KR20110023402A

KR20110023402A - 금속코어기판용 연결소자 및 이를 포함하는 발광장치

Info

Publication number: KR20110023402A
Application number: KR1020090081260A
Authority: KR
Inventors: 표병기
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-03-08

Abstract

본 발명은 금속코어기판의 전선 연결부에 연결소자를 부착하고 그 연결소자를 통해 전선 연결부와 외부전선을 연결함으로써, 시간과 인두기 용량을 절약시킬 수 있고, 냉납을 막을 수 있도록 한 발광장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 발광장치는 LED; 상기 LED가 실장되고, 상기 LED와 전기적으로 연결되는 전선 연결부를 갖는 금속코어기판(MCPCB); 및 상기 전선 연결부상에 부착되어, 상기 금속코어기판과 외부전선을 연결하는 연결소자를 포함한다.

MCPCB, 전선, 납땜, 인두기, 전도, LED, 보호부재, 냉납, 연결소자, 부착

Description

금속코어기판용 연결소자 및 이를 포함하는 발광장치{ELECTRIC CONNECTION ELEMENT FOR METAL CORE PRINTED CIRCUIT BOARD AND LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 발광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MCPCB의 전선 연결부와 외부전선을 연결하되, 시간 절약과 냉납을 막을 수 있도록 연결소자를 통하여 전선 연결부와 외부전선을 연결하는 발광장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode, 이하 ‘LED'라 함)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, LED는 저전압, 저전류로 연속 발광이 가능하고 소비전력이 작은 이점 등 기존의 광원에 비해 많은 이점을 갖고 있다.

위와 같은 LED는 통상 패키지 구조로 제조되며, 패키지 구조로 제조된 LED는 기판에 실장된다. 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 발광장치(1)는 금속코어기판(MCPCB: Metal Core Printed Circuit Board, 이하 'MCPCB'라 한다)(11)상에 복수의 LED(12)가 실장되고, 그 MCPCB(11)에 형성된 전선 연결부(113)에 외부전선(15)이 연결되도록 고용량 인두기(미도시)로 납땜을 하였다.

특히, 복수의 LED(12)가 사용된 MR16이나 GU10 등의 제품에는 필수적으로 외부전선(15)을 MCPCB(11)에 연결하였다.

그러나, MCPCB(11)이 높은 열전도율과 열용량을 가지고 있어, 고용량 인두기의 열을 빠르게 전도시켜 전선 연결부(113)에 온도가 높게 올라가지 않기 때문에, 외부전선(15)을 MCPCB(11)에 연결하는데 시간이 많이 걸리고, 또한 고용량의 인두기를 사용해야 하는 불편함이 있으며, 납땜이 잘 되지 않아 제품의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 연결소자를 통해 금속코어기판의 전선 연결부와 외부전선을 연결함으로써, 금속코어기판과 외부전선과의 연결이 용이하고, 전선연결시간을 단축시킬 수 있으며, 냉납을 막을 수 있는 발광장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광장치는 LED; 상기 LED가 실장되고, 상기 LED와 전기적으로 연결되는 전선 연결부를 갖는 금속코어기판(MCPCB); 및 상기 전선 연결부상에 부착되어, 상기 금속코어기판과 외부전선을 연결하는 연결소자를 포함한다.

상기 연결소자는, 상기 금속코어기판에 표면실장기법에 의해 부착되는 것이 바람직하다.

상기 연결소자는, 상기 외부전선과 접촉되는 상부면; 상기 전선 연결부와 접촉되는 하부면; 및 상기 상부면과 하부면을 이어주는 전도성 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 연결소자는 상기 전도성 연결부를 보호하는 절연성의 보호부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 금속코어기판(MCPCB)과 외부전선을 연결하는 연결소자는 상기 외부전선과 접촉되는 상부면; 전선 연결부와 접촉되는 하부면; 및 상기 상 부면과 하부면을 이어주는 전도성 연결부를 포함한다.

상기 전도성 연결부를 보호하는 절연성의 보호부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전도성 연결부는, 상기 상부면 및 상기 하부면에 비하여 단면적이 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면 금속코어기판의 전선 연결부에 연결소자를 부착하고 그 연결소자에 인두기를 통하여 외부전선을 연결함으로써, 금속코어기판에 전선을 연결하기가 용이하고, 시간과 인두기 용량을 절약할 수 있으며, 냉납을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 연결소자의 상부면과 하부면을 잇는 전도성 연결부를 구비함으로써, 인두기로 납땜을 할때 전도성 연결부에 의해 열전달이 방해되어 저용량 인두기를 사용해서도 빠른 시간에 납땜을 할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 전도성 연결부를 보호하는 보호부재를 구비함으로써, 전도성 연결부를 외부 환경으로부터 보호할 수 있는 효과도 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 전도성 연결부가 상부면과 하부면에 비하여 단면적이 작음에 따라 열의 방출이 지연되어 저용량 인두기를 사용해서도 전선 연결부와 외부전선을 전기적으로 연결시킬 수 있는 효과도 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 연결소자를 도시한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 발광장치의 부분 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광장치(2)는 금속코어기판(21, 이하 'MCPCB'라 한다)과, MCPCB(21) 상에 실장된 LED(22)와, MCPCB(21)와 연결되는 외부전선(25)을 포함하여 구성된다.

MCPCB(21)에는 복수의 LED(22)가 실장된다. 본 실시예에서는 복수의 LED(22)가 복수의 열로 실장되는 것을 도시하고 있으나, MCPCB(21) 상에 하나의 LED가 실장되거나, 또는 복수의 LED가 하나의 열로 나란하게 실장될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 MCPCB(21)에 실장된 복수의 LED(22)가 LED 패키지로 사용되나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 LED칩이 사용될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, MCPCB(21)는 도 4에 도시된 바와 같이, 금속판(211)과, 그 금속판(211) 위에 구비된 절연층(212)과, 외부전선(25)과 연결되는 전선 연결부(213)를 포함한다. 전선 연결부(213)는 절연층(212)에 형성된 도전성 패턴(214)의 일부일 수 있다. 도전성 패턴(214)은 LED(22)의 전극들과 전기적으로 접촉하는 단자들을 포함할 수 있다. 이에 따라, MCPCB(21)의 전선 연결부(213)와 외부전선(25)이 연결되면, 도전성 패턴(214)에 의해 LED(22)에 전원이 공급되어, LED(22)에서 광이 방출된다.

또한, MCPCB(21)는 복수의 LED(22)에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있어, LED(22)의 열적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

여기에서, 금속판(211)은 Al, Au 등과 같이 열전도성을 가진 금속 재질로, 수mm 내지 수십mm의 두께로 이루어지고 히트싱크(heat sink)로서의 역할을 한다. 절연층(212)은 금속판(211) 상부면에 접착된다. 절연층(212)은 기계적 강도가 높고 내구성이 우수하여 얇은 두께로 이루어진 경우에도 열에 의한 변형이 작으며 접착성이 있어 레이어를 형성하는데 적합한 재질, 예컨대 FR4 수지로 이루어질 수 있다.

전술된 구조를 갖는 MCPCB(21)의 전선 연결부(213)와 외부전선(25) 사이에는 연결소자(24)가 위치한다. 연결소자(24)는 하면이 전선 연결부(213) 상에 부착되고, 상면이 외부전선(25)과 접촉된다. 본 실시예에서, 연결소자(24)는 예컨대 표면실장기법(SMT: Surface Mount Technology)에 의해 MCPCB(21)의 전선 연결부(213)에 부착되고, 예컨대 인두기를 통하여 수작업으로 외부전선(25)을 연결소자(24)에 연결시킨다. 따라서, 연결소자(24)를 통해 MCPCB(21)의 전선 연결부(213)와 외부전선(25)을 연결하기가 용이하며, 인두기를 사용하여 빠른 시간에 납땜할 수 있다.

도 3을 참조하여 더 설명하면, 연결소자(24)는 상부면(241)과, 하부면(242)과, 전도성 연결부(243)를 구비한다. 나아가, 연결소자(24)는 전도성 연결부(243)를 보호하기 위한 보호부재(244)를 더 구비할 수 있으며, 보호부재(244)는 절연물질로 이루어진다.

하부면(242)은 예컨대 SMT 등을 통해 MCPCB(21)의 전선 연결부(213)에 부착되고, 상부면(241)은 외부전선(25)과 접촉되는 부분으로, 인두기를 통하여 외부전선(25)이 납땜된다.

전도성 연결부(243)는 상술된 상부면(241)과 하부면(242)을 이어주며, 인두기로 납땜할 때 MCPCB(21)에 열의 전달을 방해한다. 이에 따라, 인두기로 납땜을 할때, 저용량의 인두기를 사용해도 빠른 시간에 상부면(241)에 외부전선(25)을 납땜할 수 있다.

특히, 전도성 연결부(243)는 상부면(241)과 하부면(242)에 비하여 단면적이 작은 것이 바람직하다.

MCPCB(21) 상에 복수의 LED(22)를 실장하고 외부전선(25)을 필수적으로 MCPCB(21)의 전선 연결부(213)에 연결시키는 제품으로 MR16이나 GU10 등의 제품이 있는데, 이러한 제품을 만들때 연결소자(24)를 통해 MCPCB(21)의 전선 연결부(213)와 외부전선(25)을 연결시켜 제조시간 및 인두기 용량을 절약할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치는 앞선 실시예와 달리, MCPCB(31) 상에 한쌍의 외부전선(35a, 35b)과 연결되는 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)가 서로 마주보게 위치한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)는 MCPCB(31)의 중심에 실장된 복수의 LED(32)를 기준으로 좌우 부근에 각각 위치한다. MCPCB(31) 상에 실장된 복수의 LED(32)는 LED 패키지가 사용될 수 있으나, LED칩도 고려될 수 있다.

한쌍의 연결소자(34a, 34b) 각각은 앞선 실시예의 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 가지며, 한쌍의 연결소자(34a, 34b)의 하부면은 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)에 각각 부착된다. 이때, 예컨대 SMT에 의해 한쌍의 연결소자(34a, 34b)가 한쌍의 전선연결부(313a, 313b)에 각각 부착될 수 있으며, 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)는 음의 극성이 인가되는 부분과, 양의 극성이 인가되는 부분이다.

한쌍의 연결소자(34a, 34b)가 MCPCB(31)의 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)에 부착된 상태에서 한쌍의 연결소자(34a, 34b)의 상부면은 한쌍의 외부전선(35a, 35b)에 각각 접촉된다. 이때, 인두기를 통해 납땜되어 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)와 한쌍의 외부전선(35a, 35b)이 전기적으로 연결된다.

특히, 한쌍의 연결소자(34a, 34b)는 상부면과 하부면을 이어주는 전도성 연결부에 의해 인두기로 납땜할 때 MCPCB(21)에 열의 전달이 방해된다. 이러한 전도성 연결부의 단면적이 작을수록 열의 방출이 지연되기 때문에 저용량 인두기를 사용해서도 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)와 한쌍의 외부전선(35a, 35b)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.

이와 같이, 한쌍의 연결소자(34a, 34b)에 의해 한쌍의 외부전선(35a, 35b)과 한쌍의 전선 연결부(313a, 313b)가 연결되면, 한쌍의 외부전선(35a, 35b)에서 전원 을 공급받아 MCPCB(31)상에 실장된 복수의 LED(32)가 발광된다.

도 1은 종래의 발광장치를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치를 도시한 도면.

도 3은 도 2에 도시된 연결소자를 도시한 도면.

도 4는 도 2에 도시된 발광장치의 부분 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 발광장치 21 : MCPCB

213 : 전선 연결부 22 : LED

24 : 연결소자 241 : 상부면

242 : 하부면 243 : 전도성 연결부

244 : 보호부재 25 : 외부전선

Claims

LED;

상기 LED가 실장되고, 상기 LED와 전기적으로 연결되는 전선 연결부를 갖는 금속코어기판(MCPCB); 및

상기 전선 연결부상에 부착되어, 상기 금속코어기판과 외부전선을 연결하는 연결소자를 포함하는 발광장치.
청구항 1에 있어서,

상기 연결소자는, 상기 금속코어기판에 표면실장기법에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 연결소자는,

상기 외부전선과 접촉되는 상부면;

상기 전선 연결부와 접촉되는 하부면; 및

상기 상부면과 하부면을 이어주는 전도성 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
청구항 3에 있어서,

상기 연결소자는 상기 전도성 연결부를 보호하는 절연성의 보호부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
금속코어기판(MCPCB)과 외부전선을 연결하는 연결소자로서,

상기 외부전선과 접촉되는 상부면;

전선 연결부와 접촉되는 하부면; 및

상기 상부면과 하부면을 이어주는 전도성 연결부를 포함하는 연결소자.
청구항 5에 있어서,

상기 전도성 연결부를 보호하는 절연성의 보호부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결소자.
청구항 5에 있어서,

상기 전도성 연결부는, 상기 상부면 및 상기 하부면에 비하여 단면적이 작은 것을 특징으로 하는 연결소자.