KR102528174B1 - 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조 - Google Patents

방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR102528174B1
KR102528174B1 KR1020220061849A KR20220061849A KR102528174B1 KR 102528174 B1 KR102528174 B1 KR 102528174B1 KR 1020220061849 A KR1020220061849 A KR 1020220061849A KR 20220061849 A KR20220061849 A KR 20220061849A KR 102528174 B1 KR102528174 B1 KR 102528174B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat transfer
via hole
substrate body
led chip
Prior art date
Application number
KR1020220061849A
Other languages
English (en)
Inventor
곽철원
Original Assignee
주식회사 유환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유환 filed Critical 주식회사 유환
Priority to KR1020220061849A priority Critical patent/KR102528174B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102528174B1 publication Critical patent/KR102528174B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115Via connections; Lands around holes or via connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10106Light emitting diode [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명은, 기판본체(11), 기판본체(11) 상면에 마련되는 회로층(12), 기판본체(11)의 하면에 마련되는 열전달층(13), 상호 간에 일정간격 이격되어 회로층(12)과 전기적으로 연결되며 기판본체(11)의 상측부위에 탑재되는 복수 개의 엘이디 칩(14)이 구비되는 엘이디 등기구용 회로기판(10)의 구조로서, 각 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되는 제1바아홀(21), 제1비아홀(21) 외곽으로 일정거리 떨어져 위치하되 제1비아홀(21)의 단면적보다 작은 단면적을 가지며 각 엘이디칩(14)의 하면 주변부 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되는 적어도 하나 이상의 제2비아홀(23), 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되어 제1, 2비아홀(21, 23) 상호 간을 연결하는 브릿지홀(25)로 이루어지는 비아홀부; 하면부가 열전달층(13)과 연결되며 제1비아홀(21)에 충전되는 금속재질의 제1열전달체(31), 하면부가 열전달층(13)과 연결되며 제2비아홀(23)에 충전되는 금속재질의 제2열전달체(33), 하면부가 열전달층(13)과 연결되며 브릿지홀(25)에 충전되어 제1, 2열전달체(31, 33)를 일체형으로 연결하는 금속재질의 열전달브릿지체(35)로 이루어지는 열전달부;를 포함하는 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조를 제공한다.

Description

방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조{Assembling structure of PCB for LED lighting improving thermal performance}
본 발명은 엘이디 등기구용 회로기판의 구조로서, 더욱 구체적으로는 엘이디 칩의 작동 과정에서 생성된 다음 열전달부로 흡수된 열이 수송 과정에서 저항을 받지 않은 상태로 보다 신속하게 외부로 배출될 수 있음은 물론 엘이디 등기구가 장시간 작동하면서 열팽창 및 열수축이 반복되더라도 열전달부가 기판몸체로부터 분리되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있는 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조에 관한 것이다.
통상적으로 엘이디라 불리는 발광 다이오드는 P-N 반도체 접합체 전류가 인가될 때 전자와 정공이 만나 광을 생성하는 소자로서, 소요되는 전원을 절감할 수 있음은 물론 상대적으로 긴 수명을 보장할 수 있고, 고휘도 및 고출력이 용이하다는 장점이 있어, 가정의 등기구로부터 가로등이나 보안등, 터널등, 작업등과 같이 산업 전반에서 널리 사용되고 있다.
한편, 엘이디는 작동 특성상 밝기는 인가되는 전류값에 비례하기 때문에, 밝기를 증가시켜 고출력의 광을 생성하기 위해서는 엘이디 칩에 고전류를 인가해야 하는데 이럴 경우 그 작동 과정에서 상당한 열이 발생한다. 이로 인해, 엘이디 칩의 통상적인 발광효율은 20 ~ 30%로 상당히 낮고 대부분이 열로 소비되는 문제가 있으며, 작동 과정에서 발생하는 고열로 인해 엘이디의 밝기 성능은 물론 수명에도 큰 영향을 미치고 있다.
이를 위해, 회로기판에 탑재되는 엘이디 칩의 직하방에 비아홀을 형성하여, 엘이디 칩의 작동 과정에서 발생하는 열을 비아홀을 통해 회로기판 하부에 마련되는 히트싱크로 전달하거나, 또는 도 6과 같이 비아홀에 금속튜브(3)를 삽입하는 방식이 제안되었다. 하지만, 비아홀이나 금속튜브(3)를 이용한 방식은 비아홀의 대부분 공간을 채우고 있는 공기 자체가 열전도도가 낮은 열저항물질이기 때문에, 엘이디 칩에서 발생하는 열을 히트싱크로 효과적으로 전달하지 못하는 단점이 있다.
이에 대한 대안으로, 도 7 및 도 8 각각과 같이 비아홀(240, 190) 각각에 금속소재의 열전달매체(300)를 삽입하는 기술들이 제안되고 있다. 이들 각각은 공기보다 열전도도가 높은 구리, 알루미늄, 은 등과 같은 금속 또는 이들을 조합한 복합 재질체를 비아홀에 삽입하거나 충전함으로써, 엘이디 칩(10, 140)에서 생성되는 열을 열전달매체를 통해 히트싱크로 신속하게 전달시킴에 그 기술적 특징이 있다.
도 7과 같이 열전도도가 뛰어난 재질을 취사선택하여 복합 재질체를 제작한 다음 이를 비아홀에 삽입하게 되면, 엘이디 칩의 작동 과정에서 발생하는 열을 히트싱크로 신속하게 전달할 수 있다는 점에서 어느 정도 개선된 방열효과를 기대할 수 있다. 하지만, 이 구성은 복합 재질로 이루어지는 구조체의 제작 자체가 매우 까다로운 문제가 있고, 이로 인해 제조 공정이 복잡해지는 단점이 있다.
게다가, 열전도도가 높은 금속의 경우 열팽창 및 열수축도 상대적으로 높은데, 도 7과 같이 열전도도가 높은 복합 재질체를 비아홀에 긴밀하게 밀착시키지 않고 단순히 삽입하는 구성으로 이루어지게 되면, 엘이디 칩의 장시간 작동 과정에서 발생하는 잦은 열팽창 및 열수축 현상에 의해 복합 재질체가 비아홀로부터 분리되는 문제가 발생할 소지가 있다.
이에 비해, 도 8은 비아홀을 금속으로 단순 충전시키는 구성이라는 점에서 도 7과 같은 문제는 발생하지 않으며, 엘이디 칩과 인접한 부위의 면적을 최대화하고 있다는 점에서 열흡수량을 증대시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 하지만, 비아홀의 경우 통상적으로 펀칭이나 드릴링 작업에 의해서 형성되는데, 이러한 작업을 통해서는 도면과 같이 비아홀의 상, 하부를 일정각도 경사지도록 형성하는 것이 매우 어려운 현실적인 문제가 있다.
또한, 엘이디 칩에서 발생한 열을 흡수한 다음 이를 히트싱크로 전달함에 있어 단위 시간당 열전달량은 비아홀의 단면적에 비례하는데, 이 구성에 있어 엘이디 칩 및 히트싱크 각각과 대향하는 상, 하부 각각의 단면적은 넓으나 열전달 통로에 해당하는 중간부의 단면적은 상대적으로 작다는 점에서, 상부에서 많은 열을 흡수하더라도 중간부에서 열전달이 정체될 수 있다는 점에서 일정한 한계를 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제1545115호 대한민국 등록특허 제155889호 대한민국 등록특허 제0851367호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 엘이디 칩에서 발생하는 열을 최대한 흡수하여 전달할 수 있을 뿐 아니라 엘이디 칩이 장시간 반복 작동하더라도 기판에 충전된 열전달매체가 매우 안정적인 상태를 유지할 수 있는 엘이디 등기구용 회로기판의 구조를 제안함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 기판본체(11), 기판본체(11)의 상면에 마련되는 회로층(12), 기판본체(11)의 하면에 마련되는 열전달층(13), 상호 간에 일정간격 이격되어 회로층(12)과 전기적으로 연결되며 기판본체(11)의 상측부위에 탑재되는 복수 개의 엘이디 칩(14)이 구비되어 히트싱크(15)의 상측에 위치하는 엘이디 등기구용 회로기판(10)의 구조로서, 각 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되는 제1바아홀(21), 제1비아홀(21) 외곽으로 일정거리 떨어져 위치하되 제1비아홀(21)의 단면적보다 작은 단면적을 가지며 각 엘이디칩(14)의 하면 주변부 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되는 적어도 하나 이상의 제2비아홀(23), 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되어 제1, 2비아홀(21, 23) 상호 간을 연결하는 브릿지홀(25)로 이루어지는 비아홀부; 제1비아홀(21)에 충전되는 금속재질로서 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되어 각 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부위를 통해 확산되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)을 통해 히트싱크(15)로 전달하는 제1열전달체(31), 제2비아홀(23)에 충전되는 금속재질로서 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되어 각 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위를 통해 확산되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)을 통해 히트싱크(15)로 전달하는 제2열전달체(33), 브릿지홀(25)에 충전되어 제1, 2열전달체(31, 33) 상호 간을 일체형으로 연결하는 금속재질로서 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되어 각 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위를 통해 확산되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)을 통해 히트싱크(15)로 전달하는 열전달브릿지체(35)로 이루어지는 열전달부;를 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다.
상기 제2비아홀(23)은 제1비아홀(21) 주변부를 따라 일정길이로 연장되는 장공 형상으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제2비아홀(23) 각각은 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개의 제2단위비아홀(231)로 이루어지고, 상기 제2단위비아홀(231) 각각은 제2단위브릿지홀(233)에 의해 상호 연결되며; 상기 제2열전달체(33) 각각은 제2단위비아홀(231) 각각에 충전되는 제2단위열전달체(331) 및 제2단위브릿지홀(233) 각각에 충전되어 제2단위열전달체(331) 상호 간을 일체형으로 연결하는 제2단위열전달브릿지체(333)로; 이루어질 수 있다.
본 발명은 엘이디 칩의 하면 중앙부위를 통해 집중적으로 확산되는 열은 제1열전달체를 통해 수송하고, 엘이디 칩의 하면 모서리부위를 통해 확산되는 부가적인 열은 제2열전달체와 열전달브릿지체를 통해 수송할 수 있도록 구성하여, 엘이디 칩의 작동 과정에서 생성되어 흡수된 열이 수송 과정에서 저항을 받지 않은 상태로 보다 신속하게 외부로 배출될 수 있다는 점에서, 엘이디 등기구의 일정 수준 이상의 성능 및 상대적으로 긴수명을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명은 열전달부를 이루는 제1, 2열전달체 상호 간을 열전달브릿지체로 연결하여 일체형 구조를 구성하되, 열전달부와 기판몸체 상호 간의 접촉 면적을 최대한 확보하여 열전달부와 기판몸체 사이의 밀착력을 증진시킬 수 있다는 점에서, 엘이디 등기구가 장시간 작동하면서 열팽창 및 열수축이 반복되더라도 열전달부가 기판몸체로부터 분리되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예를 보여주는 엘이디 등기구용 회로기판의 개략적인 상면 구성도.
도 2는 도 1에 있어 A-A′라인의 개략적인 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예를 보여주는 엘이디 등기구용 회로기판의 개략적인 상면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 보여주는 엘이디 등기구용 회로기판의 개략적인 상면 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 엘이디 등기구용 회로기판에 있어 개략적인 열전달 구성도.
도 6은 종래 엘이디 등기구용 회로기판의 개략적인 일 구성도.
도 7은 종래 엘이디 등기구용 회로기판의 개략적인 다른 구성도.
도 8은 종래 엘이디 등기구용 회로기판의 개략적인 또 다른 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 엘이디 등기구용 회로기판의 구조로서, 회로기판(10), 회로기판(10)에 형성되는 비아홀부, 비아홀부에 충전되는 열전달부를 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.
회로기판(10)은 도 2와 같이, 기판본체(11), 회로층(12), 열전달층(13)을 포함하여 이루어질 수 있다. 기판본체(11)는 회로기판(10)의 몸체가 되는 부분으로서, 비아홀의 형성 및 열전달체의 충전 용이성 등을 고려하여 결정할 일이나, 관련업계에서 널리 사용하고 있는 통상적인 FR-4 소재로 이루어질 수도 있다.
회로층(12)은 엘이디 칩(14)의 작동제어를 위한 배선용 회로로서, 기판본체(11) 상면에 마련된다. 회로층(12)에는 다양한 리드패턴 등이 포함되며, 등기구에 따라 임의 설계된 형태를 가지며 통상적인 인쇄방식에 의해 기판본체(11)의 상면에 형성된다.
열전달층(13)은 엘이디 칩(14)의 작동 과정에서 발생되는 열을 전달받은 다음 이를 그 하부에 위치하는 히트싱크(15)로 전달하는 부분으로, 일정두께를 가지며 기판본체(11)의 하면에 마련된다. 열전달층(13)은 구리, 알루미늄, 은 등과 같이 열전도도가 높은 소재 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
엘이디 칩(14)는 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개로 이루어져 기판본체(11)의 상측부위에 탑재되며, 엘이디 칩(14) 각각은 회로층(12)과 전기적으로 연결된다. 엘이디 칩(14)은 원판이나 사각판 구조와 같이 통상적인 형상으로 이루어질 수 있다.
히트싱크(15)는 그 상면부위가 열전달층(13)과 밀착되며, 열전달층(13)으로부터 전달되는 열을 외기로 방열한다. 히트싱크(15)는 복수 개의 방열핀을 가지는 통상적인 구조로 이루어질 수 있다.
비아홀부는 열전달부가 충전되는 부분으로, 도 1 및 도 2 각각에 개시된 것과 같이, 회로기판(10)을 관통하는 제1, 2비아홀(21, 23) 및 브릿지홀(25)로 이루어지는 특징이 있다.
제1비아홀(21)은 엘이디 칩(14) 각각의 하면 중앙부의 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성된다. 제1비아홀(21)의 단면적은 도 2와 같이, 탑재되는 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부위를 커버할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
제2비아홀(23)은 제1비아홀(21) 외곽으로 일정거리 떨어져 위치하며, 각 엘이디칩(14)의 하면 주변부의 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성된다. 이때, 제2비아홀(23)의 단면적은 제1비아홀(21)의 단면적보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제2비아홀(23)은 도면과 같이, 제1비아홀(21)의 주변부를 따라 일정간격 이격되어 배치되는 하나 이상의 복수 개로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 열전달량을 최대한으로 확보하면서, 제1비아홀(21)에 충전되는 제1열전달체(31)를 안정적으로 지지하기 위함인데 이는 후술한다.
만일, 회로기판(10)에 탑재되는 엘이디 칩(14)이 사각구조로 이루어지면, 제2비아홀(23)은 90°의 각도만큼 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 제2비아홀(23)에 충전되는 제2열전달체(33)가 엘이디 칩(14)의 모서리부위에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 흡수할 수 있다.
브릿지홀(25)은 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되어, 제1, 2비아홀(21, 23) 상호 간을 연결한다. 이에 따라, 제1, 2비아홀(21, 23) 각각의 공간은 상호 연통된다. 브릿지홀(25)의 폭 및 길이는 제1, 2비아홀(21, 23)의 단면적 크기는 물론 엘이디 칩(14)의 크기를 감안하여 결정할 일이다.
열전달부는 엘이디 칩(14)의 작동 과정에서 생성되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)으로 전달하는 부분으로, 제1, 2열전달체(31, 33) 및 열전달브릿지체(35)로 이루어진다.
제1열전달체(31)는 제1비아홀(21)에 충전되며 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되고, 제2열전달체(33)는 제2비아홀(23)에 충전되며 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되며, 열전달브릿지체(35)는 브릿지홀(25)에 충전되며 그 하면부가 열전달층(13)과 연결된다. 이에 따라, 제1, 2열전달체(31, 33) 각각은 열전달브릿지체(35)에 의해 일체형 구조를 이루며 연결된다.
제1, 2열전달체(31, 33) 및 열전달브릿지체(35) 각각은 구리, 알루미늄, 은 등과 같이 열전도도가 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 회로기판(10)의 열전달층(13)과 동일한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1, 2열전달체(31, 33) 및 열전달브릿지체(35) 각각은 관련업계에서 널리 사용되고 있는 전기도금 등가 같은 통상적인 방식 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 열전달 과정을 도 5를 참조하여 개략적으로 살펴본다.
제어신호에 따라 엘이디 칩(14)이 작동하면, 엘이디 칩(14)에서 생성되는 에너지 중에서 일부는 광으로 변환되며, 나머지 대부분의 에너지는 열로 변환되어 도면의 화살표와 같이 엘이디(14)의 하면을 포함하여 그 주변부로 확산된다.
이 중에서, 엘이디 칩(14)의 하면을 통해 확산되는 열의 대부분은 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부위에 집중되며, 이러한 하면의 중앙부위를 통해 집중적으로 확산되는 열은 제1열전달체(31)의 상면부위를 통해 흡수된 다음 이동하여 회로기판(10)의 열전달층(13) 및 히트싱크(15)를 거쳐 외기로 방열된다.
그리고, 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위에서 확산되는 열은 제2열전달체(33) 각각의 상면부위 및 열전달브릿지체(35) 각각의 상면부위를 통해 부가적으로 흡수된 다음 이동하여 회로기판(10)의 열전달층(13) 및 히트싱크(15)를 거쳐 외기로 방열된다.
즉, 본 발명은 도 6 내지 8 각각에 개시되어 있는 종래 기술과 달리, 열을 흡수할 수 있는 단면적으로 최대한 확보하여, 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부위를 통해 집중되면서 확산되는 열은 제1열전달체(31)를 통해 수송하고, 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위를 통해 확산되는 열은 제2열전달체(33) 및 열전달브릿지체(35)를 통해 부가적으로 수송할 수 있도록 구성함으로써, 엘이디 칩(14)의 작동 과정에서 생성되는 열을 보다 신속하게 외부로 배출시키는 것이 가능하다.
특히, 본 발명은 엘이디 칩(14)과 대향하는 열의 흡수 단면적과 열전달층(13) 또는 히트싱크(15)와 대향하는 열의 배출 단면적이 동일하다는 점에서, 흡수된 열이 이동하는 과정에서 단면적의 축소에 따라 열 저항 현상이 발생하지 않는다는 점에서 도 8에 비해 보다 효율적인 열 수송이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 있어 제2열전달체(33) 및 열전달브릿지체(35) 각각은 부가적으로 열을 수송할 수 있는 통로로 기능할 수 있음은 물론, 제1열전달체(31)와 일체화된 상태로 각각의 외면부위가 기판몸체(11)와 긴밀하게 밀착된다는 점에서, 엘이디 등기구가 장시간 작동하면서 열팽창 및 열수축이 반복되더라도 기판몸체(11)와의 결합력을 유지할 수 있어, 열전달부가 기판몸체(11)로부터 분리되는 현상을 원천적으로 방지하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명은 제2비아홀(23)을 형성함에 있어 도 3에 개시된 것과 같이, 제2비아홀(23)이 제1비아홀(21) 주변부를 따라 일정길이로 연장되는 장공 형상으로 이루어지는 경우를 제안한다. 도면에는 타원 형상의 장공이 개시되어 있으나, 그 구체적인 형상은 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
제2비아홀(23)이 장공 형상을 가지게 되면, 제2비아홀(23)에 충전되는 제2열전달체(33) 역시 장공의 형상을 가지게 되기 때문에, 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위에서 생성되는 열을 보다 많이 흡수하는 것이 가능하다. 또한, 장공의 특성상 기판몸체(11)와의 밀착 범위가 넓어지기 때문에 기판몸체(11)와의 밀착력이 더욱 증진될 수 있음은 물론이다.
제2비아홀(23)이 장공 형상을 가지는 경우, 본 발명은 도 4와 같이, 제2비아홀(23)이 제2단위비아홀(231) 및 제2단위브릿지홀(233)로 이루어지는 경우를 배제하지 않는다.
이때, 제2단위비아홀(231)은 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개로 이루어지고, 제2단위브릿지홀(233)은 인접한 제2단위비아홀(231) 각각을 상호 연결한다. 이에 따라, 인접한 제2단위비아홀(231)은 제2단위브릿지홀(233)에 의해 상호 공간적으로 연통된다.
이에 따라, 제2열전달체(33) 각각은 제2단위비아홀(231) 각각에 충전되는 제2단위열전달체(331), 그리고 제2단위브릿지홀(233) 각각에 충전되는 제2단위열전달브릿지체(333)로 이루어진다. 제2단위열전달브릿지체(333)에 의해 제2단위열전달체(331) 상호 간은 일체형 구조를 이루며 연결된다.
이럴 경우, 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위에서 생성되는 열의 흡수 단면적은 도 3에 개시된 실시예와 대동 소이하게 되나, 제2단위열전달체(331) 각각이 제2단위열전달브릿지체(333)에 의해 상호 일체형 구조를 이룰 수 있다는 점에서, 기판몸체(11)와의 밀착력은 더욱 증진될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
10 : 회로기판 11 : 기판본체
12 : 회로동박층 13 : 열전달동막층
14 : 엘이디 칩 15 : 히트싱크
21 : 제1비아홀 23 : 제2비아홀
231 : 제1단위비아홀 233 : 제2단위브릿지홀
25 : 브릿지홀 31 : 제1열전달체
33 : 제2열전달체 331 : 제2단위열전달체
333 : 제2단위열전달브릿지체 35 : 열전달브릿지체

Claims (3)

  1. 기판본체(11), 기판본체(11)의 상면에 마련되는 회로층(12), 기판본체(11)의 하면에 마련되는 열전달층(13), 상호 간에 일정간격 이격되어 회로층(12)과 전기적으로 연결되며 기판본체(11)의 상측부위에 탑재되는 복수 개의 엘이디 칩(14)이 구비되어 히트싱크(15)의 상측에 위치하는 엘이디 등기구용 회로기판(10)의 구조로서,
    각 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되는 제1바아홀(21), 제1비아홀(21) 외곽으로 일정거리 떨어져 위치하되 제1비아홀(21)의 단면적보다 작은 단면적을 가지며 각 엘이디칩(14)의 하면 주변부 직하방에서 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되는 적어도 하나 이상의 제2비아홀(23), 기판본체(11)를 수직으로 관통하며 형성되어 제1, 2비아홀(21, 23) 상호 간을 연결하는 브릿지홀(25)로 이루어지는 비아홀부;
    제1비아홀(21)에 충전되는 금속재질로서 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되어 각 엘이디 칩(14)의 하면 중앙부위를 통해 확산되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)을 통해 히트싱크(15)로 전달하는 제1열전달체(31), 제2비아홀(23)에 충전되는 금속재질로서 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되어 각 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위를 통해 확산되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)을 통해 히트싱크(15)로 전달하는 제2열전달체(33), 브릿지홀(25)에 충전되어 제1, 2열전달체(31, 33) 상호 간을 일체형으로 연결하는 금속재질로서 그 하면부가 열전달층(13)과 연결되어 각 엘이디 칩(14)의 하면 모서리부위를 통해 확산되는 열을 흡수하고 이를 열전달층(13)을 통해 히트싱크(15)로 전달하는 열전달브릿지체(35)로 이루어지는 열전달부;를 포함하는 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2비아홀(23)은 제1비아홀(21) 주변부를 따라 일정길이로 연장되는 장공 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2비아홀(23) 각각은 상호 간에 일정간격 이격되는 복수 개의 제2단위비아홀(231)로 이루어지고, 상기 제2단위비아홀(231) 각각은 제2단위브릿지홀(233)에 의해 상호 연결되며; 상기 제2열전달체(33) 각각은 제2단위비아홀(231) 각각에 충전되는 제2단위열전달체(331) 및 제2단위브릿지홀(233) 각각에 충전되어 제2단위열전달체(331) 상호 간을 일체형으로 연결하는 제2단위열전달브릿지체(333)로; 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조.
KR1020220061849A 2022-05-20 2022-05-20 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조 KR102528174B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061849A KR102528174B1 (ko) 2022-05-20 2022-05-20 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061849A KR102528174B1 (ko) 2022-05-20 2022-05-20 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102528174B1 true KR102528174B1 (ko) 2023-05-03

Family

ID=86380193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220061849A KR102528174B1 (ko) 2022-05-20 2022-05-20 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102528174B1 (ko)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0155889B1 (ko) 1995-09-27 1998-12-01 김광호 집광 반사면의 부식 방지판이 구비된 확산로의 점화장치
KR100851367B1 (ko) 2006-12-27 2008-08-08 서울반도체 주식회사 발광 다이오드
KR20100050074A (ko) * 2008-11-05 2010-05-13 (주)디디쏠라테크 나노 분말을 이용한 방열장치
KR20100133286A (ko) * 2009-06-11 2010-12-21 (주) 지오멘토 방열구조를 구비한 엘이디 조명기구
KR20120063453A (ko) * 2010-12-07 2012-06-15 이형곤 메탈회로기판과 발광모듈 및 발광장치
KR101276326B1 (ko) * 2013-01-16 2013-06-18 주식회사 한동테크 비아홀을 갖는 인쇄회로기판, 이를 구비한 엘이디 모듈 및 led 조명장치
KR101545115B1 (ko) 2015-04-29 2015-08-17 (주)코리아반도체조명 방열기능을 개선 시킨 엘이디 조명용 인쇄회로기판
KR101579610B1 (ko) * 2015-06-19 2015-12-22 주식회사 비츠로 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판
JP2017055045A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 株式会社東芝 半導体発光装置
KR20200007299A (ko) * 2018-07-12 2020-01-22 주식회사 금호에이치티 Led 발열 개선 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
KR20200064928A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 엘이디라이텍(주) 엘이디 조명 모듈
KR20210135793A (ko) * 2020-05-06 2021-11-16 주식회사 대성일렉트로닉스 고효율 led장치의 방열을 위한 pcb 기판
KR20220026807A (ko) * 2020-08-26 2022-03-07 오태헌 Pcb 방열구조를 갖는 ac 직결형 led 모듈

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0155889B1 (ko) 1995-09-27 1998-12-01 김광호 집광 반사면의 부식 방지판이 구비된 확산로의 점화장치
KR100851367B1 (ko) 2006-12-27 2008-08-08 서울반도체 주식회사 발광 다이오드
KR20100050074A (ko) * 2008-11-05 2010-05-13 (주)디디쏠라테크 나노 분말을 이용한 방열장치
KR20100133286A (ko) * 2009-06-11 2010-12-21 (주) 지오멘토 방열구조를 구비한 엘이디 조명기구
KR20120063453A (ko) * 2010-12-07 2012-06-15 이형곤 메탈회로기판과 발광모듈 및 발광장치
KR101276326B1 (ko) * 2013-01-16 2013-06-18 주식회사 한동테크 비아홀을 갖는 인쇄회로기판, 이를 구비한 엘이디 모듈 및 led 조명장치
KR101545115B1 (ko) 2015-04-29 2015-08-17 (주)코리아반도체조명 방열기능을 개선 시킨 엘이디 조명용 인쇄회로기판
KR101579610B1 (ko) * 2015-06-19 2015-12-22 주식회사 비츠로 열전도 파이프를 이용한 방열 엘이디 기판
JP2017055045A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 株式会社東芝 半導体発光装置
KR20200007299A (ko) * 2018-07-12 2020-01-22 주식회사 금호에이치티 Led 발열 개선 인쇄회로기판 및 그 제조 방법
KR20200064928A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 엘이디라이텍(주) 엘이디 조명 모듈
KR20210135793A (ko) * 2020-05-06 2021-11-16 주식회사 대성일렉트로닉스 고효율 led장치의 방열을 위한 pcb 기판
KR20220026807A (ko) * 2020-08-26 2022-03-07 오태헌 Pcb 방열구조를 갖는 ac 직결형 led 모듈

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7025651B2 (en) Light emitting diode, light emitting device using the same, and fabrication processes therefor
JPH11298048A (ja) Led実装基板
EP2192346A2 (en) LED heat dissipation structure
US9349930B2 (en) LED module and lighting assembly
JP2010045030A (ja) 発光ダイオード照明装置
KR100990331B1 (ko) Fr4 pcb를 이용한 고출력 led 방열 구조
JP2006351351A (ja) 光源装置
KR100990518B1 (ko) 대류현상을 이용한 led 램프의 방열구조
KR100851367B1 (ko) 발광 다이오드
JP4096927B2 (ja) Led照明光源
KR101464318B1 (ko) 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등
KR100940884B1 (ko) Led 램프의 방열구조
KR101276326B1 (ko) 비아홀을 갖는 인쇄회로기판, 이를 구비한 엘이디 모듈 및 led 조명장치
KR102528174B1 (ko) 방열효과가 개선된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조
KR101126548B1 (ko) 열전달 비아홀 및 열전박막을 가지는 방열기판 및 이에 대한 제조방법
KR102528172B1 (ko) 열수송 능력이 향상된 엘이디 등기구용 회로기판의 구조
KR100889603B1 (ko) 방열 기능이 향상된 조명용 발광 다이오드 모듈
KR100690314B1 (ko) 전자부품 패키지
KR200463779Y1 (ko) 경량 led 등기구
KR101596893B1 (ko) 방열 led 마운트 및 램프
US20050173723A1 (en) Light-emitting diode structure and a method for manufacturing the light-emitting diode
US20060139935A1 (en) Cooling device for light emitting diode lamp
KR20060115055A (ko) 조명용 led모듈
KR101188350B1 (ko) 히트 스프레더를 이용한 엘이디 조명
KR102063615B1 (ko) 공랭식 히트싱크를 갖는 가로등 조명 기구

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant