[发明专利]一种基于TEC的光子芯片温控结构

说明书

本发明涉及一种TEC温控结构，尤其涉及一种基于TEC的光子芯片温控结构，包括温控目标光子芯片、用于引出光子芯片热调电极的PCB基板以及导热板，所述导热板上设有导热凸台，所述光子芯片粘接在导热凸台上；所述PCB基板上开设有通孔，所述光子芯片凸出于PCB基板的上表面，光子芯片的热调电极引出至PCB基板；所述导热板底端贴在TEC制冷片的冷端，TEC制冷片的热端贴在散热底座的上端面，导热板侧壁开孔至导热凸台正下方，孔内装有NTC温度传感器。本发明通过集成TEC和光子芯片的方法，解决了光子芯片热调制中温漂的问题，并大大提高了对该光子芯片进行热调耦合及封装的效率，具有体积小、结构紧凑、效率高、集成度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种TEC温控结构，尤其涉及一种基于TEC的光子芯片温控结构。

背景技术

半导体制冷器TEC是利用半导体材料的珀尔帖效应制作而成的，所谓珀尔帖效应是指，当直流电通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，另一端放热的现象。基于TEC的温控方案具有体积小易于控制等优点，在半导体领域有着广泛的应用。

近年来硅基光子学得到了长足的发展。由于硅基集成光器件的制作工艺与微电子工艺完全兼容；而光子芯片中传输的载波光波又是一种频率极高的电磁波能够为信号的传输提供极大的带宽；此外还有较小的延迟量和极大的带宽提升空间。硅基光子芯片正是在这一背景下成为一个热门的研究领域，基于其上的新设计新器件层出不穷。特别是光开关、微环谐振腔、波导延迟线、生物传感芯片等这些基于热效应原理的器件，具有较高的温度敏感性。以及片上集成硅基激光器、探测器等有源光器件都需要外接电极进行调制，而这就对光子芯片的温度稳定性提出较高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于TEC的光子芯片温控结构。通过该结构集成TEC和光子芯片的方法，解决了光子芯片热调制中温漂的问题，并大大提高了对该光子芯片进行热调耦合及封装的效率。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种基于TEC的光子芯片温控结构，包括温控目标光子芯片、用于引出光子芯片热调电极的PCB基板以及导热板，所述导热板上设有导热凸台，所述光子芯片通过导热银胶粘接在导热凸台上；所述PCB基板上开设有通孔，所述光子芯片穿过该通孔并凸出于PCB基板的上表面，光子芯片的热调电极通过引线键合贴装方式引出至PCB基板；所述导热板底端通过导热硅脂贴在TEC制冷片的冷端，TEC制冷片的热端通过导热硅脂贴在散热底座的上端面，导热板侧壁开孔至导热凸台正下方，孔内装有NTC温度传感器，孔中充满导热硅脂使得放置其中的NTC温度传感器和导热板充分热接触，NTC温度传感器由紫外固化胶包覆裸露的铜引线。

优选的，PCB基板通过栓紧固在导热板上。

优选的，导热板采用导热系数为398W/m.K的纯铜。

优选的，导热板与散热底座通过螺栓紧固，且导热板与散热底座之间设有与TEC等高的防压柱。

优选的，散热底座采用铝合金制成。

优选的，散热底座底部阵列排布着35个厚度为0.5mm间隔mm的散热面，中间预留4mm宽度的纵向通风道。

优选的，散热底座底部设计有支撑结构并预留用于紧固的螺栓孔。

本发明的技术效果在于：本发明通过集成TEC和光子芯片的方法，解决了光子芯片热调制中温漂的问题，并大大提高了对该光子芯片进行热调耦合及封装的效率，具有体积小、结构紧凑、效率高、集成度高等优点。同时，集成了TEC的光子芯片也为基于其的衍生器件走向实用提供有效途径。

附图说明

图1是本发明基于TEC的光子芯片温控结构主体三维分离图；

图2是本发明基于TEC的光子芯片温控结构主体三维图；

图3是本发明基于TEC的光子芯片温控结构，带有NTC传感器的导热凸台示意图；