KR101464318B1 - 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등 - Google Patents

엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등 Download PDF

Info

Publication number
KR101464318B1
KR101464318B1 KR20140020186A KR20140020186A KR101464318B1 KR 101464318 B1 KR101464318 B1 KR 101464318B1 KR 20140020186 A KR20140020186 A KR 20140020186A KR 20140020186 A KR20140020186 A KR 20140020186A KR 101464318 B1 KR101464318 B1 KR 101464318B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
heat
heat sink
space
led package
Prior art date
Application number
KR20140020186A
Other languages
English (en)
Inventor
정소영
Original Assignee
정소영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정소영 filed Critical 정소영
Priority to KR20140020186A priority Critical patent/KR101464318B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101464318B1 publication Critical patent/KR101464318B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/71—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks using a combination of separate elements interconnected by heat-conducting means, e.g. with heat pipes or thermally conductive bars between separate heat-sink elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/10—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening
    • F21V17/101—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening permanently, e.g. welding, gluing or riveting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/56—Cooling arrangements using liquid coolants
    • F21V29/58—Cooling arrangements using liquid coolants characterised by the coolants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/89—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V31/00—Gas-tight or water-tight arrangements
    • F21V31/005—Sealing arrangements therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등에 관한 것으로, 엘이디 패키지(11)가 실장되는 기판(13)과, 상기 엘이디 패키지(11)가 실장되는 반대면에 결합되고 상기 기판(13)과 사이에 공간부(18)를 형성하며 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크(15)와, 상기 공간부(18)에 충진되며 상기 엘이디 패키지(11)에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크(15)로 전달하는 열전달체(27)를 포함한다.
본 발명은 열전도소재(TIM)를 사용하지 않고 기판에서 히트싱크로의 열전도가 잘 이루어지도록 그 구조를 개선함으로써 열저항을 감소시켜 방열 효율 극대화할 수 있는 이점이 있다.

Description

엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등{LED LIGHTING APPARATUS AND STREETLIGHT USING THE SAME}
본 발명은 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열 효율이 우수한 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등에 관한 것이다.
엘이디 조명장치는 다른 조명장치에 비해 수명이 길고 전력소비가 적으며 제어가 쉬운 장점이 있어 다양한 형태로 조명장치를 대체하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(1)는 메탈 베이스기판(3a)에 유전체(3b)를 형성하고 그 위에 패턴을 형성한 MCPCB(Metal-Core Printed Circuit Board)(3)에 엘이디 패키지(5)를 실장하고 그 반대되는 면에 방열을 위한 히트싱크(7)를 결합하고 있다.
엘이디(LED)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합에서 전자와 전공이 만나 빛을 발하는 소자로, 통상 엘이디 칩이 탑재된 패키지 구조로 제작되며, 흔히 엘이디 패키지라 칭한다.
엘이디 패키지(5)는 엘이디 칩(5a), 엘이디 칩(5a)을 지지하는 세라믹판(5b) 및 엘이디 칩(5a)과 세라믹판(5b)과의 접합을 위한 접합부(예:납땜)(5c)를 포함한다. 이러한 엘이디 패키지(5)는 세라믹판(5b)이 MCPCB(3)에 접하도록 배치되어 엘이디 칩(5a)의 열이 세라믹판(5b)을 거쳐 MCPCB(3)로 전달된다.
그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(1)는 엘이디 패키지(5)에서 발생된 열을 MCPCB(3)를 통해 히트싱크(7)로 열전달이 이루어지는 구조이므로 엘이디 패키지(5)가 실장된 MCPCB(3)와 히트싱크(7)의 결합부분에서 열전달상 열저항이 발생하게 된다.
열저항이 높아지면 열전달이 원활하지 못해 방열 효과가 없으므로 열저항을 개선하기 위해 MCPCB(3)와 히트싱크(7)의 사이에 열전도소재(TIM, Thermal Interface Material)(9)를 삽입하여 MCPCB(3)에서 히트싱크(7)로 열전도가 잘 이루어지도록 시도하고 있다. 열전도소재(9)는 써멀시트(Thermal sheet) 또는 써멀그리스(Thermal grease)가 있다.
그런데, 열전도소재(9)는 MCPCB(3)와 히트싱크(7) 사이에서 부착력을 높이기 위해 공기층이 없어야 하므로 두께가 두꺼워지고 열저항도 함께 커지는 문제점이 발생한다.
실험 결과, 열전도소재(9)는 두께 50~300㎛에서 열전도도가 1.5~3W/Mk이므로 열전달을 위해 사용되는 MCPCB(3)나 히트싱크(7)에 비해 매우 낮은 열전도 효능을 가져 오히려 열저항체의 역할을 하는 문제점이 있다.
또한, 수십 ~ 수백W급의 일반조명을 엘이디로 대체하기 위해서는 개별 엘이디 칩(LED CHIP)의 출력을 높이는 방향으로 기술개발이 이루어져야 하는데, 고출력 엘이디 칩은 엘이디 칩으로부터 발생되는 열을 방열하기 위한 설계가 반드시 필요하다.
한국공개특허공보 제2012-0000739호(공개일자:2012년01월04일, 명칭:히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법)
본 발명의 목적은 열전도소재(TIM)를 사용하지 않고 MCPCB에서 히트싱크로의 열전도가 잘 이루어지도록 그 구조를 개선함으로써 방열 효율이 우수할 뿐 아니라 고출력과 경량화 및 제조비용 절감도 가능한 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 엘이디 패키지가 일면에 실장되는 기판과, 상기 엘이디 패키지가 실장되는 상기 기판의 타면에 결합되고 상기 기판과의 사이에 공간부를 형성하며 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크와, 상기 공간부에 충진되며 상기 엘이디 패키지에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달체를 포함한다.
상기 히트싱크는 상기 기판과 결합되고 상기 기판과의 사이에 상기 공간부를 형성하는 베이스와, 상기 베이스의 외측에 형성되어 방열면적을 증가시키는 방열핀을 포함한다.
상기 히트싱크는 상기 베이스에 상기 공간부를 진공상태로 만들기 위한 공기배출관과, 상기 공기배출관에 설치된 진공밸브를 추가로 구비한다.
상기 베이스는 외측면 일부가 그루브 형상, 주름진 형상, 라운드진 형상 중 어느 하나로 형성된다.
상기 공간부에 상기 기판을 지지하는 지지부 또는 메쉬 구조물이 설치된다.
상기 히트싱크의 외측면에 방열물질이 부착된다.
상기 기판은 PCB, FPCB, MCPCB 중 선택된 1종이다.
상기 열전달체는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체이다.
상기 열전달체는 물, 아세톤, 메탄올, 암모니아, 프레온, 알코올 중 선택된 1종이다.
상기 기판과 상기 히트싱크가 결합된 부분을 밀봉하는 몰딩부가 형성된다.
엘이디 패키지가 일면에 실장되는 기판과, 상기 엘이디 패키지가 실장되는 상기 기판의 타면에 결합되고 상기 기판과의 사이에 공간부를 형성하며 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크와, 상기 공간부에 충진되며 상기 엘이디 패키지에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달체와, 상기 히트싱크에 형성되고 유체가 흐르도록 내부가 중공인 유체 흐름부를 포함한다.
상기 히트싱크는 상기 공간부를 진공상태로 만들기 위한 공기 배출관과, 상기 공기배출관에 설치된 진공밸브를 포함한다.
상기 공간부에 상기 기판을 지지하는 지지부 또는 메쉬 구조물이 설치된다.
상기 열전달체는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체이다.
상기 열전달체는 물, 아세톤, 메탄올, 암모니아, 프레온, 알코올 중 선택된 1종이다.
상기 유체는 물 또는 바닷물이다.
상기 기판과 상기 히트싱크가 결합된 부분을 밀봉하는 몰딩부가 형성한다.
상기 히트싱크는 외측면 일부가 그루브 형상, 주름진 형상, 라운드진 형상 중 어느 하나로 형성된다.
엘이디 패키지가 일면에 실장되는 기판과, 상기 엘이디 패키지가 실장되는 상기 기판의 타면과 이격되게 배치되고 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크와, 일단이 상기 기판에 접합되고 타단이 상기 히트싱크에 접합되어 상기 기판과 상기 히트싱크 사이를 이격시키며 상기 기판과 상기 히트싱크의 사이에 공간부를 형성하는 연결부와, 상기 공간부에 충진되며 상기 엘이디 패키지에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달체를 포함한다.
상기 기판과 상기 히트싱크 중 적어도 하나에는 상기 연결부의 단부가 끼워지는 접합홈이 형성된다.
상기 기판과 상기 연결부는 동 재질로 되고 솔더링 접합된다.
상기 기판과 상기 연결부가 접합된 부분 및 상기 연결부와 상기 히트싱크가 접합된 부분을 밀봉하는 몰딩부가 형성된다.
상기 연결부에 상기 공간부를 진공상태로 만들기 위한 공기배출관이 구비되고, 상기 공기배출관에 진공밸브가 추가로 구비된다.
상기 진공밸브는 개폐식이거나 상기 공간부의 진공 처리 후 밀봉된다.
엘이디 조명장치를 음영이 발생하지 않도록 일정간격 이격되게 전선으로 연결하여 지면으로부터 설정높이에 배치한다.
본 발명은 기판에 직접 히트싱크를 결합하는 방식을 통해 열저항을 감소하고, 기판과 히트싱크 사이에 공간부를 두어 진공상태로 만듦과 동시에 열전달력이 우수한 열전달체를 충진한다.
따라서, 엘이디 패키지에서 발생하여 기판으로 전달된 열을 빠르게 히트싱크로 전달하고 대기로 방출할 수 있어 열방출 효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열 방출 효율의 극대화로 한 개의 엘이디 패키지로도 기존의 복수의 엘이디 패키지를 사용하는 것과 같은 효과를 볼 수 있으므로 한 개의 가로등에 사용하던 복수의 엘이디 패키지를 분리하여 일정간격마다 설치함으로써 어두운 사각지가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 엘이디 조명장치 구조를 보인 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 엘이디 조명장치를 보인 도면.
도 3은 물의 상평형 그래프를 도시한 도면.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 엘이디 조명장치들을 보이 도면.
도 8은 도 7을 A-A 방향에서 보인 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 엘이디 조명장치가 가로등에 이용되는 예를 보인 도면
도 11 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 엘이디 조명장치들을 보인 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 엘이디 조명장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 엘이디 패키지(11)가 실장되는 기판(13)과, 엘이디 패키지(11)가 실장되는 반대면에 결합되고 기판(13)과 사이에 공간부(18)를 형성하며 엘이디 패키지(11)에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크(15)와, 공간부(18)에 충진되며 엘이디 패키지(11)에서 발생하는 열을 흡수하여 히트싱크(15)로 전달하는 열전달체(27)를 포함한다.
엘이디 패키지(11)는 기판(13)의 저면에 실장된다. 도면에서 기판(13)은 회로가 형성된 부분이 아래로 향하게 배치된다. 엘이디 패키지(11)는 발광체인 엘이디 칩, 엘이디 칩을 지지하는 세라믹판 및 엘이디 칩과 세라믹판의 접합을 위한 접합부로 구성될 수 있다.
엘이디 패키지(11)가 엘이디 조명장치(10) 내에서 다수 개 적용될 때에는 조명을 형성하기 위한 구간에 대응하여 1 이상의 열 또는 1 이상의 열과 행으로 배치되어 구성될 수 있다.
기판(13)은 PCB, FPCB, MCPCB 중 선택된 1종으로 구성될 수 있다. 바람직하게는 기판(13)은 MCPCB(Metal Core Printed Circuit Board)로 구성된다. MCPCB는 메탈 베이스기판에 유전체를 형성하고 그 위에 패턴을 형성한 것이다. 메탈 베이스기판은 알루미늄 재질로 된다. MCPCB는 열전도성이 우수하고 고전압에서도 안정적으로 신호를 처리할 수 있다.
엘이디 패키지(11)와 기판(13)의 접촉부위는 솔더링(Soldering)을 통해 접합된다. 솔더 대신에 열전도도가 좋은 에폭시 또는 레진계 페이스트를 사용하여도 된다. 여기서, 열전도도가 좋은 에폭시 또는 레진계 페이스트의 열전도도는 대략 5~10W/mK 정도이다.
기판(13)에서 엘이디 패키지(11)가 부착된 반대면에 히트싱크(15)가 부착된다. 엘이디 패키지(11)들이 기판(13)에 실장되면 접합부 등에 열이 고이게 되므로 기판(13)만으로 방열 효과가 낮다.
엘이디 패키지(11)는 발생한 열을 충분히 제거해 주지 못하면 내부의 열에 의한 전자의 활성으로 빛으로 전환되는 비율이 낮아지게 되고, 상승하는 열에 의해 엘이디 칩이 열화되어 긴 수명을 보장하기 어렵게 된다.
반대로, 엘이디 패키지(11)에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있으면 정격정류에 의하여 2~3배까지 인가할 수 있는 전류의 양이 증가하고 한 개의 엘이디 칩으로 기존의 2~3개의 엘이디 칩을 사용하는 것과 같은 효과를 볼 수 있다.
따라서, 엘이디 칩의 광출력 특성 저하, 수명 단축, 효율성 저하를 방지하기 위해 히트싱크(15)가 기판(13)에 부착된다.
히트싱크(15)는 기판(13)에 일체로 부착된다. 히트싱크(15)는 기판(13)과 결합되고 기판(13)과의 사이에 공간부(18)를 형성하는 베이스(17)와, 베이스(17)의 상부에 복수로 돌출되어 방열면적을 증가시키는 방열핀(19)을 포함한다.
베이스(17)는 상부가 사각형상, 반원형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 베이스(17)는 내부에 공간부(18)가 형성되고 하부로 개구된다. 베이스(17)는 개구된 가장자리 부분이 기판(13)과 결합되고 밀봉된다.
기판(13)과 히트싱크(15)가 결합된 부분을 몰딩부(21)가 밀봉한다. 몰딩부(21)는 탄성이 양호하고 밀폐성이 높은 실링제, 고무, 실리콘 등으로 될 수 있다. 기판(13)과 히트싱크(15)가 결합된 부분을 몰딩부(21)로 밀봉하면 공간부(18)는 외부로부터 밀폐된다. 즉, 공간부(18)는 기판(13)에 히트싱크(15)가 결합되어 그 내부에 마련된다.
베이스(17)에 공간부(18)를 진공상태로 만들기 위한 공기배출관(23)과, 공기배출관(23)에 설치된 진공밸브(25)를 구비한다. 공기배출관(23)은 진공펌프 등을 결합되며 공간부(18)의 공기를 외부로 빼기 위한 것이다. 진공밸브(25)는 공간부(18)의 진공을 빼거나 열전달체(27)를 주입하기 위한 공기배출관(23)을 개폐하는 밸브이다.
진공밸브(25)를 개폐식으로 사용할 수도 있고 공간부(18)의 진공 처리 후 완전 밀폐하는 방법을 사용할 수도 있다.
또한, 공간부(18)는 엘이디 조명장치(10)의 조립시 진공에서 조립하여 진공밸브(25) 없이 진공으로 만들 수도 있다. 공간부(18)를 진공으로 만들면 아래에서 설명될 열전달체(27)가 낮은 온도에서도 기화가 잘되어 열전달력이 높아지므로 방열효율이 높아진다.
공간부(18)에 열전달체(27)가 충진된다. 공간부(18)에 열전달체(27)가 충진되면 열전달체(27)는 기판(13)과 직접 접촉되어 기판(13)으로 전달된 열을 효과적으로 흡수한다. 그러면 엘이디 패키지(11)에서 발생되어 기판(13)으로 전달된 열이 기판(13)에 오래 머무르는 것이 방지된다.
열전달체(27)는 공간부(18) 형성시 선 주입된 후, 기판(13)과 히트싱크(15)의 조립 후에 진공 처리를 진행할 수 있다. 열전달체(27)는 기화하면 부피가 커지므로 공간부(18) 면적의 50~60% 정도 주입된다.
공간부(18)는 기판(13)의 전체 면적과 대응되게 마련되는 것이 바람직하다.
열전달체(27)는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체를 사용한다. 열전달체(27)는 물, 아세톤, 메탄올, 암모니아, 프레온, 알코올 중 선택된 1종 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 물 보다 용융점이 낮은 유체는 낮은 온도에서 기화가 잘 되어 열전달력이 높으므로 방열효율이 높다.
표 1에는 열전달체로 사용 가능한 각 유체의 용융점, 1기압 하에서 비등점, 사용범위를 나타내고 있다.
유체 용융점(℃) 1기압 하에서 비등점(℃) 사용범위(℃)
암모니아 -78 -33 -60~100
프레온 11 -111 24 -40~120
프레온 113 -35 48 -10~100
아세톤 -95 57 0~120
메탄올 -98 64 10~130
알코올 -112 78 0~130
물 0 100 30~200
표 1에 의하면, 암모니아, 프레온, 아세톤, 메탄올, 알코올 등의 유체는 물 보다 용융점이 낮고 비등점도 낮음이 확인된다.
도 3에는 물의 상평형 그래프가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바에 의하면, 물의 경우 압력이 낮고 온도가 높을수록 기화가 잘되고 진공에서는 온도가 낮아도 기화가 잘 된다. 그리고, 물은 압력이 낮아지면 낮은 온도에서도 기화된다.
따라서, 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체를 열전달체로 사용하면 낮은 온도에서도 기화가 잘되어 엘이디 조명장치의 방열효율을 높일 수 있다.
열전달체는 알코올, 프레온 11, 메탄올, 아세톤, 암모니아, 프레온 113, 물 순서로 기화가 잘되고 방열효율이 높다. 열전달체는 기본적으로 물을 사용하며, 폭발위험을 배제할 경우 알코올, 프레온 11, 메탄올, 아세톤, 암모니아, 프레온 113 등을 사용할 수 있다.
구체적으로, 히트싱크(15)는 중력을 이용한 열사이폰(Thermosyphon) 구조이다. 원리는 히트싱크(15)의 공간부(18)가 진공상태로 밀봉되고 열전달체(27)가 충진된 상태에서 엘이디 패키지(11)에서 발생하는 열이 기판(13)으로 전달되면, 기판(13)과 접촉한 열전달체가 가열되어 기화한다. 기화된 열전달체는 화살표 방향으로 이동하게 되어 히트싱크(15)로 열을 전달함과 동시에 응축되어 다시 액상으로 변화하고 액상의 열전달체(27)는 다시 기판 쪽으로 이동하는 과정을 반복하면서 엘이디 패키지(11)에서 발새된 열을 외부로 방출하게 된다.
방열핀(19)은 베이스(17)의 외측 상부에 일체로 형성된다. 방열핀(19)은 베이스(17)의 외측 상부에 복수 개 형성되어 방열면적을 넓히는 역할을 한다. 히트싱크(15)의 넓은 방열면적은 대기와 닿는 표면적을 넓혀 열저항을 낮추는 효과와 열방출의 효과를 극대화한다.
공간부(18)에 충진된 열전달체(27)의 기화, 응축에 의해 열의 이동이 효율적으로 이루어지더라도 최종 방열은 히트싱크(15)의 표면에서 대기로 방출되므로 히트싱크(15)의 표면적을 넓게하는 것이 필요하다. 따라서 베이스(17)에 단부가 뾰족한 형상의 방열핀(19)을 복수로 형성하여 표면적을 넓게한다.
방열핀(19)은 방열핀(19)들 사이로 공기가 통과할 수 있도록 단부가 뾰족한 형상으로 형성된다.
방열핀(19)은 하부와 상부의 폭이 동일할 경우 방열핀(19)들 사이로 공기가 통과할 수 있도록 일정간격 이격될 수 있다. 방열핀(19)들 사이로 공기가 통과하면 대기와 접촉하는 표면적이 넓어져 방열효율이 더욱 좋아진다.
방열핀(19)에 방열효율을 높이기 위한 방열물질이 부착될 수 있다. 방열물질은 열전도 기능을 갖는 조성물 예를 들어, 나노 크기의 이산화티탄을 방열핀에 도포할 수 있다.
히트싱크(15)는 엘이디 패키지(11)에서 발생한 열을 전달받아 대기 중으로 발산하기 용이하면서도 기판의 전기적 특성과 쇼트 되지 않도록 절연성 재질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 전기가 통하지 않는 세라믹, 알루미늄에 절연처리(아노다이징)한 재질로 제조될 수 있다. 이 중 알루미늄 재질은 방열기능이 우수하고 소재가 가벼워 엘이디 조명장치를 소형화, 경량화하는데 효과적이다.
또한, 히트싱크(15)는 열전도성이 우수한 철, 구리 등으로 제조될 수도 있다.
도 4 내지 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 엘이디 조명장치들이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(10a)는 공간부(18)에 기판(13)과 베이스(17) 사이를 이격되게 지지하는 지지부(29)가 설치된다. 지지부(29)는 공간부(18)의 진공처리에 따른 기판(13)의 휨 발생을 방지하기 위한 것이다. 공간부(18)의 진공처리는 공간부(18)에 충진한 열전달체(27)의 기화 온도를 낮추기 위한 것인데, 이럴 경우 기판(13)의 낮은 두께로 인하여 기판(13)의 휨이 발생할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(10b)는 공간부(18)에 기판(13)과 베이스(17) 사이를 이격되게 지지하는 메쉬 구조물(31)이 설치될 수 있다. 메쉬 구조물(31)은 기판(13)과 베이스(17) 사이를 지지하여 기판(13)의 휨 발생을 방지하면서도 열전달체(27)의 이동은 자유롭게 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(10c)의 히트싱크(15)는 베이스의 상부면에 그루브가 형성된 구조일 수 있다. 그루브는 히트싱크(15)의 공기와의 접촉면적을 크게 하여 방열면적을 넓히기 위한 것이다. 방열핀(19)은 베이스(17) 상부면의 그루브를 따라 복수 개가 형성되어 열방출이 보다 신속히 이루어지도록 한다.
히트싱크(15)는 베이스(17)의 상부면이 그루브 외에도 주름형상, 라운드진 형상 등 방열면적을 넓게하는 다양한 형상의 채용이 가능하다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(10d)는 히트싱크(15)에 유체가 흐르도록 내부가 중공인 유체 흐름부(33)가 포함될 수 있다. 유체 흐름부(33)는 금속의 파이프 형태로 구성될 수 있다.
유체 흐름부(33)는 베이스(17)의 상부면과 내부의 중공이 접하도록 형성된다. 유체 흐름부(33)는 중공을 흐르는 유체가 베이스(17)로 전달된 열을 흡수하여 열방출 효율을 높이도록 한다. 유체는 수냉식에서 냉매로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 무방하며, 예를 들어, 물 또는 바닷물일 수 있다.
히트싱크(15)에 유체 흐름부(33)를 둔 구성은 아파트 지하 주차장, 선박용 조명등, 대규모 조명장치가 필요한 곳에 적용하여 수냉 흐름에 의한 엘이디 방열을 진행함으로써 엘이디 수명 향상 및 광효율 증가, 제조비용 절감 등의 효과를 거둘 수 있다.
이러한, 엘이디 조명장치(10)는 열전달체(27)가 기판으로 전달된 열을 빠르게 흡수하여 히트싱크(15)로 전달하고, 히트싱크(15)가 대기와 접촉하는 표면적을 넓으므로 열 열방출이 신속하고 효율적으로 이루어진다.
한편, 도시하지 않았지만, 엘이디 패키지(11) 부분은 투광커버에 의해 보호될 수 있다. 투광커버는 조도 확보를 위한 것이며 중앙을 라운드진 형태로 형성하여 엘이디 패키지(11)와 소정간격 이격된 상태로 엘이디 패키지(11)를 보호할 수 있다.
투광커버는 필요에 따라 그 형상을 다양하게 설계할 수 있다. 또한, 투광커버에는 엘이디 패키지(11)에서 발생된 열을 외부로 신속히 배출하기 위한 통풍구가 마련될 수 있다.
엘이디 패키지(11)에서 기판(13)으로 전달된 열은 기판(13)과 직접 접촉되는 열전달체(27)에 의해 빼앗긴 후 히트싱크(15)로 전달되어 방열되므로 방열 메커니즘이 매우 효율적으로 구성된다.
상술한 엘이디 조명장치(10, 10a~10d)는 건축물의 내,외부에 설치되는 일반 형광등 대신 실내 조명등으로 적용될 수 있다. 또한, 엘이디 조명장치(10)는 가로등, 보안등, 공원등으로 다양하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 작용을 설명한다.
본 발명의 엘이디 조명장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(13)과 히트싱크(15)가 열전도소재(TIM) 없이 상호 결합된 일체형 구조이다.
기판과 히트싱크의 사이에 열전도소재를 배치하는 경우 기판의 열이 열전도소재의 열저항으로 인해 히트싱크로 빠져나가지 못해 기판의 저면에 열이 많이 발생하는 핫스팟 현상이 발생한다.
그러나, 본 발명의 엘이디 조명장치(10)는 기판(13)과 히트싱크(15)가 일체로 결합되므로 기판(13)의 열이 히트싱크로 원활하게 전달되어 핫스팟 현상이 방지된다.
또한, 기판(13)에 히트싱크(15)가 결합됨에 의해 기판(13)과 히트싱크(15)의 사이에는 공간부(18)가 형성되고, 공간부(18)는 진공상태이며 열전달체(27)가 충진된다.
도 6을 참조하면, 공간부(18)에 충진된 열전달체(27)는 기판(13)의 열을 전달받아 화살표 방향과 같이 기화되고, 기화된 열전달체(27)는 히트싱크(15)로 열을 전달함과 동시에 응축되어 다시 액상으로 변화하는 과정을 반복하면서 기판(13)의 열을 빠르게 히트싱크(15)로 전달한다.
그리고, 히트싱크(15)로 전달된 열은 넓은 표면적을 갖도록 된 방열핀(19)에 의해 빠르게 대기로 방출된다.
진공상태는 열전달체(27)를 낮은 온도에서도 기화시켜 열전달 효율을 높인다.
또한, 열전달체(27)는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체이다.
열전달체(27)는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체이므로 낮은 온도에서도 기화가 잘되어 기판(13)의 열을 히트싱크(15)로 빠르게 전달하는 역할을 극대화한다.
또한, 히트싱크(15)는 방열핀(19)을 포함하고, 방열핀(19)에는 방열물질이 부착된다.
방열핀(19)은 넓은 표면적으로 열전달체(27)를 통해 전달받은 열을 빠르게 대기로 방출시킨다. 특히 방열핀(19) 표면에 부착된 방열물질은 외부 공기가 최대 접촉면적에서 방열핀(19)과 열교환되도록 함으로써 열교환 효율을 극대화시키게 된다.
또한, 공간부(18)에는 공간부(18)의 형상을 지지하는 지지부(29) 또는 메쉬 구조물(31)이 설치된다.
지지부(29) 또는 메쉬 구조물(31)은 공간부(18)를 진공상태로 만들더라도 기판(13)과 히트싱크(15) 사이를 지지하여 기판(13)의 휨을 방지한다.
상술한 엘이디 조명장치(10)는 엘이디 패키지(11)에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
기존 엘이디 조명장치는 복수 개의 엘이디를 집적하여 사용하여 방열의 문제뿐만 아니라 엘이디(LED)에서 발산되는 빛이 집중되는 결과를 가져왔다.
상기한 이유로 엘이디 조명의 장점인 분산 조명의 장점을 살리지 못하고 있다.
기존 엘이디 조명장치로는 분산 조명으로 사용하기 위해서 히트싱크의 부피가 크고 제조비용이 많이 드는 단점이 있어 활성화되지 못하였다.
하지만, 본 발명의 히트싱크 일체형 엘이디 조명장치(10)는 히트싱크(15)의 부피를 줄여 경량화가 가능하고 방열 효과로 인해 3~5W의 엘이디 패키지(11)를 사용할 수 있다.
기존 집중형 조명으로 보도등 40W를 설치할 경우, 20m~25m 정도에 1개씩 보도등을 설치해야하나, 빛의 밝은 부분과 어두운 부분의 차이가 많이 발생하였다.
그러나, 분산형 조명의 5W 엘이디 패키지를 사용하여 40W를 제조할 경우, 5W 한 개의 패키지가 5M 정도의 거리를 밝힐 수 있어 전체적으로 40m 거리의 보도를 조명할 수 있는 장점이 있다.
이는 한 개의 엘이디 패키지(11)만을 사용하여 엘이디 조명장치(10)를 제조하더라도 기존의 복수의 엘이디 패키지를 사용하여 엘이디 조명장치를 제조한 것과 같은 효과를 볼 수 있음을 의미한다.
실험결과, 한 개의 가로등에 사용하던 복수의 엘이디 패키지(11)를 분리하여 일정간격마다 한 개씩 설치하여 사용할 경우, 하나의 엘이디 패키지(11)당 소비전력이 5W로 밝고 음영도 발생하지 않았다.
기존 1W 엘이디 엘이디 50개를 배치하고 소비전력 50W를 인가하여 측정한 결과 2m 높이의 수직하점에서 1000lux, 수직하점에서 10m 거리에서 120lux의 조도를 구현하였다.
반면, 엘이디 패키지(11)를 1개씩 5m 거리마다 배치하고 소비전력 5W를 인가하여 측정한 결과 2m 높이의 수직하점에서 350lux, 수직하점에서 2m 거리에서 300lux로 음영이 발생하지 않았다.
도 9 및 도 10에는 본 발명의 엘이디 조명장치를 이용한 가로등이 도시되어 있다.
도 9에 도시된 바에 의하면, 엘이디 패키지(11)를 분할하여 엘이디 조명장치(10e)에 하나의 엘이디 패키지(11)가 구비되게 제조하고, 제조된 엘이디 조명장치(10e)를 일정간격 이격되게 전선(35)으로 연결하여 음영이 없게 배치할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 엘이디 조명장치(10e)는 도로, 보도, 시가지 등의 상부에 전선으로 연결하여 일정간격마다 가로등 또는 보도등을 대신하여 설치할 수 있다. 이 경우 시야 방해가 없고 광이 조사되는 면적이 사각지를 갖지 않도록 넓게 분산되어 음영이 생기지 않으므로 적은 소비전력으로 거리를 밝힐 수 있다.
이와 같이, 엘이디 조명장치(10e)는 엘이디 패키지(11)의 수량과 무게를 줄이는 대신 광효율과 방열성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 13에는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 엘이디 조명장치들이 도시되어 있다.
도 11에 도시된 바에 의하면, 엘이디 조명장치(10f)는 기판(13)과 히트싱크(15)가 연결부(14)에 의해 연결된 구조일 수 있다.
히트싱크(15)는 엘이디 패키지(11)가 실장되는 기판(13)과 이격되게 배치된다. 연결부(14)는 일단이 기판(13)에 접합되고 타단이 히트싱크(15)에 접합되어 기판(13)과 히트싱크(15) 사이를 이격시키고 기판(13)과 히트싱크(15)의 사이에 열전달체(27)가 주입되는 공간부(18)를 형성한다.
기판(13)은 메탈 베이스기판이 동 재질 또는 알루미늄 재질로 된 MCPCB이다. 히트싱크(15)는 알루미늄 재질로 된다. 연결부(14)는 동 재질로 된다.
그러나, 엘이디 조명장치(10f)에 있어 히트싱크(15)와 기판(13)과 연결부(14)는 에폭시나 실리콘으로 연결되기 때문에 연결부(14)의 재질은 금속이나 플라스틱류 등 종류의 상관이 없다.
기판(13)과 연결부(14)의 접합 및 기판(13)과 히트싱크(15)의 접합은 에폭시 수지, 실리콘 수지를 용융시켜 수행할 수 있다. 에폭시 수지, 실리콘 수지는 접합된 부분의 기밀성을 유지하는 몰딩의 역할도 한다.
연결부(14)에 공간부(18)를 진공상태로 만들기 위한 공기배출관(23)이 구비되고, 공기배출관(23)에 진공밸브(25)가 추가로 구비된다. 진공밸브(25)는 개폐식이거나 공간부(18)의 진공 처리 후 밀봉될 수 있다.
엘이디 조명장치(10g)는 기판(13)과 히트싱크(15) 중 적어도 하나에 연결부(14)의 단부가 끼워지는 접합홈(a)이 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 바에 의하면, 엘이디 조명장치(10g)는 히트싱크(15)에 연결부(14)의 단부가 끼워지는 접합홈(a)이 형성되고 기판(13)에는 형성되지 않는다.
접합홈(a)은 알루미늄 재질로 된 히트싱크(15)와 동 재질로 된 연결부(14)의 접합력을 향상시키기 위한 것이다.
동 재질과 동 재질은 솔더링을 통해 접합이 용이하나, 동 재질과 알루미늄 재질은 이종 재질이므로 솔더링을 통한 접합이 어렵다.
기판(13)이 동 재질로 된 MCPCB인 경우, 기판(13)과 히트싱크(15)는 솔더링을 통한 접합이 어렵다. 따라서, 기판(13)과 히트싱크(15)를 연결하는 동 재질의 연결부(14)를 추가로 구비하고 히트싱크(15)에 접합홈(a)을 형성하는 방법으로 접합력을 높인다.
접합홈(a)은 연결부(14)의 단부가 끼워지거나 삽입될 수 있는 폭으로 형성된다.
연결부(14)가 히트싱크(15)의 접합홈(a)에 끼워진 상태를 밀봉하는 몰딩부(21)가 형성된다. 몰딩부(21)는 접합홈(a)에 에폭시 수지, 실리콘 수지를 주입하고 용융시켜 형성할 수 있다. 몰딩부(21)는 연결부(14)가 히트싱크(15)의 접합홈(a)에 끼워진 상태를 접합하는 역할과 공간부(18) 진공을 위해 기밀성을 높이는 두 가지 역할을 수행한다.
기판(13)과 연결부(14)는 동일 재질이므로 솔더링 접합한다. 기판(13)과 연결부(14)가 솔더링된 후, 공간부(18)의 진공 유지를 위해 기판(13)과 연결부(14)가 접합된 부분에 몰딩부(21)를 더 형성할 수 있다.
도 12에 도시된 엘이디 조명장치를 제조하는 작업순서는 아래와 같을 수 있다.
우선, 알루미늄 재질의 히트싱크(15)에 접합홈(a)을 가공하고, 가공된 접합홈(a)에 연결부(14)의 일단을 끼운 후, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 주입하고 경화시켜 히트싱크(15)에 연결부(14)를 접합시킨다.
이때, 연결부(14)에는 공기배출관(23)과 진공밸브(25)가 설치되어 있다.
다음으로, 공간부(18)가 될 부분에 지지부(미도시) 또는 메쉬 구조물(미도시)을 설치하고 열전달체(27)를 주입한다. 이후, 동 재질인 연결부(14)와 동 재질인 기판(13)을 솔더링하여 접합하고 연결부(14)와 기판(13)의 연결부위를 몰딩 처리한다.
이후, 공기배출관(23)을 통해 공간부(18)를 진공으로 만들고 공기배출관(23)을 밀폐하면 엘이디 조명장치(10g)의 제조가 완료된다.
또한, 도 13에 도시된 바에 의하면, 엘이디 조명장치(10h)는 히트싱크(15)와 기판(13)에 각각 접합홈(a)을 형성할 수 있다. 연결부(14)는 단부가 각 접합홈(a)에 끼워져 기판(13)과 히트싱크(15) 사이에 공간부(18)를 형성한다.
연결부(14)가 각 접합홈(a)에 끼워진 부분에는 연결부(14)가 접합홈(a)에 끼워진 상태를 밀봉하는 몰딩부(21)가 형성된다. 몰딩부(21)는 접합홈(a)에 에폭시 수지, 실리콘 수지를 주입하고 용융시켜 형성할 수 있다.
히트싱크(15)와 기판(13)에 각각 접합홈(a)을 형성하여 연결부(14)를 결합하는 것은 연결부(14)와 히트싱크(15), 연결부(14)와 기판(13)의 접합 신뢰성을 높이기 위한 것이다.
몰딩부(21)는 연결부(14)가 히트싱크(15)의 접합홈(a)에 끼워진 상태를 고정하는 역할과 기밀성을 높이는 두 가지 역할을 수행한다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10, 10a~10h: 엘이디 조명장치 11: 엘이디 패키지
13: 기판 14: 연결부
15: 히트싱크 17: 베이스
18: 공간부 19: 방열핀
21: 몰딩부 22: 솔더링
23: 공기배출관 25: 진공밸브
27: 열전달체 29: 지지부
31: 메쉬 구조물 33: 유체 흐름부
35: 전선 a: 접합홈

Claims (30)

  1. 엘이디 패키지가 일면에 실장되는 기판;
    상기 엘이디 패키지가 실장되는 상기 기판의 타면에 결합되고 상기 기판과의 사이에 공간부를 형성하며 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크; 및
    상기 공간부에 충진되며 상기 엘이디 패키지에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달체를 포함하며,
    상기 공간부는 진공처리되고,
    상기 히트싱크는
    상기 기판과 결합되고 상기 기판과의 사이에 상기 공간부를 형성하는 베이스와,
    상기 베이스의 외측에 형성되어 방열면적을 증가시키는 방열핀을 포함하며,
    상기 히트싱크는
    상기 베이스에 상기 공간부를 진공상태로 만들기 위한 공기배출관과,
    상기 공기배출관에 설치된 진공밸브를 추가로 구비하며,
    상기 진공밸브는 개폐식이거나 상기 공간부의 진공 처리 후 밀봉되며,
    상기 공간부에 상기 기판을 지지하는 지지부 또는 메쉬 구조물이 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스는 외측면 일부가 그루브 형상, 주름진 형상, 라운드진 형상 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트싱크의 외측면에 방열물질이 부착된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 PCB, FPCB, MCPCB 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전달체는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전달체는 물, 아세톤, 메탄올, 암모니아, 프레온, 알코올 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판과 상기 히트싱크가 결합된 부분을 밀봉하는 몰딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  13. 엘이디 패키지가 일면에 실장되는 기판;
    상기 엘이디 패키지가 실장되는 상기 기판의 타면에 결합되고 상기 기판과의 사이에 공간부를 형성하며 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크; 및
    상기 공간부에 충진되며 상기 엘이디 패키지에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달체; 및
    상기 히트싱크에 형성되고 유체가 흐르도록 내부가 중공인 유체 흐름부를 포함하며,
    상기 공간부는 진공처리되고,
    상기 히트싱크는
    상기 공간부를 진공상태로 만들기 위한 공기 배출관과,
    상기 공기배출관에 설치된 진공밸브를 포함하며,
    상기 공간부에 상기 기판을 지지하는 지지부 또는 메쉬 구조물이 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 열전달체는 물 또는 물 보다 용융점이 낮은 유체인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 열전달체는 물, 아세톤, 메탄올, 암모니아, 프레온, 알코올 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 유체는 물 또는 바닷물인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 기판과 상기 히트싱크가 결합된 부분을 밀봉하는 몰딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  21. 청구항 13에 있어서,
    상기 히트싱크는 외측면 일부가 그루브 형상, 주름진 형상, 라운드진 형상 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  22. 엘이디 패키지가 일면에 실장되는 기판;
    상기 엘이디 패키지가 실장되는 상기 기판의 타면과 이격되게 배치되고 상기 엘이디 패키지에서 발생한 열을 전달받아 대기중으로 발산하는 히트싱크;
    일단이 상기 기판에 접합되고 타단이 상기 히트싱크에 접합되어 상기 기판과 상기 히트싱크 사이를 이격시키며 상기 기판과 상기 히트싱크의 사이에 공간부를 형성하는 연결부; 및
    상기 공간부에 충진되며 상기 엘이디 패키지에서 발생하는 열을 흡수하여 상기 히트싱크로 전달하는 열전달체를 포함하며,
    상기 공간부는 진공처리되고,
    상기 연결부에 상기 공간부를 진공상태로 만들기 위한 공기배출관이 구비되며,
    상기 공기배출관에 진공밸브가 추가로 구비되고,
    상기 진공밸브는 개폐식이거나 상기 공간부의 진공 처리 후 밀봉되며,
    상기 공간부에 상기 기판을 지지하는 지지부 또는 메쉬 구조물이 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판과 상기 히트싱크 중 적어도 하나에는 상기 연결부의 단부가 끼워지는 접합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판과 상기 연결부는 동 재질로 되고 솔더링 접합됨을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  25. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판과 상기 연결부가 접합된 부분 및 상기 연결부와 상기 히트싱크가 접합된 부분을 밀봉하는 몰딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  26. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판과, 상기 연결부는 금속 또는 플라스틱 재질로 되고 몰딩부에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 청구항 1, 청구항 6, 청구항 8, 청구항 9 내지 청구항 13, 청구항 17 내지 청구항 26 중 어느 한 항의 엘이디 조명장치를
    음영이 발생하지 않도록 일정간격 이격되게 전선으로 연결하여 지면으로부터 설정높이에 배치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치를 이용한 가로등.
KR20140020186A 2014-02-21 2014-02-21 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등 KR101464318B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140020186A KR101464318B1 (ko) 2014-02-21 2014-02-21 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140020186A KR101464318B1 (ko) 2014-02-21 2014-02-21 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101464318B1 true KR101464318B1 (ko) 2014-11-25

Family

ID=52291368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20140020186A KR101464318B1 (ko) 2014-02-21 2014-02-21 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101464318B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101943038B1 (ko) * 2017-07-19 2019-01-28 김진국 발전 기능을 가진 투광기
KR101936568B1 (ko) * 2018-01-08 2019-04-03 천병열 Led 방열장치
KR102148934B1 (ko) * 2020-01-20 2020-08-28 (주)하나룩스 냉각모듈을 통해 발열성능을 제고한 led 조명등
KR102198241B1 (ko) * 2020-07-07 2021-01-04 주식회사 세기하이텍 무방향성 냉매유동 기반 엘이디조명체 방열패널
KR102275357B1 (ko) * 2020-06-30 2021-07-09 주식회사 레딕스 히트파이프가 결합된 led 모듈장치
WO2022039338A1 (ko) * 2020-08-21 2022-02-24 주식회사 피티지 방열장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110041630A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 엘지전자 주식회사 엘이디 조명 모듈의 방열 장치
KR200453880Y1 (ko) 2009-02-05 2011-06-01 주식회사 스타라이팅 공랭 및 수냉식 냉각구조를 가진 터널등
KR20120017300A (ko) * 2010-08-18 2012-02-28 전자부품연구원 Ｌｅｄ 조명 장치 및 그의 냉각 장치
KR20120080871A (ko) * 2011-01-10 2012-07-18 박종원 엘이디조명등의 냉각장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200453880Y1 (ko) 2009-02-05 2011-06-01 주식회사 스타라이팅 공랭 및 수냉식 냉각구조를 가진 터널등
KR20110041630A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 엘지전자 주식회사 엘이디 조명 모듈의 방열 장치
KR20120017300A (ko) * 2010-08-18 2012-02-28 전자부품연구원 Ｌｅｄ 조명 장치 및 그의 냉각 장치
KR20120080871A (ko) * 2011-01-10 2012-07-18 박종원 엘이디조명등의 냉각장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101943038B1 (ko) * 2017-07-19 2019-01-28 김진국 발전 기능을 가진 투광기
KR101936568B1 (ko) * 2018-01-08 2019-04-03 천병열 Led 방열장치
KR102148934B1 (ko) * 2020-01-20 2020-08-28 (주)하나룩스 냉각모듈을 통해 발열성능을 제고한 led 조명등
KR102275357B1 (ko) * 2020-06-30 2021-07-09 주식회사 레딕스 히트파이프가 결합된 led 모듈장치
KR102198241B1 (ko) * 2020-07-07 2021-01-04 주식회사 세기하이텍 무방향성 냉매유동 기반 엘이디조명체 방열패널
WO2022039338A1 (ko) * 2020-08-21 2022-02-24 주식회사 피티지 방열장치
KR20220023420A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 주식회사 피티지 방열장치
KR102430404B1 (ko) * 2020-08-21 2022-08-08 주식회사 피티지 방열장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101464318B1 (ko) 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등
JP5101578B2 (ja) 発光ダイオード照明装置
US9459000B2 (en) Thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism including optical element to be cooled by heat transfer of the mechanism
US8348470B2 (en) LED illuminating device
US10168041B2 (en) Light fixture
US20110026264A1 (en) Electrically isolated heat sink for solid-state light
US20090040760A1 (en) Illumination device having unidirectional heat-dissipating route
KR20110072651A (ko) 엘이디 조명 모듈
US7982225B2 (en) Heat dissipation device for LED chips
US20090095448A1 (en) Heat dissipation device for led chips
KR100981329B1 (ko) 옥외용 ｌｅｄ 조명등
KR102343835B1 (ko) 진공 방열판을 구비한 led 조명기구
KR101010351B1 (ko) 나노 분말을 이용한 방열장치
TWI447326B (zh) Ｌｅｄ照明裝置及使用此照明裝置之照明設備
KR101276326B1 (ko) 비아홀을 갖는 인쇄회로기판, 이를 구비한 엘이디 모듈 및 led 조명장치
KR101126548B1 (ko) 열전달 비아홀 및 열전박막을 가지는 방열기판 및 이에 대한 제조방법
KR101126074B1 (ko) 히트 파이프 기능을 가지는 복합방열기구를 적용한 고효율 엘이디등
KR101877322B1 (ko) 그래핀 핀 삽입 방열히트싱크 및 그래핀 방열 플레이트를 이용한 엘이디 패키지모듈
CN202631938U (zh) 激光光源及相关投影系统
KR101748374B1 (ko) DPM(Direct Pattern Method) 방식의 PCB 기판과 하우징이 없는 일체형 LED 조명 장치 및 이를 이용한 조명 제조 방법
KR101004746B1 (ko) 열전냉각소자가 내장된 엘이디 패키지
KR101401665B1 (ko) 엘이디 조명장치
KR101596893B1 (ko) 방열 ｌｅｄ 마운트 및 램프
JP2005005483A (ja) 高輝度発光素子
KR101233644B1 (ko) 적층방열 전도체를 갖는 대형 조명등의 방열 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171120

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181120

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191119

Year of fee payment: 6