KR101579610B1 - 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판을 제공한다. 상기 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판은 상단에 엘이디가 실장되는 기판부와; 상기 기판부의 하단에 배치되는 방열부; 및 상기 기판부에 매설되며, 상기 엘이디와 상기 방열부를 물리적으로 연결하여 방열을 유도하는 방열 유도부를 포함한다.

Description

열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판{A HEAT RADIATION CIRCUIT BOARD OF LED USING AN MULTI-LAYER STRUCTURE}
본 발명은 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 실장되는 써멀 패드를 열전도 파이프를 사용하여 히트 싱크에 접촉되는 면적을 증가시켜 방열 효율을 증대시킬 수 있는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판에 관한 것이다.
종래에는 단순히 알루미늄판 또는 철판위(2)에 인쇄회로기판(PCB)을 구성한 후 엘이디를 실장한 엘이디모듈기판이 사용되고 있다.
이러한 구조의 엘이디모듈기판은 사용되는 엘이디의 출력에 따라 그 적층되는 방열판의 크기를 달리하여야 하므로 방열판의 설계에 많은 한계가 따르고, 더욱이 단일층의 방열구조만으로는 엘이디에서 발생하는 열이 효과적으로 방열이 이루어지지 않아 잦은 고장의 원인이 되는 문제점이 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개실용 공개번호 제20-2010-0003698호(공개일 : 2010년 04월 07일)가 있다.
본 발명의 목적은, 기판에 실장되는 써멀 패드를 열전도 파이프를 사용하여 히트 싱크에 접촉되는 면적을 증가시켜 방열 효율을 증대시킬 수 있는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판을 제공함에 있다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판을 제공한다.
상기 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판은 상단에 엘이디가 실장되는 기판부와; 상기 기판부의 하단에 배치되는 방열부; 및 상기 기판부에 매설되며, 상기 엘이디와 상기 방열부를 물리적으로 연결하여 방열을 유도하는 방열 유도부를 포함한다.
상기 방열 유도부는, 일정 길이를 갖는 열전도 파이프를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프는 상기 기판부를 관통하도록 배치되며, 상기 열전도 파이프의 상단은 상기 엘이디에 접촉되고, 하단은 상기 방열부에 접촉되는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프는, 상기 방열부를 관통하도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기판부에는, 제 1관통홀이 형성되고, 상기 방열부에는, 제 2관통홀이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프는, 상기 제 1관통홀과 상기 제 2관통홀을 관통하여 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제 1관통홀과 상기 제 2관통홀은 상기 열전도 파이프와 스크류 체결되는 것이 바람직하다.
상기 엘이디의 하단부에는, 상기 제 1관통홀 상부에 위치되는 써멀 패드가 배치되는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프의 상단에는 상기 써멀 패드를 연결하는 방열 실리콘이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1관통홀의 내측벽에는, 실리콘이 더 도포되는 것이 바람직하다.
상기 실리콘은, 상기 열전도 파이프의 외면을 에워싸는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프는, 알루미늄 또는 마그네슘으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프의 상단 면적은, 상기 써멀 패드의 면적 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 열전도 파이프의 상단에는, 상방을 따라 형성되는 다수의 열전도 핀이 형성되고, 상기 다수의 열전도 핀은, 상기 방열 실리콘의 내부에 매설되는 것이 바람직하다.
삭제
본 발명은, 기판에 실장되는 써멀 패드를 열전도 파이프를 사용하여 히트 싱크에 접촉되는 면적을 증가시켜 방열 효율을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시부호 A의 확대 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 서로 다른 엘이디의 종류를 보여ㅇ주는 도면들이다.
도 4는 도 2의 표시부호 B의 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 다른 열전도 파이프가 적용되는 예를 보여주는 단면도이다.
도 6는 본 발명에 따르는 기판부 및 방열부에 열 배기홀이 더 형성되는 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 또 다른 열전도 파이프가 적용되는 예를 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판 및 이의 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판을 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 표시부호 A의 확대 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 서로 다른 엘이디의 종류를 보여주는 도면들이고, 도 4는 도 2의 표시부호 B의 확대 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판은 크기 기판부(100)와, 방열부(200)와, 방열 유도부(300)로 구성된다.
상기 기판부의 상단의 다수 위치에는 간격을 이루어 다수의 엘이디가 실장된다.
상기 엘이디는 도 3a 및 도 3b에 도시되는 바와 같이, 파워 엘이디 또는 표면실장 엘이디 중 어느 하나 일 수 있고, 상기와 같은 엘이디는 기판부(100)에 형성되는 실장 영역에 밀착되는 써멀 패드(thermal pad,11)를 갖는다.
상기 기판부(100)의 저면에는 방열부(300)가 설치된다.
상기 방열부(200)는 알루미늄으로 형성되는 히트 싱크이며, 상기 방열부(200)는 기판부(100)의 하방을 따라 연장되며, 공기와의 접촉 면적을 증가시켜 방열 효율을 상승시키는 다수의 방열핀들(201)이 형성된다.
여기서, 상기 기판부(100)에는 다수의 제 1관통홀(110)이 형성된다.
상기 제 1관통홀들(110) 각각은 기판부에서 수직방향을 따라 관통 형성되되, 기판부에 실장되는 엘이디들(10)의 써멀 패드(11)가 노출되는 위치에 형성된다.
그리고, 기판부(100)의 저면에 설치되는 방열부(200)에는 다수의 제 2관통홀(210)이 형성된다.
상기 제 2관통홀들(210)은 기판부(100)에 형성되는 제 2관통홀들(210) 각각과 연결되도록 형성된다.
여기서, 상기 제 1관통홀(110)은 제 2관통홀(210)의 내경 보다 크게 형성되며, 상기 제 1관통홀(110)의 내측벽에는 실리콘(120)이 도포된다.
또한, 본 발명에 따르는 방열 유도부(300)는 상술한 기판부(100) 및 방열부(200)의 내부에 설치되어, 각 엘이디들(10)의 써멀 패드(11)와 방열부(200)와의 접촉 면적을 증가시키도록 하여 방열 효율을 증가시킨다.
본 발명에 따르는 열전도 파이프(310)는 상술한 제 1,2관통홀(110,210)에 끼워져 설치된다.
따라서, 열전도 파이프(310)는 엘이디들(10)의 개수에 대응되도록 마련되어, 다수의 위치에 설치된다.
여기서, 상기 열전도 파이프(310)의 상단에는 방열 실리콘(320)이 일정 두께로 도포된다.
바람직하게, 상기 방열 실리콘(320)은 열전도 파이프(310)의 상단에 도포되도록 제 1관통홀(110) 내부에 충진된다. 또한, 방열 실리콘(320)의 상면은 실질적으로 기판부(100)의 상면과 동일 선상을 이룸과 아울러, 써멀 패드(11)와 물리적으로 접촉된다.
또한, 열전도 파이프(310)는 제 2관통홀(210)을 관통하여 방열부(200)의 하방을 따라 일정 길이 연장된다.
도면에 도시되지는 않았지만, 열전도 파이프(310)는 방열부(200)의 방열핀들(201)과 별도의 금속 부재들을 통해 더 연결될 수도 있다.
또한, 방열부(200)의 하방으로 연장 돌출되는 열전도 파이프(310)의 외면에는 엠보싱 형상의 요철들(미도시)이 더 형성되어 공기와의 접촉 면적을 증가시키도록 구성될 수도 있다.
그리고, 제 1관통홀(110)의 내측벽에 도포되는 실리콘(120)은 열전도 파이프(310)의 외면에 직접적으로 접촉된다.
또한, 열전도 파이프(310)의 상단 면적은, 엘이디(10)의 써멀 패드(11)의 면적보다 넓게 형성되는 것이 좋다.
도 5는 본 발명에 따르는 다른 열전도 파이프가 적용되는 예를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조 하면, 본 발명에 따르는 열전도 파이프(310)의 상단에는 다수의 열전도 핀(311)이 돌출 형성된다.
상기 열전도 핀들(311)은 서로 동일한 높이를 이루도록 형성될 수도 있고, 서로 다른 높이를 이루도록 형성될 수도 있다.
따라서, 상기와 같이 형성되느 열전도 핀들(311)은 열전도 파이프(310)의 상단에 도포되는 방열 실리콘(320)의 내부에 매설된다.
이에 따라, 엘이디(10)로부터 발생되는 열을 전달 받는 경우, 열전달 면적을 더 증가시켜 효율적으로 열을 외부로 방열시킬 수 있는 이점이 있다.
도 6는 본 발명에 따르는 기판부 및 방열부에 열 배기홀이 더 형성되는 예를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조 하면, 본 발명에 따르는 방열부(200)에는 열 배기홀(220)이 더 형성되는 것이 좋다.
상기 열 배기홀(220)의 일단은 방열부(200)에 형성되는 제 2관통홀(210)의 측부에 연결되고, 타단은 방열부(200)의 하단에 연결되어, 제 2관통홀(210)을 방열부의 하방으로 노출시키는 구조를 이룬다.
도 7은 본 발명에 따르는 또 다른 열전도 파이프가 적용되는 예를 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조 하면, 본 발명에 따르는 열전도 파이프(310)는 그 외주에서 연장되는 연장부(312)가 더 형성된다.
상기 연장부(312)는 원판 형상으로 형성되어, 방열을 이루는 경우, 사방으로 열이 용이하게 확산되도록 구성된다.
또한, 방열부(200)의 상단에는, 상기 연장부(312)가 안착되는 안착홈(200a)이 더 형성된다.
따라서, 연장부(312)가 방열부(200)의 안착홈(200a)에 안착되어 밀착됨으로써, 방열 면적이 증가될 수 있는 이점이 있다.
더하여, 상기 안착홈(200a)과 연장부(312)는 요철 결합되는 구조를 이룰 수도 있고, 이에 의해 방열 면적이 더 증가될 수도 있다.
이상, 본 발명의 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판 및 이의 제조 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 기판부
200 : 방열부
300 : 방열 유도부
310 : 열전도 파이프

Claims (10)

  1. 상단에 엘이디가 실장되는 기판부;
    상기 기판부의 하단에 배치되는 방열부; 및
    상기 기판부에 매설되며, 상기 엘이디와 상기 방열부를 물리적으로 연결하여 방열을 유도하는 방열 유도부를 포함하고,
    상기 방열 유도부는, 일정 길이를 갖는 열전도 파이프를 포함하되,
    상기 열전도 파이프는 상기 기판부를 관통하도록 배치되며, 상기 열전도 파이프의 상단은 상기 엘이디에 접촉되고, 하단은 상기 방열부에 접촉되고,
    상기 열전도 파이프는, 상기 방열부를 관통하도록 배치되며,
    상기 기판부에는, 제 1관통홀이 형성되고,
    상기 방열부에는, 제 2관통홀이 형성되고,
    상기 열전도 파이프는, 상기 제 1관통홀과 상기 제 2관통홀을 관통하여 배치되되,
    상기 제 1관통홀과 상기 제 2관통홀은 상기 열전도 파이프와 스크류 체결되고,
    상기 방열부에는 열 배기홀(220)이 형성되되,
    상기 열 배기홀의 일단은 상기 방열부에 형성되는 상기 제 2관통홀의 측부에 연결되고, 상기 열 배기홀의 타단은 상기 방열부의 하단에 연결되어, 상기 제 2관통홀을 상기 방열부의 하방으로 노출시키도록 형성되고,
    상기 열전도 파이프의 외주에는 연장부가 연장 형성되되,
    상기 연장부는 원판 형상으로 형성되고,
    상기 방열부의 상단에는, 상기 연장부가 안착되는 안착홈이 형성되어, 상기 연장부는 상기 안착홈에 안착되어 밀착되고,
    상기 연장부와 상기 안착홈은 요철 결합되는 것을 특징으로 하는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 엘이디의 하단부에는, 상기 제 1관통홀 상부에 위치되는 써멀 패드가 배치되고,
    상기 열전도 파이프의 상단에는 상기 써멀 패드를 연결하는 방열 실리콘이 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1관통홀의 내측벽에는, 실리콘이 더 도포되고,
    상기 실리콘은, 상기 열전도 파이프의 외면을 에워싸는 것을 특징으로 하는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 열전도 파이프는, 알루미늄 또는 마그네슘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 열전도 파이프의 상단 면적은, 상기 써멀 패드의 면적 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 열전도 파이프의 상단에는, 상방을 따라 형성되는 다수의 열전도 핀이 형성되고,
    상기 다수의 열전도 핀은, 상기 방열 실리콘의 내부에 매설되는 것을 특징으로 하는 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판.
  10. 삭제
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