一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片制造技术

技术编号:41099016 阅读:12 留言:0更新日期:2024-04-25 13:56
本技术涉及一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,第一基板、第二基板以及设置于第一基板和第二基板之间的半导体晶粒,第一基板和第二基板之间设有分别与第一基板和第二基板密封连接的边框,第一基板、边框和第二基板所围合的密闭空间内具有干燥的保护气体;第一基板和第二基板之间的半导体晶粒处在密闭空间内。有益效果为:当该半导体制冷片在非气密高速高密硅光模块中应用时,无需对该半导体制冷片加昂贵的气密封装金属外壳,且不怕低温结露导致半导体晶粒烧毁,不容易出现半导体断裂、电路断路和短路等问题,使用寿命更长,降低了数据中心用光模块的封装成本,提高了光模块的可靠性,特别是1.6T、3.2T等光电共封装硅光模块。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制冷,具体涉及一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片


技术介绍

1、目前在光线通信领域,越来越多地使用半导体制冷片作为散热器件,半导体制冷片的结构通常包括两个基板以及中间连接多个半导体晶粒。

2、例如,申请号为2023201348558的专利公开一种半导体制冷片,包括第一基板、第二基板、设置于第一基板和第二基板之间的半导体晶粒,半导体晶粒固定在第一基板和第二基板之间,并相互电性连接,半导体晶粒用于进行热电转换;半导体制冷片还包括设置于第一基板和第二基板之间的若干个支撑晶粒,支撑晶粒固定于第一基板和第二基板之间,并和半导体晶粒一起承受施加于第一基板和第二基板之间的压力;支撑晶粒的抗压强度大于半导体晶粒的抗压强度。

3、该半导体制冷片中半导体晶粒和支撑晶粒均暴露在外,当在非气密光模块中应用时,需对该半导体制冷片加昂贵的气密封装金属外壳,且该半导体制冷片容易出现低温结露导致半导体晶粒烧毁,半导体断裂、电路断路和短路等问题。


技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是提供一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,以克服上述现有技术中的不足。

2、本技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,包括:第一基板、第二基板以及设置于第一基板和第二基板之间的半导体晶粒,第一基板和第二基板之间设有分别与第一基板和第二基板密封连接的边框,第一基板、边框和第二基板所围合的密闭空间内具有干燥的保护气体;第一基板和第二基板之间的半导体晶粒处在密闭空间内。

3、本技术的有益效果是:

4、通过在第一基板和第二基板之间设置分别与第一基板和第二基板密封连接的边框,并让半导体晶粒处在所围合的具有干燥的保护气体的密闭空间内,当该半导体制冷片在非气密高速高密硅光模块中应用时,无需对该半导体制冷片加昂贵的气密封装金属外壳,且不怕低温结露导致半导体晶粒烧毁,不容易出现半导体断裂、电路断路和短路等问题,从而获得了更长的使用寿命,降低了数据中心用光模块的封装成本,提高了光模块的可靠性,特别是1.6t、3.2t等光电共封装硅光模块。

5、在上述技术方案的基础上,本技术还可以做如下改进。

6、进一步,保护气体为氮气。

7、采用上述进一步的有益效果为:半导体制冷片在装配时,可以在干燥氮气箱内完成,从而使得密封在密闭空间内的保护气体即为氮气。

8、进一步,边框的抗压强度大于半导体晶粒的抗压强度。

9、采用上述进一步的有益效果为:使得半导体制冷片的整体结构抗压强度更高,可以承担更多的负重载荷。

10、进一步,边框包括:玻璃框以及覆盖在玻璃框上下端面上的镀金层,边框与第一基板相焊接,边框与第二基板相焊接。

11、采用上述进一步的有益效果为:采用焊接方式,易于实现密封连接,且稳定性好。

12、进一步,第一基板包括:底层、中间层和上层,底层和上层均为镀金层,中间层为绝缘层。

13、更进一步,中间层采用氮化铝材质。

14、进一步,第二基板包括:底层和上层,底层为镀金层,上层为绝缘层。

15、更进一步,上层采用氮化铝材质。

16、进一步,玻璃框的材质采用耐温400℃以上,导热系数<1w/mk,热膨胀系数为3ppm-6ppm的耐高温玻璃。

17、进一步,半导体晶粒固定在第一基板上,第一基板与边框之间具有与半导体晶粒连接的导电片,导电片与边框之间设有绝缘薄膜。

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【技术保护点】

1.一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,包括:第一基板(1)、第二基板(2)以及设置于所述第一基板(1)和所述第二基板(2)之间的半导体晶粒(3),其特征在于,所述第一基板(1)和第二基板(2)之间设有分别与第一基板(1)和第二基板(2)密封连接的边框(4),所述第一基板(1)、所述边框(4)和所述第二基板(2)所围合的密闭空间内具有干燥的保护气体;所述第一基板(1)和所述第二基板(2)之间的半导体晶粒(3)处在密闭空间内。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述保护气体为氮气。

3.根据权利要求1所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述边框(4)的抗压强度大于所述半导体晶粒(3)的抗压强度。

4.根据权利要求1所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述边框(4)包括:玻璃框以及覆盖在玻璃框上下端面上的镀金层,所述边框(4)与所述第一基板(1)相焊接,所述边框(4)与所述第二基板(2)相焊接。

5.根据权利要求4所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述第一基板(1)包括:底层、中间层和上层,所述底层和上层均为镀金层,所述中间层为绝缘层。

6.根据权利要求5所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述中间层采用氮化铝材质。

7.根据权利要求4所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述第二基板包括:底层和上层,所述底层为镀金层,所述上层为绝缘层。

8.根据权利要求7所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述上层采用氮化铝材质。

9.根据权利要求4所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述玻璃框的材质采用耐温400℃以上,导热系数<1W/mk,热膨胀系数为3ppm-6ppm的耐高温玻璃。

10.根据权利要求5所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述半导体晶粒(3)固定在所述第一基板(1)上,所述第一基板(1)与所述边框(4)之间具有与半导体晶粒(3)连接的导电片(5),所述导电片(5)与所述边框(4)之间设有绝缘薄膜(6)。

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【技术特征摘要】

1.一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,包括:第一基板(1)、第二基板(2)以及设置于所述第一基板(1)和所述第二基板(2)之间的半导体晶粒(3),其特征在于,所述第一基板(1)和第二基板(2)之间设有分别与第一基板(1)和第二基板(2)密封连接的边框(4),所述第一基板(1)、所述边框(4)和所述第二基板(2)所围合的密闭空间内具有干燥的保护气体;所述第一基板(1)和所述第二基板(2)之间的半导体晶粒(3)处在密闭空间内。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述保护气体为氮气。

3.根据权利要求1所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述边框(4)的抗压强度大于所述半导体晶粒(3)的抗压强度。

4.根据权利要求1所述的一种用于高速高密硅光模块的半导体制冷片,其特征在于,所述边框(4)包括:玻璃框以及覆盖在玻璃框上下端面上的镀金层,所述边框(4)与所述第一基板(1)相焊接,所述边框(4)与所述第二基板(2)相焊接。

5.根据权利要求4所述的一种用于高速高密硅光...

【专利技术属性】
技术研发人员:方文银彭开盛
申请(专利权)人:合肥紫钧光恒技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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