KR20110024121A - 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈에 관한 것으로, 특히 사각프레임의 내부 지지부에 방열편을 수직으로 강제 끼움결합시키고, 엘이디 기판의 하부에 단턱을 형성한 보호용 케이스를 부가 장착시켜 엘이디 모듈의 무게를 최소화하고 외부 습기를 차단토록 한 것을 특징으로 하는 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈에 관한 것으로,

사각형태로 이루어지며 상부면에 다수열의 장착홈이 형성된 사각 프레임과; 직사각형 패널 형태로서 사각프레임의 장착홈에 상부면에 수직하게 강제 끼움 형태로 결합되는 방열편과; 상기 사각 프레임의 저면에 볼트로 결합되며 기판의 중앙이나 가장자리부분에 다수개의 엘이디가 실장되어 이루어지는 엘이디 기판과; 상기 엘이디 기판의 저면에 결합되는 사각통 형태로서, 저면에 볼트를 삽입하여 사각 프레임과 연결시켜 엘이디 기판이 내부에 장착되도록 하는 보호용 케이스를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

방열편, 엘이디, 모듈

Description

강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈{A LED Module Having Panel Structure of Protection Against Heat}

본 발명은 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈에 관한 것으로, 특히 사각프레임의 내부 지지부에 방열편을 수직으로 강제 끼움결합시키고, 엘이디 기판의 하부에 단턱을 형성한 보호용 케이스를 부가 장착시켜 엘이디 모듈의 무게를 최소화하고 외부 습기를 차단토록 한 것을 특징으로 하는 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와 같이 광통신부품 및 전기,전자부품은 거의 반도체 소자화 되어 있어 소형화의 추세이며, 소형화의 문제점으로는 열에 의한 잡음 및 수명 단축과 출력특성의 불안정하므로 냉각 및 항온화가 절대적으로 필요하다.

즉, 전자칩의 고집적화에 따른 전자기기의 소형화 추세는 전자부품이나 시스템에서의 복잡한 열적인 문제의 해결을 필요로 하고 있다. 전자칩의 고집적화에 따라 발생한 열을 제거하는 문제는 점점 중요해지고 있으나 칩의 크기와 형상, 발열량, 내부 열저항에 따라 이 문제는 매우 다양하고 복잡하다. 결국 전자칩의 수명이나 신뢰도는 칩의 작동온도에 의해서 크게 좌우된다.

특히 전자칩의 작동온도를 설계온도보다 10℃ 높일 때마다 칩의 수명이 50% 이상씩 감소하는 것으로 알려져 있다. 따라서 전자칩의 온도를 낮게 유지하면서 높은 열유속을 제거할 수 있는 여러 가지 냉각기술의 개발이 전자기기의 수명과 발전속도를 좌우한다고 하여도 과언이 아니다.

그리고, 기존의 히트싱크는 발열원에서 히트싱크의 밑면인 수평방향의 방열판으로 열전도되고, 히트싱크 밑면인 방열판에서 수직방향인 방열핀으로 열전도되고 다시 방열핀이 공기와 접촉하여 냉각되는 방식을 이루었다.

한편, 엘이디에 적용되는 방열판은 프레임에 다수개의 방열편을 삽입시킨다음 프레임을 관통하여 볼트를 체결하는 방식으로 방열판을 구성하였다.

그러나, 상기와 같이 볼트 체결방식으로 다수개의 방열편을 조립하는 구성에서는 볼트가 프레임에 결합되어야 하므로 프레임의 높이가 일정 이상이 되어야 하기 때문에 프레임의 부피가 커지는 문제가 있다.

또한, 프레임의 부피가 커져서 무게가 가중되는 문제가 있으며, 여기에 덧붙여 볼트가 삽입되기 때문에 볼트의 무게가 가중되어 전체 방열판의 무게가 증가될 수 밖에 없다.

이에 따라 엘이디를 적용한 제품의 전체 무게가 상승하게 되어 원가 비용이 많이 차지함은 물론 구조적으로 취약해지는 원인으로 작용하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 방열편을 프레임에 강제 삽입 결합시키는 구조로 방열판을 제작하여 방열판의 무게를 최소화시키도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 방열판의 하부에 수분침투를 억재하는 보조용 케이스를 더 부가하여 엘이디의 손상을 방지토록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 상부면에 다수열의 장착홈이 형성된 사각 프레임(100)과; 직사각형 패널 형태로서 사각프레임의 상부면 장착홈에 수직하게 강제 끼움 형태로 결합되는 방열편(200)과; 상기 사각 프레임(100)의 저면에 볼트로 결합되며 기판의 중앙이나 가장자리부분에 다수개의 엘이디가 실장되어 이루어지는 엘이디 기판(300)과; 상기 엘이디 기판(300)의 저면에 결합되고, 저면에 볼트를 삽입하여 사각 프레임과 연결시키며, 엘이디 기판이 내부에 장착되도록 하는 보호용 케이스(400)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 보호용 케이스(400)는 엘이디 기판(300)의 안착을 위한 단턱부(410)를 테두리면에 더 형성하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 보호용 케이스(400)의 단턱부(410)에는 실링용 오링(420)을 더 결합하여 이루어진 것이 특징이다.

또한, 상기 사각 프레임(100)의 장착홈(110)은, 상부쪽에 삼각형 형태로 홈이 형성되고 하부쪽이 수직한 일자형 홈이 연속되어 이루어진 와이(Y)자 형태인 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 방열편을 프레임에 강제 삽입 결합시키는 구조로 방열판을 제작하여 방열판의 무게를 최소화시켜 엘이디 구조물의 설치가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 방열판의 하부에 수분침투를 억재하는 보호용 케이스를 더 부가하여 엘이디의 손상을 방지하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 엘이디 모듈 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 엘이디 모듈 결합 사시도.

도 3은 본 발명의 엘이디 모듈 수직 단면도.

도 4는 도 3의 요부 확대도로서,

본 발명의 구성요소를 크게 구분하면, 본 발명의 방열판은 사각 프레임(100)과, 방열편(200)과, 엘이디 기판(300)과, 보호용 케이스(400)로 이루어진다.

상기 사각 프레임(100)은 상부면에 다수열의 장착홈(110)이 형성되어 이루어진다. 사각 프레임의 상부면에 장착홈을 와이(Y)자 형태로서 상부쪽에 삼각형 형태로 홈이 형성되고 하부쪽이 수직한 일자형 홈이 연속되어 이루어진 형태이다.

상기 방열편(200)은 직사각형 패널 형태로서 사각프레임에 수직하게 결합되는바, 장착홈(110)에 강제 끼움 결합된다. 방열편(200)은 통상 다수개를 한번에 또는 한개씩 순차적으로 결합시키며 이를 위해 사각프레임(100)의 상부면에 장착홈(110)을 다수개 형성하고, 상기 사각프레임(100)에 형성되는 장착홈(110)의 갯수와 상응한 갯수의 방열편(200)이 결합되어 이루어진다.

이에 따라 사각 프레임(100)은 방열편(200)이 끼움 결합되는 정도의 두께로만 성형하여도 되므로 방열편의 두께가 최소화될 수 있다. 즉, 종래에는 방열편을 결합시킨뒤어 볼트로 상기 방열편들을 가로질러 결합시키는 구성으로서 볼트가 삽입되기 위한 사각 프레임의 두께를 확보하여야 하였으나, 본 발명에서는 방열편을 강제로 끼움 결합시키는 구조이기 때문에 별도로 볼트가 필요치 않아 볼트 삽입을 위한 두께가 필요치 않는 것이다.

결국, 본 발명을 이용하게 되면 방열편(200)을 Y자형 홈으로 이루어지는 장 착홈(110)에 강제로 끼움 결합시켜 방열판을 제작하기 때문에 체결용 볼트가 필요치 않을 뿐만 아니라 볼트의 결합이 필요없어짐으로서 사각프레임의 두께를 대폭 낮출 수가 있으며, 이에 따라 방열판의 전체 무게가 가벼워져 엘이디 설치에 매우 용이한 것이다.

상기 엘이디 기판(300)은 사각 프레임(100)의 저면에 볼트 결합용 홀을 형성하고 후술하는 보호용 케이스(400)와 볼트(500)를 통해 결합된다.

한편, 엘이디 기판(300)의 중앙이나 가장자리부분에 다수개의 엘이디(310)가 실장되어 이루어진다. 통상 5개 정도의 엘이디(310)가 결합되며, 상기 엘이디(310)에 전원을 공급하는 전원공급라인이 별도로 설치되어 외부로부터 전원을 공급받아 동작토록 한다.

본 발명에서는 상기 엘이디 기판(300)을 감싸는 보호용 케이스(400)를 구비하는바, 보호용 케이스(400)는 투명 합성 수지제로 제작함이 바람직하며, 엘이디 기판(300)과 강제 끼움 결합에 의해서 외부 수분이 엘이디 기판 내측으로 침투하는 것을 근복적으로 차단시키는 구조이다.

이를 위해 본 발명에서는 엘이디 기판(300)의 테두리부를 감쌀 수 있도록 보호용 기판을 사각통 형태로 구성하며, 전면은 막혀 있고 후면은 오픈된 상태로 제작한다.

상기 보호용 케이스(400)의 테두리부에는 기판과의 결합을 위한 단턱부(410)가 형성되고, 상기 단턱부(410)에는 실링용 오링(420)이 결합되어 있다.

이에 따라 상기 보호용 케이스(400)를 엘이디 기판(300)에 결합시키게 되면 단턱부(410)에 엘이디 기판(300)이 강제로 결합되며, 이때 실링용 오링(420)이 압착되면서 결합되게 되어서 외부의 수분이 엘이디 기판(300)으로 침투되는 것을 근본적으로 차단할 수 있다. 그리고 보호용 케이스(400)의 하단에 볼트를 삽입하여 사각프레임(100)의 저면을 통해 결합시키며, 이때 실링용 오링(420)의 크기를 크게 하여 실링용 오링(420)이 압축될때 보호용 케이스(400)와 사각 프레임(100)이 약간의 틈새(t1)를 유지하면서 결합되도록 한다.

아울러, 보호용 케이스(400)를 엘이디 기판(300)에 결합하는 과정에서 별도로 볼트와 같은 체결수단을 이용하지 않기 때문에 엘이디 모듈의 전체 무게를 대폭 감소시킬 수 있다. 즉, 보호용 케이스(400)를 강제 끼움 결합이 아니고 가로방향으볼트 결합 방식을 체택하게 되면 볼트가 적어도 4개 필요로 하게 되어 그만큼 엘이디 모듈의 무게를 증가시키게 되나, 본 발명을 사각 프레임(100)과 보호용 케이스(400)를 볼트로 결합하는 과정에서 엘이디 기판(300)을 중간에 배치시켜 압착되도록 함으로서 엘이디 기판을 결합하기 위한 볼트는 생략된다.

결국, 본 발명을 이용하게 되면 방열편이나 엘이디 기판을 결합하기 위한 볼트를 사용하지 않으면서 강제 끼움 결합방식으로 보호용 케이스를 엘이디 기판에 결합시키게 됨으로서 엘이디 모듈의 무게는 최소화하면서 엘이디의 보호는 극대화시킬 수 있게 된다.

이하에서 본 발명의 엘이디 모듈 조립 방법을 순차적으로 나열하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 사각 프레임(100)을 구비하되, 상부면에 Y자 형태의 장착홈(110)을 다수개 배열시킨다.

이후, 사각패널 형상의 방열편(200)을 다수개 구비하여 상기 사각프레임(100)의 Y자 형태의 장착홈(110)에 수직하게 세워서 강제로 끼움 결합시킨다.

이후, 상기 사각 프레임(100)의 저면에 엘이디 기판(300)을 위치시킨후에 볼트를 이용하여서 엘이디 기판(300)을 방열판(200)의 저면에 체결한다.

엘이디 기판(300)의 체결이 완료되면 사각통 형태의 보호용 케이스를 엘이디 기판(300)의 저면으로부터 강제로 끼움 결합시킨다. 이때 보호용 케이스(400)는 단턱부(410)가 형성되고 단턱부(410)의 내측에 실링용 오링(420)이 설치되어 있어서 보호용 케이스(400)의 단턱부(410)이 엘이디 기판(300)의 외측 테두리와 맞물리면서 결합되도록 하고, 이때 보호용 케이스(400)의 오링(420)이 엘이디 기판(300)의 테두리에 압착되도록 한다.

이에 따라 본 발명의 엘이디 모듈은 무게가 최소화되며 아울러 외부 수분 침투로부터 엘이디 기판을 보호할 수 있는 구성을 마무리 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 설명하기 위한 것이기 때문에 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위의 의하여 해석되 어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 엘이디 모듈 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 엘이디 모듈 결합 사시도.

도 3은 본 발명의 엘이디 모듈 수직 단면도.

도 4는 도 3의 요부 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 사각 프레임

200: 방열편

300: 엘이디 기판

400: 보호용 케이스

Claims (4)

1. 상부면에 다수열의 장착홈이 형성된 사각 프레임(100)과;

   직사각형 패널 형태로서 사각프레임의 상부면 장착홈에 수직하게 강제 끼움 형태로 결합되는 방열편(200)과;

   상기 사각 프레임(100)의 저면에 볼트로 결합되며 기판의 중앙이나 가장자리부분에 다수개의 엘이디가 실장되어 이루어지는 엘이디 기판(300)과;

   상기 엘이디 기판(300)의 저면에 결합되고, 저면에 볼트를 삽입하여 사각 프레임과 연결시키며, 엘이디 기판이 내부에 장착되도록 하는 보호용 케이스(400)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호용 케이스(400)는 엘이디 기판(300)의 안착을 위한 단턱부(410)를 테두리면에 더 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보호용 케이스(400)의 단턱부(410)에는 실링용 오링(420)을 더 결합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모 듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 사각 프레임(100)의 장착홈(110)은,

   상부쪽에 삼각형 형태로 홈이 형성되고 하부쪽이 수직한 일자형 홈이 연속되어 이루어진 와이(Y)자 형태인 것을 특징으로 하는 강제 끼움 결합형 방열편 구조를 갖는 엘이디 모듈.

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