电陶瓷组2的振幅叠加，从而实现了更多种振幅输出的功能，相比两组压电陶瓷组的驱动方式，现有的单压电陶瓷组驱动如果想达到较大的的振幅输出，就势必要增加压电陶瓷组的输入电压，以获得较大的输入电流，而电流的增加会导致换能器更大的发热量大的发热量会导致换能系统的剧烈变化，从而导致系统谐振频率的漂移，这样会使得换能系统工作在非谐振状态下，不利于超声功率的传输，造成键合效果的不佳甚至失败而且降低了换能器的使用寿命；本发明的串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，能够实现较小电压输入下，通过两组压电陶瓷的振动合成获得高振幅输出，降低了换能器的能耗和发热量，增大了电能与机械能的转化率，提高了能量的利用率。
2、超声换能器将变幅杆做成分体式结构，使用时，通过变换第一变幅杆段和第二变幅杆段的装配位置，来获得换能器两端多种振幅的输出，由于第一变幅杆段和第二变幅杆段的装配方式不同以及第一变幅杆段和第二变幅杆段的放大倍数不同，使得换能器两端输出的振幅和振速不同，可实现不同管脚的封装，因此在复杂的工作情况下该换能器解决了频繁更换换能器的难题，节省了键合时间，提高了工作效率，扩大了换能器的适用范围。在超声换能器具体装配时，可根据实际使用要求进行选择，以满足不同加工要求。
3、超声换能器采用的柔性铰链结构有效的减少了机架对压电超声换能器超声纵振的影响，达到了运动解耦的目的，使得超声波的传递效率和能量的利用率得到提高，换能器的使用寿命得到增加。
附图说明
图1是实施例一中串联复合结构双频多振幅压电超声换能器的结构示意图。
图2是实施例一中串联复合结构双频多振幅压电超声换能器的爆炸图。
图3是实施例一中压电陶瓷片的设置示意图。
图4是实施例一中柔性铰链法兰夹持机构的侧视图。
图5是实施例一中柔性铰链法兰夹持机构的俯视图。
图6是实施例二中串联复合结构双频多振幅压电超声换能器的爆炸图。
图7是实施例二中第一变幅杆的结构示意图。
图8是实施例二中第二变幅杆的结构示意图。
图9是实施例二中第一变幅杆和第二变幅杆第一种装配方式的结构示意图。
图10是实施例二中第一变幅杆和第二变幅杆第二种装配方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
下面结合实施例的附图，对本发明对本发明中的技术方案作出细致地描述，显然本实例并非本发明的全部实例，凡是基于本发明的实施例且没有创新性的其他实施例皆为本发明的保护范围。
实施例一：
参见附图1和图2，一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，包括第一压电陶瓷组1、第二压电陶瓷组2、第一振动杆3、第二振动杆4、中间振动块5和预紧螺栓7。所述第一压电陶瓷组1安装在第一振动杆3和中间振动块5之间，所述第二压电陶瓷组2安装在第二振动杆4和中间振动块5之间，第一压电陶瓷组1、第一振动杆3、中间振动块5、第二压电陶瓷组2、第二振动杆4依次通过预紧螺栓7同轴连接(所述第一振动杆3和第二振动杆4轴线位置设置螺纹孔、中间振动块5设置通孔，所述预紧螺栓7与第一振动杆右端面的螺纹孔和第二振动杆左端面的螺纹孔进行连接)。
所述的第一压电陶瓷组1、第二压电陶瓷组2均由四片压电陶瓷片a和四片0.05mm厚的铜电极片b组成，所述压电陶瓷片a和铜电极片b进行隔片设置；参见附图3，图3给出了第一压电陶瓷组1和第二压电陶瓷组2中压电陶瓷片a的设置示意图，第一压电陶瓷组1和第二压电陶瓷组2中压电陶瓷片a的设置方式相同，即相邻两片压电陶瓷片的极化方向相反。
第一振动杆3和第二振动杆4的结构不同，具有不同的振幅放大倍数。参见附图1，其中，第一振动杆3包括第一级半波长圆锥形变幅杆3-21和第二级半波长阶梯形变幅杆3-22；第二振动杆4包括第一级半波长圆锥形变幅杆4-21和第二级半波长圆锥形变幅杆4-22。
参见附图1，中间振动块5上设置有两个柔性铰链法兰夹持机构6，通过柔性铰链法兰夹持机构6将本发明固定在机架上；两个柔性铰链法兰夹持机构6对称设置，参见附图4和图5，所述柔性铰链法兰夹持机构6由夹持法兰6-1、柔性连接条6-2组成，夹持法兰6-1通过两个柔性连接条6-2与中间振动块5连接，两个柔性连接条6-2相互平行，柔性连接条6-2为长方体条状，在柔性连接条6-2上沿振动方向(沿中间振动块5轴向)设置有两个对称的圆弧形凹槽6-3；夹持法兰6-1加工有通孔6-4，夹持法兰6-1上的通孔6-4与螺栓配合实现夹持法兰6-1与机架固定；所述柔性铰链法兰夹持机构6与中间振动块5为一体加工成型，以上结构形成了柔性铰链结构，能够更好的解除换能器与外部机构的耦合，提高了超声能量的利用率。
本实施例所述的第一振动杆3、第二振动杆4、中间振动块5、柔性铰链法兰夹持机构6均选用7075航空铝材质，预紧螺栓选用45号钢材质。
在超声换能器工作时，根据芯片封装对不同功率和幅值的要求换能器提供了三种激振方式，在具体使用时，可根据实际使用要求进行选择。
第一种激振方式：第一压电陶瓷组1单独激振。单独给第一压电陶瓷组1通入高频超声激振信号，使得第一压电陶瓷组产生振动，第一压电陶瓷组1产生的振动传递到第一振动杆3，经过第一振动杆3的第一级半波长圆锥形变幅杆3-21和第二级半波长阶梯形变幅杆3-22进行两级放大并把振动传递到第一振动杆3的顶端；同时第一压电陶瓷组1产生的振动通过中间振动块5和第二压电陶瓷组2传递到第二振动杆4，经过第二振动杆4的第一级半波长圆锥形变幅杆4-21和第二级半波长圆锥形变幅杆4-22进行两级放大并把振动传递到第二振动杆4的顶端。由于第一振动杆3和第二振动杆4的放大倍数不同，所以第一振动杆3和第二振动杆4两端的振幅也不相同。
第二种激振方式：第二压电陶瓷组2单独激振。单独给第二压电陶瓷组通入高频超声激振信号，使得第二压电陶瓷组产生振动，第二压电陶瓷组2产生的振动传递到第二振动杆4，经过第二振动杆4的第一级半波长圆锥形变幅杆4-21和第二级半波长圆锥形变幅杆4-22进行两级放大并把振动传递到第二振动杆4的顶端；同时第二压电陶瓷组2产生的振动通过中间振动块5和第一压电陶瓷组1传递到第一振动杆3，经过第一振动杆3的第一级半波长圆锥形变幅杆3-21和第二级半波长阶梯形变幅杆3-22进行两级放大并把振动传递到第一振动杆3的顶端。由于第一振动杆3和第二振动杆4的放大倍数不同，所以第一振动杆3和第二振动杆4两端的振幅也不相同。
第一种激振方式和第二种激振方式在通入同一频率的超声激振信号的情况下，第一种激振方式下第一振动杆3和第二振动杆4两端的振幅和第二种激振方式下第一振动杆3和第二振动杆4两端的振幅也是不同的，从而实现多种振幅输出，满足加工需求。
第三种激振方式：第一压电陶瓷组1和第二压电陶瓷组2同时激振。给第一压电陶瓷组1和第二压电陶瓷组2通入同源高频超声激振信号，使得两压电陶瓷组同时产生振动，第一压电陶瓷组1产生的振动和第二压电陶瓷组2产生的振动通过中间振动块5进行传递产生相互叠加，叠加的振动经第一振动杆3和第二振动杆4进行放大传递到换能器的两端。传统只有一个压电陶瓷组的单体结构压电超声换能器，增大振幅输出需要通过输入较高的带电压来实现，这样会增大换能器压电陶瓷组的发热量，不利于系统的谐振控制和功率利用。本发明的双传输支路串联复合解耦压电换能器是通过振动合成而来，每一支路无需增大电压换取大的振幅输出，相当于双振动支路共同分担加载功率，因而任何一个传输支路的发热量小于单体结构换能器的发热量，从而减小了换能系统的频率漂移，且系统具备更广的键合工艺适应性。
本发明的压电超声换能器可以在60kH和120kHz两个频率点工作，因此三种激振方式可以分别输入60kHz或120kHz超声激振信号进行激振，换能器在60kHz频率点工作时实现了管脚封装对大振幅的要求，换能器在120kHz频率点工作时不仅实现了管脚封装对小振幅的要求，同时提高了键合效率，可实现低温封装。
实时例二：
参见附图6，在实施例一的基础上，所述第一振动杆3和第二振动杆4均为分体式结构，第一振动杆3包括第一连接杆段3-1和第一变幅杆段3-2，第一连接杆段3-1与预紧螺栓7连接，第一连接杆段3-1的外端通过螺纹与第一变幅杆段3-2连接(在第一连接杆段3-1的外端设置有内螺纹孔，第一变幅杆段3-2的内端设置有螺柱，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第一连接杆段3-1与第一变幅杆段3-2连接；或者在第一连接杆段3-1的外端设置螺柱，第一变幅杆段3-2的内端设置内螺纹孔，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第一连接杆段3-1与第一变幅杆段3-2连接)；第二振动杆4包括第二连接杆段4-1和第二变幅杆段4-2，第二连接杆段4-1与预紧螺栓7连接，第二连接杆段4-1的外端通过螺纹与第二变幅杆段4-2连接(在第二连接杆段4-1的外端设置有内螺纹孔，第二变幅杆段4-2的内端设置有螺柱，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第二连接杆段4-1与第二变幅杆段4-2连接；或者在第二连接杆段4-1的外端设置螺柱，第二变幅杆段4-2的内端设置内螺纹孔，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第二连接杆段4-1与第二变幅杆段4-2连接)；
参见附图7，所述第一变幅杆3-2由第一级半波长圆锥形变幅杆3-21和第二级半波长阶梯形变幅杆3-22整体加工形成的。
参见附图8，所述第二变幅杆段4-2由所述第一级半波长圆锥形变幅杆4-21和第二级半波长圆锥形变幅杆4-22整体加工形成的。
参见附图9和10，所述第一变幅杆段3-2和第二变幅杆段4-2可以互换位置，即第一变幅杆段3-2能够与第二振动杆4的第二连接杆段4-1通过螺纹连接，第二变幅杆段4-2能够与第一振动杆3的第一连接杆段3-1通过螺纹连接，由于第一变幅杆段3-2和第二变幅杆段4-2的装配方式不同以及第一变幅杆段3-2和第二变幅杆段4-2的放大倍数不同，使得换能器两端获得的振幅和振速不同，扩大了换能器的适用范围，在超声换能器具体装配时，可根据实际使用要求进行选择，以满足不同加工要求。
Claims (10)
1.一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：包括第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组、第一振动杆、第二振动杆和中间振动块，所述第一压电陶瓷组安装在第一振动杆和中间振动块之间，所述第二压电陶瓷组安装在第二振动杆和中间振动块之间，第一压电陶瓷组、第一振动杆、中间振动块、第二压电陶瓷组、第二振动杆依次通过预紧螺栓同轴连接；第一振动杆和第二振动杆的结构不同，具有不同的振幅放大倍数。
2.根据权利要求1所述的一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：所述第一振动杆和第二振动杆轴线位置设置螺纹孔、中间振动块设置通孔，所述预紧螺栓与第一振动杆右端面的螺纹孔和第二振动杆左端面的螺纹孔进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：所述的第一压电陶瓷组、第二压电陶瓷组均由四片压电陶瓷片和四片铜电极片组成，所述压电陶瓷片和铜电极片进行隔片设置，两组压电陶瓷组种压电陶瓷片的设置方式相同，即相邻两片压电陶瓷片的极化方向相反。
4.根据权利要求1所述的一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：第一振动杆包括第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长阶梯形变幅杆；第二振动杆包括第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长圆锥形变幅杆。
5.根据权利要求1所述的一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：中间振动块上设置有两个柔性铰链法兰夹持机构，两个柔性铰链法兰夹持机构对称设置，所述柔性铰链法兰夹持机构由夹持法兰、柔性连接条组成，夹持法兰通过两个柔性连接条与中间振动块连接，两个柔性连接条相互平行，柔性连接条为长方体条状，在柔性连接条上沿振动方向设置有两个对称的圆弧形凹槽；夹持法兰加工有通孔，夹持法兰上的通孔与螺栓配合实现夹持法兰与机架固定；所述柔性铰链法兰夹持机构与中间振动块为一体加工成型。
6.根据权利要求1所述的一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：所述第一振动杆和第二振动杆均为分体式结构，第一振动杆包括第一连接杆段和第一变幅杆段，第一连接杆段与预紧螺栓连接，第一连接杆段的外端通过螺纹与第一变幅杆段连接；第二振动杆包括第二连接杆段和第二变幅杆段，第二连接杆段与预紧螺栓连接，第二连接杆段的外端通过螺纹与第二变幅杆段连接；所述第一变幅杆由第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长阶梯形变幅杆整体加工形成的；所述第二变幅杆段由第一级半波长圆锥形变幅杆和第二级半波长圆锥形变幅杆整体加工形成的。
7.根据权利要求6所述的一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于：在第一连接杆段的外端设置有内螺纹孔，第一变幅杆段的内端设置有螺柱，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第一连接杆段与第一变幅杆段连接；或者在第一连接杆段的外端设置螺柱，第一变幅杆段的内端设置内螺纹孔，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第一连接杆段与第一变幅杆段连接；在第二连接杆段的外端设置有内螺纹孔，第二变幅杆段的内端设置有螺柱，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第二连接杆段与第二变幅杆段连接；或者在第二连接杆段的外端设置螺柱，第二变幅杆段的内端设置内螺纹孔，通过螺柱旋入内螺纹孔，实现第二连接杆段与第二变幅杆段连接。
8.如权利要求1-7之一所述的串联复合结构双频多振幅压电超声换能器的使用方法，其特征在于，超声换能器具有三种激振方式：
第一种激振方式：第一压电陶瓷组单独激振，单独给第一压电陶瓷组通入超声激振信号，使得第一压电陶瓷组产生振动，第一压电陶瓷组产生的振动经第一振动杆和第二振动杆进行放大传递到压电超声换能器的两端；
第二种激振方式：第二压电陶瓷组单独激振，单独给第二压电陶瓷组通入超声激振信号，使得第二压电陶瓷组产生振动，第二压电陶瓷组产生的振动经第一振动杆和第二振动杆进行放大传递到压电超声换能器的两端；
第三种激振方式：第一压电陶瓷组和第二压电陶瓷组同时激振，给第一压电陶瓷组和第二压电陶瓷组通入同源超声激振信号，使得两压电陶瓷组同时产生振动，第一压电陶瓷组产生的振动和第二压电陶瓷组产生的振动通过中间振动块进行传递产生并叠加，叠加的振动经第一振动杆和第二振动杆进行放大传递到压电超声换能器的两端。
9.如权利要求8所述的串联复合结构双频多振幅压电超声换能器的使用方法，其特征在于：三种激振方式分别输入60kHz或120kHz超声激振信号进行激振，实现换能器在60kHz或120kHz两个频率点工作。
10.如权利要求6、7之一所述的串联复合结构双频多振幅压电超声换能器，其特征在于，具有两种装配方式：一种为第一变幅杆段与第一振动杆的第一连接杆段通过螺纹连接，第二变幅杆段与第二振动杆的第二连接杆段通过螺纹连接；另一种为第一变幅杆段与第二振动杆的第二连接杆段通过螺纹连接，第二变幅杆段与第一振动杆的第一连接杆段通过螺纹连接；使用时，通过变换第一变幅杆段和第二变幅杆段的装配位置，来获得更多振幅的输出。
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