KR101477688B1 - Heat sink for led module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엘이디 모듈(LED Module)의 방열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디모듈에서 발생된 열을 방열시키는 상부와 하부 구성 간 열전달율을 상이하도록 제조하여 엘이디모듈의 방열효율을 향상시킬 수 있는 엘이디모듈의 방열장치에 관한 것이다. The present invention relates to a heat dissipation device for an LED module, and more particularly, to a heat dissipation device for an LED module that can improve the heat radiation efficiency of an LED module by manufacturing the heat dissipation device And a heat dissipation device of the LED module.
히트파이프(heatpipe)는 열전도율이 높아 열을 효율적으로 전도하는 수단으로, 알루미늄, 구리 및 강철 등으로 이루어지는 파이프의 안쪽에 유리 섬유나 동선(銅線)으로 이루어지는 망상(網狀)의 심재(心材)를 붙이고, 프레온, 암모니아 등과 같은 열매체 또는 잠열매체를 채운 후에 공기를 빼내어 밀폐시킨 파이프이다.BACKGROUND ART A heat pipe is a means for efficiently conducting heat due to a high thermal conductivity. A heat pipe is a member made of a core made of a glass fiber or a copper wire inside a pipe made of aluminum, copper, And is filled with a heating medium such as Freon, ammonia or the like or a latent heat medium, and then the air is taken out and sealed.
이러한 히트파이프는 열전도율이 구리의 약 1,000 ~ 1,500 배로 매우 높은 것이 일반적이고, 발생된 열을 분산키거나 배열(排熱)되는 열의 회수를 위한 장치 등에 주로 많이 사용된다.These heat pipes generally have a thermal conductivity of about 1,000 to 1,500 times as high as that of copper, and they are mainly used for devices for dispersing generated heat or for recovering heat that is exhausted.
전기 에너지를 이용하는 발광체 수단으로 백열전등이 가장 일반적이고, 백열전등의 경우 인가되는 전기 에너지의 약 5%를 가시광선에 의한 빛 에너지로 변환하며 나머지 약 95%는 적외선과 열에너지로 변환하여 발산하는 것이 일반적이므로, 에너지 이용 효율이 매우 낮은 동시에 진동 및 충격에 약하고 크기가 비교적 크며 과열된 열에 의하여 화재 발생의 위험이 높다.Incandescent lamps are the most common light emitting means using electric energy. In the case of incandescent lamps, about 5% of the applied electric energy is converted into light energy by visible light, and the remaining 95% is converted into infrared light and heat energy Since it is general, it has a very low energy utilization efficiency, is vulnerable to vibration and shock, is relatively large in size, and has a high risk of fire due to overheated heat.
이러한 에너지 이용 효율을 개선한 형광등, 할로겐등과 같은 발광체 수단이 개발되었으나 약 80 % 내지 90 %를 열에너지 등으로 발산하여 여전히 에너지 이용 효율이 낮고, 별도의 구동회로가 필요하며 수은 등의 발광물질에 의하여 2차 환경오염을 발생한다.Although light emitting means such as fluorescent lamps and halogens have been developed which improve the energy utilization efficiency, about 80% to 90% of the light emitting means are diverted by heat energy, so that the energy utilization efficiency is still low and a separate driving circuit is required. Secondary environmental pollution occurs.
반도체(Semiconductor)는 극성의 순방향으로 일정 레벨 이상의 전압이 인가되면 전자(Electron)의 이동에 의하여 전류가 흐르며, 주변온도가 높아지면 전자의 운동이 활발해져 흐르는 전류의 양이 많아지고, 흐르는 전류의 양이 많아지면 온도가 더욱 높아지며, 온도가 정격 이상으로 계속 높아지면 현저하게 발열하여 수명이 단축되거나 화재를 일으킬 수 있는 등의 특성이 있다.In a semiconductor, when a voltage higher than a certain level is applied in a forward direction of a polarity, a current flows due to the movement of electrons. When the ambient temperature is high, the movement of the electrons becomes active to increase the amount of current, The temperature becomes higher, and when the temperature rises above the rated value, the heat is remarkably heated, shortening the life span or causing a fire.
그러므로 반도체는 일정한 동작온도를 유지시킬 필요가 있으며, 특히 대출력용 반도체의 경우는 동작온도 유지를 위하여 방열판을 사용하는 것이 일반적이다.Therefore, it is necessary to maintain a constant operating temperature of the semiconductor, and in the case of a large output semiconductor, a heat sink is generally used to maintain the operating temperature.
방열 방식에는 공기의 흐름에 의하여 열을 식히는 공랭식과 강제 순환의 액체를 이용하여 열을 식히는 수랭식 방식이 있고, 본 발명에서는 주로 공랭식 방식에 관한 것이다.In the heat dissipating system, there is a water-cooling system in which heat is cooled by using an air-cooled system and a forced-circulation system, which heat is cooled by the flow of air.
LED는 P형과 N형 반도체의 접합면에 순방향으로 전압을 인가하였을 때 전류의 흐름에 의하여 빛을 발생하는 것으로, 소모 전력이 작고 크기를 아주 작게 할 수 있으며 온오프 제어속도가 빠르고 지향성이 우수하며 수명이 비교적 긴 등의 장점이 있다.The LED generates light by current flow when forward voltage is applied to the junction surface of P-type and N-type semiconductors. It consumes less power, can be made very small in size, has a fast on-off control speed, And has a relatively long lifetime.
이러한 LED는 인가되는 전기 에너지의 약 15%를 가시광선에 의한 빛 에너지로 변환하고 나머지 약 85%를 열에너지로 발산하는 것이 일반적이지만 매년 기술 개발에 의하여 그 에너지 변환 효율이 50% 이상 90% 까지 높아지고 있는 현실이다.These LEDs convert about 15% of the applied electric energy into light energy by visible light and emit about 85% of the remaining light energy as heat energy. However, the energy conversion efficiency is increased by 50% to 90% It is a reality.
반도체 소자의 기술 개발에 의하여 엘이디(LED)가 발생하는 빛을 조명용으로 사용할 수 있게 되었으며, 특히 1 A 이상의 전류를 흘려 소비전력이 와트(watt; W)급 단위인 LED는 여러 개를 동시에 사용하여 가로등에 사용할 수 있게 되었다.With the development of semiconductor device technology, it has become possible to use the light generated by LED (LED) for illumination. In particular, when a current of 1 A or more flows and power consumption is several watt (W) It became available for streetlight.
또한, 반도체 소자 및 부가되는 재료에 의하여 다양한 색상의 빛 중에서 선택된 색상의 빛을 발광하는 LED를 제조할 수 있다.In addition, an LED that emits light of a selected color among lights of various colors by a semiconductor device and a material to be added can be manufactured.
엘이디(LED)의 경우에도 일부의 전기 에너지가 열로 변환하여 발열하고 특히, 소모 전력이 큰 와트급 LED의 경우 상대적으로 발열량이 크며 장시간 사용하는 경우에는 발생된 열을 발산하는 방열장치를 구비하여야 한다.In the case of an LED, a part of electric energy is converted into heat to generate heat, and in particular, a watt-class LED having a large power consumption has a heat dissipating device that generates a relatively large amount of heat and radiates heat generated when the device is used for a long time .
따라서 본원의 출원인은 등록특허공보 제10-1003976호(2010.12.20)를 통하여 상부판과 하부판으로 분리되고 그 사이를 'U'자형의 히트파이프를 연결하여 엘이디모듈에서 발생된 열을 방열시키는 조명장치의 방열 시스템을 제안하였다. Therefore, the applicant of the present application discloses a lighting system for a heat radiating heat source, which is separated into an upper plate and a lower plate through a U-shaped heat pipe connected to the upper plate and the lower plate through Registration No. 10-1003976 (2010.12.20) We proposed the heat dissipation system of the device.
여기서 상기 엘이디모듈은 상부판의 상면에 지지됨에 따라서 엘이디모듈(100)에서 발생된 열이 상부판과 하부판을 전달되어 방열하게 된다. 이때 종래의 방열장치는 상기 엘이디모듈에서 발생된 열을 상부판과 하부판으로 고르게 전달하도록 복수개의 히트파이프를 포함하였다. As the LED module is supported on the upper surface of the upper plate, the heat generated from the
즉, 종래의 방열장치는 엘이디모듈의 방열장치를 상부판과 하부판의 열전달율이 균등함에 따라 히트파이프를 복 수개 이상 구비하여 열을 전달해야되기에 제품을 구성하는 부품숫자가 많아짐에 따라 제조원가가 증가 되는 문제점이 있었다. That is, in the conventional heat dissipating device, heat dissipation devices of the LED module are required to transmit heat by providing more than several heat pipes with equal heat transfer rates between the upper plate and the lower plate, so that the manufacturing cost is increased .
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엘이디모듈의 방열장치에서 상부와 하부의 열전달율을 상이하도록 제작하여 보다 많은 열전달율을 갖는 측에서 열을 흡수할 수 있어 방열효과를 높일 수 있는 엘이디모듈의 방열장치를 제공함에 있다. It is an object of the present invention to provide a heat dissipating device of an LED module which is manufactured to have different heat transfer rates from upper and lower sides to absorb heat from a side having a greater heat transfer rate And the heat dissipation effect of the LED module can be improved.
또한 본 발명의 다른 목적은 방열장치의 구성 부품의 숫자를 감소시켜 제조원가를 절감할 수 있는 엘이디모듈의 방열장치를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a heat dissipating device for an LED module capable of reducing the manufacturing cost by reducing the number of components of the heat dissipating device.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성할 수 있도록 하기와 같은 실시예를 포함한다. The present invention includes the following embodiments in order to achieve the above object.
본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치의 바람직한 실시예는 다 수개의 발광소자를 구비하는 엘이디모듈; 상기 엘이디모듈에서 발열된 열을 방열시키는 상부블럭; 상기 상부블럭의 하측에 고정되어 상기 상부블럭에서 발열된 열을 전달하는 전달블럭; 및 상기 상부블럭 및 전달블럭에 비하여 높은 열전달율을 갖고, 상기 전달블럭에서 전달된 열을 방열시키는 하부블럭을 포함하고, 상기 엘이디모듈은 다 수개의 발광소자가 실장된 회로기판; 상기 발광소자에서 발광된 광을 확산 및 투과시키는 렌즈와, 양측 단면에서 상향되도록 절개형성된 커버결합단과, 테두리의 하면에서 상향된 삽입홈을 구비하는 모듈커버; 및 상기 회로기판과 모듈커버 사이에서 수분의 침투를 방지하도록 테두리에서 상방으로 돌출되어 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입벽; 상기 테두리의 내면에서 가로 및 세로방향으로 연장되어 상면에 안착되는 상기 모듈커버와 하면에 밀착되는 상기 회로기판을 지지하는 지지바; 및 양측 단면에서 상방으로 돌출되어 상기 커버결합단에 삽입되는 결합돌기를 구비하는 방수패널을 포함하는 것을 특징으로 한다. A preferred embodiment of the heat dissipating device of the LED module according to the present invention is an LED module comprising a plurality of light emitting devices; An upper block for dissipating heat generated in the LED module; A transfer block fixed to a lower side of the upper block to transfer heat generated in the upper block; And a lower block having a higher heat transfer rate than the upper block and the transfer block and dissipating heat transferred from the transfer block, wherein the LED module comprises: a circuit board on which a plurality of light emitting devices are mounted; A module cover which has a lens for diffusing and transmitting light emitted from the light emitting device, a cover coupling end formed so as to be upward in both end faces, and an insertion groove upward from a lower surface of the frame; And an insertion wall protruded upward from the rim and inserted into the insertion groove to prevent moisture from penetrating between the circuit board and the module cover; A supporting bar extending from the inner surface of the rim in the lateral and longitudinal directions to support the circuit board which is in close contact with the lower surface of the module cover which is seated on the upper surface; And a waterproof panel protruding upward from both end surfaces and having a coupling protrusion inserted into the cover coupling end.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 하부블럭은 쇼트 블라스터(Short Blaster)에 의한 표면 거칠기, 방열코팅 및 아노다이징(Anodazing) 기법중 선택된 어느 하나에 의하여 상기 상부블럭에 비하여 높은 열전달율을 갖는 것이 바람직하다. In another embodiment of the present invention, it is preferable that the lower block has a higher heat transfer coefficient than the upper block due to any one of surface roughness, thermal spray coating and anodazing technique by a short blaster .
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 하부블럭은 은, 구리, 마그네슘, 알루미늄중 선택된 어느 하나로 제작된 방열판이 추가되어 상기 상부블럭에 비하여 높은 열전달율을 갖는 것이 바람직하다. In another embodiment of the present invention, the lower block may have a heat transfer rate higher than that of the upper block by adding a heat radiating plate made of any one selected from silver, copper, magnesium, and aluminum.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 하부블럭은 상기 상부블럭의 소재에 비하여 열전달율이 높은 금속재로 제조되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the lower block is made of a metal material having a higher thermal conductivity than the material of the upper block.
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본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 상부블럭과 전달블럭, 상기 전달블럭과 하부블럭 사이에 인입되어 상기 상부블럭의 열을 하부블럭으로 전달하는 히트파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the apparatus further includes a heat pipe which is inserted between the upper block and the transfer block, between the transfer block and the lower block, and transfers the upper block to the lower block.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 히트파이프는 일측이 상기 상부블럭의 하면에서 상향된 제1오목홈과, 상기 전달블럭의 상면에서 하향된 전달홈 사이로 인입되고, 타측이 상기 전달블럭의 하면에서 상향된 전달홈과, 상기 하부블럭의 상면에서 하향된 제2오목홈 사이로 인입되어 고정된다. In another embodiment of the present invention, the heat pipe is inserted between a first recessed groove, one side of which is raised from the lower surface of the upper block, and a transfer groove, which is downwardly directed from the upper surface of the transfer block, And is inserted and fixed between the transfer groove upward from the lower surface and the second concave groove downward from the upper surface of the lower block.
본 발명은 방열장치의 상부판과 하부판의 열전달율을 상이하도록 제작함에 따라서 열전달율을 높은 측에서 열을 흡수함에 따라 방열효과가 향상되는 효과가 있다. According to the present invention, since heat transfer rates of the upper plate and the lower plate of the heat dissipating device are made different from each other, the heat dissipating effect is improved as the heat is absorbed from the higher heat transfer side.
또한 본 발명은 상부판과 하부판의 열전달율을 상이하도록 제작함에 다라 열전달율이 높은 측에서 열의 흡수율을 높일 수 있어 히트파이프(500)의 숫자의 감소 및 히트파이프(500)를 구비하지 않더라도 방열이 가능함에 따라 구성 부품의 숫자가 절감되어 제조원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the heat transfer rate of the upper plate and the lower plate is made different from that of the present invention, the heat absorption rate can be increased at the higher heat transfer rate, so that the
도 1은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제1실시예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제1실시예의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제1실시예의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제2실시예를 도시한 분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제2실시예의 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 엘이디모듈(100)의 단면을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제3실시예를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제3실시예의 단면도,
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치의 방열효과를 비교하기 위한 사진이다. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a heat dissipation device of an LED module according to the present invention,
2 is an exploded perspective view of the first embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention,
3 is a front view of the first embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention,
4 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention,
5 is a front view of a second embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention,
6 is a cross-sectional view showing a cross section of the
7 is a perspective view showing a third embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention,
8 is a sectional view of a third embodiment of a heat dissipation device of an LED module according to the present invention,
9 and 10 are photographs for comparing heat radiation effects of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a heat dissipating device of an LED module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제1실시예를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제1실시예의 분해사시도, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제1실시예의 정면도이다. 2 is an exploded perspective view of a first embodiment of a heat dissipation device of an LED module according to the present invention. Fig. 3 is a perspective view of an LED module according to the present invention. 1 is a front view of a first embodiment in a heat dissipation device of a module.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치는 다수개의 발광소자(132)가 구비된 엘이디모듈(100)과, 상기 엘이디모듈(100)에서 발생된 열을 방열시키는 상부블럭(200)과, 상기 상부판을 지지하는 전달블럭(300)과, 상기 전달블럭(300)의 하측에서 고정되어 열을 방열시키는 하부블럭(400)을 포함한다. The heat dissipation device of the LED module according to the present invention includes an
상기 엘이디모듈(100)은 기판(131)에 실장된 다 수개의 발광소자(132)와 관통형성된 고정공(133)을 포함하는 회로기판(130)과, 상기 발광소자(132)에서 발광된 광을 투과시키는 다 수개의 렌즈(111)를 구비한 모듈커버(110)와, 상기 모듈커버(110)와 회로기판(130) 사이에 고정되어 외부로부터 수분의 유입을 방지하는 방수패널(120)을 포함한다. 여기서 상기 엘이디모듈(100)은 상기 방수패널(120)을 사이에 두고 상측과 하측에서 상기 모듈커버(110)와 회로기판(130)이 체결된다. 이와 같은 엘이디모듈(100)의 결합구조는 도 6에서 일예로 도시되었다.The
상기 모듈커버(110)는 평면판의 상부에서 상측으로 돌출되도록 고정되는 다수개의 렌즈(111)와, 고정수단(도면부호 부여되지 않음)이 삽입되는 고정공(112)과, 양측 단면에서 상기 방수패널(120)이 체결되는 커버결합단(113)과, 하면 테두리에서 상향되는 삽입홈(114)(도 6참조)을 포함한다. The
상기 렌즈(111)는 발광소자(132)의 직상방에 위치되어 하측으로부터 발광된 광을 외부로 출력한다. 여기서 상기 렌즈(111)는 비구면 또는 구면으로 형성되어 발광소자(132)에서 발광된 광이 확산되도록 투과시킨다. The
상기 고정공(120)은 상기 모듈커버(110)의 상면에서 다 수개가 관통형성되며, 후술되는 방수패널(120)과 회로기판(130)에 각각 형성되는 고정공(133)에 일치되도록 형성되어 상기 고정수단(도면부호 부여되지 않음)이 연통삽입된다. A plurality of
상기 커버결합단(113)은 양측 단면에서 상향되도록 절개형성된 홈으로서 후술되는 방수패널(120)의 결합돌기(123)가 삽입되어 상기 방수패널(120)과 모듈커버(110)를 결합시킨다. The
상기 삽입홈(114)은 상기 모듈커버(110)의 하면의 테두리를 따라서 상향된 홈으로서 상기 방수패널(120)의 테두리를 따라서 상방으로 돌출된 삽입벽(124)이 삽입된다. The
상기 방수패널(120)은 내측에서 수평 및 수직방향으로 연장되는 지지바(121)와, 상기 지지바(121) 사이에서 상기 모듈커버(110)의 고정공(120)에 일치되는 고정공이 형성된 고정단(122)과, 양측에서 상기 모듈커버(110)의 커버결합단(113)에 체결되는 결합돌기(123)와, 테두리에서 상기 삽입홈(114)에 삽입되도록 상방으로 돌출되는 삽입벽(124)을 포함한다. The
상기 지지바(121)는 테두리를 형성하는 벽면의 중심부에서 가로 및 세로방향으로 연장됨에 따라 하측에서 상기 회로기판(130)의 단면이 내면에 밀착되도록 인입되고, 상측에서 상기 모듈커버(110)의 단면이 내면에 밀착되어 인입될 수 있도록 한다. 즉, 상기 방수패널(120)은 상기 지지바(121)를 사이에 두고 상기 회로기판(130)과 모듈커버(110)가 각각 인입됨에 따라 외부로부터의 수분이 침투되지 않도록 밀폐시킬 수 있다. The
상기 고정단(122)은 상기 지지바(121) 사이 또는 상기 방수패널(120)의 테두리를 형성하는 벽면으로부터 수평으로 연장되고, 그 중심부가 상기 모듈커버(110)의 고정공(410)에 일치되는 고정공(410)이 관통형성된다. The
상기 결합돌기(123)는 상기 방수패널(120)의 양측 단면에서 상방으로 돌출되어 상기 모듈커버(110)의 커버결합단(113)에 삽입된다. 여기서 상기 커버결합단(113)은 하측에서 상향되도록 절개형성되고, 상기 결합돌기(123)는 상방으로 돌출 형성되어 상기 커버결합단(113)에 삽입되어 나사와 같은 고정수단(도면부호 부여되지 않음) 또는 억지 끼움식 또는 상호 맞물리도록 형성되어 걸림식으로 체결됨도 가능하다. The coupling protrusions 123 protrude upward from both end faces of the
상기와 같은 결합돌기(123) 및 커버결합단(113)의 체결구조는 동업종에 종사하는 종사자라면 상기와 같은 설명만으로도 구현 가능한 것이기에 도면 및 상세한 설명을 생략하였다. The coupling structure of the
상기 삽입벽(124)은 상기 방수패널(120)의 상면 테두리의 중심부에서 돌출되는 벽면으로서 상기 모듈커버(110)의 삽입홈(114)에 삽입된다. 여기서 상기 삽입벽(124)은 상기 방수패널(120)의 테두리에서 돌출되되, 상기 모듈커버(110)에서 삽입홈(114) 사이의 끝 단면이 걸림 되도록 테두리에서 단(124a)을 이루어 돌출된다. The
아울러 상기 회로기판(130)은 상기 발광소자(132)가 상기 지지바(121) 사이의 빈공간을 통하여 상기 렌즈(111)의 직하방에 위치되도록 상기 방수패널(120)에 인입 및 설치된다. 아울러 상기 회로기판은 상기 모듈커버(110)와 방수패널(120)의 고정공(410)에 일치되는 고정공이 형성된다. The
여기서 상기 엘이디모듈(100)은 각각의 고정공(120, 133)을 연통하는 고정수단(도면부호 부여되지 않음)이 상기 상부블럭(200)의 상면으로 삽입됨에 따라 상기 상부블럭(200)에 고정된다. The
상기 상부블럭(200)은 상면에서 상기 엘이디모듈(100)이 체결될 수 있도록 편평한 평면을 갖도록 형성되어 상기 전달블럭(300)의 상면에 고정된다. 아울러 상기 상부블럭(200)은 상기 하부블럭(400)에 비하여 열전달율이 낮은 소재로서 제작된다. 구체적인 설명은 상기 하부블럭(400)의 설명과 함께 후술한다. The
상기 전달블럭(300)은 상기 상부블럭(200)과 하부블럭(400) 사이에 위치되어 상기 상부블럭(200)에서 전달된 열을 상기 하부블럭(400)으로 전달한다. 이를 위하여 상기 전달블럭(300)은 전면과 후면이 개방되고, 상면과 하면 및 양측면을 이루는 박스형 구조로 형성된다. The
상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)에 비하여 높은 열전달율을 갖고 있어 상기 전달블럭(300)을 통하여 상기 상부블럭(200)의 열을 흡수하여 방열시킨다. 이를 위하여 상기 하부블럭(400)은 상기 전달블럭(300)의 하면에 밀착되어 고정공(410)을 통하여 삽입된 고정수단(도면번호 부여되지 않음)에 의하여 고정된다. 이때 상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)에 비하여 열전달율이 높도록 제조되어 상기 상부블럭(200)에서 발생된 열을 상기 전달블럭(300)을 통하여 흡수하여 외부로 방열시킨다. The
이를 위하여 상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)에 비하여 높은 열전달율을 갖도록 아노다이징(Anodizing)에 의한 표면처리를 진행한다. 상기 아노다이징기법은 상기 상부블럭(200)과 하부블럭(400)을 동일한 금속재질(예를 들면, 알룸미늄)으로 제조될 경우에 하부블럭(400)의 표면에 전기-화학적 반응을 일으켜 산화물 도장을 입히는 기법이다. 이와 같은 아노다이징(Anodizing)에 의한 표면 후처리 기법은 일반적으로 내마모성, 내부식성 및 경도를 증가시켜 복사열 효과를 증가시킬 수 있다. 상기 아노다이징(Anodizing) 기법은 일반적으로 공지된 표면 후처리 방식임에 따라 구체적인 설명을 생략한다. For this purpose, the
또한 상기 하부블럭(400)은 표면에 방열 코팅처리되어 상기 상부블럭(200)에 비하여 높은 열전달율을 갖도록 제조될 수 있다. 즉, 상기 하부블럭(400)은 그래핀(Graphene) 방열코팅 또는 CNT(Carbon nano tube) 방열 코팅 방식으로서 방열코팅되어 원재료에 비하여 열전달율이 증가 된다. 따라서 상기 하부블럭(400)은 상부블럭(200)과 동일한 재질로 제조되었다 하더라도 방열 코팅에 의해 높은 열전달율을 갖는다.Also, the
또한 상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)에 비하여 높은 열전달율을 갖는 재질로 제조되어 상기 상부블럭(200)간의 열전달율의 차이에 의해 열을 흡수 및 방열시킬 수 있도록 제조된다. 예를 들면, 상기 상부블럭(200)이 일반 강철재질이라면, 상기 하부블럭(400)은 은, 마그네슘, 구리, 알루미늄중에서 상기 상부블럭(200)에 비하여 열전달율이 높은 소재가 선택되어 제조될 수 있다. The
또한 상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)과 동일 재질로 제조되는 경우에 별도로 열전달율이 높은 재질(예를 들면, 구리, 은, 마그네슘, 알루미늄 중 선택된 어느 하나)로 제조된 방열판이 상기 전달블럭(300)의 하면에 밀착되는 하부블럭의 상면에 추가로 부착된다. 여기서 상기 방열판(도시되지 않음)은 상부블럭(200)에 비하여 높은 열전달율을 갖는 금속판재임에 따라 상기 하부블럭(400)의 열전달율을 높일 수 있다. When the
또는 상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)과 동일 재질로 제조된 경우에 표면에서 쇼트 블라스트(Short Blast) 기법으로 진폭이 작은 불규칙한 요철형상으로 표면 거칠기를 형성함도 가능하다. 이는 하부블럭(400)의 표면(예를 들면, 전달블럭(300)과 밀착되는 상면)에서 요철형상의 거칠기에 의하여 열의 복사율을 향상시키기 위함이다. 상기 쇼트 블라스트(Short Blast)는 일반적으로 공지된 기술임에 따라 그 상세한 설명을 생략한다. Alternatively, when the
상기 하부블럭(400)은 상기와 같이 열전달율이 높은 재질, 방열코팅, 쇼트블라스트에 의한 표면 거칠기 및 추가 방열판(도시되지 않음)중 선택된 어느 하나 또는 그 이상이 조합되어 상기 상부블럭(200)에 비하여 열전달율이 높다. 따라서 상기 하부블럭(400)은 상기 상부블럭(200)에 비하여 열전달율이 높기에 상기 전달블럭(300)으로부터 열의 흡수율이 높다. 그러므로 상기 상부블럭(200)은 상기 하부블럭(400)으로부터 빠른시간 내에 열이 흡수됨에 따라 방열효과가 향상될 수 있다. The
그러므로 본 발명은 종래의 방열장치에 비하여 히트파이프(500)와 같이 상부블럭(200)과 하부블럭(400)간의 열전달 구성을 포함하지 않더라도 엘이디모듈(100)의 방열효과가 향상될 수 있으며, 더욱이 히트파이프(500)를 생략할 수 있어 부품을 감소할 수 있다. Therefore, the heat dissipation effect of the
또한 본 발명은 상기와 같은 하부블럭(400)에서 히트파이프(500)를 추가로 구성한다면 더욱 높은 방열효과를 얻을 수 있다. 이는 본 발명의 제2실시예로서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. Further, according to the present invention, if the
도 4는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제2실시예를 도시한 분해사시도, 도 5는 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제2실시예의 정면도이다. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention, and FIG. 5 is a front view of the second embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예는 회로기판과 방수패널(120) 및 모듈커버(110)로 구성된 엘이디모듈(100)과, 상기 엘이디모듈(100)에 밀착되어 방열시키는 상부블럭(200)과, 상기 상부블럭(200)에서 발생된 열을 전달하는 전달블럭(300)과, 상기 상부블럭(200)에서 발생된 열을 전달하는 히트파이프(500)와, 상기 전달블럭(300) 및 히트파이프(500)를 통하여 전달된열을 방열시키는 하부블럭(400)을 포함한다. Referring to FIGS. 4 and 5, the second embodiment of the present invention includes an
상기 엘이디모듈(100)은 상술한 제1실시예의 구성과 동일함에 따라 그 상세한 설명을 생략한다. Since the
상기 상부블럭(200)은 하면에서 하향 돌출되어 상기 히트파이프(500)가 체결되도록 그 형상에 일치되는 제1오목홈(220)을 더 포함한다. 상기 제1오목홈(220)은 상기 상부블럭(200)의 하면에서 형성되어 상기 히트파이프(500)가 일측이 삽입 및 접촉될 수 있는 공간을 형성한다. The
상기 전달블럭(300)은 상기 히트파이프(500)가 접착되는 상면과 하면에서 각각 상하방향으로 파여진 전달홈(310)을 더 포함한다. 상기 전달홈(310)은 상기 히트파이프(500)의 전체직경에서 절반에 해당된 직경이 안착될 수 있는 깊이로 형성된다. The
상기 하부블럭(400)은 상면에서 상방으로 돌출되어 상기 히트파이프(500)의 외형에 일치된 제2오목홈(420)을 더 포함한다. The
상기 히트파이프(500)는 내측에서 액상의 열전달매체 또는 잠열매체(예를 들면, 물, 프레온, 암모니아중 어느 하나)가 충진되어 일측이 상기 전달블럭(300)의 상측에서 상기 전달홈(310)과 상기 상부블럭(200)의 제1오목홈(220)에 사이로 안착되고, 타측에서 상기 전달블럭(300)의 하측 전달홈(310)과 상기 하부블럭(400)의 제2오목홈(420)에 각각 안착된다. The
이와 같은 제2실시예의 구성은 상기 제1실시예의 하부블럭(400)에 상기 히트파이프(500)를 추가하였다. 따라서 상기 하부블럭(400)과 상부블럭(200)간의 열전달율의 차이와, 상기 히트파이프(500)에 의한 상부블럭(200)과 하부블럭(400)간의 접촉면적을 향상시킴에 따라 제1실시예에 비하여 보다 빠른 시간내에 방열이 가능하다. The structure of the second embodiment adds the
또한 본 발명은 상기와 같은 히트파이프(500) 대신 상기 전달블럭(300)을 통하여 상기 히트파이프(500)에 의한 방열효과를 대체할 수 있는 제3실시예를 더 포함할 수 있다. 제3실시예는 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다. In addition, the present invention may further include a third embodiment, which can replace the heat dissipation effect of the
도 7은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제3실시예를 도시한 사시도, 도 8은 본 발명에 따른 엘이디모듈의 방열장치에서 제3실시예의 단면도이다. FIG. 7 is a perspective view showing a third embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention, and FIG. 8 is a sectional view of the third embodiment of the heat dissipation device of the LED module according to the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3실시예는 상기 전달블럭(300)의 내측에서 수직으로 고정되는 하나 이상의 고정방열관(320)을 포함한다. 상기 고정방열관(320)은 상기 전달블럭(300)의 상면에서 하면으로 수직으로 연장되도록 설치되며, 내측에 액상의 열전달매체 또는 잠열매체가 충전되는 본체(322)와, 상기 본체(322)를 밀폐시킬 수 있도록 마개(321)를 구비한다. Referring to FIGS. 7 and 8, the third embodiment of the present invention includes at least one
상기 본체(322)는 상기 전달블럭(300)과 일체로 형성되거나 또는 분리형으로 구성됨도 가능하다. 분리형의 경우에는 상기 전달블럭(300)의 상면에 상기 본체(322)가 삽입될 수 있는 관통공을 형성하고, 하면에서 상기 본체(322)의 하단이 고정될 수 있도록 오목형의 요홈이 형성된다. The
도 8에 도시된 본체(322)는 상기 전달블럭(300)과 일체로 구성된 구성을 도시한 것으로서 상기 본체(322)의 입구가 상기 전달블럭(300)의 상면으로 노출된다. The
상기 마개(321)는 상기 본체(322)의 내측으로 액상의 열전달매체 또는 잠열매체의 충전 및 누출을 방지할 수 있도록 본체(322)의 입구에 체결된다. 여기서 상기 마개(321)와 본체(322)는 각각 나사구조로 체결되거나 또는 억지끼움식으로 체결됨도 가능하다. The
이와 같이 본 발명은 엘이디모듈의 방열장치를 이루는 상부블럭(200)과 하부블럭(400)간의 열전달율에 차이가 나도록 형성함과 동시에 상기 히트파이프(500)와 고정방열관(320)을 추가로 더 구비함에 따라 방열효과를 향상시킬 수 있다. The heat transfer rate between the
이는 도 9와 도 10의 실험결과에 따라 그 효과를 확인할 수 있었다. This was confirmed according to the results of the experiments of FIGS. 9 and 10.
도 9와 도 10은 제1실시예에 의한 방열장치와 종래의 방열장치의 온도를 측정한 것이다. 이중 도 9의 a)는 하부블럭(400)의 재질을 그래핀 방열 코팅한 본 발명의 제1실예에 의한 방열장치의 온도를 촬영한 열화상 이미지이며, 도 9의 b)는 종래의 상부블럭(200)과 하부블럭(400)간에 열전달율이 동일한 방열장치의 온도를 촬영한 열화상 이미지이다. 여기서 열화상 이미지는 온도가 높을수록 하얀색으로 촬영된다. FIGS. 9 and 10 show the temperature of the heat dissipating device according to the first embodiment and the conventional heat dissipating device. 9 (a) is a thermal image obtained by photographing the temperature of the heat dissipating device according to the first embodiment of the present invention in which the material of the
본 발명의 제1실시예에 의하여 제조된 방열장치는 a)의 이미지에서 전체가 적색으로 촬영되고, 종래의 상부블럭(200)과 하부블럭(400)이 동일 재질로 구성된 종래의 방열장치는 b)의 이미지에서 중심부가 하얀색으로 촬영된다. 즉, 상부블럭(200)과 하부블럭(400)간의 열전달율에 차이를 갖는 본 발명의 방열장치의 방열효과가 우수함에 따라 종래의 방열장치에 비하여 보다 낮은 온도가 측정된다. The conventional heat dissipating device according to the first embodiment of the present invention is a conventional heat dissipating device in which the entirety of the heat dissipating device of the present invention is photographed in red in the image of a) and the conventional
도 10은 총 4개의 샘플의 온도를 촬영한 열화상 이미지로서 좌측 첫번째 이미지는 종래 방열장치의 열화상 이미지이고, 좌측 두번째 이미지는 아노다이징에 의한 방열장치이고, 좌측 세번째 이미지는 쇼트 블라스트 기법이 적용된 방열장치이고, 좌측 네번째 이미지는 쇼트블라스트와 아노다이징 기법이 동시에 적용된 방열장치의 열화상 이미지이다. 10 is a thermal image obtained by photographing the temperatures of four samples in total, wherein the first image on the left is a thermal image of the conventional heat sink, the second image on the left is an anodizing device, and the third image on the left is heat sink Device, and the fourth image on the left is a thermal image of a heat dissipating device to which a shot blast and an anodizing technique are simultaneously applied.
도 10에 포함된 이미지를 순서대로 확인하여 보면, 가장 좌측의 종래의 방열장치의 상부블럭(200)이 가장 짙은 적색이고, 이후 본 발명이 적용된 나머지 세개의 이미지는 상부블럭(200)이 분홍색으로 촬영된다.10, the
여기서 상기 열화상이미지는 온도가 높을 수록 분홍색에서 적색, 적색에서 하얀색으로 온도가 표시된다. Here, the temperature of the thermal image is displayed from pink to red and from red to white as the temperature is higher.
따라서 본 발명이 적용된 좌측 두번째 부터 네번째 까지의 이미지는 상부블럭(200)이 분홍색이고 하부블럭(400)이 적색으로 표시된다. 이는 상부블럭(200)의 열을 하부블럭(400)에서 흡수함에 따라서 상부블럭(200)의 온도가 더 감소되기 때문이다. Accordingly, in the second to fourth images on the left side to which the present invention is applied, the
결론적으로 본 발명은 상기와 같은 아노다이징기법, 방열코팅, 표면 거칠기, 추가 방열판, 서로 다른 소재로서 제작되는 특징중 어느 하나를 적용하여 상부와 하부의 열전달율에 차이가 나도록 방열장치를 제작함에 따라 종래에 비하여 우수한 방열효과를 갖는다. Consequently, according to the present invention, since the heat dissipating device is manufactured such that the heat transfer rate is different between the upper and lower portions by applying any one of the anodizing technique, the heat radiating coating, the surface roughness, the additional heat sink, It has an excellent heat radiation effect.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 엘이디모듈 110 : 모듈커버
111 : 렌즈 112 : 고정공
113 : 커버결합단 114 : 삽입홈
120 : 방수패널 121 : 지지바
122 : 고정단 123 : 결합돌기
124 : 삽입벽 130, 131 : 회로기판
132 : 발광소자 133 : 고정공
200 : 상부블럭 210 : 고정공
220 : 제1오목홈 300 : 전달블럭
310 : 전달홈 320 : 고정방열관
321 : 마개 322 : 본체
400 : 하부블럭 410 : 고정공
420 : 제2오목홈 500 : 히트파이프 100: LED module 110: module cover
111: Lens 112: Fixed ball
113: cover coupling end 114: insertion groove
120: Waterproof panel 121: Support bar
122: fixed end 123: engaging projection
124:
132: light emitting element 133: fixed hole
200: upper block 210:
220: first concave groove 300: transfer block
310: transfer groove 320: fixed heat dissipating tube
321: plug 322:
400: lower block 410: stationary ball
420: second concave groove 500: heat pipe
Claims (6)
상기 엘이디모듈에서 발열된 열을 방열시키는 상부블럭;
상기 상부블럭의 하측에 고정되어 상기 상부블럭에서 발열된 열을 전달하는 전달블럭; 및
상기 상부블럭 및 전달블럭에 비하여 높은 열전달율을 갖고, 상기 전달블럭에서 전달된 열을 방열시키는 하부블럭을 포함하고,
상기 엘이디모듈은
다 수개의 발광소자가 실장된 회로기판;
상기 발광소자에서 발광된 광을 확산 및 투과시키는 렌즈와, 양측 단면에서 상향되도록 절개형성된 커버결합단과, 테두리의 하면에서 상향된 삽입홈을 구비하는 모듈커버; 및
상기 회로기판과 모듈커버 사이에서 수분의 침투를 방지하도록 테두리에서 상방으로 돌출되어 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입벽; 상기 테두리의 내면에서 가로 및 세로방향으로 연장되어 상면에 안착되는 상기 모듈커버와 하면에 밀착되는 상기 회로기판을 지지하는 지지바; 및 양측 단면에서 상방으로 돌출되어 상기 커버결합단에 삽입되는 결합돌기를 구비하는 방수패널을 포함하는 엘이디모듈의 방열장치.
An LED module having a plurality of light emitting devices;
An upper block for dissipating heat generated in the LED module;
A transfer block fixed to a lower side of the upper block to transfer heat generated in the upper block; And
And a lower block having a higher heat transfer rate than the upper block and the transfer block and dissipating heat transferred from the transfer block,
The LED module
A circuit board on which a plurality of light emitting devices are mounted;
A module cover which has a lens for diffusing and transmitting light emitted from the light emitting device, a cover coupling end formed so as to be upward in both end faces, and an insertion groove upward from a lower surface of the frame; And
An insertion wall protruded upward from the rim and inserted into the insertion groove to prevent moisture from penetrating between the circuit board and the module cover; A supporting bar extending from the inner surface of the rim in the lateral and longitudinal directions to support the circuit board which is in close contact with the lower surface of the module cover which is seated on the upper surface; And a waterproof panel protruding upward from both end surfaces and having an engagement protrusion inserted into the cover engagement end.
쇼트 블라스트(Short Blast)에 의한 표면 거칠기, 방열코팅 및 아노다이징(Anodazing) 기법중 선택된 어느 하나에 의하여 상기 상부블럭에 비하여 높은 열전달율을 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈의 방열장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the lower block
Wherein the heat radiating plate has a higher thermal conductivity than the upper block by any one of surface roughness, thermal spray coating, and anodazing technique by a short blast.
은, 구리, 마그네슘, 알루미늄중 선택된 어느 하나로 제작된 방열판이 추가되어 상기 상부블럭에 비하여 높은 열전달율을 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈의 방열장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the lower block
Wherein a heat radiating plate made of one selected from the group consisting of copper, magnesium, and aluminum is added to have a higher thermal conductivity than the upper block.
상기 상부블럭의 소재에 비하여 열전달율이 높은 금속재로 제조되는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈의 방열장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the lower block
Wherein the heat sink is made of a metal material having a higher thermal conductivity than the material of the upper block.
상기 히트파이프는
일측이 상기 상부블럭의 하면에 형성된 제1오목홈과, 상기 전달블럭의 상면에서 하향된 전달홈 사이로 인입되고,
타측이 상기 전달블럭의 하면에 형성된 전달홈과, 상기 하부블럭의 상면에 형성된 제2오목홈 사이로 인입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈의 방열장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a heat pipe that is inserted between the upper block and the transfer block, between the transfer block and the lower block, and transfers the row of the upper block to the lower block,
The heat pipe
A first concave groove formed on a bottom surface of the upper block and a transfer groove being downwardly formed on an upper surface of the transfer block,
And the other side is inserted and fixed between a transfer groove formed on a lower surface of the transfer block and a second recessed groove formed on an upper surface of the lower block.
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