KR101017357B1

KR101017357B1 - 엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 피시비의 엘이디 조립모듈

Info

Publication number: KR101017357B1
Application number: KR1020080088365A
Authority: KR
Inventors: 오수학
Original assignee: (주)티더블유
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2011-02-28
Also published as: KR20100029543A

Abstract

본 발명은 PCB홀을 통하지 않고 바로 단면 PCB의 동박을 통하여 방열 냉각이 이루어지도록 하여 방열 경로를 단축시키고 동시에 넓은 면적으로 열이 전도되도록 유도하여 냉각 효과를 현저하게 향상시킨 엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 PCB의 엘이디 조립모듈을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 단면 PCB의 엘이디 조립모듈의 구체적인 수단은, 단면 PCB와; 상기 단면 PCB의 동박에 납땜되어 광원을 제공하는 엘이디와; 상기 엘이디를 삽통시키며, 상기 엘이디(20)에 대응하는 크기를 갖는 하나 이상의 엘이디 출사공을 갖고 상기 동박에 부착된 금속 방열판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

단면 PCB, 엘이디, 방열판, 동박

Description

엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 피시비의 엘이디 조립모듈{LED module cooling method and LED assembly module of one-side PCB used it}

본 발명은 엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 PCB의 엘이디 조립모듈에 관한 것으로, 특히 PCB홀을 통하지 않고 바로 동박을 통하여 방열 냉각이 이루어지도록 하여 방열 경로를 단축시키고 동시에 넓은 면적으로 열이 전도되도록 유도하여 냉각 효과를 현저하게 항상시킨 엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 PCB의 엘이디 조립모듈에 관한 것이다.

엘이디 등(LED lamp)을 만드는 과정에서 엘이디에 전원을 공급하기 위해 PCB(인쇄회로기판)가 필수적으로 채택된다. 현재 PCB는 도 5와 같이 양면에 동박(1,2)을 갖는 양면 PCB(2)를 사용하고 있다. 즉, 양면 PCB(2)의 일면 동박(1)에 엘이디(20)를 납땜하여 연결하고 그의 타면 동박(2)에 알루미늄 방열판(4)을 부착한다.

이때 엘이디(20)에서 발생된 열이 알루미늄 방열판(4)으로 전도되도록 양면 PCB(2)에는 PCB 스루홀(3a)이 형성된다. 이같이 스루홀(3a)을 통하여 열전달을 이 루는 경우 발열을 위한 전도 경로가 길어져 상당히 발열이 더디게 진행되는 문제가 있다.

따라서 이를 해결하기 위해 대한민국 등록실용신안 등록번호 제20-438525호(등록일 2008.02.14)의 경우 엘이디 모듈을 비전도성 액체에 수납시킨 후 펌프로 액체를 냉각팬이 위치된 방열기구체를 순환시도록 하여 방열시키는 장치가 개시되어 있다. 그러나 이는 뛰어난 냉각성능에 비해 냉각장치의 부품이 많이 들어가고 기구적으로 복잡하며, 설치 공간을 많이 차지하는 문제가 있다.

또한 대한민국 공개특허 제10-2007-0047411호(공개일 2007.05.07)의 경우 흑연을 시트상태로 가공한 그라파이트(graphite) 시트를 방열수단으로 채택한 것이 있다. 그러나 이는 그라파이트(graphite) 시트가 고가이므로 제작비용을 상승시키는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창출된 것으로, PCB홀을 통하지 않고 바로 단면 PCB의 동박을 통하여 방열 냉각이 이루어지도록 하여 방열 경로를 단축시키고 동시에 넓은 면적으로 열이 전도되도록 유도하여 냉각 효과를 현저하게 향상시킨 엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 PCB의 엘이디 조립모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 단면 PCB의 엘이디 조립모듈의 구체적인 수단은,

단면 PCB와;

상기 단면 PCB의 동박에 납땜되어 광원을 제공하는 엘이디와;

상기 엘이디를 삽통시키며, 상기 엘이디(20)에 대응하는 크기를 갖는 하나 이상의 엘이디 출사공을 갖고 상기 동박에 부착된 금속 방열판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 금속 방열판은 알루미늄 또는 철로 제작된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 엘이디 출사공은 원형 또는 사각형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 금속 방열판과 상기 동박과의 사이에는 방열 콤파운드가 더 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 금속 방열판에는 방열핀이 일체로 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 냉각 방법은,

단면 PCB의 동박에 납땜된 엘이디를 냉각시키기 위한 방법에 있어서,

엘이디를 단면 PCB의 동박에 납땜시키고;

상기 엘이디의 배열과 일치된 하나 이상의 관통된 엘이디 출사공이 배열되어 있는 금속재의 금속 방열판을 구비하고;

상기 엘이디 출사공에 상기 엘이디가 삽입되도록 정열시킨 후 상기 금속 방열판을 상기 동박에 부착시켜서 방열 냉각을 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엘이디 모듈의 냉각 방법 및 이를 이용한 단면 PCB의 엘이디 조립모듈에 따르면, PCB홀을 통하지 않고 바로 단면 PCB의 동박을 통하여 방열 냉각이 이루어짐으로써 방열 경로가 단축되고 동시에 넓은 면적으로 열이 전도되어 냉각 효과를 현저하게 향상시킬 수 있다.

따라서 양면 PCB를 단면 PCB로 사용할 수 있고, 스루홀을 없애므로 생산원가를 절감할 수 있다. 또한 알루미늄 방열판을 철판으로 바꿀 경우 생산원가가 낮춰지고, 알루미늄에 비해 더 단단하므로 엘이디 모듈을 더욱 견고하게 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 단면 PCB의 동박에 납땜된 엘이디를 냉각시키기 위한 방법은, 도 1 내지 도 3에서와 같이 엘이디(20)를 단면 PCB(12)의 동박(14)에 납땜시키는 단계를 갖는다.

그 다음, 엘이디(20)의 배열과 일치된 하나 이상의 관통된 엘이디 출사공(30a)이 배열되어 있는 금속재의 금속 방열판(30)을 구비한다. 이때 엘이디 출사공(30a)은 금속방열판(30)을 동박(14)에 부착하기 위해 형성된 것으로 엘이디(20)의 빛이 방출되는 통로를 제공한다.

그 다음, 엘이디 출사공(30a)에 엘이디(20)가 삽입되도록 정열시킨 후 상기 금속 방열판(30)을 상기 동박(14)에 부착시키는 단계를 거쳐 제작된다.

이와 같은 엘이디 모듈의 냉각 방법을 이용한 단면 PCB의 엘이디 모듈의 조립구조를 상세히 설명한다.

도 3에서와 같이 단면 PCB(12)가 구비된다. 단면 PCB(12)의 일측면에는 전기적 회로를 구성하는 동박(14)이 형성되어 있다.

단면 PCB(12)의 동박(14)에는 엘이디(LED)(20)가 납땜되어 있고, 동박(14)에는 금속 방열판(30)이 부착되어 있다.

금속 방열판(30)은 엘이디(20)를 삽통시키킬 수 있고 동시에 엘이디(20)를 동박(14)에 납땜이 가능하도록 상기 엘이디(20)에 대응하는 크기를 갖는 하나 이상의 엘이디 출사공(30a)을 갖고 있다.

본 실시예에서 엘이디 출사공(30a)은 사각 형태로 구성하였으나 본 발명은 원형이나 그 밖의 다른 형태로 구성할 수 있다. 즉, 본 발명은 엘이디(20)의 형태나 모양에 따라 엘이디 출사공(30a)의 크기와 형태가 변경될 수 있다.

금속 방열판(30)은 알루미늄 또는 철 등의 금속재로 제작될 수 있다. 이때 철로 금속 방열판(30)을 제작할 경우 생산 원가를 낮추고 케이스를 더욱 견고하게 할 수 있다.

이때 금속 방열판(30)과 동박(14)과의 사이에는 방열 콤파운드가 개재되어 방열 효율을 더욱 높이도록 구성할 수도 있다.

또한 금속 방열판(30)에는 방열핀(32)을 일체로 더 구비하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 단면 PCB(12)를 금속방열판(30)의 뒷면에 부착시키고, 엘이디(20)를 금속방열판(30) 뒤에서 엘이디 출사공(30a)으로 빛을 방출시키도록 구성된다.

따라서 엘이디(20)가 단면 동박(14)에 바로 납땜이 되어서 넓은 면적으로 열이 전도될 수 있다. 또한, 동박(14) 또한 바로 금속 방열판(30)으로 부착되었으므로 엘이디(20)가 구동될 경우 발생한 열이 5mm 이내의 짧은 경로(Q)를 거쳐 방출된다.

따라서 본 발명은 종래와 같이 양면 PCB의 스루홀(throw hole)과 비교가 안되는 면적으로 방열을 하므로써 열전도가 떨어지는 철판을 금속방열판(30)으로 사용하더라도 알루미늄과 같은 열전도 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이같이 단면 PCB(12)에는 스루홀을 형성시킬 필요가 없으므로 생산 원가를 절감할 수 있다. 또한 금속 방열판(30)을 비싼 알루미늄 판으로 굳이 사용하지 않고 철판으로 바꿀 경우 생산원가를 낮출 수 있고, 또한 철판을 사용하므로 알루미늄에 비해 더 단단하므로 엘이디 조립 모듈을 더욱 견고하게 할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 4와 같이 금속방열판(30)에 방열핀(32)을 일체로 형성하 여 열전달 효과를 더욱 높이도록 구성하여도 좋다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 모듈의 냉각 방법을 이용한 단면 PCB의 엘이디 조립모듈의 단면도.

도 2는 도 1의 평면도.

도 3은 본 발명에 적용되는 금속방열판과 단면 PCB의 분해도.

도 4는 도 1의 변형예시도.

도 5는 종래 엘이디 모듈의 조립 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12: 단면 PCB

14: 동박

20: 엘이디

30: 금속방열판

30a: 엘이디 출사공

32: 방열핀

Claims

단면 PCB(12)와;

상기 단면 PCB(12)의 동박(14)에 납땜되어 광원을 제공하는 엘이디(LED)(20)와;

상기 엘이디(20)를 삽통시키며, 상기 엘이디(20)에 대응하는 크기를 갖는 하나 이상의 엘이디 출사공(30a)을 갖고 상기 동박(14)에 부착된 금속 방열판(30)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단면 PCB의 엘이디 조립모듈.
제 1항에 있어서,

상기 금속 방열판(30)은 알루미늄 또는 철로 제작된 것을 특징으로 하는 단면 PCB의 엘이디 조립모듈.
제 1항에 있어서,

상기 엘이디 출사공(30a)은 원형 또는 사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 단면 PCB의 엘이디 조립모듈.
제 1항에 있어서,

상기 금속 방열판(30)과 상기 동박(14)과의 사이에는 방열 콤파운드가 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 단면 PCB의 엘이디 조립모듈.
제 1항에 있어서,

상기 금속 방열판(30)에는 방열핀(32)이 일체로 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단면 PCB의 엘이디 조립모듈.
단면 PCB의 동박에 납땜된 엘이디를 냉각시키기 위한 방법에 있어서,

엘이디(20)를 단면 PCB(12)의 동박(14)에 납땜시키고;

상기 엘이디(20)의 배열과 일치된 하나 이상의 관통된 엘이디 출사공(30a)이 배열되어 있는 금속재의 금속 방열판(30)을 구비하고;

상기 엘이디 출사공(30a)에 상기 엘이디(20)가 삽입되도록 정열시킨 후 상기 금속 방열판(30)을 상기 동박(14)에 부착시켜서 방열 냉각을 이루는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈의 냉각 방법.