KR101098509B1

KR101098509B1 - Ｌｅｄ 조명 장치

Info

Publication number: KR101098509B1
Application number: KR1020100067011A
Authority: KR
Inventors: 김강
Original assignee: 김강
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2011-12-26

Abstract

본 발명은 LED를 포함한 조명 장치에 관한 것으로, 각각 하나 이상의 LED 패키지들이 접합되는 금속판들; 및 상기 LED 패키지들을 구동하기 위한 전력 발생기를 구비한다. 상기 금속판들 각각의 내부에는 수지층이 없다. 상기 금속판들은 상기 전력 발생기로부터 발생된 열의 자연 대류 통로를 형성하기 위하여 상기 전력 발생기를 중심으로 방사 형태로 배치된다. 상기 금속판들은 상기 LED 패키지의 발광면이 아래로 향하도록 절곡된다.

Description

ＬＥＤ 조명 장치{LIGHTING DEVICE HAVING LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 LED를 포함한 조명 장치에 관한 것이다.

발광다이오드(light emission diode, 이하 "LED"라 함)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료를 포함하는 2 단자 다이오드 소자이다. LED는 캐소드단자와 애노드단자에 전원을 인가할 때 전자와 정공이 결합할 때 발생하는 빛에너지로 가시광을 방출한다.

백색광을 방출하는 백색 LED는 적색(Red) LED, 녹색(Green) LED, 청색(Blue) LED 3색 조합으로 구현되거나 청색 LED에 황색 형광체(yellow Phosphor)의 결합으로 구현될 수 있다. 백색 LED의 등장으로 인하여, LED의 적용 분야는 전자제품의 인디케이터(indicator)로부터 생할용품, 광고용 패널(Panel) 등으로 그 응용 범위가 확대되었고, 현재는 LED 칩의 고 효율화에 따라 가로등, 자동차 헤드렘프(Head lamp), 형광등 대체용 일반 조명 광원을 대체할 수 있는 단계에 이르렀다.

고전력 및 고휘도 LED는 다양한 조명 분야에 적용되고 있다. LED의 효율과 수명은 LED의 접합면에서 발생되는 열이 높을 수록 나빠진다. 고전력 및 고휘도 LED 패키지에는 LED 칩(Chip)으로부터 발생되는 열을 방열시키기 위한 설계가 필수적이다.

LED 패키지에 인가되는 에너지의 약 15% 정도는 빛으로 변환되고 약 85%는 열로 소비된다. LED 칩의 온도가 높아질수록 LED 패키지의 불량률(Failure rate)이 높아진다.

수지 몰딩 타입(resin molding type)의 LED 패키지는 플라스틱 수지의 낮은 열 전도도로 인하여 0.2W/mK 이상의 LED 칩에서 효율적인 열방출 구조를 제공하지 못하고 있다. 이 때문에, 수지 몰딩 타입의 LED 패키지는 0.1W 이하의 LED 칩을 사용하는 인디케이터(indicator)나, 저휘도용으로 사용되고 있다.

수지 몰딩 타입의 LED 패키지의 방열 구조를 개선하기 위하여, LED 칩의 하부에 구리(열전도도 300 -400 W/mK)나, 알루미늄(열전도도 150 - 180W/mK) 소재의 히트 싱크(heat sink)를 내장하는 패키지 구조가 개발되었다. 히트 싱크 내장 수지 몰딩 타입의 LED 패키지는 히트 싱크 금속을 통한 직접 방열을 이용하여 방열 효과가 비교적 우수하여 0.1W 이상의 LED 패키지에 적용될 수 있으나, 수지 재료와 히트 싱크용 금속 코아(metal core) 간의 열 팽창 계수 차이로 인하여 그들 사이에서 크랙(crack)이 발생하고 이로 인하여 신뢰성에 문제가 있다.

방열 구조를 개선하기 위하여, LED 패키지 바디(Package body)를 금속으로 사용할 수 있다. 패키지 바디의 재료로는 알루미늄이나, 구리 등이 사용될 수 있다. 이 구조는 방열 특성이 우수하나, 빛을 발광하는 부위에 채워지는 투명 실리콘이나, 수지와의 열 팽창계수 차이 때문에 LED 칩의 전극면을 연결하는 금 배선(gold wire)이 끓기거나, 실리콘(또는 수지)와 금속 사이의 계면에 크랙이 발생하여 수분이나 공기 침투로 인한 전극 산화 등 신뢰성에 문제가 있다.

쎄라믹(Ceramic)을 패키지 바디 재료로 사용하는 LED 패키지는 쎄라믹 패키지의 우수한 내 환경성 낮은 열 팽창계수, 내자외선 특성, 실리콘과의 표면 접합 성능 등으로 인하여 고신뢰성이 요구되는 LED 패키지에 사용될 수 있다. 쎄라믹 재료로는 알루미나 혹은 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 재료가 사용될 수 있다. 알루미나의 열전도도가 15 - 20W/mK으로 금속에 비해 낮지만 0.2 - 1 W급 LED 패키지용으로 적합하고, LTCC는 3W/mK의 낮은 열전도도로 인하여 고전력 LED 패키지로 사용하기에는 곤란하다. 이런 취약점을 개선하기 위하여, LED 패키지 내에 써멀 비아홀(thermal via hole)을 형성하고, 그 내부에 은(Ag) 등의 금속을 충진하여 써멀 비아홀을 통한 열방출 효율을 높이려는 시도가 있다.

미국의 라미나 쎄라믹스(laminar Ceramics)에서 개발된 어레이 타입의 LED 패키지는 열팽창계수가 비슷한 금속과 쎄라믹을 동시에 소성하여, 쎄라믹 층을 통해 전극간 절연을 구현하고 그 쎄라믹 상에 전극과 회로를 설계하여 LED 칩으로부터 발생되는 열이 금속을 통해 방열되도록 설계되어 열방출에 뛰어난 성능을 구현하였다. 그러나 이 LED 패키지는 이질적인 쎄라믹과 금속을 동시에 소결하기 위하여 고가의 특수한 재료를 선택하여야 하고, 매우 복잡한 공정 관리가 요구되므로 제조 비용이 매우 높은 단점이 있다.

전술한 종래의 LED 패키지들은 방열을 위하여 대부분 고가의 금속 PCB(metal printed circuit board), 혹은 다른 명칭으로 써멀 클래드 보드(Thermal clad board) 상에 솔더링(soldering)된다. 이 경우에, LED 패키지에서 발생되는 열은 금속 PCB를 통해 방열된다. 금속 PCB는 알루미늄 금속 기판 상에 수지층. 동박층, 솔더 레지스트(Soler regist) 층이 적층된 구조를 갖는다. 수지층은 전류가 흐르는 동박층과 그 하부의 금속 기판층과의 전기적 절연, 동박층과 하부의 금속 기판 층 사이에 열전달 패스를 형성하는 역할을 한다. LED 패키지로부터 발생된 열은 금속 PCB의 1차적으로 동박층을 통해 1차 전도되고 이렇게 전도된 열이 수지층을 통해 하부의 금속 기판에 전달된다. 따라서, 방열 구조를 효율화하려면 수지층의 열전도도를 높여야만 한다. 금속 PCB에서 사용되는 수지층의 열 전도도는 약 1.0 - 2.2W/mk 정도이다. 금속 PCB에서, 수지층을 사이에 두고 대향하는 알루미늄과 동박의 결합 및 상이한 열 팽창 계수를 가진 두 금속의 신뢰성 있는 접합과, 접합 성능 및 열팽창시 발생하는 두 금속 사이의 응력을 감소시키는 방안이 요구되고 있다. 구리의 열팽창 계수는 약 17ppm/K 이고, 알루미늄의 열팽창 계수는 약 25ppm/K이다. 위와 같이 금속 PCB의 수지층에서 요구되는 성능을 만족하기 위하여, 금속 PCB에서 사용되는 수지층의 두께는 0.075 - 0.30mm정도로 비교적 두껍고 이러한 수지층의 두께로 인하여 금속 PCB에서 동박층과 금속 기판 사이의 열흐름이 원할하지 않은 문제가 있다. 금속 PCB의 열 전달을 구체적으로 설명하면, LED 칩으로부터 발생되는 열은 패키지 바디, 솔더층, 동박층, 수지층, 알루미늄 기판을 경유하는 열전달패스를 따라 방열되는데, 수지층의 낮은 열전도로 인하여 연전도 흐름에서 수지층이 열방출의 병목(bottle neck) 현상을 초래한다.

LED 조명 장치는 반영구적 수명, 저소비전력, 고휘도 등 LED 소자의 장점으로 인하여 차세대 친환경 조명 장치로 각광 받고 있다. 도 1은 종래의 백열등 대체용 LED 조명 장치의 일예를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 종래의 백열등 대체용 LED 조명 장치는 전력 발생기(301), 다수의 LED 패키지들(305)이 실장된 금속 PCB(304), 전력 발생기(301)와 금속 PCB(304) 사이에 배치된 히트 싱크(302)를 구비한다. 전력 발생기(301)는 히트 싱크(302)의 내부 공간에 삽입된다. 금속 PCB(304)는 접착제 혹은, 써멀 그리스(thermal grease)와 같은 열전달 물질(thermal interface material, TIM)을 통해 히트 싱크(302)에 접착된다. 히트 싱크(302)는 전력 발생기(301), 금속 PCB(304) 및 LED 패키지(305)를 방열시키기 위한 목적으로 이용된다. LED 패키지들(305) 위에는 투명 캡(306)이 덮여진다.

종래의 백열등 대체용 LED 조명 장치는 LED 패키지(305)의 방열 효율이 낮아 LED 패키지(305)의 수명과 발광 효율이 낮다. 이는 전술한 바와 같이, 금속 PCB(304) 내에서의 열 전달 병목 현상과 함께, 전력 발생기(301)에 의해 가열된 히트 싱크(302)로 인하여 금속 PCB(304)와 LED 패키지들(305)의 열이 효과적으로 히트 싱크(302)로 전달되지 않고 심지어 히트 싱크(302)의 열이 금속 PCB(304)와 LED 패키지(305)의 온도를 상승시킨다.

도 1과 같은 LED 조명 장치에서, 전력 발생기(301)와 히트 싱크(302) 사이에는 실질적으로 밀폐된 공기층이 존재하고 전력 발생기(301)의 열로 인하여 그 공기층과 히트 싱크(302)의 온도가 상승한다. 이러한 방열 구조는 전력 발생기(301)를 효과적으로 방열시킬 수 없기 때문에 전력 발생기(301)의 온도를 높여 전력 발생기(301)의 오동작, 동작 불량, 및 수명 저하를 유발하여 전력 발생기(301)의 신뢰성을 떨어 뜨린다.

LED 조명 장치의 경쟁력을 높이기 위해서는 전술한 LED 패키지의 방열 구조 개선이 필수적이다. 본원 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2010-0025801호(2010. 03. 23)를 통해 수지층이 없는 금속판(또는 히트 싱크)에 LED 패키지를 직접 접합함으로써 기존 금속 PCB의 수지층으로 인한 열 흐름의 병목현상을 방지하여 방열 효율을 극대화하고 제품 단가를 낮출 수 있는 방안을 제안한 바 있다. 제안된 LED 패키지를 적용하면 LED 조명 장치의 경쟁력을 극대화할 수 있다. 또한, LED 조명 장치에서 전력 발생기(301)의 방열 방안을 개선할 필요가 있다.

본 발명은 LED 패키지와 전력 발생기의 방열 구조를 개선할 수 있는 LED 조명 장치를 제공한다.

본 발명의 일 양상으로서, 본 발명의 LED 조명 장치는 각각 하나 이상의 LED 패키지들이 접합되는 금속판들; 및 상기 LED 패키지들을 구동하기 위한 전력 발생기를 구비한다. 상기 금속판들은 상기 전력 발생기로부터 발생된 열의 자연 대류 통로를 형성하기 위하여 상기 전력 발생기를 중심으로 방사 형태로 배치된다. 상기 금속판들은 상기 LED 패키지의 발광면이 아래로 향하도록 절곡된다.

본 발명의 일 양상으로서, 본 발명의 LED 조명 장치는 각각 하나 이상의 LED 패키지들이 접합되는 금속판들; 상기 LED 패키지들을 구동하기 위한 전력 발생기; 및 상기 금속판들 사이의 공간에 배치되어 상기 LED 패키지들로부터의 빛을 반사시키는 반사판을 구비한다. 상기 금속판들은 상기 전력 발생기로부터 발생된 열의 자연 대류 통로를 형성하기 위하여 상기 전력 발생기를 중심으로 방사 형태로 배치된다. 상기 금속판들은 상기 LED 패키지의 발광면이 상기 반사판을 향하도록 절곡된다.
상기 금속판 내부에서 병목현상 없이 열이 전달될 수 있도록 상기 금속판들 각각의 내부에는 수지층이 없다.

본 발명은 내부에 수지층이 없는 금속판에 LED 패키지를 접합하여 LED 패키지의 방열 구조를 개선하고, 전력 발생기를 중심으로 금속판들을 방사 형태로 배치하여 전력 발생기로부터 발생된 열의 자연 대류를 유도한다. 그 결과, 본 발명은 LED 조명 장치에서 LED 패키지들의 발광 효율과 수명을 연장시키고 전력 발생기의 신뢰성을 높일 수 있다. 본 발명의 LED 조명 장치는 배경 기술에서 설명된 어떠한 조명 장치로도 적용될 수 있다.

도 1은 종래의 LED 조명 장치의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 조명 장치를 보여 주는 종 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'"을 따라 절취하여 전력 발생기와 금속판들의 배치를 보여 주는 횡 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 장치를 보여 주는 종 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 반사판의 다른 실시예들을 보여 주는 종 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지와 금속판을 상세히 보여 주는 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 LED 패키지에 내장된 LED 칩과 제너 다이오드를 보여 주는 등가 회로도이다.
도 10 및 도 11은 LED 패키지를 금속판에 접합할 때 LED 패키지의 리드 프레임들 간의 합선을 방지하기 위한 구조를 보여 주는 단면도들이다.
도 12는 전력 발생기의 정극성 단자와 부극성 단자 사이에서 LED 패키지들이 직렬로 연결된 예를 보여 주는 회로도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 조명 장치는 전력 발생기(202), 다수의 금속판(30) 및 다수의 LED 패키지(100)를 구비한다.

전력 발생기(202)는 베이스 프레임(201)에 고정되어 LED 패키지들(100)의 구동 전력을 발생한다. 전력 발생기(202)로부터의 전류는 도시하지 않은 배선들을 통해 LED 패키지들(100)에 공급된다. LED 패키지들(100)은 도 12와 같이 전력 발생기의 정극성 단자와 부극성 단자 사이에서 직렬로 연결될 수 있다.

금속판들(30) 각각에는 하나 이상의 LED 패키지들(100)이 직접 접합된다. 금속판들(30)은 LED 패키지들(100)이 아래로 향하도록 절곡된다. 금속판들(30)의 상단 끝단은 베이스 프레임(201)에 고정될 수 있다. 금속판(30)의 LED 패키지 접합면과 금속판(30)의 내부에는 수지층이 존재하지 않는다. 따라서, LED 패키지들(100)의 열은 열전달 병목 현상 없이 금속판(30)을 통해 외부로 방출될 수 있다.

금속판들(30)은 도 3 및 도 4와 같이 전력 발생기(202)와 충분한 간격으로 이격된 상태에서 전력 발생기(202)를 중심으로 방사 형태로 배치된다. 이 구조에 의해, 전력 발생기(202)의 열은 자연 대류에 의해 금속판들(30)에 의해 안내되는 방열로를 따라 외부로 방출된다. 따라서, 전력 발생기(202)의 열을 자연 대류로 방출하여 전력 발생기(202)의 방열 구조를 최적화하고, 전력 발생기(202)의 열로 인한 금속판들(30)의 온도 상승을 최소화할 수 있으므로 금속판들(30)을 통해 LED 패키지들(100)로 역류하는 열 전달을 방지할 수 있다. 금속판들(30)은 도 3과 같이 횡 단면에서 볼 때 평판일 수 있고 도한, 도 4와 같이 구부러진 판 형태(또는 꼬인 형태)로 제작될 수 있다.

플라스틱과 같은 절연물질로 제작된 메쉬(203)는 금속판들(30)을 감싸는 갓 형태로 베이스 프레임(201)에 고정될 수 있다. 메쉬(203)는 금속판들(30)의 온도와 전력 발생기(202)로부터 발생된 열을 외부로 방출시키고 외부의 충격이나 오염 물질로부터 LED 조명 장치의 내부 구성 요소들을 보호한다.

도 2와 같은 LED 조명 장치는 전력 발생기와 LED 패키지들의 방열 구조를 개선할 수 있지만, 도 1과 같은 종래의 LED 조명 장치와 마찬가지로 LED 빛이 사용자에게 직접 조사되어 핫 스팟(Hot spot) 현상을 유발하므로 사용자의 눈부심과 피로도를 높일 수 있고 실내 조명 환경의 디자인 자유도를 낮춘다. 핫 스팟 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 장치는 도 5 내지 도 7과 같은 간접 조명 구조를 채택한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 조명 장치는 전력 발생기(202), 다수의 금속판(30), 다수의 LED 패키지(100), 및 반사판(40)을 구비한다. 메쉬(203)는 금속판들(30)을 감싸는 갓 형태로 베이스 프레임(201)에 고정될 수 있다.

금속판들(30) 각각에는 하나 이상의 LED 패키지(100)가 직접 접합된다. 금속판들(30)은 LED 패키지들의 발광면이 반사판(40) 쪽으로 향하도록 절곡된다. 금속판들(30)은 도 3 및 도 4와 같이 전력 발생기(202)를 중심으로 방사 형태로 배치되어 전력 발생기(202)로부터 발생된 열의 자연 대류 방출을 유도한다.

반사판(40)은 금속, 금속이 코팅된 플라스틱, 거울 중 어느 하나로 선택되고 그 형태는 도 5와 같은 포물 형태, 도 6과 같은 평판 형태, 도 7과 같은 엠보싱 처리된 포물 형태 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 반사판(40)의 반사도는 반사면의 재료와 표면 거칠기 가공 방법에 따라 조정 가능하다. 반사판(40)은 금속판들(30) 사이에 고정되어 금속판들(30)의 간격을 유지시키고, LED 패키지들(100)로부터의 빛을 반사하여 간접 조명을 구현한다.

본 발명의 LED 패키지 방열 방안을 설명하면, 패키지 바디의 저면 전체에 솔더링이 가능한 금속을 코팅하고 그 LED 패키지(100)의 저면을 저가의 금속판(30)에 직접 솔더링하거나 패키지 바디에 내장된 금속 매립체를 통해 LED 패키지를 금속판(또는 히트 싱크)에 직접 솔더링한다. 금속판(30)은 기존 금속 히트 싱크로 대신될 수 있다. 이러한 방열 구조로 인하여, 본 발명의 LED 패키지(100)는 LED 패키지로부터 발생된 열을 열전달 패스에서 병목현상 없이 외부로 방출시킬 수 있다. 금속판(30)은 동판이나 혹은 솔더링(soldering)이 가능하도록 표면에 니켈 도금 처리를 한 알루미늄판으로 선택될 수 있다. 솔더 재료는 주석(Sn) 96.5%, 은(Ag) 3%, 구리(Cu) 0.5% 정도의 함유량을 가지는 금속이다. 금속판(30)과 LED 패키지(100)는 열전도도가 비교적 높은 Ag 에폭시(epoxy) 등의 접착제(또는 bonder류)로 접착될 수 있다. 금속판은 기저전압원(GND)에 접속되어 접지될 수 있다. 금속판(30)에 LED 패키지(100)를 직접 접합한 LED 패키지 방열 방안은 대한민국 특허출원 제10-2010-0025801호(2010. 03. 23)에 개시된 금속판과 LED 패키지의 접합 방법이나 그 구조로 적용 가능하다. 이하에서, LED 패키지(100)의 방열 방안에 대한 실시예를 도 8 내지 도 11을 결부하여 설명하기로 한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, LED 패키지(100)는 금속판(30) 상에 직접 솔더링되거나 Ag 에폭시 접착제로 금속판(30)에 접착될 수 있다. LED 패키지(100)는 패키지 바디(11), 애노드 리드 프레임(lead frame)(12), 캐소드 리드 프레임(13), 및 렌즈(14)를 포함한다. 패키지 바디(11)는 수지 혹은, 쎄라믹 소재로 형성될 수 있다. 패키지 바디(11)의 상부에는 LED 칩(15)이 실장된다. LED 칩(15)의 애노드 전극은 금 배선을 통해 애노드 리드 프레임(12)과 연결되고, LED 칩(15)의 캐소드 전극은 금 배선을 통해 캐소드 리드 프레임(13)과 연결된다. 리드 프레임들(12, 13)은 패키지 바디(11)의 측면을 통해 외부로 돌출된다. 렌즈(14)는 수지 봉지재로서 LED 칩(15)을 밀봉하여 물리적 충격이나 산소, 수분의 침투로부터 LED 칩(15)을 보호하고 LED 칩(15)으로부터의 빛을 집광한다.

패키지 바디(11)에는 금속판(30)과 솔더링 가능한 금속 코아(metal core)(11a)가 내장될 수 있다. 이를 위하여, 패키지 바디(11) 내에는 비아홀이 형성되고, 그 비아홀에 금속 코아(11a)의 금속이 충진될 수 있다. 금속 코아(11a)는 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 또는 그 합금을 포함한다. 또한, 패키지 바디(11)의 저면에는 금속판(30)과의 솔더링이 가능하도록 저면 금속층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 패키지 바디(11)의 금속 코아(11a) 또는 패키지 바디(11)의 저면 금속층은 솔더링 혹은 Ag 에폭시 등의 접착제로 금속판(30)에 직접 접합될 수 있다.

LED 패키지(100)는 도 9와 같이 금속 코아(11a)를 통해 LED 칩(15)과 병렬 연결되는 제너 다이오드(16)를 포함할 수 있다. LED 칩(15)의 애노드전극은 금속 코아(11a)를 통해 제너 다이오드(16)의 캐소드전극에 연결되고, LED 칩(15)의 캐소드전극은 제너 다이오드(16)의 애노드전극에 연결된다. 한편, 패키지 바디(11)의 저면 금속층은 LED 칩(15)과 제너 다이오드(16)에 연결되지 않는다.

LED 패키지(100)를 그대로 금속판(30)에 접합하면 LED 패키지(100)의 애노드 리드 프레임(12)과 캐소드 리드 프레임(13)이 금속판(30)에 접촉되어 그 리드 프레임들(12, 13)이 합선된다. 따라서, 본 발명은 LED 패키지(100)의 애노드 리드 프레임(12)과 캐소드 리드 프레임(13)을 도 10 및 도 11과 같이 위로 들어 올려 금속판(30)으로부터 리드 프레임들(12, 13)을 이격시킨다. LED 패키지(100)에 전력 발생기(202)로부터의 전류를 인가하거나 LED 패키지(100)와 직렬 연결하기 위하여, 도 10 및 도 11과 같이 LED 패키지(100)의 애노드 리드 프레임(12)과 캐소드 리드 프레임(13)은 솔더링(18)으로 외부 배선들(20)에 연결될 수 있다. LED 패키지(100)의 리드 프레임들(12, 13)과 금속판(30)의 절연을 확실하게 유지하기 위하여, 도 10과 같이 LED 패키지(100)의 리드 프레임들(12, 13)과 외부 배선(20)의 접합 부분을 절연 테이프(19) 혹은 절연 튜브(열 수축 튜브)로 피복하거나, 도 11과 같이 금속판(30) 위에 절연 패드 혹은 절연층(32)을 형성할 수 있다. 절연 패드 혹은 절연층(32)은 LED 패키지(100)의 저면과 금속판(30)의 접합면을 제외한 다른 면에 부착되어야 한다. 따라서, 절연 패드 혹은 절연층(32)은 리드 프레임들(12, 13)과 외부 배선(20)의 접합 부분에 대향하는 금속판(30)의 일부에만 부착될 수도 있다. 절연층(31)은 조명 효율을 높이기 위하여 반사 시트로 대신될 수 있다.

도 2 내지 도 5에서, LED 패키지들(100) 위에는 도 1과 같은 투명 캡이 덮여질 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

30 : 금속판(또는 히트 싱크) 40 : 반사판
100 : LED 패키지 202 : 전력 발생기

Claims

각각 하나 이상의 LED 패키지들이 접합되는 금속판들; 및
상기 LED 패키지들을 구동하기 위한 전력 발생기를 구비하고,
상기 금속판들은 상기 전력 발생기로부터 발생된 열의 자연 대류 통로를 형성하기 위하여 상기 전력 발생기를 중심으로 방사 형태로 배치되고,
상기 금속판들 각각의 내부에는 수지층이 없고,
상기 금속판들은 상기 LED 패키지의 발광면이 아래로 향하도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
각각 하나 이상의 LED 패키지들이 접합되는 금속판들;
상기 LED 패키지들을 구동하기 위한 전력 발생기;
상기 금속판들 사이의 공간에 배치되어 상기 LED 패키지들로부터의 빛을 반사시키는 반사판을 구비하고,
상기 금속판들은 상기 전력 발생기로부터 발생된 열의 자연 대류 통로를 형성하기 위하여 상기 전력 발생기를 중심으로 방사 형태로 배치되고,
상기 금속판들 각각의 내부에는 수지층이 없고,
상기 금속판들은 상기 LED 패키지의 발광면이 상기 반사판을 향하도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있에 있어서,
상기 전력 발생기가 고정된 베이스 프레임; 및
상기 금속판들을 감싸는 갓 형태로 상기 베이스 프레임에 고정되는 절연 물질의 메쉬를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있에 있어서,
상기 LED 패키지는 상기 금속판에 솔더링으로 직접 접합되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있에 있어서,
상기 LED 패키지는 상기 금속판에 Ag 에폭시로 접합되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.