KR101101241B1 - Heat radiating structure for printed circuit board of led illuminator - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A heat radiating structure for a printed circuit board of an LED illuminator is provided to extend the lifespan of an LED chip by discharging heat from the LED chip using a radiation pattern and a coating hole. CONSTITUTION: A chip is mounted in the top side of a PCB substrate(1) and is electrically connected to an electrode pattern(10). The PCB substrate is a short circuit with an electrode pattern and has a certain area. A radiation pattern(110) performs first radiation of the heat from the LED chip A penetration hole(h1) is penetrated through the top and bottom of the PCB substrate. A coating hole receives a part of heat from the radiation pattern. A heat coating layer receives heat the part of the heat from the radiation pattern and performs second radiation thereof.

Description

ＬＥＤ조명용 ＰＣＢ기판의 방열 구조{Heat radiating structure for printed circuit board of ＬＥＤ illuminator}Heat radiating structure for printed circuit board of LED illuminator

본 발명은 LED조명용 PCB기판의 방열 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, PCB기판 상면에 실장된 LED칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a heat dissipation structure of the LED lighting PCB substrate, and more particularly, to a heat dissipation structure of the LED lighting PCB substrate that can effectively release the heat generated from the LED chip mounted on the upper surface of the PCB substrate.

LED(Light-emitting Diode, 이하 'LED'로 통칭함)는 화합물 반도체의 특성을 이용해서 전기신호를 적외선 또는 가시광으로 변환시키는 반도체의 일종이다. Light-emitting diodes (hereinafter referred to as 'LEDs') are a type of semiconductor that converts electrical signals into infrared or visible light using the characteristics of compound semiconductors.

LED는 저휘도, 저전압, 긴 수명 및 저가격과 소형화의 특징으로 인하여, 현재까지도 단순발광표시 혹은 숫자표시 등과 같은 용도로 널리 사용되고 있다. LEDs have been widely used for purposes such as simple light emitting displays or numeric displays to date due to their low brightness, low voltage, long life, low cost, and small size.

최근에는, LED를 조명분야에 활용하는 것에 대한 관심이 늘어나는 추세이며, 다수의 LED를 직렬 및 병렬의 형태로 적절하게 연결한 구조로 이뤄진다. Recently, there is an increasing interest in the use of LEDs in the field of lighting, it is made of a structure in which a plurality of LEDs are properly connected in series and parallel form.

예를 들어, 전극패턴이 형성된 PCB기판의 상면에 다수의 LED칩을 배열하여 상기 전극패턴과 직렬 및/또는 병렬로 연결되도록 하여 각 LED칩에서 발광이 이뤄지도록 한다. For example, a plurality of LED chips are arranged on the upper surface of the PCB substrate on which the electrode patterns are formed so that the LEDs are connected in series and / or in parallel with the electrode patterns so that light is emitted from each LED chip.

이러한 LED는 전류 구동 소자로서 정전류가 안정적으로 공급되어야 동작할 수 있다. 특히, 구동 전류가 350mA 이상 되는 고전력 LED는 정전류로 설계 제작되어야 바람직하다. Such LEDs can operate when a constant current is stably supplied as a current driving element. In particular, high power LEDs having a driving current of 350 mA or more are preferably designed and manufactured with a constant current.

도 1은 종래의 일예에 의한 LED 조명용 정전류 구동회로의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a constant current driving circuit for LED lighting according to a conventional example.

도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 LED 정전류 구동회로는 정전류 IC(a1), 코일(a2), 제1저항(a3), 제2저항(a5)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the LED constant current driving circuit according to the prior art includes a constant current IC a1, a coil a2, a first resistor a3, and a second resistor a5.

정전류 IC(a1)는 SMPS 입력단(a4)을 통해 외부로부터 인가된 SMPS 전원전압(Vin)을 이용하여 LED에 일정 크기의 정전류를 공급하는데, 효율적인 구동을 위해 예를 들어, EN(Enable) 단자에 PWM 제어부를 연결하여 PWM 방식으로 구동될 수도 있다.The constant current IC a1 supplies a constant current of a predetermined magnitude to the LED using the SMPS power supply voltage Vin applied from the outside through the SMPS input terminal a4. The PWM control unit may be connected to drive the PWM.

SMPS 입력단(a4)과 정전류 IC(a1)의 출력 단자(OUT) 사이에 다수개의 LED 가 직렬로 연결되며, SMPS 입력단(a4)으로부터 LED에 연결되는 전단에 코일(a2), 제1저항(a3)이 연결된다. A plurality of LEDs are connected in series between the SMPS input terminal a4 and the output terminal OUT of the constant current IC a1, and the coil a2 and the first resistor a3 are connected to the LEDs from the SMPS input terminal a4. ) Is connected.

코일(a2)은 SMPS에서 공급되는 전원에 포함된 노이즈를 제거하기 위해 구비된다. SMPS는 MOSFET 등 반도체 소자의 스위칭 프로세서를 이용하여 전력의 흐름을 제어하는 구조이므로, 스위칭 주파수를 고주파화하는 과정에서 써지, 노이즈 등이 발생될 수 있다. 상기 코일(a2)은 이러한 문제를 해소하기 위해 일반적으로 구비된다. The coil a2 is provided to remove noise included in the power supplied from the SMPS. SMPS is a structure that controls the flow of power using a switching processor of a semiconductor device, such as MOSFET, so that surge, noise, etc. may occur in the process of high frequency switching frequency. The coil a2 is generally provided to solve this problem.

제1저항(a3)은 SMPS에서 공급되는 전원의 전압을 후단에 직렬 접속된 다수개 LED의 실소요 전압으로 사용하기 위해 구비된다. 예를 들어, 3.6V의 정격 전압을 갖는 LED 12개를 직렬로 연결하는 경우, 43.2V의 전압이 인가될 필요가 있다. 그런데, 제조사의 표준 사양에 따라 공급되는 SMPS 전원전압(Vin)이 예를 들어, 48V로 설정되어 있는 경우, 이를 조정하기 위하여 제1저항(a3)이 구비되는 것이다. The first resistor a3 is provided to use the voltage of the power supplied from the SMPS as the actual required voltage of the plurality of LEDs connected in series at the rear stage. For example, if 12 LEDs with a rated voltage of 3.6V are connected in series, a voltage of 43.2V needs to be applied. However, when the SMPS power supply voltage Vin supplied according to the manufacturer's standard specification is set to 48V, for example, the first resistor a3 is provided to adjust the SMPS power supply voltage Vin.

제2저항(a5)은 정전류 IC(a1)의 제4단자(RS)에 일단이 접속되고, 제3단자(GND)에 타단이 접속되어, 출력 전류를 조정하는 기능을 한다. One end of the second resistor a5 is connected to the fourth terminal RS of the constant current IC a1, and the other end thereof is connected to the third terminal GND to adjust the output current.

그런데, 각 LED칩의 발광 시 상당히 높은 열이 발생하게 되는데, 이러한 열을 효과적으로 방출하지 못하면 PCB기판의 전극패턴이 들뜨거나, LED칩 내에 열적 피로가 축적되어 장기적인 구동과 성능의 신뢰성이 저하되며, 심할 경우 LED칩이 손상될 수 있는 문제점이 있다. However, when the LED chip emits light, a considerable amount of heat is generated. If this heat cannot be effectively released, the electrode pattern of the PCB board is lifted up, or thermal fatigue is accumulated in the LED chip. If severe, there is a problem that can damage the LED chip.

또한, 이러한 종래 기술에 의한 LED 조명용 정전류 구동회로는, 상기한 바와 같이, SMPS에서 공급되는 전원의 전압을 후단에 직렬 접속된 다수개 LED의 실소요 전압으로 조정하기 위하여, LED 조명 모듈(또는 LED가 실장된 PCB) 내에 제1저항(a3)이 구비되므로, LED 조명 모듈 내에서의 저항 발열에 의한 열화 문제가 발생할 수밖에 없었고, 이에 따른 전력 효율 저하의 문제가 필연적으로 수반될 수밖에 없었다. In addition, as described above, the constant current driving circuit for LED lighting according to the prior art uses an LED lighting module (or LED) to adjust the voltage of the power supplied from the SMPS to the actual required voltage of a plurality of LEDs connected in series at the rear stage. Since the first resistor (a3) is provided in the mounted PCB), deterioration due to resistance heating in the LED lighting module is inevitably caused, and thus a problem of lowering power efficiency is inevitably accompanied.

예를 들어, LED에 흐르는 전류가 350 mA라고 할 때, 제1저항(a3)이 10 Ω이라면, 3.5 W의 전력이 제1저항(a3)에서 저항 발열로서 소모되는 상황이었다. For example, assuming that the current flowing through the LED is 350 mA, if the first resistor a3 is 10 Ω, 3.5 W of power was consumed as resistance heating in the first resistor a3.

또한, 정전류IC(a1)의 내부 전압 강하가 비교적 크게 발생하기 때문에, 예를 들어, 정전류IC(a1)에 흐르는 전류가 700 mA라고 할 때, 정전류 IC(a1)의 전압 강하가 1 V라면, 0.7 W의 전력 손실이 발생되는 상황이었다. In addition, since the internal voltage drop of the constant current IC a1 is relatively large, for example, when the current flowing through the constant current IC a1 is 700 mA, if the voltage drop of the constant current IC a1 is 1 V, A power loss of 0.7 W was generated.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, PCB기판 상면에 실장된 LED칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 PCB기판의 신뢰성을 높일 수 있고, LED칩의 수명을 늘릴 수 있는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조를 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, by effectively dissipating heat generated from the LED chip mounted on the upper surface of the PCB substrate can increase the reliability of the PCB substrate, LED that can increase the lifetime of the LED chip The present invention provides a heat dissipation structure for a PCB substrate for lighting.

또한, 본 발명은, LED 조명 모듈 내에서 전압 조정용 저항에 의해 발생 되었던 저항 발열 및 그에 따른 열화 문제를 저감시킬 수 있는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조를 제공함에 있다. In addition, the present invention is to provide a heat dissipation structure of the LED lighting PCB substrate that can reduce the resistance generated by the resistance for voltage adjustment in the LED lighting module and the degradation thereof.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 LED조명용 PCB기판의 방열 구조는, PCB기판 상면에 실장되어 전극패턴에 전기적으로 연결된 LED칩의 하면과 면접촉이 되고, 상기 전극패턴과 전기적으로 단락되어 소정의 면적을 갖도록 상기 PCB기판 상면에 형성되며, 상기 LED칩에서 발생한 열을 전달받아 1차방출시키는 방열패턴; 상기 방열패턴 상에 상기 PCB기판의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 방열패턴과 전열적 측면에서 연결되고, 상기 방열패턴의 열의 일부를 전달받는 복수의 코팅홀; 및 상기 PCB기판 하면 전체에 코팅되어 상기 코팅홀과 전열적 측면에서 연결되고, 상기 코팅홀을 통해 상기 방열패턴의 열의 일부를 전달받아 2차방출시키는 방열코팅층;을 포함하여 구성된다. The heat dissipation structure of the LED lighting PCB substrate of the present invention for solving the above technical problem is mounted on the upper surface of the PCB substrate and is in surface contact with the lower surface of the LED chip electrically connected to the electrode pattern, and electrically shorted with the electrode pattern. A heat dissipation pattern formed on an upper surface of the PCB to have an area of the heat dissipation pattern and receiving first heat from the LED chip; A plurality of coating holes respectively coated on the inner wall surfaces of the plurality of through holes formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB on the heat dissipation pattern and connected to the heat dissipation pattern and the heat transfer side, and receiving a part of the heat of the heat dissipation pattern; And a heat dissipation coating layer coated on the entire lower surface of the PCB substrate and connected to the coating hole and the heat transfer side, and receiving a part of the heat of the heat dissipation pattern through the coating hole to release the second heat.

바람직하게, 상기 방열패턴은, 3±2W의 LED칩을 기준으로 하여 300mm²내지 1000mm²의 면적을 갖도록 형성되되, 그 형성두께가 5㎛ 내지 30㎛가 되도록 형성될 수 있다. Preferably, the heat radiation pattern is formed to have an area of 300mm² to 1000mm² based on the LED chip of 3 ± 2W, the formation thickness may be formed to 5㎛ to 30㎛.

바람직하게, 상기 PCB기판 상면에 실장되어 전극패턴에 전기적으로 연결된 LED구동칩 주위에, 중심간격이 1.5mm 내지 3mm가 되도록 상기 PCB기판의 상하면을 관통하는 25개 내지 35개의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 형성된 복수의 코팅홀;을 더 포함하되, 상기 LED구동칩의 주위에 형성된 코팅홀은 상기 PCB기판 하면의 방열코팅층과 전열적 측면에서 연결될 수 있다. Preferably, around the LED driving chip mounted on the upper surface of the PCB substrate and electrically connected to the electrode pattern, the inner wall surfaces of 25 to 35 through holes penetrating the upper and lower surfaces of the PCB substrate so that the center distance is 1.5 mm to 3 mm, respectively. A plurality of coating holes formed by coating; further comprising a coating hole formed around the LED driving chip may be connected to the heat dissipation coating layer and the heat transfer side of the lower surface of the PCB substrate.

바람직하게, 상기 LED구동칩은, SMPS(Switched mode power supply)에 접속되어 전원을 공급받아 정전류 방식으로 구동되어 직렬로 연결된 다수개의 LED칩에 일정한 전류를 공급하는 정전류 IC로서, 직렬 연결된 다수개의 LED칩에 의한 총 전압강하값과 LED구동칩에 의한 전압강하값의 합이 상기 SMPS의 공급 전압과 대략 일치하도록 상기 LED구동칩의 전압강하값이 설정되어, 상기 LED구동칩과 상기 다수개의 LED칩의 연결부에 전압 조정을 위한 별도 저항이 필요 없는 전자회로가 구현되도록 구성될 수 있다. Preferably, the LED driving chip is a constant current IC which is connected to a switched mode power supply (SMPS) and is supplied with power and is driven in a constant current manner to supply a constant current to a plurality of LED chips connected in series. The voltage drop value of the LED driver chip is set such that the sum of the total voltage drop value by the chip and the voltage drop value by the LED driver chip is approximately equal to the supply voltage of the SMPS, and the LED driver chip and the plurality of LED chips are set. It can be configured to implement an electronic circuit that does not require a separate resistor for voltage regulation at the connection of.

바람직하게, 상기 코팅홀은, 3±2W의 LED칩을 기준으로 하여 12개 내지 40개가 형성되되, 인접한 코팅홀끼리의 중심간격이 1.5mm 내지 3mm가 되도록 형성될 수 있다. Preferably, the coating holes, 12 to 40 are formed on the basis of the LED chip of 3 ± 2W, the center spacing of adjacent coating holes may be formed so that 1.5mm to 3mm.

바람직하게, 상기 관통홀의 내경은 0.8mm 내지 1.2mm가 되도록 형성될 수 있다. Preferably, the inner diameter of the through hole may be formed to be 0.8mm to 1.2mm.

바람직하게, 상기 코팅홀의 코팅두께는 5㎛ 내지 30㎛가 되도록 형성될 수 있다. Preferably, the coating thickness of the coating hole may be formed to be 5㎛ to 30㎛.

바람직하게, 상기 방열패턴을 부분적으로 포함하여 상기 PCB기판의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 방열패턴과 전열적 측면에서 부분적으로 연결되고, 상기 방열패턴의 열의 일부를 상기 방열코팅층으로 전달하는 복수의 제1보조 코팅홀; 상기 방열패턴 및 상기 전극패턴을 제외한 상기 PCB기판의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 LED칩의 열을 상기 방열코팅층으로 전달하는 제2보조 코팅홀; 을 더 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the heat dissipation pattern may be partially coated on inner wall surfaces of the plurality of through holes formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB, respectively, and the heat dissipation pattern may be partially connected to the heat dissipation pattern. A plurality of first auxiliary coating holes for transferring to the heat dissipation coating layer; A second auxiliary coating hole respectively coated on inner wall surfaces of the plurality of through holes formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB substrate except for the heat dissipation pattern and the electrode pattern to transfer heat of the LED chip to the heat dissipation coating layer; It may be configured to include more.

상술한 바와 같은 본 발명은, LED칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 LED칩 내에 열적 피로가 누적되는 것을 방지하여 LED칩의 수명을 증대시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention has the advantage of effectively dissipating heat generated from the LED chip to prevent thermal fatigue from accumulating in the LED chip, thereby increasing the life of the LED chip.

또한, LED칩에서 발생하는 열로 인한 PCB기판의 손상을 방지하여 PCB기판의 장기적인 구동과 성능의 신뢰성이 높아지는 이점이 있다. In addition, by preventing damage to the PCB substrate due to heat generated from the LED chip has the advantage that the long-term operation of the PCB substrate and the reliability of the performance is increased.

또한, LED칩의 전력에 따라 최적의 방열효과를 이룰 수 있는 방열패턴, 코팅홀 등의 수치를 제공함에 따라 경제적이면서도 효과적인 방열이 이뤄지도록 할 수 있다는 이점이 있다. In addition, there is an advantage that economic and effective heat dissipation can be achieved by providing a number of heat dissipation patterns, coating holes, etc. that can achieve the optimal heat dissipation effect according to the power of the LED chip.

또한, 본 발명은, LED 조명 모듈 내에서 전압 조정용 저항에 의해 발생 되었던 저항 발열 및 그에 따른 열화 문제를 저감시키고, 정전류 IC의 에너지 소비효율을 높이는 장점도 제공한다. In addition, the present invention reduces the resistance heating caused by the voltage adjusting resistor in the LED lighting module and the degradation thereof, and also provides the advantage of increasing the energy consumption efficiency of the constant current IC.

도 1은 종래의 일예에 의한 LED 조명용 정전류 구동회로의 회로도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PCB기판의 상면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PCB기판의 하면을 도시한 도면.
도 4는 도 2의 "P" 부분 확대도.
도 5는 도 4의 A-A 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PCB기판에 적용되는 LED 조명용 정전류 구동회로의 회로도의 일예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 일실시예에 PCB기판에 적용되는 정전류 IC의 내부 구성도의 일예. 1 is a circuit diagram of a constant current driving circuit for LED lighting according to a conventional example.
2 is a view showing a top surface of a PCB substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing the lower surface of the PCB substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of a portion “P” of FIG. 2;
5 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 4.
6 is a view showing an example of a circuit diagram of a constant current driving circuit for LED lighting applied to a PCB substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is an example of the internal configuration of a constant current IC applied to a PCB substrate in one embodiment of the present invention.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may exist in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일실시예에 따른 LED조명용 PCB기판의 방열 구조에 있어서, 상기 PCB기판(1)은, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 LED칩(30)이 실장된 PCB기판(1)으로 구성될 수 있다. In the heat dissipation structure of the LED lighting PCB substrate according to an embodiment of the present invention, the PCB substrate 1, for example, as shown in Figure 2, a PCB substrate mounted with a plurality of LED chips 30, It may consist of (1).

상기 PCB기판(1)의 상면에는 다수의 LED칩(30)에 전원을 공급하기 위한 전극패턴(10)이 형성되어 있으며, 각 LED칩(30)은 상기 전극패턴(10)에 전기적으로 연결되어 상기 전극패턴(10)을 통해 LED구동칩(40)으로부터 전원을 공급받아 발광이 이뤄진다. An electrode pattern 10 for supplying power to a plurality of LED chips 30 is formed on an upper surface of the PCB substrate 1, and each LED chip 30 is electrically connected to the electrode pattern 10. The light is emitted by receiving power from the LED driving chip 40 through the electrode pattern 10.

이때, 상기 전극패턴(10)의 형성폭은 대략 3mm 내지 8mm로 형성되는 것이 바람직한데, 이는, 전극패턴(10)의 형성폭이 3mm미만인 경우에는 전극패턴(10) 자체의 저항이 높아져 전극패턴(10)에서 열의 발생률이 높아지는 문제점이 있고, 전극패턴(10)의 형성폭이 8mm초과인 경우에는 저항이 낮아지는 장점은 있으나 과도하게 커지는 경우에는 한정된 PCB기판(1) 면적 내에 인접한 전극패턴(10)과 쇼트가 발생할 수 있는 문제점이 있다. At this time, it is preferable that the width of the electrode pattern 10 is formed to be about 3mm to 8mm. If the width of the electrode pattern 10 is less than 3mm, the resistance of the electrode pattern 10 itself is increased and the electrode pattern is increased. There is a problem in that the generation rate of heat is increased in (10), the resistance is lowered when the formation width of the electrode pattern 10 is more than 8mm, but if it is excessively large, the electrode pattern adjacent to the limited PCB substrate (1) area ( 10) There is a problem that can cause a short.

상술한 바와 같이 구성된 PCB기판(1)의 방열 구조는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 방열패턴(110), 복수의 코팅홀(120), 방열코팅층(130)을 포함하여 이뤄진다. As shown in FIGS. 2 and 3, the heat dissipation structure of the PCB substrate 1 configured as described above includes a heat dissipation pattern 110, a plurality of coating holes 120, and a heat dissipation coating layer 130.

상기 방열패턴(110)은, PCB기판(1) 상면에 실장되어 전극패턴(10)에 전기적으로 연결된 LED칩(30)의 하면과 면접촉이 되고, 상기 전극패턴(10)과 전기적으로 단락되어 소정의 면적을 갖도록 상기 PCB기판(1) 상면에 형성되며, 상기 LED칩(30)에서 발생한 열을 전달받아 1차방출시키게 된다. The heat dissipation pattern 110 is mounted on the upper surface of the PCB substrate 1 to be in surface contact with the lower surface of the LED chip 30 electrically connected to the electrode pattern 10, and electrically shorted to the electrode pattern 10. It is formed on the upper surface of the PCB substrate 1 to have a predetermined area, and receives the heat generated from the LED chip 30 to be first emitted.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 방열패턴(110)은 상기 LED칩(30)의 하면을 포함하여 상기 LED칩(30)의 양측으로 대략 'H'자 형태로 연장되어 소정의 면적을 갖도록 상기 PCB기판(1) 상면에 형성된다. That is, as shown in FIG. 4, the heat dissipation pattern 110 includes a lower surface of the LED chip 30 and extends in a substantially 'H' shape to both sides of the LED chip 30 to form a predetermined area. It is formed on the upper surface of the PCB substrate (1).

이때, 상기 방열패턴(110)은 상기 전극패턴(10), 와이어(20) 및 LED칩(30)과 전기적으로 단락되어 쇼트가 발생되지 않도록 형성된다. In this case, the heat dissipation pattern 110 may be electrically shorted with the electrode pattern 10, the wire 20, and the LED chip 30 to prevent a short.

상술한 바와 같이 형성되는 방열패턴(110)은 3±2W의 LED칩(30)을 기준으로 하여 300mm²내지 1000mm²의 면적을 갖도록 형성되되, 그 형성두께가 5㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다. The heat radiation pattern 110 formed as described above is formed to have an area of 300 mm² to 1000 mm² based on the LED chip 30 of 3 ± 2W, and the formation thickness thereof is preferably 5 μm to 30 μm.

여기서, 3±2W의 LED칩(30)을 기준으로 하여 방열패턴(110)의 면적이 300mm²미만인 경우에는 LED칩(30)의 효과적인 방열이 이뤄지지 못하는 문제점이 있다. Here, when the area of the heat dissipation pattern 110 is less than 300 mm² based on the LED chip 30 of 3 ± 2W, there is a problem that the effective heat dissipation of the LED chip 30 is not achieved.

또한, 3±2W의 LED칩(30)을 기준으로 하여 방열패턴(110)의 면적이 1000mm²초과한 경우에는 면적 대비 방열효율이 떨어져서 경제성이 떨어지는 문제점 및 한정된 PCB기판(1) 면적 내에서 전극패턴(10)과 쇼트될 수 있는 문제점이 있다. In addition, when the area of the heat dissipation pattern 110 exceeds 1000 mm² based on the LED chip 30 of 3 ± 2W, the heat dissipation efficiency is inferior to the area, resulting in low economic efficiency and an electrode pattern within a limited PCB substrate (1) area. There is a problem that may be shorted with (10).

한편, 3±2W의 LED칩(30)을 기준으로 하여 방열패턴(110)의 두께가 5㎛미만이거나 30㎛초과하게 되면 효과적인 방열이 이뤄지지 못하거나 패턴 형성 자체가 어렵다는 문제점이 있다. On the other hand, if the thickness of the heat dissipation pattern 110 is less than 5㎛ or more than 30㎛ based on the LED chip 30 of 3 ± 2W, there is a problem that effective heat dissipation is not achieved or the pattern formation itself is difficult.

상술한 바와 같은 방열패턴(110)은 전극패턴(10)과 동일한 재질, 즉, 동 또는 동합금과 같이 열전도도가 높은 금속으로 이뤄지는 것이 바람직하지만 열전도도가 높은 금속 이외의 재질, 예를 들어, 열 그리스 또는 열 페이스트와 같은 고분자 물질에 알루미늄, 실리카, 알루미나, 금속 규소, 질화 중소 등과 같은 열 전도율이 좋은 필러를 혼합한 물질로도 이뤄질 수 있음은 물론이다. The heat dissipation pattern 110 as described above is preferably made of the same material as the electrode pattern 10, that is, a metal having high thermal conductivity, such as copper or copper alloy, but a material other than a metal having high thermal conductivity, for example, heat Of course, it can be made of a material in which a high thermal conductivity filler such as aluminum, silica, alumina, metal silicon, small and medium nitride, and the like is mixed with a polymer material such as a grease or a thermal paste.

상술한 바와 같이 구성된 방열패턴(110)에 따르면, LED칩(30)의 하면을 통해 상기 LED칩(30)에서 발생하는 열을 전달받아 1차적으로 방출시키게 된다. According to the heat dissipation pattern 110 configured as described above, the heat generated from the LED chip 30 is received through the lower surface of the LED chip 30 to be primarily emitted.

상기 코팅홀(120)은 상기 방열패턴(110) 상에 상기 PCB기판(1)의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀(h1)의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 방열패턴(110)과 전열적 측면에서 연결되고, 상기 방열패턴(110)의 열의 일부를 전달받게 된다. The coating holes 120 are respectively coated on the inner wall surfaces of the plurality of through holes h1 formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB substrate 1 on the heat dissipation pattern 110 to be electrically conductive with the heat dissipation pattern 110. Is connected from the side, and receives a portion of the heat of the heat radiation pattern 110.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(h1)은 상기 PCB기판(1)의 상하면을 관통하도록 형성되며, 상기 코팅홀(120)은 상기 관통홀(h1)의 내벽면에 코팅되어 상기 방열패턴(110) 및 후술하게 될 방열코팅층(130)과 전열적 측면에서 연결되어, 상기 방열패턴(110)의 열을 일부 전달받아 상기 방열코팅층(130)으로 전달하게 된다. That is, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the through hole h1 is formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB substrate 1, and the coating hole 120 has an inner wall surface of the through hole h1. It is coated on the heat dissipation pattern 110 and the heat dissipation coating layer 130, which will be described later, is connected to the heat transfer side, and receives a portion of the heat of the heat dissipation pattern 110 is transferred to the heat dissipation coating layer 130.

상기 코팅홀(120)은, 3±2W의 LED칩(30)을 기준으로 하여 12개 내지 40개가 형성되되, 인접한 코팅홀(120)끼리의 중심간격이 1.5mm 내지 3mm인 것이 바람직하다. The coating holes 120, 12 to 40 are formed on the basis of the LED chip 30 of 3 ± 2W, it is preferable that the central spacing between adjacent coating holes 120 is 1.5mm to 3mm.

여기서, 3±2W의 LED칩(30)을 기준으로 하여 코팅홀(120)의 갯수가 12개 미만인 경우에는 상기 방열패턴(110)의 열이 상기 방열코팅층(130)으로 효과적으로 전달되지 못하는 문제점이 있고, 코팅홀(120)의 갯수가 40개를 초과한 경우에는 상기 방열패턴(110)의 면적이 줄어들어 방열패턴(110) 자체의 방열효율이 떨어지는 문제점이 있다. Here, when the number of the coating holes 120 is less than 12 based on the LED chip 30 of 3 ± 2W, the heat of the heat dissipation pattern 110 may not be effectively transmitted to the heat dissipation coating layer 130. In addition, when the number of the coating holes 120 exceeds 40, the area of the heat dissipation pattern 110 is reduced, so that the heat dissipation efficiency of the heat dissipation pattern 110 itself decreases.

그리고, 인접한 코팅홀(120)끼리의 중심간격이 1.5mm미만인 경우에는 PCB기판의 코팅홀(120) 간의 간격이 너무 작아 PCB기판이 파손될 우려가 있고, 인접한 코팅홀(120)끼리의 중심간격이 3mm초과한 경우에는 코팅홀(120)의 위치가 LED칩에서 멀어져 방열패턴(110)의 열이 상기 방열코팅층(130)으로 효과적으로 전달되지 못하는 문제점이 있다. In addition, when the center spacing between adjacent coating holes 120 is less than 1.5 mm, the spacing between the coating holes 120 of the PCB substrate is too small, which may damage the PCB board, and the center spacing between adjacent coating holes 120 may be reduced. In the case of exceeding 3mm, the position of the coating hole 120 is far from the LED chip, so that the heat of the heat dissipation pattern 110 may not be effectively transmitted to the heat dissipation coating layer 130.

한편, 상기 관통홀(h1)의 내경은 0.8mm 내지 1.2mm인 것이 바람직하고, 상기 코팅홀(120)의 코팅두께는 5㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다. On the other hand, the inner diameter of the through hole (h1) is preferably 0.8mm to 1.2mm, the coating thickness of the coating hole 120 is preferably 5㎛ to 30㎛.

상기 관통홀(h1)의 내경은 가공성 및 열전달효율을 고려한 것으로서, 상기 관통홀(h1)의 내경이 0.8mm미만인 경우에는 가공이 곤란한 문제점이 있고, 상기 관통홀(h1)의 내경이 1.2mm초과한 경우에는 상기 관통홀의 내벽면에 코팅된 코팅홀의 열전달효율이 떨어지는 문제점이 있다. The inner diameter of the through hole h1 is considered in consideration of workability and heat transfer efficiency, and when the inner diameter of the through hole h1 is less than 0.8 mm, it is difficult to process, and the inner diameter of the through hole h1 exceeds 1.2 mm. In one case, there is a problem that the heat transfer efficiency of the coating hole coated on the inner wall surface of the through hole is inferior.

한편, 상기 코팅홀(120)의 코팅두께가 5㎛미만인 경우에는 내구성 및 열전달효율이 떨어지는 문제점이 있고, 상기 코팅홀(120)의 코팅두께가 30㎛초과한 경우에는 도금이 어려운 문제점이 있다. On the other hand, when the coating thickness of the coating hole 120 is less than 5㎛ there is a problem that durability and heat transfer efficiency is lowered, when the coating thickness of the coating hole 120 exceeds 30㎛ there is a problem that plating is difficult.

상술한 바와 같은 코팅홀(120)은 동 또는 동합금과 같이 열전도도가 높은 금속으로 이뤄지는 것이 바람직하다. The coating hole 120 as described above is preferably made of a metal having high thermal conductivity, such as copper or copper alloy.

상술한 바와 같이 구성된 코팅홀(120)에 따르면, LED칩(30)의 하면을 통해 상기 LED칩(30)에서 발생하는 열을 전달받아 1차적으로 방출시키는 방열패턴(110)의 열의 일부를 전달받아 방열코팅층(130)으로 전달시킬 수 있게 된다. According to the coating hole 120 configured as described above, the heat generated from the LED chip 30 is received through the lower surface of the LED chip 30 to transfer a part of the heat of the heat radiation pattern 110 to primarily discharge. It can be delivered to the heat dissipation coating layer 130.

상기 방열코팅층(130)은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 PCB기판(1) 하면 전체에 코팅되어 상기 코팅홀(120)과 전열적 측면에서 연결되고, 상기 코팅홀(120)을 통해 상기 방열패턴(110)의 열의 일부를 전달받아 2차방출시키게 된다. As shown in FIGS. 3 and 5, the heat dissipation coating layer 130 is coated on the entire lower surface of the PCB substrate 1 and is connected to the coating hole 120 and the heat transfer side, and the coating hole 120. By receiving a portion of the heat of the heat radiation pattern 110 through the secondary emission.

상기 방열코팅층(130)은 상기 방열패턴(110)의 두께와 마찬가지로 그 형성두께가 5㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하며, 방열코팅층(130)의 두께가 5㎛미만이거나 30㎛초과하게 되면 효과적인 방열이 이뤄지지 못하는 문제점이 있기 때문이다. Like the thickness of the heat dissipation pattern 110, the heat dissipation coating layer 130 is preferably formed in the thickness of 5㎛ to 30㎛, effective heat dissipation when the thickness of the heat dissipation coating layer 130 is less than 5㎛ or exceeds 30㎛ This is because there is a problem that can not be achieved.

상술한 바와 같은 방열코팅층(130)은 전극패턴(10)과 동일한 재질, 즉, 동 또는 동합금과 같이 열전도도가 높은 금속으로 이뤄지는 것이 바람직하지만 열전도도가 높은 금속 이외의 재질, 예를 들어, 열 그리스 또는 열 페이스트와 같은 고분자 물질에 알루미늄, 실리카, 알루미나, 금속 규소, 질화 중소 등과 같은 열 전도율이 좋은 필러를 혼합한 물질로도 이뤄질 수 있음은 물론이다. The heat dissipation coating layer 130 as described above is preferably made of the same material as the electrode pattern 10, that is, a metal having high thermal conductivity such as copper or copper alloy, but a material other than a metal having high thermal conductivity, for example, heat Of course, it can be made of a material in which a high thermal conductivity filler such as aluminum, silica, alumina, metal silicon, small and medium nitride, and the like is mixed with a polymer material such as a grease or a thermal paste.

상술한 바와 같이 구성된 방열코팅층(130)에 따르면, LED칩(30)의 하면을 통해 상기 LED칩(30)에서 발생하는 열을 전달받아 1차적으로 방출시키는 방열패턴(110)의 열의 일부를 방열코팅층(130)을 통해 전달받아 2차적으로 방출시키게 된다. According to the heat dissipation coating layer 130 configured as described above, heat is radiated a part of the heat of the heat dissipation pattern 110 to receive heat generated from the LED chip 30 primarily through the bottom surface of the LED chip 30. Received through the coating layer 130 is to be emitted secondary.

상술한 바와 같이, 방열패턴(110), 코팅층, 방열코팅층(130)에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, LED칩(30)에서 발생하는 열이 상기 방열패턴(110)에 의해 1차적으로 방출되고, 상기 방열코팅층(130)에 의해 2차적으로 방출됨에 따라 상기 LED칩(30)에서 발생하는 열이 효과적으로 방출될 수 있게 된다. As described above, according to the heat dissipation pattern 110, the coating layer, and the heat dissipation coating layer 130, as shown in FIG. 5, heat generated from the LED chip 30 is primarily caused by the heat dissipation pattern 110. As it is emitted and is secondarily released by the heat dissipation coating layer 130, heat generated from the LED chip 30 can be effectively released.

한편, 상술한 바와 같은 PCB기판(1)의 방열 구조에 부가적으로 제1보조 코팅홀(120a) 및 제2보조 코팅홀(120b)을 형성하여 상기 LED칩(30)에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 방출할 수 있으며, 이하에서는 도 4을 참조하여 제1보조 코팅홀(120a) 및 제2보조 코팅홀(120b)에 대하여 설명하도록 한다. Meanwhile, the first auxiliary coating hole 120a and the second auxiliary coating hole 120b are additionally formed in the heat dissipation structure of the PCB substrate 1 as described above to further generate heat generated by the LED chip 30. It can be effectively released, and will be described below with reference to Figure 4 the first auxiliary coating hole (120a) and the second auxiliary coating hole (120b).

상기 제1보조 코팅홀(120a)은 상기 방열패턴(110)을 부분적으로 포함하여 상기 PCB기판(1)의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀(h1)의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 방열패턴(110)과 전열적 측면에서 부분적으로 연결되고, 상기 방열패턴(110)의 열의 일부를 상기 방열코팅층(130)으로 전달한다. The first auxiliary coating holes 120a may be partially coated on the inner wall surfaces of the plurality of through holes h1 formed to partially penetrate the upper and lower surfaces of the PCB substrate 1 by partially including the heat dissipation pattern 110. Part 110 is partially connected to the heat transfer side, and transfers a part of the heat of the heat dissipation pattern 110 to the heat dissipation coating layer 130.

상기 제2보조 코팅홀(120b)은 상기 방열패턴(110) 및 상기 전극패턴(10)을 제외한 상기 PCB기판(1)의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀(h1)의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 LED칩(30)의 열을 상기 방열코팅층(130)으로 전달한다. The second auxiliary coating holes 120b are respectively coated on inner wall surfaces of the plurality of through holes h1 formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB substrate 1 except for the heat dissipation pattern 110 and the electrode pattern 10. And transfer the heat of the LED chip 30 to the heat dissipation coating layer 130.

상술한 바와 같은 제1보조 코팅홀(120a), 제2보조 코팅홀(120b)을 부가적으로 형성함에 따라 상기 LED칩(30)에서 발생한 열이 상기 방열코팅층(130)으로 더욱 효과적으로 전달될 수 있으며, 이를 통해 LED칩(30)의 방열효율이 더욱 높아질 수 있다. By additionally forming the first auxiliary coating hole 120a and the second auxiliary coating hole 120b as described above, heat generated in the LED chip 30 can be more effectively transferred to the heat dissipation coating layer 130. The heat dissipation efficiency of the LED chip 30 may be further increased.

한편, 상기 LED구동칩(40)은 상기 PCB기판 상면에 실장되어 전극패턴에 전기적으로 연결되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 LED구동칩(40)의 주위에는 상기 PCB기판의 상하면을 관통하는 복수의 관통홀(h1)이 형성된다. On the other hand, the LED driving chip 40 is mounted on the upper surface of the PCB substrate is electrically connected to the electrode pattern, as shown in Figure 2, around the LED driving chip 40 penetrates the upper and lower surfaces of the PCB substrate A plurality of through holes h1 are formed.

상기 관통홀은 상호 간의 중심간격이 1.5mm 내지 3mm가 되도록 25개 내지 35개가 형성되며, 각 관통홀의 내벽면에 각각 동 또는 동합금과 같이 열전도도가 높은 금속이 코팅되어 복수의 코팅홀이 형성된다. 25 through 35 pieces of the through-holes are formed to have a center distance of 1.5 mm to 3 mm, and a plurality of coating holes are formed by coating a metal having high thermal conductivity such as copper or copper alloy on the inner wall of each through hole. .

상기 LED구동칩(40)의 주위에 형성된 코팅홀은 상기 PCB기판 하면의 방열코팅층(130)과 전열적 측면에서 연결될 수 있다. The coating hole formed around the LED driving chip 40 may be connected to the heat dissipation coating layer 130 on the lower surface of the PCB substrate in an electrothermal side.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PCB기판에 적용되는 LED 조명용 정전류 구동회로의 회로도의 일예를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 일실시예에 PCB기판에 적용되는 정전류 IC의 내부 구성도의 일예이다. 6 is a view showing an example of a circuit diagram of a constant current driving circuit for LED lighting applied to a PCB substrate according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is an interior of a constant current IC applied to the PCB substrate in an embodiment of the present invention One example of the configuration diagram.

본 발명의 일실시예에 따른 PCB기판에는 도 6의 예와 같은 LED 조명용 정전류 구동회로가 적용될 수 있으며, 여기에 도 7의 예와 같은 정전류 IC가 적용될 수 있다. The PCB substrate according to an embodiment of the present invention may be applied to the constant current driving circuit for LED lighting as in the example of Figure 6, the constant current IC as shown in the example of Figure 7 may be applied to.

예시된 LED 조명용 정전류 구동회로는, SMPS에 접속되어 전원을 공급받아 정전류 방식으로 구동되어 직렬로 연결된 다수개의 LED에 일정한 전류를 공급하는 정전류 IC(1100); 상기 정전류 IC(1100)의 외부 단자에 양단이 접속되어, 출력 전류를 조정하는 전류 콘트롤 설정 저항(1200); 및 상기 정전류 IC의 외부 단자에 일단이 접속되고, 상기 SMPS 측에 타단이 접속되어 정전류 IC(1100)의 초기 구동을 시작시키기 위한 전류를 조정하기 위한 IC 콘트롤 세팅 저항(1300);을 포함하여 구성된다. The illustrated constant current driving circuit for LED lighting includes: a constant current IC 1100 connected to an SMPS to be supplied with power and driven in a constant current manner to supply a constant current to a plurality of LEDs connected in series; A current control setting resistor 1200 connected at both ends to an external terminal of the constant current IC 1100 to adjust an output current; And an IC control setting resistor 1300 connected to an external terminal of the constant current IC and connected to the other end of the SMPS to adjust a current for starting initial driving of the constant current IC 1100. do.

정전류 IC(1100)는, 내부 전압 레귤레이터부(1120), 전류 발생부(1130), 전류 바이어스부(1140), 발진기(1150), 정전류출력부(1160)를 포함하여 구성된다. The constant current IC 1100 includes an internal voltage regulator 1120, a current generator 1130, a current bias unit 1140, an oscillator 1150, and a constant current output unit 1160.

내부 전압 레귤레이터부(1120)는, 제1단자(1102)를 통해 상기 SMPS 측에 접속되어 전원을 공급받으며, 제5단자(1110)를 통해 상기 IC 콘트롤 세팅 저항(1300)을 거쳐 상기 SMPS 측에 접속되어, 정전류 IC(1100)의 초기 구동을 시작시키는 작용을 한다. The internal voltage regulator 1120 is connected to the SMPS side through a first terminal 1102 and supplied with power, and is connected to the SMPS side via the IC control setting resistor 1300 through a fifth terminal 1110. It is connected to act to start the initial driving of the constant current IC 1100.

전류 발생부(1130)는, 제4단자(1108)를 통해 상기 전류 콘트롤 설정 저항(1200)을 거쳐 제3단자(1106)에 접속되며, 상기 내부 전압 레귤레이터부(1120)와 연결되어, 전원공급 작용을 한다. The current generator 1130 is connected to the third terminal 1106 via the current control setting resistor 1200 through a fourth terminal 1108 and is connected to the internal voltage regulator 1120 to supply power. It works.

전류 바이어스부(1140)는, 상기 내부 전압 레귤레이터부(1120)와 연결되어, 전류공급원의 작용을 한다. The current bias unit 1140 is connected to the internal voltage regulator unit 1120 to serve as a current supply source.

발진기(1150)는, 상기 내부 전압 레귤레이터부(1120)와 연결되어 PWM 신호원으로 주파수 발생 작용을 하고, 상기 전류 발생부(1130)와 연결되어, 전류콘트롤 작용을 하며, 정전류출력부(1160)와 연결되어, 안정된 전류 공급 작용을 한다. The oscillator 1150 is connected to the internal voltage regulator 1120 to generate a frequency as a PWM signal source, and is connected to the current generator 1130 to act as a current controller, and a constant current output unit 1160. It is connected to, and it has a stable current supply function.

이러한 정전류 IC(1100)는, 상기 제3단자(1106)를 통해 그라운드(Ground)와 접지되고, 제2단자(1104)를 통해 상기 LED에 접속되어 정전류 전원(sink 출력)을 공급하며, 상기 전류 발생부(1130)와 연결되어, PWM 신호를 발생하고 정전류출력부(1160)와 연결되어 전류신호가 결정되며, 전류신호에 의해 출력전류가 일정하게 흐르게 된다.The constant current IC 1100 is grounded to ground through the third terminal 1106, is connected to the LED through the second terminal 1104, and supplies a constant current power (sink output) to the current. It is connected to the generation unit 1130, generates a PWM signal and is connected to the constant current output unit 1160, the current signal is determined, the output current flows constantly by the current signal.

본 발명의 상기 LED구동칩(40)은, SMPS(Switched mode power supply)에 접속되어 전원을 공급받아 정전류 방식으로 구동되어 직렬로 연결된 다수개의 LED칩에 일정한 전류를 공급하는 정전류 IC로서, 직렬 연결된 다수개의 LED칩에 의한 총 전압강하값과 LED구동칩(40)에 의한 전압강하값의 합이 상기 SMPS의 공급 전압과 대략 일치하도록 상기 LED구동칩(40)의 전압강하값이 설정된다. The LED driving chip 40 of the present invention is a constant current IC which is connected to a switched mode power supply (SMPS) and is supplied with power and driven in a constant current manner to supply a constant current to a plurality of LED chips connected in series. The voltage drop value of the LED driving chip 40 is set such that the sum of the total voltage drop values of the plurality of LED chips and the voltage drop value of the LED driver chip 40 substantially matches the supply voltage of the SMPS.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 구동회로에서는 전압 조정을 위한 별도의 저항(도 1의 R2)이 연결부(CTP1)에 필요하였으나, 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 구동회로에서는 상기 LED구동칩과 다수개의 LED칩의 연결부(CTP2)에 전압 조정을 위한 별도 저항이 필요 없도록 구성될 수 있다.
Therefore, in the conventional driving circuit as shown in FIG. 1, a separate resistor (R2 in FIG. 1) for voltage adjustment is required for the connection part CTP1, but in the driving circuit of the present invention as shown in FIG. The connection portion (CTP2) of the LED driving chip and the plurality of LED chips can be configured so that a separate resistor for voltage adjustment is not required.

<실시예><Examples>

본 발명의 일실시예에 따른 PCB기판의 실제 제작예에 대하여 설명한다. An actual fabrication example of a PCB substrate according to an embodiment of the present invention will be described.

PCB기판의 가로 길이는 116mm이고, 세로 길이는 146mm이며, 상기 PCB기판의 상면에는 12개의 LED칩(3.6V, 3W)을 3×4의 형태로 배열하였다. The PCB has a length of 116 mm and a length of 146 mm, and 12 LED chips (3.6V, 3W) are arranged in the form of 3 × 4 on the upper surface of the PCB.

상기 12개의 LED칩은 폭이 4mm인 전극패턴에 직렬연결이 되도록 하였고, SMPS로부터 43.8V의 전압을 공급받아 0.5V 전압강하하는 LED구동칩을 통해 각 LED 칩에 공급되는 전압이 대략 3.6V, 전류가 700mA가 되도록 하여 각 LED칩의 전력이 대략 2.52W가 되도록 하였다. The 12 LED chips were connected in series to an electrode pattern having a width of 4 mm, and the voltage supplied to each LED chip was approximately 3.6 V through the LED driving chip receiving a voltage of 43.8 V from the SMPS and dropping the voltage by 0.5 V. The current was 700mA so that the power of each LED chip was approximately 2.52W.

12개의 LED칩의 하면과 면접촉하도록 형성된 12개의 방열패턴의 넓이는 전극패턴을 따라 순차적으로 각각 400mm², 660mm², 515mm², 590mm², 970mm², 700mm², 700mm², 700mm², 530mm², 437mm², 540mm², 586mm²로서 평균 넓이가 610mm²가 되도록 하였고, 방열패턴의 두께는 대략 15㎛으로 형성하였다. The widths of the 12 heat-dissipation patterns formed in surface contact with the bottom surfaces of the 12 LED chips are 400 mm², 660 mm², 515 mm², 590 mm², 970 mm², 700 mm², 700 mm², 700 mm², 530 mm², 437 mm², 540 mm², and 586 mm², respectively, sequentially along the electrode pattern. The width was 610 mm² and the heat radiation pattern was formed to have a thickness of approximately 15 μm.

각 관통홀의 내경은 1mm로 형성하고, 코팅홀의 코팅두께는 대략 20㎛이 되도록 하였으며, 각 방열패턴에 형성된 코팅홀의 갯수는 전극패턴을 따라 순차적으로 23개, 36개, 24개, 27개, 30개, 39개, 27개, 28개, 30개, 29개, 30개, 36개로서 코팅홀의 평균 개수는 대략 30개가 되도록 하였고, 코팅홀의 중심간격은 2mm로 형성하였다. The inner diameter of each through hole was formed to be 1mm, and the coating thickness of the coating hole was approximately 20 μm. The number of coating holes formed in each heat radiation pattern was sequentially 23, 36, 24, 27, and 30 along the electrode pattern. Dogs, 39, 27, 28, 30, 29, 30, 36, the average number of coating holes was approximately 30, the center spacing of the coating hole was formed to 2mm.

상술한 바와 같은 조건으로 제작한 PCB기판에 전원을 공급하여 12개의 LED칩을 모두 점등한 상태로 72시간을 지속시킨 결과, PCB기판의 온도는 37℃ 이하로 양호하였다. As a result of supplying power to the PCB substrate fabricated under the above conditions and continuing 72 hours with all 12 LED chips lit, the temperature of the PCB substrate was good at 37 ° C. or lower.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.

1:PCB기판 10:전극패턴
20:와이어 30:LED칩
110:방열패턴 120:코팅홀
120a:제1보조 코팅홀 120b:제2보조 코팅홀
130:방열코팅층 h1:관통홀1: PCB substrate 10: electrode pattern
20: Wire 30: LED chip
110: heat dissipation pattern 120: coating hole
120a: first secondary coating hole 120b: second secondary coating hole
130: heat-resistant coating layer h1: through hole

Claims (8)

PCB기판 상면에 실장되어 전극패턴에 전기적으로 연결된 LED칩의 하면과 면접촉이 되고, 상기 전극패턴과 전기적으로 단락되어 소정의 면적을 갖도록 상기 PCB기판 상면에 형성되며, 상기 LED칩에서 발생한 열을 전달받아 1차방출시키는 방열패턴;
상기 방열패턴 상에 상기 PCB기판의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 방열패턴과 전열적 측면에서 연결되고, 상기 방열패턴의 열의 일부를 전달받는 복수의 코팅홀; 및
상기 PCB기판 하면 전체에 코팅되어 상기 코팅홀과 전열적 측면에서 연결되고, 상기 코팅홀을 통해 상기 방열패턴의 열의 일부를 전달받아 2차방출시키는 방열코팅층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. It is mounted on the upper surface of the PCB substrate and is in surface contact with the lower surface of the LED chip electrically connected to the electrode pattern, and is formed on the upper surface of the PCB substrate to have a predetermined area electrically shorted with the electrode pattern, the heat generated from the LED chip Heat dissipation pattern for receiving the first emission;
A plurality of coating holes respectively coated on the inner wall surfaces of the plurality of through holes formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB on the heat dissipation pattern and connected to the heat dissipation pattern and the heat transfer side, and receiving a part of the heat of the heat dissipation pattern; And
A heat dissipation coating layer coated on the entire lower surface of the PCB substrate and connected to the coating hole and the heat transfer side, and receiving a part of the heat of the heat dissipation pattern through the coating hole to release the second heat; Heat dissipation structure of PCB board. 제1항에 있어서,
상기 방열패턴은, 3±2W의 LED칩을 기준으로 하여 300mm²내지 1000mm²의 면적을 갖도록 형성되되, 그 형성두께가 5㎛ 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method of claim 1,
The heat dissipation pattern is formed to have an area of 300mm² to 1000mm² based on the LED chip of 3 ± 2W, the heat radiation structure of the LED lighting PCB substrate, characterized in that the formation thickness is 5㎛ 30㎛. 제1항에 있어서,
상기 PCB기판 상면에 실장되어 전극패턴에 전기적으로 연결된 LED구동칩 주위에, 중심간격이 1.5mm 내지 3mm가 되도록 상기 PCB기판의 상하면을 관통하는 25개 내지 35개의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 형성된 복수의 코팅홀;을 더 포함하되, 상기 LED구동칩의 주위에 형성된 코팅홀은 상기 PCB기판 하면의 방열코팅층과 전열적 측면에서 연결된 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method of claim 1,
Around the LED driving chip mounted on the upper surface of the PCB substrate and electrically connected to the electrode pattern, the inner surface of 25 to 35 through holes penetrating the upper and lower surfaces of the PCB substrate so as to have a center distance of 1.5 mm to 3 mm, respectively. And a plurality of coating holes, wherein the coating holes formed around the LED driving chip are connected to the heat dissipation coating layer on the bottom surface of the PCB substrate in terms of heat transfer. 제3항에 있어서,
상기 LED구동칩은, SMPS(Switched mode power supply)에 접속되어 전원을 공급받아 정전류 방식으로 구동되어 직렬로 연결된 다수개의 LED칩에 일정한 전류를 공급하는 정전류 IC로서, 직렬 연결된 다수개의 LED칩에 의한 총 전압강하값과 LED구동칩에 의한 전압강하값의 합이 상기 SMPS의 공급 전압과 일치하도록 상기 LED구동칩의 전압강하값이 설정되어, 상기 LED구동칩과 상기 다수개의 LED칩의 연결부에 전압 조정을 위한 별도 저항이 필요 없는 전자회로가 구현될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method of claim 3,
The LED driving chip is a constant current IC which is connected to a switched mode power supply (SMPS) and is supplied with power and driven in a constant current manner to supply a constant current to a plurality of LED chips connected in series. The voltage drop value of the LED driver chip is set such that the sum of the total voltage drop value and the voltage drop value of the LED driver chip is equal to the supply voltage of the SMPS, and the voltage is connected to the connection portion of the LED driver chip and the plurality of LED chips. Heat dissipation structure of the PCB board for LED lighting, characterized in that formed so that the electronic circuit does not need a separate resistance for adjustment. 제1항에 있어서,
상기 코팅홀은, 3±2W의 LED칩을 기준으로 하여 12개 내지 40개가 형성되되, 인접한 코팅홀끼리의 중심간격이 1.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method of claim 1,
The coating holes, 12 to 40 are formed on the basis of the LED chip of 3 ± 2W, the heat dissipation structure of the LED lighting PCB substrate, characterized in that the center spacing of adjacent coating holes are 1.5mm to 3mm. 제3항 또는 제5항에 있어서,
상기 관통홀의 내경은 0.8mm 내지 1.2mm인 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method according to claim 3 or 5,
The heat dissipation structure of the PCB board for LED lighting, characterized in that the inner diameter of the through hole is 0.8mm to 1.2mm. 제3항 또는 제5항에 있어서,
상기 코팅홀의 코팅두께는 5㎛ 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method according to claim 3 or 5,
The coating thickness of the coating hole is a heat radiation structure of the LED lighting PCB substrate, characterized in that 5㎛ to 30㎛. 제1항에 있어서,
상기 방열패턴을 부분적으로 포함하여 상기 PCB기판의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 방열패턴과 전열적 측면에서 부분적으로 연결되고, 상기 방열패턴의 열의 일부를 상기 방열코팅층으로 전달하는 복수의 제1보조 코팅홀;
상기 방열패턴 및 상기 전극패턴을 제외한 상기 PCB기판의 상하면을 관통하도록 형성된 복수의 관통홀의 내벽면에 각각 코팅되어 상기 LED칩의 열을 상기 방열코팅층으로 전달하는 제2보조 코팅홀;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LED조명용 PCB기판의 방열 구조. The method of claim 1,
The heat dissipation pattern is partially coated on inner wall surfaces of the plurality of through holes formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB, and is partially connected to the heat dissipation pattern in a heat-transfer side. A plurality of first auxiliary coating holes to be transferred to the substrate;
And a second auxiliary coating hole respectively coated on the inner wall surfaces of the plurality of through holes formed to penetrate the upper and lower surfaces of the PCB substrate except for the heat dissipation pattern and the electrode pattern to transfer the heat of the LED chip to the heat dissipation coating layer. Heat dissipation structure of the PCB board for LED lighting, characterized in that configured.
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