KR101522606B1 - 엘이디 모듈용 반사 방열 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전도 효율 및 방열 효율을 크게 향상할 수 있도록 한 엘이디 모듈용 반사 방열 패널에 관한 것이다.
본 발명은 기판의 잉크인쇄층에 방열패턴과 상기 방열패턴에 부착되어 절연성 및 열전도성을 갖는 방열테이프와 상기 방열테이프에 접촉되게 설치되어 방열테이프의 열을 전달받아 방열하는 방열반사판을 형성함으로써, 상기 기판은 방열테이프와 방열반사판에 의해 열도성과 방열 효율을 크게 향상하게 되므로 기판의 방열은 물론, 엘이디의 광반사가 효율적으로 이루어지게 되어 상기 열로 인한 엘이디의 휘도 및 수명 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Description

엘이디 모듈용 반사 방열 패널{REFLECTION AND RADIANT HEAT PANEL FOR LED MODULE}

본 발명은 엘이디 모듈용 반사 방열 패널에 관한 것으로, 상세하게는 열전도 효율 및 방열 효율을 크게 향상할 수 있도록 한 엘이디 모듈용 반사 방열 패널에 관한 것이다.

최근 들어 엘이디는 고휘도 및 고품질이고, 수명도 반영구적이어서, 조명장치는 물론 각종 표시장치로 많은 각광을 받고 있으며, 그 응용 범위도 크게 확대되어 가고 있는 실정이다.

그러나 상기 엘이디는 크기가 작고 소비전력이 낮음에도 불구하고, 단위 면적당 발열량이 매우 커서 상기 큰 발열량으로 인해 엘이디의 밝기 및 수명에 지장을 초래하게 되어 상기 발열량을 효율적으로 방출시킬 수 있는 방열성과 열전도성이 우수한 반사 방열 패널이 요구되고 있다.

그래서 상기 발열량을 효율적으로 방출하기 위한 반사 방열 패널으로는 열전도성이 우수한 알루미늄과 동 합금의 기판, 상기 기판의 직상면에 절연층, 동박층 및 잉크 인쇄층이 차례로 적층 형성되는 메탈기판을 사용하거나, 열전도성이 양호한 글라스 에폭시 기판, 상기 기판의 양면에 동박층, 상기 동박층의 상면에 잉크 인쇄층이 형성되는 FR-4 양면기판을 사용하고 있다.

그러나 상기 메탈기판의 경우, 메탈 특성상 내구성 및 열전도성이 우수하여 방열 효율을 크게 향상할 수 있는 반면에 절연성이 나쁘고 가격도 고가이어서 제품의 생산 단가를 상승시키는 문제점이 있고, 상기 FR-4 양면기판의 경우에는 양면의 동박층에 의해 열전도성이 양호하여 방열효율을 양호하여 방열효율을 향상할 수 있는 반면에, 절연성이 나쁘고 가격도 비교적 고가이어서 제품의 생산 단가를 상승시키게 되는 문제점이 있다.

한편 상기 가격이 저렴하고 제품의 생산 단가도 낮출 수 있는 반사 방열 패널으로, 세라믹 에폭시 수지층, 상기 세라믹 에폭시 수지층의 직상면에 동박층과 잉크인쇄층이 차례로 적층 형성된 CEM-1 기판을 사용하는 경우, 가격이 저렴하여 제품의 생산 단가를 낮출 수 있는 이점이 있으나, 열전도율이 나빠서, 엘이디의 발열을 제대로 방열할 수 없기 때문에, 상기 CEM-1 기판은 방열효율 향상을 기대할 수 없는 문제점을 가지게 되었다.

그래서 상기 반사 방열 패널의 열전도율과 방열효율을 높이기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-1259052호(명칭;방열반사판을 구비한 발광다이오드 소자용 패키지, 방열 반사판을 구비한 발광다이오드 소자용 패키지 어셈블리 및 그 제조방법)에 의하면, 열전도성이 양호한 글라스 에폭시 기판, 상기 기판의 양면에 동박층, 상기 동박층의 상면에 잉크 인쇄층이 형성되는 FR-4 양면기판의 상면에 방열반사판을 형성하여 상기 방열반사판을 통해서 엘이디의 발열을 방열함으로써, 반사 방열 패널의 방열 효율을 크게 향상할 수 있도록 하였으나, 상기 반사 방열 패널의 경우 비교적 고가의 FR-4 양면기판의 사용으로 인해 제품의 생산 단가를 낮추는데에는 여전히 미흡한 문제점을 가지게 되었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 엘이디가 실장되는 기판에 열전도 효율 및 방열 효율을 크게 향상하고 가격도 저렴한 반사 방열 패널을 제공하는데 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 과제는 엘이디가 실장되는 기판의 열을 효율적으로 방열하여 엘이디의 밝기와 수명 저하를 방지하고, 아울러 제품의 생산 단가도 크게 낮출 수 있는 반사 방열 패널을 제공하는데 있다.

상기 과제에 따른 본 발명의 수단은 세라믹 에폭시 수지층, 상기 세라믹 에폭시 수지층의 상면에 동박층이 형성되며, 상기 동박층의 상면에 잉크인쇄층이 형성되고 다수의 엘이디가 실장되는 기판; 상기 기판의 잉크인쇄층에 상기 엘이디와 엘이디 사이를 가로와 세로방향으로 서로 교차시켜 격자형상으로 상기 기판의 동박층이 노출되게 형성하는 방열패턴; 양면에 열전도성을 갖으며 상기 방열패턴에 의해 노출된 상기 기판의 동박층에 부착되는 방열테이프; 및 상기 방열테이프의 상면에 하면이 부착되어 상기 방열테이프로부터 전달되는 열을 상면으로 방열하는 방열반사면, 상기 방열반사면에 상기 엘이디 들이 삽입되어 노출되는 투사공 들로 형성되는 방열반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 수단에서 상기 방열테이프는 양면에 절연성과 열전도성을 갖는 열도료층을 각각 도포 형성하는 것을 특징으로 한다,

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본 발명의 수단에서 상기 기판은 상기 세라믹 에폭시 수지층의 하면에 동박층과, 상기 동박층의 하면에 잉크인쇄층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 해결수단에 따른 본 발명의 효과는 기판의 잉크인쇄층에 방열패턴과 상기 방열패턴에 부착되어 절연성 및 열전도성을 갖는 방열테이프와 상기 방열테이프에 접촉되게 설치되어 방열테이프의 열을 전달받아 방열하는 방열반사판을 형성함으로써, 상기 기판은 방열테이프와 방열반사판에 의해 열전도성과 방열 효율을 크게 향상하게 되므로 기판의 방열은 물론, 엘이디의 광반사가 효율적으로 이루어지게 되어 상기 열로 인한 엘이디의 휘도 및 수명 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명 엘이디 모듈용 반사 방열 패널의 사시도
도 2는 본 발명 엘이디 모듈용 반사 방열 패널의 분해 사시도
도 3은 본 발명 엘이디 모듈용 반사 방열 패널의 종단면도
도 4는 도 3의 A 부분 확대도

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 엘이디 모듈용 반사 방열 패널의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명 반사 방열 패널(100)은 엘이디(LED)가 실장되는 기판(10)과, 상기 기판(10)의 상면에 접촉 형성되어 엘이디(LED)의 광을 반사시키고, 상기 기판(10)의 열을 방열시키는 방열반사판(40)으로 구성된다.

그러므로 상기 반사 방열 패널(100)은 엘이디(LED)로부터 발생된 열이 기판(10)에 전도된 후, 기판(10)의 상면에 형성된 방열반사판(40)에 전도되게 되므로 상기 방열반사판(40)은 상기 기판(10)으로부터 전도된 열을 외부와 넓은 접촉면적을 갖고 방열되게 되어 방열 효율이 크게 향상되고, 아울러 상기 방열반사판(40)은 엘이디(LED)의 광을 반사시켜 확산시킴으로써 엘이디(LED)의 열을 신속하게 방열되게 되어 열로 인한 엘이디(LED)의 휘도 및 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 2는 본 발명 엘이디 모듈용 반사 방열 패널의 분해 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 반사 방열 패널(100)은 엘이디(LED)가 실장되는 기판(10), 상기 기판(10)의 엘이디와 엘이디 사이에 형성되는 방열패턴(20), 상기 방열패턴(20)에 부착되어 열전도성을 갖는 방열테이프(30), 및 상기 방열테이프(30)의 상면에 설치되어 방열테이프(30)로부터 전도된 열을 받아 방열함과 아울러 상기 엘이디(LED)의 광을 반사하는 방열반사판(40)으로 구성된다.

상기 기판(10)은 하면에 세라믹 에폭시 수지층(11)이 형성되고 상기 세라믹 에폭시 수지층(11)의 상면에 전기 도전성이 우수한 구리(Cu)가 도금된 동박층(12) 이 형성되며, 상기 동박층(12)의 상면에 잉크인쇄층(13)으로 형성되는 CEM-1 기판으로 구성된다.

여기서 상기 세라믹 에폭시 수지층(11)은 에폭시 수지에 세라믹이 함유되어 절연성 및 내구성(강도)을 갖게 된다.

또한 상기 기판(10)은 글라스 에폭시 기판, 상기 기판의 양면에 동박층, 상기 동박층의 상면에 잉크 인쇄층이 형성되는 FR-4 양면기판, 또는 상기 동박층이 기판의 일측면에 형성되고 동박층의 상면에 잉크인쇄층이 형성되는 FR-4 기판으로 구성할 수도 있다.

상기 동박층(12)은 그라운드와 연결되는 그라운드 패턴과, 엘이디(LED)와 전기적으로 연결되는 전극패턴으로 형성되고, 상기 잉크인쇄층(13)은 상기 동박층(12)의 그라운드패턴 및 전극패턴을 보호 및 절연을 위해 인쇄 형성되게 된다.

그러므로 상기 기판(10)은 세라믹 및 에폭시 수지 재질의 특성상 절연성은 물론 내구성을 갖게 된다.

상기 방열패턴(20)은 상기 기판(10)의 잉크인쇄층(13)에 형성되게 되며, 상기 방열패턴(20)은 상기 실장된 엘이디(LED)와 엘이디(LED) 사이에 가로 세로방향으로 서로 교차시켜 상기 기판(10)의 동박층(12)이 격자형으로 노출되게 형성된다. 이때 방열패턴(20)은 동박층(12)의 그라운드 패턴이 형성된 부위를 노출시킴으로써 형성되는 것이 바람직하며, 동박층(12)의 그라운드 패턴이 형성된 부위에 잉크인쇄층(13)을 박피하여 동박층(12)이 노출되도록 함으로써 방열패턴(20)을 형성하거나, 방열패턴(20)이 형성될 부위를 제외하고 잉크인쇄를 함으로써 방열패턴(20)이 박피공정 없이 노출되게 형성할 수 있다.

또한 기판(10)에 형성된 방열패턴(20)은 그라운드패턴 상에 형성되게 되나 엘이디(LED)가 통상적으로 규칙적으로 배치되게 되므로 방열패턴(20)의 형상은 격자형상으로 이루어지게 된다.

상기 방열테이프(30)는 상기 기판(10)의 상면에 형성된 방열패턴(20)에 부착 되고, 상기 방열테이프(30)는 양면에 절연성과 열전도성을 갖는 방열도료층을 각각 도포하거나 도금하여 형성하게 된다.

그러므로 상기 방열테이프(30)는 상기 기판(10)의 동박층(12)으로부터 방열패턴(20)을 통해서 전달되는 열을 받아 가로 세로방향으로 방열시켜주게 되어 상기 기판(10)에 열전도율과 더불어 방열효율을 갖게 된다.

상기 방열 반사판(40)은 상기 방열테이프(30)의 상면에 면접촉되게 형성하여 상기 방열테이프(30)으로부터 전도되는 열을 방열함과 아울러 엘이디(LED)의 광 및 열을 반사하게 된다.

상기 방열반사판(40)은 상기 기판(10)의 형상에 따라 원 또는 사각으로 방열반사면(41)이 형성되고 상기 방열반사면(41)의 테두리의 끝단부에 외부 케이스 또는 방열체(50)와 접촉되는 면적을 증가시켜 열전도 및 방열 효율이 향상되도록 절곡단부(42)가 형성되며, 상기 방열반사면(41)에는 기판(10)에 실장된 엘이디(LED)가 삽입되어 투사공(43)이 복수개 형성되어 있어, 투사공(43)의 내부에 배치되는 엘이디(LED)로부터 광이 발산되고, 발산된 광은 방열반사면(41)에서 반사되게 된다.

상기 방열반사판(40)는 열전도와 방열 특성이 양호한 알루미늄 재질로 형성된다.

따라서 상기 방열반사판(40)은 상기 엘이디(LED)로부터 발생하는 열을 기판(10)의 방열테이프(30)를 통해 접촉면적이 넓은 방열반사면(41)으로 전도되면서 방열됨과 아울러 상기 방열반사면(41)에 전도된 열은 외부와의 접촉면적을 넓게 형성된 절곡단부(42)를 통해 방열이 이루어진다.

도 3은 본 발명 엘이디 모듈용 반사 방열 패널의 종단면도이고, 도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다.

도 3 및 도4에 도시한 바와 같이, 반사 방열 패널(100)은 엘이디(LED)가 실장되는 기판(10)의 잉크인쇄층(13)에 방열패턴(20)이 노출되게 형성되고, 상기 방열패턴(20)에 방열테이프(30)가 부착되며, 상기 방열테이프(30)의 상면에 방열반사판(40)이 설치되고, 상기 기판(10)의 하면과 상기 방열반사판(40)의 절곡단부(42)의 외측으로 방열체(50)가 삽입 설치된다.

그러므로 상기 기판(10)의 잉크인쇄층(13)에 형성된 방열패턴(20)의 열은 상기 방열패턴(20)에 부착된 방열테이프(30)에 전달되고, 상기 방열테이프(30)에 전달된 열은 방열반사판(40)에 전도되어 상기 방열반사판(40)으로 하여금, 방열반사면(41)과 테두리의 끝단부에 형성된 절곡단부(42)를 통해서 외부로 방열이 이루어지게 된다.

이때 상기 방열반사판(40)은 테두리의 끝단부에 형성된 절곡단부(42)가 방열체(50)와 접촉되어 상기 절곡단부(42)의 방열면적은 상기 방열체(50)에 의해 외부와의 접촉면적이 크게 확대되어 방열이 이루어지게 되므로 상기 방열반사판(40)의 방열 효율을 더욱 크게 향상할 수 있고, 아울러 상기 기판(10)에 실장된 엘이디(LED)로부터 발생하는 열 또한 반사 방열하게 되어 상기 엘이디(LED)의 휘도 및 수명 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 되는 것이다.

100; 반사 방열 패널 10; 기판
11; 에폭시 수지 12; 동박층
13; 잉크인쇄층 20; 방열패턴
30; 방열테이프 40; 방열반사판
41; 방열반사면 42; 절곡단부
43; 투사공 50; 방열체

Claims (6)

1. 세라믹 에폭시 수지층, 상기 세라믹 에폭시 수지층의 상면에 동박층이 형성되며, 상기 동박층의 상면에 잉크인쇄층이 형성되고 다수의 엘이디가 실장되는 기판,
   상기 기판의 잉크인쇄층에 상기 엘이디와 엘이디 사이를 가로와 세로방향으로 서로 교차시켜 격자형상으로 상기 기판의 동박층이 노출되게 형성하는 방열패턴;
   양면에 열전도성을 갖으며 상기 방열패턴에 의해 노출된 상기 기판의 동박층에 부착되는 방열테이프; 및
   상기 방열테이프의 상면에 하면이 부착되어 상기 방열테이프로부터 전달되는 열을 상면으로 방열하는 방열반사면, 상기 방열반사면에 상기 엘이디 들이 삽입되어 노출되는 투사공 들로 형성되는 방열반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈용 반사 방열 패널.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열테이프는 양면에 절연성과 열전도성을 갖는 방열도료층을 각각 도포 형성하는 엘이디 모듈용 반사 방열 패널.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판은 상기 세라믹 에폭시 수지층의 하면에 동박층과, 상기 동박층의 하면에 잉크인쇄층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈용 반사 방열 패널.
   

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