[發明專利]一體化多功能陶瓷封裝管殼

有效

• 申請號: 201610276064.3
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105731355B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 趙照
• 申請（專利權）人: 合肥芯福傳感器技術有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用于封裝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

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現高真空、恒溫、小體積的封裝。為了實現高真空、恒溫、小體積以及長壽命的工作環境和封裝要求，通常需要采用多種獨立功能的封裝元器件裝配在一起的組合裝配方式實現。

在現有技術中，參見圖1和圖2，為了實現封裝結構內部的高真空環境，需要將獨立的吸氣劑元件20中的電加熱金屬絲21通過點焊等方式固定在陶瓷封裝管殼10預留的金屬電極12上，對其通電加熱至300℃以上并保持10-15分鐘，來實現吸氣劑的激活釋放，之后再完全封閉管殼，整個封裝過程需要在高真空環境下完成。

為了實現封裝結構內溫度的恒定，通常需要在管殼內裝配控溫元件，例如半導體制冷器（TEC）元件30來實現封裝結構內部溫度的精確控制。參見圖2，TEC元件一般是由第一陶瓷片31、TEC電路32、多個TEC半導體塊33以及第二陶瓷片34組成，TEC電路連接TEC半導體塊，實現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，再通過高溫氮氣保護釬焊將其與管殼10固定粘接在一起，并預留相關信號或供電連接管腳引線。

參見圖2，為了實現測量器件內溫度，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，并預留相關信號連接管腳引線。

傳統裝配方式存在的問題是，每種獨立元器件的裝配工藝各不相同，有的是點焊，有的釬焊，有的要求粘接焊接等，工藝溫度、時間和設備也各不相同，工藝條件之間的排斥和不兼容會導致傳統封裝工藝復雜性高，操作技術難度大，生產良率差，效率低下，最終導致生產成本過高；另外，傳統封裝工藝制作的封裝器件最終體積較大，不符合行業發展趨勢。

發明內容

為了解決上述問題，本發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雜性，減小產品體積。

本發明采用的技術方案為：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計。

優選地，所述吸氣劑模塊包括金屬區和吸氣劑材料層，所述金屬區直接生長在陶瓷封裝管殼內表面上，所述吸氣劑材料層生長在金屬區上，在所述陶瓷封裝管殼內預留有連接到金屬區的引線框架，所述金屬區通過引線框架連通到管殼外部的激活釋放引腳。

優選地，所述控溫模塊是半導體制冷器，所述半導體制冷器由TEC電路、多個TEC半導體塊和陶瓷片作業面組成，所述TEC電路直接印刷在陶瓷封裝管殼內表面上，所述多個TEC半導體塊設置在TEC電路上，所述陶瓷片作業面設置在多個TEC半導體塊上，在所述陶瓷封裝管殼內預留有連接到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。

優選地，所述測溫模塊是熱電偶或熱電阻溫度傳感區，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區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預留有連接到熱電偶或熱電阻溫度傳感區的引線框架，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區通過引線框架連通到管殼外部的信號引腳。

優選地，所述金屬區是平面狀或者凸凹墻形狀。

優選地，所述金屬區采用鎢或者鉬金屬材料制成，通過金屬漿料印刷法、電鍍法或化學沉積法生長在陶瓷封裝管殼內表面上。

優選地，所述吸氣劑材料層是通過濺射、涂敷、燒結或納米涂層加工工藝生長在金屬區上。

優選地，所述多個TEC半導體塊采用碲化鉍材料制成。

優選地，所述控制引腳具有信號傳輸和供電功能。

優選地，所述熱電偶或熱電阻溫度傳感區是采用NTC熱敏電阻材料制成。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：

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計可實現陶瓷封裝管殼自帶吸氣、控溫和測溫功能，簡化后續封裝步驟，提高生產效率，降低因各個模塊安裝環節導致器件失效的風險；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；