散热器和光模块散热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及散热技术领域，具体涉及一种散热器和光模块散热装置。
【背景技术】
[0002]光模块在通信领域普遍应用，且随着网络带宽的不断增长，单板及光模块集成度越来越高，光模块的散热逐步成为单板散热瓶颈。光模块通过传统散热器散热的方式在光模块所处环境温度接近或超过模块允许规格温度时变得不适用。伴随通信领域光模块集成度持续上升，采用热电致冷器(英文全称:Thermoelectric Cooler，英文简称:TEC)TEC成为解决光模块散热的发展趋势。
[0003 ] TEC是一种半导体器件，其本质是利用半导体材料的珀尔帖效应(即热电效应)来制冷。珀尔帖效应是指当直流电通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。TEC包括一些P型和N型对(组)，它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生〃热〃侧和〃冷〃侧，这就是TEC的加热与致冷原理。
[0004]TEC由于具备致冷和加热的功能，通常被用于光器件等温度控制。如图1所示，可以在散热器与控温对象例如光模块间应用TEC致冷片，由于TEC内部主要是由P型和N型半导体电偶对及陶瓷基板组成的，应力承受能力较差，所以通常的应用都是TEC与控温对象及散热器相对固定的，控温对象与散热器之间不能相对运动。
[0005]实践发现，由于TEC制冷片的应力承受能力差等特点，限制了TEC的应用范围。【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供一种TEC散热器，以具有较高的应力承受能力，具有更广泛的应用范围。本实用新型还提供一种光模块散热装置。
[0007]本实用新型第一方面提供一种TEC散热器，包括:第一基板和第二基板以及多个TEC;所述第一基板和所述第二基板采用多个锁合结构固定连接;所述多个TEC安装在所述第一基板和第二基板之间形成的安装空间内；所述TEC的两面分别与所述第一基板和所述第二基板通过导热材料软性连接。
[0008]该技术方案将多个TEC安装在两个固定的基板之间，利用基板对TEC进行保护，提高了整个TEC散热器的应力承受能力，从而可以支持控温对象与散热器之间可以相对运动的场景，例如可以支持光模块可插拔的特性;并且，TEC与基板通过导热材料软性连接，可以减少基板对TEC的应力作用，提高了TEC的可靠性；另外，TEC散热器中多个TEC共基板，可以同时对多个控温对象(例如光模块)进行高效可靠的温度控制，还可以避免单个TEC失效导致温度失控的风险，从而可以有效提升控温对象的工作可靠性。
[0009]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述锁合结构包括:用于锁合固定所述第一基板和所述第二基板的螺丝连接组件，用于将所述螺丝连接组件与所述第一基板或第二基板相隔离的隔热衬垫，以及置于所述第一基板和所述第二基板之间用于限位的支撑柱，所述支撑柱的厚度不小于所述TEC的厚度。该锁合结构的隔热衬垫，可以防止其中一个基板的热量通过螺丝连接组件倒流至另一个基板;该锁合结构的支撑柱，可以防止两个基板挤压中间的TEC，以实现对TEC的保护。
[0010]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述支撑柱和所述隔热衬垫采用低导热材料制作而成，所述低导热材料可以为塑料或尼龙等。其中，塑料或尼龙具有较好的隔热效果，且成本较低。
[0011]结合第一方面的第一种和第二种可能的实现方式中的任一种，在第三种可能的实现方式中，所述螺丝连接组件包括相匹配的压铆螺柱和对锁螺丝，所述压铆螺柱的一端固定于所述第二基板，所述压铆螺柱的另一端与位于所述第一基板一侧的所述对锁螺丝锁合，所述隔热衬垫置于所述螺丝连接组件与所述第一基板之间。
[0012]结合第一方面或者第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种，在第四种可能的实现方式中，所述导热材料为导热粘胶、导热硅胶、导热膏、导热垫或导热凝胶等，固化后具有一定的弹性，可抵消一部分基板应力，减少基板对TEC的应力作用，从而保护TEC0
[0013]结合第一方面或者第一方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种，在第五种可能的实现方式中，所述第二基板作为冷面基板，与所述TEC的实用新型表面通过所述导热材料贴合，所述第二基板上设置有均温用的热管。其中，第二基板作为冷面基板，可以与控温对象例如光模块贴合，将控温对象的热量传递到作为热面基板的第一基板挥发掉(第一基板上还可以贴装常用的铝制或铜制散热器，以提高散热效率;或者，也可以直接将传统的铝制或铜制散热器作为第一基板)。并且，热管可以实现对第二基板的充分均温，实现多个TEC的冷面基板共享，在发生个别TEC失效时，通过冷面基板均温实现对温控对象的可靠温度控制。
[0014]结合第一方面的第五种可能的实现方式中的任一种，在第六种可能的实现方式中，所述散热器还包括设置在所述第二基板上的温度传感器，所述多个TEC的供电控制线缆与所述温度传感器的信号传递线缆收束于设置在所述第一基板或所述第二基板上的理线单元内。其中，利用温度传感器监测第二基板的温度，可以根据监测的温度控制输出给TEC的电压或电流，对TEC进行温度调节。另外，将线缆收束于理线单元内，可以避免内部线缆杂乱影响使用，例如，用于可插拔光模块时，可以避免线缆杂乱影响光模块插拔。
[0015]结合第一方面第六种可能的实现方式中的任一种，在第七种可能的实现方式中，所述多个TEC被设置为通过所述供电控制线缆并联供电。其中，通过并联供电，多个TEC相互独立，即便某个TEC失效，也不影响其它TEC工作。
[0016]结合第一方面或者第一方面的第一种至第七种可能的实现方式中的任一种，在第八种可能的实现方式中，所述第一基板和所述第二基板为金属基板。例如，可以是不锈钢基板或铜基板或铝合金基板等。金属基板具有较高的强度，应力承受能力强，使该TEC散热器支持光模块的可插拔特性。
[0017]本实用新型第二方面提供一种光模块散热装置，包括:电路板，光模块，连接器，以及散热器;所述连接器和所述散热器安装在所述电路板上，所述光模块插接在所述连接器中，所述散热器与所述光模块贴合，且所述散热器是根据本发明第一方面所述的TEC散热器。该光模块散热装置利用TEC散热器对可插拔的光模块进行散热，该TEC散热器应力承受能力强，可长期可靠使用。
[0018]由上可见，本发明一些可行的实施方式中，提供了一种具有较高的应力承受能力，具有更广泛的应用范围的TEC散热器，从而提供了一种可用于可插拔光模块的散热解决方案。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
[0020]图1是一种常规的TEC散热结构的示意图；
[0021]图2是本实用新型一个实施例提供的TEC散热器的结构示意图；
[0022]图3是本实用新型一个实施例提供的锁合结构的结构示意图；
[0023]图4是本实用新型另一实施例提供的TEC散热器的正面结构示意图；
[0024]图5是本实用新型另一实施例提供的TEC散热器的反面结构示意图；
[0025]图6是本实用新型另一实施例提供的TEC散热器的内部结构示意图；
[0026]图7是本实用新型一个实施例提供的光模块散热装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0028]下面通过具体实施例，进行详细的说明。
[0029]请参考图2，本实用新型一个实施例提供一种热电致冷器TEC散热器。
[0030]该TEC散热器可包括:第一基板10和第二基板20以及多个TEC30;所述第一基板10和所述第二基板20采用多个锁合结构40固定连接;所述多个TEC30安装在所述第一基板10和第二基板20之间形成的安装空间内；所述TEC30的两面分别与所述第一基板10和所述第二基板20通过导热材料50软性连接。
[0031]其中，所说的TEC30，可以称为TEC芯片或TEC致冷片。TEC30可以将热量从其一侧表面(即冷侧表面)传导到另一侧表面(即热侧表面)，所述第一基板10和第二基板20中的与TEC30的冷侧表面相贴合的基板可称为冷面基板，与TEC30的热侧表面相贴合的基板可称为热面基板。
[0032]由上可见，该TEC散热器提供了一种双基板TEC散热解决方案，利用双基板保护夹在中间的TEC且基板的应力承受能力较TEC更强的特点，可以用于光模块的散热，支持光模块可以插拔的特性;同时该方案通过特定结构设计支持多个TEC共享基板，可以同时对多