KR20100130049A - 엘이디모듈 및 그를 가지는 엘이디조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디를 사용하여 조명하는 엘이디조명장치에 관한 것이다.
본 발명은 엘이디소자와; 상기 엘이디소자의 단자가 연결됨과 아울러 상기 엘이디소자의 저면이 노출되도록 하나의 관통공이 형성된 기판과; 상기 관통공을 통하여 상기 엘이디소자의 저면과 밀착 결합되는 코어부와, 상기 코어부와 연결되어 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 상기 코어부를 통하여 전달받아 방열하는 방열부를 포함하는 방열블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈을 제공한다.
엘이디, 조명장치

Description

엘이디모듈 및 그를 가지는 엘이디조명장치 {LED module and lighting apparauts having the same}
본 발명은 엘이디조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디를 사용하여 조명하는 엘이디조명장치에 관한 것이다.
엘이디(LED; Lighting Emitting Diode)는 빛을 내는 반도체로서, 낮은 전력소비(백열등의 1/6), 긴 수명(백열등의 8배), 친환경적 특성(수은 등 유해물질 미함유)으로 각종 LCD의 광원, 실내등, 가로등, 조명등, 자동차 등 다양한 분야에서 응용되고 있다.
그러나 낮은 소비전력, 긴 수명의 장점에도 불구하고 LED는 작동과정에서 발생하는 고열로 인하여 수명이 단축되거나 오작동을 일으키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 방열블록을 엘이디소자와 직접 결합시킴으로써 엘이디소자에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 신속하게 방출할 수 있는 엘이디모듈 및 그를 가지는 엘이디조명장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 엘이디소자와; 상기 엘이디소자의 단자가 연결됨과 아울러 상기 엘이디소자의 저면이 노출되도록 하나의 관통공이 형성된 기판과; 상기 관통공을 통하여 상기 엘이디소자의 저면과 밀착 결합되는 코어부와, 상기 코어부와 연결되어 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 상기 코어부를 통하여 전달받아 방열하는 방열부를 포함하는 방열블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈을 제시한다.
상기 코어부 및 상기 방열부는 하나의 재질로 일체로 형성되거나 별도의 부재로 형성될 수 있다.
상기 코어부는 구리 재질을 가지며, 상기 방열부는 알루미늄 재질을 가질 수 있다.
상기 코어부는 원형 또는 각형의 기둥형상을 가지며, 상기 방열부는 상기 코어부와 길이방향으로 압입되어 결합되며 복수개의 방열핀들을 가질 수 있다.
상기 방열핀은 상기 방열부의 길이방향 또는 길이방향과 수직으로 형성될 수 있다.
상기 방열블록은 상기 기판이 결합되며 다른 구조물과의 결합을 위한 결합부를 가질 수 있다.
상기 결합부는 결합될 다른 구조물에 형성된 암나사부와의 결합을 위하여 상기 방열블록의 끝단부분의 외주면에 형성된 수나사부로 구성될 수 있다.
상기 기판의 상측에는 상기 엘이디소자 및 상기 기판을 보호하기 위한 커버가 추가로 결합될 수 있다.
본 발명은 또한 엘이디소자와; 상기 엘이디소자의 단자가 연결됨과 아울러 상기 엘이디소자의 저면이 노출되도록 하나의 관통공이 형성된 기판과; 상기 관통공을 통하여 상기 엘이디소자의 저면과 밀착 결합되며 원형 또는 각형의 기둥형상을 가지며 끝단에 상기 기판이 결합되는 코어부와 상기 코어부와 연결되어 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 상기 코어부를 통하여 전달받아 방열하는 방열부를 포함하는 방열블록을 포함하는 복수개의 엘이디모듈과; 상기 방열블록과 결합되는 복수개의 결합홀들이 형성된 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치를 제시한다.
상기 방열블록 및 상기 결합홀 사이에는 물이 유입되는 것을 방지하기 위한 실링부재가 추가로 설치될 수 있다.
상기 결합홀의 내주면에는 암나사부가 형성되며, 상기 결합부는 결합홀의 암나사부에 나사결합되도록 상기 코어부의 끝단부분의 외주면에 형성된 수나사부로 구성될 수 있다.
상기 기판의 상측에는 상기 엘이디소자 및 상기 기판을 보호하기 위한 커버가 추가로 결합될 수 있다.
상기 본체 및 상기 커버 사이에는 상기 엘이디블록 중 상기 엘이디소자 만을 외부로 노출시키고 상기 엘이디블록의 상기 엘이디소자의 단자로 연결되는 전원연결선이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 보조커버가 추가로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디모듈 및 그를 가지는 엘이디조명장치는 방열블록이 엘이디소자의 저면과 밀접하게 결합됨으로써 엘이디소자에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 신속하게 방열할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 엘이디모듈 및 그를 가지는 조명장치는 엘이디소자 각각에 대응되는 방열모듈을 구비함으로써 엘이디소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열함으로써 열에 의하여 엘이디소자가 손상되거나 오작동되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명에 따른 엘이디조명장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디모듈을 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 엘이디모듈의 측면도이고, 도 3은 도 1의 엘이디모듈의 변형례를 보여주는 측면도 이다.
본 발명에 따른 엘이디모듈(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 엘이디소자(10)와; 상기 엘이디소자(10)의 단자(11)가 연결됨과 아울러 상기 엘이디소자(10)의 저면이 노출되도록 하나의 관통공(21)이 형성된 기판(20)과; 상기 관통공(21)을 통하여 상기 엘이디소자(10)의 저면과 밀착 결합되는 코어부(31)와, 상기 코어부(31)와 연결되어 상기 엘이디소자(10)에서 발생되는 열을 상기 코어부(31)를 통하여 전달받아 방열하는 방열부(32)를 포함하는 방열블록(30)을 포함하여 구성된다.
상기 엘이디소자(10)는 엘이디모듈(100)이 사용되는 용도에 따라서 조명색, 휘도 등이 결정되며, 바람직하게는 소위 파워엘이디가 사용되며, 직류용 엘이디소자는 물론 교류용 엘이디소자도 사용될 수 있다. 특히 상기 엘이디소자(10)는 몰딩이 완료된 패캐징 상태의 소자로서, 저면이 열방출을 위한 히트싱크, 즉 슬러그로 이루어진다.
상기 기판(20)은 전원을 공급할 수 있도록 엘이디소자(10)의 단자(11)가 결합되는 구성으로 단자결합부(미도시) 등이 형성되는 PCB, FPCB 등이 사용될 수 있다.
상기 기판(20)는 단자결합부 이외에 엘이디소자(10)를 포함하는 회로를 구성하기 위하여 저항 등의 하나 이상의 회로소자(미도시)가 추가로 설치될 수 있으며, 열방출을 위하여 엘이디소자(10)의 저면이 개방되는 관통공(21)이 형성된다.
한편 상기 기판(20)의 상측에는 상기 엘이디소자(10) 및 상기 기판(20)을 보 호하기 위한 커버(미도시)가 추가로 결합될 수 있다.
상기 방열블록(30)은 엘이디소자(10)의 히트싱크인 슬러그로 형성되는 저면에 결합되어 엘이디소자(10)에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 관통공(21)을 통하여 상기 엘이디소자(10)의 저면과 밀착 결합되는 코어부(31)와, 상기 코어부(31)와 연결되어 상기 엘이디소자(10)에서 발생되는 열을 상기 코어부(31)를 통하여 전달받아 방열하는 방열부(32)를 포함하여 구성된다.
상기 코어부(31)는 엘이디소자(10)의 저면과 밀착결합되어 엘이디소자(10)에서 발생되는 열을 방열부(32)로 전달하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다. 여기서 상기 코어부(31)는 엘이디소자(10)로부터 열을 최대한 빨리 많은 양을 방출시키는 것이 바람직하다.
상기 코어부(31)는 엘이디소자(10)의 저면과 다양한 방법에 의하여 결합될 수 있는바, 도 1에 도시된 바와 같이, 코어부(31)의 상면에 절연을 위한 절연층(41)을 형성하고 그 위에 솔더링을 위한 도금층(42)을 형성한 후 땜납과 같은 접합부재(43)에 의하여 솔더링에 의하여 엘이디소자(10)의 저면과 접착된다.
여기서 상기 엘이디소자(10) 및 코어부(31) 사이의 절연이 불필요한 경우 바로 땜납될 수 있다.
또한 상기 엘이디소자(10) 및 코어부(31)는 전기적으로 절연성을 가지면서 열전도성이 높은 열전도성 접합재만으로도 접착될 수 있다.
상기 방열부(32)는 상기 코어부(31)로부터 전달된 열을 방출시키기 위한 구 성으로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코어부(31)와 결합되는 코어결합부(32a)와 상기 코어결합부(32a)와 결합되는 하나 이상의 핀(fin; 32b)로 구성될 수 있다.
여기서 상기 코어결합부(32a) 및 핀(32b)은 일체로 형성되거나, 별도로 형성된 다음 서로 결합되는 등 다양한 구조 및 방법에 의하여 제조될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 핀(32b)은 방열부(32)의 길이방향, 즉 코어결합부(32a)의 길이방향와 일정한 각도, 특히 수직을 이루어 형성되거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 코어결합부(32a)의 길이방향와 평행하게 형성될 수 있다.
한편 상기 핀(32b)은 방열블록(30)의 제조공정을 고려하여 볼 때, 압출에 의하여 형성할 수 있도록 코어결합부(32a)의 길이방향와 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코어부(31) 및 방열부(32)는 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등과 같이 하나의 재질로 일체로 형성되거나, 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 특히 상기 코어부(31)는 엘이디소자(10)로부터 열방출 속도를 높이기 위하여 열전달속도가 빠른 재질인 구리 또는 구리합금으로 제조되고, 상기 방열부(32)는 저가이며 내부식성 재질인 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 제조될 수 있다.
상기 코어부(31) 및 방열부(32)가 별도의 부재로 형성되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코어부(31)는 원형 또는 각형의 기둥형상을 가지며, 상기 방열부(32)는 상기 코어부(31)와 길이방향으로 압입되어 결합되며 복수개의 방열핀(32b)들을 가질 수 있다.
상기 방열블록(30)은 압출, 주조 및 다이캐스팅 등 다양한 방법에 의하여 제조될 수 있다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 엘이디모듈(100)는 실내등, 가로등, 조명등, 자동차 등과 같은 조명장치에 사용될 수 있다.
특히 상기 엘이디모듈(100)은 도 3, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방열블록(30)의 끝단에 상기 기판이 결합되며 다른 구조물과의 결합을 위한 결합부(33)가 형성될 수 있다.
상기 결합부(33)는 방열블록(30)의 끝단에 형성되며, 후술하는 구조물(200)의 본체(210)와 결합될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 모두 가능하며, 원형 또는 각형의 기둥형상을 가지며 그 외주면에 본체(210)의 결합부(211)와의 나사결합될 수 있도록 방열블록(30)의 외주면에 형성된 수나사부로서 구성될 수 있다.
상기 수나사부는 방열블록(30)의 구성에 따라서 다양하게 구성되며, 코어부(31) 또는 방열부(32)의 외주면에 형성될 수 있다.
한편 상기 엘이디모듈(100)이 설치되는 다른 구조물은 예를 들면 조명장치(200)로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 엘이디블록(100) 및 상기 엘이디블록(100)이 결합되는 본체(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 상기 본체(210)는 하나 이상의 엘이디블록(100)과 결합됨과 아울러, 결합된 엘이디블록(100)을 지지할 수 있는 구성이면 금속 또는 플라스틱 등 어떠한 재질 및 구조도 가능하다.
예를 들면, 상기 본체(210)는 상기 방열블록(30)에 형성된 결합부(33)와 결 합되는 복수개의 결합홀(211)들이 형성되며, 상기 결합홀(211)는 상하로 관통되도록 형성될 수 있다.
상기 결합홀(211)는 상기 엘이디모듈(100)이 관통되어 설치되어 저면 쪽에서는 엘이디소자(1)에서 발생되는 빛을 저면 쪽으로 조사하도록 하고, 상면 쪽에서는 상기 방열모듈(30)이 위치되어 상기 방열모듈(30)에서 방열되도록 한다.
그리고 상기 결합홀(211)은 상기 방열블록(30)에 형성된 결합부(33)와 결합방식에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방열블록(30)에 형성된 결합부(33)가 수나사부로 구성된 경우 그 내주면에 암나사부가 형성될 수 있다.
한편 상기 결합홀(211)에는 상기 방열블록(30)에 형성된 결합부(33)가 수나사부와 결합되지 않고 그 저면 쪽에 상기 결합부(33)의 수나사부와 결합될 수 있는 볼팅부재(미도시)가 설치될 수 있다.
한편 상기 본체(210)는 조명장치가 외부에 설치되어 빗물 등 물이 결합홀(211)을 통하여 흘러 엘이디소자(10)에 흘러가 고장을 유발할 수 있는 바, 상기 방열블록(30) 및 결합홀(211) 사이에는 빗물 등이 유입되는 것을 방지하기 위한 실링부재(220)가 추가로 설치될 수 있다.
상기 실링부재(220)는 도 6에 도시된 바와 같이, 고무패킹 등과 같은 착탈가능한 부재가 사용되거나, 실리콘과 같은 부재들이 사용될 수 있다.
한편 상기 본체(210)의 저면에는 엘이디소자(10)들의 보호를 위하여 빛이 투과가능한 투명한 부재로 구성된 커버부재(230)가 추가로 결합될 수 있다.
또한 상기 본체(210) 및 커버부재(230) 사이, 즉 본체(210)의 저면에는 상기 엘이디블록(100) 중 엘이디소자(10) 만을 외부로 노출시키고 엘이디블록(100)의 엘이디소자(10)의 단자(11)로 연결되는 전원연결선(미도시)은 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 보조커버(240)가 추가로 설치될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디모듈을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 엘이디모듈의 평면도이다.
도 3은 도 1의 엘이디모듈의 측면도이다.
도 4은 도 1의 엘이디모듈의 변형례를 보여주는 측면도이다.
도 5는 도 4의 엘이디모듈의 평면도이다.
도 6은 도 1의 엘이디모듈이 설치된 엘이디조명장치를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 4의 엘이디조명장치의 평면도이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
100: 엘이도모듈
10: 엘이디소자 20: 기판
30: 방열블록

Claims (13)

  1. 엘이디소자와;
    상기 엘이디소자의 단자가 연결됨과 아울러 상기 엘이디소자의 저면이 노출되도록 하나의 관통공이 형성된 기판과;
    상기 관통공을 통하여 상기 엘이디소자의 저면과 밀착 결합되는 코어부와, 상기 코어부와 연결되어 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 상기 코어부를 통하여 전달받아 방열하는 방열부를 포함하는 방열블록을
    포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어부 및 상기 방열부는 하나의 재질로 일체로 형성되거나 별도의 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어부는 구리 재질을 가지며, 상기 방열부는 알루미늄 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어부는 원형 또는 각형의 기둥형상을 가지며, 상기 방열부는 상기 코 어부와 길이방향으로 압입되어 결합되며 복수개의 방열핀들을 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 방열핀은 상기 방열부의 길이방향 또는 길이방향과 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 방열블록은 상기 기판이 결합되며 다른 구조물과의 결합을 위한 결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 결합부는 결합될 다른 구조물에 형성된 암나사부와의 결합을 위하여 상기 방열블록의 끝단부분의 외주면에 형성된 수나사부인 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 상측에는 상기 엘이디소자 및 상기 기판을 보호하기 위한 커버가 추가로 결합된 것을 특징으로 하는 엘이디모듈.
  9. 엘이디소자와; 상기 엘이디소자의 단자가 연결됨과 아울러 상기 엘이디소자의 저면이 노출되도록 하나의 관통공이 형성된 기판과; 상기 관통공을 통하여 상기 엘이디소자의 저면과 밀착 결합되며 원형 또는 각형의 기둥형상을 가지며 끝단에 상기 기판이 결합되는 코어부와 상기 코어부와 연결되어 상기 엘이디소자에서 발생되는 열을 상기 코어부를 통하여 전달받아 방열하는 방열부를 포함하는 방열블록을 포함하는 복수개의 엘이디모듈과;
    상기 방열블록과 결합되는 복수개의 결합홀들이 형성된 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 방열블록 및 상기 결합홀 사이에는 물이 유입되는 것을 방지하기 위한 실링부재가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 결합홀의 내주면에는 암나사부가 형성되며, 상기 결합부는 결합홀의 암나사부에 나사결합되도록 상기 방열블록의 끝단부분의 외주면에 형성된 수나사부인 것을 특징으로 하는 엘이디모듈..
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판의 상측에는 상기 엘이디소자 및 상기 기판을 보호하기 위한 커버 가 추가로 결합된 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 본체 및 상기 커버 사이에는 상기 엘이디블록 중 상기 엘이디소자 만을 외부로 노출시키고 상기 엘이디블록의 상기 엘이디소자의 단자로 연결되는 전원연결선이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 보조커버가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디조명장치.
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