KR100773451B1 - 고효율 엘이디 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고효율 엘이디(LED) 램프에 관한 것으로, 엘이디 램프의 구성 부품을 각각 분리하여 생산한 후 조합하여 특정 구조를 갖도록 엘이디 램프를 제조 하므로서, 광량이 저하되는 문제점을 해소함과 아울러 이를 통해 발광효율을 증대시켜 충분한 광원을 확보할 수 있도록 한 고효율 엘이디 램프를 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프는, 구리에 은을 도금하여 구성한 원판형상으로 이루어지고, 그 상면에는 일정 형상의 안착홈이 요입 형성된 하부 플레이트와; 실리콘 재질로 이루어져 상기 안착홈에 결합되며, 그 상면에는 전극이 형성됨과 아울러 상기 전극의 터미널에는 파워 엘이디 칩이 실장되고, 상기 파워 엘이디 칩의 p-GaN(+) 전극에는 골드와이어가 연결되어 이루어진 실리콘부재와; 상기 하부 플레이트 보다 작은 직경의 원판형상으로 이루어져 그 중앙에는 관통홀이 천공되며, 상기 실리콘부재가 형성된 하부 플레이트의 상면에 실버 패이스트로 접합되는 상부 플레이트와; 상기 상부 플레이트 상측에 실리콘 또는 에폭시가 충진되어 구성되는 렌즈 및; 한 쌍의 리드를 포함하여 구성된다.

엘이디(LED), 파워엘이디칩, 방열, 리드선

Description

고효율 엘이디 램프{A HIGH EFFICIENCY LED LAMP}

본 발명은 고효율 엘이디(LED) 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디 램프의 구성 부품을 각각 분리하여 생산한 후 조합하여 엘이디 램프를 제조함에 따라 엘이디 램프의 성능을 향상시킴과 아울러 그 생산효율도 증대될 수 있도록 한 고효율 엘이디 램프에 관한 것이다.

일반적으로, 고휘도의 엘이디 램프는 범용의 엘이디 램프와 비교하여 상대적으로 많은 전력을 소모하게 되는데, 이러한 램프들을 통상적으로 하이파워 엘이디 램프(High Power LED Lamp)라고 부른다.

상술한 바와 같이 고휘도의 특성을 갖는 하이파워 엘이디 램프는 전류량을 통해 그 밝기를 조절할 수가 있다.

여기에서, 도 10은 종래의 하이파워 엘이디 램프를 나타내는 도면으로서, 종래의 하이파워 엘이디 램프(High Power LED Lamp)를 제조하는데 있어서는, 평면 플레이트(110) 상에 엘이디 칩(LED Chip)(120)을 실장함과 아울러, 상기 엘이디 칩(120)의 p-GaN(+) 전극에 골드와이어(Gold-wire)(122)을 연결한 후 형광체(Phosphor)을 도포하고, 상판 프레임(130)에 실리콘이나 에폭시 수지를 충진하여 렌즈(140)를 구성함에 따라 완성되었다.

참조부호 150은 (+)리드선 및 (-) 리드선을 나타낸다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 하이파워 엘이디 램프는 엘이디 램프의 구동 시에 발생되는 고열로 인해 엘이디 칩이 연속적으로 스트레스를 받으면서 광량이 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 엘이디 램프의 구성 부품을 각각 분리하여 생산한 후 조합하여 특정 구조를 갖도록 엘이디 램프를 제조 하므로서, 광량이 저하되는 문제점을 해소함과 아울러 이를 통해 발광효율을 증대시켜 충분한 광원을 확보할 수 있도록 한 고효율 엘이디(LED) 램프를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디(LED) 램프는, 구리에 은을 도금하여 구성한 원판형상으로 이루어지고, 그 상면에는 일정 형상의 안착홈이 요입 형성된 하부 플레이트와; 실리콘 재질로 이루어져 상기 안착홈에 결합되며, 그 상면에는 전극이 형성됨과 아울러 상기 전극의 터미널에는 파워 엘이디 칩이 실장되고, 상기 파워 엘이디 칩의 p-GaN(+) 전극에는 골드와이어가 연결되어 이루어진 실리콘부재와; 상기 하부 플레이트 보다 작은 직경의 원판형상으로 이루어져 그 중앙에는 관통홀이 천공되며, 상기 실리콘부재가 형성된 하부 플레이트의 상면에 실버 패이스트로 접합되는 상부 플레이트와; 상기 상부 플레이트 상측에 실리콘 또는 에폭시가 충진되어 구성되는 렌즈 및; 한 쌍의 리드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 외주면은 방열구조를 갖도록 톱니형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게, 상기 상부 플레이트의 하면에는 상기 실리콘부재와 대응되는 형상의 요입홈이 형성된 후, 상기 요입홈에는 상기 실리콘부재에 형성된 전극과 파워 엘이디 칩 및 골드와이어를 보호하기 위한 보호부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 한편, 상기 상부 플레이트의 관통홀은 하측에서 상측을 향해 그 직경이 확대되도록 이루어지며, 하측에서 상측으로 확대되는 관통홀의 기울기에 따라 파워 엘이디 칩의 광원이 조사되는 범위가 가변되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘부재는 실장되는 파워 엘이디 칩의 개수에 따라 "┃" 형상이나 "＃" 형상 등으로 다양하게 구성되고, 상기 하부 플레이트의 안착홈도 그와 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 종래의 파워 엘이디 램프에 두 개 이상의 램프가 실장되는 경우에 별도의 비전도성 물질을 필요로 하지만, 본 발명의 고효율 엘이디 램프는 특정 구조를 통해 리드선을 제외한 어떤 부분에서도 전기적인 간섭이 발생되지 않으므로, 다수 개의 램프를 방열성이 우수한 부품에 직접 실장할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 각각 구성함과 아울러 방열기능 및 집광기능을 상부 플레이트를 통하여 구현할 수가 있으므로, 금형설계 등의 생산비용을 저감시키면서도 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있음과 아울러, 집광성 및 광원효율이 매우 우수한 엘이디 램프를 제조할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 분리사시도, 도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 평면도, 도 3b는 도 3a의 A-A'선 단면도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 사시도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 분리사시도, 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 평면도, 도 6b는 도 6a의 B-B'선 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 고효율 엘이디(LED) 램프는, 하부 플레이트(10)와 실리콘부재(20)와, 보호부재(30)와, 상부 플레이트(40)와, 렌즈(50) 및, 한 쌍의 리드(60) 등을 포함하여 구성된다.

여기에서, 상기 하부 플레이트(10)는 구리재질의 외면에 은을 도금하여 구성하게 되는데, 그 형상은 대략 원판형상으로 이루어짐과 아울러 그 외주면은 톱니형태로 이루어져 방열 기능을 갖도록 구성된다.

또, 그 상면에는 상기 실리콘부재(20)가 안착 결합되도록 안착홈(12)이 일정 깊이로 요입 형성되는데, 상기 안착홈(12)은 상기 엘이디 램프에 구비되는 파워 엘이디 칩(22)의 개수에 따라 다양한 형상을 갖도록 구성된다.

즉, 상기 엘이디 램프에 파워 엘이디 칩(22)의 개수가 한 개인 경우에 상기 안착홈(12)은 본 발명의 일실시예에서 도시된 바와 같이 대략 "┃" 형상을 갖도록 요입 형성되며, 상기 파워 엘이디 칩(22)의 개수가 네 개인 경우에 상기 안착홈(12)은 본 발명의 다른 실시예에서 도시된 바와 같이 대략 "＃" 형상을 갖도록 요입 형성되는 등 상기 안착홈(12)은 상기 파워 엘이디 칩(22)의 개수에 따라 다양한 형상으로 설계된 후, 이와 대응되는 형상의 실리콘부재(20)가 안착 결합되게 되는 것이다.

그리고, 상기 실리콘부재(20)는 상기 파워 엘이디 칩(22)의 개수에 따라 다양한 형상을 갖도록 이루어진 상기 안착홈(12)과 대응되는 형상의 실리콘 재질로 구성되는데, 상기 실리콘부재(20)에는 기판 역할을 하도록 그 상면에 파워 엘이디 칩(22)의 p-GaN(+) 전극 및 n-GaN(-) 전극이 연결되는 전극(24)이 형성된 후, 상기 전극(24)의 터미널에는 일정 개수의 파워 엘이디 칩(22)이 실장됨과 아울러 상기 파워 엘이디 칩(22)의 p-GaN(+) 전극은 골드와이어(Gold-wire)(26)를 매개로 상기 전극(24)과 연결된다.

이때, 상기 골드와이어(26)는 최소 두 개 이상으로 이루어져 한 개의 골드와이어가 손상된 경우에도 안정적으로 파워 엘이디 칩(22)에 전원이 공급될 수 있도록 이루어짐이 바람직하다.

상기 상부 플레이트(40)는 하부 플레이트(10)와 마찬가지로 구리재질의 외면에 은이 도금된 상태에서 그 형상은 상기 하부 플레이트(10) 보다 작은 직경을 갖는 대략 원판형상으로 이루어지고, 외주면은 방열 기능을 위해 톱니형상으로 구성된 후, 상기 하부 플레이트(10)의 상면에 실버 패이스트로 접합되게 된다.

또한, 그 중앙에는 발광원인 상기 파워 엘이디 칩(22)의 광원이 투과되도록 관통홀(44)이 천공되게 되는데, 상기 관통홀(44)은 하측에서 상측을 향해 그 직경이 확대되도록 이루어지며, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 이를 통해 엘이디 램프의 사용용도에 따라 파워 엘이디 칩(22)의 광원이 조사되는 범위를 조절할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 관통홀(44)이 하부에서 상부를 향해 그 직경이 확대되는 기울기에 의해 상기 파워 엘이디 칩(22)의 광원조사 범위는 대략 90° 내지 150°정도의 범위 내에서 선택적으로 구성할 수가 있는 것이다.

또한, 상기 실리콘부재(20)의 상측에는 보호부재(30)가 구비되는데, 이를 위해 상기 상부 플레이트(40)의 하면에는 상기 실리콘부재(20)와 대응되는 형상의 요입홈(42)이 형성됨과 아울러 상기 요입홈(42)을 통해서는 상기 요입홈(42)과 대응되는 형상의 실리콘 재질로 이루어진 보호부재(30)가 결합되어, 상기 보호부재(30)가 상기 실리콘부재(20)의 상면에 밀착된 상태에서 상기 실리콘부재(20)에 구비된 전극(24)과 파워 엘이디 칩(22) 및 골드와이어(26) 등을 보호할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 실리콘부재(20) 및 보호부재(30)가 포함된 상부 플레이트(40) 및 하부 플레이트(10)가 일체로 결합되면, 형광체(Phosphor)가 도포된 후 상기 상부 플레이트(40)의 상측에 렌즈(50)가 구성되게 되는데, 상기 렌즈(50)는 상기 실리콘 또는 에폭시가 대략 반구(半球) 형상을 이루도록 충진되어 이루어지거나, 도 7과 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 다수 개의 파워 엘이디 칩(22)을 통해 엘이디 램프가 구성된 경우에는 다수 개의 파워 엘이디 칩(22)과 각각 대응되는 개수의 렌즈(50)가 형성되도록 구성할 수도 있는 것이다.

참조부호 60은 플러스(+) 및 마이너스(-) 리드선을 외부로 돌출시켜 구성한 한 쌍의 리드를 나타낸다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 고안의 작용에 대해 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안에 따라, 전극(24)과 파워 엘이디 칩(22) 등이 설계된 실리콘부재(20)가 실장되는 하부 플레이트(10) 및 보호부재(30)가 실장되는 상부 플레이트(40)를 절연체를 매개로 일체로 결합시킨 후 렌즈(50) 및 리드(60)를 형성하여 고효율 램프를 구성하게 되면, 각각의 부재를 분리하여 생산한 후 소정 공정을 통해 조합하는 과정을 통해 매우 효율적으로 고효율의 엘이디 램프를 제조할 수가 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 고효율 엘이디 램프를 구성한 상태에서, 리드(60)를 통해 외부로부터의 소정 전원을 파워 엘이디 칩(22) 측으로 공급하게 되면, 상기 전극(24) 및 골드와이어(26)를 매개로 연결된 파워 엘이디 칩(22)이 매우 우수한 발광효율로 빛을 발산하게 된다.

이때, 상기 파워 엘이디 칩(22)를 통해 발산되는 광원은 상기 렌즈(50) 및 상부 플레이트(40)의 관통홀(44) 등에 의해 그 발광되는 각도 및 거리 등이 조절될 수 있게 되는데, 특히 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 상부 플레이트(40)의 관통홀(44) 상단 및 하단의 연결선이 수평면과 이루는 기울기가 대략 90°인 경우에 상 기 광원이 수직으로 발광하면서 최대의 발광효율을 나타내게 되며, 상기 관통홀(44)의 기울기가 90°이상으로 증대됨에 따라 상기 파워 엘이디 칩(22)은 점점 넓은 범위로 빛을 발산하게 되는 것이다.

또, 상기 고효율 엘이디 램프의 상부 플레이트(40) 및 하부 플레이트(10)의 외주면은 주름진 형태로 이루어져 그 평면이 대략 톱니형상을 갖도록 이루어져 있으므로, 상기 파워 엘이디 칩(22)의 동작 시에 우수한 방열기능을 수행할 수가 있는 것이다.

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 분리사시도,

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 평면도,

도 3b는 도 3a의 A-A'선 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 사시도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 분리사시도,

도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 평면도,

도 6b는 도 6a의 B-B'선 단면도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 사시도,

도 8a는 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 고효율 엘이디 램프를 나타내는 평면도,

도 8b는 도 8a의 C-C'선 단면도,

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 엘이디 램프의 상부 플레이트 관통홀 형상에 따라 광원이 조사되는 범위가 가변되는 상태를 나타내기 위 한 단면도,

도 10은 종래의 하이파워 엘이디 램프를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 하부 플레이트, 12: 안착홈,

20: 실리콘부재, 22: 파워 엘이디 칩,

24: 전극, 26: 골드와이어,

30: 보호부재, 40: 상부 플레이트,

42: 요입홈, 44: 관통홀,

50: 렌즈, 60: 리드.

Claims (5)

1. 구리에 은을 도금하여 구성한 원판형상으로 이루어지고, 그 상면에는 일정 형상의 안착홈이 요입 형성된 하부 플레이트와;

   실리콘 재질로 이루어져 상기 안착홈에 결합되며, 그 상면에는 전극이 형성됨과 아울러 상기 전극의 터미널에는 파워 엘이디 칩이 실장되고, 상기 파워 엘이디 칩의 p-GaN(+) 전극에는 골드와이어가 연결되어 이루어진 실리콘부재와;

   상기 하부 플레이트 보다 작은 직경의 원판형상으로 이루어져 그 중앙에는 관통홀이 천공되며, 상기 실리콘부재가 형성된 하부 플레이트의 상면에 실버 패이스트로 접합되는 상부 플레이트와;

   상기 상부 플레이트 상측에 실리콘 또는 에폭시가 충진되어 구성되는 렌즈 및;

   한 쌍의 리드를 포함하여 구성된 것;을 특징으로 하는 고효율 엘이디 램프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트의 외주면은 방열구조를 갖도록 톱니형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 고효율 엘이디 램프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 플레이트의 하면에는 상기 실리콘부재와 대응되는 형상의 요입홈 이 형성된 후, 상기 요입홈에는 상기 실리콘부재에 형성된 전극과 파워 엘이디 칩 및 골드와이어를 보호하기 위한 보호부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 고효율 엘이디 램프.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 플레이트의 관통홀은 하측에서 상측을 향해 그 직경이 확대되도록 이루어지며, 하측에서 상측으로 확대되는 관통홀의 기울기에 따라 파워 엘이디 칩의 광원이 조사되는 범위가 가변되는 것을 특징으로 하는 고효율 엘이디 램프.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 실리콘부재는 실장되는 파워 엘이디 칩의 개수에 따라 "┃" 형상이나 "＃" 형상 등으로 다양하게 구성되고, 상기 하부 플레이트의 안착홈도 그와 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 엘이디 램프.

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