KR102077107B1 - LED package for ramp of vehicle - Google Patents

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Abstract

차량 램프용 LED 패키지가 개시된다. 금속층, 상기 금속층 상에 형성되는 절연층 및, 상기 절연층 상에 형성되는 전기배선층을 포함하는 PCB, 상기 전기배선층 상에 장착되는 LED 칩을 포함하는 LED 회로부 및, 상기 전기배선층 상에 장착되어 상기 LED 칩과 연결되는 커넥터를 포함하고, 상기 PCB의 면적과 두께 및 상기 LED 칩의 위치가 상기 LED 칩의 열저항과 상기 PCB의 열저항을 합한 전체 열저항을 고려하여 설정될 수 있다.An LED package for a vehicle lamp is disclosed. An LED circuit part including a metal layer, an insulating layer formed on the metal layer, an PCB including an electric wiring layer formed on the insulating layer, an LED chip mounted on the electric wiring layer, and mounted on the electric wiring layer, It includes a connector connected to the LED chip, the area and thickness of the PCB and the position of the LED chip may be set in consideration of the total thermal resistance of the thermal resistance of the LED chip and the thermal resistance of the PCB.

Description

차량 램프용 LED 패키지{LED package for ramp of vehicle}LED package for ramp of vehicle

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 특히 차량의 헤드램프 등에 적용될 수 있는 차량 램프용 LED 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an LED package, and more particularly to an LED package for a vehicle lamp that can be applied to the head lamp of the vehicle.

일반적으로, 램프는 특정한 목적을 위하여 빛을 공급하거나 조절하는 장치를 말하며, 차량에 장착되어 백라이트(Backlight), 표시 장치, 조명등, 차량용 표시등 또는 헤드 램프(head lamp) 역할을 수행할 수 있다.Generally, a lamp refers to a device that supplies or regulates light for a specific purpose, and may be mounted on a vehicle to serve as a backlight, a display device, a lighting lamp, a vehicle indicator, or a head lamp.

이러한 차량에 장착되는 각종 외장 및 내장용 램프는 광원으로 백열 전구, 형광등, 네온 및 LED(Light Emitting Diode) 등과 같은 것을 사용하고 있다.Various exterior and interior lamps mounted on such vehicles use light sources such as incandescent bulbs, fluorescent lights, neon lights, and LEDs (Light Emitting Diodes) as light sources.

그 중 LED는 화합물 반도체 특성을 이용하여 전기 신호를 적외선 또는 빛으로 변화시키는 소자로서, 형광등과 달리 수은 등의 유해물질을 사용하지 않아 환경 오염 유발 원인이 적다.LED is a device that changes the electrical signal to infrared or light by using the compound semiconductor characteristics, and unlike fluorescent lamps, there is little cause of environmental pollution because it does not use harmful substances such as mercury.

또한 LED의 수명은 백열 전구, 형광등, 네온 등의 수명보다 길고, 백열 전구, 형광등, 네온등과 비교할 때, LED는 전력 소비가 적으며, 높은 색온도로 인하여 시인성이 우수하고 눈부심이 적은 장점이 있다.In addition, the life of the LED is longer than the life of incandescent bulbs, fluorescent lamps, neon lights, and compared with incandescent bulbs, fluorescent lamps, neon lights, LEDs consume less power, and have high visibility and low glare due to high color temperature. .

이와 같은 LED를 광원으로 하여 램프를 구성할 경우, 램프의 디자인 자유도가 크게 향상될 수 있고, 장수명, 친환경성, 저전력 등 LED의 여러 장점으로 인해 램프 및 이를 장착한 차량의 상품성이 크게 향상될 수 있는 바, 최근 차량용 헤드램프의 광원으로는 LED가 이용되고 있는 추세이다.When the lamp is configured using such an LED as a light source, the design freedom of the lamp can be greatly improved, and the merchandise of the lamp and the vehicle equipped with the lamp can be greatly improved due to various advantages of the LED such as long life, eco-friendliness, and low power. In recent years, LEDs have been used as a light source of vehicle headlamps.

차량용 헤드램프의 광원으로 이용되는 LED는 통상 복수개로 이루어질 경우에 칩 형태로 제작되고 있으며, 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 상에 실장되는 경우 그 PCB에 형성된 전극으로부터 전류를 인가 받아 발광 동작하도록 구성된다.LEDs, which are used as light sources for vehicle headlamps, are usually manufactured in the form of chips in the case of a plurality of LEDs, and when mounted on a printed circuit board (PCB), receive light from an electrode formed on the PCB to emit light. It is configured to.

일반적으로 인쇄회로기판은 페놀수지 또는 에폭시 수지에 유리섬유(glass fiber)를 첨가하여 기판을 만든 다음 기판 위에 구리 등의 박판으로 전극 및 회로 패턴을 형성하여 제조하게 된다.In general, a printed circuit board is manufactured by adding a glass fiber to a phenol resin or an epoxy resin to make a substrate, and then forming an electrode and a circuit pattern using a thin plate such as copper on the substrate.

그러나, 고휘도 LED의 경우 열 방출이 중요한 요소이므로 일반적인 에폭시 기판을 사용하게 되면 열 방출 성능이 크게 떨어져 실제 적용하기가 어렵다.However, in the case of a high-brightness LED, heat dissipation is an important factor, so when a general epoxy substrate is used, heat dissipation performance is greatly reduced, and thus it is difficult to apply practically.

따라서, 고휘도 LED에는 구리 또는 알루미늄 등의 금속으로 제작된 기판들을 주로 사용하고 있는데, 이러한 금속 기판의 재료가 전기를 잘 통하는 소재이므로 금속 기판과 전기 배선 간의 절연성을 확보하는 것이 어렵다. 이에 금속 기판의 상부에 에폭시 등으로 이루어진 절연층을 코팅하여 적용하고 있는 것이 대부분이다.Therefore, high brightness LEDs mainly use substrates made of metals such as copper or aluminum. Since the material of the metal substrates is a material that conducts electricity well, it is difficult to secure insulation between the metal substrate and the electrical wiring. This is mostly applied by coating an insulating layer made of epoxy or the like on top of the metal substrate.

상기와 같은 인쇄회로기판, 칩 형태의 LED 및 각종 LED 구동 소자가 결합된 제품을 통상 LED 패키지라고 부르고 있으며, 이러한 LED 패키지는 모듈화되어 차량용 헤드램프 등에 적용될 수 있는 바, 차량용 헤드램프의 디자인 자유도 상승을 위해서 작게 형성되는 것이 바람직하다.Products such as printed circuit boards, chip-shaped LEDs, and various LED driving devices are commonly referred to as LED packages. Such LED packages may be modularized and applied to vehicle headlamps. It is preferable to form small for a raise.

그러나, 원가 절감을 위해 종래의 인쇄회로기판의 금속층으로 알루미늄을 많이 사용하고 있는 데, 알루미늄은 구리 보다 열전도율이 떨어지므로 이를 보완하기 위해 구리 보다 더욱 많은 양의 알루미늄으로 금속층을 형성함에 따라 인쇄회로기판의 크기가 증가하는 문제점이 있었다.However, in order to reduce costs, aluminum is used a lot as a metal layer of a conventional printed circuit board. Since aluminum has a lower thermal conductivity than copper, a printed circuit board is formed by forming a metal layer with a higher amount of aluminum than copper to compensate for this. There was a problem that the size of the increase.

이러한 인쇄회로기판의 크기 증가는, 이를 포함하는 LED 램프 모듈의 디자인 자유도 하락을 유발하게 되는 데, 이를 방지하기 위해 알루미늄을 인쇄회로기판의 금속층으로 사용하는 LED 패키지의 크기 최적화가 요구되는 실정이다.Increasing the size of the printed circuit board causes a decrease in the degree of freedom in design of the LED lamp module including the same. In order to prevent this, the size optimization of the LED package using aluminum as the metal layer of the printed circuit board is required. .

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 원가 절감을 위해 알루미늄 금속층을 이용할 경우에도 인쇄회로기판의 크기 증가를 억제할 수 있고, 차량용 램프에 적용될 경우에 차량용 램프의 디자인 자유도를 증대시킬 수 있는 차량 램프용 LED 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when the aluminum metal layer is used for cost reduction, an increase in the size of a printed circuit board can be suppressed, and when applied to a vehicle lamp, design freedom of the vehicle lamp can be increased. It is an object of the present invention to provide an LED package for a vehicle lamp.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지는 금속층, 상기 금속층 상에 형성되는 절연층 및, 상기 절연층 상에 형성되는 전기배선층을 포함하는 PCB; 상기 전기배선층 상에 장착되는 LED 칩을 포함하는 LED 회로부; 및 상기 전기배선층 상에 장착되어 상기 LED 칩과 연결되는 커넥터를 포함하고; 상기 PCB의 면적과 두께 및 상기 LED 칩의 위치가 상기 LED 칩의 열저항과 상기 PCB의 열저항을 합한 전체 열저항을 고려하여 설정될 수 있다.LED package for a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a PCB comprising a metal layer, an insulating layer formed on the metal layer, and an electrical wiring layer formed on the insulating layer; An LED circuit unit including an LED chip mounted on the electrical wiring layer; And a connector mounted on the electrical wiring layer and connected to the LED chip. The area and thickness of the PCB and the position of the LED chip may be set in consideration of the total thermal resistance of the sum of the thermal resistance of the LED chip and the thermal resistance of the PCB.

상기 절연층의 두께는 30㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다.The insulating layer may have a thickness of 30 μm to 50 μm.

상기 금속층은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.The metal layer may be made of aluminum.

상기 금속층의 두께는 1.5mm 이하일 수 있다.The thickness of the metal layer may be 1.5 mm or less.

상기 PCB는 폭이 16mm 내지 18mm 이고, 높이가 32mm 내지 37mm 이고, 상기 LED 칩은 상기 PCB의 한쪽 가장자리로부터 8.5 내지 10mm 이격되어 위치할 수 있다.The PCB may have a width of 16 mm to 18 mm, a height of 32 mm to 37 mm, and the LED chip may be located 8.5 to 10 mm apart from one edge of the PCB.

상기 LED 회로부는 상기 전기배선층 상에 장착되는 제너 다이오드, 서미스터 및 저항을 더 포함할 수 있다.The LED circuit unit may further include a zener diode, thermistor, and a resistor mounted on the electrical wiring layer.

상기 커넥터는 적어도 네 개의 핀을 구비하고, 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 어느 하나의 핀은 상기 LED 칩, 상기 제너 다이오드, 상기 서미스터 및 상기 저항 각각의 일단과 공통으로 연결될 수 있다.The connector may include at least four pins, and one of four pins of the connector may be commonly connected to one end of each of the LED chip, the zener diode, the thermistor, and the resistor.

본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지에 의하면, 원가 절감을 위해 알루미늄 금속층을 포함하게 되는 인쇄회로기판의 크기 최적화를 통해 차량용 램프에 적용될 경우에 차량용 램프의 디자인 자유도를 증대시킬 수 있다.According to the LED package for a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention, the degree of freedom of design of the vehicle lamp can be increased when applied to the vehicle lamp through the optimization of the size of the printed circuit board including the aluminum metal layer to reduce the cost.

또한, 인쇄회로기판의 금속층을 구리가 아닌 알루미늄으로 구성하여 종래 LED 패키지 대비 원가가 절감되는 효과가 있다.In addition, the metal layer of the printed circuit board is composed of aluminum, not copper, it is effective to reduce the cost compared to the conventional LED package.

이와 더불어, 인쇄회로기판의 크기 최적화 및 인쇄회로기판에 장착되는 커넥터의 핀 수의 저감으로 인한 전기 배선의 간소화를 통해 종래 LED패키지 대비 원가가 절감되는 효과가 있다.In addition, the cost is reduced compared to the conventional LED package through the simplification of the electrical wiring due to the optimization of the size of the printed circuit board and the reduction of the number of pins of the connector mounted on the printed circuit board.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 크기를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 크기를 결정하는 각종 설계 인자들의 변화와 열저항의 관계를 설명하기 위한 제1 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 크기를 결정하는 각종 설계 인자들의 변화와 열저항의 관계를 설명하기 위한 제2 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 크기를 결정하는 각종 설계 인자들, LED 칩의 위치 및 열저항의 관계를 설명하기 위한 도표이다.1 is a plan view of an LED package for a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of an LED package for a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view for explaining the size of the LED package for a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a first graph illustrating a relationship between changes in various design factors and thermal resistance for determining the size of an LED package for a vehicle lamp according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a second graph illustrating a relationship between changes in various design factors and thermal resistance for determining the size of an LED package for a vehicle lamp according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating a relationship between various design factors for determining the size of an LED package for a vehicle lamp, a position of an LED chip, and a thermal resistance according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지(10)는, 복수개가 모듈화된 상태로 차량용 헤드램프 등에 적용될 수 있으며, 이러한 경우에 차량용 헤드램프의 광원으로 이용되는 발광 부품으로서, LED 회로부(100), 커넥터(200) 및 PCB(300: Printed Circuit Board)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the LED package 10 for a vehicle lamp according to an exemplary embodiment of the present invention may be applied to a vehicle headlamp, etc. in a plurality of modules, and in this case, a light emitting component used as a light source of the vehicle headlamp. As an example, the LED circuit unit 100 may include a connector 200 and a printed circuit board (PCB).

LED 회로부(100)는 차량 배터리 등으로부터 전달받은 전압을 빛으로 변환하기 위해 필요한 각종 소자들의 집합체로서, LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130; Thermistor) 및, 저항(140) 등을 포함할 수 있다.The LED circuit unit 100 is a collection of various elements necessary for converting a voltage transmitted from a vehicle battery to light, and includes an LED chip 110, a zener diode 120, a thermistor 130, and a resistor 140. And the like.

LED 칩(110)은 복수의 LED 소자로 이루어질 수 있다. LED 칩(110)을 구성하는 LED 소자는 차량 배터리로부터 전달 받은 전압을 적외선 또는 빛으로 변환시키는 실질적인 발광 소자이다. LED 칩(110)은 LED 소자 4개 또는 5개로 이루어지는 것이 바람직하다.The LED chip 110 may be formed of a plurality of LED elements. The LED device constituting the LED chip 110 is a substantially light emitting device for converting the voltage received from the vehicle battery into infrared or light. LED chip 110 is preferably composed of four or five LED elements.

또한 LED 칩(110)은 탈부착이 가능한 표면 실장형일 수 있으며, 파손 등이 발생하는 경우에는 새로운 LED 칩으로 쉽게 대체 가능하다.In addition, the LED chip 110 may be a surface-mount type that can be attached and detached, and can be easily replaced with a new LED chip in the event of breakage.

제너 다이오드(120)는 LED 칩(110)에 일정한 전압이 인가되게끔 LED 칩(110) 양측단에 연결되는 정전압 소자이다. 제너 다이오드(120)는 LED 칩(110)에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지함으로써 LED 칩(110)을 과도한 전압에 따른 파손으로부터 보호할 수도 있다.The zener diode 120 is a constant voltage device connected to both ends of the LED chip 110 such that a constant voltage is applied to the LED chip 110. The zener diode 120 may protect the LED chip 110 from damage due to excessive voltage by preventing excessive voltage from being applied to the LED chip 110.

서미스터(130)는 온도 변화에 따른 LED 소자의 특성 변화를 보상하기 위해 구비되는 저항 소자이다. 서미스터(130)는 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하는 부(-)의 온도계수를 가진 저항이다. 서미스터(130)는 이러한 특성을 통해 LED 소자의 특성이 변화되는 것을 보상할 수 있다. 서미스터(130)는 LED 소자의 특성이 변화되는 것을 보상함으로써 LED 칩(110)에 대한 정전류 제어의 정확도를 높일 수 있다.The thermistor 130 is a resistance device provided to compensate for the characteristic change of the LED device according to the temperature change. Thermistor 130 is a resistor having a negative (-) temperature coefficient of the resistance value decreases with increasing temperature. The thermistor 130 may compensate for the change in the characteristics of the LED device through these characteristics. The thermistor 130 may increase the accuracy of the constant current control for the LED chip 110 by compensating for the change in the characteristics of the LED device.

저항(140)은 서미스터(130)와 달리 온도 변화에도 변화지 않는 저항값을 가지며, LED 칩(110)의 랭크(rank) 구분을 위해 구비된다. 여기서, LED 칩(110)은 램프 적용을 위해 모듈화 될 경우 최대한 비슷한 랭크의 다른 LED 칩들과 모듈화 되는데, 저항(140)은 이러한 LED 칩(110)의 랭크를 조절하기 위해 적절한 저항값을 가지게 된다.Unlike the thermistor 130, the resistor 140 has a resistance value that does not change even with a temperature change, and is provided to distinguish the rank of the LED chip 110. In this case, when the LED chip 110 is modularized for lamp application, the LED chip 110 is modularized with other LED chips having a similar rank as much as possible. The resistor 140 has an appropriate resistance value to adjust the rank of the LED chip 110.

커넥터(200)는 차량 배터리 등의 전원과 앞서 설명한 바 있는 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)을 전기적으로 연결하는 전자부품이다.The connector 200 is an electronic component that electrically connects a power source such as a vehicle battery and the LED chip 110, the zener diode 120, the thermistor 130, and the resistor 140 as described above.

커넥터(200)는 4개의 핀을 구비하며, 각 핀은 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140) 중 적어도 하나의 소자와 연결될 수 있다. 여기서, LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)과의 연결은 PCB(300)에 형성된 전기 배선을 통해 가능하다.The connector 200 has four pins, and each pin may be connected to at least one element of the LED chip 110, the zener diode 120, the thermistor 130, and the resistor 140. Here, the connection with the LED chip 110, the zener diode 120, the thermistor 130 and the resistor 140 is possible through the electrical wiring formed on the PCB (300).

도 2를 참조하면, PCB(300)는 LED 회로부(100)와 커넥터(200)가 장착되는 LED 패키지(10)의 몸체 부분으로서, 금속층(310), 절연층(320) 및, 상기한 전기 배선이 형성된 전기배선층(330)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the PCB 300 is a body part of the LED package 10 in which the LED circuit unit 100 and the connector 200 are mounted. The PCB 300 includes a metal layer 310, an insulating layer 320, and the above-described electrical wiring. The formed electrical wiring layer 330 may be included.

PCB(300)의 금속층(310)은 PCB(300) 전체를 기준으로 하부에 위치한다. 금속층(310)은 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 금속층(310)의 두께는 1.5mm 이하로 이루어지는 것이 바람직하다. 종래의 구리로 이루어져 있던 금속층이 알루미늄으로 변경됨으로써 종래 LED 패키지(10) 대비 원가 절감되는 효과가 있다.The metal layer 310 of the PCB 300 is located below the PCB 300 as a whole. The metal layer 310 is preferably made of aluminum. It is preferable that the thickness of the metal layer 310 is 1.5 mm or less. As the metal layer made of copper is changed to aluminum, cost is reduced compared to the conventional LED package 10.

이러한 금속층(310)은 전기 배선에 흐르는 전류에 의해 LED 회로부(100)의 각종 소자가 동작하면 발생되는 열을 적절히 분산시킬 수 있고, 발열에 따른 LED 회로부(100)의 손상을 방지할 수 있다.The metal layer 310 may properly disperse heat generated when various elements of the LED circuit unit 100 operate by a current flowing in an electrical wiring, and may prevent damage to the LED circuit unit 100 due to heat generation.

PCB(300)의 절연층(320)은 금속층(310) 위에 형성되며, 에폭시 등의 절연 물질로 이루어진다. 절연층(320)의 두께는 30μm 내지 50μm로 이루어지는 것이 바람직하다.The insulating layer 320 of the PCB 300 is formed on the metal layer 310 and is made of an insulating material such as epoxy. The insulating layer 320 preferably has a thickness of 30 μm to 50 μm.

이러한 절연층(320)은 전기배선층(330)에 형성된 전기 배선을 통해 전류가 흐를 시, 전기 배선에 흐르는 전류가 금속층(310)으로 흐르지 않도록 절연하는 역할을 한다.The insulating layer 320 serves to insulate the current flowing through the electrical wiring from flowing into the metal layer 310 when the current flows through the electrical wiring formed in the electrical wiring layer 330.

PCB(300)의 전기배선층(330)은 절연층(320) 위에 형성된다. 전기배선층(330)은 LED 회로부(100)의 각종 소자를 커넥터(200)의 핀과 연결시키기 위한 전기 배선이 형성된다.The electrical wiring layer 330 of the PCB 300 is formed on the insulating layer 320. The electrical wiring layer 330 is formed with electrical wiring for connecting various elements of the LED circuit unit 100 with the pins of the connector 200.

여기서, PCB(300)의 전체 두께는 금속층(310), 절연층(320) 및 전기배선층(330)의 두께를 포함한 두께이며, 전기배선층(330)의 두께는 거의 고려되지 않는다.Here, the overall thickness of the PCB 300 is a thickness including the thickness of the metal layer 310, the insulating layer 320 and the electrical wiring layer 330, the thickness of the electrical wiring layer 330 is hardly considered.

다시 도1을 참조하면, 전기배선층(330)에 형성된 전기 배선, 즉 제1 전기 배선은 LED 회로부(100) 및 커넥터(200)가 장착될 경우에, 커넥터(200)의 제1 핀과 LED 회로부(100)의 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)의 일단이 연결되도록 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, when the LED circuit part 100 and the connector 200 are mounted, the first wire and the LED circuit part of the electric wiring formed in the electric wiring layer 330 are mounted. One end of the LED chip 110, the zener diode 120, the thermistor 130, and the resistor 140 of the 100 may be connected.

전기 배선, 즉 제2 전기 배선은 커넥터(200)의 제2 핀과 저항(140)의 타단이 연결되도록 형성될 수 있다. 전기 배선, 즉 제3 전기 배선은 커넥터(200)의 제3 핀과 서미스터(130)의 타단이 연결되도록 형성될 수 있다. 전기 배선, 즉 제4 전기 배선은 커넥터(200)의 제4 핀과 LED 칩(110) 및 제너 다이오드(120)의 타단이 연결되도록 형성될 수 있다.The electrical wire, that is, the second electrical wire may be formed such that the second pin of the connector 200 is connected to the other end of the resistor 140. The electrical wire, that is, the third electrical wire may be formed such that the third pin of the connector 200 is connected to the other end of the thermistor 130. The electrical wiring, ie, the fourth electrical wiring, may be formed such that the fourth pin of the connector 200 and the other ends of the LED chip 110 and the zener diode 120 are connected to each other.

여기서, 커넥터(200)의 제1 핀은 차체와 연결되어 공통 마이너스 극 즉, 공통 접지로 활용되고, 커넥터(200)의 제2, 제3 및 제4 핀은 차량 배터리 등과 연결되어 플러스 극으로 활용된다.Here, the first pin of the connector 200 is connected to the vehicle body and utilized as a common negative pole, that is, common ground, and the second, third and fourth pins of the connector 200 are connected to the vehicle battery and used as plus poles. do.

대부분 차체는 공통 마이너스 극(공통 접지)으로 활용되고 있기 때문에 전압 기준은 0V로 설정될 수 있으며, 이에 따라 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)의 일단은 공통 접지로 묶일 수 있게 된다.Since most car bodies are utilized as a common negative pole (common ground), the voltage reference can be set to 0 V. Accordingly, one end of the LED chip 110, zener diode 120, thermistor 130, and resistor 140 Can be tied to a common ground.

이를 통해 커넥터의 핀은 종래 보다 작은 네 개로 이루어질 수 있고, 전기 배선은 간소화되며, LED 패키지(10)의 크기는 종래의 LED 패키지 보다 작게 만들어 질 수 있다.Through this, the pin of the connector can be made of four smaller than the conventional, the electrical wiring is simplified, the size of the LED package 10 can be made smaller than the conventional LED package.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 패키지(10)의 크기를 확인할 수 있다.3, the size of the LED package 10 according to an embodiment of the present invention can be confirmed.

본 발명의 실시 예에 따른 LED 패키지(10)는 상기한 바와 같이 커넥터(200) 핀 수의 감소 및 전기 배선의 간소화을 통해 종래의 LED 패키지 보다 작게 형성될 수 있으며, 그 면적은 폭이 16 내지 18mm, 높이가 32 내지 37mm로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, LED 패키지(10)의 크기가 상기한 바와 같이 설정되면, PCB(300)의 금속층을 알루미늄으로 구성한 것에 따른 열저항 증가를 최소화할 수 있고, 열저항 증가로 인한 PCB 손상 등의 리스크를 줄일 수 있다. The LED package 10 according to the embodiment of the present invention can be formed smaller than the conventional LED package by reducing the number of pins of the connector 200 and simplifying the electrical wiring as described above, the area is 16 to 18mm in width , It is preferable that the height is formed to 32 to 37mm. Here, when the size of the LED package 10 is set as described above, it is possible to minimize the increase in heat resistance due to the aluminum layer of the PCB 300, and to reduce the risk of damage to the PCB due to the increase in heat resistance. Can be.

LED 칩(110)은 PCB(300)의 폭 방향 중앙에 위치하고, 높이 방향으로는 한쪽 가장자리로부터 8.5 내지 10mm 이격되어 위치하는 것이 바람직하며, 이를 통해 PCB(300)의 열저항은 더욱 최소화될 수 있다.The LED chip 110 is located at the center of the width direction of the PCB 300, preferably in a height direction 8.5 to 10mm away from one edge, through which the thermal resistance of the PCB 300 can be further minimized. .

따라서, 커넥터(200) 핀 수의 감소를 통해 전기 배선이 간소화되므로 종래의 LED 패키지 보다 그 크기를 작게 형성할 수 있다. Therefore, since the electrical wiring is simplified by reducing the number of pins of the connector 200, the size of the connector 200 may be smaller than that of the conventional LED package.

또한, 종래의 LED 패키지 보다 크기가 작게 형성될 수 있으므로 본 발명의 실시 예에 따른 LED 패키지(10)가 차량용 헤드램프에 적용될 경우에 차량용 헤드램프의 디자인 자유도가 상승하는 효과가 있다.In addition, since the size can be formed smaller than the conventional LED package, when the LED package 10 according to an embodiment of the present invention is applied to a vehicle headlamp, the design freedom of the vehicle headlamp increases.

도 4 내지 도 6을 참조하면, PCB(300)의 열저항이 최소화되도록 설정된 LED 패키지(10)의 크기가 유효한지를 뒷받침하는 실험 자료를 확인할 수 있다.4 to 6, the experimental data supporting the size of the LED package 10 set to minimize the thermal resistance of the PCB 300 can be confirmed.

도 4 및 도 5에서 Fitted Means는 PCB(300) 크기를 결정하는 설계 인자(Thickness_Sub, Thickness_D/L, PCB Size)각각의 값을 말하고, Mean of Rth는 열저항 값을 말하며, Thickness_Sub는 금속층(310)의 두께를 나타내고, Thickness_D/L은 절연층(320)의 두께를 나타내며, PCB Size는 PCB(300)의 면적을 나타낸다.4 and 5, Fitted Means refers to values of each design factor (Thickness_Sub, Thickness_D / L, PCB Size) for determining the size of the PCB 300, Mean of R th refers to the thermal resistance value, and Thickness_Sub is a metal layer ( The thickness of 310 is represented, Thickness_D / L represents the thickness of the insulating layer 320, and the PCB Size represents the area of the PCB 300.

도 6에서 가로 길이(A)는 PCB(300)의 폭을 말하고, 세로 길이(B)는 PCB(300)의 높이를 말하며, LED 위치(B)는 LED 칩(110)과 PCB(300)의 일측 사이의 길이를 나타내고, PCB 두께(C)는 금속층(310), 절연층(320) 및 전기배선층(330)을 합한 두께를 나타낸다. 여기서 LED 위치는 설계 인자에 포함된다.In Figure 6, the horizontal length (A) refers to the width of the PCB 300, the vertical length (B) refers to the height of the PCB 300, the LED position (B) of the LED chip 110 and the PCB 300 The length between one side is shown, and the PCB thickness (C) represents the sum of the metal layer 310, the insulating layer 320, and the electric wiring layer 330. The LED location is included in the design factor here.

열저항 RJS은 LED 칩(110)의 열저항을 말하고, 열저항 RSB은 PCB(300)의 열저항을 말하며, 열저항 RJB은 LED 칩(110)의 열저항과 PCB(300)의 열저항을 합친 전체 LED 패키지(10)의 열저항을 나타낸다.Thermal resistance R JS refers to the thermal resistance of the LED chip 110, thermal resistance R SB refers to the thermal resistance of the PCB 300, and thermal resistance R JB refers to the thermal resistance of the LED chip 110 and the PCB 300. The thermal resistance of the entire LED package 10 combined with the thermal resistance is shown.

다시 도 4를 참조하면, 금속층(310)의 두께가 1.0[cm] 에서 3.0[cm]로 변화되는 경우에는 열저항이 대략 0.14[m2K/W]에서 0.18[m2K/W]로 소폭 상승하였으나, 절연층(320)의 두께가 38[㎛]에서 75[㎛]로 변화되는 경우에는 열저항이 대략 0.10[m2K/W]에서 0.21[m2K/W]로 크게 상승하였으며, 또한 PCB(300)의 면적이 100(10x10mm2)에서 900(30x30mm2)로 변화되는 경우에는 열저항이 대략 0.35[m2K/W]에서 0.04[m2K/W]로 대폭 하락하였다.Referring again to FIG. 4, when the thickness of the metal layer 310 is changed from 1.0 [cm] to 3.0 [cm], the thermal resistance is approximately 0.14 [m 2 K / W] to 0.18 [m 2 K / W]. Although slightly increased, when the thickness of the insulating layer 320 changed from 38 [μm] to 75 [μm], the thermal resistance increased greatly from approximately 0.10 [m 2 K / W] to 0.21 [m 2 K / W]. In addition, when the area of PCB 300 is changed from 100 (10x10mm 2 ) to 900 (30x30mm 2 ), the thermal resistance is drastically decreased from approximately 0.35 [m 2 K / W] to 0.04 [m 2 K / W]. It was.

상기한 바와 같이 설계 인자 별 열저항은 절연층(320)의 두께와 PCB(300) 면적의 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있다. 여기서, LED 패키지(10)에 사용되는 와트(W)는 10[W]인 것이 바람직하다.As described above, the thermal resistance for each design factor may be affected by the thickness of the insulating layer 320 and the area of the PCB 300. Here, the watt (W) used in the LED package 10 is preferably 10 [W].

도 5를 참조하면, 하나가 아닌 두 개의 설계 인자의 상호 작용에 따른 열저항을 확인할 수 있으며, 금속층(310)의 두께와 절연층(320)의 두께의 상호 작용에 따른 열저항은 절연층(320)의 두께가 38㎛ 일 때 대략 0.1[m2K/W]이고, 절연층(320)의 두께가 75㎛ 일 때 대략 0.2[m2K/W]로 나타난다.Referring to FIG. 5, the thermal resistance according to the interaction of two design factors instead of one may be confirmed, and the thermal resistance according to the interaction between the thickness of the metal layer 310 and the thickness of the insulating layer 320 may be determined by the insulating layer ( When the thickness of 320 is 38 μm, the thickness is approximately 0.1 [m 2 K / W], and when the thickness of the insulating layer 320 is 75 μm, the thickness is approximately 0.2 [m 2 K / W].

또한, 금속층(320)의 두께와 PCB(300) 면적의 상호 작용에 따른 열저항은 PCB(300)의 면적이 900(30x30mm2)일 때 대략 0.05[m2K/W]이고, PCB(300)의 면적이 400(20x20mm2)일 때 대략 0.08[m2K/W]에서 0.1[m2K/W]이며, PCB(300)의 면적이 100(10x10mm2)일 때 대략 0.3[m2K/W]에서 0.4[m2K/W]로 나타난다.In addition, the thermal resistance according to the interaction between the thickness of the metal layer 320 and the area of the PCB 300 is approximately 0.05 [m 2 K / W] when the area of the PCB 300 is 900 (30 × 30 mm 2 ), and the PCB 300 ) approximately 0.3 [m 2 when the area 400 (20x20mm 2) is approximately 0.08 [m 2 K / W] at 0.1 [m 2 K / W] when, the area of the PCB (300) 100 (10x10mm 2 ) of the K / W] at 0.4 [m 2 K / W].

이와 더불어, 절연층(320)의 두께와 PCB(300) 면적의 상호 작용에 따른 열저항은 PCB(300)의 면적이 900(30x30mm2)일 때 대략 0.05[m2K/W]에서 0.06[m2K/W]이고, PCB(300)의 면적이 400(20x20mm2)일 때 대략 0.08[m2K/W]에서 0.12[m2K/W]이며, PCB(300)의 면적이 100(10x10mm2)일 때 대략 0.21[m2K/W]에서 0.4[m2K/W]로 나타난다.In addition, the thermal resistance according to the interaction between the thickness of the insulating layer 320 and the area of the PCB 300 is approximately 0.06 [m 2 K / W] at 0.05 [m 2 K / W] when the area of the PCB 300 is 900 (30 × 30 mm 2 ). m 2 K / W], and the area of the PCB (300) 400 (20x20mm 2 ) about 0.08 [m 2 K / W] at 0.12 [m 2 K / W], and the area of the PCB (300) 100 when the In the case of (10 × 10 mm 2 ), it is approximately 0.21 [m 2 K / W] to 0.4 [m 2 K / W].

상기한 열저항이 최소화되도록 설계 인자들의 최적 값을 설정하게 되면, 금속층(310)은 1.5mm 이하, 절연층(320)은 30㎛ 내지 50㎛, PCB(300)의 폭은 16mm 내지 18mm, PCB(300)의 높이는 32m 내지 37mm, PCB(300)의 전체 두께는 2.0mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.When the optimal values of the design factors are set to minimize the thermal resistance, the metal layer 310 is 1.5 mm or less, the insulation layer 320 is 30 μm to 50 μm, the width of the PCB 300 is 16 mm to 18 mm, and the PCB. The height of the 300 is preferably 32m to 37mm, the total thickness of the PCB 300 is set to 2.0mm or less.

도 6을 참조하면, 도 6의 (a)는 설계 인자들의 여덟 가지의 조합에 따른 열저항(RJS, RSB, RJB)을 보여주며, 도 6의 (b)는 설계 인자들이 LED 패키지(10)의 어느 부분을 나타내는지 보여준다.Referring to FIG. 6, FIG. 6A illustrates thermal resistances R JS , R SB , and R JB according to eight combinations of design factors, and FIG. 6B illustrates design factors of an LED package. Show which part of (10) is shown.

설계 인자들의 최적 값은 여덟 가지의 조합을 기초로 설정될 수 있는 바, 5번의 조합은 열저항이 가장 적으나 PCB(300) 두께가 가장 커서 차량용 램프의 디자인 자유도에 불리하고, 3번의 조합은 두 번째로 열저항이 적으나 가로 길이 및 세로 길이에 따른 PCB(300)의 면적이 커서 차량용 램프의 디자인 자유도에 불리하다.The optimal value of the design factors can be set based on eight combinations. The combination of the five is the lowest thermal resistance, but the PCB 300 has the largest thickness, which is disadvantageous for the design freedom of the vehicle lamp, and the combination of the three is Secondly, although the thermal resistance is small, the area of the PCB 300 along the horizontal length and the vertical length is large, which is disadvantageous for the design freedom of the vehicle lamp.

또한, 4번의 조합 같은 경우에는 PCB(300) 두께가 가장 작아서 차량용 램프의 디자인 자유도에 유리하나, 열저항이 너무 커 발열에 따른 LED 패키지(100)의 파손을 일으킬 수 있다.In addition, in the case of the combination of four, the thickness of the PCB 300 is the smallest, which is advantageous for the design freedom of the vehicle lamp, but the thermal resistance is too large, which may cause damage to the LED package 100 due to heat generation.

이에 따라, 상기한 3번, 4번 및 5번의 조합을 제외하고 보았을 경우에 가장 적은 열저항을 가지는 2번의 조합 및 8번의 조합을 기초로 LED 패키지(100)의 크기는 상기한 바와 같이 결정될 수 있다.Accordingly, the size of the LED package 100 may be determined as described above on the basis of the combination of the second and the eighth combinations having the lowest thermal resistance when the three, four, and five combinations are excluded. have.

최적 값의 설계 인자들에 따라 형성된 LED 패키지(10)는 알루미늄 재질 사용으로 인한 열저항 증가 리스크를 최소화할 수 있으며, 그 크기가 최소화 되어 차량용 헤드램프 등에 적용될 경우에 차량용 헤드램프의 디자인 자유도를 향상시킬 수 있다.The LED package 10 formed according to the optimal value design factors can minimize the risk of heat resistance increase due to the use of aluminum, and its size is minimized to improve the design freedom of the headlamps for the vehicle when applied to the headlamps. You can.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10: LED 패키지
100: LED 회로부
110: LED 칩
120: 제너 다이오드
130: 서미스터
140: 저항
200: 커넥터
300: PCB
310: 금속층
320: 절연층
330: 전기배선층10: LED package
100: LED circuit part
110: LED chip
120: Zener Diode
130: thermistor
140: resistance
200: connector
300: PCB
310: metal layer
320: insulation layer
330: electrical wiring layer

Claims (7)

PCB;
상기 PCB 상에 장착되는 LED 칩, 제너 다이오드, 서미스터 및 저항을 포함하는 LED 회로부; 및
상기 PCB 상에 장착되어 상기 LED 칩과 연결되는 커넥터를 포함하고,
상기 커넥터의 적어도 하나의 핀은 차체와 연결되어 공통 접지로 활용되고,
상기 커넥터는 적어도 제1 핀, 제2 핀, 제3 핀, 제4 핀을 구비하고,
상기 커넥터의 상기 제1 핀의 일단은 상기 LED 회로부의 상기 LED 칩과 상기 제너 다이오드와 상기 서미스터 및 상기 저항의 일단과 제1 전기배선으로 연결되고,
상기 커넥터의 상기 제2 핀은 상기 저항의 타단과 제2 전기배선으로 연결되고,
상기 커넥터의 상기 제3 핀은 상기 서미스터의 타단과 제3 전기배선으로 연결되고,
상기 커넥터의 상기 제4 핀은 상기 LED 칩과 상기 제너 다이오드의 타단과 제4 전기배선으로 연결되고,
상기 커넥터의 상기 제1 핀은 차체와 연결되고, 상기 LED칩, 상기 제너 다이오드, 상기 서미스터 및 상기 저항의 일단에 연결되어 공통 접지를 제공하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.PCB;
An LED circuit unit including an LED chip, a zener diode, a thermistor, and a resistor mounted on the PCB; And
A connector mounted on the PCB and connected to the LED chip;
At least one pin of the connector is connected to the vehicle body and utilized as a common ground,
The connector has at least a first pin, a second pin, a third pin, a fourth pin,
One end of the first pin of the connector is connected to the LED chip, the zener diode, the thermistor, and one end of the resistor by a first electric wiring,
The second pin of the connector is connected to the other end of the resistor and a second electrical wiring,
The third pin of the connector is connected to the other end of the thermistor by a third electrical wiring,
The fourth pin of the connector is connected to the other end of the LED chip and the Zener diode and the fourth electrical wiring,
And the first pin of the connector is connected to a vehicle body and connected to one end of the LED chip, the zener diode, the thermistor, and the resistor to provide a common ground. 제 1항에 있어서,
상기 PCB는,
금속층;
상기 금속층 상에 형성되는 절연층; 및
상기 절연층 상에 형성되는 전기배선층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.The method of claim 1,
The PCB,
Metal layer;
An insulating layer formed on the metal layer; And
An electric wiring layer formed on the insulating layer; LED package for a vehicle lamp comprising a. 제 2항에 있어서,
상기 금속층은 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.The method of claim 2,
LED package for a vehicle lamp, characterized in that the metal layer is made of aluminum. 제 3항에 있어서,
상기 금속층의 두께는 1.5mm 이하인 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.The method of claim 3, wherein
LED package for a vehicle lamp, characterized in that the thickness of the metal layer is 1.5mm or less. 제 2항에 있어서,
상기 PCB는 폭이 16mm 내지 18mm 이고, 높이가 32mm 내지 37mm 인 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.The method of claim 2,
The PCB is 16mm to 18mm in width, LED package for a vehicle lamp, characterized in that the height is 32mm to 37mm. 제 1항에 있어서,
상기 PCB는 폭이 16mm 내지 18mm 이고, 높이가 32mm 내지 37mm 이고,
상기 LED 칩은 상기 PCB의 한쪽 가장자리로부터 8.5 내지 10mm 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.The method of claim 1,
The PCB has a width of 16mm to 18mm, a height of 32mm to 37mm,
The LED chip is a LED package for a vehicle lamp, characterized in that located from 8.5 to 10mm apart from one edge of the PCB. 삭제delete
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