KR200447969Y1 - 안정된 방열구조를 갖는 발광기판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 안정된 방열구조를 갖는 발광기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 발광 다이오드를 통해 빛을 발산하는 것으로, 특히 절연패널의 상부면과 하부면에 각각 회로단자부를 형성하기 위해 제작되는 것으로 절연패널의 저면과 배면에 각각 박막의 동판이 접착된 양면 기판부재를 이용하여, 발광 다이오드의 전류 공급경로인 회로단자부와, 발광 다이오드의 발광에 의해 생성된 열을 외부로 전도하여 배출하는 방열부를 저렴하고 간편하게 형성한 안정된 방열구조를 갖는 발광기판에 관한 것이다.

발광 다이오드, 양면 기판부재, 동판, 회로단자부, 방열부, 절연 코팅층

Description

안정된 방열구조를 갖는 발광기판{Circuit baseplate for LED with stabilized radiation of heat}

본 고안은 안정된 방열구조를 갖는 발광기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 발광 다이오드를 통해 빛을 발산하는 것으로, 특히 절연패널의 상부면과 하부면에 각각 회로단자부를 형성하기 위해 제작되는 것으로 절연패널의 저면과 배면에 각각 박막의 동판이 접착된 양면 기판부재를 이용하여, 발광 다이오드의 전류 공급경로인 회로단자부와, 발광 다이오드의 발광에 의해 생성된 열을 외부로 전도하여 배출하는 방열부를 저렴하고 간편하게 형성한 안정된 방열구조를 갖는 발광기판에 관한 것이다.

일반적으로 가로등에 사용되는 전구는 나트륨 등을 주로 사용하는데, 나트륨등은 나름대로 장단점이 있어서 적절한 용도에 사용되기는 하나, 빛이 사방으로 흩어지는 경향이 커서 실제로 빛이 필요한 지면 부근의 휘도가 낮고, 그에 비해 전력 소모량은 많아서 에너지 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

그리하여 최근에는 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)를 이용한 가로등이 개발되었는데, 발광다이오드를 이용한 가로등은 기존의 나트륨 등을 이용한 가로등에 비해 전력 소모량은 현저히 낮으면서도 밝기는 기존 가로등과 동일한 성능 이상을 가지고 있을 뿐만 아니라, 수명은 기존 나트륨 등을 이용한 가로등과 대비할 때 몇 배 이상 연장되기 때문에 관리 비용도 크게 줄일 수 있게 되어 사용이 증가하고 있을 뿐만 아니라, 기존 가로등과의 교체도 크게 증가하고 있는 실정이다.

그런데 이러한 발광 다이오드는 실제 하나의 발광 다이오드만으로는 가로등이 요구하는 고휘도 충족시킬 수 없기 때문에 기판의 저면에 형성된 회로단자에 고휘도를 위해서 주로 수 개에서 많게는 수십 개의 발광다이오드를 배설하고 있다.

한편, 종래 발광원으로 발광 다이오드를 채택한 등은, 안정된 방열구조가 제공되지 아니하여 장시간 점등하면 내열성이 낮은 발광다이오드 및 회로기판이 열에 의해 손상되어 잦은 고장이 발생되기도 하였다.

이를 해소하기 위해 당 분야에서는, 도 4에서 보는 바와 같이 열전도성이 우수한 알루미늄 방열판(Al)의 하부면에 절연층(PL)을 형성하고, 이 절연층(PL)의 하부면에 동재질로 이루어진 회로단자(Cu)를 접착을 통해 형성하여, 회로단자(Cu)에 설치된 발광 다이오드(LED)의 발광에 의해 생성된 열이 알루미늄 방열판(Al)을 통해 전도되어 외부로 발산되도록 하고 있다.

그런데, 상기 발광 다이오드용 회로기판은 알루미늄 방열판에 절연층을 형성하는 공정과, 절연층의 하부에 부식가공을 통해 성형된 회로단자들을 일일히 접합하는 공정과, 절연층에 형성된 회로단자에 절연층을 형성하는 공정이 순차적으로 실시되어야 하므로, 제작에 따른 공정이 번거롭고 또 생산성이 현저히 떨어지는 단 점이 발생된다.

특히, 상기 방열기능을 도모하는 알루미늄 방열판은, 동판에 대비하여 상대적으로 열전도율이 낮은 관계로 동판에 대비하여 5 내지 6배의 두께로 제작하여야 하므로, 제작에 따른 부대비용이 증가하고 또 안정된 방열효과를 기대하기 어렵다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 고안의 목적은, 복수의 발광 다이오드를 통해 빛을 발산하는 것으로, 특히 절연패널의 상부면과 하부면에 각각 회로단자부를 형성하기 위해 제작되는 것으로 절연패널의 저면과 배면에 각각 박막의 동판이 접착된 양면기판 부재를 이용하여, 발광 다이오드의 전류 공급경로인 회로단자부와, 발광 다이오드의 발광에 의해 생성된 열을 외부로 전도하여 배출하는 방열부를 저렴하고 간편하게 형성한 안정된 방열기능을 갖는 발광기판을 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 고안에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 고안에 따른 안정된 방열구조를 갖는 발광기판은,
절연패널의 하부면과 상부면에 각각 1mm 내지 3mm의 동판이 접착된 양면 기판부재와; 상기 양면 기판부재에 설치되어 전류를 인가받아 빛을 발산하는 발광 다이오드를 포함하여 구성되어, 발광 다이오드에 의해 발산된 빛을 통해 주위조도를 향상시키는 것으로,
상기 절연패널 하부면에 형성된 동판은, 부식처리를 통해 발광 다이오드의 단부와 접점을 형성하여 발광 다이오드의 발광에 요구되는 전류의 공급하는 회로단자부를 형성하고, 이 회로단자부에는 전류를 인가받아 빛을 발산하는 발광 다이오드가 접점을 형성하여 설치되고, 상기 부식처리를 통해 절연패널의 하부면에 형성되어 발광 다이오드와 접점을 형성한 회로단자부에는 절연 코팅액을 도포한 절연 코팅층이 형성되어 안정된 절연성을 갖도록 구성되는 한편, 상기 절연패널의 상부면에 형성된 동판은 하부면에 형성된 회로단자부에 설치된 발광 다이오드의 발광 과정에서 생성된 열을 외부로 전도하여 발산하는 방열부를 형성하도록 구성되어,
상기 1mm 내지 3mm의 동판으로 이루어진 방열부는, 발광 다이오드에서 생성되어 회로단자부, 및 절연패널을 통해 방열부에 전도되어진 열을, 공기와 접촉된 상부면을 통해 공기와 직접적으로 열교환하여 신속히 발산하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 절연패널은 종이 또는 합성수지 재질로 이루어진다.

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전술한 바와 같이 본 고안에서는, 절연패널의 상부면과 하부면에 각각 회로단자부를 형성하기 위해 절연패널의 하부면과 상부면에 박막의 동판이 각각 접착된 양면 기판부재를 이용하여, 발광 다이오드의 설치 및 전류공급과 발광 다이오드의 방열을 안정되게 도모하도록 한 발광 다이오드 전용의 기판을 제안하고 있다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 발광기판은, 종래 현장에서 두께가 두꺼운 알루미늄 패널을 제단한 다음, 이 제단된 알루미늄 패널의 하부면에 절연층과 회로단자를 접착을 통해 형성한 종래의 발광기판과 대비하면, 생산 및 경제성 측면에서 공정의 간소화에 의해 제작에 따른 인력과 시간을 포함하는 생산에 따른 부대비용이 대폭 절감되는 이점을 갖는다.

특히, 본 고안에 따른 발광기판은, 알루미늄에 대비하여 월등히 열전도율이 높은 동판으로 이루어진 방열부가 형성되므로, 동판으로 이루어진 방열부에 대비하여 3 내지 5배의 두께를 요하는 알루미늄 재질의 방열부를 갖는 종래 발광기판에 대비하여 생산비가 1/3밖에 소요되지 아니하고, 또 보다 얇게 제작이 가능한 이점을 갖는다.
또한, 상기 발광 다이오드와 접점을 형성한 회로단자부에는 절연 코팅액을 도포한 절연 코팅층이 형성되어 안정된 절연성을 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발광기판를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발광기판의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 본 고안에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발광 기판의 제작과정을 순차적으로 보여주는 것이고, 도 3은 상기 도 2d에서 'A'부분을 확대하여 보여주는 것이다.

본 고안에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발광기판(1)는, 절연패널(11)의 상부면과 하부면에 각각 회로단자부를 형성하기 위한 목적으로 동판(12', 13'))이 접합하여 형성된 양면 기판부재(10)를 이용하여, 발광 다이오드의 설치와 방열에 적합하도록 가공하여 제작한 것이다.

상기 양면 기판부재(10)는, 도 2a에서 보는 바와 같이 절연패널(11)의 하부면과 상부면에 도전성과 열전도성이 우수한 박막의 동판(12', 13')이 각각 접착된 형태로, 상기 절연패널(11)은 종이 또는 합성수지 재질로 이루어지며, 상기 절연패널(11)의 하부면과 상부면에는 통상 1mm 내지 3mm의 박막의 동판(12', 13')이 접합된 형태이다.

한편, 이와 같이 구성된 양면 기판부재(10)를 이용한 본 실시예에 따른 발광기판(1)은, 기본적으로 절연패널(11)의 하부면에는 회로단자부(12)가 형성되고, 상부면에는 방열부(13)가 형성된 형태이다.

본 실시예에 따르면, 상기 절연기판(11)의 하부면에 형성되는 회로단자부(12)는, 절연기판(11)의 하부면에 형성된 동판(12')을 부식 처리하여 형성된 것으로, 이 회로단자부(12)에는 복수의 발광 다이오드(20)의 단부(21)가 접점을 형성 하여 전류를 공급받게 된다.

그리고, 본 실시예에서는 상기 회로단자부(12)가 형성된 절연기판(11)의 하부면에 절연 코팅액을 도포하여 절연 코팅층(14)을 형성하고 있다.

이때, 상기 절연 코팅층(14)은 회로단자부(12)에서 발광 다이오드(20)의 단부(21)와의 연결을 위한 접점(12a)부위를 제외한 부위에만 국부적으로 형성되며, 이러한 절연 코팅층(14)에 의해 본 실시예에 따른 발광기판(1)은 안정된 절연성을 갖는다.

한편, 본 실시예에서는 상기 절연기판(11)의 상부면에 형성된 동판(13')을 양면 기판부재(10)의 본래의 목적대로 부식 처리하여 회로단자부로 활용하지 아니하고, 동판(13') 자체의 우수한 열전도성을 이용하여 발광 다이오드의 발광과정에서 생성된 열을 전도하여 발산하는 방열부(13)로 활용하고 있으며, 이를 본원의 기술적 요지로 예정하고 있다.

이러한 과정을 통해 제작된 본 실시예에 따른 발광기판(1)은, 절연기판(11)의 하부면에는 발광 다이오드(20)의 단부(21)와 접점(12a)을 형성하여 발광 다이오드(20)의 발광에 요구되는 전류를 공급하는 회로단자부(12)가 형성되고, 상기 절연패널(11)의 상부면에는 우수한 열전도율을 갖는 동판(13')으로 이루어진 방열부(13)가 형성된다.

따라서, 작업자는 상기 절연기판(11)의 하부면에 형성된 회로단자부(12)의 접점(12a)부위에 발광 다이오드(20)의 단부(21)를 연결하여 하나의 회로를 형성하고, 이 회로에 정류기의 출력선(미도시)을 연결하여 발광 다이오드의 발광작용이 도모한다.

이때, 상기 전열패널(11)의 상부면에 형성된 동판(13')으로 이루어진 방열부(13)는, 상기 발광 다이오드(20)의 발광과정에서 생성된 열을 외부로 전도하여 발산하여 발광 다이오드의 가열을 방지하게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 발광기판(1)은, 절연패널(11) 하부면의 동판(12')은, 발광 다이오드(20)의 단부(21)와 접점을 형성하는 회로단자부(12)를 형성하여 발광 다이오드의 발광에 요구되는 전류를 안정되게 공급하고, 상기 절연패널(11)의 상부면의 동판(13')은 발광 다이오드의 발광과정에서 생성된 열을 외부로 전도하여 발산하는 방열기능을 도모하는 방열부(13)를 형성하므로, 발광 다이오드의 설치와 방열을 포함하는 최적의 조건을 형성한다.

도 1은 본 고안에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발광기판의 전체 구성을 보여주는 것이고,

도 2는 본 고안에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 발광기판의 제작과정을 순차적으로 보여주는 것이며,

도 3은 상기 도 2d에서 'A'부분을 확대하여 보여주는 것이고,

도 4는 종래 발광기판의 단면 구성을 보여주는 것이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

1. 발광기판

10. 양면 기판부재 11. 절연패널

12'. 동판

12. 회로단자부 12a. 접점

13. 방열부 13'. 동판

14. 절연 코팅층

20. 발광 다이오드 21. 단부

Claims (3)

1. 절연패널의 하부면과 상부면에 각각 1mm 내지 3mm의 동판이 접착된 양면 기판부재와; 상기 양면 기판부재에 설치되어 전류를 인가받아 빛을 발산하는 발광 다이오드를 포함하여 구성되어, 발광 다이오드에 의해 발산된 빛을 통해 주위조도를 향상시키는 것으로,

   상기 절연패널 하부면에 형성된 동판은, 부식처리를 통해 발광 다이오드의 단부와 접점을 형성하여 발광 다이오드의 발광에 요구되는 전류를 공급하는 회로단자부를 형성하고, 이 회로단자부에는 전류를 인가받아 빛을 발산하는 발광 다이오드가 접점을 형성하여 설치되고, 상기 부식처리를 통해 절연패널의 하부면에 형성되어 발광 다이오드와 접점을 형성한 회로단자부에는 절연 코팅액을 도포한 절연 코팅층이 형성되어 안정된 절연성을 갖도록 구성되는 한편, 상기 절연패널의 상부면에 형성된 동판은 하부면에 형성된 회로단자부에 설치된 발광 다이오드의 발광 과정에서 생성된 열을 외부로 전도하여 발산하는 방열부를 형성하도록 구성되어,

   상기 1mm 내지 3mm의 동판으로 이루어진 방열부는, 발광 다이오드에서 생성되어 회로단자부 및 절연패널을 통해 방열부에 전도된 열을 공기와 접촉된 상부면을 통해 공기와 직접적으로 열교환하여 신속히 발산하는 것을 특징으로 하는 안정된 방열구조를 갖는 발광기판.
2. 제 1항에 있어서, 상기 절연패널은 종이 또는 합성수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 안정된 방열구조를 갖는 발광기판.
3. 삭제

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