KR102370698B1

KR102370698B1 - 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템

Info

Publication number: KR102370698B1
Application number: KR1020210152375A
Authority: KR
Inventors: 강경원
Original assignee: 강경원
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-03-04
Also published as: KR20230067452A; KR102547817B1

Abstract

고속도로 작업구간에서 소정 거리 이상 앞선 위치에 복수 개 설치되는 라바콘; 상기 라바콘의 상부 관통홀에 안착 설치되며, LED 광원을 포함하여 점멸 조명되는 제1 알림 장치; 상기 작업구간 내에 위치하는 작업자가 착용하는 작업 조끼; 및 상기 작업 조끼에 설치되며, LED 광원을 포함하여 점멸 조명되는 제2 알림 장치;를 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템을 개시한다.

Description

고속도로 작업구간 침범 알림 시스템{HIGHWAY WORK ZONE WARNING SYSTEM}

본 발명은 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라바콘을 이용한 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템에 관한 것이다.

고속도로를 비롯한 각종 도로의 신설 및 확장과 함께 운행 안정성 확보를 위한 노력으로 교통안전시설물의 연장 및 개수는 지속적으로 증가하고 있다.

이에 따라 도로와 시설물의 보수를 위해 해마다 많은 도로상 공사가 추진되고 있다. 이때, 관련 규정에 의하면 위험을 알리는 표지(적색등, 보호색), 신호시설 또는 필요한 인원을 배치하고 교통을 유도하도록 한다.

고속도로 현장에서는 설정된 작업구간을 기준으로 일정간격으로 라바콘(Rubber cone)을 설치하여 주행중인 차량이 작업구간을 침범하지 않게 안내하기도 한다. 그러나 주행중인 차량이 부주의로 라바콘을 넘어트리면 유도기능이 약화되고 안전사고를 유발할 우려가 크다.

색이 칠해지거나 반사지를 부착한 라바콘이 제시된바 있으나 여전히 사고예방에 대한 대책으로는 미흡한 실정이다.

본 발명의 일측면은 라바콘 및 작업 조끼에 LED를 점멸시킬 수 있도록 구현한 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템을 개시한다.

본 발명의 다른 측면은 차량의 작업구간 침범으로 인해 라바콘에 외부 충격이 발생하는 경우, LED의 점멸 색상을 변경하고, 복수의 라바콘 간에 이상 신호를 전달하여 위험 상황을 신속히 전달할 수 있도록 한 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템을 개시한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템은 고속도로 작업구간에서 소정 거리 이상 앞선 위치에 복수 개 설치되는 라바콘; 상기 라바콘의 상부 관통홀에 안착 설치되며, LED 광원을 포함하여 점멸 조명되는 제1 알림 장치; 상기 작업구간 내에 위치하는 작업자가 착용하는 작업 조끼; 및 상기 작업 조끼에 설치되며, LED 광원을 포함하여 점멸 조명되는 제2 알림 장치;를 포함한다.

또한, 상기 제1 알림 장치는, 충격 감지 센서를 포함하여 상기 라바콘에 가해지는 외부 충격을 감지하는 경우, 이상 신호를 발생시키고, 상기 이상 신호를 소정 거리 이내에 위치하는 다른 제1 알림 장치 또는 상기 제2 알림 장치로 전송하고, 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상의 LED를 점멸하되, 상기 이상 신호를 발생시키거나 다른 제1 알림 장치로부터 상기 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸하고,

상기 제2 알림 장치는, 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상의 LED를 점멸하되, 상기 제1 알림 장치로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸할 수 있다.

또한, 상기 제1 알림 장치는, 원기둥 형태로 형성되어 상기 라바콘의 상부 관통홀에 삽입되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 상부에 연장 형성되고, 내부 공간을 갖는 투명한 재질로 형성되는 헤드부;를 포함하고,

상기 몸체부는, 상기 헤드부로 전원을 인가하는 배터리; 및 외주면에 형성되고, 상기 헤드부로의 전원 인가를 온오프하는 스위치;를 포함하고,

상기 헤드부는, LED부; 및 상기 LED부를 점멸 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 앞판 및 뒤판으로 구성되고, 상기 앞판의 중앙에 여밈장치가 형성될 수 있다.

또한, 상기 라바콘은, 속이 빈 원추체 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 라바콘은, 고무재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 라바콘은, 외주면에 야광판이 부착될 수 있다.

또한, 상기 라바콘은, 외주면에 반사판이 부착될 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 음이온 원적외선을 방출시키는 기능성 필름으로 구성되는 내피;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 필름면을 갖는 내피; 및 상기 내피의 필름면이 접촉되도록 포개고 가장자리가 접합되어 몸체를 구성하는 외피;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 내피 및 외피 사이에 내용물을 내장시킬 수 있는 주머니;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 철분, 질석, 폴리머, 활성탄 및 물을 배합한 핫팩;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 한약재 볼, 실리카 토르마린 볼 및 실리카 은나노 볼 중 적어도 하나 이상을 수평형으로 누빈 다음 부직포로 포장한 물질팩;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 작업 조끼는, 세라믹 볼, 게르마늄 볼, 황토 볼 및 참숫 볼 중 적어도 하나 이상을 수평형으로 누빈 다음 부직포로 포장한 물질팩;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 알림 장치 및 상기 작업 조끼의 수납 공간을 제공하는 수납함;을 더 포함하고,

상기 수납함은, 상부면이 개방된 박스 형태로 형성되는 수납 본체; 상기 수납 본체에 설치되는 제3 알림 장치; 상기 수납 본체의 상부면을 개폐할 수 있도록 형성되는 덮개; 및 상기 수납 본체의 하부를 지지할 수 있도록 형성되는 지지대;를 포함하고,

상기 제3 알림 장치는, 소정 거리 이내에 설치되는 제1 알림 장치로부터 이상 신호를 수신하고, 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상의 LED를 점멸하되, 소정 거리 이내에 설치되는 제1 알림 장치로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸할 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면 라바콘(10) 및 작업 조끼(20)에 LED를 점멸시킬 수 있도록 하여 운전자의 시인성을 높여 안전 사고를 방지할 수 있다.

아울러, 차량의 작업구간 침범으로 인해 라바콘(10)에 외부 충격이 발생하는 경우 LED의 점멸 색상을 변경하고, 복수의 라바콘(10)에 설치되는 제1 알림 장치(100) 및 제2 알림 장치(200)간에 침범 발생에 따른 이상 신호를 전달함으로써 작업자에게 위험 상황을 신속히 전달하여 2차 사고를 예방할 수 있다.

또한, 작업자는 라바콘(10)을 설치한 뒤, 라바콘(10)의 상부에 제1 알림 장치(100)를 끼워 넣는 방식으로 간단하게 본 발명에 따른 작업구간 침범 알림 시스템(1000)을 구축할 수 있으며, 나아가 통상적으로 사용되는 라바콘(10)에도 적용이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 침범 알림 시스템의 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템의 작업구간 침범 알림 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 알림 장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 LED부를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 안전 조끼를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 반도체 패키지의 분해 사시도이다.
도 10, 도 11, 도 12, 및 도 13은 각각 도 8의 바닥 방열기의 평면도, 측면도, 정면도, 및 저면도이다.
도 14는 도 8 및 도 9의 반도체 패키지의 일부의 절결된 측면도이다.
도 15는 외부 방열기에 결합된 다이 패키지를 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 다이 패키지의 분해 사시도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 수납함을 보여주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 침범 알림 시스템의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 침범 알림 시스템(1000)은 라바콘(10)에 설치되는 제1 알림 장치(100) 및 작업 조끼(20)에 설치되는 제2 알림 장치(200)를 포함할 수 있다.

라바콘(10)은 속이 빈 원추체 형태로 형성될 수 있으며, 현장 설치, 수거, 이동의 편의성을 위해서 내구성 높은 고무재질을 사용하고 시인성을 향상하도록 야광판이나 반사판을 부착할 수도 있다. 이러한 라바콘(10)은 도로상에 단순 입설됨으로써 외부에서 일정치 이상의 충격이 가해지는 경우, 직립상태를 유지하지 못하고 넘어지는 구조로 형성될 수 있다.

라바콘(10)은 고속도로 작업구간에서 일정거리 이상 앞선 위치에 복수 개 설치되어 차량 운전자에게 작업구간이 근접하여 있다는 것을 알림으로써 차량의 주행속도를 줄이도록 하는 경고 기능과 함께 우회로를 안내하는 등의 유도 기능이 이루어지도록 한다.

제1 알림 장치(100)는 라바콘(10)의 상부 관통홀에 안착 설치될 수 있다.

제1 알림 장치(100)는 LED 광원을 포함하여 점멸 조명됨으로써 차량 운전자의 라바콘(10) 시인성을 높일 수 있다.

제1 알림 장치(100)는 충격 감지 센서를 포함하여 라바콘(10)이 넘어지는 등의 외부 충격을 감지하고 이상 신호를 발생시킬 수 있다.

제1 알림 장치(100)는 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상(예컨대, 주황색)의 LED를 점멸하되, 라바콘(10)에 가해지는 외부 충격을 감지하여 이상 신호를 발생시키는 경우, 제2 색상(예컨대, 빨간색)의 LED를 점멸할 수 있다.

제1 알림 장치(100)는 근거리 통신 모듈을 포함하여 소정 거리 이내(예컨대, 40M 이내)에 설치되는 다른 제1 알림 장치(100)와 이상 신호를 송수신할 수 있다.

제1 알림 장치(100)는 다른 제1 알림 장치(100)로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸할 수 있다.

작업 조끼(20)는 작업자가 착용하는 조끼로, 통상적으로 앞판과 뒤판으로 구성되고, 앞판의 중앙에 여밈장치가 형성되는 형태로 적용될 수 있다.

제2 알림 장치(200)는 작업 조끼(20)의 소정 위치에 적어도 하나 이상 설치뒬 수 있다.

제2 알림 장치(200)는 LED 광원을 포함하여 점멸 조명될 수 있다.

제2 알림 장치(200)는 근거리 통신 모듈을 포함하여 소정 거리 이내에 설치되는 제1 알림 장치(100)와 이상 신호를 송수신할 수 있다.

제2 알림 장치(200)는 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상(예컨대, 주황색)의 LED를 점멸하되, 제1 알림 장치(100)로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상(예컨대, 빨간색)의 LED를 점멸할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템(1000)은 라바콘(10) 및 작업 조끼(20)에 LED를 점멸시킬 수 있도록 하여 운전자의 시인성을 높여 안전 사고를 방지할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템의 작업구간 침범 알림 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 작업구간을 따라 복수의 라바콘(10)이 소정 간격으로 설치될 수 있으며, 제1 알림 장치(100)는 복수 개 마련되어 복수의 라바콘(10)에 각각 설치될 수 있다.

작업구간에 위치하는 작업자는 작업 조끼(20)를 착용할 수 있으며, 제2 알림 장치(200)는 작업 조끼(20)에 설치될 수 있다.

이와 같은 제1 알림 장치(100) 및 제2 알림 장치(200)는 제1 색상의 LED를 점멸할 수 있다.

차량(1)이 작업구간을 침범함에 따라 복수의 라바콘(10) 중 어느 하나의 라바콘(10)이 쓰러지는 경우, 해당 라바콘(10)에 설치되어 있는 제1 알림 장치(10)는 이상 신호를 발생시킬 수 있으며, 이상 신호 발생에 따라 제2 색상의 LED를 점멸하고, 근거리 통신 모듈을 통해 이상 신호를 송출할 수 있다.

이상 신호를 수신하는 인접한 제1 알림 장치(100) 또는 제2 알림 장치(200)는 제2 색상의 LED를 점멸 제어하고, 근거리 통신 모듈을 통해 이상 신호를 송출할 수 있다.

이에 따라 작업구간에 위치하는 작업자는 제1 알림 장치(100) 또는 제2 알림 장치(200)의 LED 점멸 색상 변화를 통해 작업구간에 차량(1)이 침입하였음을 인지할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 알림 장치(100)는 라바콘(10)이 쓰러지는 등의 외부 충격을 감지할 수 있으며, 외부 충격을 감지하는 경우, 이상 신호를 발생시켜 송출함과 동시에 제2 색상의 LED를 점멸할 수 있다.

이때, 제1 알림 장치(100)와 소정 거리(예컨대, 40M)이내에 위치하는 다른 제1 알림 장치(100)는 이상 신호를 수신할 수 있으며, 제2 색상의 LED를 점멸할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 알림 장치(100)는 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸함과 동시에 이상 신호를 송출함으로써 결과적으로는 원격의 제1 알림 장치(100)까지 이상 신호가 전달될 수 있도록 하는 중계기 역할을 수행할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 제1 알림 장치를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 제1 알림 장치(100)는 몸체부(110) 및 헤드부(120)를 포함할 수 있다.

몸체부(110)는 원기둥 형태로 형성되어 라바콘(10)의 상부 관통홀에 삽입될 수 있다.

몸체부(110)는 내부에 헤드부(120)로 전원을 인가하는 배터리 등의 수용 공간을 제공하고, 외주면에 전원 인가를 온오프하는 스위치(111)를 포함할 수 있다.

헤드부(120)는 몸체부(110)의 상부에 연장 형성될 수 있으며, 몸체부(110)보다 긴 직경으로 형성됨으로써 라바콘(10)의 상부 관통홀에 안착 설치될 수 있도록 한다.

헤드부(120)는 내부 공간을 갖는 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 내부 공간에 제어부(121) 및 LED부(123)를 포함할 수 있다.

제어부(121)는 LED부(123)의 제어 프로그램이 포함된 MCU 및 지그비 통신 모듈을 포함할 수 있다.

제어부(121)는 스위치(111)의 조작에 의해 전원이 인가되는 경우, LED부(123)가 제1 색상으로 점멸되도록 제어할 수 있다.

제어부(121)는 LED부(123)로부터 라바콘(10)의 외부 충격에 따른 이상 신호를 수신하는 경우, LED부(123)가 제2 색상으로 점멸되도록 제어할 수 있다.

제어부(121)는 LED부(123)로부터 라바콘(10)의 외부 충격에 따른 이상 신호를 수신하는 경우, 지그비 통신 모듈을 통해 이상 신호를 송출할 수 있다.

제어부(121)는 지그비 통신 모듈을 통해 이상 신호를 수신하는 경우, LED부(123)가 제2 색상으로 점멸되도록 제어할 수 있다.

제어부(121)는 이상 신호가 해제되는 경우, LED부(123)가 제1 색상으로 점멸되도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 라바콘(10)이 다시 세워져 이상 신호가 해제되는 경우, LED부(123)는 평상시의 제1 색상을 점멸할 것이다.

도 6은 도 5에 도시된 LED부를 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, LED부(123)는 충격 감지 센서(122)를 포함할 수 있다.

충격 감지 센서(122)는 제1 알림 장치(100)가 설치된 라바콘(10)으로 가해지는 외부 충격을 감지하는 경우, 이상 신호를 발생시켜 제어부(121)로 전달할 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 안전 조끼를 보여주는 도면이다.

도 7을 참조하면, 작업 조끼(20)는 작업자가 착용하는 조끼로, 통상적으로 앞판과 뒤판으로 구성되고, 앞판의 중앙에 여밈장치가 형성되는 형태로 적용될 수 있다.

예를 들면, 제2 알림 장치(200)는 작업 조끼(20)의 앞판에 소정 간격으로 설치될 수 있다.

한편, 작업 조끼(20)는 원적외선 방출 기능을 가질 수 있다.

음이온 원적외선을 방출시키는 토르마린(Tourmaline)에서 유해중금속과 이물질을 제거시키고 실리카(Silica)에 탑재시켜 실리카 토르마린(Silica Tourmaline)으로 구성시켜 주고 은(Ag)의 표면을 실리카(Silica)로 도포시켜 실리카 은나노(Silica-Ag-nano)로 구성시켜 은(Ag)의 산화를 방지시키도록 하여 이들을 합성수지재(PE)에 첨가시켜 음이온 원적외선을 방출시키는 기능성 필름으로 구성시키고 섬유재판(천)에 합지시켜 기능성 필름 섬유재판으로 구성시킨 다음 표면에 다수의 기공을 구성시켜 기공이 구성된 기능성 필름 섬유재판으로 구성시켜 원적외선 방출 기능성 내피로 구성시키며 일반 섬유재판(천)을 외피로 구성시켜 내피의 필름면이 외피와 접촉되도록 포개고 가장자리를 접합시켜 몸체로 구성시며 중간지점 안쪽면(기능성 필름 섬유재판면) 중간지점 위치에 내용물을 내장시킬 수 있는 주머니를 만들고 핫팩(발열팩)과 기능성 물질팩을 내장시켜 사용하도록 하여 작업 조끼(20)로 구성시킨다.

발열물질 철분, 질석, 폴리머, 활성탄, 물을 배합시켜 핫팩(발열팩)으로 구성시키고 한약재(약쑥)로 한약재 볼, 실리카 토르마린으로 실리카 토르마린 볼 실리카 은나노로 실리카 은나노 볼로 각각 구성시키고 세라믹 볼, 게르마늄 볼, 황토 볼, 참숫 볼을 구비시켜 이들 기능성 볼 한가지 이상을 부직포로 포장시켜 수평형으로 누빈 다음 기능성 물질팩으로 구성시키고 핫팩과 함께 주머니에 내장시키면 핫팩은 열을 발산시켜 기능성 물질팩과 기능성 필름에 있는 기능성 물질 기능의 효과를 높여주게 한다.

따라서 음이온 원적외선 한약재 기능 효과로 세균을 살균시키고 냄새를 탈취시키며 혈액순환을 촉진시켜 주게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED부를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예는 장착 패드에서 발광 다이오드로의 접속을 위한 트레이스들을 갖는 바닥 방열기(기판)와 장착 패드를 실질적으로 둘러싸는 상부 방열기(반사기 플레이트)를 포함하는 발광 다이 패키지에 의해 예시된다. 렌즈는 장착 패드를 피복한다. 실제로, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 다이 패키지는, LED가 장착되고 접속되어 있는 기판으로서 (열을 흡인하여 소산시키기 위한 그의 용도 이외에) 이용되는 바닥 방열기 및 LED에 의해 생성된 광을 유도하기 위한 반사기 플레이트로서 (열을 흡인하여 소산시키는 그의 용도 이외에) 이용되는 상부 방열기를 갖는 2-부분 방열기를 포함한다. 바닥 및 상부 방열기가 LED로부터 열을 방출하기 때문에, 더 많은 전력이 LED로 송출될 수 있으며 이에 의해 LED는 더 많은 광을 생성할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서, 다이 패키징의 본체 자체는 LED로부터 열을 제거하여 소산시키는 방열기로서 작용할 수 있다. 이러한 이유로, 본 발명의 LED 다이 패키지는 패키지로부터 연장되는 분리된 방열기 슬러그 또는 리드를 요구하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 LED 다이 패키지는 종래 기술의 다이 패키지보다 더욱 콤팩트하고, 더욱 신뢰할 수 있으며, 제조하는데 더 적은 비용이 들 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 다이 패키지(10)의 사시도이고, 도 9는 도 8의 반도체 패키지의 분해 사시도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 발광 다이 패키지(10)는 바닥 방열기(20), 상부 방열기(40), 및 렌즈(50)를 포함한다.

바닥 방열기(20)는 도 10 내지 도 13에 더욱 상세하게 도시되어 있다. 도 10, 도 11, 도 12, 및 도 13은 각각 도 8의 바닥 방열기(20)의 평면도, 측면도, 정면도, 및 저면도를 제공한다.

더욱이, 도 12는 또한 바닥 방열기(20)의 정면도 이외에 LED 어셈블리(60)를 도시한다. LED 어셈블리(60)는 또한 도 9에 도시되어 있다.

도 8 내지 도 13를 참조하면, 바닥 방열기(20)는 전기 트레이스(22, 24), 납땝 패드(26, 32, 34) 및 LED 어셈블리(60)를 위한 지지부를 제공한다. 이러한 이유로, 바닥 방열기(20)는 기판(20)으로도 불린다.

도면에서, 혼잡을 피하기 위해, 대표적인 납땜 패드(26, 32, 34)만이 도면 부호로 표시되어 있다. 트레이스(22, 24) 및 납땜 패드(32, 34, 36)는 도전성 재료를 사용하여 제조될 수 있다. 더욱이, 추가의 트레이스 및 접속부가 기판(20)의 상부, 측면, 또는 바닥 상에 제조되거나 기판(20) 내에서 층을 형성할 수 있다. 트레이스(22, 24), 납땜 패드(32, 34, 36), 및 임의의 다른 접속부는 공지된 방법, 예를 들어 비아(via) 구멍을 사용하여 임의의 조합으로 서로에 대해 상호 접속될 수 있다.

기판(20)은 높은 열 전도성을 갖지만 전기적으로 절연된 물질, 예컨대 질화알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)로 이루어진다.

기판(20)의 치수는 용도 및 다이 패키지(10)를 제조하는데 사용되는 공정에 따라 폭넓게 변할 수 있다.

예를 들어, 도시된 실시예에서, 기판(20)은 수분의 일 밀리미터로(mm)부터 수십 밀리미터 범위의 치수를 가질 수 있다.

본 발명이 특정 치수로 제한되지 않지만, 본 발명의 다이 패키지(10)의 하나의 특정 실시예는 도면에서 치수가 표시되어 도시되어 있다. 도면에 도시된 모든 치수는 도면, 명세서 또는 이들 모두에서 달리 지시되지 않으면 (길이, 폭, 높이, 및 반경에 대해) 밀리미터이고 (각도에 대해) 도(°)이다.

기판(20)은 도시된 실시예에서, 상부 표면(21)을 갖고, 상부 표면(21)은 전기적 트레이스(22, 24)를 포함한다.

트레이스(22, 24)는 납땜 패드(예를 들어 상부 납땜 패드(26))로부터 장착 패드(28)로의 전기적인 접속을 제공한다.

상부 납땜 패드(26)는 기판(20)의 측면에 대체로 인접한 트레이스(22, 24)의 일부이다.

상부 납땜 패드(26)는 측면 납땜 패드(32)에 전기적으로 접속된다. 장착 패드(28)는 LED 어셈블리(60)가 장착되는 (트레이스(22), 트레이스(24), 또는 이들 모두의 일부를 포함하는) 상부 표면의 일부이다. 전형적으로, 장착 패드(28)는 대체로 상부 표면(21)의 중심에 인접하여 위치된다.

본 발명의 다른 실시예에서, LED 어셈블리(60)는 다른 반도체 회로 또는 칩에 의해 교체될 수 있다.

트레이스(22, 24)는 LED 어셈블리(60)가 납땜 패드(26, 32, 또는 34)에 전기적으로 접속되도록 허용하는 전기루트를 제공한다.

따라서, 트레이스의 일부는 제1 트레이스(22)로서 불리고, 다른 트레이스는 제2 트레이스(24)로서 불린다.

도시된 실시예에서, 장착 패드(28)는 제1 트레이스(22) 및 제2 트레이스(24) 모두의 일부를 포함한다.

도시된 예에서, LED 어셈블리(60)는 장착 패드(28)의 제1 트레이스(22) 부분 상에 위치되고, 이에 의해 제1 트레이스(22)와 접촉한다.

도시된 실시예에서, LED 어셈블리(60)의 상부와 제2 트레이스(24)는 결합 와이어(62)를 거쳐 서로에 대해 접속된다.

LED 어셈블리(60)의 구조 및 배향에 따라, LED 어셈블리(60)에 대해, 제1 트레이스(22)는 양극 (양의) 접속을 제공할 수 있고 제2 트레이스(24)는 음극 (음의) 접속을 제공할 수 있으며, 그 반대도 가능하다.

LED 어셈블리(60)는 추가의 요소를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 9 및 도 12에서, LED 어셈블리(60)는 LED 결합 와이어(62), LED 하위 어셈블리(64), 및 발광 다이오드(66; LED)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

그러한 LED 하위 어셈블리(64)는 기술 분야에 공지되어 있으며 본 발명을 설명할 목적으로 도시되어 있으며 본 발명을 제한하는 의미가 아니다.

도면에서, LED 어셈블리(60)는 기판(20)에 다이-부착된 것으로 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 장착 패드(28)는 LED 어셈블리(60)의 플립-칩 부착을 허용하도록 구성될 수 있다. 또한, 다수의 LED 어셈블리가 장착 패드(28) 상에 장착될 수 있다. 다른 실시예에서, LED 어셈블리(60)는 다수의 트레이스위에 장착될 수 있다. 이는 특히 플립-칩 기술이 사용될 때 해당된다.

트레이스(22, 24)의 토폴로지는 여전히 본 발명의 범주 내에 유지되면서 도면에 도시된 형태로부터 폭넓게 변할 수 있다. 도면에서, 세 개의 분리된 음극 (음의) 트레이스(24)가 세 개의 LED 어셈블리가 각각 상이한 음극(음의) 트레이스에 접속된 장착 패드(28) 상에 위치될 수 있다는 것을 예시하기 위해 도시되어 있고, 따라서 세개의 LED 어셈블리는 분리되어 전기적으로 제어 가능할 수 있다. 트레이스(22, 24)는 금, 은, 주석, 또는 다른 금속과 같은 도전성 재료로 만들어진다. 트레이스(22, 24)는 도면에 도시된 바와 같이 용도에 따라 수 미크론 또는 수십 미크론 수준의 두께를 갖는 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 트레이스(22, 24)는 15 미크론 두께일 수 있다.

도 8 및 도 10은 배향 마킹(orientation marking; 27)을 도시한다. 그러한 마킹은 다이 패키지(10)를 조립한 후에도 다이 패키지(10)의 적절한 배향을 식별하는데 사용될 수 있다. 배향 마킹(27)은 비아 또는 관통(through) 구멍이 아니다. 트레이스(22, 24)는 도시된 바와 같이, 기판(20)의 장착 패드(28)로부터 측면으로 연장될 수 있다.

계속 도 8 내지 도 13을 참조하면, 기판(20)은 그의 측면에 인접하여 반원통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)을 형성한다. 도면에서, 혼잡을 피하기 위해, 대표적인 공간(23, 25)만이 도면 부호로 표시되어 있다. 반원 통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)은 다이 패키지(10)가 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 다이 패키지(10)를 구성요소로 갖는 (도시되지 않은) 다른 장치에 부착될 때, 납땝이 유동하여 고화되는 공간을 제공한다.

또한, 반원통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)은 제조 공정 중에 간편한 박리 및 파단 지점을 제공한다.

기판(20)은 복수의 인접한 섹션을 갖는 스트립 또는 플레이트의 하나의 개별 섹션으로서 제조될 수 있고, 각각의 섹션은 기판(20)이다. 선택적으로, 기판(20)은 섹션들의 어레이의 하나의 개별 섹션으로서 제조될 수 있고, 어레이는 인접한 섹션들의 다중 열 및 행을 갖는다. 그러한 구성에서, 반원통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)은 제조 공정 중에 스트립, 플레이트, 또는 어레이에 대한 가공 구멍으로서 이용될 수 있다.

더욱이, 반원통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)은 섹션들 사이에 패인(scribed) 홈 또는 다른 에칭과 조합되어, 스트립, 플레이트, 또는 웨이퍼로부터 각각의 개별 기판을 분리하는 것을 보조한다. 분리는 스트립, 플레이트, 또는 웨이퍼를 굽힘으로써, (반원통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)과 교차하는) 천공부(반 관통구멍(semi through holes) 또는 조밀 피치) 또는 레이저에 의해 만들어진 패임 선 또는 예비 성형되거나 에칭된 선에 물리적인 응력을 도입함으로써 달성될 수 있다. 이러한 특징은 제조 공정을 단순화하여, 제조 공정 중에 기판(20)의 개별 유닛을 취급하기 위한 특수한 이송 장치에 대한 요구를 제거함으로써 비용을 절감한다. 더욱이, 반원통형 공간(23) 및 4분 원통형 공간(25)은 상부 납땜 패드(26), 측면 납땜 패드(32), 및 바닥 납땜 패드(34)를 접속하는 비아 구멍으로서 역할한다.

기판(20)은 열 접촉 패드(36)를 포함하는 바닥 표면(29)을 갖는다. 열 접촉 패드(36)는 금, 은, 주석, 또는 귀금속을 포함하지만 그에 제한되지 않는 다른 재료와 같은 높은 열 및 전기 전도성 재료를 갖는 재료를 사용하여 제조될 수 있다.

도 14는 도 8 및 도 9의 반도체 패키지의 일부의 절결된 측면도를 도시한다. 특히, 도 14는 상부 방열기(40) 및 렌즈(50)의 절결된 측면도를 도시한다. 도 8, 도 9, 및 도 14을 참조하면, 상부 방열기(40)는 알루미늄, 구리, 세라믹, 플라스틱, 복합재, 또는 이들 재료의 조합과 같은 높은 열 전도성을 갖는 재료로부터 만들어진다. 고온의 기계적으로 인성인 유전 재료가 (중심 다이-부착 영역을 제외한) 트레이스(22, 24)를 코팅하여 트레이스(22, 24)를 밀봉하고 긁힘 및 산화와 같은 물리적인 주위의 손상으로부터의 보호를 제공하도록 사용될 수 있다.

코팅 공정은 기판 제조 공정의 일부일 수 있다. 코팅은 사용될 때, 기판(20)을 상부 방열기(40)로부터 단열할 수 있다. 코팅은 그 다음 기판(20)을 상부 방열기(40)에 결합시키는 써모셋(THERMOSET)에 의해 제조되는 열 전달재료와 같은 고온 접착제로 덮일 수 있다.

상부 방열기(40)는 (도 10 및 도 12의) 장착 패드(28) 상에 장착된 LED 어셈블리(60)를 실질적으로 둘러싸는 반사표면(42)을 포함할 수 있다. 상부 방열기(40)가 다이 패키지(10) 내의 LED에 의해 발생된 열을 소산시키는데 사용될 때, 이는 열을 효율적으로 소산시키기 위해 접착제 또는 납땜 결합에 의해 외부 방열기 상으로 직접 "상부-장착"될 수 있다. 다른 실시예에서, 열이 공기 또는 냉각 유체와 같은 압축성 또는 비압축성 매체에 의해 소산되어야 하면, 상부 방열기(40)는 냉각 핀(fin), 또는 상부 방열기(40)와 냉각 매체 사이의 열 전달을 향상시키는 임의의 특징부를 갖추도록 만들어질 수 있다. 이러한 실시예 모두에서, 다이 패키지(10)의 전기 단자 및 바닥 방열기(20)는 여전히 예를 들어 보통의 표면 장착 기술(SMT) 방법을 사용하여 그의 응용 인쇄 회로 기판(PCB)에 접속될 수 있다.

반사 표면(42)은 샘플 광선(63)에 의해 도시된 바와 같이 LED 어셈블리(60)로부터의 광의 일부를 반사시킨다.

광의 다른 부분은 샘플 광선(61)에 의해 도시된 바와 같이 반사 표면(42)에 의해 반사되지 않는다. 예시적인 광선(61, 63)은 광학 분야에서 종종 사용되는 광 트레이스를 대표하는 의미는 아니다. 광의 효율적인 반사를 위해, 상부 방열기(40)는 양호하게는 연마되거나 주조되거나 성형될 수 있는 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 만들어진다.

선택적으로, 높은 반사성을 달성하기 위해, 광학 반사 표면(42) 또는 전체 방열기(40)는 은 및 알루미늄과 같은 고반사성 재료, 또는 목적을 달성하는 임의의 물질로 도금되거나 적층될 수 있다. 이러한 이유로, 상부 방열기(40)는 반사기 플레이트(40)로도 불린다. 반사기 플레이트(40)는 패키지(10)의 열 성능에 의해 요구될 때, 높은 열 전도성을 갖는 재료로 만들어진다.

도시된 실시예에서, 반사 표면(42)은 반사 플레이트의 수평면에 대해 예를 들어 45° 각도의 편평 표면으로서 도시되어 있다.

본 발명은 도시된 실시예로 제한되지 않는다. 예를 들어, 반사 표면(42)은 반사 플레이트의 수평면에 대해 다른 각도일 수 있다. 선택적으로, 반사 플레이트는 포물선, 토로이드, 또는 패키지의 원하는 분광학적 발광 성능을 만족시키는 것을 돕는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.

반사 플레이트(40)는 렌즈(50)를 지지하며 그와 결합하기 위한 레지(44; ledge)를 포함한다. LED 어셈블리(60)는 단지 예시적으로 부드러운 탄성 실리콘 또는 폴리머와 같은 봉입 재료(46)를 사용하여 (도 8 및 도 9의) 다이 패키지(10) 내에 봉입된다.

봉입 재료(46)는 양호하게는 높은 투광성과 렌즈(50)의 굴절 지수와 정합하거나 거의 정합하는 굴절 지수를 갖는 고온 폴리머이다. 봉입체(46)는 양호하게는 그의 투광성 또는 투명성을 바꾸는 대부분의 파장에 의해 영향을 받지 않는다.

렌즈(50)는 단지 예시적으로 유리, 석영, 고온 투명 플라스틱, 또는 이러한 재료의 조합과 같은 높은 투광성을 갖는 재료로부터 만들어진다. 렌즈(50)는 봉입 재료(46)의 상부 상에 위치되어 그에 부착된다.

렌즈(50)는 반사기(40)에 단단하게 결합되지 않는다. 이러한 "부동 렌즈(floating lens)" 설계는 봉입체(46)가 고온 및 저온 조건 하에서 문제없이 팽창 및 수축할 수 있는 것을 보장한다. 예를 들어, 다이 패키지(10)가 작동하거나 고온 환경에 있을 때, 봉입체(46)는 그를 포함하는 공동 공간보다 더 큰 체적 팽창을 경험한다. 렌즈(50)가 봉입체(46)의 상부 상에서 어느 정도 자유롭게 부동하도록 허용함으로써, 봉입체는 그의 공동 공간으로부터 외부로 압착되지 않는다.

유사하게, 다이 패키지(10)가 저온에 있을 때, 봉입체(46)는 봉입체(46)를 위한 공동 공간을 구성하는 다른 구성요소보다 더 수축하고, 렌즈는 봉입체가 수축하여 그의 레벨이 강하될 때 봉입체(46)의 상부상에서 자유롭게 부동한다. 따라서, 다이 패키지(10)의 신뢰성은 그의 봉입체(46) 상에 유도된 열 응력이 부동렌즈 설계에 의해 감소되므로, 비교적 큰 온도 범위에 걸쳐 유지된다.

몇몇 실시예에서, 렌즈(50)는 광이 다이 패키지(10)를 떠나기 전에 LED 칩에 의해 방출된 광의 특성에 영향을 주거나 변경하도록 의도된 광학 재료로 충전될 수 있는, 만곡되거나 반구형이거나 다른 기하학적 형상을 갖는 리세스(recess; 52)를 형성한다. 광학 재료의 한 가지 유형의 예는 발광 변환 인광 물질(luminescence converting phosphors), 염료, 형광 폴리머, 또는 칩에 의해 방출된 광의 일부를 흡수하여 상이한 파장의 광을 재방출하는 다른 재료이다. 광학 재료의 다른 유형의 예는 탄산칼슘, (산화티타늄과 같은) 산란 입자, 또는 광을 분산시키거나 산란시키는 공극과 같은 광 확산제이다. 상기 재료의 임의의 단일 재료 또는 조합은 특정한 분광학적 발광 성능을 얻기 위해 렌즈 상에 도포될 수 있다.

도 15는 외부 방열기(70)에 결합된 다이 패키지(10)를 도시한다. 도 15를 참조하면, 열 접촉 패드(36)가 에폭시, 납땜, 또는 임의의 다른 열 전도성 접착제, 전기 전도성 접착제, 또는 열 및 전기 전도성 접착제(74)를 사용하여 외부 방열기(70)에 부착될 수 있다. 외부 방열기(70)는 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 다이 패키지(10)로부터 열을 흡인하는 다른 구조물일 수 있다. 외부 방열기는 (도시되지 않은) 회로 요소 또는 다양한 구성의 열 소산핀(72)을 포함할 수 있다.

특정한 다른 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예가 도 16에 도시되어 있다. 이러한 제2 실시예의 부분들은 도 8 내지 도 15에 도시된 제1 실시예의 대응 부분과 유사하다.

간편하게, 제1 실시예의 부분과 유사한 도 16 내지 도 20에 도시된 제2 실시예의 부분은 동일한 도면 부호가 할당되고, 유사하지만 변경된 부분은 "a"라는 글자가 동반된 동일한 도면 부호가 할당되고, 상이한 부분은 상이한 도면 부호가 할당된다.

도 16 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 다이 패키지(10)의 분해 사시도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 발광 다이 패키지(10)는 바닥 방열기(20a; 기판), 상부 방열기(40a; 반사기 플레이트), 및 렌즈(50)를 포함한다.

도시된 실시예에서, 기판(20a)은 하나의 제1 트레이스(22a) 및 네 개의 제2 트레이스(24a)를 포함한다. 이러한 트레이스(22a, 24a)는 도 10의 트레이스(22, 24)와 다르게 구성된다. 기판(20a)은 반사기 플레이트(40a)의 레그(35)를 수납하기 위한 래치 공간(33)을 형성하는 플랜지(31)를 포함하고, 이에 의해 반사기 플레이트(40a)를 기판(20a)과 기계적으로 결합시킨다.

(LED 발광 장치)

우선, 본 발명에 따른 제1의 실시형태인 LED 발광 장치(100)를 설명한다.

LED 발광 장치(100)는, 방열성 베이스부(102)와, 이 방열성 베이스부(102) 상에 접착재(104) 등에 의해 고정된 프린트 배선판(110)과, 이 프린트 배선판(110) 상에 위치하는 LED 부품으로서의 패키지형 LED 칩(112)을 구비한다.

방열성 베이스부(102)는, LED 칩(112)에서 발생한 열을 방열하기 위한 베이스부이다. 방열성 베이스부(102)는 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들면, 알루미늄판, 동판, 철판 등이 바람직하고, 알루미늄판은 경량이면서 저렴하고 237W/(m·K)과 같이 충분히 높은 열전도율을 갖기 때문에 더욱 바람직하다.

또한, 방열성 베이스부(102)는, LED 칩을 실장하지 않는 면을 핀형태로 하는 것에 의해 표면적을 늘려 방열성을 향상시킨 형상의 베이스부를 사용할 수도 있다.

프린트 배선판(110)은, 기판(106)과 이 기판(106) 상에 형성되는 배선 패턴(108)을 포함한다. 본 명세서에서는, JISC5603 및 IEC60914에 따라, "프린트 배선판"은, 기판과, 기판 상에 형성되는 배선 패턴을 포함하고, 실장하는 전자 부품은 포함하지 않는다.

LED 칩(112)은, 그 하면(114)의 일부에 있는 전극이나 단자 등의 위치에서 프린트 배선판(110)에 도전 부재(116)에 의해 전기적으로 도통시키고 있다. 도전 부재(116)는, 기판(106) 상의 배선 패턴(108) 상에 마련된다.

여기서 본 명세서에 있어서, "LED 칩의 하면"이란, 도 1에 나타내는 실장 상태에 있어서 방열성 베이스부(102)에 대향하는 면, 즉 패키지(130)나 단자(도시하지 않음)의 면을 의미한다.

LED 칩(112)은, n형 반도체층 및 p형 반도체층에 끼워진 발광층(124)을 구비하는 공지의 수평형 LED 소자를 패키지(130)의 내측에 포함하는 LED 칩이다.

LED 소자의 n형 패드 전극 및 p형 패드 전극은, 와이어(126)를 통해 각각 별개의 도전 부재(116)에 전기적으로 도통되어 있다.

이 LED 칩(112)에서는, 발광층(124)에서 발생한 광이 LED 칩(112) 상방으로부터 방출된다.

LED 칩(112)은, 도전 부재(116)에 의해 배선 패턴(108)에 전기적으로 도통시킨다.

물리적으로 약한 와이어를 사용하지 않고 LED 칩(112)을 프린트 배선판(110)에 도통시킬 수 있기 때문에, 후술하는 수명이 긴 LED 조명 장치의 제조 등, 응용성이 뛰어난 LED 발광 장치로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 특징적 구성의 채용에 이른 경위를, 작용 효과와 함께 설명한다.

본 발명자들이 검토한 결과, LED 발광 장치(600)는, 발열부인 발광층(624)이 솔더(616)에서 멀기 때문에, 효과적으로 방열되지 않은 것으로 생각되었다.

또한, LED 칩(612)을 사용한 경우, LED 칩(612) 내부에서 LED 소자가 와이어(626)를 통해 패키지 외부의 단자에 접속하고 있기 때문에, LED 소자에 발생한 열은 이 와이어(626)를 통해 방출된다.

여기서 와이어(626)는 매우 가늘기 때문에, 효과적인 방열이 방해되고 있는 것으로 생각되었다.

여기서, 본 발명자들은, 와이어나 솔더 등의 도전 경로를 주된 방열 경로로서 사용하지 않고, LED 소자의 발열부인 발광층(624)에 가까운 LED 부품의 면으로부터, 도열성재를 통해 효과적으로 방열성 베이스부로 방열하는 방열 경로를 마련하는 것을 생각했다. 본 발명자들은, 이상의 지견을 바탕으로 본 발명을 완성시키는 것에 이르렀다.

즉, 본 발명에서는, 프린트 배선판(110)은, LED 칩(112)의 하방, 및, 도전 부재(116)와의 비접촉 부위에 관통 구멍(118)을 구비하고, 이 관통 구멍(118) 내에, LED 칩(112)의 하면(114)과 방열성 베이스부(102)의 상면(120)에 접하는 도열성재(122)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 발열부인 발광층(124)에 더욱 가까운 위치, 바람직하게는 LED 칩(112)의 하면(114) 중 적어도 발광층(124)의 바로 아래에서 도열성재를 통해 효과적으로 방열성 베이스부(102)로 방열하는 경로를 만드는 것에 의해, 열을 방출시키는 부재의 접촉 면적을 효과적으로 증가시켜, 도전 부재(116)만을 통한 종래 방법보다 방열 효과를 높일 수 있다.

여기서, LED 칩(112)의 패키지(130)는, 특히 한정되지 않지만, 수지나 세라믹 등의 공지의 패키지면 된다.

특히, 알루미나 세라믹 등이 도열성의 관점에서 바람직하다. 통상, LED 소자에서 발생한 열은, 패키지(130)에서, 솔더 및 도열성이 높은 소재로 이루어지는 기판을 통해 방열성 베이스부로 방열하는 것이 당업자의 상식으로 생각되지만, 본 발명자들의 검토에 의해, 의외로 패키지(130)로부터 도열성재를 통해 효과적으로 방열하는 것에 의해, 솔더를 주된 방열 경로로 하는 경우보다도 높은 방열 효과를 얻을 수 있음을 발견했다.

LED 칩(112)을 프린트 배선판(110)에 전기적으로 도통하는 도전 부재(116)로서는, 솔더, 또는, 실리콘, 에폭시, 아크릴 등의 수지에 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 도전 필러를 첨가한 도전성 접착제 등을 사용하는 것이 바람직하다.

도열성재(122)는, LED 칩(112)의 하면(114)에서 방열성 베이스부(102)의 상면(120)에 열을 전달하는 재료이면 된다.

예를 들면, 실리콘, 에폭시, 아크릴 등의 수지, 또는, 이 수지에 은, 구리, 알루미늄 등의 열전도율이 높은 금속, 혹은, 알루미나, 질화 알루미늄, 탄화 규소, 그래파이트 등의 열전도율이 높은 세라믹스를 필러로서 첨가한 열전도성 접착제 또는 열전도성 그리스를 들 수 있고, 또한, 예시한 것 이외에도 이들의 열전도율 이상의 열전도율을 갖는 재료를 사용할 수 있지만, 특히 열전도성 접착제가 바람직하다. 열전도성 접착제를 사용하여 제조한 LED 부품은 충분한 강도로 고정되기 때문에, 종래 고정의 보강을 위해 사용되어 흐림의 원인이 되었던 실링 수지를 사용하지 않고 LED 발광 장치를 제조할 수 있기 때문이다.

프린트 배선판(110)을 방열성 베이스부(102) 상에 고정하는 접착재(104)는, 도열성재(122)와 같은 재료를 사용해도 좋지만, 예를 들면, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 재료를 사용하면 비용을 줄일 수 있기 때문에 바람직하다.

프린트 배선판(110)의 기판(106)은 비도열성 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면 LED 부품에 열전도율이 높은 도열성재를 접촉시키는 것에 의해, 도열성재를 통해 LED 부품에서 방열성 베이스부로 효과적으로 방열할 수 있기 때문에, 기판에 고가의 도열성재를 사용할 필요가 없어졌기 때문이다.

이에 의해 본 발명에 의하면 대폭적인 코스트 다운을 달성할 수 있다. 예를 들면, PET로 이루어지는 비도열성의 기판은, LED 발광 장치에 통상 사용되는 도열성이 높은 알루미늄 기판의 약 6분의 1, 또한, 유리 에폭시 기판의 및 2분의 1의 가격이다.

또한, 프린트 배선판(110)은 플렉시블 기판인 것이 바람직하다. 관통 구멍(118)을 용이하게 형성할 수 있기 때문이다.

더욱 릴투릴(reel to reel) 방식의 실장 장치를 사용할 수 있기 때문에, LED 발광 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도열성재(122)는 LED 칩(112)의 하면(114)의 면적의 5% 이상으로 접하고 있는 것이 바람직하고, 50% 이상이 더욱 바람직하다. 5% 이상으로 하는 것에 의해, 본 발명의 방열 효과를 더욱 확실하게 얻을 수 있기 때문이다. 또한, 도열성재(122)는 LED 칩(112)의 하면(114) 중 LED 소자에 가까운 부위에서 접하고 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 더욱 효율적으로 LED 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있기 때문이다.

관통 구멍(118)의 위치는, LED 칩(112)의 하방이면서 도전 부재(116)와의 비접촉 부위라면 특히 한정되지 않지만, LED 칩내의 발광층(124)의 바로 아래인 것이 바람직하다. 이에 의해, 더욱 높은 방열 효과를 얻을 수 있다.

또한, 관통 구멍(118)은, LED 칩(112)의 하면의 면적의 5% 이상의 면적을 프린트 배선판의 표면에 구비하는 것이 바람직하다. 5% 이상으로 하는 것에 의해, 본 발명의 방열 효과를 더욱 확실하게 얻을 수 있기 때문이다.

도전 부재(116)의 위치는, LED 칩의 하면(114)의 일부이면 특히 한정되지 않지만, 발광층(124)의 바로 아래 이외, 즉 LED 칩 하면(114)의 주변부에 가까울수록, 본 발명의 효과를 확실하게 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 제2의 실시형태인 LED 발광 장치(200)는 LED 부품으로서 패키지화하지 않은 LED 소자(228)를 사용하여, 이를 프린트 배선판(210)에 플립칩 실장한 것 이외에는 제1의 실시형태와 동일하며, LED 발광 장치(100)에서 사용한 부재와 같은 부재에 대해서는 아래의 두자리수를 동일하게 하여 나타낸다.

LED 소자(228)는, 사파이어 기판(230), n형 질화물 반도체층(232), 발광층(224), p형 질화물 반도체층(234), 반사 막을 겸하는 Ag 전극층(236), p형 패드 전극(238), n형 패드 전극(240) 및 보호층(242)을 구비하는 공지의 LED 소자(228)를 사용할 수 있다.

LED 소자는, p형 패드 전극(238) 및 n형 패드 전극(240)의 위치에서, 각각 별개의 도전 부재(216)에 의해 전기적으로 도통되고, 플립칩 실장된다.

발광층(224)에서 발생한 광이 Ag 전극층(236)에서 반사되는 것에 의해, LED 소자(228)의 상방으로 발광한다.

본 실시형태에 있어서도, "LED 소자의 하면"이란, 방열성 베이스부(102)에 대향하는 면, 즉 보호층(242), p형 패드 전극(238) 및 n형 패드 전극(240)의 표면을 의미한다.

본 실시형태는, 발열부인 발광층(224)이 도열성재(222)에 제1의 실시형태보다 더욱 근접하고 있기 때문에, 더욱 높은 방열 효과를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

(LED 발광 장치의 제조 방법)

우선, 관통 구멍(118)을 구비하는, 배선 패턴(108) 및 기판(106)으로 이루어지는 프린트 배선판(110)을 준비한다.

이 프린트 배선판(110)이 플렉시블 기판이면, 예를 들면, 펀치, 또는, 탄산 가스 레이저 혹은 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저 등의 레이저를 사용하는 것에 의해 관통 구멍(118)을 형성할 수 있지만, 펀치를 사용하는 것이 바람직하다. 용이하면서 기판에 큰 데미지를 주지 않고 관통 구멍(118)을 형성할 수 있기 때문이다.

다음으로, 프린트 배선판(110) 상의 배선 패턴(108) 위에 도전 부재로서의 솔더(116)를, 예를 들면 스크린 인쇄, 디스펜서에 의해 탑재한다.

다음으로, 프린트 배선판(110)의 한쪽의 면에 있는 배선 패턴(108)의 솔더(116) 위에 및 관통 구멍(118)의 상방에 LED 부품(112)을 탑재한다. 그리고, 리플로우 오븐이나 레이저 가열에 의해 솔더(116)를 용해시킨다.

이와 같이 하여, 이 LED 부품(112)을 하면(114)에 있는 전극이나 단자 등에 있어서 프린트 배선판(110)에 솔더(116)로 전기적으로 도통시킬 수 있다.

다음으로, 방열성 베이스부로서의 알루미늄 베이스부(102)의 한쪽 면의 전체 면에 디스펜서에 의해 도열성재 및 접착재로서의 열전도성 접착제(122)를 도포한다. 열전도성 접착제(122)의 도포량은 프린트 배선판의 두께 이상이면 되고, 바람직하게는 50㎛의 두께이다.

여기서, 다음의 공정에서 대면시키는 프린트 배선판(110)의 관통 구멍(118)이 위치하는 부분에 열전도성 접착제를 도포하고, 기타의 부분에는 프린트 배선판(110)과 방열성 베이스부(102)를 단순히 접착시키기 위한 도열성이 낮은 앞서 설명한 접착재를 도포해도 좋다.

다음으로, 프린트 배선판(110)의 다른 한쪽의 면측, 즉 LED 부품(112)을 실장한 면에 대해 이면측에 있어서 열전도성 접착제(122)에 접하도록 탑재한다. 그리고, LED 부품(112)에 데미지를 주지 않는 롤러로 전체를 가압한다.

이 때, 프린트 배선판(110)의 관통 구멍(118) 내에 도열성재(122)이 침입하고, LED 부품(112)의 하면(114)에 접하도록 도열성재(122)가 도입된다.

이상의 공정에 의해, 앞서 설명한 특징을 구비하는 LED 발광 장치를 작성할 수 있다. 또한, 관통 구멍(118)을 구비하지 않는 프린트 배선판(110)의 한쪽의 면 위에 LED 부품(112)을 탑재하고, 이 LED 부품(112)을 하면(114)의 일부로 프린트 배선판(110)에 도전 부재(116)에 의해 전기적으로 도통시킨 후에, LED 부품(112)의 하방의 위치에서, 앞서 설명한 레이저 등에 의해 프린트 배선판(110)에 관통 구멍(118)을 뚫어도 좋다. 다만, LED 부품을 솔더링하기 전에 관통 구멍(118)을 형성하는 것이 바람직하다. LED 부품(112)으로의 데미지를 고려하지 않아도 좋기 때문이다.

(LED 조명 장치)

다음으로, 본 발명의 LED 조명 장치(300)는, 제2의 실시형태에서 나타낸 LED 발광 장치(200)를 구비하는 LED조명 장치에 있어서, LED 발광 장치(200)의 상방에 형광판(302)을 구비하고, 형광판(302) 위에 확산판(304)을 구비한다.

이 LED 조명 장치(300)는, 형광판(302)과 LED 발광 장치(200)가 이격하여 위치하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 명세서에서는, "형광판"은, 형광체가 도포된, 광을 투과할 때 다이오드의 광을 의사 백색으로 하기 위한 것이고, 예를 들면 청색 발광 다이오드의 경우에는 황색 형광체가 도포된 형광판을 사용한다.

이 황색 형광체로서는, YAG(Yttrium Aluminum Garnet)계의 형광체가 취급성이나 비용의 면에서 바람직하다.

또한, 본 명세서에서는, "확산판"은, 광을 산란·확산시키기 위한 판이며, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 아크릴 등의 수지 시트 위에 미세한 렌즈를 배치한 것이나, 수지 시트의 내부나 표면에 확산성이 우수한 입자를 배치한 것 등을 사용한다.

본 실시형태의 LED 조명 장치(300)는, 복수개의 LED 부품(228)이 프린트배선 기판(210) 위에 직선상에 서로 전기적으로 도통된 상태로 실장되어 있기 때문에, 형광등 타입의 LED 조명 장치로 할 수 있다.

종래의 LED 조명 장치에서는 형광 수지를 LED 부품의 실링 수지로서 사용하였다. 즉, 솔더만으로 프린트 배선판에 LED 부품을 고정시킨 경우, 유지력이 약하기 때문에, 형광 수지로 실링하여 고정을 보강하고 있다. 이 형광수지는 LED 부품에 직접 접하기 때문에, LED 부품에 침투해버리는 염소나 나트륨 등의 불순물이 포함되어 있지 않은 순도가 높은 고가의 수지를 사용하는 것이 필수가 된다. 한편, 본 발명에서는 LED 부품(228)을 도열성재(222)에 의해 방열성 베이스부(202)에 충분한 강도로 고정할 수 있기 때문에, LED 부품(228)을 형광 수지로 실링할 필요는 없다. 이 때문에, 형광판(302)과 LED 발광 장치(200)를 이격하여 위치시킬 수 있다.

형광판(302)은 LED 부품(228)과 비접촉되기 때문에, 상기한 바와 같이 순도가 낮은 저렴한 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 도열성재(222)로부터의 방열에 의해 높은 방열 효과를 갖는 것에 더하여, 형광판(302)이 LED 부품(228)으로부터 이격되어 있기 때문에, 형광판(302)은 LED 발광 장치의 열을 쉽게 흡수하지 않고, 그 결과, 형광판(302)은 쉽게 흐려지지 않기 때문에, LED 조명 장치(300)의 수명을 향상시킬 수 있다. 따라서, 저렴하면서 장수명인 LED 조명 장치를 얻을 수 있다.

이 LED 조명 장치(300)는, 앞서 설명한 LED 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 공정에 더하여, 이 LED 발광 장치(200)의 상방으로 이격하여 형광판(302) 및 확산판(304)을 설치하는 공정을 진행하는 것에 의해 제조할 수 있다. 또한, LED 발광 장치(200) 대신에, 도 1에 기재된 LED 발광 장치(100)를 사용할 수 있다.

(실시예)

본 발명의 효과를 더욱 명확히 하기 위해, 이하에 설명하는 실시예·비교예의 비교 평가에 대해 설명한다.

(실시예 1)

이하의 순서로 LED 발광 장치를 제작했다. PET로 이루어진 두께가 50㎛인 기판을 구비하는 프린트 배선판을 사용하여, 릴투릴 방식에 의해 LED 발광 장치를 제작했다.

우선, 탄산 가스 레이저에 의해, 프린트 배선판에 지름이 2.0mm인 원형의 관통 구멍을 8mm 간격으로 5개 뚫었다.

다음으로, 프린트 배선판의 배선 패턴 위에 비접촉 제트 디스펜서(Musashino Engineering Co., Ltd.: Jet Master)를 사용하여, 크림 솔더를 공급했다. 프린트 배선판상의 크림 솔더 위에, 및 관통 구멍의 상방에, 마운터(Okuhara Electric Co., Ltd.: 탁상형 마운터)를 사용하여 LED 칩(Samsung Electronics Co., Ltd.: 5630CR180)을 탑재했다. LED 칩의 하면의 면적은 15mm2 였다. 관통 구멍의 프린트 배선판의 표면상의 개구 면적은, 3.1mm2 였기 때문에, LED 칩의 하면의 면적의 약 20%였다.

다음으로, 발광 중심 파장이 920nm인 반도체 레이저(Hamamatsu Photonics K.K.: LD 조사 장치 15W 타입)를 사용하여, 레이저 출력을 12.5W로 조절하고, 기판 표면에 있어서의 조사 지름 0.4mm로, 프린트 배선판의 크림 솔더를 탑재한 면의 이면에서 LED 칩이 탑재된 솔더를 향해 광을 조사하여 솔더링했다.

프린트 배선판상의 5개의 관통 구멍에 대해 이상의 실장 작업을 진행했다.

다음으로, 면적이 25×150mm이고 두께가 1mm인 방열성 베이스부로서의 알루미늄 플레이트 위에, 도열성재로서 열전도율 2.8W/(m·K)인 습기 경화형 열전도성 접착제(Dow Corning Toray Co.,Ltd.: SE4485)를 프린트 배선판 상의 관통 구멍이 위치하는 부분에, 또한, 기타 부분에 접착재로서, 열전도율 0.2W/(m·K)인 THREEBOND 1530(ThreeBond Co.,Ltd.)을, 각각 약 50㎛ 두께로 도포했다. 이 열전도성 접착제 위에 상기한 프린트 배선판을 LED 칩이 솔더링되지 않은 면으로 접합시켜 탑재하고, LED 발광 장치로 했다. 이 열전도성 접착제는 프린트 배선판에 마련한 관통 구멍을 통해, LED 칩의 하면에 접하고 있었다.

(비교예 1)

이하의 순서로 도 6에 기재된 LED 발광 장치를 제작했다. PET로 이루어진 두께가 50㎛인 기판을 구비하는 프린트 배선판을 사용하여, 릴투릴 방식에 의해 LED 발광 장치를 제작했다.

우선, 프린트 배선판을 준비했다. 이 프린트 배선판의 기판은, 지름이 2mm인 원형의 관통 구멍을 실장하는 칩 1개에 대해 1개 구비하고, 그 관통 구멍 중 LED 칩의 실장측이 배선 패턴에 의해 덮여있다.

다음으로, 프린트 배선판의 배선 패턴 위에 비접촉 제트 디스펜서(Musashino Engineering Co., Ltd.: Jet Master)를 사용하여, 크림 솔더를 공급했다. 프린트 배선판상의 크림 솔더 위에, 및 관통 구멍의 상방에, 마운터(Okuhara Electric Co., Ltd.: 탁상형 마운터)를 사용하여 LED 칩(Samsung Electronics Co., Ltd.: 5630 CR180)을 탑재했다. 열전도성 접착제는 관통 구멍을 통해 배선 패턴에 접하고 있고, LED 칩의 표면에는 접하지 않았다.

다음으로, 면적이 25×150mm이고 두께가 1mm인 방열성 베이스부로서의 알루미늄 플레이트 위에, 열전도율 2.8W/(m·K)인 습기 경화형 열전도성 접착제(Dow Corning Toray Co.,Ltd.: SE4485)를 프린트 배선판상의 관통 구멍이 위치하는 부분에, 또한, 기타 부분에 접착재로서, 열전도율 0.2W/(m·K)인 THREEBOND 1530(ThreeBond Co.,Ltd.)을, 각각 약 50㎛ 두께로 도포했다. 이 열전도성 접착제 위에 상기한 프린트 배선판을 LED 칩이 솔더링되지 않은 면으로 접합시켜 탑재하고, LED 발광 장치로 했다. 이 열전도성 접착제는 프린트 배선판에 마련한 관통 구멍을 통해, 프린트 배선판의 배선 패턴에 접하고 있었다. 제작한 LED 발광 장치를 도 6에 모식적으로 나타낸다.

(비교예 2)

프린트 배선판에 관통 구멍을 형성하지 않은 것과, 및 알루미늄 플레이트 위의 전체 면에 열전도성 접착제(DowCorning Toray Co.,Ltd.: SE4485)를 도포하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 LED 발광 장치를 제조했다.

<방열 평가>

실시예 1 및 비교예 1, 2의 배선 패턴에 전원을 접속하고, 1개의 칩의 발광면에 열전쌍을 접촉시켜, LED 칩 1개 당 3V의 전압으로 0.08A의 전류를 흘려보내어 점등시켰다. 전기를 흘려보내기 시작한 시간을 0분으로 하여 20분간, LED 칩의 표면 온도를 열전쌍에 의해 측정했다. 측정 결과를 도 7에 나타낸다. 실시예 1의 LED 발광 장치의 온도가 가장 낮고, 비교예 1과 비교하면 3~4℃, 비교예 2와 비교하면 11℃ 이상이나 낮았다.

이로부터, LED칩의 하면에서 도열성재를 통해 알루미늄 플레이트로 방열하는 경로를 구비하는 본 발명에 따른 LED 발광 장치의 방열성이 높은 것이 명확해졌다.

본 발명의 비카본계 필러 함유 열가소성 수지 조성물은,

i)고분자 수지; ii)니트라이드계 전도성 필러; 및 iii)실란계 필러;를 포함하되, 상기 ii)니트라이드계 전도성 필러는 상기 i) 내지 iii)의 총 100 중량%에 대하여 0.1 내지 25.2 중량% 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용하는 용어 "비카본계 필러"는 달리 특정하지 않는 한, 카본계 필러를 제외한 필러를 지칭하며, 일례로 실란계 필러, 니트라이드계 필러 등을 들 수 있다.

또한 본 발명에서 사용하는 용어 "실란계 필러"란 달리 특정하지 않는 한, 실란계 침상형 입자는 제외한 필러를 지칭한다.

나아가, 본 발명에서 사용하는 용어 "실란 처리"란 달리 특정하지 않는 한, 아미노 실란계 화합물 등으로 표면처리된 것을 지칭한다.

상기 i)고분자 수지는 일례로, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 신디어택틱 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 열방성 액정 고분자, 폴리에테르이미드, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중에서 1 이상 선택된 것일 수 있다.

구체적인 예로, 상기 i)고분자 수지는 폴리페닐렌 설파이드일 수 있다.

상기 ii)니트라이드계 필러는 일례로 보론 니트라이드 및 알루미늄 니트라이드 중에서 선택된 1 이상일 수 있으며, 구체적으로는 육각형의 보론 니트라이드를 사용할 수 있다.

구체적인 예로, 상기 ii)니트라이드계 필러는 평균 입도 10 내지 100 ㎛이고, 열전도도가 100 W/mK 이상일 수 있다.

상기 i)고분자 수지와 ii)니트라이드계 전도성 필러는 압출시킨 타입으로 포함될 수 있다.

구체적인 예로, 상기 i)고분자 수지는 상기 ii)니트라이드계 필러와 60:40 내지 50:50의 중량비의 함량은 압출시켜 포함되고, 잔류 함량은 별개로 포함될 수 있다.

또 다른 예로, 상기 i)고분자 수지는 상기 ii)니트라이드계 필러의 사용량 전량과 60:40 내지 50:50의 중량비의 함량은 압출 타입으로 포함되고, 고분자 수지의 잔량, 일례로 1 내지 10 중량%는 별개로 단독 포함될 수 있다.

상기 ii)니트라이드계 전도성 필러는, 일례로 i)고분자 수지; ii)니트라이드계 전도성 필러; 및 iii)실란계 필러(실란계 침상형 입자 제외);의 총 100 중량%에 대하여 0.1 내지 25.2 중량%, 1 내지 15 중량%, 혹은 4 내지 9 중량%로 포함될 수 있다.

상기 iii)실란계 필러(실란계 침상형 입자 제외)는 일례로, 구형, 각형 및 판상형 타입 중에서 1 이상 선택될 수 있으며, 구체적인 예로 1 이상의 실란을 함유하거나 실란으로 처리된 각형 혹은 구형 무기입자, 혹은 실란계 판상 무기입자 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.

다른 예로, 상기 각형 혹은 구형 무기입자는 평균 입도 1 내지 90 ㎛이고, 열전도도가 50 W/mK 이상인 세라믹 입자일 수 있다.

또 다른 예로, 상기 실란을 함유하거나 실란으로 처리된 각형 혹은 구형 무기입자는 실리콘 카바이드, 실란 처리된 알루미늄 옥사이드, 및 실란 처리된 마그네슘 옥사이드 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.

또한, 상기 실란계 판상 무기입자는 구체적인 예로, 탈크 및 운모 중에서 선택된 1 이상일 수 있다. 상기 실란계 판상형 무기입자는 또 다른 예로, 입자 크기 1 내지 100 ㎛일 수 있다.

본 발명의 비카본계 필러 함유 열가소성 수지 조성물은 iv)실란계 침상형 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 iv)실란계 침상형 입자는 일례로 실란 처리된 유리섬유 및 실란 함유 침상형 무기입자 중에서 선택된 1 이상일 수 있고, 구체적인 예로는 실란 처리된 유리섬유 또는 실란 함유 침상형 무기입자 중 1종을 사용할 수 있다.

상기 실란 함유 침상형 무기입자는 일례로 월라스토나이트 및 마그네슘 설파이드 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.

상기 월라스토나이트는 구체적인 예로, 애스팩트 비(길이/단면의 비)가 3 내지 20인 니들(needle) 타입일 수 있다.

상기 열전도성 수지 조성물은, 일례로, i)고분자 수지 20 내지 80 중량%, ii)니트라이드계 전도성 필러 4 내지 15 중량%; iii) 실란계 필러 5 내지 35 중량%; 및 iv)실란계 침상형 입자 5 내지 30 중량%;를 포함하며, 여기서 상기 i)고분자 수지는, 상기 ii)니트라이드계 전도성 필러와 60:40 내지 50:50의 중량비로 압출시켜 포함할 수 있고, 상기 i)고분자 수지의 잔량, 일례로 1 내지 10 중량%는 별개로 단독 포함될 수 있다.

상기 열전도성 수지 조성물은, 구체적인 예로, i)고분자 수지 30 내지 70 중량%, ii)니트라이드계 전도성 필러 4 내지 9 중량%; iii) 실란계 필러 25 내지 35 중량%; 및 iv)실란계 침상형 입자 5 내지 15 중량%;를 포함하며, 상기 범위 내에서 강성과 내충격성을 확보하고 높은 열전도도와 외관 수준을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 상기 비카본계 필러 함유 열전도성 수지 조성물은 v)실란계 커플링제를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 v)실란계 커플링제는 고분자와 니트라이드계 필러, 실란계 필러 간 계면의 젖음성을 향상시키기 위한 저항 저감제 역할을 수행할 수 있다.

구체적인 예로, 상기 v) 실란계 커플링제는, 메틸트리에톡시실란, 감마-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 비스-(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스-(트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 감마-아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란, 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-페닐-감마-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 머캅토프로필트리메톡시실란, 감마-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 감마-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 비닐-트리스-(2-메톡시에톡시)실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 감마-우레이도프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 및 n-옥타데실트리메톡시실란 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.

상기 v)실란계 커플링제는 일례로 열전도성 수지 조성물 100 중량% 중 0.001 내지 3 중량%, 혹은 0.1 내지 1 중량% 범위 내로 포함될 수 있다.

상기 열전도성 수지 조성물은 방열 장치의 방열용 마그네슘 혹은 알루미늄 대체재로서 사용될 수 있을 정도로, 수지와의 저항도 낮추면서 열은 면 형태로 빠져나가는 네트워크 구조를 달성하여 최소의 저항을 가지면서 최대의 열 경로를 확보한 네트워크를 형성할 수 있다.

본 발명의 압출성형품은 일례로 다음과 같은 방식으로 제조될 수 있다.

i)고분자 수지를 ii)니트라이드계 전도성 필러로 압출시켜 압출 수지를 제조한다(이하, '제1 단계'라 함).

그런 다음 상기 압출 수지에 iii) 실란계 필러, 및 iv)실란계 침상형 입자를 투입하고 압출을 수행한다(이하, '제2 단계'라 함).

구체적인 예로, 이축 압출 혼련기를 사용하여 압출 혼련시, 압출 혼련기의 메인 호퍼에 상기 수지 조성물 중 압출 수지가 투입되고, 상기 메인 호퍼 및 사이드 호퍼에는 iii) 실란계 필러, 및 iv)실란계 침상형 입자가 각각 투입될 수 있다.

다른 예로, 상기 제2 단계에서, v)실란계 커플링제를 투입하고 압출을 수행할 수 있다. 상기 이축 압출 혼련기를 사용하여 압출 혼련시, 상기 v)실란계 커플링제는 메인 호퍼에 투입될 수 있다.

상기 제조방법에 의해 수득된 압출성형품은 사출 성형을 거쳐 성형품으로 제공할 수 있다.

상기 압출 및 사출 성형은 해당 기술분야에서 공지된 기술을 적용하여 수행될 수 있는 것으로, 일례로 압출 혼련은 배럴 온도 280 내지 340 ℃ 온도 하에 수행되고 사출 성형은 사출 온도 290 내지 330 ℃ 온도 하에 수행되는 것이 경제성 및 제품 성형성 측면을 고려할 때 바람직할 수 있다.

상기 성형품은 일례로 방열장치의 방열재 용도로 사용될 수 있는 것이다. 상기 방열 장치는 구체적인 예로, 휴대 전자제품의 하우징, DVD 드라이브 픽업용 부품, 자동차 라디에이터, 자동차 배터리 팩 하우징, 조명용 LED하우징, 전기커넥터, 기판, CPU 등일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템은 도 1에 도시된 라바콘(10), 작업 조끼(20), 제1 알림 장치(100) 및 제2 알림 장치(200)의 구성에 더하여 수납함(30)을 더 포함할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 수납함을 보여주는 도면이다.

도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수납함(30)은 제1 알림 장치(100) 또는 작업 조끼(20)의 수납 공간을 제공하며, 제3 알림 장치(300)를 포함할 수 있다.

제3 알림 장치(300)는 제1 알림 장치(100) 및 제2 알림 장치(200)와 같이 LED 광원을 포함하여 점멸 조명될 수 있다.

제3 알림 장치(300)는 근거리 통신 모듈을 포함하여 소정 거리 이내에 설치되는 제1 알림 장치(100)와 이상 신호를 송수신할 수 있다.

제3 알림 장치(300)는 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상(예컨대, 주황색)의 LED를 점멸하되, 제1 알림 장치(100)로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상(예컨대, 빨간색)의 LED를 점멸할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수납함(30)은 수납 본체(31), 덮개(32) 및 지지대(33)를 포함할 수 있다.

수납 본체(31)는 상부면이 개방된 박스 형태로 형성될 수 있다.

수납 본체(31)는 제1 알림 장치(100) 또는 작업 조끼(20)의 수납 공간을 제공할 수 있다.

덮개(32)는 한 쌍의 경첩(32a)을 통해 수납 본체(31)의 상부면을 개폐할 수 있도록 수납 본체(31)에 설치될 수 있다.

지지대(33)는 수납 본체(31)의 하부에 한 쌍 마련되어 수납 본체(31)를 지지할 수 있다.

한편, 수납 본체(31)는 내부 공간을 구획하는 적어도 하나 이상의 구획판(36)을 포함할 수 있다.

수납 본체(31)는 바닥부에 매립 설치되는 하부 통로(315), 측면부에 매립 설치되는 측면 통로(310) 및 하부 통로(315) 및 측면 통로(310)로 에어를 공급하는 에어 공급부(314)를 포함할 수 있다.

이때, 하부 통로(315)는 내부 공간과 연통하는 하부 관통 홀(316)을 포함하여 에어 공급부(314)로부터 공급되는 에어를 내부 공간으로 배출할 수 있다. 이러한 에어에 의해 내부 공간에 수납되는 물품에 쌓인 먼지 등을 제거할 수 있다.

덮개(32)는 덮개 통로(320)를 매립 설치할 수 있다.

이때, 덮개(32)가 수납 본체(31)를 폐쇄하는 경우, 덮개 통로(320)의 단부가 측면 통로(310)와 연통할 수 있도록 덮개 통로(320) 및 측면 통로(310)는 각각 단부에 관통 홀(322, 312)을 형성할 수 있다.

덮개 통로(320)는 내부 공간과 연통하는 덮개 관통 홀(321)을 형성하여 에어 공급부(314)로부터 측면 통로(310)를 통해 공급되는 에어를 내부 공간으로 배출할 수 있다.

이에 따라, 수납 본체(31)의 내부 공간에는 상하방향으로 에어가 분사됨에 따라 내부 공간에 수납되는 물품에 쌓인 이물질을 제거할 수 있다.

한편, 지지대(33)의 저면에는 밀착부(34)가 설치될 수 있다.

밀착부(34)는 에어 공급부(314)와 연결되는 밀착 통로(340) 및 밀착 통로(340)의 단부에 형성되는 밀착 블록(341)을 포함할 수 있다.

밀착부(34)는 도로상에 밀착되어 수납함(30)을 안정적으로 지지할 수 있다.

예를 들면, 에어 공급부(314)를 통해 에어가 공급되는 경우, 밀착 통로(340)를 통해 밀착 블록(341)으로 에어가 전달되어 밀착 블록(341)이 팽창할 수 있다.

밀착 블록(341)은 밀착부(34)의 저면에 형성되는 홈에 수납될 수 있으며, 에어가 공급되지 않은 수축 상태에서는 홈에 수납된 상태로 위치하고, 에어가 공급되는 팽창 상태에서는 밀착부(34)의 저면으로부터 돌출되어 도로상에 밀착될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1000: 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템
10: 라바콘
20: 작업 조끼
100: 제1 알림 장치
200: 제2 알림 장치

Claims

고속도로 작업구간에서 소정 거리 이상 앞선 위치에 복수 개 설치되는 라바콘;
상기 라바콘의 상부 관통홀에 안착 설치되며, LED 광원을 포함하여 점멸 조명되는 제1 알림 장치;
상기 작업구간 내에 위치하는 작업자가 착용하는 작업 조끼;
상기 작업 조끼에 설치되며, LED 광원을 포함하여 점멸 조명되는 제2 알림 장치; 및
상기 제1 알림 장치 및 상기 작업 조끼의 수납 공간을 제공하는 수납함;을 포함하고,
상기 수납함은,
상부면이 개방된 박스 형태로 형성되는 수납 본체;
상기 수납 본체의 상부면을 개폐할 수 있도록 형성되는 덮개; 및
상기 수납 본체의 하부를 지지할 수 있도록 형성되는 지지대;를 포함하고,
상기 수납 본체는,
내부 공간을 구획하는 적어도 하나 이상의 구획판;
바닥부에 매립 설치되는 하부 통로;
측면부에 매립 설치되는 측면 통로; 및
상기 하부 통로 및 상기 측면 통로로 에어를 공급하는 에어 공급부;를 포함하고,
상기 하부 통로는,
상기 수납 본체의 내부 공간과 연통하도록 형성되어, 상기 에어 공급부로부터 공급되는 에어를 상기 수납 공간의 내부 공간으로 배출하는 하부 관통 홀;을 포함하고,
상기 덮개는,
상기 수납 본체를 폐쇄하는 경우, 단부가 상기 측면 통로와 연통할 수 있도록 매립 설치되는 덮개 통로;를 포함하고,
상기 덮개 통로는,
상기 수납 본체의 내부 공간과 연통하도록 형성되어, 상기 에어 공급부로부터 상기 측면 통로를 통해 공급되는 에어를 상기 수납 공간의 내부 공간으로 배출하는 덮개 관통 홀;을 포함하고,
상기 지지대는,
저면에 설치되어 도로 상에 밀착되는 밀착부;를 포함하고,
상기 밀착부는,
상기 에어 공급부와 연결되는 밀착 통로; 및
상기 밀착 통로의 단부에 형성되고, 상기 에어 공급부를 통해 상기 밀착 통로로 에어가 공급되는 경우, 팽창하여 도로 상에 밀착되는 밀착 블록;을 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 알림 장치는,
충격 감지 센서를 포함하여 상기 라바콘에 가해지는 외부 충격을 감지하는 경우, 이상 신호를 발생시키고, 상기 이상 신호를 소정 거리 이내에 위치하는 다른 제1 알림 장치 또는 상기 제2 알림 장치로 전송하고, 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상의 LED를 점멸하되, 상기 이상 신호를 발생시키거나 다른 제1 알림 장치로부터 상기 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸하고,
상기 제2 알림 장치는,
다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상의 LED를 점멸하되, 상기 제1 알림 장치로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 알림 장치는,
원기둥 형태로 형성되어 상기 라바콘의 상부 관통홀에 삽입되는 몸체부; 및
상기 몸체부의 상부에 연장 형성되고, 내부 공간을 갖는 투명한 재질로 형성되는 헤드부;를 포함하고,
상기 몸체부는,
상기 헤드부로 전원을 인가하는 배터리; 및
외주면에 형성되고, 상기 헤드부로의 전원 인가를 온오프하는 스위치;를 포함하고,
상기 헤드부는,
LED부; 및
상기 LED부를 점멸 제어하는 제어부;를 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
앞판 및 뒤판으로 구성되고, 상기 앞판의 중앙에 여밈장치가 형성되는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 라바콘은,
속이 빈 원추체 형태로 형성되는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 라바콘은,
고무재질로 형성되는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 라바콘은,
외주면에 야광판이 부착되는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 라바콘은,
외주면에 반사판이 부착되는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
음이온 원적외선을 방출시키는 기능성 필름으로 구성되는 내피;를 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
필름면을 갖는 내피; 및
상기 내피의 필름면이 접촉되도록 포개고 가장자리가 접합되어 몸체를 구성하는 외피;를 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
내피 및 외피 사이에 내용물을 내장시킬 수 있는 주머니;를 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
철분, 질석, 폴리머, 활성탄 및 물을 배합한 핫팩;을 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
한약재 볼, 실리카 토르마린 볼 및 실리카 은나노 볼 중 적어도 하나 이상을 수평형으로 누빈 다음 부직포로 포장한 물질팩;을 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 작업 조끼는,
세라믹 볼, 게르마늄 볼, 황토 볼 및 참숫 볼 중 적어도 하나 이상을 수평형으로 누빈 다음 부직포로 포장한 물질팩;을 포함하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수납함은,
상기 수납 본체에 설치되는 제3 알림 장치;를 더 포함하고,
상기 제3 알림 장치는,
소정 거리 이내에 설치되는 제1 알림 장치로부터 이상 신호를 수신하고, 다색의 LED 광원을 포함하여 평상시에는 제1 색상의 LED를 점멸하되, 소정 거리 이내에 설치되는 제1 알림 장치로부터 이상 신호를 수신하는 경우, 제2 색상의 LED를 점멸하는, 고속도로 작업구간 침범 알림 시스템.