KR20090104520A - Three dimensional lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 자동차의 후미등과 같은 3차원 형상에 적합한 구조의 3차원 조명장치에 관한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional lighting device, and more particularly, to a three-dimensional lighting device having a structure suitable for a three-dimensional shape, such as a taillight of an automobile.
일반적으로, LED(Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의한 p??n 반도체 접합에 의해 전자와 정공이 만나 광을 발하는 반도체형 발광소자이다. 위와 같은 LED는 통상 LED칩과 그 LED칩을 보호하기 위한 봉지재 등을 포함하는 패키지 구조로 제작된다. 근래, 위와 같은 LED는 예를 들면, 자동차의 후미등과 같은 차량용 조명등의 용도로 많이 이용되고 있다. In general, an LED (Light Emitting Diode) is a semiconductor light emitting device in which electrons and holes meet and emit light by p ?? n semiconductor bonding by application of current. Such LED is usually manufactured in a package structure including an LED chip and an encapsulant for protecting the LED chip. In recent years, such LEDs are widely used for, for example, automotive lighting such as taillights of automobiles.
위와 같은 조명장치는 도전성 회로가 형성된 PCB(Printed Circuit Board)와 그 PCB 상에 장착되는 복수의 LED를 포함한다. 일반 조명장치에 있어서, LED들이 장착되어지는 기판으로 경질 PCB가 많이 이용되고 있지만, 경질 PCB를 이용하는 조명장치는, 차량용 조명등의 형상을 제약한다. The lighting device as described above includes a printed circuit board (PCB) on which a conductive circuit is formed and a plurality of LEDs mounted on the PCB. In general lighting apparatuses, rigid PCBs are widely used as substrates on which LEDs are mounted, but lighting apparatuses using rigid PCBs restrict the shape of a vehicle lighting lamp.
따라서, 자동차 조명등과 같이 3차원 형상이 요구되는 조명장치, 즉, LED들의 3차원 배치가 요구되는 조명장치의 경우, 그 LED들이 실장되는 기판으로는 연질 PCB, 즉, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)가 이용되고 있다. 일본특허공개 2004??103993호 또는 일본 공개특허 2005??310584호 등에는 연질 PCB와 그 위에 장착되는 복수의 LED를 포함하는 3차원 조명장치에 대한 기술이 개시되어 있다. Therefore, in the case of a lighting device that requires a three-dimensional shape, such as an automobile lamp, that is, a lighting device that requires a three-dimensional arrangement of LEDs, the substrate on which the LEDs are mounted is a flexible PCB, that is, a flexible printed circuit board (FPCB). Is being used. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004 ?? 103993 or Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005 ?? 310584 and the like disclose a technique for a three-dimensional lighting apparatus including a flexible PCB and a plurality of LEDs mounted thereon.
그러나, 위의 개시된 기술들은 연질 PCB가 LED에서 발생한 열에 대하여 취약하다는 문제점을 갖는다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 연질 PCB(4)의 상면에 복수의 LED(1)를 장착하되, 그 복수의 LED(1) 각각에 대응되게, 연질 PCB(4)의 저면에는 알루미늄과 같은 방열성 높은 금속판(3)을 접합한 구조가 종래에 제안된 바 있다. 그러나, 그와 같은 종래의 기술은 금속판(3)을 연질 PCB에 접합하는 조립 공정이 어렵고 복잡하며, 그 조립 공정 중에 많은 제품 불량이 생기는 문제점이 있었다. However, the above disclosed techniques have the problem that soft PCBs are susceptible to heat generated in LEDs. Accordingly, as shown in FIG. 3, a plurality of LEDs 1 are mounted on the upper surface of the flexible PCB 4, but corresponding to each of the plurality of LEDs 1, aluminum is disposed on the bottom surface of the flexible PCB 4. A structure in which a high heat dissipating
따라서, 본 발명의 기술적 과제는, LED들의 3차원 배치를 위해 연질 PCB의 유연성을 이용하되, 방열성과 조립성이 모두 향상된 LED를 이용한 3차원 조명장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is to provide a three-dimensional lighting device using the flexibility of the flexible PCB for the three-dimensional arrangement of the LED, but improved heat dissipation and assembly.
본 발명의 일 측면에 따라, 3차원 형상의 베이스 상에 장착되는 복수의 경질 PCB와, 상기 복수의 경질 PCB를 전기적으로 연결하는 연질 PCB와, 상기 복수의 경질 PCB 각각에 장착되며, 상기 연질 PCB와 상기 복수의 경질 PCB를 통해 전력을 공급받는 LED를 포함하는 3차원 조명장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, a plurality of rigid PCBs mounted on a base having a three-dimensional shape, a flexible PCB electrically connecting the plurality of rigid PCBs, and mounted to each of the plurality of rigid PCBs, the flexible PCBs And it provides a three-dimensional lighting device including an LED that is powered through the plurality of rigid PCB.
바람직하게는, 상기 경질 PCB는 복수의 박판들이 접합된 적층 구조를 갖되, 상기 연질 PCB는 상기 복수의 박판들 중 두개의 이웃하는 박판들 사이에 끼워져서 고정될 수 있다. Preferably, the rigid PCB has a laminated structure in which a plurality of thin plates are bonded to each other, and the flexible PCB may be fixed by being sandwiched between two neighboring thin plates of the plurality of thin plates.
바람직하게는, 상기 베이스는 높이가 다른 복수의 장착단을 포함하며, 상기 복수의 장착단 각각에 상기 복수의 경질 PCB가 장착될 수 있다. Preferably, the base includes a plurality of mounting ends having different heights, and the plurality of hard PCBs may be mounted on each of the plurality of mounting ends.
바람직하게는, 상기 베이스에는 체결돌기가 형성되고, 상기 경질 PCB에는 상기 체결돌기가 끼워지는 체결구멍이 형성될 수 있다. 더 바람직하게는, 베이스는 체결돌기를 갖도록 플라스틱 재질을 성형하여 이루어지고, 상기 경질 PCB에는 상기 체결돌기가 끼워지는 체결구멍이 형성되되, 상기 체결돌기는 상기 체결구멍에 끼워진 채 융착될 수 있다. Preferably, a fastening protrusion may be formed in the base, and a fastening hole into which the fastening protrusion may be inserted may be formed in the hard PCB. More preferably, the base is formed by molding a plastic material to have a fastening protrusion, and the hard PCB is formed with a fastening hole into which the fastening protrusion is fitted, and the fastening protrusion may be fused with the fastening hole.
본 발명에 따른 3차원 조명장치는, LED들의 3차원 배치를 위해 연질 PCB의 유연성을 이용하되, 연질 PCB에 의해 연결된 복수의 경질 PCB 각각에는 복수의 LED가 각각 실장되도록 함으로써, 경질 PCB의 방열 성능을 이용해 방열용 금속판을 생략할 수 있다. 방열 금속판의 생략으로 인해, 그러한 금속판과 연질 PCB를 접합하는데 따른 종래 제조공정 상의 어려움을 해소할 수 있다. The three-dimensional lighting device according to the present invention, while using the flexibility of the flexible PCB for the three-dimensional arrangement of the LEDs, by allowing a plurality of LEDs are mounted on each of the plurality of rigid PCBs connected by the flexible PCB, the heat dissipation performance of the rigid PCB The metal plate for heat dissipation can be omitted. Omission of the heat dissipation metal plate can solve the conventional manufacturing process difficulties in joining the metal plate and the flexible PCB.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구 성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Accordingly, the invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 조명장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 조명장치(100)는 복수의 LED(10)와, 상기 복수의 LED(10)의 3차원 배치를 허용하는 베이스(20)와, 상기 복수의 LED(10) 들에 전력을 공급하도록 제공된 PCB 수단 등을 포함한다. 1 is a view for explaining a three-dimensional lighting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the three-
상기 PCB 수단은 복수의 LED(10) 각각이 장착되는 복수의 경질 PCB(30)와, 상기 복수의 경질 PCB(30)들을 전기적으로 연결하는 복수의 연질 PCB(40)로 구성된다. 상기 경질 PCB(30)는 도전성 패턴의 전기 회로를 구비한 수지 재질의 박판들이 적층된 구조를 갖는다. 자세히 도시되지는 않았지만, 상기 복수의 LED(10) 각각은 투광성의 봉지재를 포함하는 패키지 내에 전력 공급에 의해 광을 발하는 LED칩이 내장된 구조로 이루어진다. 상기 LED(10)는 상기 경질 PCB(30)로부터 전력을 공급받도록 상기 경질 PCB(30) 상의 도전성 패턴과 연결된 리드단자들을 구비한다. The PCB means comprises a plurality of
상기 복수의 연질 PCB(40)는 수지 재질의 연질 필름에 도전성 패턴이 형성된 것이며, 이웃하는 경질 PCB(30)들 사이를 전기적으로 연결한다. 따라서, 복수의 LED(10)는 해당 경질 PCB(30)에 장착됨에도 불구하고, 경질 PCB(30)들 사이를 연결하는 상기 연질 PCB(40)의 유연성에 의해 3차원 형상으로 배치되는 것이 가능하다. The plurality of
본 실시예에서, 상기 베이스(20)는, 복수의 경질 PCB(30)가 장착되는 수평면을 제공하고 또한 그 경질 PCB(30)들에 장착된 복수의 LED(10)가 3차원으로 배치되 는 것을 허용하는 계단형 구조로 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 베이스(20)는, 플라스틱 수지를 사출성형하여 형성되며, 높이가 다른 복수의 장착단(22)을 구비한다. In the present embodiment, the
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 도면으로서, 이하에서는 도 2를 참조로 하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. FIG. 2 is an enlarged view of a portion of FIG. 1. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2. FIG.
도 2를 참조하면, 상기 베이스(20)의 장착단(22) 상면에는 체결돌기(224)가 수직으로 형성되어 있다. 상기 체결돌기(224)는 플라스틱의 사출 성형시에 베이스(20)의 일부분으로 형성되는 것이다. 도 2에서, 하나의 장착단(22)에 2개의 체결돌기(224)가 형성된 것으로 도시되어 있지만, 상기 체결돌기(224)의 개수에 의해 본 발명이 제한되지 않는다. 한편, 경질 PCB(30)에는 상기 체결돌기(224)가 끼워지는 체결구멍(324)이 상기 체결돌기(224)에 상응하는 개수로 형성된다. 상기 베이스(20)와 상기 경질 PCB(30)의 단단한 고정을 위해, 상기 체결돌기(224)는 상기 체결구멍(324)에 끼워진 채 초음파 또는 기타 가열 방식으로 융착된다. Referring to FIG. 2, a
상기 복수의 경질 PCB(30)는, FR4형의 PCB로서, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 적어도 2개의 박판들(31, 31)을 포함한다. 앞서 언급된 바와 같이, 상기 박판들(31, 31)은 적층된 상태에서 합성수지 재질의 접착층(32)에 의해 접합된다. 이때, 상기 박판들 중에는 연질 PCB(40)를 고정하기 위해 서로 상하로 이웃하는 박판들(31, 31)들을 포함하며, 상기 이웃하는 박판들(31, 31) 사이에는 연질 PCB(40)의 일단부가 개재된다. 상기 연질 PCB(40)는 상기 이웃하는 박판들(31, 31) 사이의 접합에 의해 그 박판들(31, 31) 사이에서 고정된다. The plurality of
또한, 도시되지 않았지만, 상기 연질 PCB(40)에 형성된 도전성 패턴은 상기 박판들(31, 31) 중 적어도 하나에 형성된 도전성 패턴과 전기적으로 연결된다. 따라서, 경질 PCB(30) 상에 장착된 LED(10)는 연질 PCB(40)의 도전성 패턴과 그 도전성 패턴에 연결된 경질 PCB(30)의 도전성 패턴을 통해 외부로부터 전력을 공급받을 수 있다. In addition, although not shown, the conductive pattern formed on the
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 3차원 조명장치(100)의 조립공정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 복수의 경질 PCB(30)들이 복수의 연질 PCB(40)에 의해 연결된다. 상기 연결 공정은 상기 경질 PCB(30)를 구성하는 수지 재질의 박판들을 적층하는 공정과 함께 수행되는데, 예컨대, 상기 박판들을 적층할 때, 상하로 이웃하는 두 박판(31, 31) 사이에 연질 PCB(40)의 일단을 개재한 후, 그 두 박판을 접합함으로써, 연질 PCB(40)의 일단이 경질 PCB(30)에 고정된다. 또한, 위와 동일한 방식으로, 연질 PCB(40)의 타단은 다른 경질 PCB(30)에 고정된다. 다음, SMT(Surface Mount Technology) 방식으로, 복수의 경질 PCB(30)들의 상면 각각에 LED(10)이 장착된다. 상기 장착 공정에서는 LED(10)의 리드단자(미도시함)들이 상기 경질 PCB(30)에 형성된 도전성 패턴의 전극들과 연결된다. 대안적으로, 경질 PCB(30)를 구성하는 복수의 박판들 중 최상층의 박판에 먼저 LED(10)를 실장하고, 다음에, 그 최상층의 박판을 포함하는 적어도 두개의 박판을 접합하여 적층하는 공정을 나중에 하는 것도 고려될 수 있다. 1 and 2, the assembly process of the three-
또한, 상기 경질 PCB(30)들은 연질 PCB(40)들에 의해 서로 연결된 상태로 베이스(20)의 장착단(22)들에 장착된다. 이때, 상기 경질 PCB(30)들을 상기 베이 스(10)에 장착하는 공정은 상기 LED(10)들을 상기 경질 PCB(30)들에 장착하기 전 또는 장착한 후에 이루어질 수 있다. In addition, the
앞선 설명에서, 에폭시를 주성분으로 하는 FR4형의 경질 PCB에 대해 설명되었지만, 상기 경질 PCB는 페놀 수지를 주성분으로 하는 FR1형 또는 기타 다른 수지로 형성될 수 있다. 더 나아가, 방열 성능이 좋고 도전성 패턴을 갖는다면, 세라믹 기판이나 메탈 PCB와 같은 다른 재질의 기판일 수 있다. In the foregoing description, although an epoxy-based FR4 type hard PCB has been described, the hard PCB may be formed of a FR1 type or other resin based on a phenol resin. Furthermore, if the heat dissipation performance is good and has a conductive pattern, it may be a substrate of another material such as a ceramic substrate or a metal PCB.
자동차의 후미등과 같은 차량용 조명등이 3차원의 LED 배치가 요구되므로, 본 발명에 따른 3차원 조명장치는 차량용 조명등에 적합한 구조를 갖는 것이지만, 차량용 조명등에 국한되지 않고, 3차원의 LED 배치가 요구되는 가전장치 또는 기타 실내외 조명의 용도로 이용될 수 있다. Since a three-dimensional LED arrangement is required for a vehicle lighting lamp such as a tail light of an automobile, the three-dimensional lighting apparatus according to the present invention has a structure suitable for a vehicle lighting lamp, but is not limited to a vehicle lighting lamp and a three-dimensional LED arrangement is required. It can be used for home appliances or other indoor and outdoor lighting.
또한, 도면에 도시된 베이스의 구조는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 것에 불과하며, LED가 장착된 경질 PCB가 장착되는 면을 제공할 수 있고, 복수의 LED 또는 그것이 장착된 복수의 경질 PCB가 3차원으로 배치되는 것을 허용할 수 있다면, 다양한 베이스의 형상 및 구조가 이용될 수 있을 것이다. In addition, the structure of the base shown in the drawings is only for explaining an embodiment of the present invention, it may provide a surface on which the rigid PCB mounted LED is mounted, a plurality of LEDs or a plurality of rigid mounted it If the PCB can be allowed to be placed in three dimensions, shapes and structures of various bases may be used.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 조명장치를 설명하기 위한 도면. 1 is a view for explaining a three-dimensional lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 조명장치 일부를 확대하여 도시한 도면. FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the 3D lighting apparatus shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 종래의 3차원 조명장치를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a conventional three-dimensional lighting device.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20141006 Effective date: 20150225 |
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S901 | Examination by remand of revocation | ||
GRNO | Decision to grant (after opposition) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |