KR101359675B1 - LED Lamp with heat dissipation device - Google Patents

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KR101359675B1 KR1020080113462A KR20080113462A KR101359675B1 KR 101359675 B1 KR101359675 B1 KR 101359675B1 KR 1020080113462 A KR1020080113462 A KR 1020080113462A KR 20080113462 A KR20080113462 A KR 20080113462A KR 101359675 B1 KR101359675 B1 KR 101359675B1
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이태홍
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 LED 칩의 조명기구에 적용시의 방열 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 열방출 능력을 더욱 향상시킬 수 있는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the heat dissipation problem when applied to the lighting fixture of the LED chip, the object of the present invention is to provide an LED lamp having a heat dissipation device that can further improve the heat dissipation capability.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 방열 디바이스를 구비한 LED 램프는, 복수의 LED 패키지가 실장된 기판; 및 상기 복수의 LED 패키지로부터 발생되는 열을 방사하기 위하여 상기 기판의 하부에 설치되도록 구성된 방열 디바이스를 포함하여 이루어지고, 상기 방열 디바이스는, 중공(hollow)의 내부 실린더, 상기 내부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 내부 핀, 상기 내부 실린더로부터 반경 방향으로 이격되어 위치되며, 상기 복수의 내부 핀과 서로 연결되는 중공의 외부 실린더, 및 상기 외부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 외부 핀을 포함하여 이루어진다. An LED lamp having a heat dissipation device according to the present invention for achieving the above object comprises a substrate on which a plurality of LED packages are mounted; And a heat dissipation device configured to be installed under the substrate to radiate heat generated from the plurality of LED packages, wherein the heat dissipation device comprises: a hollow inner cylinder, an outer radial direction from the inner cylinder; A plurality of inner pins extending and radially spaced apart from the inner cylinder, a hollow outer cylinder connected to the plurality of inner pins, and a plurality of outer pins extending radially from the outer cylinder. It is made to include.

Description

방열 디바이스를 구비한 LED 램프 {LED Lamp with heat dissipation device}LED lamp with heat dissipation device {LED Lamp with heat dissipation device}

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 열방출 능력을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode package, and more particularly, to a light emitting diode package capable of improving heat dissipation capability.

최근 GaAs, GaN, AlGaInP 등의 화합물 반도체 재료를 사용하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 소자가 개발되어 다양한 색의 발광원을 구현할 수 있게 되었다. 일반적으로 이러한 LED는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전자부품이다. 즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데, 전자와 정공이 떨어져 있을 때 보다 작은 에너지가 되므로 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출하게 된다.Recently, light emitting diode (LED) devices using compound semiconductor materials such as GaAs, GaN, and AlGaInP have been developed, and thus, light sources of various colors can be realized. In general, such an LED is an electronic component that generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a p-n junction structure of a semiconductor and emits light by recombination thereof. In other words, when a forward voltage is applied to a semiconductor of a specific element, electrons and holes are recombined with each other as the electrons and holes move through the junction portions of the anode and the cathode, which is smaller than when the electrons and holes are separated. Will be emitted.

LED 제품의 특성을 결정하는 요소로는 색, 휘도 및 광변환 효율 등이 있다. 이러한 LED 제품의 특성은 1차적으로는 LED 소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료와 그 구조에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 LED 칩을 실장하기 위한 패키 지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다.Factors that determine the characteristics of LED products include color, brightness and light conversion efficiency. The characteristics of such LED products are primarily determined by the compound semiconductor materials used in LED devices and their structures, but are also greatly influenced by the structure of packages for mounting LED chips as secondary elements.

사용자 요구에 따른 발광 효과를 얻기 위해서는 LED 칩의 재료 또는 구조 등의 1차적인 요소 이외에도, LED 패키지의 구조 및 그에 사용되는 재료 등도 개선할 필요가 있다. 특히, LED 패키지의 사용 범위가 실내외 조명 장치, 자동차 헤드 라이트, LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트 유닛(back light unit) 등 다양한 분야로 확대됨에 따라, 고효율 및 높은 열방출 특성이 필요하게 되었다.In addition to the primary elements such as the material or structure of the LED chip to obtain the luminous effect according to the user's requirements, it is necessary to improve the structure of the LED package and the material used therefor. In particular, as the use range of the LED package is extended to various fields such as indoor and outdoor lighting devices, automotive headlights, and back light units of liquid crystal displays (LCDs), high efficiency and high heat dissipation characteristics are required.

LED 칩에서 발생되는 열이 LED 패키지에서 효과적으로 방출되지 못하면, LED 칩의 온도가 높아져서 LED 칩의 특성이 열화되고, 수명이 줄어들게 된다. 따라서, 고출력 LED 패키지에 있어서, LED 칩으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시키고자 하는 노력이 진행되고 있다.If the heat generated by the LED chip is not effectively dissipated from the LED package, the temperature of the LED chip becomes high, which deteriorates the characteristics of the LED chip and decreases its lifespan. Therefore, efforts are being made to effectively dissipate heat generated from LED chips in high power LED packages.

LED 패키지의 열방출 효율을 높이기 위해서, 종래에는 Cu 재질의 리드 프레임을 사용하고 있다.In order to improve the heat dissipation efficiency of the LED package, a lead frame made of Cu is conventionally used.

한편, 앞서 설명한 통상적인 LED 칩의 조명 기구로의 적용에 있어서, 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나고, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나므로 조명용으로서의 사용도 점차 증가하고 있는 추세이다.On the other hand, in the application of the conventional LED chip to the luminaire described above, the efficiency of light is significantly higher than that of incandescent lamps or fluorescent lamps, which are currently being used, and the unit power is excellent. It is obtained, and since it is excellent in stability, the use for lighting is also increasing gradually.

조명용으로 LED를 사용하는 경우, 현재 하나의 LED를 통하여 얻을 수 있는 광량에는 그 한계가 있어 원하는 만큼의 충분한 광량을 얻기가 힘드므로, 조명용으 로 사용할 만큼의 충분한 광량을 얻기 위해서는 많은 갯수의 LED 램프를 사용하여야 한다. 이 경우, 사용되는 LED의 갯수가 많아지면 많아질수록 상대적으로 그 경제성이 떨어지게 되므로 단위 LED 당 보다 많은 전류를 흘려 줌으로써 가능한 한 적은 갯수의 LED를 사용하는 것이 훨씬 경제적이다.In case of using LED for lighting, there is a limit to the amount of light that can be obtained through a single LED, so it is difficult to obtain enough light as desired. Therefore, a large number of LED lamps are needed to obtain enough light for lighting. Should be used. In this case, it is more economical to use as few LEDs as possible by flowing more current per unit LED since the more economically the more LEDs are used, the lower the economics are.

그러나, LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 좋은 반면에 그 발광부위가 반도체 소자로 이루어져 있으므로 필라멘트를 사용하는 백열등이나 음극선을 이용한 형광등 등의 발광소자에 비해 상대적으로 열에 취약하다는 단점이 있다. 즉, LED는 장시간 사용시 그 발광소자로부터 발생되는 자체열에 의한 열적스트레스로 인하여 반도체 소자가 쉽게 열화(degradation)되어 그 성능이 떨어지게 된다. 따라서, LED에 대용량의 전류를 흘려보내주기 위해서는 그로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열구조가 대단히 중요한 요소가 된다.However, the LED has a high efficiency of converting power to light, but the light emitting part is made of a semiconductor device, so it is relatively weak to heat compared to light emitting devices such as incandescent lamps using filaments or fluorescent lamps using cathode rays. That is, the LED is easily degraded due to thermal stress caused by self-heat generated from the light emitting device when the LED is used for a long time, and thus its performance is degraded. Therefore, in order to allow a large amount of current to flow through the LED, a heat dissipation structure for effectively dissipating heat generated therefrom becomes a very important factor.

결국, LED는 빛을 적외선 영역에서 발생하지 않으므로 빛 자체의 열은 없으나 LED 소모 전력의 상당부분이 열로 바뀌며, 방열로 온도가 올라가면 광속, 수명의 저하가 발생되므로, 최근 다양한 방열기술을 적용하여 조명용 LED 램프의 발열문제를 해결하기 위한 제품들이 개발되고 있다. After all, since LED does not generate light in the infrared region, there is no heat of light itself, but a large part of the power consumption of the LED is changed to heat, and when the temperature is increased by heat radiation, the luminous flux and lifetime are deteriorated. Products are being developed to solve the heat problem of the LED lamp.

이러한 문제점의 해결을 위하여 최근 LED를 실장한 기판을 방열판 위에 부착하여 방열하고 있으며, 구체적으로 LED를 실장한 기판을 방열판과 그에 부합한 팬( Fan)을 사용하여 강제 냉각시키는 방법, 방열판에 히트 파이프 등의 방열 촉진 기구부를 부착하는 방법 등이 사용되고 있으며, 방열판은 압출 가공을 거친 알루미늄을 대체로 사용하고 있다.In order to solve this problem, a board mounted with LEDs is recently attached to a heat sink to radiate heat. Specifically, a method of forcibly cooling a board mounted with LEDs using a heat sink and a fan corresponding thereto, and a heat pipe to the heat sink. The method of attaching a heat dissipation promotion mechanism part, etc., etc. is used, and the heat sink is generally used aluminum which carried out the extrusion process.

따라서, 본 발명은 LED 칩의 조명기구에 적용시의 방열 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 열방출 능력을 더욱 향상시킬 수 있는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the heat dissipation problem when applied to the lighting fixture of the LED chip, the object of the present invention is to provide an LED lamp having a heat dissipation device that can further improve the heat dissipation capability.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 방열 디바이스를 구비한 LED 램프는, 복수의 LED 패키지가 실장된 기판; 및 상기 복수의 LED 패키지로부터 발생되는 열을 방사하기 위하여 상기 기판의 하부에 설치되도록 구성된 방열 디바이스를 포함하여 이루어지고, 상기 방열 디바이스는, 중공(hollow)의 내부 실린더, 상기 내부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 내부 핀, 상기 내부 실린더로부터 반경 방향으로 이격되어 위치되며, 상기 복수의 내부 핀과 서로 연결되는 중공의 외부 실린더, 및 상기 외부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 외부 핀을 포함하여 이루어진다. An LED lamp having a heat dissipation device according to the present invention for achieving the above object comprises a substrate on which a plurality of LED packages are mounted; And a heat dissipation device configured to be installed under the substrate to radiate heat generated from the plurality of LED packages, wherein the heat dissipation device comprises: a hollow inner cylinder, an outer radial direction from the inner cylinder; A plurality of inner pins extending and radially spaced apart from the inner cylinder, a hollow outer cylinder connected to the plurality of inner pins, and a plurality of outer pins extending radially from the outer cylinder. It is made to include.

여기서, 상기 복수의 내부 핀 각각은 상기 내부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 형성된 플레이트 형상을 갖는 것이 바람직하다. Here, each of the plurality of inner pins preferably has a plate shape formed over the entire height of the inner cylinder.

또한, 상기 복수의 외부 핀 각각은 상기 외부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 형성된 플레이트 형상을 갖는 것이 바람직하다. Further, each of the plurality of outer pins preferably has a plate shape formed over the entire height of the outer cylinder.

더욱 바람직하게는, 상기 복수의 외부 핀 각각은 상기 외부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 상하로 2 분할된 플레이트 형상을 갖는다. More preferably, each of the plurality of outer pins has a plate shape divided up and down two over the entire height of the outer cylinder.

그리고, 상기 외부 실린더는 그 전체 높이에 걸쳐서 형성된 복수의 관통공을 포함하는 것이 바람직하다. The outer cylinder preferably includes a plurality of through holes formed over its entire height.

여기서, 상기 내부 및 외부 실린더에 형성된 관통공은 상기 기판 상에 실장된 복수의 LED 패키지의 위치에 대응하는 위치에 형성되는 것이 더욱 바람직하다. Here, the through holes formed in the inner and outer cylinders are more preferably formed at positions corresponding to the positions of the plurality of LED packages mounted on the substrate.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 주의해야 할 점은, 본 명세서에 걸쳐서 사용되는 '실질적' 및 '대략' 등의 용어는, 본 발명에 개시된 구성과 완전히 동일한 구성의 경우뿐만 아니라 사전적 의미에서의 문언상 차이가 존재하더라도, 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있을 정도로 변형 실시가 가능하다면 이는 본 발명의 기술적 범위에 포함됨을 의미하도록 사용되었다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. It should be noted that terms such as 'substantial' and 'approximately' used throughout the present specification are not only in the case of configurations that are exactly the same as the configurations disclosed in the present invention, but also in the lexical sense, even though there is a difference in the literary meaning. If the modification can be carried out to the extent that the same effect can be obtained it was used to mean that it is included in the technical scope of the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like reference numerals designate like parts throughout the specification.

이제 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now with reference to the drawings with respect to the LED package according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 Cu 재질의 리드 프레임을 사용한 LED 패키지 및 그 어레이에 대하여 상세히 설명하기로 한다.First, an LED package using a lead frame made of Cu and an array thereof according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 단위 LED 패키지의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 단위 LED 패키지에 렌즈를 구비한 상태의 단면도 및 외부 사시도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a unit LED package, and FIG. 2 is a cross-sectional view and an external perspective view of a unit LED package of FIG. 1 with a lens.

먼저, 도 1을 참조하면, LED 패키지는, 제1리드 프레임(110a) 및 제2리드 프레임(110b)으로 이루어진 한 쌍의 리드 프레임(110)과, 상기 리드 프레임(110)의 일부를 내측에 수용하면서, 몰딩재 충진 공간을 정의하도록 형성된 패키지 몰드(120)와, 상기 패키지 몰드(120) 내부의 리드 프레임(110) 중 어느 하나의 리드 프레임인 제2리드 프레임(110b) 상에 실장된 LED 칩(130)과, 상기 리드 프레임(110)과 상기 LED 칩(130)의 전기적 연결을 위한 와이어(140)와, 상기 패키지 몰드(120) 내부에 충진되어 상기 LED 칩(130) 및 와이어(140)를 보호하는 몰딩재(150)를 포함한다.First, referring to FIG. 1, the LED package includes a pair of lead frames 110 including a first lead frame 110a and a second lead frame 110b and a portion of the lead frame 110 inside. The LED is mounted on the package mold 120 formed to define the molding material filling space and the second lead frame 110b which is one of the lead frames 110 inside the package mold 120. The chip 130, the wire 140 for the electrical connection between the lead frame 110 and the LED chip 130, and the package mold 120 are filled in the LED chip 130 and the wire 140. It includes a molding material 150 to protect).

상기 리드 프레임(110)은, LED 칩(130)에서 발생된 열을 효과적으로 방출시키기 위해, 열전도 특성이 우수한 Cu로 이루어지는 것이 바람직하다.The lead frame 110 is preferably made of Cu excellent in thermal conductivity in order to effectively release heat generated from the LED chip 130.

한편, 상기 리드 프레임(110)의 표면에는, 상기 LED 칩(130)으로부터 발생된 빛을 반사시키는 Ag가 코팅될 수도 있다.Meanwhile, Ag that reflects light generated from the LED chip 130 may be coated on the surface of the lead frame 110.

상기 LED 칩(130)에 전원이 인가되면, 도 2의 화살표로 도시한 바와 같이, 상기 LED 칩(130)의 동작으로 인해 발생되는 열이 상기 LED 칩이 장착된 Cu 재질의 리드 프레임(110)을 통해 패키지 외부로 방출되고, 또한 상기 열은 상기 리드 프레임(110)의 표면에 코팅되어 있는 Ag를 통해서도 패키지 외부로 방출된다. 그리고, 패키지의 외곽 수지를 통해서도 열이 방출되기도 한다. When the power is applied to the LED chip 130, as shown by the arrow of Figure 2, the heat generated by the operation of the LED chip 130, the lead frame 110 of the Cu material on which the LED chip is mounted The heat is discharged to the outside of the package, and the heat is also discharged to the outside of the package through Ag coated on the surface of the lead frame 110. In addition, heat may be released through the outer resin of the package.

이러한 기본적인 LED 패키지에 렌즈가 부착된 상태의 LED 패키지가 도 2에 도시되어 있다. 도 2a 및 도 2b는 각각 렌즈를 구비한 발광 다이오드 패키지의 단면도 및 외부 사시도를 나타낸다. The LED package with the lens attached to this basic LED package is shown in FIG. 2. 2A and 2B show a cross-sectional view and an external perspective view of a light emitting diode package with a lens, respectively.

렌즈를 구비한 발광 다이오드 패키지는, 도 2에 도시한 바와 같이, 한 쌍 이상의 리드 단자(110a, 110b)로 이루어진 리드 프레임(110)과, 상기 리드 프레임(110)을 내측에 수용하며, 중앙부에 몰딩재 주입 공간(151)이 형성된 패키지 몸체(120)와, 상기 패키지 몸체(120) 내부에 위치하는 리드 단자(110a, 110b) 중 어느 하나의 리드 단자(110a) 상에 실장된 LED 칩(130)과, 상기 LED 칩(130)과 상기 리드 단자(110a, 110b)의 통전을 위한 와이어(140), 및 상기 패키지 몸체(120)의 몰딩재 주입 공간(151)에 충진되어 상기 LED 칩(130) 및 와이어(140)를 보호하는 몰딩재(150)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the LED package including the lens includes a lead frame 110 including at least one pair of lead terminals 110a and 110b, and accommodates the lead frame 110 therein. The LED chip 130 mounted on the package body 120 having the molding material injection space 151 formed thereon and one of the lead terminals 110a and 110b positioned inside the package body 120. ), The wire 140 for energizing the LED chip 130 and the lead terminals 110a and 110b, and the molding material injection space 151 of the package body 120 are filled in the LED chip 130. ) And a molding material 150 to protect the wire 140.

여기서, 상기 몰딩재(150) 상에는, 렌즈(170)와 패키지 몸체(120)를 서로 부착시키기 위한 접착제(160)가 디스펜싱 방법 등에 의해 도포되고, 상기 접착제(160)가 도포된 상기 몰딩재(150)를 포함한 패지키 몸체(120) 상에는, 상기 LED 칩(130)으로부터 발생되는 광을 높은 광효율로 발산하기 위한 렌즈(170)가 결합되어 있다. 이때, 상기 접착제(160)로서, 일반적으로 액상의 실리콘 레진이 사용되며, 상기 실리콘 레진은 시간이 지남에 따라 서서히 경화된다. 렌즈를 부착함으로써 얻어지는 효과는 광량을 향상시키고, 일반적으로 렌즈가 없을 때 약 120 도의 지향각을 갖는데 비하여, 이러한 렌즈를 통하여 광각 조절이 가능하다는 점이다. Here, on the molding material 150, an adhesive 160 for attaching the lens 170 and the package body 120 to each other is applied by a dispensing method or the like, and the molding material coated with the adhesive 160 ( On the package body 120 including the 150, a lens 170 for dissipating light generated from the LED chip 130 with high light efficiency is coupled. At this time, as the adhesive 160, a liquid silicone resin is generally used, and the silicone resin is gradually cured over time. The effect obtained by attaching the lens is to improve the amount of light and generally have a direct angle of about 120 degrees in the absence of a lens, whereas the wide angle can be adjusted through such a lens.

이러한 단위 LED 패키지(100)가 본원발명과 같은 조명용 램프로 사용되기 위하여 도 3과 같이 복수의 형태로 기판(200) 상에 배열된다. 도 3은 단위 LED 패키지가 기판상에 복수로 배열된 상태의 사시도를 나타낸다. The unit LED package 100 is arranged on the substrate 200 in a plurality of forms as shown in FIG. 3 to be used as an illumination lamp as the present invention. 3 is a perspective view of a state in which a plurality of unit LED packages are arranged on a substrate.

도 3에서 확인되는 바와 같이, 본 실시예에서는 6개의 단위 LED 패키지(100)가 중앙에 설치된 단위 LED 패키지를 중심으로 반경 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되는 형태로 기판(200) 상에 배열되어 있다. 본 실시예에서는 이하 설명되는 방열 디바이스의 구조와 관련하여 LED 패키지의 수 및 배열 형태가 결정되었으나, 반드시 이러한 수 및 배열 형태에 한정되는 것은 아님에 주의하여야 한다.As shown in FIG. 3, in the present embodiment, six unit LED packages 100 are arranged on the substrate 200 in a manner of being spaced apart at predetermined intervals in a radial direction about a unit LED package installed in the center. . Although the number and arrangement of LED packages have been determined in connection with the structure of the heat dissipation device described below, it should be noted that the present invention is not necessarily limited to these numbers and arrangement.

이러한 복수개의 형태로 배열된 LED 패키지로부터 발생되는 열을 외부로 방사하기 위하여 기판(200) 아래 부분에 본 발명의 실시예에 의한 방열 디바이스(300)가 설치되며, 이하 이에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. In order to radiate heat generated from the LED packages arranged in a plurality of forms to the outside, a heat dissipation device 300 according to an embodiment of the present invention is installed below the substrate 200, which will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. It will be described in detail with reference to.

도 4는 본 발명에 의한 방열 디바이스를 구비한 LED 램프의 사시도이며, 도 5는 이러한 방열 디바이스의 평면도와 측면도를 나타낸다. 4 is a perspective view of an LED lamp with a heat dissipation device according to the present invention, and FIG. 5 shows a plan view and a side view of such a heat dissipation device.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 방열 디바이스(300)는 복수의 LED 패키지(100) 어레이가 실장된 기판(200; 미도시) - 도 3에 도시된 기판(200)은 도 4에 도시된 방열 디바이스(300) 상부에 설치됨 - 과 외부 전원장치와 연결되는 연결구(400) 사이에 설치되어, 상기 복수의 LED 패키지로부터 발생되는 열을 방사하 는 기능을 수행한다. As shown in FIG. 4, the heat dissipation device 300 according to the present invention includes a substrate 200 (not shown) in which an array of a plurality of LED packages 100 is mounted-the substrate 200 shown in FIG. It is installed between the heat dissipation device 300 shown-and the connector 400 connected to the external power supply, and performs the function of radiating heat generated from the plurality of LED packages.

도 4 및 5에서 확인되는 바와 같이, 방열 디바이스(300)는, 종래에 일반적으로 사용되는 압출 방열판과 달리 가운데 부분을 비우는 공동(空洞)형 방열 구조체를 사용하고 있다. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the heat dissipation device 300 uses a cavity-type heat dissipation structure in which the center portion is emptied, unlike an extrusion heat dissipation plate generally used in the related art.

이러한 방열 디바이스(300)는 크게, 중공형의 내부 실린더(310)와 상기 내부 실린더(310)를 감싸도록 형성된 외부 실린더(320)로 구성되며, 이러한 내부 및 외부 실린더(310, 320) 사이에는 서로를 연결하는 방식으로 형성된 내부 핀(330)과 상기 외부 실린더(320)의 외부에 형성된 외부 핀(340)이 일체로 형성되어 있다. The heat dissipation device 300 is largely composed of a hollow inner cylinder 310 and an outer cylinder 320 formed to surround the inner cylinder 310, and the inner and outer cylinders 310 and 320 are mutually supported. The inner pin 330 and the outer pin 340 formed outside of the outer cylinder 320 are formed integrally with each other.

먼저, 내부 및 외부 실린더(310, 320)는 중공(hollow)형으로 이루어진다. 이는 기본적으로 방열 구조체의 최외곽 크기는 유지하면서 표면적을 늘림과 동시에 무게를 줄이기 위함으로서, 결국 냉각 효과의 개선과 재료비의 절감이라는 효과를 기대할 수 있다. First, the inner and outer cylinders 310 and 320 are hollow. This is basically to increase the surface area and reduce the weight while maintaining the outermost size of the heat dissipation structure, so that the effect of improving the cooling effect and reducing the material cost can be expected.

내부 실린더(310)에는 그 축방향으로 중심에 관통공(311)이 형성되어 있으며, 외부 실린더(320)에도 그 축방향으로 전체 높이에 걸쳐서 형성된 복수의 관통공(321)이 형성될 수 있다. 여기서, 내부 및 외부 실린더(310, 320)에 형성된 관통공(311, 321)은 기판(200) 상에 실장된 복수의 LED 패키지(100)의 위치에 대응하는 위치에 형성되는 것이 바람직한데, 복수의 LED 패키지(100)의 하부로부터 발생되는 열을 직접적으로 외부 공기와 접촉하도록 하여 냉각 효과를 극대화하기 위함이다. The inner cylinder 310 has a through hole 311 formed at the center thereof in the axial direction, and a plurality of through holes 321 formed over the entire height in the axial direction thereof may be formed in the outer cylinder 320. Here, the through holes 311 and 321 formed in the inner and outer cylinders 310 and 320 are preferably formed at positions corresponding to the positions of the plurality of LED packages 100 mounted on the substrate 200. This is to maximize the cooling effect by bringing the heat generated from the lower portion of the LED package 100 directly into contact with the outside air.

그리고, 내부 실린더(310)로부터 그 외측을 향하여 방사상으로 연장되어 형 성된 복수의 내부 핀(320)이 형성되어 있어 이러한 내부 핀(320)은 내부 실린더(310)과 외부 실린더(320)를 서로 고정적으로 연결하는 브릿지 역할을 함과 동시에 내부 실린더(310)과 외부 실린더(320) 사이에 공기의 흐름을 발생시킬 수 있는 공간을 형성하게 된다. In addition, a plurality of inner fins 320 formed radially extending from the inner cylinder 310 toward the outside thereof are formed so that the inner fins 320 fix the inner cylinder 310 and the outer cylinder 320 to each other. At the same time as the bridge to connect to form a space that can generate the flow of air between the inner cylinder 310 and the outer cylinder 320.

여기서, 복수의 내부 핀(330) 각각은 내부 실린더(310)의 전체 높이에 걸쳐서 형성된 플레이트 형상을 갖도록 하여, 외부 공기와 접촉할 수 있는 표면적을 최대한으로 크게 하여 냉각 효과를 개선하였다. Here, each of the plurality of inner fins 330 has a plate shape formed over the entire height of the inner cylinder 310 to improve the cooling effect by increasing the surface area that can be in contact with the outside air to the maximum.

내부 실린더(310)로부터 반경 방향으로 이격되어 위치되며 복수의 내부 핀(330)과 서로 연결되는 중공의 외부 실린더(320)의 외주면에는, 외부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 외부 핀(340)이 형성되어 있다. On the outer circumferential surface of the hollow outer cylinder 320 which is radially spaced apart from the inner cylinder 310 and connected to the plurality of inner pins 330, a plurality of outer pins 340 extending outward from the outer cylinder in a radial direction ) Is formed.

내부 핀(330)에서와 마찬가지로, 복수의 외부 핀(340) 각각은 외부 실린더(320)의 전체 높이에 걸쳐서 형성된 플레이트 형상을 갖도록 하여, 외부 공기와 접촉할 수 있는 표면적을 최대한으로 크게 하여 냉각 효과를 개선하였다. As in the inner fin 330, each of the plurality of outer fins 340 has a plate shape formed over the entire height of the outer cylinder 320, so as to maximize the surface area that can be in contact with the outside air to maximize the cooling effect Improved.

바람직하게는, 플레이트 형상을 갖는 복수의 외부 핀(340) 각각은 외부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 축방향으로 상하로 2 분할된 형상(341, 342)을 갖도록 하여, 횡방향으로의 외부 공기의 흐름 및 외부 공기 유동의 불연속성을 유도하여 난류 효과에 의한 열 분산을 촉진시킬 수 있다. Preferably, each of the plurality of outer fins 340 having a plate shape has a shape 341, 342 divided up and down in the axial direction over the entire height of the outer cylinder, so that the flow of external air in the transverse direction And induce discontinuities in the outside air flow to promote heat dissipation due to the turbulence effect.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실 시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims also belong to the scope of the present invention.

도 1은 LED 패키지를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an LED package.

도 2a 및 도 2b는 각각 렌즈를 구비한 LED 패키지의 단면도 및 외부 사시도.2A and 2B are cross sectional and external perspective views, respectively, of an LED package with a lens;

도 3은 도 2에 의한 LED 패키지가 기판 상에 복수로 배열된 상태의 사시도.3 is a perspective view of a state in which a plurality of LED packages according to Figure 2 arranged on a substrate.

도 4는 본 발명에 의한 방열 디바이스를 구비한 LED 램프의 사시도. 4 is a perspective view of an LED lamp with a heat dissipation device according to the invention;

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 방열 디바이스의 평면도와 측면도.5A and 5B are a plan view and a side view of a heat dissipation device according to the present invention;

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

100: 발광 다이오드 패키지 200: 기판100: light emitting diode package 200: substrate

300: 방열 디바이스 310: 내부 실린더300: heat dissipation device 310: inner cylinder

311: 내부 실린더 관통공 320: 외부 실린더311: inner cylinder through hole 320: outer cylinder

321: 외부 실린더 관통공 330: 내부 핀321: outer cylinder through hole 330: inner pin

340: 외부 핀 341: 상부 외부 핀340: outer pin 341: upper outer pin

342: 하부 외부 핀 400: 외부 전원 연결구342: lower outer pin 400: external power connector

Claims (6)

복수의 LED 패키지가 실장된 기판; 및A substrate on which a plurality of LED packages are mounted; And 상기 복수의 LED 패키지로부터 발생되는 열을 방사하기 위하여 상기 기판의 하부에 설치되도록 구성된 방열 디바이스A heat dissipation device configured to be installed below the substrate to radiate heat generated from the plurality of LED packages 를 포함하여 이루어지고, 상기 방열 디바이스는,Including, the heat dissipation device, 중공(hollow)의 내부 실린더,Hollow inner cylinder, 상기 내부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 내부 핀,A plurality of inner pins extending radially outward from the inner cylinder, 상기 내부 실린더로부터 반경 방향으로 이격되어 위치되며, 상기 복수의 내부 핀과 서로 연결되는 중공의 외부 실린더, 및A hollow outer cylinder positioned radially spaced from the inner cylinder and connected to the plurality of inner pins; 상기 외부 실린더로부터 외측 방사상으로 연장되어 형성된 복수의 외부 핀A plurality of outer pins extending radially outward from the outer cylinder 을 포함하여 이루어지는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프.LED lamp having a heat dissipation device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 내부 핀 각각은 상기 내부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 형성된 플레이트 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프.And each of the plurality of inner fins has a plate shape formed over the entire height of the inner cylinder. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 복수의 외부 핀 각각은 상기 외부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 형성된 플레이트 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프.Each of said plurality of outer fins has a plate shape formed over the entire height of said outer cylinder. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 복수의 외부 핀 각각은 상기 외부 실린더의 전체 높이에 걸쳐서 상하로 2 분할된 플레이트 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프.And each of the plurality of outer fins has a plate shape divided up and down two over the entire height of the outer cylinder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부 실린더는 그 전체 높이에 걸쳐서 형성된 복수의 관통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프.And the outer cylinder includes a plurality of through holes formed over the entire height thereof. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 내부 및 외부 실린더에 형성된 관통공은 상기 기판 상에 실장된 복수의 LED 패키지의 위치에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 방열 디바이스를 구비한 LED 램프.The through-holes formed in the inner and outer cylinders are formed in a position corresponding to the position of the plurality of LED packages mounted on the substrate LED lamp having a heat dissipation device.
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