KR102243491B1

KR102243491B1 - 발광다이오드 장착용 메탈 pcb 모듈

Info

Publication number: KR102243491B1
Application number: KR1020200094062A
Authority: KR
Inventors: 김종엽
Original assignee: 김종엽
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2021-04-21

Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈에 있어서, 외부 전원과 연결되는 커넥터와 결합되는 커넥터 연결부재를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판과 동일한 소재의 메탈 베이스 기판으로 제작하고, 커넥터 연결부재의 중앙에 커넥터의 전극 핀이 삽입될 수 있는 핀홀을 생성한 후, 커넥터로부터 “ㄱ” 모양으로 돌출 형성된 전극 핀을 핀홀을 통해 커넥터 연결부재에 전기적으로 결합시키는 것을 통해 커넥터를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판에 수평 방향으로 형성시켜 커넥터에 의해 점유되는 공간을 최소화할 수 있도록 한다.

Description

발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈{METAL PCB MODULE FOR MOUNTING LED}

본 발명은 메탈 PCB 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 전원과 연결되는 커넥터와 결합되는 커넥터 연결부재를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판과 동일한 소재의 메탈 베이스 기판으로 제작하고, 커넥터 연결부재의 중앙에 커넥터의 전극 핀이 삽입될 수 있는 핀홀을 생성한 후, 커넥터로부터 “ㄱ” 모양으로 돌출 형성된 전극 핀을 핀홀을 통해 커넥터 연결부재에 전기적으로 결합시키는 것을 통해 커넥터를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판에 수평 방향으로 형성시켜 커넥터에 의해 점유되는 공간을 최소화할 수 있도록 하는 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)은 전자 부품을 탑재하여 부품간 또는 신호선 간을 전기적으로 접속해주는 배선 기판을 말한다.

이러한, PCB는 단면 또는 양면의 노멀(Normal) PCB, 카본(Carbon) PCB, 메탈(Metal) PCB, 다층(Multi layer) PCB 및 플렉시블(Flexible) PCB 등이 있다.

위와 같은 다양한 PCB 중 알루미늄이나 동합금 등의 메탈 소재를 채용한 메탈 PCB는 방열성이 우수하고 기계적 강도가 강해서 발광다이오드(LED)에 장착에 사용되고 있으며,

도 1은 종래 발광다이오드 장착용으로 사용되는 메탈 PCB의 사진 예시도이다.

도 1에서 보여지는 바와 같이 발광다이오드 장착용 메탈 PCB는 메탈 베이스 기판(100)에 발광다이오드가 장착되는 도전 패턴(110)이 형성되어 있고, 도전 패턴(110) 사이에 절연층(120)이 형성되며, 메탈 베이스 기판(100)의 일측면에는 외부 전원과 연결되는 커넥터(도시되지 않음)가 접속되는 전극 패드(150)가 형성된 것을 알 수 있다.

이러한 전극 패드(150)는 추후에 솔더링(Soldering) 등을 통해 외부 전원과 연결되는 커넥터가 전기적으로 연결될 수 있어, 전극 패드(150)를 통해 도전 패턴(110)으로 전기가 공급됨으로써, 도전 패턴(110)에 장착되는 발광다이오드의 온/오프가 가능하게 된다.

또한, 위와 같은 종래 발광다이오드 장착용 메탈 PCB에서는 도 2에서 보여지는 바와 같이 커넥터(160)에서 연장되는 “ㄱ” 모양의 전극 핀(170)이 메탈 베이스 기판(100)상 형성된 관통홀(130)을 통해서 삽입되어 전극 패드에 접촉되는 형태로 솔더링됨으로써, 커넥터(160)가 메탈 베이스 기판(100)과 수직 방향으로 연결되는 것을 알 수 있다.

위와 같이 커넥터가 메탈 베이스 기판과 수직 방향으로 연결됨에 따라 발광다이오드가 채용된 카메라 장치 등에서 메탈 베이스 기판의 후단에 연결되는 팬 등의 주변 장치와 메탈 베이스 기판간 공간이 커넥터가 수직으로 세워진 공간만큼 커져야하는 문제점이 있으며, 이에 따라 발광다이오드 장착용 메탈 PCB를 채용한 카메라 장치 등의 전체 크기가 커지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허번호 10-1589017호(등록일자 2016년 01월 21일)

따라서, 본 발명의 목적은 외부 전원과 연결되는 커넥터와 결합되는 커넥터 연결부재를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판과 동일한 소재의 메탈 베이스 기판으로 제작하고, 커넥터 연결부재의 중앙에 커넥터의 전극 핀이 삽입될 수 있는 핀홀을 생성한 후, 커넥터로부터 “ㄱ” 모양으로 돌출 형성된 전극 핀을 핀홀을 통해 커넥터 연결부재에 전기적으로 결합시키는 것을 통해 커넥터를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판에 수평 방향으로 형성시켜 커넥터에 의해 점유되는 공간을 최소화할 수 있도록 하는 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈은, 제1 메탈 베이스 기판과, 상기 제1 메탈 베이스 기판의 제1 영역상 발광다이오드의 장착 배열에 대응되게 형성되는 제1 도전 패턴과, 상기 제1 영역과 이격된 상기 제1 메탈 베이스 기판의 제2 영역상 제1 관통홀과 외부 전원과의 전기적 연결을 위해 형성되는 제1 전극 패드쌍과 제2 전극 패드쌍을 포함하는 제2 도전 패턴과, 상기 제1 메탈 베이스 기판보다 작은 제2 메탈 베이스 기판상 중앙에 형성된 제2 관통홀을 기준으로 양측면에 형성되는 제3 전극 패드쌍과 제4 전극 패드쌍을 포함하는 커넥터 연결부재를 포함하며, 상기 제1 전극 패드쌍과 상기 제2 전극 패드쌍은, 상기 제2 도전 패턴의 중앙 영역에 형성된 상기 제1 관통홀을 기준으로 이격되어 서로 대향되게 형성되고, 상기 커넥터 연결부재는, 상기 제1 관통홀의 영역을 덮는 크기로 형성되어 상기 제2 도전 패턴의 상부에서 상기 제1 관통홀을 덮도록 적층되어, 상기 제3 전극 패드쌍이 상기 제1 전극 패드쌍과 전기적으로 연결되고, 상기 제4 전극 패드쌍이 상기 제2 전극 패드쌍과 전기적으로 연결되도록 상기 제2 도전 패턴의 상부에 정렬되며, 상기 제2 관통홀은, 상기 외부 전원과 연결되는 커넥터의 2개의 전극 핀이 삽입되는 2개의 핀홀로 구성될 수 있다.

또한, 상기 메탈 PCB 모듈은, 상기 전극 핀을 통해 상기 커넥터 연결부재와 연결되는 상기 커넥터를 더 포함하며, 상기 커넥터는, 사각봉 형태로 구성되고, 상기 커넥터의 각 전극 핀은, “ㄱ” 모양으로 형성되어 상기 커넥터의 일측 끝단으로부터 돌출 형성되며, 상기 커넥터는, 각 전극 핀이 상기 제2 관통홀내 각 핀홀에 삽입되는 경우 상기 제1 메탈 베이스 기판과 수평방향을 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 전극 패드쌍, 제2 전극 패드쌍, 제3 전극 패드쌍 및 제4 전극 패드쌍은, 전기적으로 분리되고 일렬로 배치되는 2개의 전극 패드를 포함하고, 상기 커넥터 연결부재는, 상기 제3 전극 패드쌍의 각 전극 패드가 상기 제1 전극 패드쌍의 각 전극 패드와 접촉되고, 상기 제4 전극 패드쌍의 각 전극 패드가 상기 제2 전극패드쌍의 각 전극 패드와 접촉되도록 상기 제2 도전 패턴의 상부에 정렬될 수 있다.

또한, 상기 제2 관통홀을 구성하는 각 핀홀의 주위에는 전기적으로 분리되는 제5 전극 패드가 각각 형성되며, 상기 제5 전극 패드는, 상기 제3 전극 패드쌍과 상기 제4 전극 패드쌍과 전기적으로 분리될 수 있다.

또한, 상기 커넥터는, 상기 전극 핀이 상기 커넥터 연결부재의 각 핀홀에 삽입되는 방식으로 상기 커넥터 연결부재와 연결되며, 각 전극 핀은, 상기 제2 관통홀의 각 핀홀에 삽입된 상태에서 상기 제5 전극 패드와 상기 제3 전극 패드쌍내 대응되는 전극 패드 및 상기 제5 전극 패드와 상기 제4 전극 패드쌍내 대응되는 전극 패드를 전기적으로 각각 연결시키는 도전 물질에 의해 상기 제5 전극 패드와 접착되고, 상기 제3 전극 패드쌍은, 상기 제1 전극 패드쌍과 접촉된 상태에서, 상기 제3 전극 패드쌍의 각 전극 패드와 상기 제1 전극 패드쌍의 각 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 상기 제1 전극 패드쌍과 접착되고, 상기 제4 전극 패드쌍은, 상기 제2 전극 패드쌍과 접촉된 상태에서, 상기 제4 전극 패드쌍의 각 전극 패드와 상기 제2 전극 패드쌍의 각 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 상기 제2 전극 패드쌍과 접착될 수 있다.

또한, 상기 제1 관통홀은, 상기 사각형으로 형성되며, 상기 사각형의 가로 길이는 상기 제1 전극 패드쌍의 가로 길이의 1.2 ~ 1.6배의 길이로 형성되고, 상기 사각형의 세로 길이는 상기 제1 전극 패드쌍의 세로 길이와 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 커넥터는, 상기 사각봉의 가로면상 양끝단에서 각각 연장 형성되며, 상기 커넥터가 상기 커넥터 연결부재와 연결될 때, 상기 사각봉의 가로면이 상기 제1 메탈 베이스 기판으로부터 수직 방향으로 기설정된 일정 거리를 유지하도록 하기 위한 이격부재를 더 포함하며, 상기 커넥터와 상기 커넥터 연결부재간 연결되는 전극 핀의 수직 길이는, 상기 전극 핀이 상기 커넥터로부터 돌출된 지점부터 상기 이격 부재까지의 제1 길이와 상기 이격 부재의 제2 길이와, 상기 제1 메탈 베이스 기판 및 상기 제2 메탈 베이스 기판의 두께에 해당하는 제3 길이를 합산한 제4 길이로 설정될 수 있다.

또한, 상기 수직 길이는, 상기 제3 길이의 1/5 ~ 1/4배에 해당하는 제5 길이와 상기 제4 길이를 합산한 제6 길이로 설정될 수 있다.

또한, 상기 제2 도전 패턴은, 상기 커넥터 연결부재가 적층되는 제1 위치에 상기 커넥터 연결부재의 제3 전극 패드쌍과 상기 제4 전극 패드쌍이 각각 상기 제1 전극 패드쌍과 상기 제2 전극 패드쌍의 위치에 정렬되도록 하기 위한 제1 체결부를 더 포함하며, 상기 커넥터 연결부재는, 상기 커넥터 연결부재의 하부면상 상기 제1 위치에 대응되는 제2 위치에 형성되며, 상기 제1 체결부와 한쌍을 이루어 상기 제1 체결부와 결합되는 제2 체결부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 체결부의 길이는, 상기 제1 체결부의 길이의 1/2 ~ 3/4배 길이로 설정되며, 상기 제2 체결부의 폭은, 상기 제1 체결부의 폭의 1/2 ~ 3/4배로 설정될 수 있다.

또한, 상기 메탈 PCB 모듈은, 상기 제1 메탈 베이스 기판의 최외곽과 최외곽으로부터 일정 거리 연장된 영역인 제3 영역상 상기 제1 메탈 베이스 기판을 발광다이오드 조명모듈 장치에 고정시키기 위한 고정핀이 삽입되는 복수의 제3 관통홀을 더 포함하며, 상기 고정핀의 길이는, 상기 사각봉 형태의 커넥터가 상기 제1 메탈 베이스 기판과 수평 방향으로 연결된 상태의 높이값과 기설정된 마진값을 합산한 길이로 설정될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래 발광다이오드 장착용 메탈 PCB의 사진 예시도.
도 2는 종래 발광다이오드 장착용 메탈 PCB와 커넥터간 연결 사진 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 사진 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커넥터 연결부재의 적층 형상 및 솔더링 사진 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 커넥터가 수평 방향으로 연결된 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈 사진 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커넥터 연결부재와 제2 도전 패턴상 형성되는 체결부의 구조도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 PCB와 커넥터의 연결 구조도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 장착용 메탈 PCB를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커넥터 연결부재의 적층 형상 및 솔더링 사진 예시도를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 커넥터가 수평 방향으로 연결된 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커넥터 연결부재와 제2 도전 패턴상 형성되는 체결부의 구조를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 PCB와 커넥터의 연결 구조를 도시한 것이다.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈의 각 구성요소의 결합 구조와 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

발광다이오드 장착용 메탈(metal) PCB(390)는 메탈 베이스 기판(310)과 커넥터 연결부재(350)로 구성될 수 있다.

메탈 베이스 기판(310)은 절연층(312), 제1 도전 패턴(314), 제2 도전 패턴(316)을 포함할 수 있다.

여기서, 메탈 베이스 기판(310)은 메탈 PCB(300)의 기초가 되는 기판을 의미하며, 이러한 메탈 베이스 기판(310)은 기존의 수지 기판이나 세라믹 기판의 특성에 더하여 높은 열전도성, 손쉬운 가공성, 자기 차폐성, 내열충격성 등 금속의 특성을 살린 기판을 의미할 수 있으며, 기본적으로는 메탈 베이스의 한 쪽면에 동박을 에폭시계 수지제로 합착한 적층 기판을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이러한 메탈 베이스 기판(310)은 메탈의 재질과 절연층 재질의 조합을 바꿈으로써 다양한 용도에 대응할 수 있도록 한 기판을 의미할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 베이스 기판(310)은 제1 도전 패턴(310)이 형성되는 제1 영역과 제2 도전 패턴(316)이 형성되는 제2 영역을 포함할 수 있다.

제1 도전 패턴(314)은 메탈 베이스 기판(310)의 제1 영역상 발광다이오드의 장착 배열에 대응되게 형성되는 도전 패턴을 의미할 수 있다. 이러한 제1 도전 패턴(314)은 각 발광다이오드에 외부 전원이 공급되도록 도전 물질과 절연층을 배치시킨 패턴일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 도전 패턴(316)은 제1 영역과 이격된 메탈 베이스 기판(310)의 제2 영역상 외부 전원과의 전기적 연결을 위해 형성되는 제1 전극 패드쌍(318)과 제2 전극 패드쌍(320)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 전극 패드쌍(318)과 제2 전극 패드쌍(320)은 제1 도전 패턴(314)과 전기적으로 연결되어 외부 전원이 연결되는 경우 외부 전원이 제1 도전 패턴(314)으로 공급되도록 할 수 있다.

또한, 제2 도전 패턴(316)은 중앙 영역에 커넥터(500)의 전극 핀(510)이 삽입되어 전극 패드에 연결되도록 하기 위한 제1 관통홀(330)이 형성될 수 있다. 제2 도전 패턴(316)내 제1 전극 패드쌍(318)과 제2 전극 패드쌍(320) 이러한 제1 관통홀(330)을 기준으로 이격되어 서로 대향되게 형성될 수 있다.

여기서, 제1 관통홀(330)은 도 3에서 보여지는 바와 같이 예를 들어 사각형으로 형성될 수 있다. 이때, 사각형으로 형성되는 제1 관통홀(330)의 가로 길이는 제1 전극 패드쌍의 가로 길이의 1.2 ~ 1.6배의 길이로 형성될 수 있고, 제1 관통홀(330)의 세로 길이는 제1 전극 패드쌍(318)의 세로 길이와 동일하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

커넥터 연결부재(350)는 본 발명의 일실시예에 따라 커넥터(500)가 제2 도전 패턴(316)의 제1 전극 패드쌍(318) 및 제2 전극 패드쌍(320)에 연결되는 것을 돕기 위한 구성 요소일 수 있다.

또한, 이러한 커넥터 연결부재(350)는 중앙에 커넥터(500)의 전극 핀(510)이 삽입되도록 하기 위한 2개의 핀홀(354, 356)로 구성되는 제2 관통홀(352)이 형성되고 제2 관통홀(352)을 기준으로 양측면에 제3 전극 패드쌍(358)과 제4 전극 패드쌍(360)이 형성될 수 있다.

이때, 커넥터 연결부재(350)는 제2 도전 패턴(316)의 상부에 적층되는 경우 제2 도전 패턴(316)의 제1 관통홀(330)을 덮도록 하면서 제2 관통홀(352)이 제1 관통홀(330)의 중앙에 위치되도록 정렬될 수 있다. 위와 같이 정렬시키는 경우 도 4의 (a)에서 보여지는 바와 같이 커넥터 연결부재(350)의 제3 전극 패드쌍(358)은 제1 전극 패드쌍(318)에 접촉되도록 위치될 수 있으며, 제4 전극 패드쌍(360)은 제2 전극 패드쌍(320)에 접촉되도록 위치될 수 있다.

이어, 이와 같이 정렬된 후 제1 전극 패드쌍(318)과 제3 전극 패드쌍(358)은 도 4의 (b)에서 보여지는 바와 같이, 각각 대응되는 전극 패드(322, 362)별 솔더링을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 전극 패드쌍(320)과 제4 전극 패드쌍(360) 또한 도 4의 (b)에서 보여지는 바와 같이, 각각 대응되는 전극 패드별 솔더링(400)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 커넥터 연결부재(350)는 제2 관통홀(352)을 구성하는 각 핀홀(354, 356)의 주위에는 전기적으로 분리되는 제5 전극 패드(364)가 각각 형성될 수 있으며, 제5 전극 패드(364)는 절연층(366)에 의해 제3 전극 패드쌍(358)과 제4 전극 패드쌍(360)과 전기적으로 분리될 수 있다. 또한, 커넥터(500)의 전극 핀(510)은 제5 전극 패드(364)와 솔더링을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 제1 전극 패드쌍(318), 제2 전극 패드쌍(320), 제3 전극 패드쌍(358) 및 제4 전극 패드쌍(360)은 도 3에서 보여지는 바와 같이, 전기적으로 분리되는 2개의 전극 패드가 일렬로 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 커넥터 연결부재(350)는 제3 전극 패드쌍(358)의 각 전극 패드(362)가 제1 전극 패드쌍(318)의 각 전극 패드(322)와 접촉되고, 제4 전극 패드쌍(360)의 각 전극 패드가 제2 전극 패드쌍(320)의 각 전극 패드와 접촉되도록 제2 도전 패턴(316)의 상부에 적층될 수 있다.

또한, 이러한 커넥터 연결부재(350)는 제2 도전 패턴(316)의 제1 관통홀(330)을 덮을 수 있고, 제1 전극 패드쌍(318)과 제2 전극 패드쌍(320)이 위치한 영역을 초과하지 않는 크기로 제작될 수 있으며, 제1 도전 패턴(314)과 제2 도전 패턴(316)이 형성되는 메탈 베이스 기판(310)과 동일한 재질의 메탈 베이스 기판으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 커넥터 연결부재(350)와 제2 도전 패턴(316) 각각의 일정 영역에는 커넥터 연결부재(350)를 제2 도전 패턴(316)상에 정렬시키기 위한 제1 체결부(610)와 제2 체결부(620)가 각각 형성될 수 있다.

이때, 제1 체결부(610)는 제2 도전 패턴(316)상 커넥터 연결부재(350)가 적층되는 제1 위치에 형성되며, 커넥터 연결부재(350)의 제3 전극 패드쌍(358)과 제4 전극 패드쌍(360)이 각각 제1 전극 패드쌍(318)과 제2 전극 패드쌍(320)에 정렬되도록 하기 위한 구성요소를 의미할 수 있다. 여기서, 제1 체결부(610)는 예를 들어 사각홈 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제2 체결부(620)는 커넥터 연결부재(350)의 하부면상 제1 위치에 대응되는 제2 위치에 형성되며, 제1 체결부(610)와 한쌍을 이루어 제1 체결부(610)와 결합되는 구성요소를 의미할 수 있다. 여기서, 제2 체결부(620)는 예를 들어 사각 돌출 힌지 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제2 체결부(620)의 길이(L2)는 제1 체결부(610)의 길이(L1)의 1/2 ~ 3/4배 길이로 설정될 수 있으며, 제2 체결부(620)의 폭(W2)은 제1 체결부(610)의 폭(W1)의 1/2 ~ 3/4배로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 제1 체결부(610)와 제2 체결부(620)를 이용하여 커넥터 연결부재(350)를 제2 도전 패턴(316)의 상부상 적절한 위치에 일시적으로 고정할 수 있어 솔더링 작업이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 제1 체결부(610)와 제2 체결부(620)의 길이와 폭을 서로 다르게 유격을 가지게 함으로써 커넥터 연결부재(350)가 체결부를 통해 너무 꽉끼는 현상을 방지시킬 수도 있다. 한편, 도 6에서는 제1 체결부(610)와 제2 체결부(620)의 길이와 폭이 상당한 길이와 폭으로 형성되는 것처럼 보여지고 있으나, 이는 설명의 편의상 도면을 확대하여 도시한 것일 뿐, 제1 체결부(610)와 제2 체결부(620)의 길이와 폭은 제2 도전 패턴(316)에 영향을 주지 않은 매우 작은 길이와 폭으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

커넥터(500)는 메탈 PCB(390)의 제1 도전 패턴(314)과 제2 도전 패턴(316)으로 외부 전원을 공급하는 구성요소로서, 커넥터(500)에서 외부로 돌출된 “ㄱ” 자 모양의 2개의 전극 핀(510)은 커넥터 연결부재(350)의 제2 관통홀(352)상 각 핀홀(354, 356)에 삽입된 후 솔더링 등을 통해 커넥터 연결부재(350)의 연결될 수 있다.

이러한 커넥터(500)는 도 5에서 보여지는 바와 같이 예를 들어 사각봉 형태로 구성될 수 있고, 각 전극 핀(510)은 “ㄱ” 모양으로 형성되어 커넥터(500)의 일측 끝단으로부터 돌출 형성될 수 있다.

또한, 이러한 커넥터(500)는 각 전극 핀(510)이 제2 관통홀(352)내 각 핀홀(354, 356)에 삽입되는 경우 도 5에서 보여지는 바와 같이 메탈 베이스 기판(310)과 수평방향을 이루도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 커넥터(500)가 메탈 베이스 기판(310)에 수직방향으로 형성되는 종래 메탈 PCB와 달리 메탈 베이스 기판(310)과 커넥터(500)를 수평 방향으로 형성시킬 수 있어 메탈 베이스 기판(310)과 커넥터(500)에 의해 점유되는 공간을 최소화시킴으로써 발광다이오드 장착용 메탈 PCB가 사용되는 다양한 장치에서 장치의 소형화가 가능하다.

또한, 커넥터(500)는 전극 핀(510)이 커넥터 연결부재(350)의 각 핀홀(354, 356)에 삽입되는 방식으로 커넥터 연결부재(350)와 연결될 수 있다.

또한, 각 전극 핀(510)은 제2 관통홀(352)의 각 핀홀(354, 356)에 삽입된 상태에서 제5 전극 패드(364)와 제3 전극 패드쌍(358)내 대응되는 전극 패드 및 제4 전극 패드쌍(360)내 대응되는 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 제5 전극 패드와 접착될 수 있다. 이때, 이러한 도전 물질은 솔더가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제3 전극 패드쌍(358)은 제1 전극 패드쌍(318)과 접촉된 상태에서, 제3 전극 패드쌍(358)의 각 전극 패드와 제1 전극 패드쌍(318)의 각 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 제1 전극 패드쌍(318)과 접착될 수 있으며, 이러한 도전 물질은 솔더가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제4 전극 패드쌍(360)은 제2 전극 패드쌍(320)과 접촉된 상태에서, 제4 전극 패드쌍(360)의 각 전극 패드와 제2 전극 패드쌍(320)의 각 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 제2 전극 패드쌍(320)과 접착될 수 있으며, 이러한 도전 물질은 솔더가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 커넥터(500)는 도 7에서 보여지는 바와 같이 사각봉의 가로면상 양끝단에서 각각 연장 형성되는 이격 부재(520)를 포함할 수 있다.

이러한 이격 부재(520)는 커넥터(500)가 커넥터 연결부재(350)와 연결될 때, 사각봉의 가로면이 메탈 베이스 기판(310)으로부터 수직 방향으로 기설정된 일정 거리(R1)를 유지하도록 할 수 있다.

또한, 커넥터(500)와 커넥터 연결부재(350)간 연결되는 전극 핀(510)의 수직 길이(R)는, 전극 핀(510)이 커넥터(510)로부터 돌출된 지점부터 이격 부재(520)까지의 제1 길이(R1)와 이격 부재(520)의 제2 길이(R2)와 메탈 베이스 기판 및 커넥터 연결부재(350)의 두께에 해당하는 제3 길이(R3)를 합산한 제4 길이로 설정될 수 있다.

또한, 수직 길이(R)는 제3 길이(R3)의 1/5 ~1/4 배에 해당하는 제5 길이를 산출하고, 제4 길이와 제5 길이를 합산한 제6 길이로 설정될 수도 있다. 이와 같이 수직 길이가 제6 길이로 설정되는 경우, 전극 핀(510)이 각 핀홀(354, 356)의 상부로 약간 돌출되어 솔더링 작업이 보다 용이하게 진행될 수 있도록 하여 작업의 편의성을 높일 수 있다.

이때, 위와 같은 커넥터(500)의 전극 핀(510)의 수직 길이를 미리 계산함으로써 커넥터(500)를 메탈 베이스 기판(310)에 결합시킬 때 전극 핀(510)이 메탈 PCB의 상부로 필요 이상으로 돌출되는 것을 방지시킬 수 있으며, 솔더링 작업도 용이하도록 할 수 있다.

또한, 메탈 PCB 모듈(390)은 메탈 베이스 기판(310)의 최외곽과 최외곽으로부터 일정 거리 연장된 영역인 제3 영역상 메탈 베이스 기판(310)을 발광다이오드 조명모듈 장치에 고정시키기 위한 고정핀(374)이 삽입되는 복수의 제3 관통홀(372)을 더 포함할 수 있다.

이때, 고정핀의 길이(374)는 사각봉 형태의 커넥터(500)가 메탈 베이스 기판(310)과 수평 방향으로 연결된 상태의 높이값과 기설정된 마진값을 합산한 길이로 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈에 있어서, 외부 전원과 연결되는 커넥터와 결합되는 커넥터 연결부재를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판과 동일한 소재의 메탈 베이스 기판으로 제작하고, 커넥터 연결부재의 중앙에 커넥터의 전극 핀이 삽입될 수 있는 핀홀을 생성한 후, 커넥터로부터 “ㄱ” 모양으로 돌출 형성된 전극 핀을 핀홀을 통해 커넥터 연결부재에 전기적으로 결합시키는 것을 통해 커넥터를 메탈 PCB 모듈의 메탈 베이스 기판에 수평 방향으로 형성시켜 커넥터에 의해 점유되는 공간을 최소화할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

314 : 제1 도전 패턴 316 : 제2 도전 패턴
318 : 제1 전극 패드쌍 320 : 제2 전극 패드쌍
330 : 제1 관통홀 350 : 커넥터 연결부재
352 : 제2 관통홀 354, 356 : 핀홀
358 : 제3 전극 패드쌍 360 : 제4 전극 패드쌍
372 : 제3 관통홀 500 : 커넥터
520 : 이격부재 610 : 제1 체결부
620 : 제2 체결부

Claims

발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈로서,
제1 메탈 베이스 기판과,
상기 제1 메탈 베이스 기판의 제1 영역상 발광다이오드의 장착 배열에 대응되게 형성되는 제1 도전 패턴과,
상기 제1 영역과 이격된 상기 제1 메탈 베이스 기판의 제2 영역상 제1 관통홀과 외부 전원과의 전기적 연결을 위해 형성되는 제1 전극 패드쌍과 제2 전극 패드쌍을 포함하는 제2 도전 패턴과,
상기 제1 메탈 베이스 기판보다 작은 제2 메탈 베이스 기판상 중앙에 형성된 제2 관통홀을 기준으로 양측면에 형성되는 제3 전극 패드쌍과 제4 전극 패드쌍을 포함하는 커넥터 연결부재와,
상기 메탈 PCB 모듈은,
상기 전극 핀을 통해 상기 커넥터 연결부재와 연결되는 상기 커넥터와,
상기 제1 메탈 베이스 기판의 최외곽과 최외곽으로부터 일정 거리 연장된 영역인 제3 영역상 상기 제1 메탈 베이스 기판을 발광다이오드 조명모듈 장치에 고정시키기 위한 고정핀이 삽입되는 복수의 제3 관통홀을 포함하며,
상기 제1 전극 패드쌍과 상기 제2 전극 패드쌍은,
상기 제2 도전 패턴의 중앙 영역에 형성된 상기 제1 관통홀을 기준으로 이격되어 서로 대향되게 형성되고,
상기 커넥터 연결부재는,
상기 제1 관통홀의 영역을 덮는 크기로 형성되어 상기 제2 도전 패턴의 상부에서 상기 제1 관통홀을 덮도록 적층되어, 상기 제3 전극 패드쌍이 상기 제1 전극 패드쌍과 전기적으로 연결되고, 상기 제4 전극 패드쌍이 상기 제2 전극 패드쌍과 전기적으로 연결되도록 상기 제2 도전 패턴의 상부에 정렬되며,
상기 제2 관통홀은,
상기 외부 전원과 연결되는 커넥터의 2개의 전극 핀이 삽입되는 2개의 핀홀로 구성되고,
상기 커넥터는, 사각봉 형태로 구성되고,
상기 커넥터의 각 전극 핀은, “ㄱ” 모양으로 형성되어 상기 커넥터의 일측 끝단으로부터 돌출 형성되며,
상기 커넥터는, 각 전극 핀이 상기 제2 관통홀내 각 핀홀에 삽입되는 경우 상기 제1 메탈 베이스 기판과 수평방향을 이루도록 형성되고,
상기 제1 전극 패드쌍, 제2 전극 패드쌍, 제3 전극 패드쌍 및 제4 전극 패드쌍은, 전기적으로 분리되고 일렬로 배치되는 2개의 전극 패드를 포함하고,
상기 커넥터 연결부재는,
상기 제3 전극 패드쌍의 각 전극 패드가 상기 제1 전극 패드쌍의 각 전극 패드와 접촉되고, 상기 제4 전극 패드쌍의 각 전극 패드가 상기 제2 전극패드쌍의 각 전극 패드와 접촉되도록 상기 제2 도전 패턴의 상부에 정렬되며,
상기 제2 관통홀을 구성하는 각 핀홀의 주위에는 전기적으로 분리되는 제5 전극 패드가 각각 형성되며,
상기 제5 전극 패드는, 상기 제3 전극 패드쌍과 상기 제4 전극 패드쌍과 전기적으로 분리되고,
상기 커넥터는,
상기 전극 핀이 상기 커넥터 연결부재의 각 핀홀에 삽입되는 방식으로 상기 커넥터 연결부재와 연결되며,
각 전극 핀은,
상기 제2 관통홀의 각 핀홀에 삽입된 상태에서 상기 제5 전극 패드와 상기 제3 전극 패드쌍내 대응되는 전극 패드 및 상기 제5 전극 패드와 상기 제4 전극 패드쌍내 대응되는 전극 패드를 전기적으로 각각 연결시키는 도전 물질에 의해 상기 제5 전극 패드와 접착되고,
상기 제3 전극 패드쌍은,
상기 제1 전극 패드쌍과 접촉된 상태에서, 상기 제3 전극 패드쌍의 각 전극 패드와 상기 제1 전극 패드쌍의 각 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 상기 제1 전극 패드쌍과 접착되고,
상기 제4 전극 패드쌍은,
상기 제2 전극 패드쌍과 접촉된 상태에서, 상기 제4 전극 패드쌍의 각 전극 패드와 상기 제2 전극 패드쌍의 각 전극 패드를 전기적으로 연결시키는 도전 물질에 의해 상기 제2 전극 패드쌍과 접착되며,
상기 제1 관통홀은,
사각형으로 형성되며,
상기 사각형의 가로 길이는 상기 제1 전극 패드쌍의 가로 길이의 1.2 ~ 1.6배의 길이로 형성되고,
상기 사각형의 세로 길이는 상기 제1 전극 패드쌍의 세로 길이와 동일하게 형성되며,
상기 커넥터는,
상기 사각봉의 가로면상 양끝단에서 각각 연장 형성되며, 상기 커넥터가 상기 커넥터 연결부재와 연결될 때, 상기 사각봉의 가로면이 상기 제1 메탈 베이스 기판으로부터 수직 방향으로 기설정된 일정 거리를 유지하도록 하기 위한 이격부재를 더 포함하며,
상기 커넥터와 상기 커넥터 연결부재간 연결되는 전극 핀의 수직 길이는, 상기 전극 핀이 상기 커넥터로부터 돌출된 지점부터 상기 이격 부재까지의 제1 길이와 상기 이격 부재의 제2 길이와, 상기 제1 메탈 베이스 기판 및 상기 제2 메탈 베이스 기판의 두께에 해당하는 제3 길이를 합산한 제4 길이로 설정되고,
상기 수직 길이는,
상기 제3 길이의 1/5 ~ 1/4배에 해당하는 제5 길이와 상기 제4 길이를 합산한 제6 길이로 설정되며,
상기 제2 도전 패턴은,
상기 커넥터 연결부재가 적층되는 제1 위치에 상기 커넥터 연결부재의 제3 전극 패드쌍과 상기 제4 전극 패드쌍이 각각 상기 제1 전극 패드쌍과 상기 제2 전극 패드쌍의 위치에 정렬되도록 하기 위한 제1 체결부를 더 포함하며,
상기 커넥터 연결부재는,
상기 커넥터 연결부재의 하부면상 상기 제1 위치에 대응되는 제2 위치에 형성되며, 상기 제1 체결부와 한쌍을 이루어 상기 제1 체결부와 결합되는 제2 체결부를 더 포함하고,
상기 제2 체결부의 길이는,
상기 제1 체결부의 길이의 1/2 ~ 3/4배 길이로 설정되며,
상기 제2 체결부의 폭은,
상기 제1 체결부의 폭의 1/2 ~ 3/4배로 설정되며,
상기 고정핀의 길이는,
상기 사각봉 형태의 커넥터가 상기 제1 메탈 베이스 기판과 수평 방향으로 연결된 상태의 높이값과 기설정된 마진값을 합산한 길이로 설정되는 발광다이오드 장착용 메탈 PCB 모듈.
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