KR101208073B1 - Ｌｅｄ모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED모듈에 관한 것으로서, 표면 실장용 LED칩의 본체로부터 양측으로 돌출 형성된 접속단자들과 접합 될 수 있도록 접속단자들과 대응되는 패턴으로 복수개의 전극패드가 형성되고 LED칩이 실장 되는 영역에 상하로 관통된 방열홀이 형성된 회로기판과, 회로기판의 방열홀 내주면에서 회로기판의 저면까지 연장 형성된 보조방열판과, 보조방열판의 저면에 접착되어 보조방열판의 열을 전달받는 방열실리콘과, 방열실리콘의 저면에 접착되어 방열실리콘을 통하여 전달되는 열을 외부로 방출하는 메인방열판을 구비하며 LED칩의 저면과 보조방열판의 상면이 접촉되도록 형성된다. 이러한 LED모듈에 의하면 회로기판에 형성된 방열홀과 방열홀의 내주면에 형성된 보조방열판을 통하여 LED칩에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시킴으로써 LED칩이 안정적으로 동작 되게 하고, 고밀도로 LED칩을 집적할 수 있는 장점이 있다.

Description

ＬＥＤ모듈{LED module}

본 발명은 LED모듈에 관한 것으로서, 회로기판에 실장 된 LED에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하는 LED모듈에 관한 것이다.

LED는 p-n접합 반도체에 전압을 가할 때 발광 현상이 일어나는 특성을 이용하여 개발되었으며 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 효율이 뛰어난 특성이 있다.

특히, 반도체 기술의 발전으로 고휘도의 LED에 대한 상용화가 이루어짐에 따라, 이를 이용한 다양한 조명 장치가 등장하고 있으며 다수의 LED를 직렬 또는 병렬로 배열하는 형태로 집적시켜 단위 면적당의 휘도를 높여줌으로써, 충분히 먼 거리를 조명할 수 있는 조명용 LED 모듈에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다.

그러나, LED 모듈에 LED의 집적 밀도가 증가할수록 동일 면적에서 발생하는 열도 증가하게 되므로, LED에서 발생하는 열로 인해 LED에 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 10-2007-0000833호에 개시된 LED가 실장된 회로기판은 회로기판의 상면에 격리형성된 구리배선 및 제1구리층과, 제1구리층의 일 영역에 실장된 LED와, 회로기판의 하면에 형성된 제2구리층과, 제1구리층상에 연결된 LED의 캐소드전극과 애노드전극에 연결된 제1,2리드와이어와, LED하부의 회로기판에 형성된 제1비아홀을 채우고 있는 제1구리범퍼와 LED가 실장된 회로기판의 가장자리에 형성된 제2비아홀들을 채우고 있는 복수개의 제2구리범퍼를 포함하여 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 LED가 실장된 회로기판은 회로기판에 형성된 비아홀에 구리를 채워넣는 구조에 의하여 회로기판의 전체적인 중량이 증가하게 되고 회로기판을 제작하는 비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, LED가 실장 되는 회로기판의 중량을 줄이면서 LED에서 발생하는 열을 효율적으로 방출하도록 하여 LED가 안정적으로 작동하도록 하는 LED모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED모듈은, 표면 실장용 LED칩의 본체로부터 양측으로 돌출 형성된 접속단자들과 접합 될 수 있도록 상기 접속단자들과 대응되는 패턴으로 복수개의 전극패드가 형성되고 상기 LED칩이 실장되는 영역에 상하로 관통된 방열홀이 형성된 회로기판과, 상기 회로기판의 방열홀 내주면에서 상기 회로기판의 저면까지 연장 형성된 보조방열판과, 상기 보조방열판의 저면에 접착되어 상기 보조방열판의 열을 전달받는 방열실리콘과, 상기 방열실리콘의 저면에 접착되어 상기 방열실리콘을 통하여 전달되는 열을 외부로 방출하는 메인방열판을 구비하고, 상기 LED칩의 저면과 상기 보조방열판의 상면이 접촉되도록 형성된다.

또한, 상기 보조방열판은 상기 방열홀의 중심부를 향하여 소정의 길이로 돌출된 다수의 방열돌기가 형성된다.

상기 보조방열판은 상기 회로기판의 상방으로 돌출되게 형성되고 상기 회로기판의 방열홀로부터 멀어지는 방향으로 상기 LED칩이 실장 되는 영역의 일부분을 점유하도록 형성된다.

본 발명에 따른 LED모듈에 의하면, 회로기판에 형성된 방열홀과 방열홀의 내주면에 형성된 보조방열판을 통하여 LED칩에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시킴으로써 LED칩이 안정적으로 동작 되게 하고, 고밀도로 LED칩을 집적할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED모듈의 분리 사시도이고,
도 2는 도 1의 LED모듈의 측단면도이며,
도 3은 도 1의 보조방열판의 일 실시 예를 보인 부분절개 사시도이고,
도 4는 도 1의 보조방열판의 또 다른 일 실시 예를 보인 측단면도이며,
도 5는 도 1의 메인방열판의 일 실시 예를 보인 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED모듈(10)을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED모듈(10)의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 LED모듈(10)의 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 LED모듈(10)은 회로기판(100)과, 보조방열판(200)과, 방열실리콘(300)과, 메인방열판(400)을 구비한다.

회로기판(100)은 얇은 판 형상으로 형성되고, 상면에는 표면 실장용 LED칩(500)에 형성된 다수의 접속단자(520)들의 패턴과 대응하는 다수의 전극패드(110)가 형성되어 있으며, 각각의 전극패드(110)에 연결되어 회로기판(100)에 실장 된 LED칩(500)에 전원을 인가할 수 있는 회로패턴이 형성되어 있으며, LED칩(500)이 실장 되는 영역에는 상하로 관통된 방열홀(150)이 형성되어 있다.

여기서, 방열홀(150)의 형상과 크기는 회로기판(100)에 실장 되는 LED칩(500)의 형상과 대응되는 형태로 형성되되 LED칩의 크기보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

LED칩(500)의 접속단자(520)들은 회로기판(100)에 형성된 전극패드(110)들과 솔더에 의해 접합된다.

보조방열판(200)은 회로기판(100)에 형성된 방열홀(150)의 내주면으로부터 회로기판(100)의 저면까지 연장 형성되고 상방으로는 회로기판(100)의 상면과 평행하도록 형성되어 있다.

이 경우, LED칩에서 발생하는 열이 보조방열판을 통하여 전달될 수 있도록 회로기판(100)상에 실장 되는 LED칩(500)의 저면과 보조방열판(200) 상면의 일부분이 접촉되게 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 보조방열판(200)의 또 다른 실시 예로서, 도 3에 도시된 보조방열판(200)은 공기와 접촉하는 면적을 확장함과 동시에 LED칩(500)과 접촉하는 면적을 확장할 수 있도록 회로기판(100)에 형성된 방열홀(150)과 접촉하는 테두리부분(205)으로부터 내측 방향으로 상호 이격되어 방사상으로 돌출된 방열돌기(210)가 형성되어 있으며, 이와는 다르게 보조방열판(200)을 공기 및 LED칩(500)과의 접촉면적이 확장된 형태의 나선형구조로 형성시킬 수 있다.

또한, 보조방열판(200)의 또 다른 실시 예로서, 도 4를 참조하면 보조방열판(200)은 회로기판(100)의 상방으로 돌출되는 수직부(207)가 형성되어 있고, 방열홀(150)의 내측에서 외측으로 회로기판(100)의 일부분 즉, LED칩(500)이 실장 되는 영역의 일부분을 점유하는 수평부(209)가 형성되어 있다.

여기서, 도 4에 도시한 바와 같이 보조방열판(200)을 형성시킬 경우에 보조방열판(200)은 LED칩(500)과 접촉하는 면적을 확장시킬 수 있어 보조방열판(200)으로의 방열효율을 높일 수 있다.

LED모듈(10)의 최하단부에 형성되어 있는 메인방열판(400)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 저면을 평평하게 형성시킬 수 있으며 이와는 다르게 도 5에서 도시한 바와 같이 저면에 공기와의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 요철를 형성시킬 수도 있다.

여기서, 상술한 보조방열판(200)과 메인방열판(400)의 재질은 열전도도가 높고 가공이 용이한 재질이면 어느 것이나 사용 가능하다. 일 예로 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 도금된 구리 합금, 구리 등이 사용될 수 있다.

방열실리콘(300)은 보조방열판(200)과 메인방열판(400)이 접착될 수 있도록 강한 접착력을 가지며, 보조방열판(200)으로부터 전달되는 열을 메인방열판(400)으로 전달할 수 있도록 열전도도가 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

방열실리콘(300)의 일 예로서, 발열체와 방열판의 사이에 바를 수 있는 액상의 써멀구리스(thermal grease) 또는 써멀컴파운드(thermal compound), 발열체와 방열판 사이에 부착되는 써멀테이프(thermal tape) 등이 사용될 수 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 LED모듈은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 회로기판 200 : 보조방열판
210 : 방열돌기 300 : 방열실리콘
400 : 메인방열판 500 : LED칩

Claims (3)

1. 표면 실장용 LED칩의 본체로부터 양측으로 돌출 형성된 접속단자들과 접합 될 수 있도록 상기 접속단자들과 대응되는 패턴으로 다수의 전극패드가 형성되고 상기 LED칩이 실장 되는 영역에 상하로 관통된 방열홀이 형성된 회로기판과;
   상기 회로기판에 형성된 방열홀 내주면에서 상기 회로기판의 저면까지 연장 형성된 보조방열판과;
   상기 보조방열판의 저면에 접착되어 상기 보조방열판의 열을 전달받는 방열실리콘과;
   상기 방열실리콘의 저면에 접착되어 상기 방열실리콘을 통하여 전달되는 열을 외부로 방출하는 메인방열판을; 구비하고,
   상기 보조방열판은 상기 회로기판의 상방으로 돌출되게 형성된 수직부와, 상기 수직부로부터 상기 방열홀과 멀어지는 방향으로 상기 LED칩이 실장 되는 영역의 일부분을 점유하도록 연장된 수평부와, 상기 수직부로부터 상기 방열홀의 중심부를 향하여 돌출된 방열돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED모듈.
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