[实用新型]微型热电器件

说明书

本实用新型涉及半导体器件领域，具体为一种微型热电器件。该热电器件包括底部基板、顶部基板和热电单元，底部基板的上方相对设置顶部基板，每个热电单元与底部基板、顶部基板对应的两端分别设置过渡层，底部基板通过其上的功能层与热电单元下端的过渡层连接，顶部基板通过其上的功能层与热电单元上端的过渡层连接。利用掩膜技术在底部基板和顶部基板上制备图案化的功能层，使用真空阵列吸附转移和图像识别技术，依次将N型热电粒子和P型热电粒子按设计好的排布规律转移到底部基板上，与焊接涂层接触；盖上制备有镀层的顶部基板，通过加压、加热的方法实现热电器件的键合和电连接，可以实现高集成密度微型热电器件的高效制作。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，具体为一种微型热电器件。

背景技术

在众多新能源技术中，热电转换技术因可以利用生活生产中的各种废热发电而备受关注。同时，以可穿戴式、植入式为代表的新一代智能柔性微纳电子系统迫切需求开发出微瓦-毫瓦级自供电技术，并与一次和二次电池技术相结合，提高器件运行的稳定性和使用寿命。而热电材料因可利用人体体温与周围环境的温差发电，成为便携式智能柔性电子器件自供电技术的有效解决方案。但是，诸如人体体表、电子元器件和芯片等分散式热源，其热源品质不高，且可利用尺寸均较小。这就对热电技术的应用提出了微型化和高集成化的新要求。

而随着大数据、云计算、第5代移动通信、物联网以及人工智能等应用市场快速发展，汽车、能源、通信等垂直行业对光电子产品与服务的需求也必将进一步扩大，而光通讯激光器作为光纤传输模块的主要组件，其功耗和发热功率也随着传输速率的增加而不断提高。由于激光芯片发射的激光波长与工作温度成一定的线性关系，为了保障数据通讯的稳定性和高效性，需要保障激光波长在中心波长的±3.5nm的范围内工作，这就需要对其工作温度进行精确的控温，目前热电器件是唯一一种可以满足其需要，且可大规模产业化的控温模块。同时，目前的光通讯模块集成密度较高、体积较小，这就需要热电控温器件具有微型化、高效的特点。

目前，微型热电器件的产业化生产技术主要集中在美国、日本和俄罗斯的数家公司。国内的主要市场也由日本的Ferrotec和KELK Ltd.、美国的II-VI MARLOW、Phononic和TE Technolog,Inc.、俄罗斯的RMT等公司占据，国内的微型热电器件产业化生产技术并不成熟，没有实现大规模的量产。生产的自动化程度低、稳定性和制冷性能还有待大幅度提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微型热电器件，该热电器件将模板法、阵列吸附转移和图像自动识别技术相结合，可以实现高集成密度的微型热电器件的制作，并且可以满足自动化批量的要求，对利用微型低品质热源的废热回收发电和微小发热单元精准制冷控温均有较大的应用前景。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种微型热电器件，该热电器件包括底部基板、顶部基板和热电单元，底部基板的上方相对设置顶部基板，底部基板的顶部设置有图案化的功能层，功能层包括电极层、焊接涂层，其中：电极层沉积于底部基板的顶部、焊接涂层沉积于电极层的顶部；顶部基板的底部设置有图案化的功能层，功能层包括电极层、焊接涂层，其中：电极层沉积于顶部基板的底部、焊接涂层沉积于电极层的底部；

热电单元排布于底部基板和顶部基板之间，每个热电单元与底部基板、顶部基板对应的两端分别设置过渡层，底部基板通过其上的功能层与热电单元下端的过渡层连接，顶部基板通过其上的功能层与热电单元上端的过渡层连接。

所述的微型热电器件，底部基板和顶部基板的长、宽在0.5mm～10mm之间；热电粒子的尺寸在0.05mm×0.05mm×0.05mm～2mm×2mm×5mm之间；微型热电器件的厚度在0.2～8mm之间。