光电子芯片的混叠集成封装装置及其封装方法

1.本公开涉及光电子芯片及其封装领域，具体涉及光电子芯片的混叠集成封装装置及其封装方法。


背景技术：

2.光电子芯片及集成技术具有低功耗、高速率、高可靠、小体积等突出优势，是5g通信网络、智慧城市、物联网、云计算、大数据、智能制造等基础设施的关键技术，而封装技术是光电子芯片及集成技术走向实用化的关键。
3.光电子芯片表现出强烈的温度依赖性，温度变化超过一定程度可以使光电子芯片漂移出其正常运行状态，甚至整个光电子芯片完全失效，因而光电子芯片对整体温度稳定性要求高。同时光电子芯片还需要对芯片内的局部温度进行实时、精细调谐，例如对光电子芯片中某些功能单元芯片进行波长、相位精确控制，需要对这些功能单元芯片的温度进行实时、精细调谐。因而光电子芯片表现出整体温度高稳定与局部温度快速精细调谐的双重要求。
4.目前的光电子芯片设计没有根据光电子芯片中各单元的温度特性进行分开设计，导致光电子芯片内部热串扰严重，使得光电子芯片无法正常工作。无法满足上述双重要求，这将导致光电子芯片中某些功能单元甚至整体失效。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种光电子芯片，其通过在需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐的功能单元之间刻蚀空气槽，使得这两种单元的热量互不干扰，减少光电子芯片内部不同区域的温度互相串扰，保证两种单元的运行效果。从而，整体温度稳定的功能单元、局部温度快速调谐的功能单元以及空气槽的组合满足了光电子芯片对整体温度高稳定与局部温度快速调谐的双重要求。
6.一种光电子芯片的混叠集成封装装置，包括：
7.光电子芯片，所述光电子芯片上设置有多个功能单元；所述多个功能单元分为需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型；所述多个功能单元中至少有一个为需要局部温度快速调谐的功能单元；所述需要局部温度快速调谐的功能单元周围刻蚀有空气槽，用于隔离该功能单元与其他功能单元即需要整体温度稳定的功能单元的热量；
8.控制芯片，用于接收外部检测装置传递的控制信号，调节所述需要局部温度快速调谐的功能单元上的电压或电流，从而调节所述需要局部温度快速调谐的功能单元的温度；外部检测装置检测所述需要局部温度快速调谐的功能单元的外部参数，并将检测结果转换为控制信号；
9.制冷器，用于对所述多个功能单元整体降温；
10.热敏电阻，设置于制冷器上且靠近光电子芯片的区域，与装置外部的温度控制器电连接，温度控制器检测热敏电阻的电阻值，将电阻值转换为对应温度，根据检测温度调节
所述制冷器两端的电压或电流。
11.可选地，所述空气槽的周围开设有多个波导连接通道，波导连接通道内设置有连接波导，各功能单元通过连接通道以及连接波导相互连接。
12.可选地，所述空气槽的深宽比为20∶1。
13.可选地，所述光电子芯片为硅晶片。
14.可选地，所述需要局部温度快速调谐的功能单元的接触电极处设置有金属凸块，控制芯片通过对接接触电极与金属凸块，控制所述需要局部温度快速调谐的功能单元。
15.可选地，所述光电子芯片与制冷器之间设置有第一金属层和第二金属层；所述第一金属层所用材质为ti，所述第二金属层所用材质为au。
16.可选地，所述制冷器设置于所述光电子芯片下方，所述制冷器下方设置有热沉。
17.可选地，还包括印刷电路板，所述印刷电路板一端连接芯片外部的电源，另一端连接所述光电子芯片的直流电极。
18.可选地，所述光电子芯片的光栅上连接有阵列光纤。
19.一种光电子芯片的混叠集成封装方法，包括以下几个步骤：
20.s1将多个功能单元安装于光电子芯片上，按照需求设计，所述多个功能单元分为需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型，所述多个功能单元中至少有一个为需要局部温度快速调谐的功能单元，在所述多个功能单元中需要局部温度调谐的功能单元周围刻蚀空气槽，将所述多个功能单元通过连接通道以及连接波导连接；
21.s2在光电子芯片的下方依次蒸发一层ti膜和一层au膜，冷却后即为第一金属膜和第二金属膜；
22.s3将光电子芯片以第二金属膜朝下，置于制冷器上方，送入键合机，升温至400～450℃，并施加0.2～0.5mpa的压力，30s后撤出压力，待其冷却至室温，实现键合；
23.s4将键合后的光电子芯片与制冷器通过银胶附贴热沉上；
24.s5将紫外胶旋涂于阵列光纤的盖板下方，对准光电子芯片上的光栅与阵列光纤，通过紫外曝光，将紫外胶固化，阵列光纤连接于光电子芯片上，实现光学封装；
25.s6将控制芯片的接触电极与需要局部温度调谐的功能单元上方的金属凸块对准，使用倒装焊技术，回流焊温度设置为250℃，持续30秒，将控制芯片焊接于光电子芯片的上方；
26.s7将印刷电路板置于热沉侧方，使上述光电子芯片的直流电极通过导线与印刷电路板连接，实现对多个功能单元的直流供电，完成电学封装。
27.从上述技术方案可以看出，本发明中所公开的一种光电子芯片的混叠集成封装装置，通过热敏电阻检测所述多个功能单元的整体温度并将温度信息传递给装置外部的温度控制器，制冷器对所述多个功能单元整体降温，温度控制器通过调节所述制冷器两端的电压或电流，调节制冷器的降温强度，使光电子芯片可以维持正常运行状态；外部检测装置检测需要局部温度快速调谐的功能单元的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，将控制信号输入到控制芯片，通过控制芯片调节加载到需要局部温度快速调谐的功能单元上的电压或电流，从而调节所述局部温度快速调谐的功能单元的温度，温度的改变会使得外部参数相应地发生改变，从而外部检测装置、控制芯片、需要局部温度快速调谐的功能单元形成闭环，实现对需要局部温度快速调谐的功能单元的温度快速调谐。同时在需要局部温度快
速调谐的功能单元与其他功能单元也即是需要整体温度稳定的功能单元之间刻蚀空气槽，使得对需要局部温度快速调谐的功能单元进行温度调节时，不影响其他功能单元也即是需要整体温度稳定的功能单元的温度，两个单元的运作互不干扰，减少了光电子芯片内部不同区域的温度互相串扰的现象，保证了需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型功能单元的运行效果。这样的设计满足了光电子芯片对整体温度高稳定与局部温度快速调谐的双重要求。
28.本发明中所公开的一种光电子芯片的混叠集成封装装置，通过在光电子芯片与制冷器之间设置第一金属层和第二金属层，ti与au构成共晶键合面，同时由于光电子芯片所选用的为硅晶片，从而便于光电子芯片与制冷器实现金硅共晶键合，增强散热性能，提高导热速率和封装的稳定性。
29.本发明中所公开的一种光电子芯片的混叠集成封装方法，设计合理，可以减小封装体积，提高封装稳定性，同时还可提高制冷器的导热速率和散热效果。
附图说明
30.图1示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的结构图；
31.图2示意性示出了根据本公开实施例的空气槽的结构图；
32.图3示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的混叠集成封装装置结构示意图；
33.图中，光电子芯片
‑
1、功能单元
‑
2、空气槽
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3、连接波导
‑
4、连接通道
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5、第一金属层
‑
6、第二金属层
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7、金属凸块
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8、热沉
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9、制冷器
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10、阵列光纤
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11、控制芯片
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12、印刷电路板
‑
13、导线
‑
14、焊接面
‑
15、热敏电阻
‑
16。
具体实施方式
34.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
35.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
36.实施例1
37.本公开的实施例提供一种光电子芯片及其混叠集成封装方法。
38.图1示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的结构图。
39.图3示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的混叠集成封装装置结构示意图。
40.如图1和图3所示，一种光电子芯片的混叠集成封装装置，包括光电子芯片1，所述光电子芯片1上设置有多个功能单元2；功能单元2分为需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型；所述多个功能单元2中需要局部温度快速调谐的功能单元2周围刻蚀有
空气槽3，用于隔离需要局部温度快速调谐的功能单元2与其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2的热量；
41.所述需要局部温度快速调谐的功能单元2包括滤波器、波分复用器和热调光开关；
42.所述其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2包括探测器、耦合器、光栅和延迟线；
43.控制芯片12，用于调节加载到所述需要局部温度快速调谐的功能单元2上的电压或电流，从而调节当前功能单元2的温度；
44.外部供电装置，用于给所述控制芯片12供电；
45.外部检测装置，用于检测需要局部温度快速调谐的功能单元2的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，如检测滤波器的波长计、检测波分复用器多通道波长计、检测热调光开关的光功率计；
46.制冷器10，用于对所述多个功能单元2整体降温；
47.热敏电阻16，设置于制冷器10上且靠近光电子芯片1的区域，与外部的温度控制器电连接，温度控制器检测热敏电阻的电阻值，将电阻值转换为对应温度，根据检测温度调节所述制冷器10两端的电压或电流。
48.将热敏电阻16、制冷器10与外部的温度控制器相连，设定温度控制器的温度，温度控制器会检测热敏电阻的电阻值，把电阻值转换为温度，把监测到的温度与设定的温度比较，从而相应地控制制冷器10的电压，加速或者减缓制冷，达到温度稳定的效果。外部检测装置检测需要局部温度快速调谐的功能单元2的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，将控制信号输入到控制芯片12，通过控制芯片12调节加载到需要局部温度快速调谐的功能单元2上的电压或电流，从而调节所述局部温度快速调谐的功能单元2的温度，温度的改变会使得外部参数相应地发生改变，从而外部检测装置、控制芯片12、需要局部温度快速调谐的功能单元2形成闭环，实现对需要局部温度快速调谐的功能单元2的温度快速调谐。同时在需要局部温度快速调谐的功能单元2与其他功能单元2电即是需要整体温度稳定的功能单元2之间刻蚀空气槽3，使得对需要局部温度快速调谐的功能单元2进行温度调节时，不影响其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2的温度，两个单元的运作互不干扰，减少了光电子芯片1内部不同区域的温度互相串扰的现象，保证了需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型功能单元的运行效果。这样的设计满足了光电子芯片1对整体温度高稳定与局部温度快速调谐的双重要求。
49.进一步地，所述空气槽3的周围开设有多个波导连接通道5，以便各功能单元2互连；各功能单元2通过连接通道5以及连接波导4连接。
50.图2示意性示出了根据本公开实施例的空气槽3的结构图
51.进一步地，如图2所示，所述空气槽3的深宽比为20∶1。
52.进一步地，所述空气槽3的槽深h1为200μm，所述光电子芯片1的厚度为800μm。
53.上述的深度设计在空气槽3达到隔离功效的同时，保证了光电子芯片1的完整，防止其裂开。
54.进一步地，所述空气槽3的槽宽h2为10μm。
55.空气槽3的槽宽足够，从而达到有效隔热的效果。
56.进一步地，所述光电子芯片1为硅晶片。
57.进一步地，所述需要局部温度快速调谐的功能单元2的接触电极处设置有金属凸块8，控制芯片12通过对接接触电极与金属凸块8，控制所述需要被精确调谐的功能单元2。
58.进一步地，所述铜柱凸块8与控制芯片12的接触电极之间设有焊帽，所述焊帽的组成材料为sn
‑
ag
‑
cu。
59.进一步地，所述金属凸块8所用材质为铜，直径为20μm、厚度为10μm。
60.进一步地，所述控制芯片12的接触电极与金属凸块8的材质、数量、尺寸完全一致。
61.进一步地，所述光电子芯片1与制冷器10之间设置有第一金属层6和第二金属层7；所述第一金属层6所用材质为ti，所述第二金属层7所用材质为au。
62.进一步地，所述第一金属层6的厚度为50nm。
63.进一步地，所述第二金属层7的厚度为400nm。
64.ti与au构成共晶键合面，同时由于光电子芯片1所选用的为硅晶片，从而便于光电子芯片1与制冷器10实现金硅共晶键合，增强散热性能，提高导热速率和封装的稳定性。
65.进一步地，所述制冷器10设置于所述光电子芯片1下方，所述制冷器10下方设置有热沉9。通过制冷器，对光电子芯片1进行整体温度控制。
66.进一步地，还包括印刷电路板13，所述印刷电路板13一端连接芯片外部的电源，另一端连接所述光电子芯片的直流电极，为所述多个功能单元2供电。
67.进一步地，所述制冷器10与热沉9通过银胶贴附连接，可提高散热效果。
68.进一步地，所述光电子芯片1的光栅上连接有阵列光纤11。
69.进一步地，所述光电子芯片1的光栅通过紫外胶与阵列光纤11固定连接。
70.进一步地，所述导线14的所用材质为au。
71.一种光电子芯片的混叠集成封装方法，包括以下几个步骤：
72.s1将多个功能单元2安装于光电子芯片1上，按照需求设计，在所述多个功能单元2中需要局部温度快速调谐的功能单元2周围刻蚀空气槽3，将所述多个功能单元2通过连接通道5以及连接波导4连接；
73.s2在光电子芯片1的下方依次蒸发一层ti膜和一层au膜，冷却后即为第一金属膜6和第二金属膜7；
74.s3将光电子芯片1以第二金属膜7朝下，置于制冷器10上方，送入键合机，升温至400℃，并施加0.2mpa的压力，30s后撤出压力，待其冷却至室温，实现光电子芯片1与制冷器10之间的金硅共晶键合；
75.s4将键合后的光电子芯片1与制冷器10通过银胶附贴热沉9上；
76.s5将紫外胶旋涂于阵列光纤11的盖板下方，对准光电子芯片1上的光栅与阵列光纤11，通过紫外曝光，将紫外胶固化，阵列光纤11连接于光电子芯片1上，实现光学封装；
77.s6将控制芯片12的接触电极与需要局部温度快速调谐的功能单元2上方的金属凸块8对准，使用倒装焊技术，回流焊温度设置为250℃，持续30秒，将控制芯片12焊接于光电子芯片1的上方，金属凸块8与控制芯片12之间形成焊接面15；
78.s7将印刷电路板13置于热沉9侧方，使光电子芯片1的直流电极通过导线14与印刷电路板13连接，实现对光电子芯片13直流供电，完成电学封装。
79.实施例2
80.本公开的实施例提供一种光电子芯片及其混叠集成封装方法。
81.图1示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的结构图。
82.图3示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的混叠集成封装装置结构示意图。
83.如图1和图3所示，一种光电子芯片的混叠集成封装装置，包括光电子芯片1，所述光电子芯片1上设置有多个功能单元2；功能单元2分为需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型；所述多个功能单元2中需要局部温度快速调谐的功能单元2周围刻蚀有空气槽3，用于隔离需要局部温度快速调谐的功能单元2与其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2的热量；
84.所述需要局部温度快速调谐的功能单元2包括滤波器、波分复用器和热调光开关；
85.所述其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2包括探测器、耦合器、光栅和延迟线；
86.控制芯片12，用于调节加载到所述需要局部温度快速调谐的功能单元2上的电压或电流，从而调节当前功能单元2的温度；
87.外部供电装置，用于给所述控制芯片12供电；
88.外部检测装置，用于检测需要局部温度快速调谐的功能单元2的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，如检测滤波器的波长计、检测波分复用器多通道波长计、检测热调光开关的光功率计；
89.制冷器10，用于对所述多个功能单元2整体降温；
90.热敏电阻16，设置于制冷器10上且靠近光电子芯片1的区域，与外部的温度控制器电连接，温度控制器检测热敏电阻的电阻值，将电阻值转换为对应温度，根据检测温度调节所述制冷器10两端的电压或电流。
91.将热敏电阻16、制冷器10与外部的温度控制器相连，设定温度控制器的温度，温度控制器会检测热敏电阻的电阻值，把电阻值转换为温度，把监测到的温度与设定的温度比较，从而相应地控制制冷器10的电压，加速或者减缓制冷，达到温度稳定的效果。外部检测装置检测需要局部温度快速调谐的功能单元2的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，将控制信号输入到控制芯片12，通过控制芯片12调节加载到需要局部温度快速调谐的功能单元2上的电压或电流，从而调节所述局部温度快速调谐的功能单元2的温度，温度的改变会使得外部参数相应地发生改变，从而外部检测装置、控制芯片12、需要局部温度快速调谐的功能单元2形成闭环，实现对需要局部温度快速调谐的功能单元2的温度快速调谐。同时在需要局部温度快速调谐的功能单元2与其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2之间刻蚀空气槽3，使得对需要局部温度快速调谐的功能单元2进行温度调节时，不影响其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2的温度，两个单元的运作互不干扰，减少了光电子芯片1内部不同区域的温度互相串扰的现象，保证了需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型功能单元的运行效果。这样的设计满足了光电子芯片1对整体温度高稳定与局部温度快速调谐的双重要求。
92.进一步地，所述空气槽3的周围开设有多个波导连接通道5，以便各功能单元2互连；各功能单元2通过连接通道5以及连接波导4连接。
93.图2示意性示出了根据本公开实施例的空气槽3的结构图
94.进一步地，如图2所示，所述空气槽3的深宽比为20：1。
95.进一步地，所述空气槽3的槽深h1为200μm，所述光电子芯片1的厚度为800μm。
96.上述的深度设计在空气槽3达到隔离功效的同时，保证了光电子芯片1的完整，防止其裂开。
97.进一步地，所述空气槽3的槽宽h2为10μm。
98.空气槽3的槽宽足够，从而达到有效隔热的效果。
99.进一步地，所述光电子芯片1为硅晶片。
100.进一步地，所述需要局部温度快速调谐的功能单元2的接触电极处设置有金属凸块8，控制芯片12通过对接接触电极与金属凸块8，控制所述需要被精确调谐的功能单元2。
101.进一步地，所述铜柱凸块8与控制芯片12的接触电极之间设有焊帽，所述焊帽的组成材料为sn
‑
ag
‑
cu。
102.进一步地，所述金属凸块8所用材质为铜，直径为30μm、厚度为10μm。
103.进一步地，所述控制芯片12的接触电极与金属凸块8的材质、数量、尺寸完全一致。
104.进一步地，所述光电子芯片1与制冷器10之间设置有第一金属层6和第二金属层7；所述第一金属层6所用材质为ti，所述第二金属层7所用材质为au。
105.进一步地，所述第一金属层6的厚度为100nm。
106.进一步地，所述第二金属层7的厚度为600nm。
107.ti与au构成共晶键合面，同时由于光电子芯片1所选用的为硅晶片，从而便于光电子芯片1与制冷器10实现金硅共晶键合，增强散热性能，提高导热速率和封装的稳定性。
108.进一步地，所述制冷器10设置于所述光电子芯片1下方，所述制冷器10下方设置有热沉9。通过制冷器，对光电子芯片1进行整体温度控制。
109.进一步地，还包括印刷电路板13，所述印刷电路板13一端连接芯片外部的电源，另一端连接所述光电子芯片的直流电极，为所述多个功能单元2供电。
110.进一步地，所述制冷器10与热沉9通过银胶贴附连接，可提高散热效果。
111.进一步地，所述光电子芯片1的光栅上连接有阵列光纤11。
112.进一步地，所述光电子芯片1的光栅通过紫外胶与阵列光纤11固定连接。
113.进一步地，所述导线14的所用材质为au。
114.一种光电子芯片的混叠集成封装方法，包括以下几个步骤：
115.s1将多个功能单元2安装于光电子芯片1上，按照需求设计，在所述多个功能单元2中需要局部温度快速调谐的功能单元2周围刻蚀空气槽3，将所述多个功能单元2通过连接通道5以及连接波导4连接；
116.s2在光电子芯片1的下方依次蒸发一层ti膜和一层au膜，冷却后即为第一金属膜6和第二金属膜7；
117.s3将光电子芯片1以第二金属膜7朝下，置于制冷器10上方，送入键合机，升温至450℃，并施加0.5mpa的压力，30s后撤出压力，待其冷却至室温，实现光电子芯片1与制冷器10之间的金硅共晶键合；
118.s4将键合后的光电子芯片1与制冷器10通过银胶附贴热沉9上；
119.s5将紫外胶旋涂于阵列光纤11的盖板下方，对准光电子芯片1上的光栅与阵列光纤11，通过紫外曝光，将紫外胶固化，阵列光纤11连接于光电子芯片1上，实现光学封装；
120.s6将控制芯片12的接触电极与需要局部温度快速调谐的功能单元2上方的金属凸
块8对准，使用倒装焊技术，回流焊温度设置为250℃，持续30秒，将控制芯片12焊接于光电子芯片1的上方，金属凸块8与控制芯片12之间形成焊接面15；
121.s7将印刷电路板13置于热沉9侧方，使光电子芯片1的直流电极通过导线14与印刷电路板13连接，实现对光电子芯片13直流供电，完成电学封装。
122.实施例3
123.本公开的实施例提供一种光电子芯片及其混叠集成封装方法。
124.图1示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的结构图。
125.图3示意性示出了根据本公开实施例的光电子芯片的混叠集成封装装置结构示意图。
126.如图1和图3所示，一种光电子芯片的混叠集成封装装置，包括光电子芯片1，所述光电子芯片1上设置有多个功能单元2；功能单元2分为需要整体温度稳定与需要局部温度快速调谐两种类型；所述多个功能单元2中需要局部温度快速调谐的功能单元2周围刻蚀有空气槽3，用于隔离需要局部温度快速调谐的功能单元2与其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2的热量；
127.所述需要局部温度快速调谐的功能单元2包括滤波器、波分复用器和热调光开关；
128.所述其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2包括探测器、耦合器、光栅和延迟线；
129.控制芯片12，用于调节加载到所述需要局部温度快速调谐的功能单元2上的电压或电流，从而调节当前功能单元2的温度；
130.外部供电装置，用于给所述控制芯片12供电；
131.外部检测装置，用于检测需要局部温度快速调谐的功能单元2的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，如检测滤波器的波长计、检测波分复用器多通道波长计、检测热调光开关的光功率计；
132.制冷器10，用于对所述多个功能单元2整体降温；
133.热敏电阻16，设置于制冷器10上且靠近光电子芯片1的区域，与外部的温度控制器电连接，温度控制器检测热敏电阻的电阻值，将电阻值转换为对应温度，根据检测温度调节所述制冷器10两端的电压或电流。
134.将热敏电阻16、制冷器10与外部的温度控制器相连，设定温度控制器的温度，温度控制器会检测热敏电阻的电阻值，把电阻值转换为温度，把监测到的温度与设定的温度比较，从而相应地控制制冷器10的电压，加速或者减缓制冷，达到温度稳定的效果。外部检测装置检测需要局部温度快速调谐的功能单元2的外部参数，并将外部参数转换为控制信号，将控制信号输入到控制芯片12，通过控制芯片12调节加载到需要局部温度快速调谐的功能单元2上的电压或电流，从而调节所述局部温度快速调谐的功能单元2的温度，温度的改变会使得外部参数相应地发生改变，从而外部检测装置、控制芯片12、需要局部温度快速调谐的功能单元2形成闭环，实现对需要局部温度快速调谐的功能单元2的温度快速调谐。同时在需要局部温度快速调谐的功能单元2与其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2之间刻蚀空气槽3，使得对需要局部温度快速调谐的功能单元2进行温度调节时，不影响其他功能单元2也即是需要整体温度稳定的功能单元2的温度，两个单元的运作互不干扰，减少了光电子芯片1内部不同区域的温度互相串扰的现象，保证了需要整体温度稳定与
需要局部温度快速调谐两种类型功能单元的运行效果。这样的设计满足了光电子芯片1对整体温度高稳定与局部温度快速调谐的双重要求。
135.进一步地，所述空气槽3的周围开设有多个波导连接通道5，以便各功能单元2互连；各功能单元2通过连接通道5以及连接波导4连接。
136.图2示意性示出了根据本公开实施例的空气槽3的结构图
137.进一步地，如图2所示，所述空气槽3的深宽比为20∶1。
138.进一步地，所述空气槽3的槽深h1为200μm，所述光电子芯片1的厚度为800μm。
139.上述的深度设计在空气槽3达到隔离功效的同时，保证了光电子芯片1的完整，防止其裂开。
140.进一步地，所述空气槽3的槽宽h2为10μm。
141.空气槽3的槽宽足够，从而达到有效隔热的效果。
142.进一步地，所述光电子芯片1为硅晶片。
143.进一步地，所述需要局部温度快速调谐的功能单元2的接触电极处设置有金属凸块8，控制芯片12通过对接接触电极与金属凸块8，控制所述需要被精确调谐的功能单元2。
144.进一步地，所述铜柱凸块8与控制芯片12的接触电极之间设有焊帽，所述焊帽的组成材料为sn
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ag
‑
cu。
145.进一步地，所述金属凸块8所用材质为铜，直径为25μm、厚度为10μm。
146.进一步地，所述控制芯片12的接触电极与金属凸块8的材质、数量、尺寸完全一致。
147.进一步地，所述光电子芯片1与制冷器10之间设置有第一金属层6和第二金属层7；所述第一金属层6所用材质为ti，所述第二金属层7所用材质为au。
148.进一步地，所述第一金属层6的厚度为75nm。
149.进一步地，所述第二金属层7的厚度为500nm。
150.ti与au构成共晶键合面，同时由于光电子芯片1所选用的为硅晶片，从而便于光电子芯片1与制冷器10实现金硅共晶键合，增强散热性能，提高导热速率和封装的稳定性。
151.进一步地，所述制冷器10设置于所述光电子芯片1下方，所述制冷器10下方设置有热沉9。通过制冷器，对光电子芯片1进行整体温度控制。
152.进一步地，还包括印刷电路板13，所述印刷电路板13一端连接芯片外部的电源，另一端连接所述光电子芯片的直流电极，为所述多个功能单元2供电。
153.进一步地，所述制冷器10与热沉9通过银胶贴附连接，可提高散热效果。
154.进一步地，所述光电子芯片1的光栅上连接有阵列光纤11。
155.进一步地，所述光电子芯片1的光栅通过紫外胶与阵列光纤11固定连接。
156.进一步地，所述导线14的所用材质为au。
157.一种光电子芯片的混叠集成封装方法，包括以下几个步骤：
158.s1将多个功能单元2安装于光电子芯片1上，按照需求设计，在所述多个功能单元2中需要局部温度快速调谐的功能单元2周围刻蚀空气槽3，将所述多个功能单元2通过连接通道5以及连接波导4连接；
159.s2在光电子芯片1的下方依次蒸发一层ti膜和一层au膜，冷却后即为第一金属膜6和第二金属膜7；
160.s3将光电子芯片1以第二金属膜7朝下，置于制冷器10上方，送入键合机，升温至
425℃，并施加0.3mpa的压力，30s后撤出压力，待其冷却至室温，实现光电子芯片1与制冷器10之间的金硅共晶键合；
161.s4将键合后的光电子芯片1与制冷器10通过银胶附贴热沉9上；
162.s5将紫外胶旋涂于阵列光纤11的盖板下方，对准光电子芯片1上的光栅与阵列光纤11，通过紫外曝光，将紫外胶固化，阵列光纤11连接于光电子芯片1上，实现光学封装；
163.s6将控制芯片12的接触电极与需要局部温度快速调谐的功能单元2上方的金属凸块8对准，使用倒装焊技术，回流焊温度设置为250℃，持续30秒，将控制芯片12焊接于光电子芯片1的上方，金属凸块8与控制芯片12之间形成焊接面15；
164.s7将印刷电路板13置于热沉9侧方，使光电子芯片1的直流电极通过导线14与印刷电路板13连接，实现对光电子芯片13直流供电，完成电学封装。
165.通过上述封装方法，可以减小封装体积，提高封装稳定性，同时还可提高制冷器10的导热速率和散热效果。
166.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。