本发明涉及一种电子模块(electronic module)、一种热电装置(thermoelectric device)和一种用于制造电子模块的方法，且更明确地说，涉及一种用于主动冷却的电子模块和热电装置和一种其制造方法。
背景技术：
电子装置(例如，机动车电子装置、可佩戴电子装置或计算机中的电子装置)的设计朝向高速数据传输、高容量和小尺寸发展。热耗散也是此电子装置的重要问题。在操作期间，高速数据传输可导致大量热被产生，且可升高电子装置的温度，且归因于小尺寸，可能难以耗散热量。如果热量未被有效率地耗散，那么可能降低电子装置的性能，或可能致使电子装置失效或停止运转。
技术实现要素：
在一个态样中，根据一些实施例，一种电子模块包含第一基底层(first base layer)和至少一个通道(via)。所述第一基底层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且界定至少一个第一孔洞。所述第一基底层包含第一金属。所述通道安置于所述第一基底层的所述第一孔洞中。所述通道包含热电材料。所述热电材料的Z×T值大于所述第一金属的Z×T值，其中Z为热电优值(thermoelectric figure of merit)，T为按开尔文(K)计的温度，且所述热电材料的所述Z×T值大于0.5。
在根据一些实施例的另一方面中，一种热电装置包含直流电压源、第一基底层、第二基底层(second base layer)和至少一个通道。所述直流电压源具有正连接(positive connection)和负连接(negative connection)。所述第一基底层电连接到所述直流电压源的所述负连接，且位于第一温度区域中。所述第二基底层电连接到所述直流电压源的所述正连接，且位于第二温度区域中。所述第一温度区域的第一温度比所述第二温度区域的第二温度低。所述通道接触所述第一基底层和所述第二基底层，其中所述通道包含热电材料。所述热电材料的Z×T值大于0.5，其中Z为热电优值，且T为按K计的温度。
在根据一些实施例的另一方面中，一种制造电子模块的方法包含：(a)形成第一基底层；(b)形成第二基底层；(c)附着所述第一基底层和所述第二基底层，所述第二基底层与所述第一基底层电绝缘；以及(d)形成至少一个通道以接触所述第一基底层和所述第二基底层。
附图说明
图1说明根据本发明的实施例的热电装置的横截面图。
图2说明根据本发明的实施例的图1的电子模块的俯视图。
图3说明根据本发明的实施例的热电装置的横截面图。
图4说明根据本发明的实施例的热电装置的横截面图。
图5说明根据本发明的实施例的热电装置的横截面图。
图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19说明根据本发明的实施例的用于制造电子模块的方法。
图20、图21和图22说明根据本发明的实施例的用于制造电子模块的方法。
图23、图24和图25说明根据本发明的实施例的用于制造电子模块的方法。
图26、图27和图28说明根据本发明的实施例的用于制造电子模块的方法。
具体实施方式
本发明描述改善的热电装置和用于制造热电装置的改善的技术的实施例。热电装置的一些实施例包含电子模块，其包含热电材料安置于其中的至少一个通道。本发明的热电装置和技术适合于(例如)主动热耗散。
一般来说，通常通过附接到电子装置(例如，机动车电子装置、可佩戴电子装置或计算机中的电子装置)的金属板或其它散热片(例如，不锈钢板或铝合金板)来达成热耗散。由电子装置产生的热量通过金属板的传导性而耗散。此热耗散是被动的，且此热耗散的效率差。为了解决这些问题，可使用多个鳍片型散热片。多个鳍片型散热片被设计以具有多个表面来耗散热量。然而，鳍片型散热片的热耗散的效率仍然差。此外，鳍片型散热片的大小难以减小。
为了解决至少上述问题，本发明描述经改良的热电装置。热电装置包含电子模块，其包含基底层和至少一个通道。基底层包含金属材料且界定至少一个孔洞，且至少一个通道安置于基底层的相应孔洞中。通道包含热电材料。热电材料的Z×T值大于基底层的金属材料的Z×T值，其中Z为热电优值(按1/K计)，T为温度(按K计)，Z×T为无量纲(dimensionless)热电优值，且热电材料的Z×T值大于约0.5。通过选择热电材料的具体材料和将电子模块电连接到直流源，热电装置可被用作具有主动热耗散的热泵(heat pump)，且能够根据热电效应通过通道将热量从高温端耗散到低温端。因此，可达成高效率的热耗散。另外，可有效率地减小热电装置或电子模块的大小。
图1说明根据本发明的实施例的热电装置1的横截面图。图2说明根据本发明的实施例的图1的电子模块11的俯视图。应注意，图1为沿着图2的线I-I截取的横截面图。热电装置1包含直流电压源50、电子模块11和电元件60。直流电压源50具有正连接51和负连接52。电子模块11电连接到正连接51且电连接到负连接52。电元件60可为(例如)以上提到的电子装置(例如，机动车电子装置、可佩戴电子装置或计算机中的电子装置)中的一个，且安置于邻近电子模块11或与电子模块11热接触，使得电子模块11可根据热电效应将热量从电元件60耗散到较低温度区域。应注意，在一些实施例中，电元件60也可电连接到直流电压源50。即，电子模块11和电元件60可使用同一电源。
电子模块11包含第一基底层10、第二基底层20、至少一个通道40、第一氧化物层104、第二氧化物层105、侧氧化物层1041、绝缘层30、第三氧化物层204、第四氧化物层205、侧氧化物层2041、第一电端子106、第二电端子206和粘合框32。第一基底层10具有第一表面101、与第一表面101相对的第二表面102和侧表面109，且界定贯穿第一基底层10的至少一个第一孔洞103。第一基底层10包含第一金属。在一个或多个实施例中，第一金属可为(例如)铜、铝或其它合适金属。第一基底层10经由第一电端子106电连接到直流电压源50的负连接52，且位于第一温度区域12中。第一温度区域12可与第一基底层10的至少一部分共同延伸(coextensive)。第一温度区域12可大致与第一基底层10共同延伸。第一基底层10可(例如)通过铸造(casting)来制造，或第一基底层10可(例如)从金属箔(metal foil)形成。因此，第一基底层10的厚度可在约0.1mm(毫米)到约0.5mm的范围中，比常规散热片薄。
第二基底层20具有第一表面201、与第一表面201相对的第二表面202和侧表面209，且界定贯穿第二基底层20的至少一个第二孔洞203。第二基底层20的第二孔洞203与第一基底层10的第一孔洞103对准。第二基底层20包含第二金属。在一或多个实施例中，第二金属可为(例如)铜、铝或其它合适金属。第二金属可与第一金属相同，即，第二基底层20的材料可与第一基底层10的材料相同。如图1中所展示，第二基底层20的第一表面201面向第一基底层10的第二表面102，且第二基底层20与第一基底层10通过绝缘层30电绝缘。第二基底层20经由第二电端子206电连接到直流电压源50的正连接51，且位于第二温度区域14中。第二温度区域14可与第二基底层20的至少一部分共同延伸。第二温度区域14可大致与第二基底层20共同延伸。第一温度区域12的第一温度比第二温度区域14的第二温度低。第一温度可为第一温度区域12的平均温度，且第二温度可为第二温度区域14的平均温度。第二基底层20可(例如)通过铸造而制造，或第二基底层20可(例如)从金属箔形成。因此，第二基底层20的厚度可在约0.1mm到约0.5mm的范围中，比常规散热片薄。第二基底层20与第一基底层10可由相同方法形成，且第二基底层20的厚度可与第一基底层10的厚度相同。
第一氧化物层104形成于第一基底层10的第一表面101上，第二氧化物层105形成于第一基底层10的第二表面102上，且侧氧化物层1041形成于第一基底层10的侧表面109上。在一或多个实施例中，可省略第一氧化物层104、第二氧化物层105和侧氧化物层1041。第三氧化物层204形成于第二基底层20的第一表面201上，第四氧化物层205形成于第二基底层20的第二表面202上，且侧氧化物层2041形成于第二基底层20的侧表面209上。在一或多个实施例中，可省略第三氧化物层204、第四氧化物层205和侧氧化物层2041。
绝缘层30安置于第一基底层10与第二基底层20之间。在图1中说明的实施例中，绝缘层30夹在第二氧化物层105与第三氧化物层204之间。绝缘层30包含第一绝缘层301和第二绝缘层302，其中第一绝缘层301通过第一偶合剂(first coupling agent)107附着到第二氧化物层105，且第二绝缘层302通过第二偶合剂(second coupling agent)207附着到第三氧化物层204。第一偶合剂107用以促进第一绝缘层301与第二氧化物层105之间的结合，第二偶合剂207用以促进第二绝缘层302与第三氧化物层204之间的结合。第一偶合剂107和第二偶合剂207的材料可包含(例如)硅氧烷偶合剂(siloxane coupling agent)或其它合适材料。第一绝缘层301和第二绝缘层302的材料可包含(例如)聚酰亚胺(PI)、聚苯醚(PPO)或其它合适材料，使得第二基底层20与第一基底层10电绝缘。第一绝缘层301的材料可包含与第二绝缘层302的材料相同或不同的材料。第一绝缘层301的厚度可与第二绝缘层302的厚度大致相同。第一绝缘层301的厚度和第二绝缘层302的厚度都可在约20μm到约100μm的范围中。第一绝缘层301的厚度可与第二绝缘层302的厚度不同。
如图1中所展示，第一绝缘层301接触第二绝缘层302，且在其间形成边界(boundary)。然而，在至少一个实施例中，第一绝缘层301与第二绝缘层302熔融在一起，且不存在在其间的边界。在至少一个实施例中，第一绝缘层301和第二绝缘层302可整体地(integrally)形成。应注意，可省略第一绝缘层301和/或第二绝缘层302。
至少一个通道40安置于第一基底层10的相应第一孔洞103和第二基底层20的相应第二孔洞203中。即，通道40贯穿第一基底层10和第二基底层20。另外，通道40也贯穿第一氧化物层104、第二氧化物层105、第一偶合剂107、第一绝缘层301、第二绝缘层302、第二偶合剂207、第三氧化物层204和第四氧化物层205。在至少一个实施例中，通道40为大体上实心圆柱形结构。通道40的第一端401安置于第一基底层10的第一孔洞103中，使得通道40直接接触第一基底层10，且通道40电连接到第一基底层10。通道40的第二端402安置在第二基底层20的第二孔洞203中，使得通道40直接接触第二基底层20，且通道40电连接到第二基底层20。如图1中所展示，通道40的第一端401和第二端402分别从第一氧化物层104和第四氧化物层205暴露。如图2中所展示，电子模块11可包含多个通道40。通道40可以任何适当方式(例如，随机地，或按阵列)分布。
通道40包含热电材料。热电材料的Z×T值大于第一基底层10的第一金属和第二基底层20的第二金属的Z×T值，其中Z为热电优值，T为温度(按K计)。另外，热电材料的Z×T值大于约0.5，例如，约0.6或更大、约0.8或更大、约1或更大或约1.2或更大。在至少一个实施例中，热电材料可包含(例如)钴酸钠(例如，NaxCo2O4)、ZrNiSn、Bi2Sr2Co2Oy、Ca2Co2O5、Ca3Co4O9、碲化铋锑(例如，BixSb2-xTe3)、基于MgAgSb的材料、CsBi4Te4或其它合适材料中的一个或任何组合。应注意，热电材料的Z×T值可大于第一基底层10的第一金属和第二基底层20的第二金属的Z×T值的约五倍、约七倍、约十倍或更大倍数。热电材料的Z×T值高，可使得热电材料可展现显著的热电效应。
第一电端子106可安置于第一基底层10上。在一或多个实施例中，第一电端子106可安置于邻近第一基底层10的第一表面101或第二表面102。可通过去除第一氧化物层104或第二氧化物层105的一部分以便暴露第一基底层10，且接着可直接将第一电端子106电镀于第一基底层10的暴露的部分上。第二电端子206可安置于第二基底层20上。在一或多个实施例中，第二电端子206可安置于邻近第二基底层20的第一表面201或第二表面202。可通过去除第三氧化物层204或第四氧化物层205的一部分以便暴露第二基底层20，且接着可直接将第二电端子206电镀于第二基底层20的暴露的部分上。第一电端子106或第二电端子206中包含的材料可为铜。第一电端子106和第二电端子206分别电连接到直流源50的负连接52和正连接51。如图1中所展示，第一绝缘层301不覆盖第一电端子106；然而，在其它实施例中，第一绝缘层301可覆盖第一电端子106的一部分。
粘合框32安置于邻近第二基底层20的第一表面201且粘附到第一绝缘层301。粘合框32安置于第二基底层20的外围，包围第二绝缘层302且不覆盖第二电端子206和第一电端子106。在至少一个实施例中，粘合框32的厚度与第二绝缘层302的厚度大体上相同。如图2中所展示，粘合框32为连续环圈；然而，在其它实施例中，粘合框32可不连续。在至少一个实施例中，粘合框32从紫外线(UV)可固化粘合剂或其它合适材料固化而形成。
热电装置1可如下操作。电元件60在操作期间产生大量热，使得在电元件60附近的第二温度区域14的温度高于比第二温度区域14更远离电元件60的第一温度区域12的温度。热电装置1安置于电元件60附近或接触电元件60，且第四氧化物层205面向电元件60使得第二基底层20位于第二温度区域14中，且第一基底层10位于第一温度区域12中。当接通直流电压源50时，通道40的第二端402的电压比通道40的第一端401的电压高。归因于热电效应，通道40的第二端402将吸收在第二温度区域14中的热量，且热量将通过通道40传输到通道40的第一端401，且接着热量将通过通道40的第一端401被耗散到第一温度区域12。此过程可以连续方式进行，使得热量连续地耗散。因此，热电装置1可用作执行主动热耗散的热泵(heat pump)，且可通过通道40将热量从电元件60耗散到(例如)低温大气。因此，可高效率地进行热耗散。此外，因为热电装置1不需要具有大量表面来耗散热量，且因为第一基底层10和第二基底层20可被设计为薄板，所以可有效率地减小热电装置1或电子模块11的大小。
图3说明根据本发明的实施例的热电装置1a的横截面图。热电装置1a类似于如图1中展示的热电装置1，但至少在电子模块11a的结构上不同。电子模块11a类似于如图1中展示的电子模块11，但至少以下不同。电子模块11a不包含第一偶合剂107和第一绝缘层301。因此，第二绝缘层302接触第二氧化物层105，且粘合框32直接粘附到第二氧化物层105。
图4说明根据本发明的实施例的热电装置1b的横截面图。热电装置1b类似于如图1中展示的热电装置1，但至少在电子模块11b的结构上不同。电子模块11b类似于如图1中展示的电子模块11，但至少以下不同。电子模块11b包含第一介电层108、第二介电层208和粘附层16，其代替第一偶合剂107、第一绝缘层301、第二绝缘层302、第二偶合剂207和粘合框32。第一介电层108安置于第二氧化物层105上，且第二介电层208安置于第三氧化物层204上。第一介电层108和第二介电层208的材料包含(例如)碳化硅(SiC)或其它合适材料。第一介电层108的材料可与第二介电层208的材料相同或不同。第一介电层108和第二介电层208的厚度可在约10μm(微米)到约20μm的范围中。第一介电层108通过粘附层16结合至第二介电层208。即，粘附层16夹在第一介电层108与第二介电层208之间。粘附层16的材料可包含偶合剂(例如，硅氧烷偶合剂)或其它合适材料。在至少一个实施例中，粘附层16可覆盖第一电端子106和第二电端子206。
图5说明根据本发明的实施例的热电装置1c的横截面图。热电装置1c类似于如图1中展示的热电装置1，但至少在电子模块11c的结构上不同。电子模块11c类似于如图1中展示的电子模块11，但至少以下不同。电子模块11c不包含第二氧化物层105、第三氧化物层204和粘合框32。并且，电子模块11c的绝缘层30为单层，且具有第一表面303和与第一表面303相对的第二表面304。因此，绝缘层30的第二表面304接触第一基底层10的第二表面102上的第二偶合剂207，且绝缘层30的第一表面303接触第二基底层20的第一表面201上的第一偶合剂107。即，绝缘层30夹在第一基底层10与第二基底层20之间。并且，第一电端子106安置于邻近第一基底层10的第一表面101，且第二电端子206安置于邻近第二基底层20的第二表面202。第一电端子106和第二电端子206的材料可包含(例如)铜或焊料。
图6到19说明根据本发明的实施例的制造电子模块的方法。参看图6，提供预浸料坯(prepreg)42。预浸料坯42包含树脂421和分散于树脂421中的多个碳纤维422，其中碳纤维422相互间隔开。预浸料坯42可如下形成。将树脂421提供到工具44的容纳空间441内。然后，用偶合剂涂布碳纤维422。然后，将碳纤维422放置于树脂421中，其中碳纤维422相互间隔开。即，碳纤维422不相互接触。然后，固化树脂421以便形成预浸料坯42。在至少一个实施例中，碳纤维422的直径在约7μm到约20μm的范围中。应注意，碳纤维422的大小和位置对应于第一基底层10的第一孔洞103和/或第二基底层20的第二孔洞203的大小和位置。应注意，碳纤维422的体积可在预浸料坯42的体积的约5％到约40％的范围中。
参看图7，提供模具46。模具46界定第一空腔461和第二空腔462。第一空腔461与第二空腔462液体连通，且第一空腔461的横截面积小于第二空腔462的横截面积。然后，将预浸料坯42放置于第一空腔461中。应注意，预浸料坯42的横截面积大体上等于第一空腔461的横截面积。
参看图8，将第一熔融金属48加入第二空腔462。在至少一个实施例中，第一熔融金属48可包含(例如)熔融铝、熔融铜或其它合适熔融金属。
参看图9，将按压头(pressing head)49施加于第二空腔462中的第一熔融金属48上方。应注意，按压头49的横截面积大体上等于第二空腔462的横截面积。按压头49用以进入第二空腔462以便按压第一熔融金属48以进入第一空腔461。
参看图10，按压头49在预定压力下到达第二空腔462的底部。同时，预浸料坯42的树脂421将由于第一熔融金属48的高温而分解和气化。即，第一熔融金属48进入第一空腔461以代替树脂421且围封碳纤维422以便形成碳纤维-第一金属复合物54。碳纤维-第一金属复合物54是通过挤压铸造(squeeze casting)形成。应注意，图8的第一熔融金属48的体积大体上等于或大于预浸料坯42的树脂421的体积。
参看图11，将碳纤维-第一金属复合物54从第一空腔461拾起，且接着切成多个板10a。板10a的厚度在约0.1mm到约0.5mm的范围中，其大体上等于第一基底层10和/或第二基底层20的厚度。
参看图12和13，其中图13为沿着图12的线II-II截取的横截面图，对板10a进行高温氧化工艺。在至少一个实施例中，将板10a放置于具有氧气氛的高温炉中。然后，通过氧化去除碳纤维422以便形成第一基底层10，其中第一孔洞103贯穿第一基底层10，其中第一基底层10包含第一金属。在至少一个实施例中，第一孔洞103的直径在约7μm到约20μm的范围中。同时，第一氧化物层104形成于第一基底层10的第一表面101上，第二氧化物层105形成于第一基底层10的第二表面102上，且侧氧化物层1041形成于第一基底层10的侧表面109上。第一氧化物层104、第二氧化物层105与侧氧化物层1041的厚度可大体上相同。在至少一个实施例中，如果存在形成于第一基底层10的第一孔洞103的内表面上的氧化物层，那么将还原气体(即，氢气)引入到第一孔洞103内，使得薄氧化物层还原成第一基底层10的第一金属。
参看图14，应注意，在高温氧化工艺后，可将板10a用作第二基底层20。第二基底层20界定贯穿第二基底层20的第二孔洞203，其中第二基底层20包含第二金属。在至少一个实施例中，第二孔洞203的直径在约7μm到约20μm的范围中。同时，第三氧化物层204形成于第二基底层20的第一表面201上，第四氧化物层205形成于第二基底层20的第二表面202上，且侧氧化物层2041形成于第二基底层20的侧表面209上。第三氧化物层204、第四氧化物层205与侧氧化物层2041的厚度可大体上相同。在至少一个实施例中，如果薄氧化物层形成于第二基底层20的第二孔洞203的内表面上，那么将还原气体(即，氢气)引入到第二孔洞203内，使得薄氧化物层还原成第二基底层20的第二金属。
参看图15和16，其中图16为沿着图15的线III-III截取的横截面图，邻近第二基底层20的第一表面201形成第二偶合剂207、第二绝缘层302和粘合框32。在至少一个实施例中，通过浸渍或喷涂使第二偶合剂207形成于第三氧化物层204上。第二偶合剂207的材料可为(例如)硅氧烷偶合剂或其它合适材料。第二偶合剂207用以促进第二绝缘层302与第三氧化物层204之间的结合。然后，第二绝缘层302形成于第二偶合剂207上。第二绝缘层302的材料可为聚酰亚胺(PI)、聚苯醚(PPO)或其它合适材料。第二绝缘层302的厚度可在约20μm到约100μm的范围中。然后，固化第二绝缘层302。然后，通过(例如)将另一板10a用作掩模(mask)进行蚀刻而去除第二绝缘层302覆盖第二孔洞203的部分。此外，也通过(例如)蚀刻去除第二绝缘层302的外围部分。然后，去除第三氧化物层204的拐角部分(corner portion)而暴露第二基底层20，且将第二电端子206直接电镀于第二基底层20的暴露的部分上。第二电端子206的材料可为(例如)铜。然后，于第二偶合剂207上形成粘合框32。如所展示，在图15中，粘合框32安置于第二基底层20的外围，包围第二绝缘层302且不覆盖第二电端子206。在其它实施例中，粘合框32可覆盖第二电端子206的一部分。在至少一个实施例中，粘合框32的厚度大体上等于第二绝缘层302的厚度。如图15中所展示，粘合框32为连续环圈；然而，在其它实施例中，粘合框32可不连续。在至少一个实施例中，粘合框32为紫外线(UV)可固化粘合剂或其它合适材料。
参看图17和18，其中图18为沿着图17的线IV-IV截取的横截面图，邻近第一基底层10的第二表面102形成第一偶合剂107和第一绝缘层301。在至少一个实施例中，通过浸渍或喷涂使第一偶合剂107形成于第二氧化物层105上。第一偶合剂107的材料可为(例如)硅氧烷偶合剂或其它合适材料。第一偶合剂107用以促进第一绝缘层301与第二氧化物层105之间的结合。然后，第一绝缘层301形成于第一偶合剂107上。第一绝缘层301的材料可为(例如)聚酰亚胺(PI)、聚苯醚(PPO)或其它合适材料。第一绝缘层301的厚度可在约20μm到约100μm的范围中。然后，使第一绝缘层301固化。然后，通过(例如)将另一板10a用作掩模进行蚀刻而去除第一绝缘层301的覆盖第一孔洞103的部分。此外，也通过(例如)蚀刻去除第一绝缘层301的拐角部分。然后，去除第二氧化物层105的拐角部分而暴露第一基底层10，且将第一电端子106直接电镀于第一基底层10的暴露的部分上。第一电端子106的材料可为(例如)铜。
参看图19，将第一基底层10附着到第二基底层20。第二基底层20通过第一绝缘层301和第二绝缘层302与第一基底层10电绝缘。粘合框32粘附到第一绝缘层301。第一孔洞103与第二孔洞204对准。然后，施加紫外线(UV)光到粘合框32且固化粘合框32。
然后，于第一基底层10的第一孔洞103中和第二基底层20的第二孔洞203中形成通道40，使得通道40接触第一基底层10和第二基底层20以便获得图1和2的热电装置1的电子模块11。在至少一个实施例中，通过用热电材料填充第一基底层10的第一孔洞103和第二基底层20的第二孔洞203形成通道40。热电材料的Z×T值大于第一基底层10的第一金属和第二基底层20的第二金属的Z×T值，其中Z为热电优值，T为温度(按K计)。另外，热电材料的Z×T值大于约0.5。在至少一个实施例中，热电材料为(例如)NaxCo2O4、ZrNiSn、Bi2Sr2Co2Oy、Ca2Co2O5、Ca3Co4O9、BixSb2-xTe3、基于MgAgSb的材料、CsBi4Te4或其它合适材料。应注意，热电材料的Z×T值大于第一基底层10的第一金属和第二基底层20的第二金属的Z×T值的约五倍、约七倍、约十倍或更大倍数。热电材料的Z×T值高，可使得热电材料可展现显著的热电效应。
在至少一个实施例中，通过用例如NaxCo2的内材料填充第一基底层10的第一孔洞103和第二基底层20的第二孔洞203来形成通道40。在填充过程期间，施加氧气且氧化内材料成为例如NaxCo2O4的热电材料，因此形成通道40。
图20到22说明根据本发明的实施例的用于制造电子模块的方法。此实施例的初始步骤类似于图6到16中说明的步骤，且此实施例的图20在图16后。参看图20和21，其中图21为沿着图20的线V-V截取的横截面图，没有第一偶合剂107和第一绝缘层301形成于邻近第一基底层10的第二表面102。
参看图22，将第一基底层10附着到第二基底层20。第二基底层20通过第二绝缘层302与第一基底层10电绝缘。第二绝缘层302接触第二氧化物层105，且粘合框32直接粘附到第二氧化物层105。第一孔洞103与第二孔洞204对准。然后，施加紫外线(UV)光到粘合框32且固化粘合框32。
然后，于第一基底层10的第一孔洞103中和第二基底层20的第二孔洞203中形成通道40，使得通道40接触第一基底层10和第二基底层20以便获得图3的热电装置1a的电子模块11a。
图23到25说明根据本发明的实施例的制造电子模块的方法。此实施例的初始步骤类似于图6到14中说明的步骤，且此实施例的图23在图14后。参看图23，形成第二介电层208、粘附层16和第二电端子206邻近第二基底层20的第一表面201。如图23中所展示，通过低温溅镀将第二介电层208安置于第三氧化物层204上。第二介电层208的材料可为碳化硅(SiC)或其它合适材料。第二介电层208的厚度可在约10μm到约20μm的范围中。然后，通过(例如)将另一板10a用作掩模进行蚀刻而去除第二介电层208覆盖第二孔洞203的部分。此外，去除第三氧化物层204的拐角部分和第二介电层208的拐角部分，而暴露第二基底层20，且将第二电端子206直接电镀于第二基底层20的暴露的部分上。然后，于第二介电层208上形成粘附层16。粘附层16的材料可为偶合剂(例如，硅氧烷偶合剂)或其它合适材料。在至少一个实施例中，粘附层16可覆盖第二电端子206。
参看图24，形成第一介电层108和第一电端子106邻近第一基底层10的第二表面102。如图24中所展示，通过低温溅镀将第一介电层108安置于第二氧化物层105上。第一介电层108的材料为(例如)碳化硅(SiC)或其它合适材料。第一介电层108的材料可与第二介电层208的材料相同或不同。第一介电层108的厚度可在约10μm到约20μm的范围中。然后，通过(例如)将另一板10a用作掩模进行蚀刻去除第一介电层108覆盖第一孔洞103的部分。此外，去除第二氧化物层105的拐角部分和第一介电层108的拐角部分，而暴露第一基底层10，且将第一电端子106直接电镀于第一基底层10的暴露的部分上。
参看图25，将第一基底层10附着到第二基底层20。第二基底层20通过第一介电层108和第二介电层208与第一基底层10电绝缘。第一介电层108通过粘附层16结合到第二介电层208。即，粘附层16夹在第一介电层108与第二介电层208之间。第一孔洞103与第二孔洞204对准。
然后，于第一基底层10的第一孔洞103中和第二基底层20的第二孔洞203中形成通道40，使得通道40接触第一基底层10和第二基底层20以便获得图4的热电装置1b的电子模块11b。
图26到28说明根据本发明的实施例的制造电子模块的方法。参看图26，如下形成第一基底层10和第二基底层20。提供第一金属箔和第二金属箔。通过使用碱溶液使第一金属箔和第二金属箔的表面变粗糙。然后，将第一金属箔和第二金属箔浸没于酸性溶液中以进行中和反应。然后，将第一金属箔和第二金属箔烘干以分别形成第一基底层10和第二基底层20。然后，于第一基底层10的第二表面102上形成第一偶合剂107，且于第二基底层20的第一表面201上第二偶合剂207形成。另外，提供绝缘层30。绝缘层30为单层，且具有第一表面303和与第一表面303相对的第二表面304。
参看图27，通过用辊进行压缩，将第一基底层10和第二基底层20分别附着到绝缘层30的第一表面303和第二表面304，且形成夹层结构70。因此，绝缘层30的第二表面304接触第一基底层10的第二表面102上的第二偶合剂207，且绝缘层30的第一表面303接触第二基底层20的第一表面201上的第一偶合剂107。即，绝缘层30夹在第一基底层10与第二基底层20之间。在至少一个实施例中，将夹层结构70放置于设定到预定温度的炉中，使得绝缘层30将与第一偶合剂107和第二偶合剂207反应，且将释放夹层结构70的应力。同时，于第一基底层10的第一表面101上形成第一氧化物层104，且于第一基底层10的侧表面109上形成侧氧化物层1041。另外，于第二基底层20的第二表面202上形成第四氧化物层205，且于第二基底层20的侧表面209上形成侧氧化物层2041。
参看图28，多个通孔703形成于夹层结构70中以贯穿夹层结构70。通孔703中的每一个包含第一基底层10中的第一孔洞103和第二基底层20中的第二孔洞203。在至少一个实施例中，通孔703是通过根据预定直径和间距的激光钻孔而形成。通孔703的直径可在约30μm到约120μm的范围中。
然后，形成通道40于通孔703中使得通道40接触第一基底层10和第二基底层20。然后，通过(例如)研磨去除第一氧化物层104的拐角部分和第四氧化物层205的拐角。然后，于第一基底层10的暴露的第一表面101上形成第一电端子106，且于第二基底层20的暴露的第二表面202上形成第二电端子206，以便获得图5的热电装置1c的电子模块11c。第一电端子106和第二电端子206的材料可为(例如)铜或焊料。
除非另外规定，否则例如“上方”、“下方”、“上”、“左”、“右”、“下”、“顶部”、“底部”、“垂直”、“水平”、“侧”、“较高”、“下部”、“上部”、“上面”、“下面”等等的空间描述相对于图中所展示的定向加以指示。应理解，本文中所使用的空间描述仅是出于说明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施方案可以任何定向或方式在空间上布置，其限制条件为本发明的实施例的优点是不因此布置而有偏差。
如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“大体”和“约”用以描述和说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可以指其中事件或情形明确发生的情况以及其中事件或情形极接近于发生的情况。举例来说，当结合数值使用时，术语可指小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差小于或等于所述值的平均值的±10％(例如，小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。
如果两个表面之间的位移不大于5μm、不大于2μm、不大于1μm或不大于0.5μm，那么可认为这两个表面是共面的或大体上共面。
另外，有时在本文中按范围格式提出量、比率和其它数值。应理解，此范围格式是为了便利和简洁起见而使用，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值和子范围一般。
在一些实施例的描述中，提供于另一组件“上”或“上面”的组件可涵盖前者组件直接在后者组件上(例如，与后者组件物理接触)上的情况，以及一或多个插入组件位于前者组件与后者组件之间的情况。
虽然已参考本发明的具体实施例描述和说明本发明，但这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员应理解，可在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的真实精神和范围的情况下，作出各种改变且取代等效物。说明可不必要按比例绘制。归因于制造工艺和容差，本发明中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未具体说明的本发明的其它实施例。应将说明书和图式视为说明性的而非限制性的。可做出修改，以使特定情形、材料、物质组成、方法或工艺适应于本发明的目标、精神和范围。所有此类修改都希望在随附于此的权利要求书的范围内。虽然本文中所揭示的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中具体指示，否则操作的次序和分群并非本发明的限制。