KR101270578B1 - Ｌｅｄ 조명 장치 및 그의 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 조명 장치 및 그의 냉각 장치에 관한 것으로, LED에서 발생되는 열을 유체의 상변화 현상을 이용하여 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있는 LED 조명 장치 및 그의 냉각 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치는 방열 케이스, 파우더, 상변화 유체 및 히트 싱크를 포함한다. 방열 케이스는 전면에 LED가 실장된 기판의 후면에 형성되며, 기판의 후면을 포함하여 내부 공간을 형성한다. 파우더는 방열 케이스의 내부 공간에 전체적으로 채워진다. 상변화 유체는 방열 케이스의 내부 공간에 주입되어 파우더의 공극 사이에 분포되고, LED에서 발생되는 열에 의해 기화된다. 그리고 히트 싱크는 방열 케이스의 기판이 형성된 면과 반대쪽 외부 면에 형성되며, 방열 케이스에서 전달받은 열을 외부로 방출한다. 본 발명에 따른 LED 조명 장치는 적어도 하나의 LED와, 전면에 LED가 실장된 기판 및 LED가 실장된 영역을 덮도록 기판의 후면에 설치된 냉각 장치를 포함한다.

Description

ＬＥＤ 조명 장치 및 그의 냉각 장치{LED Lighting Apparatus And Cooling Apparatus Thereof}
본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 조명 장치에서 발생되는 열을 유체의 상변화 현상을 이용하여 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있는 LED 조명 장치 및 그의 냉각 장치에 관한 것이다.
LED를 이용한 LED 조명 장치는 기존의 조명 장치, 예컨대 형광등, 백열등, 할로겐등, 수은등, 나트륨등, 메탈등에 비해서 전력 소모가 적고, 수명이 길며 자연광에 가까운 조명이 가능한 장점을 갖고 있기 때문에, 기존의 조명 장치를 대체하고 있다.
이와 같은 LED 조명 장치에 사용되는 LED는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 이러한 LED의 밝기는 LED에 인가되는 전류의 세기에 비례하고, LED에 인가되는 전류의 세기는 또한 LED에서 발산하는 열의 세기에 비례한다. 따라서 LED의 밝기를 밝게 하기 위해서는 고전류를 인가하여야 하지만 LED이 발산하는 열로 인해 LED가 손상을 받기 때문에, 무한정 높은 전류를 인가할 수 없는 문제점이 있다. 즉 LED에 인가되는 전류를 높이면 LED에서 발산하는 열이 높아진다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, thermal interface materal(TIM)을 삽입거나 히트 파이프를 이용하여 LED에서 발산하는 열을 방출한다. 그러나 TIM을 삽입한 경우는, TIM물질의 열전도도에 따라 열 방출효과가 차이가 나고 TIM 물질 자체가 열전도도가 높지 않기 때문에 냉각효과가 크지않다. 또한 히트 파이프를 이용하는 경우는, 발열부위인 LED 영역보다 히트파이프 영역을 크게 해야만 방열이 효과적으로 이루어 질수 있고, 히트파이프는 한쪽 방향으로만 열을 전달하여 균일하게 냉각시키는데 어려움이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 LED에서 발생되는 열을 유체의 상변화 현상을 이용하여 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있는 LED 조명 장치 및 그의 냉각 장치에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 LED에서 발생되는 열을 LED의 위치와 무관하게 외부로 방출시킬 수 있는 LED 조명 장치 및 그의 냉각 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방열 케이스, 파우더, 상변화 유체 및 히트 싱크를 포함하는 LED 조명 장치의 냉각 장치를 제공한다. 상기 방열 케이스는 전면에 LED가 실장된 기판의 후면에 형성되며, 상기 기판의 후면을 포함하여 내부 공간을 형성한다. 상기 파우더는 상기 방열 케이스의 내부 공간에 전체적으로 채워진다. 상기 상변화 유체는 상기 방열 케이스의 내부 공간에 주입되어 상기 파우더의 공극 사이에 분포되고, 상기 LED에서 발생되는 열에 의해 기화된다. 그리고 상기 히트 싱크는 상기 방열 케이스의 상기 기판이 형성된 면과 반대쪽 외부 면에 형성되며, 상기 방열 케이스에서 전달받은 열을 외부로 방출한다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치에 있어서, 상기 방열 케이스는, 상기 LED가 실장된 영역에 대응하는 상기 기판의 후면 영역을 둘러싸는 관 형태의 관부와, 상기 관부와 일체로 형성되어 상기 관부의 상단부를 덮으며, 상기 기판의 후면과 마주보는 면의 후면에 상기 히트 싱크가 형성된 덮개판을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치에 있어서, 상기 방열 케이스는, 내부 공간이 저압 상태일 수 있다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치에 있어서, 상기 파우더는, 세라믹 파우더, 금속 파우더 및 폴리머 파우더 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치에 있어서, 상기 상변화 유체는, 에탄올, 아세톤, 메탈올 및 물 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치에 있어서, 상기 상변화 유체는, 상기 방열 케이스 내부 공간에 상기 파우더 공극 면적의 50% ~ 70%로 주입될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 LED 조명 장치의 냉각 장치는, 상기 방열 케이스 및 상기 히트 싱크는 일체로 형성될 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 LED와, 전면에 상기 LED가 실장된 기판 및 상기 LED가 실장된 영역을 덮도록 상기 기판의 후면에 설치된 냉각 장치를 포함하는 LED 조명 장치를 제공한다. 이 때 상기 냉각 장치는 방열 케이스, 파우더, 상변화 유체 및 히트 싱크를 포함한다. 상기 방열 케이스는 전면에 LED가 실장된 기판의 후면에 형성되며, 상기 기판의 후면을 포함하여 내부 공간을 형성한다. 상기 파우더는 상기 방열 케이스의 내부 공간에 전체적으로 채워진다. 상기 상변화 유체는 상기 방열 케이스의 내부 공간에 주입되어 상기 파우더의 공극 사이에 분포되고, 상기 LED에서 발생되는 열에 의해 기화된다. 그리고 상기 히트 싱크는 상기 방열 케이스의 상기 기판이 형성된 면과 반대쪽 외부 면에 형성되며, 상기 방열 케이스에서 전달받은 열을 외부로 방출한다.
본 발명은 LED가 실장된 기판의 후면에 유체의 상변화 현상을 이용한 냉각 장치가 설치되기 때문에, LED에서 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출시켜 LED를 냉각시킬 수 있다.
또한 냉각을 위한 상변화 유체가 파우더의 모세관력에 의해 방열 케이스의 내부 공간에 균일하게 분포되기 때문에, LED에서 발생되는 열을 LED의 위치와 무관하게 외부로 방출시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치를 갖는 LED 조명 장치를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 LED 조명 장치의 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치를 갖는 LED 조명 장치의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치를 갖는 LED 조명 장치를 보여주는 일부 절개 사시도이다. 도 2는 도 1의 LED 조명 장치의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, LED(10), 기판(20) 및 냉각 장치(70)를 포함하여 구성된다. 기판(20)의 전면(21)에 적어도 하나의 LED(10)가 실장되고, 기판(20)의 후면(23)에 냉각 장치(70)가 설치된다. 이때 냉각 장치(70)는 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에 상변화 유체(40)가 담긴 구조를 가지며, 상변화 유체(40)의 상변화 현상을 이용하여 LED(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출하여 LED(10)를 냉각시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(70)를 갖는 LED 조명 장치(100)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
LED(10)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자이다. 이때 LED(10)는 패키지 형태로 구현될 수 있다.
기판(20)은 전면(21)과, 전면(21)에 반대되는 후면(23)을 갖는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로서, 전면(21)에 적어도 하나의 LED(10)가 실장되며, 후면(23)에 냉각 장치(70)가 설치된다. 이때 기판(20)으로는 경성 인쇄회로기판(RPCB; Rigid PCB), 연성 인쇄회로기판(FPCB; Flexible PCB), 세라믹기판 중의 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 RFPCB(Rigid Flexible PCB) 등이 사용될 수 있다.
그리고 냉각 장치(70)는 LED(10)가 실장된 영역에 대응하는 기판(20)의 후면(23) 영역을 덮도록 기판(20)의 후면(23)에 설치되어 LED(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(70)는 방열 케이스(30), 파우더(40), 상변화 유체(50) 및 히트 싱크(60)를 포함한다.
방열 케이스(30)는 기판의 후면(23)에 부착되어 기판(20)의 후면(23)과 함께 내부 공간(35)을 형성한다. 이때 내부 공간(35)은 상변화 유체(40)를 담을 수 있는 공간으로 사용되며, 아울러 상변화 유체(40)의 상변화가 이루어지는 공간으로 사용된다. 방열 케이스(30)의 소재로는 열전도성이 양호한 구리, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금 소재가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
이 경우에 방열 케이스(30)는 관부(31)와 덮개판(33)을 포함할 수 있다. 관부(31)는 LED(10)가 실장된 영역에 대응하는 기판(20)의 후면(23) 영역을 둘러싸는 관 형태를 갖는다. 덮개판(33)은 관부(31)와 일체로 형성되어 관부(31)의 상단부를 덮으며, 기판(20)의 후면(23)과 마주보는 면의 후면에 히트 싱크(60)가 형성된다. 예컨대 방열 케이스(30)는 기판(20)의 후면(23)과 마주보는 쪽이 개방되고 반대쪽은 막혀 있는 원통형의 박스 형태로 구현될 수 있다. 이때 방열 케이스(30)는 기판(20)의 후면(23)에 설치되어 상변화 유체(50)가 세지 않도록 기판(20)의 후면(23)에 기밀하게 설치된다. 기판(20)의 후면(23)과 방열 케이스(30)가 형성하는 내부 공간(35)은 상변화 유체(50)를 담을 수 있는 공간으로 사용된다. 관부(31)는 본 발명의 실시예에서는 원통관으로 형성된 예를 개시하였지만, 그 외 사각관, 오각관 등과 같은 다각관 형태도 가능하고, 기판(20)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
이 경우에 방열 케이스(30)는 내부 공간(35)이 저압 상태일 수 있다. 상변화 유체(50)는 상압보다 낮은 저압 상태에서 상변화가 더 잘 일어난다. 따라서 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)이 저압 상태인 경우, 상변화 유체(50)의 상변화가 더 원활해져 LED에서 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출시켜 LED를 냉각시킬 수 있다. 이 때 저압 상태로 만들기 위해서 방열 케이스(30)나 기판(20)에 작은 구멍을 생성한 후 관을 삽입해서 펌프로 저압 상태를 만든 후 구멍을 밀봉하는 방법이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
파우더(40)는 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에 전체적으로 채워진다. 여기서 파우더(40)는 상변화 유체(50)와 화학적 반응을 일으키지 않는 안정된 물질로서, 공극(41)을 가지고 있어서 공극(41) 사이로 상변화 유체(50)가 분포될 수 있는 미세입자이다. 이 때 파우더(40)의 공극(41) 사이로 상변화 유체(50)가 주입되면, 파우더(40)의 공극(41)에 모세관력이 발생한다. 여기서 모세관력(Capillary Force)이란, 유체가 세장한 튜브 내 또는 미세 다공성 물질 사이와 같이 좁은 공간 사이로 이동하는 현상을 일으키는 힘으로써, 히트 파이프에서 유체를 이동시키는 Driving Force로 이용된다. 이로 인해 주입된 상변화 유체(50)가 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에서 파우더(40)의 공극(41) 사이로 이동하여 전체적으로 균일하게 분포될 수 있다. 그리고 이처럼 냉각을 위한 상변화 유체(50)가 중력과 무관하게 모세관력에 의해 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에 균일하게 분포될 수 있으므로, LED(10)의 위치가 LED 조명 장치(100)에서 하면인 경우 뿐만 아니라 측면이나 상면인 경우에도 효과적으로 방열을 할 수 있다. 이 때 파우더(40)로는 모세관력을 일으킬 수 있는 물질로서, 예컨대 세라믹 파우더, 금속 파우더 및 폴리머 파우더 등의 물질이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
상변화 유체(50)는 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에 주입되어 기판(20)의 후면(23)을 덮으며, LED(10)에서 발생되는 열에 의해 기화된다. 방열 케이스(30)에 주입되는 상변화 유체(50)의 양은 방열 케이스(30) 안쪽에 노출된 기판(20)의 후면(23) 부분을 덮을 수 있으며, 특히 상변화에 의해 기화되는 양이 발생하더라도 기판(20)의 후면(23)을 덮을 수 있는 양이 주입된다. 이 때 상변화 유체(50)로는 LED(10)에서 발생되는 열에 의해 기화될 수 있는 물질로서, 예컨대 에탄올, 아세톤, 메탈올 또는 물 등의 물질이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상변화 유체(50)는 방열 케이스(30) 내부 공간에 파우더(40) 공극(41) 면적의 50% ~ 70%로 주입될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 때 LED(10)의 발열 정도에 따라 가장 효과적으로 방열을 할 수 있는 상변화 유체(50)의 주입량을 선택하는 것이 바람직하다.
한편 상변화 유체(50)가 주입된 방열 케이스(30)에 기판(20)은 다음과 같이 설치될 수 있다. 즉 파우더(40)가 채워진 방열 케이스(30)에 상변화 유체(50)를 주입한 후, 기판(20)의 후면(23)을 방열 케이스(30)의 관부(31)에 부착하여 설치할 수 있다. 이 때 저압 상태가 아닌 상압 상태로 상변화 유체(50)가 주입된 방열 케이스(30)에 기판(20)을 부착할 수도 있지만, 상변화 유체(50)는 저압 상태에서 보다 잘 상변화가 일어나기 때문에, 저압 상태에서 부착 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
그리고 히트 싱크(60)는 방열 케이스((30)의 기판(20)이 형성된 면과 반대쪽 외부 면에 형성되며, 방열 케이스(30)에서 전달받은 열을 외부로 방출시킨다. 히트 싱크(60)는 덮개판(33)의 상부면에 공기 접촉 면적을 높이기 위해서 다수의 요철 형태로 형성될 수 있다. 이때 히트 싱크(60)의 소재로는 열전도성이 양호한 구리, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금 소재가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 히트 싱크(60)는 방열 케이스(30)와 일체로 형성될 수 있다. 그리고 히트 싱크(60)는 방열 케이스(30)의 관부(31)의 외측면에도 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치(100)는 기판(20)의 후면(23)에 설치된 냉각 장치(70)를 통하여 LED(10)에서 발생되는 열을 외부로 효과적으로 방출한다. 즉 LED(10)에서 발생되는 열은 기판(20)의 후면(23)에 설치된 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)를 통하여 외부로 방출될 수 있다.
특히 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치(100)는 LED(10)에서 발생되는 열이 기판(20)을 통하여 상변화 유체(50)에 전달된다. 상변화 유체(45)는 기판(20)으로부터 전달받은 열에 의해 기화되어 날아가고, 기화된 상변화 유체(50)는 히트 싱크(60)와 연결되어 있는 방열 케이스(30)의 내부면에 접촉되면서 열을 잃게되어 액화된다. 상변화 유체(50)를 통해 전달된 열은 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)를 통하여 외부로 배출된다. 한편 액화된 상변화 유체(50)는 모세관력에 의해 파우더(40)의 공극(41)을 따라 기판(20)의 후면(23) 방향으로 이동한다. 그리고 이와 같이 상변화 유체(50)가 반복적으로 순환하면서 LED(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키기 때문에, 열을 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(70)는 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)가 일체로 형성될 수 있다. 예컨대 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)는 금속판을 스탬핑 또는 프레스하여 형성하거나 주조하여 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(70)는 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)가 일체로 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 히트 싱크(60)는 방열 케이스(30)와 별도로 제작한 후, 방열 케이스(30)의 덮개판(33)에 설치할 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(70)를 갖는 LED 조명 장치(100)의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 장치(70)를 갖는 LED 조명 장치(100)의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면이다.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 전면(21)에 복수의 LED(10)가 실장된 기판(20)을 준비한다.
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 일체로 형성된 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)를 준비한다. 예컨대 방열 케이스(30) 및 히트 싱크(60)는 금속판을 스탬핑하여 형성하거나 주조하여 일체로 형성할 수 있다. 금속판의 소재로는 열전도성이 양호한 구리, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금 소재가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에 전체적으로 파우더(40)를 채운다.
다음으로 도 6에 도시된 바와 같이, 방열 케이스(30)의 내부 공간(35)에 상변화 유체(50)를 주입한다. 이때 상변화 유체(50)는 방열 케이스(30) 안쪽에 노출된 기판(20)의 후면(21) 부분을 덮을 수 있는 양을 주입하되, 상변화에 의해 기화되는 양이 발생하더라도 기판(20)의 후면(23)을 덮을 수 있는 있는 양을 방열 케이스(30)에 주입한다. 이때 상변화 유체(50)로는 LED(10)에서 발생되는 열에 의해 기화될 수 있는 물질로서, 예컨대 에탄올, 아세톤, 메탈올 또는 물 등의 물질이 사용될 수 있다.
그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(20)의 후면(23)을 방열 케이스(30)의 관부(31)에 부착함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치(100)의 제조가 완료된다. 이때 관부(31)와 기판(20) 사이로 상변화 유체(50)가 새는 것을 방지하기 위해서, 실링제를 사용하여 관부(31)에 기판(20)을 부착할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : LED 20 : 기판
21 : 전면 23 : 후면
30 : 방열 케이스 31 : 관부
33 : 덮개판 35 : 내부 공간
40 : 파우더 41 : 공극
50 : 상변화 유체 60 : 히트 싱크
70 : 냉각 장치 100 : LED 조명 장치

Claims (8)

  1. 전면에 LED가 실장된 기판의 후면에 형성되며, 상기 기판의 후면을 포함하여 내부 공간을 형성하는 방열 케이스;
    상기 방열 케이스의 내부 공간에 전체적으로 채워지는 파우더;
    상기 방열 케이스의 내부 공간에 주입되되 상기 방열 케이스의 내부 공간에 채워진 상기 파우더보다는 낮게 채워지게 주입되어 상기 파우더의 공극 사이에 분포되는 상변화 유체;
    상기 방열 케이스의 상기 기판이 형성된 면과 반대쪽 외부 면에 형성되며, 상기 방열 케이스에서 전달받은 열을 외부로 방출하는 히트 싱크;를 포함하고,
    상기 방열 케이스에 대해서 상기 LED가 하면, 상면 또는 측면에 위치하더라도, 상기 상변화 유체는 상기 LED에서 발생되는 열에 의해 기화되고, 기화된 상변화 유체는 상기 방열 케이스의 내부 공간의 내부면에 접촉되면서 열을 잃게되어 액화되고, 액화된 상변화 유체는 모세관력에 의해 상기 방열 케이스의 내부 공간에 채워진 상기 파우더의 공극을 따라서 이동하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방열 케이스는,
    상기 LED가 실장된 영역에 대응하는 상기 기판의 후면 영역을 둘러싸는 관 형태의 관부;
    상기 관부와 일체로 형성되어 상기 관부의 상단부를 덮으며, 상기 기판의 후면과 마주보는 면의 후면에 상기 히트 싱크가 형성된 덮개판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방열 케이스는,
    내부 공간이 저압 상태인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파우더는,
    세라믹 파우더, 금속 파우더 및 폴리머 파우더 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상변화 유체는,
    에탄올, 아세톤, 메탈올 및 물 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상변화 유체는,
    상기 방열 케이스 내부 공간에 상기 파우더 공극 면적의 50% ~ 70%로 주입되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 케이스 및 상기 히트 싱크는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 냉각 장치.
  8. 적어도 하나의 LED;
    전면에 상기 LED가 실장된 기판;
    상기 LED가 실장된 영역을 덮도록 상기 기판의 후면에 설치된 냉각 장치;
    를 포함하며,
    상기 냉각 장치는,
    전면에 LED가 실장된 기판의 후면에 형성되며, 상기 기판의 후면을 포함하여 내부 공간을 형성하는 방열 케이스;
    상기 방열 케이스의 내부 공간에 전체적으로 채워지는 파우더;
    상기 방열 케이스의 내부 공간에 주입되되 상기 방열 케이스의 내부 공간에 채워진 상기 파우더보다는 낮게 채워지게 주입되어 상기 파우더의 공극 사이에 분포되는 상변화 유체;
    상기 방열 케이스의 상기 기판이 형성된 면과 반대쪽 외부 면에 형성되며, 상기 방열 케이스에서 전달받은 열을 외부로 방출하는 히트 싱크;를 포함하고,
    상기 방열 케이스에 대해서 상기 LED가 하면, 상면 또는 측면에 위치하더라도, 상기 상변화 유체는 상기 LED에서 발생되는 열에 의해 기화되고, 기화된 상변화 유체는 상기 방열 케이스의 내부 공간의 내부면에 접촉되면서 열을 잃게되어 액화되고, 액화된 상변화 유체는 모세관력에 의해 상기 방열 케이스의 내부 공간에 채워진 상기 파우더의 공극을 따라서 이동하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치를 갖는 LED 조명 장치.
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