KR101317236B1 - 절연소재의 방열베이스를 이용한 dpm 방식의 led 모듈 제조 방법 및 이를 이용한 led 조명등 - Google Patents
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Abstract
본 발명 절연소재의 방열베이스와 DPM(Direct Pattern Method) 방식의 LED조명, BLU(Back Light Unit) 장치 및 그의 제조방법은 절연소재의 방열베이스 상부에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로패턴을 인쇄하는 단계와, 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크를 인쇄하는 단계와, 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 크림솔더를 인쇄하는 단계와, 크림솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계와, LED 칩 실장 후 크림솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.
Description
본 발명은 전도성 잉크를 이용하여 전기 회로 패턴을 직접 인쇄한 절연소재의 방열베이스에 다수의 LED 칩을 실장한 것을 특징으로 하는 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM(Direct Pattern Method) 방식의 LED 모듈 제조 방법 및 이를 이용한 LED 조명등에 관한 것이다. 상기와 같은 본 발명은 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 절연소재의 방열베이스 상부에 DPM(Direct Pattern Method) 방식으로 인쇄하여 LED 모듈을 제조하는 것이고, 이를 조명등에 적용한 것에 관한 것이다.
본 발명과 관련한 종래의 기술은 대한민국 등록 특허 제10-0958604호에 개시되어 있는 것이다.
도 1은 상기 종래의 발광다이오드 조명등의 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 발광다이오드 조명등은 복수의 발광다이오드(10a)가 실장된 PCB 모듈(10,110), 상기 PCB 모듈(10,110)이 적어도 하나 설치된 내부 바닥면(20a)의 상부에 상기 발광다이오드(10a)에서 발생된 빛이 방출되는 개구(20b)가 형성된 케이스(20), 외부 전원(미도시)에서 공급되는 AC전원을 DC전원으로 변환시켜 상기 PCB 모듈(10,110)에 공급하는 컨버터(30,130)를 포함하여 구성되는 것이다. 이때, 상기 케이스(20)의 내부에는 발광효율을 최대화하기 위하여 양은, 알루미늄, 철판, 스테인레스 또는 아노다이징 등의 재질로 이루어지고 상면에 PCB 모듈(10,110)이 설치되는 반사판이 별도로 구성되는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 케이스(20) 자체의 내면이 반사판 기능을 수행하거나 반사판 재질로 케이스(20)가 구성될 수도 있는 것이다. 또한, 상기 케이스(20)의 외면에는 상기 각각의 PCB 모듈(10,110)에 실장된 발광다이오드(10a)에서 발생된 열을 외부로 용이하게 방출하기 위하여 탄소나노튜브(CNT)를 포함하는 고전도성 도료(20c)가 도포되어 있는 구조이다. 또한 종래의 기술에서 사용하는 고전도성 도료(20c)의 주요 성분인 탄소나노튜브는 열전도도가 1,800~6,000 W/mK로서, 열 전도도가 우수한 금속인 구리(Cu)의 401 W/mK에 비하여 상당히 우수한 열전도도를 갖기 때문에 발광다이오드(10a)에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 배출될 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 종래의 발광다이오드 조명등은 반사판과 상기 반사판에 설치되는 PCB 모듈과 상기 PCB 모듈 상부에 발광다이오드가 실장되는 형태로서 부피가 크고 제조 비용이 많이 소요되며 무게가 무거운 문제점이 있는 것이다. 또한 종래의 발광다이오드 조명등은 열을 외부로 발산하기 위하여 탄소나노튜브를 사용함으로 인하여 제조 비용이 추가되는 문제점이 있는 것이다. 따라서 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무게가 가볍고 제조 비용이 절감되는 LED 조명등을 제공하기 위한 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 LED로 부터 발생하는 열을 용이하게 방산할 수 있는 구조를 제공하기 위한 것이고 또한 절연 소재를 이용함으로 인하여 감전 및 누전을 방지하여 안전하게 사용하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM(Direct Pattern Method) 방식의 LED 모듈 제조 방법은 절연소재의 방열베이스 상부에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 인쇄하는 단계와, 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크를 인쇄하는 단계와, 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 크림솔더를 인쇄하는 단계와, 크림솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계와, LED 칩 실장 후 크림솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다. 또한 상기 제조방법을 통한 LED 모듈을 이용한 LED 조명등은 전원을 공급하기 위한 전원 접속구(215)와 상기 전원 접속구(215)와 일체로 체결되는 것으로 내부에 전원선이 통과하는 홀(212)을 구비한 방열 베이스(210)와, 상기 방열 베이스 상부면에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 DPM(Direct Pattern Method) 방식으로 인쇄한 인쇄회로 패턴(221)과, 상기 인쇄회로 패턴 상부에 인쇄한 PSR 잉크와, 상기 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 인쇄된 크림솔더와, 크림솔더 납땜부에 실장되어 부착된 LED 칩과, 상기 인쇄회로 패턴에 전기적으로 연결되는 전원선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같은 단계로 구성된 본 발명 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM(Direct Pattern Method) 방식의 LED 모듈 제조방법과 LED 조명등은 종래의 인쇄회로기판(PCB)과 인쇄회로기판을 부착하는 공정이 삭제됨으로서 원자재비용과 생산비용을 크게 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한 절연 소재를 사용함으로 인하여 방열베이스와 전원회로 간 누전으로 인한 감전 및 화재 예방이 되므로 설치 및 사용 시 안정성을 확보할 수 있으며 절연소재의 방열베이스에 별도의 절연층을 형성하지 않고 직접 전기 회로 패턴을 인쇄하므로 방열특성이 극대화되어 조명의 수명연장 및 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 발광다이오드 조명등 구성도,
도 2는 본 발명에 적용되는 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM(Direct Pattern Method) 방식의 LED 모듈 제조방법 흐름도,
도 3은 본 발명 DPM 방식의 Direct-Type LED 조명(공장등)등 사시도,
도 4는 본 발명 DPM 방식의 절연소재 방열베이스 상부에 인쇄회로패턴이 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도,
도 5는 본 발명 DPM 방식의 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크가 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도,
도 6은 인쇄회로패턴 면 납땜부에 크림솔더가 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도,
도 7은 크림솔더 인쇄부에 LED 칩이 자동으로 실장된 LED조명(공장)등 구성도,
도 8은 전원선을 인쇄회로 패턴 커넥터에 연결하고 렌즈커버를 조립한 LED조명(공장)등 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM(Direct Pattern Method) 방식의 LED 모듈 제조방법 흐름도,
도 3은 본 발명 DPM 방식의 Direct-Type LED 조명(공장등)등 사시도,
도 4는 본 발명 DPM 방식의 절연소재 방열베이스 상부에 인쇄회로패턴이 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도,
도 5는 본 발명 DPM 방식의 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크가 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도,
도 6은 인쇄회로패턴 면 납땜부에 크림솔더가 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도,
도 7은 크림솔더 인쇄부에 LED 칩이 자동으로 실장된 LED조명(공장)등 구성도,
도 8은 전원선을 인쇄회로 패턴 커넥터에 연결하고 렌즈커버를 조립한 LED조명(공장)등 사시도 이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법 및 이를 이용한 LED 조명등을 도 2 내지 도 8을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법에 대한 흐름도이다. 상기도 2에서 본 발명 절연소재의 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법은 절연소재의 방열베이스 상부에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 인쇄하는 단계(S21)와, 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크를 인쇄하는 단계(S22)와, 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 크림솔더를 인쇄하는 단계(S23)와, 크림솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계(S24)와, LED 칩 실장 후 크림솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계(S25)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 절연소재의 베이스는 열전도성 합성수지를 사용하는데 열전도성 합성수지에는 PBT(Polybutylene Terephthalate), PPS(Polyphenylene Sulfide), PET(Polyethylene Terephthalate), PC(Polycarbonate), PEN(Polybutylene Naphthalate), POM(polyoxy Methylene) 등이 있으며 PBT(Polybutylene Terephthalate) 수지의 경우 기계적 성질이 우수하며 고온에서도 물성 저하폭이 적어 120~130도에서 장시간 사용 가능하며 고온, 고하중에서도 변형이 없으며 난연화가 용이하여 커넥터, 스위치, 소켓, 컴퓨터부품 등 전기, 전자 부품에 많이 사용되고 있으며 장기사용에 따른 흡습에 의한 절연성이 저하되지 않으므로 전기적 특성이 우수하며 내마찰, 내마모성이 우수하여 기어류 등에도 적용되며 내약품성이 우수하여 그리스 등 각종 오일 및 유기용제와 침적하여도 물성의 저하가 일어나지 않으며 성형성이 우수하여 사출 성형 싸이클이 짧은 장점을 가지고 있다. 상기 합성수지에 무기물 입자가 분산된 수지 조성물에 의해 시트 형상으로도 형성되어 이루어지고 상기 수지 조성물에는 상기 무기물 입자로서 1 내지 100nm 중 어느 하나의 입자 직경을 갖는 금속 산화물 입자가 함유되어 있고 상기 금속 산화물 입자가 상기 합성수지와 화학 결합한 상태에서 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 열전도성 합성수지를 제조할 수 있는 것이다. 상기 무기물 입자에는 탄화규소 입자, 질화붕소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 질화갈륨 입자 등이 사용될 수 있으며, 상기 금속 산화물 입자에는 산화규소 입자, 산화알루미늄 입자, 산화지르코니아 입자, 산화티탄 입자, 티탄산바륨 입자, 산화하프늄 입자, 산화철 입자 등이 사용될 수 있다. 상기 열전도성 합성수지를 이용하여 사출 또는 압출공법을 통한 다양한 형태의 우수한 방열베이스를 제조할 수가 있는 것이다. 또한 상기 전도성 잉크는 대한민국 공개 특허공보 10-2007-58816호에 개시되어 있는 것으로 탄소수 2~16이고 1~3의 카르복실기를 가지는 아미노기, 니르토기 등으로 치환되는 직쇄 또는 분지상의 포화 또는 불포화 지방산은 방향족 카르복실산 은 유효량과 은과 킬레이트제 또는 착제를 형성하는 반응성 유기용매와 점도 조절용 극성 또는 비극성 희석용매로 이루어지는 도전선 패턴 형성을 위한 용액은 오르가노 졸 잉크일 수 있으며 또는 금속 나노 입자를 이용한 전도성 잉크일 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명 DPM 방식으로 완성된 Direct-Type LED 조명(공장등)등 사시도 이다. 상기도 3에서 DPM 방식으로 완성된 다이렉트형(Direct-type) LED조명등은 전원의 몸체인 방열 베이스(210)와, 상기 방열 베이스(210)에 일체로 형성된 전원 접속구(215)와, 상기 방열 베이스 상부에 직접 인쇄되고 LED 칩이 실장된 LED 인쇄회로 패턴부(235)와, 상기 전원 접속구(215)와 인쇄회로 패턴을 전기적으로 연결하는 전원선(265)과, 상기 LED 인쇄회로 패턴부(235) 상부를 덮고 방열 베이스에 일체로 체결되는 보호 커버(260)로 구성된 것을 나타내고 있는 것이다.
도 4는 본 발명 DPM 방식의 절연소재 방열베이스 상부에 인쇄회로패턴이 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도이다. 상기도 4에서 DPM 방식의 절연소재 방열베이스 상부에 인쇄회로패턴이 인쇄된 LED 조명등은 절연소재의 방열베이스 상부에 전도성 잉크를 이용하여 인쇄회로(전기회로) 패턴을 인쇄하는 단계와, 인쇄회로패턴(221) 상부에 PSR 잉크를 인쇄하는 단계와, 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 크림솔더를 인쇄하는 단계와, 크림솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계와, LED 칩 실장 후 크림솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계를 포함하여 이루어진 인쇄회로 패턴부(235)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이고, 상기도 4는 절연소재의 방열베이스(210) 상부에 인쇄회로 패턴(221)이 인쇄된 것을 나타내고 있는 것이다.
도 5는 본 발명 DPM 방식의 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크가 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도이다. 상기도 5에서 인쇄회로 패턴(221)이 방열베이스 상부에 인쇄가 이루어진 후 PSR 잉크(230)를 인쇄하는 것을 나타내고 있는 것이다.
도 6은 인쇄회로패턴 면 납땜부에 크림솔더가 인쇄된 LED조명(공장)등 구성도이다. 상기도 6에서 크림솔더(240)는 방열베이스(210) 상부에 인쇄회로 패턴(221)을 인쇄한 후 인쇄회로 패턴(221) 상부에 PSR 잉크(230)를 인쇄하고 상기 인쇄회로 패턴 상부 납땜부에 인쇄하는 것을 나타내고 있는 것이다.
도 7은 크림솔더 인쇄부에 LED 칩이 자동으로 실장된 LED조명(공장)등 구성도이다. 상기도 7에서 LED 칩은 방열베이스(210) 상부에 인쇄회로 패턴(221)을 인쇄한 후, 인쇄회로 패턴(221) 상부에 PSR 잉크(230)를 인쇄하고, 상기 인쇄회로 패턴 상부 납땜부에 크림솔더(240)를 인쇄하고, 상기 크림솔더 남땜부에 LED 칩(250)을 자동으로 실장하며, 상기 크림솔더에 열을 가하여 LED 칩(250)을 납땜하여 부착하는 것이다.
도 8은 전원선을 인쇄회로 패턴에 연결하고 렌즈커버를 조립한 LED조명(공장)등 사시도 이다. 상기도 8에서 본 발명 제조 방법에 의한 LED 조명등은 전원을 공급하기 위한 전원 접속구(215)와 상기 전원 접속구(215)와 일체로 체결되는 것으로 내부에 전원선이 통과하는 홀(212)을 구비한 방열 베이스(210)와, 상기 방열 베이스 상부면에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 DPM(Direct Pattern Method) 방식으로 인쇄한 인쇄회로 패턴(221)과, 상기 인쇄회로 패턴 상부에 인쇄한 PSR 잉크(230)와, 상기 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 인쇄된 크림솔더(240)와, 크림솔더 납땜부에 실장되어 부착된 LED 칩(250)과, 상기 인쇄회로 패턴에 전기적으로 연결되는 전원선(265)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
10,110 : PCB모듈, 10a : 발광다이오드,
20 : 케이스, 20c : 고전도성 도료
210 : 절연소재의 방열베이스, 220 : 인쇄회로패턴 상부,
221 : 인쇄회로패턴, 230 : PSR 잉크,
240 : 크림솔더, 250 : LED 칩,
260 : 렌즈커버
20 : 케이스, 20c : 고전도성 도료
210 : 절연소재의 방열베이스, 220 : 인쇄회로패턴 상부,
221 : 인쇄회로패턴, 230 : PSR 잉크,
240 : 크림솔더, 250 : LED 칩,
260 : 렌즈커버
Claims (11)
- 삭제
- LED 모듈의 절연소재 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법에 있어서,
상기 절연소재 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법은,
PBT(Polybutylene Terephthalate) 또는 PPS(Polyphenylene Sulfide) 또는 PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PC(Polycarbonate) 또는 PEN(Polybutylene Naphthalate) 또는 POM(polyoxy Methylene)으로 된 절연소재 방열베이스 상부에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 인쇄하는 단계(S21)와;
인쇄회로 패턴 상부에 PSR 잉크를 인쇄하는 단계(S22)와;
인쇄회로 패턴 상부 납땜부에 크림솔더를 인쇄하는 단계(S23)와;
크림솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계(S24);
및 LED 칩 실장 후 상기 크림솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 절연소재 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 절연 소재는
PBT(Polybutylene Terephthalate), PPS(Polyphenylene Sulfide) 또는 PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PC(Polycarbonate) 또는 PEN(Polybutylene Naphthalate) 또는 POM(polyoxy Methylene)에 무기물 입자와 금속 산화물 입자가 함유된 것을 특징으로 하는 절연소재 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 무기물 입자는,
탄화규소 입자, 질화붕소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 질화갈륨 입자인 것을 특징으로 하는 절연소재 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법.
- 제4항에 있어서
상기 금속 산화물 입자는,
산화규소 입자, 산화알루미늄 입자, 산화지르코니아 입자, 산화티탄 입자, 티탄산바륨 입자, 산화하프늄 입자, 산화철 입자인 것을 특징으로 하는 절연소재 방열베이스를 이용한 DPM 방식의 LED 모듈 제조 방법.
- 삭제
- DPM 방식으로 완성된 다이렉트형(Direct-type) LED조명등에 있어서,
상기 DPM 방식으로 완성된 다이렉트형(Direct-type) LED조명등은,
전원의 몸체인 방열 베이스(210)와;
절연소재 상기 방열 베이스(210)에 일체로 형성된 전원 접속구(215)와;
상기 절연소재 방열베이스 상부에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 인쇄하는 단계(S21)와, 인쇄회로패턴 상부에 PSR 잉크를 인쇄하는 단계(S22)와, 인쇄회로패턴 상부 납땜부에 크림솔더를 인쇄하는 단계(S23)와, 크림솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계(S24)로 이루어진 LED 인쇄회로 패턴부(235)와;
상기 전원 접속구(215)와 인쇄회로 패턴을 전기적으로 연결하는 전원선(265);
및 상기 LED 인쇄회로 패턴부(235) 상부를 덮고 방열 베이스에 일체로 체결되는 보호 커버(260)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DPM 방식의 다이렉트형(Direct-type) LED조명등.
- DPM 방식으로 완성된 다이렉트형(Direct-type) LED조명등에 있어서,
상기 DPM 방식으로 완성된 다이렉트형(Direct-type) LED조명등은,
전원의 몸체인 방열 베이스(210)와;
절연소재 상기 방열 베이스(210)에 일체로 형성된 전원 접속구(215)와;
상기 방열 베이스 상부면에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 DPM(Direct Pattern Method) 방식으로 인쇄한 인쇄회로 패턴(221)과, 인쇄회로 패턴 상부에 인쇄된 PSR 잉크(230)와, 인쇄회로 패턴 상부 납땜부에 인쇄된 크림솔더(240)와, 크림솔더 납땜부에 실장되어 부착된 LED 칩(250)으로 구성된 LED 인쇄회로 패턴부(235)와;
상기 전원 접속구(215)와 인쇄회로 패턴을 전기적으로 연결하는 전원선(265);
및 상기 LED 인쇄회로 패턴부(235) 상부를 덮고 방열 베이스에 일체로 체결되는 보호 커버(260)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DPM 방식의 다이렉트형(Direct-type) LED조명등.
- 제8항에 있어서,
상기 절연 소재는,
PBT(Polybutylene Terephthalate), PPS(Polyphenylene Sulfide) 또는 PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PC(Polycarbonate) 또는 PEN(Polybutylene Naphthalate) 또는 POM(polyoxy Methylene)에 무기물 입자와 금속 산화물 입자가 함유된 것을 특징으로 하는 DPM 방식의 다이렉트형(Direct-type) LED조명등.
- 제9항에 있어서,
상기 무기물 입자는,
탄화규소 입자, 질화붕소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 질화갈륨 입자인 것을 특징으로 하는 DPM 방식의 다이렉트형(Direct-type) LED조명등.
- 제10항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자는,
산화규소 입자, 산화알루미늄 입자, 산화지르코니아 입자, 산화티탄 입자, 티탄산바륨 입자, 산화하프늄 입자, 산화철 입자인 것을 특징으로 하는 DPM 방식의 다이렉트형(Direct-type) LED조명등.
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JP4352687B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2009-10-28 | パナソニック電工株式会社 | 発光装置の製造方法 |
KR20120082708A (ko) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | (주)뉴옵틱스 | Led 전구 |
KR101215078B1 (ko) * | 2011-04-27 | 2012-12-24 | 주식회사 알.에프.텍 | 인쇄회로기판 및 그의 제조방법 |
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2013
- 2013-03-06 KR KR1020130024075A patent/KR101317236B1/ko active IP Right Grant
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