KR101392962B1 - 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명기판에 있어서, 엘이디가 배열 형성된 기판 배면에서 엘이디 소자 중심부로 관통 형성시킨 천공홀과; 금속 인쇄 방식으로, 상기 기판 배면에 형성되어 열을 발산시키는 방열판으로 구성되며, 상기 방열판은 금속 인쇄시 상기 천공홀에 채워진 금속으로서 상기 엘이디 소자의 열을 기판 배면으로 전도시키는 열전도 경로와, 금속 인쇄로 상기 기판 배면에 형성된 부분으로서 각 변이 연속 요철구조로 된 냉각핀으로 형성되어 측면 방열 경로를 확장시켜 상기 열전도 경로에서 전도된 열을 발산시키는 방열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판에 관한 것이다.
본 발명에 의하여, 방열판이 가지는 제한된 면적 내에서 엘이디 소자의 배출열을 집중하여 퍼내어 외부 발산시킬 수 있는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판이 제공되는 이익이 있다.

Description

냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판{LED lighting module PCB with cooling fin type heat pumping panel}

본 발명은 엘이디 조명기판에 있어서, 엘이디가 배열 형성된 기판 배면에서 엘이디 소자 중심부로 관통 형성시킨 천공홀과; 금속 인쇄 방식으로, 상기 기판 배면에 형성되어 열을 발산시키는 방열판으로 구성되며, 상기 방열판은 금속 인쇄시 상기 천공홀에 채워진 금속으로서 상기 엘이디 소자의 열을 기판 배면으로 전도시키는 열전도 경로와, 금속 인쇄로 상기 기판 배면에 형성된 부분으로서 각 변이 연속 요철구조로 된 냉각핀으로 형성되어 측면 방열 경로를 확장시켜 상기 열전도 경로에서 전도된 열을 발산시키는 방열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판에 관한 것이다.

일반적으로 엘이디(LED)는 사용시에 많은 열이 발생되어 엘이디 주변 구성요소에 열축적이 될 수 있으며, 엘이디 주변 온도가 열 축적에 의하여 상승하는 경우에는 엘이디에 흐르는 전류가 감소되어 엘이디의 밝기가 감소되는 문제가 있다.

최근에는 엘이디를 이용한 조명 장치의 개발이 집중되고 있는데 이러한 엘이디의 발열은 엘이디가 배열 설치된 기판의 배면에 열전도율이 높은 금속을 프린팅하여 방열판을 형성시키거나 키는 등으로 해소하기 위한 노력이 집중되고 있다.

선등록 특허번호 10-1105006, 선등록 특허번호 10-1054652 선등록 특허번호 10-0840131 등도 이러한 엘이디의 열을 해소하기 노력으로 출원된 기술들이다.

그러나, 상기와 같은 종래기술방식에서는 엘이디 소자와 상기 방열판 사이에는 PVC 기판이 있으므로, 엘이디 소자 아래서 생산되는 열은 기판을 지나서 방열판으로 전달되므로 방열 효과에 제한을 가진다.

또한, 방열판에서도 엘이디가 복수 배열되는 경우에는 이웃 엘이디와 경계 부분에서 열이 집중되어 열 발산 효과가 한정적이다.

따라서, 상기 방열판의 방열 효과는 방열판이 가지는 자체 면적에 의해서 제한되며, 기판과 이웃하는 엘이디의 발열과의 간섭에 의해 제한되므로 설계자가 원하는 수준의 발열을 이룰 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 방열판이 가지는 제한된 면적 내에서 엘이디 소자의 배출열을 집중하여 퍼내어 외부 발산시킬 수 있는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엘이디 조명기판에 있어서, 엘이디가 배열 형성된 기판 배면에서 엘이디 소자 중심부로 관통 형성시킨 천공홀과; 금속 인쇄 방식으로, 상기 기판 배면에 형성되어 열을 발산시키는 방열판으로 구성되며, 상기 방열판은 금속 인쇄시 상기 천공홀에 채워진 금속으로서 상기 엘이디 소자의 열을 기판 배면으로 전도시키는 열전도 경로와, 금속 인쇄로 상기 기판 배면에 형성된 부분으로서 각 변이 연속 요철구조로 된 냉각핀으로 형성되어 측면 방열 경로를 확장시켜 상기 열전도 경로에서 전도된 열을 발산시키는 방열층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판을 기술적 요지로 한다.

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상기한 본 발명에 의하여, 방열판이 가지는 제한된 면적 내에서 엘이디 소자의 배출열을 집중하여 퍼내어 외부 발산시킬 수 있는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판이 제공되는 이익이 있다.

도 1은 본 발명의 측면 구조도
도 2는 본 발명의 단위 방열판의 평면도
도 3은 본 발명의 실시 평면도
도 4는 종래기술방식에서의 엘이디 기판에서 열 분배를 도시한 구조도
도 5는 본 발명의 실험 그래프

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 측면 구조도이며, 도 2는 본 발명의 단위 방열판의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 평면도이며, 도 4는 종래기술방식에서의 엘이디 기판에서 열 분배를 도시한 구조도이며, 도 5는 본 발명의 실험 그래프이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 엘이디 기판(10)과 엘이디 소자(1)와 천공홀(20)과 방열판(100)으로 구성된다.

엘이디를 조명으로 사용하면서 대두되는 주요 문제는 엘이디의 발열로서, 시간이 지남에 따라 발열이 조명에 영향을 미치므로 지속적으로 엘이디 부분의 발열을 해소시켜 둬야 한다.

일반적인 엘이디 조명의 발열은 엘이디가 배열 설치된 기판의 배면에 열전도율이 높은 금속을 프린팅하여 방열판을 형성시켜 발산시킨다.

그러나, 엘이디 소자와 상기 방열판 사이에는 PVC 기판이 있으므로, 엘이디 소자 아래서 생산되는 열은 기판을 지나서 방열판으로 전달되어 방열 효과가 제한된다.

또한, 방열판에서도 엘이디가 복수 배열되는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 기판 배면의 방열판에서는 이웃 엘이디와 경계 부분에서 열이 집중되어 열 발산 효과가 한정적이다.

따라서, 상기 방열판의 방열 효과는 방열판이 가지는 자체 면적에 의해서 제한되며, 기판과 이웃하는 엘이디의 발열과의 간섭에 의해 제한되므로 설계자가 원하는 수준의 발열을 이룰 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 상기 천공홀(20)은 이를 해소하기 위한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 엘이디 소자(1)가 배열 형성된 기판(10) 배면에서 엘이디 소자(1) 중심부로 관통 형성시킨 것이다.

일반적으로 엘이디 소자(1)의 열은 기판(10)에 접하는 부분에서 집중 발생되는데, 상기 천공홀(20)에 의해 엘이디 소자(1)에서 기판(10) 배면까지 연통되어 엘이디 소자(1)의 열이 기판(10)의 간섭없이 기판(10) 배면으로 전달될 수 있는 환경이 조성된다.

엘이디 조명에 사용하는 엘이디 조명기판은 통상 복수개의 엘이디 소자(1)가 배열되어 형성되므로 상기 천공홀(20)은 기판(10)에 엘이디 소자(1)의 위치에 따라 배열 천공되어 진다.

본 발명에서 상기 방열판(100)은 금속 인쇄 방식으로 형성되는 것으로서, 기능에 따라 열전도 경로(100-1)와 방열층(100-2)으로 구분되는데, 상기 열전도 경로(100-1)는 상기 천공홀(20)을 통하여 엘이디 소자(1)의 열을 집중적으로 퍼내기 위하여 금속 인쇄시 상기 천공홀(20)에 금속을 채워 넣어 형성시킨다.

또한, 상기 방열층(100-2)은 상기 천공홀(20)을 중심으로 이웃하는 엘이디 소자(1)의 방열층과 겹치지 않게 각 엘이디 소자당 하나씩 독립적으로 형성시키는데, 도 3에 도시된 바와 같이 금속 인쇄 기법으로 형성되므로 얇은 금속층으로 이루어진다.

종래기술방식에서 상기 방열층은 기판(10) 배면에 하나의 통판으로 형성되어, 도 4에 도시된 바와 같이 이웃하는 엘이디 소자(1)에서 배출된 열이 전도되면서 경계면에 서로 집중되어 열누적 현상이 발생되었는데, 도 2와 도 3에 도시된 본 발명과 같이 각 엘이디 소자(1)별로 구분하여 방열층(100-2)을 형성시키면 각 방열층(100-2)의 변에서 열이 발산되는 효과가 형성되면서 이웃하는 엘이디 소자(1)의 열에 영향을 받지 않으므로 경계면에서 방열층에 열누적이 되지 않게 된다.

본 발명에서 방열판(100)은 각 엘이디 당 독립적인 방열층(100-2)을 형성시키는데, 상기 방열판(100)은 PCB에 동선 회로를 인쇄하는 것과 같은 금속 인쇄 기법으로 동시에 형성된다.

이때, 본 발명은 상기 방열판(100)의 인쇄시 상기 천공홀(20) 내부에 동박이 채워지도록 인쇄한다.

즉, 발명의 설명을 위하여 열전도 경로(100-1)와 방열층이 구분 설명되었으나, 실제의 제작은 상기 천공홀(20)을 형성시킨 후, 기판(10) 배면을 금속 프린팅시키면 상기 열전도 경로(100-1)와 방열층(100-2)이 동시에 형성되어 진다.

이에 따라 엘이디 소자(1)에서 기판(10)측으로 형성되는 열은 상기 열전도 경로(100-1)를 통해서 방열층(100-2)으로 발산되어 엘이디 소자(1)의 열을 집중 펌핑해 내는 열전도판이 형성된다.

한편, 본 발명에서 상기 방열판(100)의 방열층(100-2) 각 변은 도 2에 도시된 바와 같이 연속 요철구조로 된 냉각핀(130)이 형성된다.

이는 상기 방열층(100-2)의 각 변에서 형성되는 열의 발산 면적으로 확장시켜 방열 효과를 향상시키기 위한 것으로서, 상기 연속된 요철 구조로 인하여 도 3과 같이 이웃하는 엘이디 소자(1)의 방열판(100)과 겹치지 않으면서 방열판(100)의 각 변 길이를 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 효과를 도 5와 함께 살펴 보기로 한다.

도 5는 본 발명에 의한 엘이디 기판(집중 방열판)과 종래기술방식의 엘이디 기판에서 발산되는 열을 시간에 따라 측정한 그래프이다.

그래프에서 보여지는 바와 같이 전반적으로 본 발명(집중 방열판)의 온도가 낮게 나타나며, 이는 60분 이후에 전면의 열이 효과적으로 배면으로 전달되어져 기판을 냉각시키는 효과가 있음을 보여준다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1 : 엘이디 소자 10 : 엘이디 기판
20 : 천공홀
100 : 방열판 100-1 : 열전도 경로
100-2 : 방열층 130 : 냉각핀

Claims (2)

1. 삭제
2. 엘이디 조명기판에 있어서,
   엘이디가 배열 형성된 기판 배면에서 엘이디 소자 중심부로 관통 형성시킨 천공홀과;
   금속 인쇄 방식으로, 상기 기판 배면에 형성되어 열을 발산시키는 방열판으로
   구성되며,
   상기 방열판은
   금속 인쇄시 상기 천공홀에 채워진 금속으로서 상기 엘이디 소자의 열을 기판 배면으로 전도시키는 열전도 경로와,
   금속 인쇄로 상기 기판 배면에 형성된 부분으로서 각 변이 연속 요철구조로 된 냉각핀으로 형성되어 측면 방열 경로를 확장시켜 상기 열전도 경로에서 전도된 열을 발산시키는 방열층으로
   형성되는 것을 특징으로 하는 냉각핀 성형 냉각판을 가진 소자 집중 방열식 엘이디 조명기판.

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