[发明专利]一种高效散热的光模块TEC装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种高效散热的光模块TEC装置及使用方法，高效散热的光模块TEC装置涉及光模块，包括装配在所述光模块内的TEC总成，所述TEC总成包括上陶瓷盖板、下陶瓷盖板以及一个以上的铜板、P型半导体、N型半导体和N+型半导体。本发明中，优化了TEC总成的组成结构，等效于TEC总成整体表现为制冷，无需考虑TEC总成额外的散热问题，打破了传统的制冷方式，提高了光模块的散热效率，节约了散热所需的成本。

技术领域

本发明涉及光模块技术领域，具体地说涉及一种高效散热的光模块TEC装置及使用方法。

背景技术

目前，光模块的散热问题依旧是光通信领域发展需要重点考虑的地方，尤其是高速光模块的发热量巨大，更加需要从高效散热、较低成本的方面来考虑。光模块的散热一般依靠TEC。TEC即半导体制冷器，是一种固态制冷技术，原理是热电材料的帕尔贴效应：当两种不同的导体构成回路时，若给回路一个直流电，则回路中的一个节点放热，另一个节点制冷；当电流方向反向，则热流方向也反向。

在现有技术中，传统的光模块TEC一般由十几至几十个晶粒组合而成，然而，单个热电材料晶粒的制冷能力有限，即便是依靠几十个晶粒累加组合也依旧会影响TEC的整体散热功效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过优化TEC的组成方式来提高散热功效、节省散热成本的光模块TEC装置及使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高效散热的光模块TEC装置，涉及光模块，包括装配在所述光模块内的TEC总成，所述TEC总成包括上陶瓷盖板、下陶瓷盖板以及一个以上的铜板、P型半导体、N型半导体和N+型半导体；

多个所述P型半导体与多个所述N型半导体逐个错位分布，并均匀间隔排列形成S型回路，所述铜板横向水平设于P型半导体和N型半导体的顶部，形成半导体组，所述N+型半导体水平设于相邻两个所述半导体组之间，所述上陶瓷盖板水平置于多个所述铜板的顶部，所述下陶瓷盖板水平置于多个所述N+型半导体的底部。

进一步地，所述S型回路中，相邻两个所述P型半导体之间设有一所述N型半导体，相邻两个所述N型半导体之间设有一所述P型半导体。

进一步地，所述S型回路中，迎向电源端电流输入方向的一端设置为所述N型半导体。

进一步地，所述半导体组具有多个，呈矩形阵列结构排布在所述S型回路中，所述半导体组包括所述铜板以及间隔固定在所述铜板底面的所述P型半导体、N型半导体，所述N+型半导体水平连接在相邻两个所述半导体组的所述P型半导体/N型半导体与所述N型半导体/P型半导体的底部之间。

进一步地，所述N+型半导体包括呈直板型的通用件、呈L型的电极件，所述通用件具有多个，分别用于横向水平或纵向水平连通相邻两个所述半导体组，所述电极件具有至少两个，分别用于将位于所述S型回路首端及尾端的各所述半导体组中的所述P型半导体或N型半导体连通至电源端。

进一步地，所述下陶瓷盖板的一端伸出于所述上陶瓷盖板的同一端，两个所述电极件分别镜像贴合于所述下陶瓷盖板的该端部，并分别连通至电源端的正负两极。

进一步地，所述N+型半导体为参杂有高浓度磷的所述N型半导体，所述N+型半导体内的电子处于更高能级的状态，体现为更易失去电子。

进一步地，所述铜板、P型半导体、N型半导体和N+型半导体四者金属之间的能级关系为：所述P型半导体所述铜板所述N型半导体所述N+型半导体。

一种高效散热的光模块TEC装置的使用方法，包括所述高效散热的光模块TEC装置，所述方法包括以下步骤：