本發(fā)明涉及用于封裝MEMS器件的陶瓷封裝管殼，特別涉及一種一體化多功能陶瓷封裝管殼。

背景技術(shù)：
目前，紅外熱成像、Thz等MEMS傳感器普遍采用陶瓷封裝管殼來實(shí)現(xiàn)高真空、恒溫、小體積的封裝。為了實(shí)現(xiàn)高真空、恒溫、小體積以及長壽命的工作環(huán)境和封裝要求，通常需要采用多種獨(dú)立功能的封裝元器件裝配在一起的組合裝配方式實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，參見圖1和圖2，為了實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的高真空環(huán)境，需要將獨(dú)立的吸氣劑元件20中的電加熱金屬絲21通過點(diǎn)焊等方式固定在陶瓷封裝管殼10預(yù)留的金屬電極12上，對其通電加熱至300℃以上并保持10-15分鐘，來實(shí)現(xiàn)吸氣劑的激活釋放，之后再完全封閉管殼，整個封裝過程需要在高真空環(huán)境下完成。為了實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度的恒定，通常需要在管殼內(nèi)裝配控溫元件，例如半導(dǎo)體制冷器（TEC）元件30來實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的精確控制。參見圖2，TEC元件一般是由第一陶瓷片31、TEC電路32、多個TEC半導(dǎo)體塊33以及第二陶瓷片34組成，TEC電路連接TEC半導(dǎo)體塊，實(shí)現(xiàn)TEC功能。TEC元件的裝配方式是將第一陶瓷片31的外表面鍍金，再通過高溫氮?dú)獗Ｗo(hù)釬焊將其與管殼10固定粘接在一起，并預(yù)留相關(guān)信號或供電連接管腳引線。參見圖2，為了實(shí)現(xiàn)測量器件內(nèi)溫度，需要通過焊接或者粘接等方式固定一個熱電偶元器件40在管殼內(nèi)，并預(yù)留相關(guān)信號連接管腳引線。傳統(tǒng)裝配方式存在的問題是，每種獨(dú)立元器件的裝配工藝各不相同，有的是點(diǎn)焊，有的釬焊，有的要求粘接焊接等，工藝溫度、時間和設(shè)備也各不相同，工藝條件之間的排斥和不兼容會導(dǎo)致傳統(tǒng)封裝工藝復(fù)雜性高，操作技術(shù)難度大，生產(chǎn)良率差，效率低下，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高；另外，傳統(tǒng)封裝工藝制作的封裝器件最終體積較大，不符合行業(yè)發(fā)展趨勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種一體化多功能陶瓷封裝管殼，能夠顯著降低封裝工藝復(fù)雜性，減小產(chǎn)品體積。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種一體化多功能陶瓷封裝管殼，包括陶瓷封裝管殼，還包括吸氣劑模塊、測溫模塊、控溫模塊，所述吸氣劑模塊、測溫模塊和控溫模塊與陶瓷封裝管殼為一體化設(shè)計。優(yōu)選地，所述吸氣劑模塊包括金屬區(qū)和吸氣劑材料層，所述金屬區(qū)直接生長在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上，所述吸氣劑材料層生長在金屬區(qū)上，在所述陶瓷封裝管殼內(nèi)預(yù)留有連接到金屬區(qū)的引線框架，所述金屬區(qū)通過引線框架連通到管殼外部的激活釋放引腳。優(yōu)選地，所述控溫模塊是半導(dǎo)體制冷器，所述半導(dǎo)體制冷器由TEC電路、多個TEC半導(dǎo)體塊和陶瓷片作業(yè)面組成，所述TEC電路直接印刷在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上，所述多個TEC半導(dǎo)體塊設(shè)置在TEC電路上，所述陶瓷片作業(yè)面設(shè)置在多個TEC半導(dǎo)體塊上，在所述陶瓷封裝管殼內(nèi)預(yù)留有連接到TEC電路的引線框架，所述TEC電路通過引線框架連通到管殼外部的控制引腳。優(yōu)選地，所述測溫模塊是熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)是將熱敏電阻材料通過金屬漿料印刷工藝印刷在陶瓷封裝管殼上，在所述陶瓷封裝管殼內(nèi)預(yù)留有連接到熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)的引線框架，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)通過引線框架連通到管殼外部的信號引腳。優(yōu)選地，所述金屬區(qū)是平面狀或者凸凹墻形狀。優(yōu)選地，所述金屬區(qū)采用鎢或者鉬金屬材料制成，通過金屬漿料印刷法、電鍍法或化學(xué)沉積法生長在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上。優(yōu)選地，所述吸氣劑材料層是通過濺射、涂敷、燒結(jié)或納米涂層加工工藝生長在金屬區(qū)上。優(yōu)選地，所述多個TEC半導(dǎo)體塊采用碲化鉍材料制成。優(yōu)選地，所述控制引腳具有信號傳輸和供電功能。優(yōu)選地，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)是采用NTC熱敏電阻材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：1）吸氣劑模塊、控溫模塊和測溫模塊與陶瓷封裝管殼的一體化設(shè)計可實(shí)現(xiàn)陶瓷封裝管殼自帶吸氣、控溫和測溫功能，簡化后續(xù)封裝步驟，提高生產(chǎn)效率，降低因各個模塊安裝環(huán)節(jié)導(dǎo)致器件失效的風(fēng)險；另外，將吸氣劑模塊、控溫模塊和測溫模塊集成在陶瓷封裝管殼中，可以提高陶瓷封裝管殼集成度，有利于封裝器件體積的縮小；2）吸氣劑模塊與封裝管殼的一體化設(shè)計可以增強(qiáng)吸氣劑可靠性，使其具備優(yōu)良的抗機(jī)械沖擊能力，杜絕掉粉，脫落顆粒的現(xiàn)象，顯著提高生產(chǎn)良率，延長MEMS器件的使用壽命；從加熱激活效果來看，金屬區(qū)采用的金屬漿料印刷工藝保證了金屬區(qū)電阻的可控性，可實(shí)現(xiàn)較大的金屬區(qū)電阻，降低吸氣劑激活電路線路電阻對吸氣劑材料層釋放過程造成的干擾；另外，利用金屬材料溫度阻抗特性變化曲線，通過實(shí)時測量金屬區(qū)電阻來計算金屬區(qū)的實(shí)時溫度，能夠準(zhǔn)確控制金屬區(qū)在吸氣劑材料層釋放過程中的溫度，金屬區(qū)的設(shè)計又使得每個封裝管殼內(nèi)吸氣劑材料層的散熱條件趨近一致，保證每個器件中吸氣劑材料層的充分激活和釋放，確保吸氣劑性能的一致性，提高生產(chǎn)良率，延長MEMS器件的使用壽命。3）將陶瓷封裝管殼作為TEC元件的下層陶瓷面，能夠縮小封裝器件的體積，降低生產(chǎn)成本；TEC元件與陶瓷封裝管殼的一體化設(shè)計，不需要將TEC元件通過高溫氮?dú)獗Ｗo(hù)大面積鍍金釬焊固定在陶瓷封裝管殼上，完全避免釬焊的良率問題以及焊接層中的氣泡和氣孔、焊料雜質(zhì)等放氣問題，顯著提高生產(chǎn)良率，延長封裝器件的使用壽命；4）熱電偶溫度傳感區(qū)是將熱敏電阻材料通過金屬漿料印刷工藝直接印刷在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上，熱敏電阻材料直接與管殼接觸程度達(dá)到最大化，能夠準(zhǔn)確和實(shí)時反應(yīng)管殼內(nèi)部的溫度，為實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度控制提供了非常好的監(jiān)控指標(biāo)。5）相對于平面狀金屬區(qū)，凸凹墻形狀的金屬區(qū)可以顯著增大吸氣劑材料層接觸面積，增強(qiáng)吸氣效果，延長封裝器件使用壽命。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例2剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例2俯視結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本發(fā)明實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明，所以僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制。實(shí)施例1：參見圖3和圖4，一種一體化多功能陶瓷封裝管殼，包括陶瓷封裝管殼10、吸氣劑模塊20、控溫模塊30和測溫模塊40，所述吸氣劑模塊20、測溫模塊40和控溫模塊30與陶瓷封裝管殼10為一體化設(shè)計。具體地，所述吸氣劑模塊20包括金屬區(qū)21和吸氣劑材料層22，所述金屬區(qū)21是是平面狀，可以采用鎢或者鉬等電阻加熱金屬材料，通過包括但不限于金屬漿料印刷、電鍍或者化學(xué)沉積法等加工方式直接生長在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上，優(yōu)選采用金屬漿料印刷工藝制成；所述吸氣劑材料層22可通過包括但不限于濺射、涂敷、燒結(jié)、納米涂層等加工方式生長在金屬區(qū)21上，在所述陶瓷封裝管殼內(nèi)預(yù)留有連接到金屬區(qū)21的引線框架23，所述金屬區(qū)21通過引線框架23連通到管殼外部的激活釋放引腳24。在后續(xù)封裝過程中，通過外部供電連通激活釋放引腳24和金屬區(qū)21，對金屬區(qū)21進(jìn)行通電加熱，實(shí)現(xiàn)對吸氣劑材料層22的高溫加熱激活和釋放還原。在本發(fā)明中，吸氣劑模塊與封裝管殼的一體化設(shè)計還可以增強(qiáng)吸氣劑可靠性，使其具備優(yōu)良的抗機(jī)械沖擊能力，杜絕掉粉，脫落顆粒的現(xiàn)象，顯著提高生產(chǎn)良率，延長MEMS器件的使用壽命。從加熱激活效果來看，金屬區(qū)采用的金屬漿料印刷工藝保證了金屬區(qū)電阻的可控性，可實(shí)現(xiàn)較大的金屬區(qū)電阻，通常>1Ω，降低吸氣劑激活電路線路電阻對吸氣劑材料層釋放過程造成的干擾；另外，利用金屬材料溫度阻抗特性變化曲線，通過實(shí)時測量金屬區(qū)電阻來計算金屬區(qū)的實(shí)時溫度，能夠準(zhǔn)確控制金屬區(qū)在吸氣劑材料層釋放過程中的溫度，金屬區(qū)的設(shè)計又使得每個封裝管殼內(nèi)吸氣劑材料層的散熱條件趨近一致，保證每個器件中吸氣劑材料層的充分激活和釋放，確保吸氣劑性能的一致性，提高生產(chǎn)良率，延長MEMS器件的使用壽命。具體地，所述控溫模塊30是半導(dǎo)體制冷器30，所述半導(dǎo)體制冷器30由TEC電路32、多個TEC半導(dǎo)體塊33和陶瓷片34組成，所述TEC電路32是通過陶瓷印刷金屬工藝直接印刷在陶瓷封裝管殼10內(nèi)表面上，所述多個TEC半導(dǎo)體塊33設(shè)置在TEC電路32上，TEC半導(dǎo)體塊可以采用重?fù)诫s的N型和P型的碲化鉍或者其他TEC半導(dǎo)體材料制成，所述陶瓷片34設(shè)置在多個TEC半導(dǎo)體塊33上，陶瓷片作為作業(yè)面既有絕緣性能又能有良好的熱傳導(dǎo)性能，在所述陶瓷封裝管殼10內(nèi)預(yù)留有連接到TEC電路的引線框架35，所述TEC電路32通過引線框架35連通到管殼外部的控制引腳36，所述控制引腳36具有信號傳輸和供電功能。在工作過程中，通過TEC控制引腳和TEC電路向多個TEC半導(dǎo)體塊通入電流，電流產(chǎn)生的熱量從TEC半導(dǎo)體塊的一側(cè)傳到另一側(cè)，在TEC半導(dǎo)體塊上產(chǎn)生“熱”側(cè)和“冷”側(cè)，實(shí)現(xiàn)TEC加熱和制冷功能，為封裝器件創(chuàng)造穩(wěn)定的工作溫度環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)器件在寬動態(tài)的溫度區(qū)間，例如-40℃～80℃的工作環(huán)境內(nèi)，均能持續(xù)保持最佳的工作狀態(tài)。本發(fā)明將陶瓷管殼作為TEC元件的下層陶瓷面，能夠縮小封裝器件的體積，降低生產(chǎn)成本。更重要的是，TEC元件與封裝管殼的一體化設(shè)計，無須將TEC元器件通過高溫氮?dú)獗Ｗo(hù)大面積鍍金釬焊固定在管殼上，完全避免釬焊的良率問題以及焊接層中的氣泡和氣孔、焊料雜質(zhì)等放氣問題，顯著提高生產(chǎn)良率，延長MEMS器件的使用壽命。具體地，所述測溫模塊是熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)40，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)40是將熱敏電阻材料通過金屬漿料印刷工藝直接印刷在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上，優(yōu)選采用NTC熱敏電阻材料，在所述陶瓷封裝管殼10內(nèi)預(yù)留有連接到熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)40的引線框架41，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)通過引線框架41連通到管殼外部信號引腳42。從測溫效果來看，熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)是將熱敏電阻材料通過金屬漿料印刷工藝直接印刷在陶瓷封裝管殼內(nèi)表面上，熱敏電阻材料與管殼接觸程度達(dá)到最大化，能夠準(zhǔn)確和實(shí)時反應(yīng)管殼內(nèi)部的溫度，為實(shí)現(xiàn)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度控制提供了非常好的監(jiān)控指標(biāo)。實(shí)施例2：參見圖5和圖6，其他部分與實(shí)施例1相同，區(qū)別在于：所述金屬區(qū)21是凸凹墻形狀，吸氣劑材料層22生長在凸凹墻形狀的金屬區(qū)上。相對于平面狀金屬區(qū)，凸凹墻形狀的金屬區(qū)可以增大吸氣劑材料層接觸面積，增強(qiáng)吸氣效果，延長封裝器件使用壽命。在本發(fā)明中，吸氣劑模塊、控溫模塊和測溫模塊與陶瓷封裝管殼的一體化設(shè)計，可實(shí)現(xiàn)封裝管殼自帶吸氣、控溫、測溫功能，在此條件下，后續(xù)封裝只需要將MEMS器件或芯片50粘貼至TEC控溫元件的陶瓷片上，通過IC導(dǎo)線51連接至導(dǎo)線樁11上即可完成固晶綁定焊線工藝，有效簡化了封裝器件工藝步驟，提高生產(chǎn)效率，降低獨(dú)立吸氣劑元器件、控溫元件、測溫元件安裝環(huán)節(jié)導(dǎo)致吸氣功能失效的風(fēng)險；另外，將吸氣劑模塊、控溫模塊和測溫模塊集成在陶瓷封裝管殼中，可以提高陶瓷封裝管殼集成度，有利于封裝器件體積的縮小。在上述實(shí)施例以及附圖中，所述金屬區(qū)、吸氣劑材料層和熱電偶或熱電阻溫度傳感區(qū)的形狀為方形，但還可以是其他形狀，本發(fā)明不做限定。總之，以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在本發(fā)明的精神范圍之內(nèi)，對本發(fā)明所做的等同變換或修改均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。