KR200413181Y1 - 간판용 ｌｅｄ 모듈 스트링 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도형이나 문자형 간판의 배후조명(backlight)에 사용하도록 특정 도형이나 문자의 형태로 되어 있는 간판 채널 내부에 다수개가 하나의 회로를 형성하면서 연결되어 발광하도록 되어 있는 간판용 LED 모듈 스트링 및 이 LED 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 고안의 간판용 LED 모듈 스트링은 간판의 채널 바닥면에 부착되는 복수의 LED 모듈(7)과, 상기 LED 모듈(7) 각각의 케이스(11)에 이동 가능하게 관통 삽입되어 상기 LED 모듈(7) 각각의 PCB(13)에 전기적으로 연결되도록 길게 이어진 하나의 전선(9)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 간판용 LED 모듈 스트링 제조방법은 PCB(13) 위에 하나 이상의 LED램프(15)를 실장하는 단계(S01); 상기 PCB(13)를 케이스(11) 안에 장착하는 단계(S02); 상기 케이스(11) 복수개를 관통공(19)을 통해 전선(9)에 순차적으로 끼우는 단계(S03); 및 상기 PCB(13)의 접속단자판(27) 위에 놓이는 상기 전선(9)의 피복을 제거하고 노출된 전선심(10)을 상기 접속단자판(27)에 납땜 연결하는 단계(S04);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안에 의하면, 전선을 절단하지 않고 한 줄로 유지하므로 LED 모듈간의 간격을 자유롭게 조정할 수 있고, 전선과 PCB의 납땜 연결을 보다 확고하게 유지할 수 있으며, 전선과 PCB의 납땜 작업과 관련된 작업 효율성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

LED 모듈, 스트링, 간판, 채널, 조명

Description

간판용 ＬＥＤ 모듈 스트링 및 그 제조방법{LED module string for a signboard and producing method thereof}

도 1은 종래의 간판용 채널과 이 채널에 설치된 LED 모듈 스프링을 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 LED 모듈의 사시도.

도 3은 도 2의 분해 사시도.

도 4는 도 2 및 3에 도시된 PCB의 배면을 도시한 평면도.

도 5는 본 고안에 따른 LED 모듈 스트링의 일부를 도시한 사시도.

도 6은 도 5에 도시된 LED 모듈에서 몰딩재를 제거한 사시도.

도 7은 도 5에 도시된 LED 모듈의 분해 사시도.

도 8은 도 6 및 7에 도시된 케이스의 평면도.

도 9는 도 8의 측면도.

도 10은 도 8의 정면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

5 : LED 모듈 스트링 7 : LED 모듈

9 : 전선 11 : 케이스

13 : PCB 15 : LED램프

19 : 관통공 23 : 받침대

25 : 나사체결부 27 : 접속단자판

31 : 분리대 33 : 몰딩재

71 ; 로터 75 : 돌출캠

본 고안은 간판용 LED 모듈 스트링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도형이나 문자형 간판의 배후조명(backlight)에 사용하도록 특정 도형이나 문자의 형태로 되어 있는 간판 채널 내부에 다수개가 하나의 회로를 형성하면서 연결되어 발광하도록 되어 있는 간판용 LED 모듈 스트링 및 이 LED 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 간판이란 회사나 가게 등의 영업장소나 영업내용이 영업대상인 소비자의 주의를 쉽게 끌 수 있도록 하기 위해 설치하는 표시물로서, 설치장소, 내부구조, 광고내용에 따라 다양한 종류가 존재하고 있으며, 영업환경이 더욱 복잡하고 치열해짐에 따라 날로 다양화되고 있다. 따라서, 간판은 차별화된 식별성 또는 시인성을 그 근간으로 하는 바, 야간에도 소비자가 쉽게 그 내용을 인식할 수 있도록 하는 조명장치는 필수적인 요소이다.

이러한 간판의 조명장치는 크게 외부조명장치와 내부조명장치로 대별되며, 내부 조명장치로서 지금까지 사용되어 온 대표적인 예로는 형광등, 네온등 등을 들 수 있다.

그런데, 형광등이나 네온등을 배후조명으로 사용하는 위와 같은 내부 조명간판은 형광등이나 네온등의 수명이 비교적 짧기 때문에 수리 주기가 짧아 이에 따른 경제적, 시간적 손실이 작지 않으며, 비교적 전력 소비량이 크기 때문에 유지비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 최근에 개발된 것이 LED를 배후조명으로 이용하는 내부 조명간판이다. 이 간판의 대표적인 예로서 국내 특허출원 제10-2003-0021010호에 개시된 "엘이디를 이용한 간판용 조명장치"가 적용된 간판을 들 수 있는 바, 이 간판은 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 특정 형상을 갖도록 제작된 채널(103)과 이 채널(103)의 내부에 장착되는 조명장치 즉, LED 모듈 스트링(105)으로 구성된다.

여기에서, 채널(103)은 위쪽으로 개방된 일종의 홈통으로서, 도 1에 도시된 것처럼 예컨대, 영문 알파벳 W자와 같은 절곡된 평면 형상을 가지고 있어 간판으로서의 표시 기능을 하도록 되어 있으며, 위쪽 개방단에 아크릴 등 반투명한 재질의 커버(미도시)가 마감재로서 조립된다.

또, LED 모듈 스트링(105)은 채널(103) 내부에 장착되어 발광함으로써 간판을 내부에서 조명하는 조명수단으로서, 도 1 및 2에 도시된 것처럼 채널(103)을 따라 배열되어 바닥면에 부착된 복수개의 LED 모듈(107)과 이들 LED 모듈(107)을 전기적으로 연결하는 전선(109)으로 이루어져 있다.

여기에서, 다시 LED 모듈(107)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 크게 케이스(111), PCB(113), 및 LED 램프(115)로 구성되는 바, 케이스(111)는 위쪽으로 개 방된 상자 형태로 되어 있으며, 전후측벽에 전선(109)이 통과하는 개방구(117)가 형성되어 있다. 이 개방구(117)에는 전선(109)을 고정하기 위한 마감캡(119)이 끼워지는데, 따라서 마감캡(119)은 개방구(117)와 동일한 외형을 가지고 있으며, 개방구(117)의 모서리 부분이 삽입되는 결합홈(121)이 둘레면에 가공되어 있고, 전선(109)이 통과하는 외벽 하단에는 전선(109)에 대한 지지력을 높이기 위한 안내관(123)이 돌출되어 있다. 또, 케이스(111)의 전후측벽 하단 모서리 부분에는 이 케이스(111)를 채널(103)의 바닥면에 결합하는 나사를 체결하기 위한 브래킷(125)이 돌출되어 있다. 또한, 이 케이스(111) 내에 설치되는 PCB(113)는 도 4에 도시된 것처럼 저면에 인입출용 전선(109)이 납땜 연결되어 있고, 상면에 하나 이상의 LED램프(115)가 장착되며, 전선(109)이 납땜 연결된 후 전선(109)이 끼워진 마감캡(119)과 개방구(117)의 결합력에 의해 케이스(111) 내에 고정된다. 끝으로, PCB(113) 위에 납땜 장착되는 하나 이상의 LED램프(115)는 전선(109)을 통해 공급되는 전원에 의해 점등되어 광원의 역할을 하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 단위 LED 모듈(107)을 하나의 회로를 구성하도록 전기적으로 연결하는 인입출용 전선(109)은 앞서 설명한 바와 같이 도 2 및 3에 도시된 것처럼 마감캡(119)에 끼워진 상태에서 소정의 길이로 절단되어 도 4에 도시된 것처럼 PCB(113) 저면에 납땜 연결되며, 이와 같이 LED 모듈(107)과 전선(109)의 연결이 반복됨으로써 도 1에 도시된 것처럼 간판(101)의 조명을 위한 하나의 LED 모듈 스트링(105)이 형성된다.

따라서, 간판(101)은 전원을 공급함에 따라 채널(103)의 바닥면에 부착된 LED 모듈 스트링(105)의 각각의 LED 모듈(107)이 발광하면서 채널(103) 개방단 위에 조립된 커버(미도시)의 배후를 조명함으로써 야간 표시 기능을 수행하게 된다.

그런데, 위와 같은 종래의 LED 모듈 스트링(105)은 단위 LED 모듈(107)을 직렬 연결하기 위해 도 4에 도시된 것처럼 PCB(113) 저면의 입력단자(127)에 상류측 전선(109)을, 출력단자(129)에 하류측 전선(110)을 각각 납땜 부착하여야 하는 바, 하나의 LED 모듈(107)에 대해 4회의 납땜 작업을 요하게 된다. 또한, PCB(113)에 장착되는 LED램프(115)의 배열 상, 입출력 단자(127,129)들이 PCB(113)의 중앙에 집중되어 있기 때문에 전선(110)을 납땜할 때 쇼트가 발생하지 않도록 많은 주의를 기울여야 한다.

이와 같이 종래의 LED 모듈 스트링(105)은 LED 모듈(107)에 연결되는 전선(109)이 PCB(113)에 납땜되기 전에 미리 소정의 길이로 절단되므로 납땜 직전에 LED 모듈(107) 간의 간격을 임의로 조절할 수 없어 납땜 작업의 편리성이나 LED 모듈(107) 배열 상의 유연성을 전혀 기대할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, LED 모듈 스트링(105)은 PCB(113)와 전선(109,110)의 납땜부위가 많기 때문에 그 만큼 작업 시간이 증대되고 작업 공정이 까다로워지므로 제품 생산성이 전반적으로 저하될 뿐 아니라, 납땜부위에서의 단락 가능성이 높아지므로 제품 품질에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러, 전선(109)에 끼우기 위한 마감캡(119)이 존재하므로 부품수가 늘어나는 것은 물론이고, 마감캡(119)을 케이스 개방구(117)에 접착하기 위해 마감캡(119)의 결합홈(121)에 접착제를 도포하여야 하는 등 조립작업이 복잡해져 작업 효 율성도 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 LED 모듈 스트링이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, LED 모듈에 연결되는 전선을 절단하지 않고 스트링 전체에 걸쳐 한 줄의 전선을 사용함으로써 납땜 전 LED 모듈의 배열을 조정할 수 있는 설치 유연성을 높이고, LED 모듈과 전선의 납땜 작업을 편리하고 정확하게 함은 물론, 조립되는 부품의 수를 줄여 조립 공정을 단순화하여 LED 모듈 스트링의 생산성 및 품질을 대폭적으로 증대시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

따라서, 본 고안은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 간판의 채널 바닥면에 부착되는 복수의 LED 모듈과, 이 LED 모듈 각각의 케이스에 이동 가능하게 관통 삽입되어 LED 모듈 각각의 PCB에 전기적으로 연결되도록 길게 이어진 하나의 전선으로 구성된 간판용 LED 모듈 스트링을 제공한다.

또한, PCB 위에 하나 이상의 LED램프를 실장하는 단계, PCB를 케이스 안에 장착하는 단계, 케이스 복수개를 관통공을 통해 전선에 순차적으로 끼우는 단계, 및 PCB의 접속단자판 위에 놓이는 전선의 피복을 제거하고 노출된 전선심을 접속단자판에 납땜 연결하는 단계로 이루어진 간판용 LED 모듈 스트링의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 고안에 따른 간판용 LED 모듈 스트링 및 그 제조방법의 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다.

본 고안의 LED 모듈 스트링은 종래의 LED 모듈 스트링과 마찬가지로 도 1에 도시된 것처럼 다양한 모양으로 절곡된 문자 또는 도형 형태의 간판의 채널 내부에 설치되어 간판을 배후조명하도록 되어 있으며, 도 5 및 6에 도면부호 5로 도시된 바와 같이, 크게 광원 역할을 하는 복수의 LED 모듈(7)과 이 모듈(7)들을 전기적으로 연결하는 전선(9)으로 이루어져 있다.

여기에서, 전선(9)은 하나의 선으로 모든 LED 모듈(7)을 전기적으로 연결하도록 각각의 LED 모듈(7) 케이스(11)에 관통공(19)을 통해 삽입되는 바, 케이스(11)에 장착된 PCB(13)에 납땜 등으로 연결되기 전까지는 둘레 부분에 끼워진 케이스(11)의 위치를 앞뒤로 자유롭게 변경할 수 있다.

또한, 각각의 LED 모듈(7)은 다시 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 케이스(11), PCB(13), 및 LED램프(15)로 구성되는 바, 먼저 케이스(11)는 LED 모듈(7)의 외부 몸체를 이루는 부분으로서, 도 8 내지 10에 도시되어 있는 것처럼 넓적한 직육면체의 상자 형태를 취하고 있다. 또, 개방된 상단측으로부터 LED램프(15)가 실장된 PCB(13)가 수납되며, 전후측벽의 중앙에 형성된 관통공(19)을 통해 전선(9)이 삽입되므로, 전선(9)이 PCB(13)에 납땜 연결되기 전까지 전선(9)을 따라 앞뒤로 이동할 수 있도록 되어 있다.

케이스(11)는 또한 바닥면 중앙에 종방향으로 분리대(31)가 돌출되어 있어 앞뒤의 관통공(19)을 통과하면서 분리대(31)를 지나는 전선(9)의 두 가닥 사이에 끼워져 전선(9)을 좌우로 분리하도록 되어 있다. 이때, 분리대(31)의 하단에는 PCB(13)를 케이스(11)의 바닥에서 약간 들리도록 하는 PCB 받침대(35)가 형성될 수 도 있다.

또, 케이스(11)의 관통공(19) 내측 모서리 아래쪽에는 관통공(19)에 삽입되어 있는 전선(9)을 지지하도록 받침대(23)가 돌출되어 있는데, 이 받침대(23) 상단의 전선 지지면은 전선(9)의 둘레면과 동일한 형태로 만곡되어 전선(9) 둘레면에 밀착되며, 따라서 접착제를 이용해 전선(9)을 접착할 때 적은 양의 접착제로도 높은 접착력을 유지하도록 되어 있다.

또한, LED 모듈(7)은 간판의 채널을 따라 다수개가 일렬로 배열되어야 하는 바, 채널의 폭이 좁을 경우에 대비하여 케이스(11)의 횡폭을 가능한한 좁게 제작하여야 한다. 이를 위해 케이스(11)는 나사 등의 체결수단을 결합하기 위한 나사체결부(25)가 케이스(11)의 좌우측벽 중간 부분에 만입 형성되어 있으며, 이 나사체결부(25)의 중앙에는 나사가 결합되는 나사홈(37)이나 나사공(미도시)이 가공되어 있다. 이와 관련하여 케이스(11)는 나사 등의 체결수단에 의한 채널에의 결합력을 높이기 위해 채널 바닥면과 접하는 저면에 접착 패드 등의 접착제를 부착 또는 도포할 수도 있다.

그리고, 케이스(11) 내부에는 전선(9)과 PCB(13)의 납땜이 완료된 뒤 LED 모듈(7)을 마감하는 몰딩재(33)가 충진되는 바, 몰딩재(33)로는 에폭시 또는 실리콘 등의 재료가 사용될 수 있다.

이와 같이 형성된 케이스(11)에 장착되는 PCB(13)는 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 케이스(11) 안쪽에 끼워질 수 있도록 케이스(11) 바닥면과 동일한 형태로 가공되어 있다. 또한, 하나 이상의 즉, 본 실시예에서는 네 모서리 부분에 각각 하 나씩 4개의 LED램프(15)가 상면에 실장되어 있고, 이 LED램프(15)를 동작시키는 구동회로가 내장되어 있다.

또한, PCB(13)는 중앙의 분리대(31)와 대응하는 지점에 케이스(11)의 분리대(31)가 삽입되는 종방향 삽입공(32)이 관통되어 있으며, 이 삽입공(32)의 좌우로 전선(9)이 납땜 연결되는 접속단자판(27)이 삽입공(32)을 따라 종방향으로 형성되어 있다.

이제, 위와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 따른 간판용 LED 모듈 스트링(5)의 제조방법을 설명한다.

본 고안의 LED 모듈 스트링(5)은 하나의 전선(9)을 통해 전원이 공급된 각각의 LED 모듈(7)이 LED램프(15)를 구동하여 발광시킴으로써 간판의 배후를 조명하는 광원으로서의 역할을 수행하는 바, 이를 제작하기 위해서는 다음과 같은 과정을 거치게 된다.

먼저, 사전 준비단계로서 미리 제작된 PCB(13)에 하나 이상의 LED램프(15)를 장착하는데, 본 실시예에서는 4개의 LED램프(15)가 조명범위를 최대화하도록 서로의 간격이 최대한 멀리 떨어지는 PCB(13)의 4 모서리 부분에 각각 실장된다(S01).

사전 조립이 완료되면 LED램프(15)가 실장된 PCB(13)를 케이스(11) 내부에 장착한다(S02). 이때, PCB(13)는 이후 납땜 연결되는 전선(9)에 의해 및/또는 케이스(11)에 충진되는 몰딩재(33)에 의해 케이스(11) 하단에 고정되므로 이 단계(S02)에서 케이스(11)에 고정할 필요가 없고, 따라서 케이스(11) 안에 가볍게 놓아두는 것으로 충분하다.

다음으로, PCB(13)가 장착된 복수의 케이스(11)에 전선(9)을 순차적으로 끼우게 되는데(S03), 이때 전선(9)은 도 6에 도시된 것처럼 각 케이스(11)의 관통공(19)을 통해 케이스(11) 내부로 삽입되어 PCB(13) 위에 놓이게 되며, 삽입과 동시에 분리대(31)가 두 가닥의 사이로 개재된다. 전선(9)에 케이스(11)가 끼워진 다음에는 케이스(11) 간의 간격을 적절히 조정하여 LED 모듈 스트링(5)이 장착되는 채널의 형상에 알맞게 LED 모듈(7)의 위치를 최적화할 수 있다.

이렇게 해서 전선(9) 위의 최적 위치에 배치된 케이스(11)는 순차적으로 전선(9)에 납땜 연결된다(S04). 이를 위해 전선(9)은 PCB(13)의 접속단자판(27) 위에 놓인 부분의 피복이 제거되어 전선심(10)이 노출되며, 노출된 전선심(10)에 납땜이 가해져 접속단자판(27)에 부착된다. 이때, 전선(9)의 피복을 제거하는 작업은 전용기구에 의해 수행되는 바, 피복할 목표지점이 접속단자판(27) 만큼 길기 때문에 그만큼 피복작업의 정밀도를 요하지 않는다. 뿐만 아니라, 전선심(10)을 접속단자판(27)에 납땜할 때도 좌우 두 가닥의 납땜 지점이 분리대(31)에 의해 확실하게 구분되어 있으므로 납땜 시 발생할 수 있는 합선을 전혀 염려할 필요가 없기 때문에 작업이 용이해질 뿐만 아니라 납땜작업의 정밀도를 높일 수 있는 것이다. 따라서, 전선(9)의 피복제거 또는 납땜 작업이 훨씬 더 수월하고 신속해진다.

전선(9)을 PCB(13)에 납땜한 후에는 전선(9)과 케이스(11)의 결합을 더욱 공고히 하도록 전선(9)을 케이스(11)에 부착할 수 있는데, 이를 위해 케이스(11)의 받침대(23)와 전선(9) 사이에 접착제를 도포하여 전선(9)을 받침대(23) 및 관통공(19)에 접착한다(S05).

끝으로, 케이스(11)를 적절한 마감수단으로 마감할 수도 있는데(S06), 마감수단으로는 커버캡 등 다양한 수단이 적용될 수 있으나, 본 실시예에서는 실리콘 몰딩재(33)에 의해 케이스(11)를 마감 처리한다. 이를 위해 케이스(11) 내부에 실리콘을 충진하여 몰딩하는데, 충진 시 몰딩재(33)가 LED램프(15)를 덮지 않도록 주의한다.

이상과 같이, 본 고안에 따른 간판용 LED 모듈 스트링 및 그 제조방법에 의하면, 한 줄로 된 전선에 다수의 LED 모듈을 순차적으로 끼운 뒤 납땜 등의 수단을 통해 물리적 및 전기적으로 연결하므로 모듈을 연결하는 전선을 정해진 길이로 절단하지 않아도 되기 때문에 납땜 전 LED 모듈의 배열을 조정할 수 있는 설치 유연성을 대폭적으로 증진시킬 수 있게 된다. 또한, 납땜 부위를 접속단자판을 따라 상대적으로 길게 확보할 수 있기 때문에 전선과 PCB 즉, 케이스의 물리적 및 전기적 연결 안정성 및 그에 따른 제품의 내구성 등 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 전선의 피복 제거 부위의 범위가 접속단자판의 길이 만큼 길기 때문에 피복작업이 한 층 수월하고, 분리대에 의해 두 가닥의 전선이 분리되어 있으므로 납땜 작업 또한 합선의 염려 없이 훨씬 용이하게 수행할 수 있게 된다. 또한, 전선을 케이스에 연결할 때 케이스의 관통공에 전선을 끼우고 전선이 놓인 받침대 위에 접착제를 약간만 주입하면 되기 때문에 종래의 LED 모듈과 같이 별도의 마감캡이 필요 없고, 따라서 이 마감캡을 케이스에 접착하기 위한 작업이 필요 없게 되므로 조립 부품의 수와 조립 공정을 줄임으로써 LED 모듈 스트링의 생산성을 대폭적으로 증진시킬 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 간판의 채널 바닥면에 부착되는 복수의 LED 모듈(7)과,

   상기 LED 모듈(7) 각각의 케이스(11)에 이동 가능하게 관통 삽입되어 상기 LED 모듈(7) 각각의 PCB(13)에 전기적으로 연결되도록 길게 이어진 하나의 전선(9)으로 구성된 것을 특징으로 하는 간판용 LED 모듈 스트링.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 LED 모듈(7)은 상기 전선(9)이 통과하는 관통공(19)이 전후측벽에 형성된 케이스(11),

   상면의 접속단자판(27)에 의해 상기 전선(9)에 연결되도록 상기 케이스(11)에 장착되는 PCB(13), 및

   상기 PCB(13) 위에 장착되는 하나 이상의 LED램프(15)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 간판용 LED 모듈 스트링.
3. 제1 또는 2 항에 있어서,

   상기 케이스(11)는 바닥면 중앙에 전선(9)의 두 가닥 사이로 끼워지도록 종방향으로 배열된 분리대(31)가 돌출되어 있고, 상기 PCB(13)의 상기 분리대(31)와 대응하는 지점에 상기 분리대(31)가 삽입되는 삽입공(32)이 관통되어 있는 것을 특징으로 하는 간판용 LED 모듈 스트링.
4. 제1 또는 2 항에 있어서,

   상기 케이스(11)는 상기 관통공(19)의 내측 모서리 아래쪽에 접착제를 도포하여 상기 전선(9)을 접착하는 받침대(23)가 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 간판용 LED 모듈 스트링.
5. 제1 또는 2 항에 있어서,

   상기 케이스(11)는 측벽면 중앙에 고정나사를 체결하도록 만입된 나사체결부(25)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 간판용 LED 모듈 스트링.
6. 제1 또는 2 항에 있어서,

   상기 케이스(11)는 내부에 충진되는 몰딩재(33)에 의해 마감되어 있는 것을 특징으로 하는 간판용 LED 모듈 스트링.

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