KR101223957B1 - Ｕｖ-ｌｅｄ경화장치의 ｌｅｄ 조사모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈에 있어서, LED가 내장된 LED칩; 상기 LED칩의 하부에 부착되는 기판; 상기 LED칩의 하측 일부와 접촉되게 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 양측에 상기 기판이 안착되되, 상기 돌출부가 기판의 두께와 동일한 높이로 돌출된 받침부; 상기 LED칩의 상측에 결합되어 상기 LED 빛의 확산을 억제하며 집광시켜 조사되도록 하는 반구형상의 반구렌즈; 및 상기 반구렌즈가 삽입되어 고정되도록 고정공이 형성되며, 체결볼트로 상기 받침부와 체결되는 커버;를 포함하고, 상기 LED칩은, 상기 돌출부의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 다수개가 결합되고, 상기 받침부는, 상기 커버보다 열전도율이 높은 재료인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자외선 LED 조사모듈에서 LED칩의 하측 일부와 접촉되게 돌출부가 형성되고, 돌출부 양측에 기판이 안착되되, 돌출부가 기판의 두께와 동일한 높이로 돌출된 받침부가 받침부의 상부에 체결볼트로 체결되는 커버보다 열전도율이 높은 재료를 사용하여 받침부의 하측으로 LED칩의 열을 방열할 수 있도록 유도함으로써, 열에 의하여 반구렌즈의 변형과 LED칩의 파손을 방지할 수 있는 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 제공공할 수 있다.

Description

ＵＶ-ＬＥＤ경화장치의 ＬＥＤ 조사모듈{LED MODULE OF UV-LED CURING DEVICE}
본 발명은 UV-ＬＥＤ경화장치의 ＬＥＤ 조사모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UV-LED 조사모듈 내부의 LED칩으로부터 발생하는 열을 열전도율이 다른 재료를 이용한 독자적인 방열구조를 통해 피조사물에 대한 조사 강도 출력량을 극대화하고 안정적인 방열구조를 통해 LED칩의 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈에 관한 것이다.
일반적으로 UV 램프식 경화기는 UV 광원의 수명이 1000-2000시간 내외로 짧으며 UV 분산으로 인해 현장에서는 별도의 UV차단 대책이 필요하며 인가 전력 대비 기대 이하의 조사강도를 출력하는 등 여러 가지 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 업계에선 UV 광원을 램프에서 UV-LED칩으로 대체하였으나, UV -LED칩에서 발생하는 열을 효율적으로 외부로 방출하지 못해 UV-LED칩이 파손되거나 칩의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다. 효율적인 방열 구조로 LED칩의 수명을 연장하고 최대한의 조사강도를 출력하는 것이 업계의 최대 관건이었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, UV-LED 조사모듈에서 LED칩의 하측 일부와 접촉되게 돌출부가 형성되고, 돌출부 양측에 기판이 안착되되, 돌출부가 기판의 두께와 동일한 높이로 돌출된 받침부가 받침부의 상부에 체결볼트로 체결된다. 기판에는 열전도율이 높은 재료(단층 메탈PCB)를 사용함으로써 LED칩 UV 출력 대비 조사 강도 효율을 95-100%에 가깝게 얻을 수 있으며 받침부의 하측으로 LED칩의 열을 방열할 수 있도록 유도함으로써, LED칩에서 발생하는 열의 방출을 극대화하여 LED칩의 수명을 연장시켜 장기간 안정적으로 사용이 가능한 UV-ＬＥＤ경화장치 ＬＥＤ 조사모듈을 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 LED칩 상부에 반구면 렌즈를 덮는 광학적인 설계를 통해 조사 강도를 극대화시켜 경화효율을 향상시킬 수 있는 UV-ＬＥＤ경화장치 ＬＥＤ 조사모듈을 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈에 있어서, LED가 내장된 LED칩; 상기 LED칩의 하부에 부착되는 기판; 상기 LED칩의 하측 일부와 직접 접촉되게 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 양측에 상기 기판이 안착되되, 상기 돌출부가 기판의 두께와 동일한 높이로 돌출된 받침부; 상기 LED칩의 상측에 결합되어 상기 LED의 빛 확산을 억제하며 집광시켜 조사되도록 하는 반구형상의 반구렌즈; 및 상기 반구렌즈가 삽입되어 고정되도록 고정공이 형성되며, 체결볼트로 상기 받침부와 체결되는 커버;를 포함하고, 상기 LED칩은, 상기 돌출부의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 다수개가 결합되고, 상기 받침부는, 상기 커버보다 열전도율이 높은 재료인 것을 특징으로 하고, 상기 돌출부는, 다수의 상기 LED칩을 각각 분리하며, 상기 LED칩의 양측 벽에 접촉되는 분리벽이 형성된 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 받침부는, 구리(Cu)이고, 상기 커버는, 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반구렌즈는, 상기 LED칩의 상측에 결합되되, 다수개의 LED칩에 대응되게 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 자외선 LED 조사모듈에서 LED칩의 하측 일부와 접촉되게 돌출부가 형성되고, 돌출부 양측에 기판이 안착되되, 돌출부가 기판의 두께와 동일한 높이로 돌출된 받침부가 받침부의 상부에 체결볼트로 체결되는 커버보다 열전도율이 높은 재료를 사용하여 받침부의 하측으로 LED칩의 열을 방열할 수 있도록 유도함으로써, LED칩에서 발생하는 열의 방출을 극대화하여 LED칩의 수명을 연장시킬 수 있으며 장기간 안정적으로 사용이 가능한 UV-ＬＥＤ경화장치 ＬＥＤ 조사모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, LED칩 상부에 반구면 렌즈를 덮는 광학적인 설계를 통해 조사 강도를 극대화시켜 경화효율을 향상시킬 수 있는 UV-ＬＥＤ경화장치의 ＬＥＤ 조사모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 분해 사시도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 분해 사시도, 도 3a 및 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈(100)은 LED칩(110), 기판(120), 받침부(130), 반구렌즈(140), 커버(150)를 포함한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, LED칩(110)은 LED(112)가 내장된 칩이다.
LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드)는 UV(Ultraviolet, 자외선) LED를 사용한다.
기판(120)은 LED칩(110)의 하부에 부착된다.
또한, 기판(120)은 외부로부터 전원을 공급받아, 공급받은 전원을 LED칩(110)에 공급하고, UV-LED 경화장치의 제어신호에 따라 제어된다.
받침부(130)는, 상측에 LED칩(110)과 기판(120)이 결합된다.
즉, 도 3a 및 3b를 참조하면, 받침부(130)는 LED칩(110)의 하측 면과 일부만 접촉되게 돌출되어 형성되는 돌출부(132)가 형성되고, 돌출부(132)의 양쪽에 기판(120)이 안착되며, 받침부(130)와 기판(120)에 LED칩(110)이 결합된다. 또한, LED칩(110), 기판(120) 및 받침부(130)가 서로 결합되는 순서는 상술한 것과 같이 한정하지 않는다.
특히, 돌출부(132)는 양쪽에 결합된 기판(120)의 두께와 동일한 높이로 돌출된다. 이것은 LED칩(110)이 돌출부(132)의 상측 면과 기판(120)의 상측 면에 결합될 때, 수평을 유지하며 결합될 수 있도록 하기 위한 것이며, 수평을 유지하며 LED칩에서 빛이 조사되어 안정적이다.
또한, LED칩(110)은 돌출부(132)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 다수개가 결합된다.
한편, 돌출부(132)는 다수의 LED칩(110) 각각을 분리하며, LED칩(110)의 양측 벽에 접촉될 수 있도록 분리벽(134)이 돌출되어 형성된다.
즉, 분리벽(134)은 LED칩(110)이 작동하면서 발생되는 열을 용이하게 냉각시키기 위해서 받침부(130)와 접촉면적을 최대한 넓히기 위한 것이다.
또한, 반구렌즈(140)는 LED칩(110)의 상측에 결합되어 LED 빛의 확산을 억제하며 집광시켜 조사되도록 하며, 반구형상으로 형성한다.
또한, 반구렌즈(140)는 LED 빛의 확산을 억제하되, 반구렌즈(140)의 상측 면에 LED 빛이 집광되어 외부로 최대한 직선으로 조사되도록 한다.
이때, 반구렌즈(140)는 LED칩(110)의 상측에 결합되되, 다수개의 LED칩(110)에 대응되는 개수로 결합된다.
커버(150)는 반구렌즈(140)가 삽입되어 고정되도록 고정공이 형성되며, 체결볼트(160)로 상기 받침부(130)와 체결된다.
체결볼트(160)는 스크류볼트를 사용할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
또한, 체결볼트(160)가 커버(150)에 형성된 체결공(162)에 삽입되어 체결될 때, 체결볼트(160)의 머리 부분이 돌출되지 않고 체결되는 것이 바람직하다.
한편, 받침부(130)는 커버(150)보다 열전도율이 높은 재료인 것이 바람직하다.
특히, 받침부(130)는 구리(Cu)이고, 커버(150)는 알루미늄(Al)인 것이 바람직하다.
따라서, 받침부(130)와 커버(150)의 열전도율이 다른 재료를 사용함으로써, LED칩(110)에서 발생되는 열을 상부, 즉, 반구렌즈(140)의 상부로 방열하지 않고, 하부 즉, 받침부(130)로 유도하여 방열될 수 있다.
LED칩(110)의 열이 받침부(130)로 유도되어 방열되므로, 반구렌즈(140)의 과열을 방지하여 반구렌즈(140)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 반구렌즈(140)의 과열 현상을 미연에 방지할 수 있으므로 LED칩(110)에 가해지는 열이 감소되어 LED칩(110)의 손상을 방지하고 LED칩(110)의 발광효율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 추후 유지보수가 용이하다.
한편, 받침부(130)의 하측 면에는 방열판이 형성되거나 팬 또는 방열판과 팬 둘 다 형성되어 받침부(130)의 하부로 이동되는 열을 더욱 효과적으로 방열시킬 수도 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈(100)의 또 다른 실시예로써, 직각을 이루며 LED칩(110) 및 반구렌즈(140)가 형성될 수도 있고, 그 외의 자외선 LED 조사모듈(100)의 구성요소는 동일하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : LED 조사모듈 110 : LED칩
112 : LED 120 : 기판
130 : 받침부 132 : 돌출부
134 : 분리벽 140 : 반구렌즈
150 : 커버 160 : 체결볼트
162 : 체결공

Claims (4)

  1. LED가 내장된 LED칩;
    상기 LED칩의 하부에 부착되는 기판;
    상기 LED칩의 하측 일부와 직접 접촉되게 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 양측에 상기 기판이 안착되되, 상기 돌출부가 기판의 두께와 동일한 높이로 돌출된 받침부;
    상기 LED칩의 상측에 결합되어 상기 LED의 빛 확산을 억제하며 집광시켜 조사되도록 하는 반구형상의 반구렌즈; 및
    상기 반구렌즈가 삽입되어 고정되도록 고정공이 형성되며, 체결볼트로 상기 받침부와 체결되는 커버;를 포함하고,
    상기 LED칩은, 상기 돌출부의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 다수개가 결합되고,
    상기 받침부는, 상기 커버보다 열전도율이 높은 재료인 것을 특징으로 하고,
    상기 돌출부는,
    다수의 상기 LED칩을 각각 분리하며, 상기 LED칩의 양측 벽에 접촉되는 분리벽이 형성된 것을 특징으로 하는 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 반구렌즈는,
    상기 LED칩의 상측에 결합되되, 다수개의 LED칩에 대응되게 결합되는 것을 특징으로 하는 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 받침부는, 구리(Cu)이고,
    상기 커버는, 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 UV-LED 경화장치의 LED 조사모듈.
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