KR102522041B1 - Mid 기술을 적용한 자동차 led 램프 - Google Patents

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mid technology
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김용관
강석민
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Abstract

본 발명은 하우징의 수용부 내부에서 발생하는 열을 잘 방열할 수 있는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프에 관한 것으로서, 사출성형된 하우징(10)과, 하우징(10)의 수용부(11)에 배치되는 LED 모듈(20)과, 하우징(10)의 표면에 형성되는 표면 전극(30)과, 하우징(10)의 수용부(11)에 결합되어 LED 모듈(20)을 커버하는 확산 커버(40)를 포함하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프에 있어서, 상기 하우징(10)은 LED 모듈(20)을 수용할 수 있도록 컵 형상으로 형성된 수용부(11)와, 수용부(11)의 하부에 일체로 형성되는 소켓 체결부(12)로 구성되고, 수용부(11)의 둘레에 복수개의 방열홈(131)과 복수개의 방열 리브(132)가 교대로 배치되는 히트싱크(13)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프{AUTOMOTIVE LED LAMP USING MID TECHNOLOGY}
본 발명은 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징의 수용부 둘레에 복수개의 방열홈과 복수개의 방열 리브가 교대로 배치되는 히트싱크가 형성됨으로써, 수용부의 내부에서 발생하는 열을 잘 방열할 수 있는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1740589호(2017년 5월 22일, 등록)에 "MID 기술을 적용한 LED 램프"가 소개되어 있다.
상기 MID 기술을 적용한 LED 램프는 내측으로 돌출되는 광원 안착면을 갖는 광원 수용부와, 상기 광원 수용부의 하측으로 연장되는 체결 리브를 갖는 소켓 체결부로 이루어지는 하우징; 상기 하우징의 광원 안착면 표면에 형성되어 광원이 실장되는 한 쌍의 광원 실장 패드; 상기 하우징의 체결 리브 표면에 형성되어 소켓 전극에 접속되는 한 쌍의 소켓 접속 패드; 상기 하우징의 표면을 따라 상기 광원 실장 패드와 상기 소켓 접속 패드를 연결하는 한 쌍의 트레이스; 및 상기 광원 안착면의 광원 패드에 안착되는 광원부를 포함한다
그러나, 상기 MID 기술을 적용한 LED 램프는 하우징의 내부에서 발생하는 열을 더 잘 배출할 수 있는 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 하우징의 수용부 둘레에 복수개의 방열홈과 복수개의 방열 리브가 교대로 배치되는 히트싱크가 형성됨으로써, 하우징의 수용부 내부에서 발생하는 열을 잘 방열할 수 있어, 열에 의해 LED 모듈이 소손되는 것을 방지할 수 있는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하우징의 내부에서 발생하는 열을 더 잘 방열할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프의 일례는,
사출성형된 하우징과, 하우징의 수용부에 배치되는 LED 모듈과, 하우징의 표면에 형성되는 표면 전극과, 하우징의 수용부에 결합되어 LED 모듈을 커버하는 확산 커버를 포함하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프에 있어서,
상기 하우징은 LED 모듈을 수용할 수 있도록 컵 형상으로 형성된 수용부와, 수용부의 하부에 일체로 형성되는 소켓 체결부로 구성되고, 수용부의 둘레에 복수개의 방열홈과 복수개의 방열 리브가 교대로 배치되는 히트싱크가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 방열 리브는 레이저 직접 구조화(LDS : Laser Direct Structuring) 방법 및 무전해 도금 방법으로 표면에 알루미늄 방열층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 대안으로, 상기 방열 리브는 알루미늄 소재로 형성되며, 하우징을 사출 성형할 때, 인서트 방식으로 삽입되어, 하우징과 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 수용부는 바닥면의 중앙에 중공홈이 형성되고, 내부에 반원 형상으로 형성된 2개의 받침부가 서로 마주보게 형성되고, 한 쌍의 받침부의 상부면에 표면 전극의 제 1 접속 단자부가 각각 실장되고, 제 1 접속 단자부에 LED 모듈의 PCB가 전도성 접착제 또는 전도성 테이프에 의해 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 저내열성의 PC(Polycarbonate) 또는 PC(Polycarbonate)와 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)를 혼합한 혼합물 계열의 수지를 이용하여 사출성형되는 것을 특징으로 한다.
상기 전도성 접착제는 산화 그래핀이 접착제 총 중량에 대해 8~15중량%가 포함되는 것을 특징으로 한다.
다른 대안으로, 상기 하우징은 고내열성의 폴리아미드(Polyamide ; PA), 폴리페닐린설파이드(Poly-Phenylenesulifide ; PPS), 또는 액정폴리머(Liquid Crystal Polymer ; LCP) 중 어느 하나를 이용하여 사출성형되는 것을 특징으로 한다.
상기 수용부는 둘레부에 한 쌍의 체결구멍이 형성되어, 한 쌍의 체결구멍이 받침부 사이에서 중공홈을 중심으로 서로 마주보게 배치되고, 체결구멍에 확산 커버의 후크부가 체결되어, 확산 커버가 LED 모듈을 커버할 수 있도록 둘레부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
다른 대안으로, 상기 수용부는 초음파 융착에 의해 둘레부의 상부면에 확산 커버의 원통부 하단이 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 표면 전극은 한 쌍이 서로 마주보게 배치되고, 수용부의 받침부에 형성되는 제 1 접속 단자부와, 하우징의 소켓 체결부의 표면에 형성되는 제 2 접속 단자부가 형성되고, 제 1 접속 단자부와 제 2 접속 단자부가 연결부에 의해 연결되고,
상기 제 1 접속 단자부는 넓은 반원판 형상으로 형성되어, PCB와의 접촉면적을 최대로 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 확산 커버는 하부가 개방된 중공의 반구 또는 원통 형상으로 형성되고, 표면에 타원형 또는 다각형 등의 미세패턴이 형성되고, 육안으로 식별하기 어려운 다공성의 미세구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프는 방열 구조를 개선함으로써, 발열로 인한 LED의 발광효율 저하 및 수명 저하 현상을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프를 도시한 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프를 하부에서 상부로 바라본 저면 사시도
도 4는 표면 전극을 도시한 사시도
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프는 대한민국 특허 제10-1740589호의 "MID 기술을 적용한 LED 램프"를 개선한 것이다.
일반적으로, MID(Molded Interconnection Device) 기술은 플라스틱 사출물의 표면 또는 내측에 패턴을 생성하여 회로를 구현하는 기술로서, 3차원의 전기 부품을 만드는 것이 가능하다. 최근에는 MID 기술을 이용하여 입체 구조의 사출물에 직접 회로를 형성한 다양한 용도의 플라스틱 성형품이 소개되고 있으며, 플라스틱 사출품에 도전성 패턴을 부여하는 방법으로는 Laser Direct Structuring(LDS), Laser Masking(LDAT/Modat), Physical Vapor Deposition(PVD) 등의 공정으로 사출품 표면에 금속화가 가능한 패턴을 형성한 후, 무전해 또는 전해 도금을 이용하여 박막의 도전성 회로를 형성한다. 본 발명은 LDS 방법을 적용하여 표면 전극 및 방열 리브의 표면에 알루미늄 방열층을 형성하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프는 사출성형된 하우징(10)과, 하우징(10)의 수용부(11)에 배치되는 LED 모듈(20)과, 하우징(10)의 표면에 형성되는 표면 전극(30)과, 하우징(10)의 수용부(11)에 결합되어 LED 모듈(20)을 커버하는 확산 커버(40)를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 하우징(10)은 LED 모듈(20)을 수용할 수 있도록 컵 형상으로 형성된 수용부(11)와, 수용부(11)의 하부에 일체로 형성되는 소켓 체결부(12)로 구성되고, 수용부(11)의 둘레에 복수개의 방열홈(131)과 복수개의 방열 리브(132)가 교대로 배치되는 히트싱크(13)가 형성된다.
상기와 같이 수용부(11)의 둘레에 방열홈(131)과 방열 리브(132)가 교대로 배열됨으로써, 방열을 위한 표면적이 넓어져, 방열 효율이 향상되고, 수용부(11)의 내부에서 발생하는 열을 잘 방열할 수 있어, LED 모듈(20)이 소손되는 것을 방지하라 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 방열 리브(132)는 레이저 직접 구조화(LDS : Laser Direct Structuring) 방법 및 무전해 도금 방법으로 표면에 알루미늄 방열층이 형성된다.
즉, 방열 리브(132)의 표면에 레이저를 조사하고, 레이저가 조사된 하우징을 도금액에 침지하면, 레이저가 조사되었던 전도성 영역을 시드(seed)로 하여 도금층(알루미늄 방열층)이 형성된다.
다른 대안으로, 상기 방열 리브(132)는 알루미늄 소재로 형성되며, 하우징을 사출 성형할 때, 인서트 방식으로 삽입되어, 하우징(10)과 일체로 형성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 열전도율이 좋은 알루미늄 방열층이 방열 리브(132)의 표면에 형성되거나, 방열 리브(132)가 알루미늄 소재로 형성됨으로써, 하우징(10)의 수용부(11) 내에서 발생하는 열을 외부로 더 잘 방열할 수 있고, 방열 효율을 더 높일 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 하우징(10)의 수용부(11)는 바닥면(111)의 중앙에 중공홈(112)이 형성되고, 내부에 반원 형상으로 형성된 한 쌍의 받침부(113)가 서로 마주보게 형성되고, 한 쌍의 받침부(113)의 상부면에 표면 전극(30)의 제 1 접속 단자부(31)가 각각 실장되고, 제 1 접속 단자부(31)에 LED 모듈(20)의 PCB(21)가 전도성 접착제(도시하지 않음) 또는 전도성 테이프(도시하지 않음)에 의해 접합된다.
이것에 의해, 상기 하우징(10)은 저내열성의 PC(Polycarbonate) 또는 PC(Polycarbonate)와 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)를 혼합한 혼합물 계열의 수지를 이용하여 사출성형할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 MID 기술 및 무전해 도금 방법을 이용하여 수용부(11)의 내부에 형성된 받침부(113)의 상부면에 표면 전극(30)의 제 1 접속 단자부(31)를 형성할 수 있으며, 제 1 접속 단자부(31)에 LED 모듈(20)의 PCB(21)가 전도성 접착제 또는 전도성 테이프에 의해 접합됨으로써, 고내열성 수지에 비해 상대적으로 저렴한 저내열성의 PC 또는 PC와 ABS를 혼합한 혼합물 계열의 수지를 이용하여 하우징(10)을 성형할 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
상기 전도성 접착제는 산화 그래핀(그래핀이 산화된 화합물)이 접착제 총 중량에 대해 8~15중량%가 포함된다.
상기 산화 그래핀이 8중량% 미만이면 전기전도성이 저하되며, 15중량% 초과이면 점도가 높아져서 균일한 접착제층을 얻을 수 없다.
상기 산화 그래핀은 전기전도성이 높고 전류 저항이 낮아 안정적으로 전류가 흐를 수 있어, 최대 발열온도를 제한하게 됨으로써, 표면 전극(30)의 제 1 접속 단자부(31)에 LED 모듈(20)의 PCB(21)의 접촉면에서 고열이 발생하여 PCB(21)가 소손되는 것을 방지한다.
이와 별도로, 본 발명에 있어서, 상기 하우징(10)은 고내열성의 폴리아미드(Polyamide ; PA), 폴리페닐린설파이드(Poly-Phenylenesulifide ; PPS), 또는 액정폴리머(Liquid Crystal Polymer ; LCP) 중 어느 하나를 이용하여 사출성형될 수 있다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 또한, 상기 수용부(11)는 둘레부(115)에 한 쌍의 체결구멍(116)이 형성되어, 한 쌍의 체결구멍(116)이 받침부(113) 사이에서 중공홈(112)을 중심으로 서로 마주보게 배치되고, 체결구멍(116)에 확산 커버(40)의 후크부(41)가 체결되어, 확산 커버(40)가 LED 모듈(20)을 커버할 수 있도록 둘레부(115)에 결합된다.
다른 대안으로, 상기 수용부(11)는 초음파 융착에 의해 둘레부(115)의 상부면에 확산 커버(40)의 원통부 하단이 접합된다.
상기 LED 모듈(20)은 PCB(21)에 복수개의 LED 패키지(22)가 실장된다.
상기 LED 패키지(22)는 다수의 LED 소자로 구성된다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 표면 전극(30)은 한 쌍이 서로 마주보게 배치되고, 수용부(11)의 받침부(113)에 형성되는 제 1 접속 단자부(31)와, 하우징(10)의 소켓 체결부(12)의 표면에 형성되는 제 2 접속 단자부(32)가 형성되고, 제 1 접속 단자부(31)와 제 2 접속 단자부(32)가 연결부(33)에 의해 연결된다.
상기 표면전극(30)은 위에서 언급한 것처럼, MID(Molded Interconnection Device) 기술을 이용하여 하우징(10)의 표면에 형성된다.
상기 표면 전극(30)은 램프 소켓(도시하지 않음)에 접속된 제 2 접속 단자부(32)로부터 전원을 입력받아 제 1 접속 단자부(31)를 통해 LED 모듈(20)로 전원을 공급한다.
상기 제 1 접속 단자부(31)는 넓은 반원판 형상으로 형성되어, PCB(21)와의 접촉면적을 최대로 확보할 수 있음으로써, 접촉불량으로 인한 발열 현상을 방지할 수 있고, 넓은 면적으로 인해 높은 방열 특성을 갖는다.
상기 확산 커버(40)는 LED 모듈(20)에서 발산되는 빛을 넓게 확산하기 위한 것으로, 하부가 개방된 중공의 반구 또는 원통 형상으로 형성되고, 표면에 타원형 또는 다각형 등의 미세패턴(도시하지 않음)이 형성되어, 빛산란을 통해 빛을 확산 및 분산시킨다.
또한, 상기 확산 커버(40)는 육안으로 식별하기 어려운 다공성의 미세구멍이 형성된다. 상기 미세구멍은 공기가 통할 수 있어, 확산 커버(40) 내부의 열을 외부로 방출할 수 있게 한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프는 방열 구조를 개선함으로써, 발열로 인한 LED의 발광효율 저하 및 수명 저하 현상이 개선된다.
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 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 하우징 11 : 수용부
12 : 소켓 체결부 20 : LED 모듈
30 : 표면 전극 40 : 확산 커버

Claims (11)

  1. 사출성형된 하우징(10)과, 하우징(10)의 수용부(11)에 배치되는 LED 모듈(20)과, 하우징(10)의 표면에 형성되는 표면 전극(30)과, 하우징(10)의 수용부(11)에 결합되어 LED 모듈(20)을 커버하는 확산 커버(40)를 포함하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프에 있어서,
    상기 하우징(10)은 LED 모듈(20)을 수용할 수 있도록 컵 형상으로 형성된 수용부(11)와, 수용부(11)의 하부에 일체로 형성되는 소켓 체결부(12)로 구성되고, 수용부(11)의 둘레에 복수개의 방열홈(131)과 복수개의 방열 리브(132)가 교대로 배치되는 히트싱크(13)가 형성되고,
    상기 하우징(10)의 수용부(11)는 바닥면(111)의 중앙에 중공홈(112)이 형성되고, 내부에 반원 형상으로 형성된 한 쌍의 받침부(113)가 서로 마주보게 형성되고, 한 쌍의 받침부(113)의 상부면에 표면 전극(30)의 제 1 접속 단자부(31)가 각각 실장되고, 제 1 접속 단자부(31)에 LED 모듈(20)의 PCB(21)가 전도성 접착제에 의해 접합되며,
    상기 전도성 접착제는 산화 그래핀이 접착제 총 중량에 대해 8~15중량%가 포함되는 것을 특징으로 하고,
    상기 수용부(11)는 둘레부(115)에 한 쌍의 체결구멍(116)이 형성되어, 한 쌍의 체결구멍(116)이 받침부(113) 사이에서 중공홈(112)을 중심으로 서로 마주보게 배치되고, 체결구멍(116)에 확산 커버(40)의 후크부(41)가 체결되어, 확산 커버(40)가 LED 모듈(20)을 커버할 수 있도록 둘레부(115)에 결합되고,
    상기 표면 전극(30)은 한 쌍이 서로 마주보게 배치되고, 수용부(11)의 받침부(113)에 형성되는 제 1 접속 단자부(31)와, 하우징(10)의 소켓 체결부(12)의 표면에 형성되는 제 2 접속 단자부(32)가 형성되고, 제 1 접속 단자부(31)와 제 2 접속 단자부(32)가 연결부(33)에 의해 연결되고, 상기 제 1 접속 단자부(31)는 넓은 반원판 형상으로 형성되어, PCB(21)와의 접촉면적을 최대로 확보할 수 있는 것을 특징으로 하며,
    상기 확산 커버(40)는 하부가 개방된 중공의 반구 또는 원통 형상으로 형성되고, 표면에 타원형 또는 다각형의 미세패턴이 형성됨과 동시에, 표면에 다공성의 미세구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 리브(132)는 레이저 직접 구조화(LDS : Laser Direct Structuring) 방법 및 무전해 도금 방법으로 표면에 알루미늄 방열층이 형성되는 것을 특징으로 하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 리브(132)는 알루미늄 소재로 형성되며, 하우징을 사출 성형할 때, 인서트 방식으로 삽입되어, 하우징(10)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(10)은 저내열성의 PC(Polycarbonate) 또는 PC(Polycarbonate)와 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)를 혼합한 혼합물 계열의 수지를 이용하여 사출성형되는 것을 특징으로 하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(10)은 고내열성의 폴리아미드(Polyamide ; PA), 폴리페닐린설파이드(Poly-Phenylenesulifide ; PPS), 또는 액정폴리머(Liquid Crystal Polymer ; LCP) 중 어느 하나를 이용하여 사출성형되는 것을 특징으로 하는 MID 기술을 적용한 자동차 LED 램프.
  8. 삭제
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  10. 삭제
  11. 삭제
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