KR101300577B1 - 자동차용 ｌｅｄ 램프 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 F-PCB에 히트 싱크와 LED를 일체로 탑재하고, 이 히트 싱크를 백 커버에 압착하여 설치할 수 있도록 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 조립하여 사용할 수 있도록 한 자동차용 LED 램프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 F-PCB기판에 바로 LED를 접속하여 하나의 모듈 형태로 제작하기 때문에 와이어의 피복 등을 벗겨내는 등의 부수적인 공정을 거치지 않아도 되어 그만큼 제조공정을 줄일 수 있어 제조효과를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 LED 램프의 제조방법은, 히트 싱크 플레이트에 복수의 히트 싱크가 미리 정해진 간격으로 이격되어 있으면서 적어도 2열로 배치되어 각각 연약부로 연결되어 분리가능하도록 가공하는 제1단계; 상기 히트 싱크의 열을 따라 일면에 F-PCB기판(Flexible-PCB)을 부착하는 제2단계; 상기 각 히트 싱크 위에 F-PCB기판과 전기적으로 통전되도록 LED를 탑재하고, 상기 히트 싱크 플레이트로부터 히트 싱크를 분리하는 제3단계; 일열에 복수의 LED장착면이 형성된 장착열이 나란하게 형성된 백 커버를 형성하는 제4단계; 및 상기 장착열 위에 F-PCB기판이 적층되게 하고, 이 F-PCB기판에 탑재된 각 히트 싱크를 각 LED장착면에 장착하여 고정시키는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 ＬＥＤ 램프 및 그 제조방법{LED LAMP FOR VEHICLE AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차용 LED 램프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쉽게 접을 수 있는 플렉시블형인 F-PCB에 히트 싱크와 LED를 탑재한 다음, 히트 싱크를 백 커버에 압착하여 바로 LED 램프를 제조할 수 있도록 함으로써, 제조가 용이할 뿐만 아니라 쉽고 신속하게 조립하여 제조할 수 있도록 한 것이다.
최근 들어 LED는 조명 뿐만 아니라 자동차용 램프 등에도 많이 적용되어 실용화되고 있다. 도 1에는 LED를 자동차용 헤드 램프에 적용한 일예를 보여주고 있다. 이러한 LED 램프는, LED의 조사각도와 범위를 고려하여 LED를 지지할 수 있도록 형성된 백 커버(10), 백 커버(10)에 계단식으로 형성된 장착면(11)에 설치되는 히트 싱크(20), 이 히트 싱크(20) 위에 탑재되는 LED(30)를 포함하여 구성된다.
특히, 상기 LED(30)는 각 장착면(11)에 하나씩 장착되게 되는데, 복수의 LED(30)를 한번에 온오프 제어하기 위해서는, 도 2와 같이, 와이어(W)로 연결하여 하나의 회로를 구성하게 된다.
하지만, 이러한 종래의 와이어를 이용하여 LED 램프의 회로를 구성하는 경우 다음과 같은 문제가 발생하였다.
(1) LED와 전기적으로 통전시키기 위하여 와이어를 연결해야 하는데 LED의 크기가 작아 전기적으로 접속시키는 공정에 어려움이 있었다.
(2) 이처럼 전기적으로 LED와 접속된 와이어가 외부에 노출되어 있기 때문에 LED의 교체작업이라든가 점검시 등에 와이어를 보호하기 위한 피복이 벗겨지는 경우가 있고 이로 인하여 램프의 고장 또는 기능이 저하되는 요인으로 작용하였다.
(3) 와이어를 인접한 LED 사이를 연결시켜 주기 위해서는 와이어 단부의 피복을 벗겨내야 하는데 단순히 벗겨내는 작업을 반복해야 하는데 따른 피로도가 높아질 뿐만 아니라 공정수의 증가로 인하여 제조효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다.
(4) 히트 싱크와 LED를 결합시키는 구조가 복잡할 뿐만 아니라 이로 인하여 결합시간이 많이 걸려 결과적으로 제조효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다.
(5) 복수의 LED에 각각 대응되게 설치되는 각각의 히트 싱크가 장착면에 불안정하게 장착되어 있기 때문에 차량의 주행중 발생되는 진동 등에 의하여 장착면으로부터 이탈되는 경우가 발생하였다.
(5) 와이어의 피복을 벗겨내어 LED와 접속시켜야 하는 등의 조립시 번거로운 작업공정을 거쳐야 하기 때문에 그만큼 작업 효율을 저하시키는 요인으로 작용하였다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, F-PCB에 히트 싱크와 LED를 일체로 탑재하고, 이 히트 싱크를 백 커버에 압착하여 설치할 수 있도록 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 조립하여 사용할 수 있도록 한 자동차용 LED 램프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 F-PCB기판에 바로 LED를 접속하여 하나의 모듈 형태로 제작하기 때문에 와이어의 피복 등을 벗겨내는 등의 부수적인 공정을 거치지 않아도 되어 그만큼 제조공정을 줄일 수 있어 제조효과를 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 LED 램프 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 LED 램프의 제조방법은, 히트 싱크 플레이트에 복수의 히트 싱크가 미리 정해진 간격으로 이격되어 있으면서 적어도 2열로 배치되어 각각 연약부로 연결되어 분리가능하도록 가공하는 제1단계; 상기 히트 싱크의 열을 따라 일면에 F-PCB기판(Flexible-PCB)을 부착하는 제2단계; 상기 각 히트 싱크 위에 F-PCB기판과 전기적으로 통전되도록 LED를 탑재하고, 상기 히트 싱크 플레이트로부터 히트 싱크를 분리하는 제3단계; 일열에 복수의 LED장착면이 형성된 장착열이 나란하게 형성된 백 커버를 형성하는 제4단계; 및 상기 장착열 위에 F-PCB기판이 적층되게 하고, 이 F-PCB기판에 탑재된 각 히트 싱크를 각 LED장착면에 장착하여 고정시키는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 LED장착면에는 관통구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히트 싱크 및 여기에 중첩된 F-PCB기판에는 장착구멍이 형성되고, 상기 LED장착면에는 상기 장착구멍에 압입되어 끼워질 수 있도록 삽입돌기가 더 형성된 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 본 발명은 상술한 자동차용 LED 램프의 제조방법에 의해 제조된 자동차용 LED 램프를 포함한다.
본 발명의 자동차용 LED 램프 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) LED 램프의 조립 구조를 단순화할 수 있게 되어 제조에 따른 원가 절감 효과와 함께 조립 공정을 줄여 조립 성능을 향상시킬 수 있다.
(2) 특히, 기존과 같이 와이어의 작업시 통전을 위해 와이어의 피복을 벗겨내는 등의 작업공정을 거치지 않아도 되기 때문에 필요없는 공정수의 감소로 제조 효율을 더욱 더 높일 수 있게 된다.
(3) 히트 싱크를 백 커버에 압입하여 장착하면 되기 때문에 조립 공정을 보다 쉽고 빠르게 할 수 있을 뿐만 아니라 숙련자가 아니더라도 쉽고 정확하게 LED모듈을 조립할 수 있게 된다.
(4) F-PCB를 이용하여 LED간 사이의 제어가 이루어지기 때문에 이 F-PCB의 휨 성질을 이용할 수 있게 되어 백 커버의 형상에 맞춰 LED의 장착위치를 조절해 가면서 원하는 위치에 쉽고 신속하게 조립할 수 있게 된다.
(5) 이에 차량의 종류나 램프의 종류에 따라서 히트 싱크의 장착위치가 결정되게 되면 이에 맞게 히트 싱크와 F-PCB기판의 장착위치 및 형상에 따른 설계변경을 통해 쉽게 변형하여 제작할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 LED 램프의 일예를 보여주는 사시도.
도 2는 종래 LED 램프의 LED 장착 상태를 보여주기 위하여 일부를 확대한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 히트 싱크 플레이트의 가공된 형상을 보여주기 위한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 F-PCB기판의 장착된 상태를 보여주기 위한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 히트 싱크 위에 LED가 탑재된 상태를 보여주기 위한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 LED의 탑재 상태를 개략적으로 보여주기 위한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 히트 싱크 플레이트로부터 LED가 탑재된 히트 싱크를 분리한 상태를 보여주는 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 백 커버의 일예를 보여주기 위한 사진.
도 9는 본 발명에 따라 백 커버에 LED가 탑재된 히트 싱크를 장착하는 상태를 보여주기 위하여 일부를 확대한 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 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 가장 바람직한 일 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.
(제조방법)
본 발명에 따른 자동차용 LED램프의 제조방법은, 히트 싱크 플레이트(100) 상에 미리 정해진 위치에 각각 히트 싱크(110)가 일렬 형태로 형성하고, 그 위에 F-PCB기판(200)을 부착하여 LED를 탑재할 수 있도록 한 것이다. 이에, F-PCB기판(200)의 휨 성질을 이용하여 쉽게 장착위치에 맞게 모양을 변형시켜서 조립할 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 히트 싱크(110)를 백 커버(400)에 압착하여 조립할 수 있도록 함으로써, LED 램프를 쉽고 신속하게 조립할 수 있는 것이다.
이하, 이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 제조방법은 이하에서 설명하는 바와 같이 5단계에 걸쳐 수행된다.
제1단계는, 도 3과 같이, 히트 싱크(110)를 형성하는 단계이다. 히트 싱크(110)는 판상 형태의 히트 싱크 플레이트(100)에 형성하게 된다. 이때, 히트 싱크 플레이트(100)는 폭보다 길이가 긴 판상 부재를 이용한다.
이때, 상기 히트 싱크 플레이트(100)는 히트 싱크(110)가 적어도 2열로 형성할 수 있는 크기의 것을 이용하는 것이 바람직하나, 더욱 바람직하기로는 하나의 LED램프에서 필요로 하는 LED에 필요한 갯수만큼의 히트 싱크(110)를 한번에 형성할 수 있는 것을 이용하는 것이 좋다. 도 3에서는, 히트 싱크(110)가 4열로 형성된 예를 보여주고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 히트 싱크 플레이트(100)는 히트 싱크(110)의 열이 짝수열로 이루어지게 하고, 인접한 2개의 히트 싱크(110)의 열을 하나의 F-PCB기판(200)으로 연결하여 사용할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이는 F-PCB기판(200)간의 연결을 최소화할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 각 히트 싱크(110)는 연약부(111)에 의해 히트 싱크 플레이트(100)에 부착되도록 가공함으로써, 후가공시에 히트 싱크 플레이트(100)로부터 각 히트 싱크(110)를 쉽게 분리하여 사용할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 히트 싱크(110)의 제조단계에서는 이 히트 싱크(110)의 양단부에 각각 장착구멍(H)을 더 형성하게 된다. 이 장착구멍(H)은 후술하게 될 백 커버(400)에 히트 싱크(110)를 장착하는데 이용하기 위한 것으로, 백 커버(400)와 함께 설명한다.
또한, 상기 히트 싱크(110)에는 LED(300)를 끼워서 F-PCB기판(200)에 전기적으로 통전가능하게 접속할 수 있도록 삽입구멍(112)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 각 히트 싱크(110)는 미리 정해진 간격, 바람직하기로는 각 LED가 장착될 위치에 맞게 서로 이격된 거리를 유지하도록 형성한다.
제2단계는, 도 4와 같이, F-PCB기판(200)을 히트 싱크(110)에 부착하는 단계이다. 여기서, F-PCB기판(200)이란 Flexible-PCB을 의미하는 것으로 유연하게 굴곡지게 접어서 사용할 수 있는 통상의 기판을 말한다.
이러한 F-PCB기판(200)은 히트 싱크 플레이트(100)에 형성된 (110)의 열에 따라 길게 부착할 수 있도록 띠편 형상으로 제작하여 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 F-PCB기판(200)은 "U"자 형태의 띠편 형태로 형성함으로써, 인접한 2개열의 히트 싱크(110)를 하나의 F-PCB기판(200)을 이용하여 접합할 수 있게 하여 작업성을 향상시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 F-PCB기판(200)에는 상술한 장착구멍(H)과 맞닿는 위치에 장착구멍(미도시됨)이 관통형성된다. 그리고, 상기 F-PCB(200)에는 상술한 삽입구멍(112)과 맞닿는 위치에 LED(300)의 융착을 위한 융착구멍을 더 형성할 수도 있다.
이와 같이 이루어진 F-PCB기판(200)은 일면에 접착제 등을 이용하여 히트 싱크(110)가 형성된 열을 따라 길게 부착한다. 이러한 부착 공정은 통상의 기술로 이루어지는 것으로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
제3단계는, 도 5 내지 도 7과 같이, LED(300)를 탑재하고 히트 싱크(110)를 분리해 내는 과정이다. LED(300)의 탑재는, 도 6과 같이, LED(300)의 와이어를 상술한 삽입구멍(112)에 끼워 이 와이어의 단부가 F-PCB기판(200)과 맞닿게 한 다음 융착 등의 방법으로 고정시킴에 따라 수행된다. 이러한 LED(300)의 탑재기술은 이 분야에서 통상의 기술로 이루어지는 것으로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
히트 싱크(110)의 분리는 히트 싱크 플레이트(100)로부터 각 히트 싱크(110)의 연약부(111)를 절취해 냄에 따라 수행된다.
이처럼 히트 싱크(110)가 분리되게 되면, 도 7과 같이, 띠편 형상의 F-PCB기판(200)에 미리 정해진 간격만큼 이격되게 히트 싱크(110)가 부착되며, 이 히트 싱크(110)에는 F-PCB기판(200)과 전기적으로 연결된 LED(300)가 탑재되게 된다.
이러한 F-PCB기판(200)은 이웃한 히트 싱크(110) 사이의 구간에서 곡률지게 절곡가능한 상태가 된다.
제4단계는, 도 8 및 도 9와 같이, 백 커버(400)를 형성하는 단계이다. 백 커버(400)는 실질적으로 LED가 장착되는 램프의 전면 형상을 이루게 된다. 이러한 백 커버(400)는 램프의 종류나 장착 위치 등에 따라 다양한 형태로 제작하게 되는데, 여기에는 복수의 LED(300)가 행렬 형태로 배치되도록 장착된다.
이에, 상기 백 커버(400)에는 전면에 복수의 LED(300)가 하나의 장착열(410)을 구성하고, 이러한 장착열(410)이 미리 정해진 간격으로 배치되도록 복수열로 형성되게 된다. 도 8에서는 4열의 장착열(410)이 계단식으로 형성된 예를 보여준다.
이때, 상기 각 장착열(410)에는 1열에 장착되는 LED(300)의 숫자만큼 LED장착면(411)이 형성되어 있다. 특히, 상기 각 LED장착면(411)에는 각각 관통구멍(411a)을 형성함으로써, LED모듈에서 발생되는 열이 백 커버(400)의 뒷쪽을 통해 열배출이 잘 이루어질 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 LED장착면(411)에는 상술한 장착구멍(H)과 마주보는 위치에 삽입돌기(411b)가 돌출형성된다. 이 삽입돌기(411b)는 히트 싱크(110)의 장착시 이용된다.
제5단계는, 도 9와 같이, 히트 싱크(110)를 해당 LED장착면(411)에 장착하는 단계이다. 이를 위하여 우선, 히트 싱크(110)가 부착된 F-PCB기판(200)을 백 커버(400)의 장착열(410) 위로 적층시킨다. 이때, 각 히트 싱크(410)는 각각의 LED장착면(411) 위에 위치하도록 적층한다.
이어, LED장착면(411)을 잡아 장착구멍(H)이 삽입돌기(411b)와 겹쳐지게 하여 힘을 가함에 따라 이 삽입돌기(411b)가 장착구멍(H)에 끼워지면서 조립이 완성되게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 히트 싱크 플레이트(100)에서 히트 싱크(110)를 분리하지 않고 F-PCB기판(200)을 부착하고 그 위에 LED(300)를 미리 정해진 위치에 탑재된 F-PCB기판(200)을 바로 백 커버(400)에 압착식으로 장착할 수 있게 되어 구조가 간단하면서도 쉽게 장착하여 LED 램프를 조립할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제4단계는 제1단계 내지 제3단계와는 무관하게 진행할 수 있기 때문에, 제4단계가 제1단계보다 먼저 수행하더라도 조립에는 아무런 영향이 없다.
(LED 램프)
본 발명은 상술한 바와 같은 제조방법으로 제조된 자동차용 LED 램프를 포함한다.
100 : 히트 싱크 플레이트
110 : 히트 싱크
111 : 연약부
112 : 삽입구멍
200 : F-PCB기판
300 : LED
400 : 백커버
410 : 장착열
411 : LED장착면

Claims (4)

  1. 히트 싱크 플레이트(100)에 복수의 히트 싱크(110)가 미리 정해진 간격으로 이격되어 있으면서 적어도 2열로 배치되어 각각 연약부(111)로 연결되어 분리가능하도록 가공하는 제1단계;
    상기 히트 싱크(110)의 열을 따라 일면에 F-PCB기판(Flexible-PCB)(200)을 부착하는 제2단계;
    상기 각 히트 싱크(110) 위에 F-PCB기판(200)과 전기적으로 통전되도록 LED(300)를 탑재하고, 상기 히트 싱크 플레이트(100)로부터 히트 싱크(110)를 분리하는 제3단계;
    일열에 복수의 LED장착면(411)이 형성된 장착열(410)이 나란하게 형성된 백 커버(400)를 형성하는 제4단계; 및
    상기 장착열(410) 위에 F-PCB기판(200)이 적층되게 하고, 이 F-PCB기판(200)에 탑재된 각 히트 싱크(110)를 각 LED장착면(411)에 장착하여 고정시키는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 LED 램프의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED장착면(411)에는 관통구멍(411a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 LED 램프의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 싱크(110) 및 여기에 중첩된 F-PCB기판(200)에는 장착구멍(H)이 형성되고,
    상기 LED장착면(411)에는 상기 장착구멍(H)에 압입되어 끼워질 수 있도록 삽입돌기(411b)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 LED 램프의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 의한 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 자동차용 LED 램프.
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