KR20130099313A - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 조명 장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 방열체; 상기 방열체의 상에 배치된 기판; 상기 기판 상에 배치된 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 기판에 배치되고, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되고, 전원 신호를 입력받는 커넥터; 및 상기 커넥터와 접촉하고, 상기 커넥터로부터의 열을 방열하는 방열 부재;를 포함한다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
실시 예는 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이미 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시 예는 구동 시 커넥터의 온도를 낮출 수 있는 조명 장치를 제공한다.
또한, 실시 예는 커넥터를 위한 납땜의 온도를 낮출 수 있는 조명 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 방열체; 상기 방열체의 상에 배치된 기판; 상기 기판 상에 배치된 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 기판에 배치되고, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되고, 전원 신호를 입력받는 커넥터; 및 상기 커넥터와 접촉하고, 상기 커넥터로부터의 열을 방열하는 방열 부재;를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 방열체; 상기 방열체의 상에 배치된 기판; 상기 기판 상에 배치된 발광 소자를 갖는 발광부; 상기 기판과 납땜을 통해 결합되고, 상기 발광 소자로 전원 신호를 제공하는 커넥터; 및 상기 커넥터 상에 배치되고, 상기 커넥터와 상기 납땜의 온도를 낮추는 방열 부재;를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치를 사용하면, 구동 시 커넥터의 온도를 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 실시 예는 커넥터를 위한 납땜의 온도를 낮출 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 장치의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 방열 성능을 설명하기 위한 그래프.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 조명 장치를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 조명 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는, 방열체(100), 기판(300), 발광부(500), 커넥터(700) 및 방열 부재(900)를 포함할 수 있다.
방열체(100)는 소정의 체적을 가지며, 일 예로 방열체(100)는 소정의 두께를 갖고, 상면과 하면을 갖는 판 형상일 수 있다.
방열체(100)의 상면에는 기판(300)이 배치된다. 방열체(100)는 기판(300)으로부터 전달되는 열을 방열한다. 이를 위해 방열체(100)는 방열 성능이 좋은 금속 재질 또는 수지 재질로 구성될 수 있다.
방열체(100)의 하면에는 외부로 연장된 복수의 방열핀(150)을 가질 수 있다. 방열핀(150)은 방열체(100)의 표면적을 넓혀 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
기판(300)은 방열체(100)의 상면 상에 배치된다. 따라서, 기판(300)의 하면은 방열체(100)의 상면과 직접 접촉한다. 여기서, 기판(300)과 방열체(100) 사이에 열 전도를 향상시키기 위한 방열 패드나 방열 그리스가 배치될 수 있다.
기판(300) 상에는 발광부(500)가 배치된다. 구체적으로, 기판(300)의 상면의 중앙부 상에 발광부(500)가 배치될 수 있다.
기판(300) 상에는 커넥터(700)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 커넥터(700)는 기판(300)의 상면의 외곽부 상에 배치될 수 있다.
기판(300)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(300)은 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board)일 수 있다. COB는 세라믹 재질을 포함하여 열에 대한 내열성 및 절연성을 확보할 수 있다.
기판(300)은 광을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 일 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색 또는 은색 도료 등으로 코딩될 수 있다.
발광부(500)는 기판(100) 상에 배치된다. 구체적으로, 발광부(500)는 기판(100)의 상면의 중앙부에 배치될 수 있다.
발광부(500)는 리드 프레임(510), 발광 소자(530), 가이드(550) 및 봉지부(570)를 포함할 수 있다.
리드 프레임(510)은 기판(100) 상에 배치된다. 리드 프레임(510)은 하나 이상일 수 있다. 리드 프레임(510)은 전도성 물질로 구성되고, 리드 프레임(510) 상에 발광 소자(530)가 배치될 수 있다. 리드 프레임(510)은 이웃한 발광 소자와 와이어(w)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(530)는 리드 프레임(510) 상에 배치된다. 발광 소자(530)는 하나 이상이 배치될 수 있다.
발광 소자(530)는 청색(Blue), 적색(Red) 및 녹색(Green)의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩이거나 백색(White)의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 뿐만 아니라, 발광 소자(330)는 UV를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 여기서, 발광 다이오드 칩은 수평형(Lateral Type)일 수도 있고, 수직형(Vertical Type)일 수 있다.
가이드(550)는 리드 프레임(510)와 발광 소자(530)를 둘러싸도록 기판(300) 상에 배치된다. 가이드(550)는 리드 프레임(510), 발광 소자(530) 및 와이어(w)가 봉지부(570)에 의해 매립될 수 있는 높이를 가질 수 있다.
봉지부(570)는 가이드(550)에 의해 가이드되고, 리드 프레임(510), 발광 소자(530) 및 와이어(w)를 덮는다.
봉지부(570)는 실리콘 수지 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지일 수 있다. 여기서, 봉지부(570)는 형광체를 가질 수 있다. 형광체는 투광성 수지에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되어 배치될 수 있다. 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 투광성 수지에 황색 계열의 형광체만을 포함되도록 하여 자연광(백색광)을 구현할 수 있지만, 연색지수의 향상과 색온도의 저감을 위해 녹색 계열의 형광체나 적색 계열을 형광체를 더 포함할 수 있다.
봉지부(570)에 여러 형광체들이 혼합된 경우, 형광체의 색상에 따른 첨가 비율은 적색 계열의 형광체보다는 녹색 계열의 형광체를, 녹색 계열의 형광체보다는 황색 계열의 형광체를 더 많이 사용할 수 있다.
봉지부(570)은 복수의 층들로 나눠질 수 있다. 예를 들어, 봉지부(570)는 적색 계열의 형광체를 갖는 층, 녹색 계열의 형광체를 갖는 층 및 황색 계열의 형광체를 갖는 층들이 적층된 것일 수 있다.
커넥터(700)는 기판(300)에 배치된다. 구체적으로, 커넥터(700)는 기판(300)의 상면에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 커넥터(700)는 기판(300)의 하면이나 측면에 배치될 수도 있다.
커넥터(700)는 외부 전기 케이블과 전기적으로 연결되어, 외부로부터 전원 신호를 입력받는다. 커넥터(700)는 입력된 전원 신호를 발광부(500)로 제공한다. 여기서, 커넥터(700)와 발광부(500)는, 예를 들면 커넥터(700)와 리드 프레임(510)이 전기적으로 연결될 수도 있고, 기판(300)의 인쇄 패턴에 의해서 전기적으로 연결될 수 있다.
커넥터(700)는 기판(300)과의 결합 시, 납땜을 통해 결합될 수 있다.
고정 나사(800)는 기판(300)를 관통하여 방열체(100)와 결합한다.
방열 부재(900)는 커넥터(700)와 접촉하도록 배치된다. 구체적으로, 방열 부재(900)는 커넥터(700)의 일 면 상에 배치될 수 있다. 방열 부재(900)는 방열 성능이 좋은 금속 재질 또는 수지 재질로 구성될 수 있다.
방열 부재(900)는 소정의 두께를 갖는 판 형상일 수 있고, 상기 판 형상의 방열 부재(900)는 커넥터(700)의 일 면 상에 배치될 수 있다. 방열 부재(900)는 방열핀을 가질 수 있다. 방열핀은 방열 부재(900)의 표면적을 넓혀 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
방열 부재(900)는 실시 예에 따른 조명 장치의 구동 시, 커넥터(700)에서 방출되는 열을 전달받아 외부로 방열한다. 따라서, 커넥터(700)의 온도를 낮출 수 있으며, 기판(300)과 커넥터(700)를 연결하는 납땜의 온도를 낮출 수 있다. 납땜의 온도를 낮출 수 있으므로, 구동 시의 고온에 의해서 납땜이 용융되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 용융된 납땜에 의해 발생될 수 있는 전기적인 손상을 예방할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 방열 성능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2의 그래프에서, 가로축은 도 1에 도시된 방열 부재(900)의 열 전달율(W/m2?K)이고, 세로축은 온도 변화율이다.
도 2를 참조하면, 방열 부재(900)의 열 전달율이 커질수록 커넥터(700)와 방열 부재(900) 사이의 접합(Junction) 온도, 기판(300) 온도 및 커넥터(700) 온도의 변화율이 낮아짐을 알 수 있다. 이를 통해, 방열 부재(900)가 실시 예에 따른 조명 장치의 방열 성능을 향상시킴을 알 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 방열체
300: 기판
500: 발광부
700: 커넥터
800: 고정 나사
900: 방열 부재

Claims (6)

  1. 방열체;
    상기 방열체의 상에 배치된 기판;
    상기 기판 상에 배치된 발광 소자를 갖는 발광부;
    상기 기판에 배치되고, 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되고, 전원 신호를 입력받는 커넥터; 및
    상기 커넥터와 접촉하고, 상기 커넥터로부터의 열을 방열하는 방열 부재;
    를 포함하는 조명 장치.
  2. 방열체;
    상기 방열체의 상에 배치된 기판;
    상기 기판 상에 배치된 발광 소자를 갖는 발광부;
    상기 기판과 납땜을 통해 결합되고, 상기 발광 소자로 전원 신호를 제공하는 커넥터; 및
    상기 커넥터 상에 배치되고, 상기 커넥터와 상기 납땜의 온도를 낮추는 방열 부재;
    를 포함하는 조명 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방열 부재는 하나 이사의 방열핀을 갖는 조명 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광부는,
    상기 기판의 상면 상에 배치된 리드 프레임;
    상기 리드 프레임 상에 배치된 상기 발광 소자;
    상기 리드 프레임과 상기 발광 소자를 둘러싸도록 상기 기판의 상면 상에 배치된 가이드; 및
    상기 가이드에 의해 가이드되어 상기 리드 프레임과 상기 발광 소자를 매립하고, 투광성 수지와 형광체를 갖는 봉지부;
    를 포함하는 조명 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 형광체는 황색, 녹색 및 적색 형광체 중 하나 이상을 갖는 조명 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방열체는 하나 이상의 방열핀을 갖는 조명 장치.
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