热电半导体制冷器及热电制冷器模块的制作方法

本发明涉及半导体制冷技术领域，具体而言，涉及一种热电半导体制冷器及热电制冷器模块。

背景技术：

热电半导体制冷器(tec)作为一种固态制冷模块，广泛应用于需要精密控制温度的电子元器件和光电子系统中。热电半导体制冷器通常由上下两块电绝缘导热基板和夹在之间的热电偶对组成，上下两块基板上设置有金属导流片，用于焊接中间的热电偶对，形成内部串联电路。

现有热电半导体制冷器(tec)的许多应用中，tec需要封装焊接于金属材料之间；但是，tec基板与热电偶的热膨胀系数(cte)之间存在较大的差异，这必然会造成常规tec由于残余热应力过大导致的失效问题。

同时，在tec应用的过程中，往往需要将tec焊接于高导热的金属热沉上，以减小系统的导热热阻，增强tec的制冷能力。然而，用于封装的金属热沉与tec基板热膨胀系数的也不匹配，高导热的金属热沉往往也具有较大的cte，在焊接组装后，焊接后tec内部的应力会进一步增大，在较大的应力状态下tec易产生微裂纹，导致tec的交流电阻增大，从而降低tec的制冷效率。严重的情况下，更会导致热电材料发生断裂，直接导致tec失效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热电半导体制冷器及热电制冷器模块，能够减小封装残余应力，有效提高热电半导体制冷器在使用过程的可靠性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种热电半导体制冷器，其包括平行相对的第一基板和第二基板，所述第一基板具有面对所述第二基板的第一平面，所述第二基板具有面对所述第一基板的第二平面，在所述第一基板与所述第二基板之间设置有多个热电偶，所述热电偶连通所述第一平面和所述第二平面以形成具有电流通路的功能区，在所述第一基板和/或所述第二基板还形成有非功能区。

可选地，在所述第一平面和所述第二平面上分别设有多个导流片，且所述第一平面的导流片与所述第二平面的导流片交错对应，所述热电偶连通所述第一平面的导流片和交错对应的所述第二平面的导流片以形成具有电流通路的功能区，其中，一个所述第一平面的导流片连通设置有至少两个热电偶，每个所述热电偶分别与所述第二平面的一个导流片连通；一个所述第二平面的导流片连通设置有至少两个热电偶，每个所述热电偶分别与所述第一平面的一个导流片连通。

可选地，在所述非功能区，所述第一基板与所述第二基板之间设置有第一次功能性热电偶和/或第二次功能性热电偶。

可选地，在所述非功能区，所述第一基板和/或第二基板上设置有边缘导流片。

可选地，所述第一基板和/或所述第二基板上设置有引入导流片和引出导流片，所述引入导流片和所述引出导流片分别与所述功能区连通，所述引入导流片用于以引入电流，所述引出导流片用于以引出电流；所述引入导流片和引出导流片均设置于功能区；或者，所述引入导流片和引出导流片均设置于非功能区；或者，所述引入导流片和引出导流片分别设置在功能区和非功能区。

可选地，在所述非功能区，所述第一基板或所述第二基板上设置有边缘导流片，所述第一次功能性热电偶的一端与所述边缘导流片连接、另一端与所述引入导流片和/或引出导流片连接。

可选地，所述第一基板的一个边缘导流片和所述第二基板的一个边缘导流片之间通过一个第二次功能性热电偶连接，以断开所述第二次功能性热电偶与功能区的热电偶之间的电流。

可选地，所述第一基板和所述第二基板为矩形，所述非功能区位于矩形的四角处或边缘或中部。

可选地，所述第一基板的厚度大于等于2mm，和/或，所述第二基板的厚度大于等于2mm。

本发明实施例的另一方面还提供一种热电制冷器模块，包括上述的热电半导体制冷器，所述热电半导体制冷器的第一基板上还包括与第一平面相背的第三平面，所述热电半导体制冷器的第二基板上还包括与第二平面相背的第四平面，在所述第三平面和/或所述第四平面上设置有导电层，所述第三平面上的导电层和/或所述第四平面上的导电层在所述热电半导体制冷器的非功能区形成有镂空区域；其中，所述非功能区闭合环绕于所述热电半导体制冷器的功能区外周，所述镂空区域形成于整个所述非功能区。

可选地，所述第一基板位于非功能区的表面积占所述第一基板表面积的10％～15％。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的热电半导体制冷器及热电制冷器模块，通过在第一基板和第二基板设置不能形成电流通路的非功能区，去除了现有技术中残余应力最大的地方，以减小热电半导体制冷器的封装热应力，从而避免了残余应力过大可能对器件稳定性造成的影响，有效提高热电半导体制冷器在使用过程的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的热电半导体制冷器结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的热电半导体制冷器爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一基板上的导流片的布置结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的第二基板上的导流片的布置结构示意图之一；

图5为本发明实施例提供的非功能区的原理图；

图6为本发明实施例提供的第一基板上的导流片的布置结构示意图之二；

图7为本发明实施例提供的第二基板上的导流片的布置结构示意图之二；

图8为本发明实施例提供的热电制冷器模块结构示意图之一；

图9为本发明实施例提供的热电制冷器模块结构示意图之二；

图10为本发明实施例提供的热电制冷器模块结构示意图之三；

图11为本发明实施例提供的热电制冷器模块结构示意图之四；

图12为本发明实施例提供的热电半导体制冷器结构示意图之二；

图13为本发明实施例提供的热电半导体制冷器结构示意图之三；

图14为本发明实施例提供的热电半导体制冷器结构示意图之四。

图标:10-第一基板；11-第一导电层；20-第二基板；21-第二导电层；30-热电偶；30a-功能性热电偶；30b1-第一次功能性热电偶；30b2-第二次功能性热电偶；40a-第一导流片；40b-第二导流片；41y-引入导流片；42y-引出导流片；43a-第一边缘导流片；43b-第二边缘导流片；50-半导体激光器芯片；60-光学元件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

请参照图1和图2，本实施例提供一种热电半导体制冷器，其包括平行相对的第一基板10和第二基板20，第一基板10具有面对第二基板20的第一平面，第二基板20具有面对第一基板10的第二平面，在第一基板10与第二基板20之间设置有多个热电偶30，热电偶30连通第一平面和第二平面以形成具有电流通路的功能区，在第一基板10和/或第二基板20还形成有非功能区。

需要说明的是，第一，功能区用于实现电流通路，功能区之外的区域为非功能区，非功能区可以闭合包围功能区，非功能区还可以不完全包围功能区。

第二，第一基板10和第二基板20本身绝缘，是通过在第一平面和第二平面上设有导电介质才实现电流传导以形成电流通路。

本发明实施例中，可以通过在第一基板10和第二基板20上设置导电通道或导电介质(例如导流片)和热电偶30配合来形成电流通路以形成功能区，在本领域内能够实现类似或相同功能的均视为等同特征，属于本申请公开或保护的范围之列。

本发明实施例提供的热电半导体制冷器通过在第一基板10和第二基板20设置不能形成电流通路的非功能区，去除了现有技术中残余应力最大的地方，以减小热电半导体制冷器的封装热应力，从而避免了残余应力过大可能对器件稳定性造成的影响，有效提高热电半导体制冷器在使用过程的可靠性。

在第一平面和第二平面上分别设有多个导流片，且第一平面的第一导流片40a与第二平面的第二导流片40b交错对应，在第一基板10与第二基板20之间设置有多个热电偶30，热电偶30连通第一平面的第一导流片40a和交错对应的第二平面的第二导流片40b以形成具有电流通路的功能区。其中，一个第一平面的第一导流片40a连通设置有至少两个热电偶30，每个热电偶30还分别与第二平面的一个第二导流片40b连通；一个第二平面的第二导流片40b连通设置有至少两个热电偶30，每个热电偶30还分别与第一平面的一个第一导流片40a连通。

需要说明的是，第一，本实施例中通过导流片连通第一基板10和第二基板20，具体地，第一基板10的第一平面和第二基板20的第二平面上均设有多个导流片，第一基板10的第一平面和第二基板20的第二平面上之间设有热电偶30，热电偶30连通第一平面的第一导流片40a和第二平面的第二导流片40b以形成具有电流通路的功能区，示例地，电流引入到第一平面的第一导流片40a上后，经热电偶30导入到第二平面的对应的第二导流片40b，依次循环，在热电半导体制冷器内形成使电流流通的功能区，功能区用于给热电半导体制冷器提供电流。

第二，一个第一平面的第一导流片40a连通设置有至少两个热电偶30，每个热电偶30分别与第二平面的一个第二导流片40b连通；一个第二平面的第二导流片40b连通设置有至少两个热电偶30，每个热电偶30分别与所述第一平面的一个第一导流片40a连通。

通过这样的设置方式，使第一基板10和第二基板20之间连通以形成具有电流通路的功能区。位于功能区的热电偶30因能发挥传导电流作用，因此此处的热电偶30均为功能性热电偶30a。

示例地，在功能区，第一基板10和第二基板20上设有多个导流片，每个导流片上都至少设有两个功能性热电偶30a形成热电偶对，也就是说，一个第一平面的第一导流片40a与对应的第二平面的第二导流片40b之间至少设有两个功能性热电偶30a以形成热电偶对，电流从一个第一导流片40a进入一个功能性热电偶30a，再通过对应的另一个第二导流片40b进入另一个功能性热电偶30a，这两个功能性热电偶30a形成的热电偶对用于发挥传导电流的作用，本实施例的热电半导体制冷器上具有多个热电偶对。

在功能区，第一平面的第一导流片40a与对应的第二平面的第二导流片40b之间并不是正对设置，而是交错位置设置，比如，一个第一平面的第一导流片40a对应两个热电偶30，而这两个热电偶30中的一个热电偶30与第二平面的第二导流片40b连接，同时第二平面的第二导流片40b上还连接有另一个热电偶30，但是对于这个第二平面的第二导流片40b来说，它是连接有两个热电偶30的，依次类推，通过设置交错连接，使得可以通过热电偶30以连通第一平面的第一导流片40a与对应的第二平面的第二导流片40b，使得第一基板10和第二基板20连通以形成具有电流的功能区。这是指第一平面的第一导流片40a与第二平面的第二导流片40b位置交错相对应。

第三，第一基板10和第二基板20功能区之外的区域为非功能区，非功能区可以位于第一基板10和第二基板20的边缘位置处，也可以位于第一基板10和第二基板20的中部某一位置，本发明实施例优选非功能区位于第一基板10和第二基板20的边缘位置处，当非功能区可以位于第一基板10和第二基板20的边缘位置处时，功能区则位于第一基板10和第二基板20的中部位置；非功能区可以闭合包围功能区，非功能区还可以不完全包围功能区，示例地，当第一基板10和第二基板20均为矩形时，非功能区可以只位于功能区的一个侧边或两个侧边或三个侧边，或者位于矩形的至少一个角，如图3和图4所示，非功能区位于矩形的四个角。

在非功能区，第一基板10与第二基板20之间设置有第一次功能性热电偶30b1和/或第二次功能性热电偶30b2。

此时，第一次功能性热电偶30b1和/或第二次功能性热电偶30b2直接连接第一基板10和第二基板20，这样一来，第一次功能性热电偶30b1和/或第二次功能性热电偶30b2就只起支撑第一基板10和第二基板20的作用，而没有导通电流的作用，因此形成非功能区。

在非功能区，第一基板10和/或第二基板20上设置有边缘导流片。

边缘导流片可以只设置在第一基板10上，或只设置在第二基板20上，或同时设置在第一基板10和第二基板20上。边缘导流片可以与非功能区的第一次功能性热电偶30b1、第二次功能性热电偶30b2连接，也可以不连接。不连接的时候，边缘导流片直接与第一基板10和/或第二基板20贴合设置，不与热电偶30连通，此时设置边缘导流片的位置处没有电流，这样一来，就能缓解该位置处的应力，而形成非功能区。边缘导流片与非功能区的第一次功能性热电偶30b1、第二次功能性热电偶30b2连接的情况见后述。

本发明实施例中，位于功能区的热电偶30能够发挥传导电流作用称为功能性热电偶30a；位于非功能区的热电偶30虽本身也具有导电功能，但不发挥传导电流作用称为次功能性热电偶，这里的不发挥传导电流的作用指的是因为边缘导流片的设置，次功能性热电偶是独立的，不能与其他热电偶30形成热电偶对，因此次功能性热电偶不能够电连通，发挥不了传导电流的功能，使此处形成不具有电流通路的非功能区，但就次功能性热电偶本身而言，是具有热电偶30具有的所有功能的(如导电)，此处人为地将位于功能区和非功能区的热电偶30进行上述命名仅仅为了以示区分。

本发明实施例中的次功能性热电偶还可以采用与热电偶30热导率相当(主要考虑到不能影响tec的热性能)的其他材料，这些方案视为与次功能性热电偶的等同替换，属于本发明公开或保护的范围之内。

同时，为区分设置位置，次功能性热电偶还分为第一次功能性热电偶30b1和第二次功能性热电偶30b2，第一次功能性热电偶30b1和第二次功能性热电偶30b2也仅为定义区分，不构成限制。例如，第二次功能性热电偶30b2也可以为第一次功能性热电偶30b1。

此外，第一基板10和第二基板20的材质均为陶瓷，陶瓷材料电绝缘导热性好，导流片可为金属导流片用于传导电流。

如图2所示，第一基板10和/或第二基板20上设置有引入导流片41y和引出导流片42y，引入导流片41y和引出导流片42y分别与功能区连通，引入导流片41y用于以引入电流，引出导流片42y用于以引出电流。

通过引入导流片41y将外接电流引入功能区实现通路，电流流经功能区后再通过引出导流片42y将电流引出。

引入导流片41y和引出导流片42y可同时设置在第一基板10上，或同时设置在第二基板20上，或分别设置在第一基板10和第二基板20上。

引入导流片41y和引出导流片42y可设置在功能区，也可设置在非功能区。引入导流片41y和引出导流片42y均设置于功能区；或者，引入导流片41y和引出导流片42y均设置于非功能区；或者，引入导流片41y和引出导流片42y分别设置在功能区和非功能区。

引入导流片41y和引出导流片42y至少其一设置在非功能区时，第一基板10或第二基板20上设置有边缘导流片，第一次功能性热电偶30b1的一端与边缘导流片连接、另一端与引入导流片41y和/或引出导流片42y连接。

引入导流片41y与引出导流片42y上分别设置至少一个功能性热电偶30a和至少一个第一次功能性热电偶30b1，因为引入导流片41y和引出导流片42y虽然位于非功能区，但要实现电流的引入与引出。

引入导流片41y和引出导流片42y均设置在第一基板10上；或者，引入导流片41y和引出导流片42y均设置在第二基板20上；或者，引入导流片41y和引出导流片42y分别设置在第一基板10和第二基板20上。

如图2所示，引入导流片41y和引出导流片42y均设置在第一基板10上。第一基板10和第二基板20为矩形，非功能区位于矩形的四角处或边缘或中部，本实施例以非功能区位于矩形的四角处为例，引入导流片41y和引出导流片42y分别设置在矩形相邻两角的位置，当然，引入导流片41y和引出导流片42y分别设置在矩形对角的位置也是可以的。

在非功能区，第一基板10上设置有边缘导流片，第一基板10与第二基板20之间设置有第一次功能性热电偶30b1，第一次功能性热电偶30b1的一端与边缘导流片连接、另一端与引入导流片41y连接；或者，在非功能区，第二基板20上设置有边缘导流片，第一基板10与第二基板20之间设置有第一次功能性热电偶30b1，第一次功能性热电偶30b1的一端与边缘导流片连接、另一端与引入导流片41y连接。

具体地，如图3～图4所示，在非功能区，当引入导流片41y在第二基板20上时，第一基板10上设置有第一边缘导流片43a，第一边缘导流片43a与第二基板20上的引入导流片41y对应，第一基板10与第二基板20之间设置有第一次功能性热电偶30b1，一个第一边缘导流片43a只能对应一个第一次功能性热电偶30b1，一个引入导流片41y能同时对应一个第一次功能性热电偶30b1和一个功能性热电偶30a，也就是说，一个第一次功能性热电偶30b1的一端与一个第一边缘导流片43a连接、这个第一次功能性热电偶30b1的另一端与一个引入导流片41y连接，同时这个引入导流片41y上还对应一个功能性热电偶30a，这个功能性热电偶30a对应一个第一导流片40a，第一导流片40a上还同时对应另一个功能性热电偶30a，依次类推。

这样，如图5所示，在电流引入时，电流沿第二基板20的引入导流片41y直接流入功能区，通过功能性热电偶30a，再经第一导流片40a，再经另一个功能性热电偶30a流入第二导流片40b,依次类推，对于一个第一导流片40a来说，与其连接的两个功能性热电偶30a就称为热电偶对，因为热电偶对，能使电流引入后在第一基板10和第二基板20对应的导流片上依次传导，在功能区形成电流回路；在非功能区，因为与第一基板10上的第一边缘导流片43a对应的第一次功能性热电偶30b1是单独的，没有形成热电偶对，因此电流从引入导流片41y进入后在第一次功能性热电偶30b1处断开，无法形成闭合回路，因此非功能区没有电流。

同理，当引入导流片41y在第一基板10上时电流路径与上述原理相同，第一次功能性热电偶30b1与引出导流片42y连接的电流路径原理按上述推证，此处不再赘述。

示例地，图3和图4分别为一个实施例的第二基板20和第一基板10，其中，a与a＇位置相对应，b与b＇位置相对应，c与c＇位置相对应，d与d＇位置相对应，虚线框内表示非功能区，虚线框之外的区域表示功能区，通过在其中d角上引入导流片41y、d＇角第一边缘导流片43a和这两个之间的第一次功能性热电偶30b1的配合，以及b角引出导流片42y、b＇角第一边缘导流片43a和这两个之间的第一次功能性热电偶30b1的配合，使得d(d＇)与b(b＇)这两个角除了引入导流和引出电流外无电流通过以形成非功能区。

可选地，在非功能区，第一基板10的一个边缘导流片和第二基板20的一个边缘导流片之间通过一个第二次功能性热电偶30b2连接，以断开第二次功能性热电偶30b2与功能区的热电偶30之间的电流，功能区的热电偶30发挥导通电流的作用，即为功能性热电偶30a。

示例地，在a(a＇)与c(c＇)这两个角因为都是单个的边缘导流片，一个第一基板10上的第一边缘导流片43a和一个第二基板20上的第二边缘导流片43b之间只对应一个第二次功能性热电偶30b2而没有形成热电偶对，因此此处的第二次功能性热电偶30b2和边缘导流片之间没有形成闭合回路，第二次功能性热电偶30b2与功能性热电偶30a之间也没有电流，第二次功能性热电偶30b2只起到支撑作用，没有发挥电流传导作用，也因此形成非功能区。

通过上述设置，使b(b＇)和d(d＇)具有引出和引入电流的作用，因第一次功能性热电偶30b1和对应的边缘导流片之间无法形成闭合回路，形成非功能区；c(c＇)和a(a＇)因第二次功能性热电偶30b2和对应的边缘导流片之间无法形成闭合回路，形成非功能区。

图6和图7为另一实施例的第二基板20和第一基板10的另一种情况，a与a＇位置相对应，b与b＇位置相对应，c与c＇位置相对应，d与d＇位置相对应，虚线框内表示非功能区，虚线框之外的区域表示功能区，可参照上述推证，当然，本发明实施例并不限于图3～图7中的实施方式，图3～图7中箭头方向为电流流经路径。

本发明实施例提供的热电半导体制冷器，通过将第一基板10和第二基板20的边缘导流片和第一次功能性热电偶30b1对应设置，以及第一基板10和第二基板20的边缘导流片和第二次功能性热电偶30b2的对应设置，使此处形成非功能区，此时非功能区的第一次功能性热电偶30b1和第二次功能性热电偶30b2仅起支撑作用，并不参与串联导电工作，以减少功能性热电偶30a中的应力，有效提高热电半导体制冷器在使用过程的可靠性。

实施例二

第一基板10和第二基板20的材质均为陶瓷，第一基板10上还包括与第一平面相背的第三平面，第二基板20上还包括与第二平面相背的第四平面，在第三平面和/或第四平面上设置有导电层，第三平面的导电层为第一导电层11，第四平面的导电层为第二导电层21，导电层可为镀金层，用于键合外部控温元器件或热沉(热沉是在封装时，热电半导体制冷器和激光芯片需要整体固定到一个大的散热块上，散热块即为热沉)或激光芯片，第三平面上的导电层第一导电层11和/或第四平面上的第二导电层21在非功能区形成有镂空区域。

此实施例中镂空区域就是非功能区，镂空区域内无导电层，通过无导电层的镂空区域以形成非功能区。非功能区闭合环绕于功能区外周，镂空区域形成于整个非功能区。

需要说明的是，本实施例二中的通过无导电层的镂空区域以形成非功能区，与实施例一中通过不参与串联导电工作的第一次功能性热电偶30b1和第二次功能性热电偶30b2以形成非功能区是不同的，实施例一和实施例二形成非功能区的原理完全不同，但都能实现非功能区的不导电，因此都称为非功能区。

示例地，如图8和图9所示，第一基板10上设有第一导电层11，第三平面第一导电层11之外的区域为镂空区域，该镂空区域没有设置第一导电层11，该区域为不能导电的非功能区，第一导电层11的区域为具有电流通路的功能区。该镂空区域可以如图8所示位于第一导电层11的两侧，也可以如图9所示位于第一导电层11的四周将第一导电层11包围，还可以只位于第一导电层11的一侧或三侧等，非功能区设置在不同的位置，就能改善该位置处的封装残余应力的状态，因此非功能区具体设置位置按实际需求决定，非功能区与第二导电层21的位置关系同理推证。

在实际应用中，为了充分发挥热电制冷器模块的作用，导电层表面键合的外部控温元件或者热沉或者激光芯片的面积通常是大于导电层的面积，由于镂空区域不能与外部控温元件或者热沉或者激光芯片形成键合界面，因此能够有效减小热电制冷器模块中热电偶30的热应力。

同时，第一基板10和第二基板20上可同时设有导电层，也可只其中一个设置导电层。

第一基板10位于非功能区的表面积通常占第一基板10表面积的10％～15％。具体非功能区的表面积可根据应力随非功能区的表面积的变化关系和热电制冷器模块散热效率与随非功能区的表面积的变化关系综合评定。

如图10和图11所示，本发明实施例提供的热电制冷器模块，通过收缩第一基板10和/或第二基板20上的导电层，使边缘处无法与外部控温元件或热沉或激光芯片形成键合界面，通过减小第一基板10和/或第二基板20与外部控温元件或金属热沉或激光芯片之间的键合面积，可以较大地减小热电制冷器模块所受的封装热应力，有效提高热电制冷器模块在使用过程的可靠性。

封装残余应力具有边际效应，即：处在热电制冷器模块边缘的热电材料的应力具有最大值，从边缘处至热电制冷器模块中心，应力逐渐减小至零应力状态。

在改善热电半导体制冷器中的功能性热电偶30a封装残余应力的状态的基础上，更进一步地，通过收缩第三表面和第四表面上的导电层改善封装残余应力，使热电制冷器模块具有双重改善应力的效果，使热电制冷器模块的可靠性更强。

实施例三

第一基板10的厚度大于等于2mm和/或第二基板20的厚度大于等于2mm。

目前现有的热电半导体制冷器的陶瓷基板的基本厚度均小于1.0mm，虽然陶瓷的杨氏模量大，热膨胀系数很小，但是较薄的陶瓷片并不能有效阻挡封装过程中产生的热应力传递到热电偶30中，并不能有效缓解封装残余应力过渡到tec内部的热电材料当中。本实施例通过将第一基板10和/或第二基板20加厚，从而减小过渡到热电偶对中的应力，提高热电半导体制冷器的可靠性。

如图12和图13所示，可单独增厚第一基板10或第二基板20的厚度，也可同时增厚第一基板10和第二基板20的厚度。

如图14所示，第一基板10上还包括与第一平面相背的第三平面，第二基板20上还包括与第二平面相背的第四平面，第三平面和/或第四平面上设有半导体激光器芯片50，第一基板10和/或第二基板20的侧面设有光学元件60。

可以将与第一基板10和第二基板20焊接的次热沉(次热沉是在热电半导体制冷器表面设置芯片时，由于热电半导体制冷器和芯片材料不一样，在芯片产生热量时，热电半导体制冷器和芯片的热应力不同，次热沉就是设置在芯片和热电半导体制冷器之间，用来材料不同导致的应力的)省去，减少器件的焊接界面，提高整体的器件可靠性；由于第一基板10和第二基板20足够厚，对于集中热源的芯片来说，可以在不额外增加热沉的情况下，直接将半导体激光器芯片50表贴于第一基板10的第三平面或第二基板20的第四平面，或者第三平面和第四平面均贴有半导体激光器芯片50；对于光电子器件而言，所需的光学元件60也可以直接安装在第一基板10的侧面或第二基板20的侧面，或第一基板10的侧面和第二基板20的侧面均安装光学元件60。

热电半导体制冷器在使用时，主要是为激光芯片散热的，光学元件60主要为激光芯片发出的激光进行整形的，现有1.0mm的tec陶瓷厚度，因为太薄，工艺上无法实现在tec侧边加半导体激光器芯片50和光学元件60，因此本实施例可直接将半导体激光器芯片50和光学元件60设置在基板上，省去复杂的连接关系，使整个热电半导体制冷器结构简洁，功能效果更明显。

本实施例通过加厚第一基板10和第二基板20，从而减小过渡到热电偶对中的应力，提高热电半导体制冷器的可靠性。

以上三个实施例涉及到半导体制冷技术领域，可广泛应用于所有使用热电半导体制冷器(tec)的领域中，包括光通信半导体激光器，高功率半导体激光器等，还可应用于激光器器件、医疗、工业加工等领域。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。