散熱器和光模塊散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種散熱器和光模塊散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光模塊在通信領(lǐng)域普遍應用，且隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增長，單板及光模塊集成度越來越高，光模塊的散熱逐步成為單板散熱瓶頸。光模塊通過傳統(tǒng)散熱器散熱的方式在光模塊所處環(huán)境溫度接近或超過模塊允許規(guī)格溫度時變得不適用。伴隨通信領(lǐng)域光模塊集成度持續(xù)上升，采用熱電致冷器(英文全稱:Thermoelectric Cooler，英文簡稱:TEC)TEC成為解決光模塊散熱的發(fā)展趨勢。
[0003 ] TEC是一種半導體器件，其本質(zhì)是利用半導體材料的珀爾帖效應(即熱電效應)來制冷。珀爾帖效應是指當直流電通過兩種半導體材料組成的電偶時，其一端吸熱，一端放熱的現(xiàn)象。TEC包括一些P型和N型對(組)，它們通過電極連在一起，并且夾在兩個陶瓷電極之間；當有電流從TEC流過時，電流產(chǎn)生的熱量會從TEC的一側(cè)傳到另一側(cè)，在TEC上產(chǎn)生〃熱〃側(cè)和〃冷〃側(cè)，這就是TEC的加熱與致冷原理。
[0004]TEC由于具備致冷和加熱的功能，通常被用于光器件等溫度控制。如圖1所示，可以在散熱器與控溫對象例如光模塊間應用TEC致冷片，由于TEC內(nèi)部主要是由P型和N型半導體電偶對及陶瓷基板組成的，應力承受能力較差，所以通常的應用都是TEC與控溫對象及散熱器相對固定的，控溫對象與散熱器之間不能相對運動。
[0005]實踐發(fā)現(xiàn)，由于TEC制冷片的應力承受能力差等特點，限制了TEC的應用范圍。【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提供一種TEC散熱器，以具有較高的應力承受能力，具有更廣泛的應用范圍。本實用新型還提供一種光模塊散熱裝置。
[0007]本實用新型第一方面提供一種TEC散熱器，包括:第一基板和第二基板以及多個TEC;所述第一基板和所述第二基板采用多個鎖合結(jié)構(gòu)固定連接;所述多個TEC安裝在所述第一基板和第二基板之間形成的安裝空間內(nèi)；所述TEC的兩面分別與所述第一基板和所述第二基板通過導熱材料軟性連接。
[0008]該技術(shù)方案將多個TEC安裝在兩個固定的基板之間，利用基板對TEC進行保護，提高了整個TEC散熱器的應力承受能力，從而可以支持控溫對象與散熱器之間可以相對運動的場景，例如可以支持光模塊可插拔的特性;并且，TEC與基板通過導熱材料軟性連接，可以減少基板對TEC的應力作用，提高了TEC的可靠性；另外，TEC散熱器中多個TEC共基板，可以同時對多個控溫對象(例如光模塊)進行高效可靠的溫度控制，還可以避免單個TEC失效導致溫度失控的風險，從而可以有效提升控溫對象的工作可靠性。
[0009]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述鎖合結(jié)構(gòu)包括:用于鎖合固定所述第一基板和所述第二基板的螺絲連接組件，用于將所述螺絲連接組件與所述第一基板或第二基板相隔離的隔熱襯墊，以及置于所述第一基板和所述第二基板之間用于限位的支撐柱，所述支撐柱的厚度不小于所述TEC的厚度。該鎖合結(jié)構(gòu)的隔熱襯墊，可以防止其中一個基板的熱量通過螺絲連接組件倒流至另一個基板;該鎖合結(jié)構(gòu)的支撐柱，可以防止兩個基板擠壓中間的TEC，以實現(xiàn)對TEC的保護。
[0010]結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述支撐柱和所述隔熱襯墊采用低導熱材料制作而成，所述低導熱材料可以為塑料或尼龍等。其中，塑料或尼龍具有較好的隔熱效果，且成本較低。
[0011]結(jié)合第一方面的第一種和第二種可能的實現(xiàn)方式中的任一種，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述螺絲連接組件包括相匹配的壓鉚螺柱和對鎖螺絲，所述壓鉚螺柱的一端固定于所述第二基板，所述壓鉚螺柱的另一端與位于所述第一基板一側(cè)的所述對鎖螺絲鎖合，所述隔熱襯墊置于所述螺絲連接組件與所述第一基板之間。
[0012]結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種至第三種可能的實現(xiàn)方式中的任一種，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述導熱材料為導熱粘膠、導熱硅膠、導熱膏、導熱墊或?qū)崮z等，固化后具有一定的彈性，可抵消一部分基板應力，減少基板對TEC的應力作用，從而保護TEC0
[0013]結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種至第四種可能的實現(xiàn)方式中的任一種，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述第二基板作為冷面基板，與所述TEC的實用新型表面通過所述導熱材料貼合，所述第二基板上設(shè)置有均溫用的熱管。其中，第二基板作為冷面基板，可以與控溫對象例如光模塊貼合，將控溫對象的熱量傳遞到作為熱面基板的第一基板揮發(fā)掉(第一基板上還可以貼裝常用的鋁制或銅制散熱器，以提高散熱效率;或者，也可以直接將傳統(tǒng)的鋁制或銅制散熱器作為第一基板)。并且，熱管可以實現(xiàn)對第二基板的充分均溫，實現(xiàn)多個TEC的冷面基板共享，在發(fā)生個別TEC失效時，通過冷面基板均溫實現(xiàn)對溫控對象的可靠溫度控制。
[0014]結(jié)合第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中的任一種，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述散熱器還包括設(shè)置在所述第二基板上的溫度傳感器，所述多個TEC的供電控制線纜與所述溫度傳感器的信號傳遞線纜收束于設(shè)置在所述第一基板或所述第二基板上的理線單元內(nèi)。其中，利用溫度傳感器監(jiān)測第二基板的溫度，可以根據(jù)監(jiān)測的溫度控制輸出給TEC的電壓或電流，對TEC進行溫度調(diào)節(jié)。另外，將線纜收束于理線單元內(nèi)，可以避免內(nèi)部線纜雜亂影響使用，例如，用于可插拔光模塊時，可以避免線纜雜亂影響光模塊插拔。
[0015]結(jié)合第一方面第六種可能的實現(xiàn)方式中的任一種，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述多個TEC被設(shè)置為通過所述供電控制線纜并聯(lián)供電。其中，通過并聯(lián)供電，多個TEC相互獨立，即便某個TEC失效，也不影響其它TEC工作。
[0016]結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種至第七種可能的實現(xiàn)方式中的任一種，在第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一基板和所述第二基板為金屬基板。例如，可以是不銹鋼基板或銅基板或鋁合金基板等。金屬基板具有較高的強度，應力承受能力強，使該TEC散熱器支持光模塊的可插拔特性。
[0017]本實用新型第二方面提供一種光模塊散熱裝置，包括:電路板，光模塊，連接器，以及散熱器;所述連接器和所述散熱器安裝在所述電路板上，所述光模塊插接在所述連接器中，所述散熱器與所述光模塊貼合，且所述散熱器是根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的TEC散熱器。該光模塊散熱裝置利用TEC散熱器對可插拔的光模塊進行散熱，該TEC散熱器應力承受能力強，可長期可靠使用。
[0018]由上可見，本發(fā)明一些可行的實施方式中，提供了一種具有較高的應力承受能力，具有更廣泛的應用范圍的TEC散熱器，從而提供了一種可用于可插拔光模塊的散熱解決方案。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例技術(shù)方案，下面將對實施例和現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0020]圖1是一種常規(guī)的TEC散熱結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖2是本實用新型一個實施例提供的TEC散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型一個實施例提供的鎖合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實用新型另一實施例提供的TEC散熱器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實用新型另一實施例提供的TEC散熱器的反面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本實用新型另一實施例提供的TEC散熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本實用新型一個實施例提供的光模塊散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]下面通過具體實施例，進行詳細的說明。
[0029]請參考圖2，本實用新型一個實施例提供一種熱電致冷器TEC散熱器。
[0030]該TEC散熱器可包括:第一基板10和第二基板20以及多個TEC30;所述第一基板10和所述第二基板20采用多個鎖合結(jié)構(gòu)40固定連接;所述多個TEC30安裝在所述第一基板10和第二基板20之間形成的安裝空間內(nèi)；所述TEC30的兩面分別與所述第一基板10和所述第二基板20通過導熱材料50軟性連接。
[0031]其中，所說的TEC30，可以稱為TEC芯片或TEC致冷片。TEC30可以將熱量從其一側(cè)表面(即冷側(cè)表面)傳導到另一側(cè)表面(即熱側(cè)表面)，所述第一基板10和第二基板20中的與TEC30的冷側(cè)表面相貼合的基板可稱為冷面基板，與TEC30的熱側(cè)表面相貼合的基板可稱為熱面基板。
[0032]由上可見，該TEC散熱器提供了一種雙基板TEC散熱解決方案，利用雙基板保護夾在中間的TEC且基板的應力承受能力較TEC更強的特點，可以用于光模塊的散熱，支持光模塊可以插拔的特性;同時該方案通過特定結(jié)構(gòu)設(shè)計支持多個TEC共享基板，可以同時對多