KR20110036367A - 발광다이오드 조명기구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 발광다이오드 조명기구는 수평방향의 방열핀과 수직방향의 방열핀을 구비하고 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 PCB 기판을 구비하기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다는 특징을 가진다.

발광다이오드, 조명, 방열핀, PCB, 세라믹

Description

발광다이오드 조명기구{Illuminator using light-emitting diode}

본 발명은 조명기구에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 수평방향의 방열핀과 수직방향의 방열핀을 구비하고 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 PCB 기판을 구비하는, 발광다이오드 조명기구에 관한 것이다.

일반적으로, 광을 발생시키는 광원으로서 발광다이오드(LED, light-emitting diode)는 종래의 광원에 비하여 소형이고 수명이 길 뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력 소모가 작고 고속 응답 특성을 지니고 있다.

발광다이오드를 사용하는 조명기구는 발광다이오드가 설치된 PCB 기판(인쇄회로기판)이 케이스에 수납된 구조를 가진다.

발광다이오드에서는 많은 열이 발생하는데, 상기 열이 외부로 원활히 방출되지 못할 경우에는 발광다이오드의 수명이 단축되고 조도가 떨어지게 된다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 PCB 기판에 히트 싱크(heat sink)를 부착하는 방법, 팬을 부착하는 방법, 히트 싱크의 접촉면을 넓게 하는 방법, 히트 싱크에 열전소자를 부착하여 냉각시키는 방법 등이 제안되었다. 그러나, 상기 방법들은 효율 및/또는 비용면에서 많은 단점을 가지고 있다.

한편, 이러한 방열문제를 해결하기 위해서 발광다이오드에 정격전류보다 작은 전류가 흐르도록 하면 발광다이오드의 밝기가 떨어지고, 발광다이오드의 밝기가 떨어지면 설정 조도를 맞추기 위해 발광다이오드의 개수를 증가시켜야 하므로 비용이 증가한다는 문제점이 있다.

본 발명은 수평방향의 방열핀과 수직방향의 방열핀을 구비하기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는, 발광다이오드 조명기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 PCB 기판을 구비하기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는, 발광다이오드 조명기구를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 제1,2 방열부재 및/또는 하우징을 구비하기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는, 발광다이오드 조명기구를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 발광다이오드 조명기구는, 발광다이오드가 설치된 PCB 기판; PCB기판의 아래에 설치되고, 제1 방향 방열핀이 다수 구비된 제1 방열부재; 및, 제1 방열부재와 접촉되도록 제1 방열부재의 아래에 설치 되고, 제1 방향과는 상이한 방향으로 형성된 제2 방향 방열핀이 다수 구비된 제2 방열부재;를 구비하고, 제1 방열부재와 제2 방열부재 중 적어도 어느 하나는 PCB기판과 접촉되어 발광다이오드에서 발생된 열이 전달될 수 있다. 상기 제1 방열부재는, 상기 제1 방향 방열핀이 설치된 핀부; 및 제1 방향 방열핀이 설치되지 않은 삽입부;를 포함하고, 제2 방열부재 중 적어도 일부분은 삽입부에 삽입되도록 설치된다.

바람직하게, 제1 방열부재는 적어도 두 개 이상의 방열판이 적층되어 이루어지며, 방열판에는 스페이서가 형성되고, 방열판의 적층시 스페이서로 인하여 방열판 사이가 이격된다.

바람직하게, 제1 방열부재의 중앙에는 관통부가 형성되고, 상기 관통부에는 제2 방열부재의 제2 돌출부가 삽입되어 제2 돌출부가 PCB 기판과 접촉된다.

바람직하게, 제1 방열부재는 몸체; 및 몸체의 둘레에 복수 개의 층으로 형성된 상기 제1 방향 방열핀;을 구비한다.

바람직하게, 제2 방열부재의 둘레에는 위로 돌출된 제1 돌출부가 형성되며, 제1 돌출부가 삽입부에 삽입되어 제1 방열부재와 제2 방열부재 사이에 열전달이 이루어진다.

더욱 바람직하게, 제1 돌출부의 외부면에는 상기 제2 방향 방열핀이 형성되고, 제2 방열부재는 하우징에 수납되며, 하우징은 제1 돌출부와 대응되는 위치에 형성된 절개부를 구비하여 상기 제2 방향 방열핀이 절개부를 통하여 외부에 노출되고, 제1 방열부재는 제1 방향 방열핀이 외부에 노출된다.

바람직하게, 제1 방향은 수평방향이고 제2 방향은 수직방향이다.

한편, 상기 발광다이오드 조명기구는 제1 방향 방열핀을 관통하는 다수 개의 관통공을 구비할 수 있다.

여기에서, PCB 기판은, 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어지고 상기 발광다이오드가 설치되는 기판본체를 구비하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 알루미나 계열의 세라믹은 0.97 이상의 방사율을 가지고 10KV/mm 이상의 절연내력을 가진다.

또한, 제1 방열부재와 제2 방열부재는 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어질 수도 있다.

아울러, 상기 하우징도 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어질 수 있다.

본 발명에 따른 발광다이오드 조명기구는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 수평방향의 방열핀과 수직방향의 방열핀을 구비하고 수평방향의 방열핀과 수직방향의 방열핀이 외부에 직접 노출되기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다.

둘째, 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 PCB 기판을 구비하기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다.

셋째, 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 제1,2 방열부재 및/또는 하우징을 구비하기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 발광다이오드에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 전달할 수 있다는 특징을 가진다. 상기 열전달은 제1,2 방열부재에 의해서 이루어지는데, 상기 제1,2 방열부재 중 적어도 어느 하나는 발광다이오드가 설치된 PCB기판과 접촉되어 열을 전달받을 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 사시도이고, 도 1b는 상기 발광다이오드 조명기구의 정면도이며, 도 2는 상기 발광다이오드 조명기구의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 발광다이오드 조명기구(100)는 발광다이오드(1)가 설치된 PCB 기판(10)과, 발광다이오드(1)에서 발생된 열을 외부로 배출하기 위한 제1,2 방열부재(30)(50)를 구비한다.

PCB 기판(10)은 기판본체(11)와, 기판본체(11)에 마련되고 외부전원(미도시)과 전기적으로 연결된 전극과, 상기 전극에 전기적으로 연결되고 외부전원의 인가에 의해서 광을 발생시키는 발광다이오드(1)를 구비한다. 상기 전극과 발광다이오드(1)는 원하는 밝기를 얻기 위해서 적절한 개수가 구비될 수 있다.

상기 기판본체(11)에는 렌즈부재(21)의 다리(22)를 고정시키기 위한 제1 관통홀(12)과, 전선(미도시)이 통과하는 제2 관통홀(13)이 형성될 수 있다. 제1,2 관통홀(12)(13)은 제품 사양에 따라 필요한 개수만큼 형성될 수 있다. 기판본체(11)는 관통부(36)에 설치되어 제2 방열부재(50)와 접촉된다.

바람직하게, 상기 기판본체(11)는 기존의 인쇄회로기판과 히트 싱크의 기능을 하나로 일체화하기 위하여 방열특성과 절연특성이 우수한 알루미나 계열의 세라믹 물질로 형성된다.

상기 세라믹 물질은 열전도율이 낮은 대신에 방사율(ε)이 높으며 절연내력이 크다. 이러한 특성을 만족하는 알루미나 계열의 세라믹 물질로는 일본 니시무라社의 N-9H 등이 있다. 상기 N-9H는 96% 이상의 알루미나(Al₂O₃)에 소량의 불순물이 포한된 것이다. 상기 세라믹 물질은, 기존의 히트 싱크가 열전도 및 대류를 통해서 열을 방출하는 것과는 달리, 방사전열 즉, 원적외선 영역의 열에너지를 방출함으로써 발광다이오드(1)에서 발생한 열을 방출한다.

아래의 표 1은 재질에 따른 방사율 및 열전도율을 나타낸 것이다.

재질	방사율(ε)	열전도율(W/mK)
N-9H	0.97	39
구리	0.1이하	394
알루미늄(Al)	0.1이하	238

표 1에 나타난 바와 같이, 구리 또는 알루미늄 등의 금속은 열전도율이 높은 대신 방사율이 상당히 낮은 반면, N-9H는 0.97의 높은 방사율과 39W/mK의 낮은 열전도율을 가진다. 또한, N-9H는 절연내력이 10KV/mm 이상으로 절연특성이 높은 물질이다. 아울러, N-9H는 가격이 저렴하다는 장점을 가진다.

따라서, 방사율 및 절연성이 우수하고 가격이 저렴한 N-9H 등의 세라믹 물질을 이용하여 기판본체(11)를 형성함으로써 방사전열을 이용한 방열 효율을 극대화시키고 기존의 인쇄회로기판과 히트 싱크의 기능을 일체화시킴으로써 제조원가를 절감할 수 있다.

바람직하게, 상기 발광다이오드 조명기구(100)는 PCB 기판(10)에 설치되는 렌즈부재(21)와, 렌즈부재(21)를 덮는 커버(24)와, 렌즈부재(21)를 가이드하는 가이드 부재(27)를 구비한다.

렌즈부재(21)는 발광다이오드(1)의 개수와 상응하는 개수의 홀(25)을 구비한다. 상기 홀(25)을 통하여 발광다이오드(1)의 빛이 통과한다. 한편, 도 3에 나타난 바와 같이, 커버(24)에는 발광다이오드(1)의 빛을 균일하게 확산하는 확산부재(26)가 설치될 수 있다. 확산부재(26)는 빛이 통과할 수 있는 투명 또는 반투명 재질로서, 조명기구에 널리 사용되는 부재이다. 한편, 상기 커버(24)와 가이드 부재(27)는 통상적인 구조와 기능을 가진다.

제1 방열부재(30)는 제2 방열부재(50)와 접촉되도록 설치되어 제2 방열부재(50)의 열을 전달받는다. 제1 방열부재(30)는 적어도 두 개 이상의 방열판(31)이 적층되어 이루어진다.

상기 방열판(31)은 핀부와 삽입부를 포함한다. 핀부에는 제1 방향 방열핀(32)이 설치된다. 삽입부에는 제2 방열부재(50)의 적어도 일부분, 바람직하게는 제1 돌출부(53)가 삽입된다.

바람직하게, 방열판(31)은 아래로 돌출되도록 형성된 스페이서(33)를 구비한다. 방열판(31)이 적층되는 경우에 스페이서(33)로 인해서 방열판(31) 사이가 이격된다. 또한, 제1 방향 방열핀(32)은 하우징(60)의 내부에 수납되지 않고 외부에 노출된다. 이와 같이, 방열판(31) 사이의 이격된 틈을 통해서 공기가 이동할 수 있고 제1 방향 방열핀(32)이 외부에 노출되어 외부공기와 직접 접하기 때문에 열전달이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.

한편, 도면은 스페이서(33)가 아래로 돌출된 것을 보여주고 있지만 스페이서는 위로 돌출될 수도 있다. 스페이서는 위로 돌출된 경우에도 방열판(31)은 스페이서(33)로 인해서 이격될 수 있다.

바람직하게, 제1 방열부재(30)는 그 중앙에 형성된 관통부(36)를 구비한다. 상기 관통부(36)에는 제2 방열부재(50)의 제2 돌출부(56)가 삽입되어 제2 돌출부(56)가 PCB 기판(10)과 접촉됨으로써 열전달이 이루어진다. 이 경우에 제2 돌출부(56)가 관통부(36)에 삽입되면 다수의 방열판(31)이 제1 돌출부(53)와 제2 돌출부(56) 사이에 삽입되어 적층된다.

한편, 제1 방향 방열핀(32)은 수평방향으로 형성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 제1 방향 방열핀(32)에 다수의 관통공(34)이 형성된다. 상기 관통공(34)을 통해서 공기가 이동할 수 있기 때문에 열방출이 효과적으로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 제1 방열부재(30)는 알루미늄 합금으로 제조되거나, 알루미나 계열의 세라믹 물질로 만들어진다. 상기 알루미나 계열의 세라믹 물질의 예로는 일본 니시무라社의 N-9H, N-6H가 있다. N-6H는 0.963의 높은 방사율과 21.8W/mK의 낮은 열전도율을 갖는다. 또한, N-6H는 절연내력이 10KV/mm 이상으로 절연특성이 높은 물질이다.

제2 방열부재(50)는 발광다이오드(1)의 열이 전달될 수 있도록 PCB 기판(10)과 접촉되도록 설치된다. 제2 방열부재(50)는 제1 방향과는 상이한 방향으로 다수 형성된 제2 방향 방열핀(52)과, 위로 돌출된 제1,2 돌출부(53)(56)를 구비한다.

제2 방향 방열핀(52)은 수직방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 돌출부(53)는 삽입부에 삽입될 수 있는 위치에 형성된다. 즉, 제1 돌출부(53)는 제1 방향 방열핀(32) 사이에 삽입되어 제1 방열부재(30)로 열을 전달한다. 제1 돌출부(53)의 외부면에는 다수의 제2 방향 방열핀(52)이 형성되어 있는데, 제2 방향 방열핀(52)은 PCB 기판(10)으로부터 전달된 열을 외부로 방출한다.

제2 돌출부(56)는 제2 방열부재(50)의 중앙에 형성된다. 제2 돌출부(56)는 PCB 기판(10)과 접촉되어 열을 전달받는다. 제2 돌출부(56)의 둘레에는 제2 방향 방열핀(52)이 형성될 수 있다. 바람직하게, 제2 돌출부(56)는 그 중앙을 관통하는 관통홀(56a)을 구비한다.

제2 방열부재(50)는 하우징(60)에 수납되도록 설치된다. 하우징(60)은 제1 돌출부(53)와 대응되는 위치에 형성된 절개부(62)와, 다수의 통공(63)을 구비한다. 절개부(62)를 통하여 제2 방향 방열핀(52)이 외부에 직접 노출된다.

제2 방열부재(50)와 하우징(60)도, 제1 방열부재(30)와 마찬가지로, 알루미늄 합금으로 제조되거나 알루미나 계열의 세라믹 물질로 만들어질 수 있다. 상기 알루미나 계열의 세라믹 물질의 예로는 일본 니시무라社의 N-9H, N-6H가 있다.

한편, 미설명 참조부호 65는 발광다이오드(1)의 작동을 제어하고 외부전원 및 PCB 기판(10)과 전기적으로 연결된 메인 PCB보드이고, 66은 외부전원과 연결하기 위한 접속핀이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도이다.

상기 조명기구(100a)는 방열판(32)의 개수와 기판본체(11a)를 제외하고는 전술한 제1 실시예와 동일한 구조를 가진다. 도 4에서 도 1 및 도 2의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 구성요소를 나타낸다.

PCB 기판(10a)의 기판본체(11a)는 기존의 인쇄회로기판과 히트 싱크의 기능을 하나로 일체화하기 위하여 방열특성과 절연특성이 우수한 알루미나 계열의 세라믹 물질 예를 들어, N-9H 등으로 형성된다. 기판본체(11a)에는 소정 간격으로 테두리에 요홈(14)이 형성되는데, 요홈(14)에는 제1 돌출부(53)가 삽입된다.

한편, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도이다.

상기 조명기구(100b)는 제1 방열부재(30b)의 구조와, PCB 기판(10)이 제1 방열부재(30b)에 접촉되도록 설치된다는 점을 제외하면 전술한 제1 실시예와 동일한 구조를 가진다. 도 5에서 도 1 및 도 2의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 구성요소를 나타낸다.

제1 방열부재(30b)는 몸체(31b)와, 몸체(31b)의 둘레에 복수 개의 층으로 형성된 제1 방향 방열핀(32b)을 구비한다. 전술한 실시예의 제1 방열부재(30)는 복수 개의 방열판(31)이 적층되어 이루어지지만, 제1 방열부재(30b)는 하나의 몸체(31b)만을 구비하고 몸체(31b)의 둘레에 제1 방향 방열핀(32b)이 복수 개의 층으로 형성된다.

바람직하게, 몸체(31b)의 상면에는 PCB 기판(10)이 안착될 수 있도록 요홈부(35b)가 형성된다. 따라서, PCB 기판(10)의 열이 제1 방열부재(30b)에 전달되고, 제1 방열부재(30b)의 열이 제2 방열부재(50)로 전달된다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도이다.

상기 조명기구(100c)는 기판본체(11a)의 구조와, 제1 방열부재(30c)의 구조 및, PCB 기판(10)이 제1 방열부재(30c)에 접촉되도록 설치된다는 점을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구조를 가진다. 도 6에서 도 1 내지 도 5의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 구성요소를 나타낸다.

기판본체(11a)는 제2 실시예의 기판본체(11a)와 동일한 구조를 가진다. 또한, 제1 방열부재(30c)는 몸체(31c)의 중앙에 요홈부(35b)가 형성되지 않는 점과, 제1 방향 방열핀(32c)의 개수가 상이하다는 점을 제외하면 제3 실시예의 제1 방열부재(30b)와 동일한 구조를 가진다. 따라서, PCB 기판(10)의 열이 제1 방열부재(30c)에 전달되고, 제1 방열부재(30c)의 열이 제2 방열부재(50)로 전달된다.

도 7은 도 2의 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후 시간에 따른 각 부분의 온도변화를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프는 기판본체(11)가 알루미나 계열의 세라믹 물질(N-9H)로 만들어지고, 제1,2 방열부재(30)(50)가 알루미늄 합금으로 이루어지며, 발광다이오드(1)에서 3W의 열이 발생하도록 하여 수치해석을 실시한 결과이다. 도 7에 나타난 바와 같이, 전극의 온도가 약 58도이고, 제1 방열부재(30)의 온도가 약 31도이며, 제2 방열부재(50)의 온도가 약 43도이다. 제2 방열부재(50)가 PCB 기판(10)에 접촉되기 때문에 제2 방열부재(50)의 온도가 제2 방열부재(30)의 온도보다 높다.

한편, 도 8은 일반적인 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후에 시간에 따른 각 부분의 온도변화를 나타낸 그래프이다. 상기 조명기구는 대한민국 등록특허 제10-899089호의 도 7 등에 개시된 구조를 가진다. 상기 그래프는 발광다이오드에서 3W의 열이 발생된 경우를 나타낸다.

도 8에 나타난 바와 같이, 전극의 온도가 약 79도이고, heat sink(본 발명의 제1,2 방열부재(30b)(50)와 대응)의 온도가 약 64도이다.

알려진 바와 같이, 전극의 온도가 대략 80도이면 발광다이오드의 수명이 약 30% 줄어들고 밝기가 대략 20% 줄어든다. 이에 비해서, 본 발명의 조명기구(100)에서는 전극의 온도가 대략 58도이기 때문에 발광다이오드의 수명이 줄어들지 않고 밝기도 일정하게 유지된다.

도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후 각 부분의 온도변화가 정상상태(steady state)에 도달한 경우에 각 부분의 온도를 보여준다. 상기 조명기구는 요홈부(35b)가 관통되도록 형성된 점을 제외하면 도 5의 조명기구와 동일하다. 따라서, 상기 조명기구에서 PCB기판(10)은 제2 방열부재(50)와 직접 접촉된다.

상기 온도분포는 수치해석에 의한 것으로서, 기판본체(11)가 알루미나 계열의 세라믹 물질(N-9H)로 만들어지고, 제1,2 방열부재(30b)(50)가 알루미늄 합금으로 이루어진 조명기구(100b)에 대한 것이다. 도 9a는 4W의 열이 발생하도록 하여 수치해석을 실시한 결과이고, 도 9b는 3.2W의 열이 발생하도록 하여 수치해석을 실시한 결과이다.

도 9a는 기판본체(11)가 약 68∼69℃, 제1 방열부재(30b)가 약 67℃, 제2 방열부재(50)가 약 68℃임을 보여준다. 도 9b는 기판본체(11)가 약 60∼61℃, 제1 방열부재(30b)가 약 59℃, 제2 방열부재(50)가 약 60℃임을 보여준다.

한편, 도 9c는 도 2의 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후 각 부분의 온도변화가 정상상태(steady state)에 도달한 경우에 각 부분의 온도를 보여준다. 상기 온도분포는 기판본체(11)가 알루미나 계열의 세라믹 물질(N-9H)로 만들어지고 제1,2 방열부재(30)(50)가 알루미늄 합금으로 이루어진 조명기구(100)에 4W의 열이 발생하도록 하여 수치해석을 실시한 결과이다.

도 9c에 나타난 바와 같이, 기판본체(11)가 약 67∼68℃, 제1 방열부재(30)가 약 66℃, 제2 방열부재(50)가 약 67℃임을 보여주는데, 이러한 온도는 동일한 열이 발생하는 도 9a의 경우보다 약 1℃가 낮은 것이다. 이것은 도 9c의 제1 방열부재(30)가 방열판(31)이 적층되어 이루어지고 제1 방향 방열핀(32)에 관통공(34)이 형성되기 때문에 공기흐름이 더 원활하기 때문이다.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 조명기구(100)(100a)(100b)(100c)는 서로 다른 방향(예를 들어, 수평방향과 수직방향)으로 형성된 제1,2 방향 방열핀(32)(32b)(32c)(52)을 구비하고, 제1 방향 방열핀(32)(32b)(32c)이 외부에 노출되고 제1 돌출부(53)에 형성된 제2 방향 방열핀(52)이 외부에 노출되며, 기판본체(11)(11a)가 세라믹물질로 이루어지기 때문에 발광다이오드에서 발생된 열을 용이하게 외부로 방출할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 사시도.

도 1b는 도 1의 발광다이오드 조명기구를 보여주는 정면도.

도 2는 도 1의 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도.

도 3은 도 1의 발광다이오드 조명기구의 커버에 확산부재가 설치된 것을 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광다이오드 조명기구를 보여주는 분해 사시도.

도 7은 도 2의 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후에 시간에 따른 각 부분의 온도변화를 나타낸 그래프.

도 8은 일반적인 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후에 시간에 따른 각 부분의 온도변화를 나타낸 그래프.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 발광다이오드 조명기구에 전원이 공급된 후 각 부분의 온도변화가 정상상태(steady state)에 도달한 경우에 각 부분의 온도를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 10a : PCB 기판 30, 30b, 30c : 제1 방열부재

50 : 제2 방열부재 60 : 하우징

100, 100a, 100b, 100c : 발광다이오드 조명기구

Claims (12)

1. 발광다이오드가 설치된 PCB 기판;

   PCB기판의 아래에 설치되고, 제1 방향 방열핀이 다수 구비된 제1 방열부재; 및,

   제1 방열부재와 접촉되도록 제1 방열부재의 아래에 설치되고, 제1 방향과는 상이한 방향으로 형성된 제2 방향 방열핀이 다수 구비된 제2 방열부재;를 구비하고,

   제1 방열부재와 제2 방열부재 중 적어도 어느 하나는 PCB기판과 접촉되어 발광다이오드에서 발생된 열이 전달될 수 있고,

   제1 방열부재는,

   상기 제1 방향 방열핀이 설치된 핀부; 및

   제1 방향 방열핀이 설치되지 않은 삽입부;를 포함하고, 제2 방열부재 중 적어도 일부분은 삽입부에 삽입되도록 설치된 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
2. 제1항에 있어서,

   제1 방열부재는 적어도 두 개 이상의 방열판이 적층되어 이루어지며,

   방열판에는 스페이서가 형성되고, 방열판의 적층시 스페이서로 인하여 방열판 사이가 이격되는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
3. 제1항에 있어서,

   제1 방열부재의 중앙에는 관통부가 형성되고,

   상기 관통부에는 제2 방열부재의 제2 돌출부가 삽입되어 제2 돌출부가 PCB 기판과 접촉되는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
4. 제1항에 있어서,

   제1 방열부재는,

   몸체; 및

   몸체의 둘레에 복수 개의 층으로 형성된 상기 제1 방향 방열핀;을 구비하는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
5. 제1항에 있어서,

   제2 방열부재의 둘레에는 위로 돌출된 제1 돌출부가 형성되며,

   제1 돌출부가 삽입부에 삽입되어 제1 방열부재와 제2 방열부재 사이에 열전달이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
6. 제5항에 있어서,

   제1 돌출부의 외부면에는 상기 제2 방향 방열핀이 형성되고,

   제2 방열부재는 하우징에 수납되며, 하우징은 제1 돌출부와 대응되는 위치에 형성된 절개부를 구비하여 상기 제2 방향 방열핀이 절개부를 통하여 외부에 노출되고, 제1 방열부재는 제1 방향 방열핀이 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
7. 제1항에 있어서,

   제1 방향은 수평방향이고 제2 방향은 수직방향인 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
8. 제1항에 있어서,

   제1 방향 방열핀을 관통하는 관통공이 다수 개 형성된 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   PCB 기판은,

   알루미나 계열의 세라믹으로 만들어지고, 상기 발광다이오드가 설치되는 기판본체를 구비하는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
10. 제9항에 있어서,

    상기 알루미나 계열의 세라믹은 0.97 이상의 방사율을 가지고 10KV/mm 이상의 절연내력을 가지는 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    제1 방열부재와 제2 방열부재는 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.
12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    제2 방열부재는 하우징에 수납되고, 상기 하우징은 알루미나 계열의 세라믹으로 만들어진 것을 특징으로 하는, 발광다이오드 조명기구.

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