KR20100127895A - 방수성이 개선된 ｌｅｄ 발광 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원으로 칩 LED를 이용한 발광 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방수성과 내구성이 뛰어나고, 구성이 간단하며 소형화된 LED 발광 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 방수성이 개선된 LED 발광 모듈은 수용부를 갖는 케이스; 상기 케이스 수용부에 안치되는 PCB와, 상기 PCB 전면에 실장되어 있고 빛을 발하는 칩 LED와, 상기 PCB 후면에 실장된 각종 전자소자로 이루어지고 상기 LED에 구동전원을 공급하는 회로부를 포함하는 발광수단; 상기 PCB가 안치되어 있는 상기 케이스 수용부에 액상의 수지가 주입된 후 굳어 형성되는 방수코팅층;을 포함하여 이루어진다.

LED, 발광, 방수, PCB

Description

방수성이 개선된 ＬＥＤ 발광 모듈{LED Lighting Module enhanced waterproof}

본 발명은 광원으로 칩 LED를 이용한 발광 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방수성과 내구성이 뛰어나고, 구성이 간단하며 소형화된 LED 발광 모듈에 관한 것이다.

LED(발광 다이오드)는 발열량이 적고 전력소모가 적어 광원으로 많이 사용되고 있다. 특히, PCB에 실장되어 사용되는 칩 LED는 가격은 비싸지만 작고 조도가 뛰어나 최근 수요가 급격히 늘고 있다.

이처럼 칩 LED를 광원으로 사용하는 발광 모듈에 관한 종래기술로 등록특허 제757973호 "광고물용 엘이디 모듈" 등 다양하게 개시 되었다.

상기 등록특허는 외부케이스와, 상기 외부케이스와 정합되어 내장되는 내부케이스와, 상기 내부케이스에 끼워져 설치되며 LED가 실장되어 있는 기판과, 상기 기판에 전기적으로 접속된 전원코드와, 상기 외부케이스의 양단부에 끼움 결합되는 탄성재질의 실링부재를 포함하여 구성된다.

상기 등록특허는 구조를 간소화하고 방수성을 높이고자 하였으나,

많은 구성요소를 갖고 구성요소간의 조립결합을 위해 결합부위의 형상이 다소 복잡하여 제조단가를 낮추는데 한계를 갖고,

LED가 수분에 접촉되는 것을 방지하기 위해 기판을 외부케이스에 내장하고, 외부케이스의 양측 개구부를 실링부재로 끼워 막고 있지만, 조립결합(끼워지는)의 구조적 특성상 완전한 방수성을 기대하기 어렵고, 설사 초기에는 완전방수가 가능하더라도 장기간이 경과하면 방수성이 떨어질 수밖에 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 구성요소를 최소화하고 구성요소간의 결합도 간이하게 이루어지고, PCB에 실장된 각종 전자소자와 PCB와 케이블의 전기적 접속부위가 외부로 노출되는 것을 원천적으로 봉쇄하여 방수성 및 내구성이 뛰어난 LED 발광 모듈을 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방수성이 개선된 LED 발광 모듈 은

수용부를 갖는 케이스;

상기 케이스 수용부에 안치되는 PCB와, 상기 PCB 전면에 실장되어 있고 빛을 발하는 칩 LED와, 상기 PCB 후면에 실장된 각종 전자소자로 이루어지고 상기 LED에 구동전원을 공급하는 회로부를 포함하는 발광수단;

상기 PCB가 안치되어 있는 상기 케이스 수용부에 액상의 수지가 주입된 후 굳어 형성되는 방수코팅층;을 포함하여 이루어진다.

그리고 인서트사출로 상기 케이스 수용부에 내삽되고, 입력되는 상용전원을 상기 회로부에 공급하는 케이블;

상기 PCB가 상기 수용부에 안치된 후에, PCB를 관통하여 상기 케이블의 피복에 침투하여 케이블 내의 도선에 접속되어, 상기 케이블과 상기 회로부를 전기적으로 연결시키는 접속핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 케이스 수용부에는

안치된 상기 PCB의 후면을 지지하는 다수의 지지부와,

안치된 상기 PCB에 천공되어 있는 고정홀에 삽입되는 다수의 고정돌기가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,

상기 회로부는

병렬 연결된 저항과 커패시터로 구성되고, 입력되는 상용전원을 평활 및 강압시켜 출력하는 1차평활부와,

상기 평활부에서 출력되는 전원을 정류하는 브릿지다이오드와,

상기 브릿지다이오드 출력되는 전원의 과전압을 차단하는 티브에스다이오드와,

병렬 연결된 저항과 커패시터로 구성되고, 상기 브릿지다이오드에서 출력되는 전압을 평활 및 강압시켜 상기 LED로 공급하는 2차평활부를 포하하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 구성요소가 적어 소형화 슬림화에 유리하고, 구성요소간의 조립결합이 간이신속하게 행해지므로 제품단가를 획기적으로 줄일 수 있다.

또한, PCB를 케이스 수용부에 안치시킨 후에 그 표면을 액상의 실리콘 또는 에폭시을 부어 방수코팅층을 형성하고, 케이블은 인서트사출되어 케이스에 내삽되므로 LED 및 전자소자가 외부로 노출될 위험과 수용부로 습기가 유입될 수 있는 틈의 존재가 원천적으로 봉쇄되므로 방수성 및 내구성이 뛰어나다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 LED 발광모듈의 사시도이고, 도2는 도1의 분해사시도이고, 도3은 도1의 단면도이고, 도4는 회부부의 회로도로서,

도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 방수성이 개선된 LED(22) 발광 모듈은 케이스(10), 발광수단(20), 방수코팅층(30), 케이블(40), 접속핀(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(10)는 상부가 개방된 수용부(11)를 갖고, 직육면체 형상으로 이루어지고, 합성수지재질이다.

그리고 케이스(10)의 사출시 케이블(40)이 인서트되어 수용부(11)에 내삽된다. 케이블(40)을 인서트사출하여 케이스(10)에 결합시킴으로서 케이스(10)와 케이블(40) 간의 틈새가 없어 습기 등이 케이스(10) 수용부(11)에 침투되지 않는다.

상기 케이스(10)에는 상용전원이 흐르고, 접속핀(50)을 통해 회로부(60)에 전기적 연결되어 LED(22)에 구동전원을 공급하는 케이블(40)이 내삽된다.

그리고 상기 케이스(10)의 수용부(11) 내벽에는 안치되는 PCB(21)의 후면을 지지하는 다수의 지지부(13)가 돌출 형성되어 있고, 안치되는 PCB(21)의 고정 홀(21a)에 삽입되는 다수의 고정돌기(15)가 돌출 형성되어 있다.

상기 발광수단(20)은 PCB(21), 칩 LED(22), 각종 전자소자(23)로 이루어진 회로부(60)를 포함하여 이루어진다.

상기 PCB(21)는 상기 수용부(11)에 안치되고, 수용부(11)에 돌출 형성되어 있는 지지부(13)에 의해 수용부(11) 바닥면에서 일정거리 이격되어 지지된다.

그리고 전면에는 상기 칩 LED(22)가 다수 실장되고, 후면에는 회로부(60)를 구성하는 각종 전자소자(23)가 실장된다.

또한, PCB(21)의 모퉁이에는 상기 수용부(11)에 돌출 형성되어 있는 고정돌기(15)가 삽입되는 고정공이 형성되어 있고, 수용부(11)에 안치시 수용부(11)에 구비되어 있는 케이블(40)의 직상부에 해당하는 위치에는 접속핀(50)이 삽입되는 접속공(21b)이 형성되어 있다.

그리고 상기 접속공(21b)의 직하부에 해당하는 위치에 구비되어 내삽된 케이블(40)을 고정시킴과 아울러 PCB(21) 후면을 지지하는 지지부(13)에는 상기 접속핀(50)이 케이블(40) 피복(41)을 침투하는 위치를 가이드하는 가이드홈(14)이 형성되어 있다.

광원으로서 LED(22)는 PCB(21) 전면에 실장되고, 휘도가 높고 빛 조사각이 약 120도 정도로 넓은 칩 LED(22)를 사용한다. 상기 칩 LED(22)는 적색을 발하는 LED소자(r)와 녹색을 발하는 LED소자(g)와, 파란색을 발하는 LED소자(b)가 하나로 내장 결합되어 백색의 빛을 발산한다.

상기 회로부(60)는 PCB(21) 후면에 실장된 각종 전자소자(23)로 이루어지고, 접속핀(50)을 통해 케이블(40)에서 공급되는 상용전원을 가공처리하여 LED(22)에 안정적인 구동전원을 공급한다. 회로부(60)에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.

상기 방수코팅층(30)은 케이스(10) 수용부(11)에 PCB(21)를 안치시킨 후에 액상의 에폭시 또는 실리콘을 부은 후에 굳어져 형성된다.

방수코팅층(30)은 PCB(21)가 노출되어 물기나 이물질과 접촉되는 것을 방지하고, PCB(21)와 케이스(10)의 틈새를 밀봉하여 수용부(11) 내로 물기가 침투하는 것을 방지할 뿐만 아니라 PCB(21)가 수용부(11)에서 분리되지 않도록 한다.

상기 방수코팅층은 투명하거나 불투명하거나 상관없으나, 불투명할 때는 PCB(21) 전면에 실장된 칩 LED(22)는 코팅하지 않아야 할 것이다.

상기 접속핀(50)은 헤드는 PCB(21)에 접촉되고, 단부는 케이블(40)의 피복(41)을 침투하여 케이블(40) 내의 도선(43)에 접촉되어 케이블(40)과 회로부(60)를 전기적으로 연결한다.

또한, 접속핀(50)은 스크류방식으로 PCB(21)와 지지부(13)와 케이블(40)의 피복(41)에 관통 삽입되어 PCB(21)를 수용부(11)에 고정시키는 역할을 한다.

상기 회로부(60)는 도4에서 보는 바와 같이 1차평활부(61), 브릿지다이오드(BD), 티브이에스다이오드(TVS Diode), 2차평활부(63)를 포함하여 이루어지고, 케이블(40)을 통해 100볼트 또는 220볼트의 상용교류전원을 공급받고, 구동전류는 20mmA, 소비전력은 약 1W이다.

상기 1차평활부(61)는 상기 접속핀을 통해 케이블(40)로부터 사용전원을 입력받고, 입력되는 사용전원을 강압하고 평활한다. 상기 1차평활부는 상호 병렬연결된 저항(R1)과 커패시터(C1)로 구성된다.

상기 브릿지다이오드(BD)는 상기 1차평활부(61)를 통과한 전원을 전파정류한다.

상기 티브이에스다이오드(TVS)는 상기 브릿지다이오드(BD)의 출력전원의 과 전압을 차단한다. 즉, 돌입전압(서지전압)을 차단한다.

상기 2차평활부(63)는 브릿지다이오드(BD)를 통해 전파정류되고, 티브이에스다이오드(TVS)를 통해 과전압이 차단된 전원을 다시 한번 강압하고 평활하여 칩 LED에 약 3V, 20mA의 전원을 공급한다.

2차평활부는 병렬연결된 저항(R2, R3)과 커패시터(C2)로 구성된다. (R2와 C2는 직렬연결)

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 방수성이 개선된 LED 발광 모듈에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 방수성이 개선된 LED 발광 모듈의 사시도.

도 2 는 도1의 분해 사시도.

도 3 은 도1의 단면도.

도 4 는 회로부의 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 케이스 11 : 수용부

13 : 지지부 15 : 고정돌기

20 : 발광수단 21 : PCB

22 : 칩 LED 23 : 전자소자

30 : 방수코팅층 40 : 케이블

50 : 접속핀 60 : 회로부

Claims (4)

1. 수용부를 갖는 케이스;

   상기 케이스 수용부에 안치되는 PCB와, 상기 PCB 전면에 실장되어 있고 빛을 발하는 칩 LED와, 상기 PCB 후면에 실장된 각종 전자소자로 이루어지고 상기 LED에 구동전원을 공급하는 회로부를 포함하는 발광수단;

   상기 PCB가 안치되어 있는 상기 케이스 수용부에 액상의 수지가 주입된 후 굳어 형성되는 방수코팅층;을 포함하여 이루어지는 방수성이 개선된 LED 발광 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   인서트사출로 상기 케이스 수용부에 내삽되고, 입력되는 상용전원을 상기 회로부에 공급하는 케이블;

   상기 PCB가 상기 수용부에 안치된 후에, PCB를 관통하여 상기 케이블의 피복에 침투하여 케이블 내의 도선에 접속되어, 상기 케이블과 상기 회로부를 전기적으로 연결시키는 접속핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방수성이 개선된 LED 발광 모듈.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스 수용부에는

   안치된 상기 PCB의 후면을 지지하는 다수의 지지부와,

   안치된 상기 PCB에 천공되어 있는 고정홀에 삽입되는 다수의 고정돌기가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방수성이 개선된 LED 발광 모듈.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로부는

   병렬 연결된 저항과 커패시터로 구성되고, 입력되는 상용전원을 평활 및 강압시켜 출력하는 1차평활부와,

   상기 평활부에서 출력되는 전원을 정류하는 브릿지다이오드와,

   상기 브릿지다이오드 출력되는 전원의 과전압을 차단하는 티브이에스다이오드와,

   병렬 연결된 저항과 커패시터로 구성되고, 상기 브릿지다이오드에서 출력되는 전압을 평활 및 강압시켜 상기 LED로 공급하는 2차평활부를 포하하여 이루어진 것을 특징으로 방수성이 개선된 LED 발광 모듈.

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