KR102027041B1 - 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개 LED발광소자가 도전부에 의해 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판에 제1방열납땜패턴부와 제2방열납땜패턴부가 구비되어 있기 때문에, IC칩과 같이 회로기판에 전기적으로 구비되는 부재들은 물론 복수개 LED발광소자 각각에 의해 발생되는 열이 도전부에 의해 유도되어 제1방열납땜패턴부와 제2방열납땜패턴부에 의해 방열이 이루어지도록 함에 따라 방열핀과 같은 별도의 방열수단을 구비하지 않고도 방열효과를 얻을 수 있기 때문에 LED 조명체의 크기를 최소화하고 심플하게 양산할 수 있으며 생산단가의 절감을 유도하여 경제적인 효과를 얻을 수 있음은 물론 간단한 납땜공정에 의해 방열납땜패턴부를 구비할 수 있어 조립성 및 생산성이 크게 향상될 수 있는 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치가 개시된다.

Description

납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치{heat radiating device of printed circuit board using soldering pattern}

본 발명은 회로기판의 방열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디조명체의 인쇄회로기판에 발생되는 열의 방열이 용이하게 이루어지도록 하고 간단한 구성에 의해 생산단가의 절감은 물론 비용절감을 유도할 수 있도록 한 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지구환경의 온난화 현상을 최소화하도록 하고 소비전력을 크게 낮출 수 있으며 광원 효율을 높일 수 있는 발광다이오드 즉, LED발광소자를 이용한 엘이디조명체가 사용되고 있다.

이러한 엘이디조명체는, 복수개 LED발광소자가 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되어 구비되는 것으로, 기판에서 발생하는 열을 효율적으로 분산시킬 수 있는 재질의 기판을 이용한 방열기판구조가 사용되고 있으며, 엘이디조명체는 반영구적, 저소비전력, 환경친화적의 다양한 장점에 의해 차세대 조명원으로 점차 응용분야가 넓어지고 있다.

그러나, 기판에서 발생하는 열로 인해 LED발광소자의 발광효율이 급격히 감소함은 물론 수명이 단축되고, 지속적인 사용으로 인한 온도 증가에 따른 적색, 녹색, 청색 사이의 다른 파장변화가 문제로 대두되고 있으며, 나아가 LED발광소자가 점차 고출력화 되면서 LED발광소자의 발생 열로 인한 문제는 더욱 심각해지고 있는 실정이다.

이에 따라, LED발광소자가 전기적으로 연결되는 기판이 결합되고 후방에 LED 램프로부터 발생되는 열에 대해 방열효과를 제공하기 위한 방열판이 구성되어 사용되고 있다.

그러나, 종래 방열판은 다이캐스팅 작업에 의해 제작되기 때문에 방열판의 크기를 줄여 제조하기에 어려움이 있고, 이에 따라 LED발광소자의 개개에 방열판이 적용되기보다는 다수의 LED발광소자가 구비된 하나의 엘이디조명체에 한 개의 방열판이 전체적으로 크게 적용될 수밖에 없어 LED발광소자로부터 발생하는 열에 대한 방열효율을 높이는데 한계가 있음은 물론 방열판에 의해 엘이디조명체의 크기가 커지게 되어 미려하고 심플하게 양산되지 못하는 문제가 있다.

한편, 이와 같은 종래 LED발광소자가 전기적으로 구비되는 기판의 방열에 따른 문제점을 해결하기 위해 다양한 기술이 안출된 바 있다.

종래 기술로, 등록특허 10-1437897호인 LED 방열기판과 그 제조 방법이 안출된 바 있으며, 이는 상면에 LED 소자가 직접 설치되고 상기 LED 소자로부터 방출되는 열을 외부로 방열시키는 LED 방열기판의 제조방법에 있어서, 금속분말, 카본분체 및 바인더를 혼련시키는 전도대용 혼합물 혼련단계, 절연체 분말 및 바인더를 혼련시키는 비전도대용 혼합물 혼련단계, 상기 전도대용 혼합물 혼련단계에 의해 제조된 혼합물인 전도대용 혼합물과 상기 비전도대용 혼합물 혼련단계에 의해 제조된 혼합물인 비전도대용 혼합물을 교대로 순차적으로 적층시키는 적층단계, 상기 적층단계에 의해 적층된 예비성형물에 함유된 상기 바인더를 제거하는 탈지단계, 상기 탈지단계를 수행한 예비성형물을 소결시키는 소결단계, 상기 소결단계를 수행한 예비성형물을 냉각시킨 후 슬라이싱(Slicing)하는 슬라이싱 단계로 이루어져 있으며, 평면상으로 전도대 및 비전도대를 교대로 배치시켜 방열이 이루어지도록 하고 있다.

그러나, 제조공정이 복잡하게 이루어질 뿐만 아니라, LED발광소자가 실장되는 전도대 사이사이에 비전도대를 교대로 추가 배치시켜야 하는 번거로움에 의해 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술의 경우 LED발광소자로부터 발생되는 열을 외부로 방열시키도록 구성되어 있기 때문에, 인쇄회로기판에 전기적으로 구비되는 IC칩과 같은 부재들로부터 발생되는 열에 대한 방열이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

대한민국등록특허 10-1437897호(2014.08.29. 등록) 대한민국등록실용 20-0141799호(1999.01.05. 등록)

본 발명은 인쇄회로기판에 복수개 LED발광소자를 전기적으로 연결하는 도전라인에 방열부를 납땜하여 LED발광소자 및 IC칩과 같은 부재들을 포함하는 엘이디모듈체로부터 발생되는 열을 쉽고 용이하게 방열하도록 하여 인쇄회로기판에 대한 방열은 물론 엘이디조명체의 크기를 최소화할 수 있으며 간단한 작업공정에 의해 생산성 향상 및 비용절감을 유도할 수 있도록 한 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치는, 복수개 LED발광소자와 상기 복수개 LED발광소자를 전기적으로 연결하는 도전부 및 전기적으로 구비되는 IC칩을 포함하는 회로기판에 있어서, 복수개 LED발광소자의 점등 시 발생되는 열이 상기 도전부에 의해 유도되어 방열이 이루어지도록 하는 복수개 제1방열부를 갖는 제1방열납땜패턴부와; 납땜작업에 의해 상기 도전부와 전기적으로 연결되도록 상기 회로기판의 표면에 납땜 구비되어 상기 LED발광소자의 점등 시 발생되는 열에 대한 방열이 이루어지도록 하는 제2방열납땜패턴부가 구비되고, 상기 복수개 LED발광소자는 상기 도전부에 의해 상기 회로기판의 길이방향을 따라 배열되도록 구비되고, 상기 제1방열납땜패턴부는, 상기 복수개 LED발광소자를 회로기판의 길이방향으로 배열되어 전기적으로 연결하는 도전부에 납땜 구비되되, 상기 복수개 LED발광소자를 구비하는 LED발광소자 사이사이에 구비되어 LED발광소자 점등 시 발생되는 열이 LED발광소자 및 회로기판에 전기적으로 구비되는 IC칩에 열이 전달되는 것을 차단하도록, 상기 LED발광소자 사이사이에 각각 납땜되는 제1방열부로 구비되어 이루어진다.

본 발명은 복수개 LED발광소자가 도전부에 의해 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판에 제1방열납땜패턴부와 제2방열납땜패턴부가 구비되어 있기 때문에, IC칩과 같이 회로기판에 전기적으로 구비되는 부재들은 물론 복수개 LED발광소자 각각에 의해 발생되는 열이 도전부에 의해 유도되어 제1방열납땜패턴부와 제2방열납땜패턴부에 의해 방열이 이루어지도록 함에 따라 방열핀과 같은 별도의 방열수단을 구비하지 않고도 방열효과를 얻을 수 있기 때문에 LED 조명체의 크기를 최소화하고 심플하게 양산할 수 있으며 생산단가의 절감을 유도하여 경제적인 효과를 얻을 수 있음은 물론 간단한 납땜공정에 의해 방열납땜패턴부를 구비할 수 있어 조립성 및 생산성이 크게 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명인 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명인 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치가 적용된 일실시예를 나타낸 분해사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명인 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치의 구성요부를 각각 나타낸 일부확대 구성도이다.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 복수개 LED발광소자(10)와 상기 복수개 LED발광소자(10)를 전기적으로 연결하는 도전부(20) 및 전기적으로 구비되는 IC칩을 포함하는 회로기판(30)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 일실시예를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 프레임(101)과 커버(102)를 갖는 LED 조명체에 사용될 수 있다.

이 때, 프레임(101)은 상기 회로기판(30)이 밀착되어 고정되는 것으로 방열을 위해 알루미늄 재질은 물론 열전도가 이루어지는 금속재질이면 어느 재질이든 관계치 않는다.

상기 커버(102)는 상기 프레임(101)에 밀착 고정되는 회로기판(30)에 도전부(20)에 의해 전기적으로 연결되는 복수개 LED발광소자(10)로부터 발광된 빛을 확산시켜 줌은 물론 프레임(101)에 구비되는 회로기판(30) 및 복수개 LED발광소자(10)를 보호한다.

본 발명은 방열핀과 같은 방열수단 없이 조명빛을 발광하는 LED발광소자(10)로부터 발생되는 열은 물론, IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열을 도전부(20)로 유도하여 방열시킬 수 있는 것으로, 이를 위해 복수개 LED발광소자(10)의 점등시 발생되는 열은 물론, IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열을 방열시키도록 복수개 제1방열부(41)를 갖는 제1방열납땜패턴부(40)가 구비되어 이루어진다.

상기 복수개 제1방열부(41)의 형상을 도시된 바와 같이 사각형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 물론 아니며 원형이든 타원이든 관계치 않는다.

이 때, 상기 복수개 LED발광소자(10) 및 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들이 상기 도전부(20)에 의해 상기 회로기판(30)에 구비되고, 상기 제1방열납땜패턴부(40)는 상기 LED발광소자(10) 사이사이에 각각 도전부(20)에 납땜되는 제1방열부(41)로 구비되어 이루어지는 것으로, 상기 복수개 LED발광소자(10)를 회로기판(30)의 길이방향으로 배열되어 전기적으로 연결하는 도전부(20)에 납땜 구비되되, 상기 복수개 LED발광소자(10)를 구비하는 LED발광소자 사이사이에 구비되어 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열은 물론 LED발광소자(10) 각각으로부터 발생되는 열이 도전부(20)에 전달된 후 도전부(20)에 전기적으로 연결되는 LED발광소자(10) 각각에 열이 전달되는 것을 차단하고 제1방열부(41)에 의해 방열이 이루어진다.

즉, 제1방열부(41)가 복수개 LED발광소자(10) 사이사이에 구비되되 복수개 LED발광소자(10)를 전기적으로 연결하는 도전부(20)에 납땜되어 구비되어 있기 때문에 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열은 물론 LED발광소자(10) 각각으로부터 발생되는 열이 도전부(20)로 전달되었다가 도전부(20)에 납땜된 제1방열납땜패턴부(40)의 제1방열부(41)에 의해 방열이 이루어진다.

이 때, 제1방열부(41)에 의한 방열은 도전부(20)로 전달된 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열 및 LED발광소자(10)의 열이 상기 제1방열부(41)에 닿게 되면 제1방열부(41)의 열교환에 의해 방열이 이루어진다.

이와 같이 제1방열부(41)의 열교환에 의해 방열이 이루어지기 때문에 도전부(20)에 전기적으로 구비되는 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재 및 LED발광소자(10)로부터 각각 발생된 열이 LED발광소자(10) 사이사이에 구비되는 제1방열부(41)를 통해 방열되어 LED발광소자(10) 및 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들측으로 열이 재전달되는 것을 차단할 수 있어 방열효과가 크게 향상된다.

또한, 제1방열납땜패턴부(40)를 구비하는 제1방열부(41)를 도전부(20)에 납땜되어 구비되기 때문에 제1방열납땜패턴부(40)를 쉽고 용이하게 구비할 수 있어 조립성 및 생산성이 크게 향상될 수 있다.

본 발명은 상기 LED발광소자(10)의 점등 시 발생되는 열은 물론 IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열이 도전부(20)와 회로기판(30)을 통해 전달되어 방열이 이루어지도록 하는 제2방열납땜패턴부(50)가 구비되는 것으로, 상기 제2방열납땜패턴부(50)는, 납땜작업에 의해 상기 도전부(20)와 전기적으로 연결되되, 상기 회로기판(30)의 표면 일측 즉 도 1에 도시된 바와 같이 회로기판(30)의 표면 일측에 납땜 구비되는 복수개 제2방열부(51)로 구비되어 이루어진다.

상기 복수개 제2방열부(51)는 한정하는 것은 물론 아니며, 회로기판(30)의 표면 일측에 가로 7열 및 세로 5열의 격자형 패턴으로 구비되어 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 복수개 제2방열부(51)의 형상을 도시된 바와 같이 사각형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 물론 아니며 원형이든 타원이든 관계치 않는다.

이와 같이 도전부(20)와 납땜작업에 의해 전기적으로 연결되도록 납땜 구비되는 복수개의 제2방열부(51)에 의해 제2방열납땜패턴부(50)가 구비되어 있기 때문에, IC칩과 같이 회로기판(30)에 전기적으로 구비되는 부재들로부터 발생되는 열이 도전부(20)를 통해 복수개 제2방열부(51)로 이루어진 제2방열납땜패턴부(50)에 전달되어 방열이 이루어진다.

더욱이, 제2방열납땜패턴부(50)를 이루고 있는 제2방열부(51)가 회로기판(30)에 대해 복수개로 구비되어 있기 때문에, 열교환에 대한 효율성이 크게 작용되어 방열효과가 극대화될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : LED발광소자 20 : 도전부
30 : 회로기판 40 : 제1방열납땜패턴부
41 : 제1방열부 50 : 제2방열납땜패턴부
51 : 제2방열부

Claims (3)

1. 복수개 LED발광소자(10)와 상기 복수개 LED발광소자(10)를 전기적으로 연결하는 도전부(20) 및 전기적으로 구비되는 IC칩을 포함하는 회로기판(30)에 있어서,
   복수개 LED발광소자(10)의 점등 시 발생되는 열이 상기 도전부(20)에 의해 유도되어 방열이 이루어지도록 하는 복수개 제1방열부(41)를 갖는 제1방열납땜패턴부(40)와;
   납땜작업에 의해 상기 도전부(20)와 전기적으로 연결되도록 상기 회로기판(30)의 표면에 납땜 구비되어 상기 LED발광소자(10)의 점등 시 발생되는 열에 대한 방열이 이루어지도록 하는 제2방열납땜패턴부(50)가 구비되고,
   상기 복수개 LED발광소자(10)는 상기 도전부(20)에 의해 상기 회로기판(30)의 길이방향을 따라 배열되도록 구비되고,
   상기 제1방열납땜패턴부(40)는,
   상기 복수개 LED발광소자(10)를 회로기판(30)의 길이방향으로 배열되어 전기적으로 연결하는 도전부(20)에 납땜 구비되되, 상기 복수개 LED발광소자(10)를 구비하는 LED발광소자 사이사이에 구비되어 LED발광소자(10) 점등 시 발생되는 열이 LED발광소자(10) 및 회로기판에 전기적으로 구비되는 IC칩에 열이 전달되는 것을 차단하도록,
   상기 LED발광소자(10) 사이사이에 각각 납땜되는 제1방열부(41)로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1방열부(41)는, 사각형, 원형, 타원형 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2방열납땜패턴부(50)는,
   IC칩 및 LED발광소자(10)로부터 발생되는 열이 상기 도전부(20)에 의해 유도되어 회로기판(30)에 전기적으로 연결되는 IC칩 및 LED발광소자(10)로부터 발생되는 열에 대한 방열이 이루어지도록,
   납땜작업에 의해 상기 도전부(20)와 전기적으로 연결되되, 상기 회로기판(30)의 표면 일측에 납땜 구비되는 복수개 제2방열부(51)로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 납땜패턴을 이용한 회로기판의 방열장치.
   

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