一种半导体制冷器及高速率光通信模块的制作方法

本发明涉及半导体制冷器，具体涉及一种半导体制冷器及高速率光通信模块。

背景技术：

1、在面向ai的通信传输领域中，为了实现ai通信传输，需要大大提高传输速率，可达到800g以上甚至1t，由于传输速率大大提高因而对于通信模块的散热要求更高。现有的，通信模块常采用tec（半导体制冷器）实现对通信模块的散热，半导体制冷器是一种利用半导体材料的peltier效应（珀耳帖效应）来实现制冷的电子器件。

2、如图1所示，由于tec模块的供电一般是通过从tec的电极端引出金丝键合线与通信模块电路基板上的供电电源连通，那么通信模块的电路基板上一般会为半导体制冷器以及引出的金丝键合线预留出安装位置，这种方式中，金线引出时会有损耗，且金线所占空间会增加tec模块的无效面积，而对于高速率的通信模块来说，如何在现有的tec安装位置提高有效散热面积是需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体制冷器及高速率光通信模块，本申请中通过在半导体下基板的下表面设置电极触点，通过电极触点直接与电路基板上的电源电极触点连接，而不使用任何额外的金线，避免由于金线跳线引起的线损，且可有效增加半导体制冷器的有效散热面积。

2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种半导体制冷器，包括上基板、下基板以及设置在上基板的下表面和下基板的上表面之间的若干个半导体晶粒，在下基板的下表面设有与外部电源电性连接且将电流向半导体晶粒传输的电极触点。

4、具体的，在下基板的上表面上设有第一电极导出端和第二电极导出端，在下基板的下表面上设有作为电极触点的第一电极和第二电极，第一电极导出端与第一电极电连接，第二电极导出端与第二电极电连接。

5、具体的，下基板上设有贯穿下基板的第一连接孔和第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔内均填充有导电层，第一连接孔导电层的两端分别连接第一电极导出端和第一电极，第二连接孔导电层的两端分别连接第二电极导出端和第二电极。

6、具体的，第一电极和第二电极与下基板的下表面在同一平面。

7、具体的，第一电极设置在第一电极导出端的正下方，第二电极导出端设置在第二电极导出端的正下方。

8、具体的，第一连接孔和第二连接孔垂直于下基板的表面设置。

9、具体的，第一连接孔和第二连接孔采用电镀打孔。

10、具体的，导电层采用金锡层。

11、第二方面，本申请提供一种高速率光通信模块，包括电路基板和第一方面所述的半导体制冷器，半导体制冷器的下基板延伸至电路基板上的供电电极正上方，下基板下表面的电极触点与供电电极重合，且电极触点与供电电极电性连接。

12、具体的，电路基板上预留有安装半导体制冷器的安装区域，且所述安装区域包括供电电极所在区域，所述下基板的电极触点所在区域与供电电极所在区域重合。

13、本发明的发明构思为：

14、现有的，半导体制冷器为了与外部供电电源连接，一般会从半导体制冷器的电极端引出金丝键合线与外部的供电电极连接，这样，在金线引出时金线会存在线损，影响半导体制冷器的散热效果，且金线引出会占用一定的安装空间，这部分的安装空间会被浪费，增加半导体制冷器的无效面积。

15、因此，本方案中，将原来通过金线引出的方式转换为在原来的电极处打孔贯穿下基板，将电极引出到下基板上形成电极触点，然后直接通过下基板放置在供电电极上方，使得电极与供电电极直接电连接，从而省略掉由于金线跳线引起的线损；另一方面，省略掉了金线跳线的空间后，可以增加半导体制冷器的面积，但不改变电路板的结构在原来半导体制冷器的安装位置直接安装增大了面积的tec模块，从而提高了有效地散热面积。

16、本发明具有的有益效果：

17、通过从半导体制冷器原来的连接电极处电镀填孔，使原来的连接电极连通到半导体制冷器下基板的下表面形成电极触点，这样半导体制冷器就可以直接连接到高速率光通信模块电路基板的供电电极上端，而不使用任何额外的金线，避免由于金线跳线引起的线损，且可有效增加半导体制冷器的有效散热面积。

技术特征：

1.一种半导体制冷器，包括上基板（11）、下基板（12）以及设置在上基板（11）的下表面和下基板（12）的上表面之间的若干个半导体晶粒（13），其特征在于，在下基板（12）的下表面设有与外部电源电性连接且将电流向半导体晶粒（13）传输的电极触点。

2.根据权利要求1所述的一种半导体制冷器，其特征在于，在下基板（12）的上表面设有第一电极导出端（14）和第二电极导出端（15），在下基板（12）的下表面设有作为电极触点的第一电极和第二电极，第一电极导出端与第一电极电连接，第二电极导出端与第二电极电连接。

3.根据权利要求2所述的一种半导体制冷器，其特征在于，下基板（12）上设有贯穿下基板（12）的第一连接孔（16）和第二连接孔（17），第一连接孔（16）和第二连接孔（17）内均填充有导电层，第一连接孔（16）导电层的两端分别连接第一电极导出端（14）和第一电极，第二连接孔（17）导电层的两端分别连接第二电极导出端和第二电极。

4.根据权利要求3所述的一种半导体制冷器，其特征在于，第一电极和第二电极与下基板（12）的下表面在同一平面。

5.根据权利要求3所述的一种半导体制冷器，其特征在于，第一电极设置在第一电极导出端（14）的正下方，第二电极导出端（15）设置在第二电极导出端（15）的正下方。

6.根据权利要求3所述的一种半导体制冷器，其特征在于，第一连接孔（16）和第二连接孔（17）垂直于下基板（12）的表面设置。

7.根据权利要求3所述的一种半导体制冷器，其特征在于，第一连接孔（16）和第二连接孔（17）采用电镀打孔。

8.根据权利要求3所述的一种半导体制冷器，其特征在于，导电层采用金锡层。

9.一种高速率光通信模块，应用如权利要求1所述的半导体制冷器，其特征在于，包括电路基板（2），半导体制冷器（1）的下基板（12）延伸至电路基板（2）上的供电电极（21）正上方，下基板（12）下表面的电极触点与供电电极重合，且电极触点与供电电极（21）电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种高速率光通信模块，其特征在于，电路基板（2）上预留有安装半导体制冷器（1）的安装区域，且所述安装区域包括供电电极（21）所在区域，所述下基板（12）的电极触点所在区域与供电电极（21）所在区域重合。

技术总结本发明公开了一种半导体制冷器及高速率光通信模块，包括上基板、下基板以及设置在上基板的下表面和下基板的上表面之间的若干个半导体晶粒，在下基板的下表面设有与外部电源电性连接且将电流向半导体晶粒传输的电极触点。通过在半导体下基板的下表面设置电极触点，通过电极触点直接与电路基板上的电源电极触点连接，而不使用任何额外的金线，避免由于金线跳线引起的线损，且可有效增加半导体制冷器的有效散热面积。技术研发人员：肖亚飞,孙世刚,徐健,杜晶,翟军云,唐兴友,贾翔受保护的技术使用者：四川科尔威光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20