KR101596893B1

KR101596893B1 - 방열 ｌｅｄ 마운트 및 램프

Info

Publication number: KR101596893B1
Application number: KR1020080060904A
Authority: KR
Inventors: 박인규; 손원국
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2016-02-24
Also published as: KR20100001116A

Abstract

여기에서는 소켓 베이스를 하부에 갖는 상부 개방형의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 위치하는 방열 LED 마운트를 포함하는 LED 램프가 개시된다. 이때, 상기 방열 LED 마운트는, 상부에 적어도 하나의 LED가 실장되는 제1 히트싱크와, 상기 제1 히트싱크의 하부에 분리 가능하게 연결되는 제2 히트싱크를 포함한다.

방열, LED, 마운트, 램프, 히트싱크, 나사, 케이싱, 소켓, 베이스

Description

방열 ＬＥＤ 마운트 및 램프{HEAT RADIATING LED MOUNT AND LAMP}

본 발명은, 방열성이 좋은 LED 마운트에 관한 것으로서, 특히, LED 램프로의 적용에 적합한 구조의 방열 LED 마운트에 관한 것이다.

일반적으로, LED(Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의해 p-n 반도체 접합(p-n junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 광 반도체 소자를 의미한다. 통상, LED는 LED칩 자체, 또는, LED칩을 포함하는 LED 패키지로 이용된다.

LED는 여러 전자 장치의 디지털 영상을 구현하는 백라이트 용도로 주로 이용되어 왔다. 하지만, LED 분야의 기술 발전에 따라, 근래 들어서는 백열등과 같은 기존의 조명용 광원을 대체할 수 있는 새로운 광원으로 주목받고 있다.

통상, 백열등은, 네온 기체 속에 대형 금속 전극을 갖는 구조를 포함하는 광원으로, 낮은 효율의 특성으로 인해 이용의 제한이 많다.

냉음극 형광램프(CCFL)로 백열등과 같은 보편적인 광원을 대체하려는 노력도 많이 이루어지고 있지만, 냉음극 형광램프는 수은 등과 같은 환경 유해 물질을 다량 포함하고 있어 그 이용이 제한될 수밖에 없다.

위와 같은 이유로, 백열등과 유사한 외부 구조를 가지면서도, 백열등에 비해 장점이 많은 LED 광원, 즉, LED 램프가 백열등과 같은 기존의 보편적 광원을 대체할 수 있을 것으로 예측되고 있다. 그러한 예측을 현실화하기 위해서, LED 램프의 낮은 방열 특성을 개선하는 것이 요구된다.

본 발명의 출원인에 의해, '고출력 백색 발광 다이오드를 이용한 전구'의 명칭으로 특허 등록된 국내 특허등록 제10-0558081호에는 백열등과 유사한 구조, 즉, 소켓 베이스를 포함하는 구조의 LED 램프가 개시되어 있다.

개시된 종래의 LED 램프는, 복수의 LED들이 방열성이 낮은 PCB 기판 상에 실장되고 그 PCB 기판은 방열 수단 없이 LED 램프의 케이싱 내측 공간에 지지되어 있다. 이러한 종래의 LED 램프는 LED들로부터 나온 열을 외부로 쉽게 방출할 수 없어, 열의 축적에 의한 LED의 손상의 우려가 컸다.

LED 램프의 방열 특성을 향상시키기 위한 하나의 방안으로, LED를 열전도성이 상대적으로 좋은 메탈 PCB 상에 실장하고, 그 메탈 PCB를 LED 램프의 금속 케이스에 직접 부착함으로써, LED와 금속 케이스 사이에 열전도성 경로를 마련한 기술이 종래에 제안되었다. 그러나, 위와 같은 LED 램프는, 그 크기에 따라 방열 특성이 좌우되므로, LED 램프의 소비 전력(또는,발열량)에 따라 그 크기의 변화가 불가피하였다.

본 발명의 하나의 기술적 과제는, 서로 분리가능하게 결합될 수 있는 히트싱크들을 LED 실장 및 LED의 방열 구조로 이용함으로써, LED 램프의 소비전력에 변경 에 따른 방열 성능 조정이 용이한 LED 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 서로 분리가능하게 결합될 수 있어, 방열 성능이 조절될 수 있는 LED실장용 마운트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, 소켓 베이스를 하부에 갖는 상부 개방형의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 위치하는 방열 LED 마운트를 포함하는 LED 램프가 제공된다. 이때, 상기 방열 LED 마운트는, 상부에 적어도 하나의 LED가 실장되는 제1 히트싱크와, 상기 제1 히트싱크의 하부에 분리 가능하게 연결되는 제2 히트싱크를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 히트싱크의 하부에는 나사홈이 수직 방향으로 형성되고, 상기 제2 히트싱크의 상측 외주면에는 상기 나사홈에 상응하는 나사부가 형성된다.

바람직하게는, 상기 제1 히트싱크는 상기 케이싱의 내주면에 분리 가능하게 연결된다. 더 바람직하게는, 상기 제1 히트싱크의 외주면과 상기 케이싱의 내주면 일부에는 서로에 상응하는 나사부들이 형성된다.

바람직하게는, 상기 제2 히트싱크는 상기 소켓 베이스의 금속 부분 또는 상기 소켓 베이스 주변의 금속 부분과 열적으로 접촉하도록 배치된다.

바람직하게는, 상기 LED 램프는, 상기 제1 히트싱크와 상기 제2 히트싱크를 관통하여 상기 베이스 소켓에 이르는 배선 통로를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, LED를 포함하는 장치, 특히, LED 램프에 있어서, LED로부터 나온 열의 경로가 되는 히트싱크의 선택적인 확장 및 축소가 가능하여, LED 동작을 위한 소비전력 및 발열 변화에 대응하여, 방열 성능의 용이한 설계가 가능하다는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 마운트의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 LED 마운트의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 방열 LED 마운트(10)는, 전반적으로 열전도성이 뛰어난 금속 재질로 이루어진 것으로서, 제1 히트싱크(12)와, 상기 제1 히트싱크(12)에 분리가능하게 연결되는 제2 히트싱크(14)를 포함한다.

상기 제1 히트싱크(12)의 상부 또는 상부 열전도성 기판에는 복수의 LED(2)들이 대략 원의 배열로 실장되어 있다. 상기 제1 히트싱크(12)는, 상기 제2 히트싱 크(14)와 분리된 경우, 단독으로 열전도 요소로서의 역할을 하는 한편, 상기 제2 히트싱크(14)와 연결된 경우, 상기 제2 히트싱크(14)와 함께 열전도 요소로서의 역할을 한다.

상기 제1 히트싱크(12)가 상기 제2 히트싱크(14)와 연결된 경우, 그렇지 않은 경우에 비해, 열전도 면적(또는, 체적)이 확장되며, 따라서, 보다 좋은 방열성능을 갖게 된다.

따라서, LED(2)들로부터의 발열이 많은 적용에서는, 제1 히트싱크(12)와 제2 히트싱크(14)를 연결하여 사용함으로써, 방열 성능을 향상시킬 수 있고, 반대로, LED(2)들로부터의 발열이 적은 적용에서는, 제1 히트싱크(12)만을 방열 요소로 이용하여, 자재 절감의 효과를 기대할 수 있다.

도 2에 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1 히트싱크(12)와 상기 제2 히트싱크(14)는 나사식으로 연결된다. 보다 구체적으로, 상기 제1 히트싱크(12)의 하부에는 소정 높이의 나사홈(122)이 수직으로 형성되며, 상기 제2 히트싱크(14)의 상측 외주면에는 상기 나사홈(122)에 상응하는 나사부(142)가 형성된다. 따라서, 상기 나사부(142)가 상기 나사홈(122)에 나사식으로 삽입, 결합되어, 서로 열적으로 접촉하는 상태가 된다.

또한, 상기 제1 히트싱크(12)의 외주면에는 다른 나사부(124)가 형성된다. 상기 제1 히트싱크(12)의 나사부(124)는 본 실시예에 따른 방열 마운트(10)를 그것의 외측에 위치한 임의의 케이싱에 나사식으로 결합하는데 유용하게 이용될 수 있다. 이때, 상기 케이싱이 열전도성이 큰 재료, 특히, 금속인 경우에는, 방열 마운 트(10)로부터 케이싱까지 열전달 경로가 형성된다.

한편, 상기 제1 히트싱크(12)에는 제1 배선 구멍(125)이 상하 관통형으로 형성되고, 상기 제2 히트싱크(14)에는 제2 배선 구멍(145)이 상하 관통형으로 형성된다.

상기 제1 히크싱크(12)와 상기 제2 히트싱크(14)가 서로 연결된 경우, 상기 제1 배선 구멍(125)과 상기 제2 배선 구멍(145)은 서로 연통하며, 따라서, 상기 방열마운트(10)의 상부로부터 상기 방열 마운트(10)의 하부까지 수직으로 이어지는 하나의 배선 통로가 형성된다.

전술한 방열 마운트(10)는 다양한 구조의 LED 조명장치에서 방열 수단으로 적용될 수 있지만, 특히, 이하 자세히 설명되는 LED 램프에 특히 적합한 구조이다.

도 3은 전술한 방열 마운트가 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 램프(1)는, 전술한 방열 마운트(10)에 더하여, 케이싱(20)과 렌즈(30)를 포함한다. 상기 케이싱(20)은, 상측 개방부를 갖는 상부 개방형의 케이싱으로서, 상기 상측 개방부를 통해 삽입된 상기 방열 마운트(10)를 수용한다.

또한, 상기 케이싱(20)은, LED 램프(1)를 외부의 소켓(미도시됨)에, 전기적으로 접속시키기 위한 소켓 베이스(25)를 하부에 구비한다.

상기 방열 마운트(10) 상의 LED(2)와 연결된 배선(미도시함)은, 전술한 방열 마운트(10)의 배선 통로를 통해 연장하여, 상기 소켓 베이스(25)에 연결된다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 방열 통로는, 상기 제1 히트싱크(12)의 제1 배선구멍(125)과 상기 제2 히트싱크(14)의 제2 배선구멍(145)에 의해 한정된 것이다.

상기 케이싱(20)은, 상기 제1 히트싱크(12)의 나사부(124)에 상응하는 다른 나사부(24)를 상측 내주면에 구비한다.

상기 제1 히트싱크(12)의 나사부(124)와 케이싱(20)의 나사부(24)가 나사 맞물림되어, 상기 제1 히트싱크(12)는 상기 케이싱(20)에 연결된다. 따라서, 상기 나사 맞물림을 해제하는 것에 의해, 상기 제1 히트싱크(12) 또는 상기 방열 마운트(10)가 상기 케이싱(20)으로부터 쉽게 분리될 수도 있다.

상기 케이싱(20)은 일부분 또는 전체가 열전도성이 큰 금속으로 이루어져서 상기 방열 마운트(10)의 제1 및 제2 히트싱크(12, 14)와 열적으로 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 케이싱(20)의 상부에는 상기 벌브형의 렌즈(30)가 설치된다. 상기 렌즈(30)는 상기 케이싱(20)에 대하여 분리 가능하게 또는 일체로 설치될 수 있다. 그리고, 상기 렌즈(30)는, LED(2) 등을 외부로부터 보호하는 역할과 함께, 광의 특성을 조절하는 역할을 한다.

전술한 LED 램프(1)는, 소비전력이 낮은 응용의 경우, 제2 히트싱크(14)가 제거된 상태로, 제1 히트싱크(12)만을 방열 마운트로 이용할 수 있다. 그리고, 제2 히트싱크(14)는 소비전력이 높은 응용의 경우, 제 1 히트싱크(12)에 조립하여 사용된다. 그리고, 상기 제2 히트싱크(14)는 여러 규격의 것으로 교체될 수 있다. 더 나아가, 상기 케이싱(20)을 여러 규격으로 것으로 교체하여 이용할 수 있다.

전술한 방열 LED 마운트, 즉, 제1 히트싱크와 제2 히트싱크의 분리 가능한 조립 구조를 포함하는 방열 마운트는, 앞선 설명에서 제시된 LED 램프에 특히 유용하게 적용될 수 있는 것이지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니며, 다양한 LED 패키지, LED 모듈, 또는, 여러 다양한 LED 조명장치에 이용될 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 LED 마운트를 도시한 분해사시도.

도 2는 도 1에 도시된 방열 LED 마운트를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 LED 램프를 도시한 사시도.

Claims

소켓 베이스를 하부에 갖는 상부 개방형의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 위치하는 방열 LED 마운트를 포함하는 LED 램프로서, 상기 방열 LED 마운트는,

상부에 적어도 하나의 LED가 실장되는 제1 히트싱크; 및

상기 제1 히트싱크의 하부에 분리 가능하게 연결되는 제2 히트싱크를,

포함하되,

상기 제1 히트싱크에는 제1 관통부가 형성되고,

상기 제2 히트싱크에는 제2 관통부가 형성되고,

상기 제1 관통부와 상기 제2 관통부는 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 방열 LED 램프.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 히트싱크의 하부에는 나사홈이 수직 방향으로 형성되고,

상기 제2 히트싱크의 상측 외주면에는 상기 나사홈에 상응하는 나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 방열 LED 램프.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 히트싱크는 상기 케이싱의 내주면에 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 방열 LED 램프.
청구항 3에 있어서, 상기 제1 히트싱크의 외주면과 상기 케이싱의 내주면 일부에는 서로에 상응하는 나사부들이 형성된 것을 특징으로 하는 방열 LED 램프.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 히트싱크는 상기 소켓 베이스의 금속 부분 또 는 상기 소켓 베이스 주변의 금속 부분과 열적으로 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방열 LED 램프.
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상부에 적어도 하나의 LED가 실장되는 제1 히트싱크; 및

상기 제1 히트싱크의 하부에 분리 가능하게 연결되는 제2 히트싱크를,

포함하되,

상기 제1 히트싱크에는 제1 관통부가 형성되고,

상기 제2 히트싱크에는 제2 관통부가 형성되고,

상기 제1 관통부와 상기 제2 관통부는 서로 연통되고,

상기 제1 히트싱크의 하부에는 나사홈이 수직 방향으로 형성되고,

상기 제2 히트싱크의 상측 외주면에는 상기 나사홈에 상응하는 나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 방열 LED 마운트.
상부에 적어도 하나의 LED가 실장되는 제1 히트싱크; 및

상기 제1 히트싱크의 하부에 분리 가능하게 연결되는 제2 히트싱크를,

포함하되,

상기 제1 히트싱크에는 제1 관통부가 형성되고,

상기 제2 히트싱크에는 제2 관통부가 형성되고,

상기 제1 관통부와 상기 제2 관통부는 서로 연통되고,

상기 제1 히트싱크는 외측의 케이싱에 분리 가능하게 연결될 수 있도록, 상기 케이싱의 내주면에 형성된 나사부에 상응하는 다른 나사부를 외주면에 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 LED 마운트.