KR20140002599U - Led cooling structure - Google Patents

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Abstract

LED 방열 구조로서 기판 및 적어도 하나 이상의 LED를 포함하고, 기판에는 회로 및 적어도 하나 이상의 관통홀이 설치되어 있으며, 관통홀은 상기 기판의 상하면을 관통하고, 관통홀 내에 열전도 기둥이 설치되어 있으며, 기판 상에는 적어도 하나 이상의 열전도 시트가 병설되어 있으며, 열전도 시트의 한 끝단은 상기 열전도 기둥과 연결되고, 적어도 하나 이상의 LED는 기판 상에 설치되고 기판 상의 회로와 연결되며, LED 발광 시 발생되는 열이 열전도 시트를 통해 외부로 방출되도록 LED의 저면은 열전도 시트 상에 설치된다.The LED includes a substrate and at least one LED, wherein the substrate is provided with a circuit and at least one through hole, the through hole penetrating the upper and lower surfaces of the substrate, the heat conductive column is provided in the through hole, At least one heat conductive sheet is disposed on the heat conductive sheet, one end of the heat conductive sheet is connected to the heat conductive column, at least one or more LEDs are provided on the substrate and connected to the circuit on the substrate, The bottom surface of the LED is mounted on the heat conductive sheet.

Description

ＬＥＤ 방열 구조{LED COOLING STRUCTURE}LED COOLING STRUCTURE

본 고안은 LED에 관한 것으로, 특히 LED 방열 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an LED, and more particularly to an LED heat dissipation structure.

도 1은 현재 통상의 LED 램프의 기본 구조를 도시한 것으로, 기판(1)을 포함하고, 일반적으로 모두 인쇄 회로 기판이며, 상기 기판 상에 회로(2)가 설치되어 있고, LED(3)를 상기 기판(1) 상에 설치하여 상기 기판의 회로(2)와 도통시키면 일반적으로 상용되는 LED 구조를 형성할 수 있다. 이 구조에서 줄곧 방열은 매우 큰 문제가 되고 있다. 그 원인은 LED(3)가 발광할 때 열이 발생되나 인쇄 회로 기판(1)은 플라스틱 재료이므로 좋은 열전도 재료가 아니어서 LED가 발생한 열을 외부로 신속하고 효과적으로 방출할 수 없기 때문이다. Fig. 1 shows the basic structure of a conventional LED lamp at present, which includes a substrate 1 and is generally a printed circuit board, on which a circuit 2 is mounted, When the LED is installed on the substrate 1 and is electrically connected to the circuit 2 of the substrate, a commonly used LED structure can be formed. In this structure, heat dissipation is a very big problem. The reason is that heat is generated when the LED 3 emits light, but since the printed circuit board 1 is a plastic material, it is not a good heat conductive material and heat generated by the LED can not be quickly and effectively emitted to the outside.

도 2는 현재 일반적으로 사용되고 있는 다른 종류의 LED 램프의 기본 구조를 도시한 것으로, 기판(1)을 포함하고, 상기 기판은 알루미늄합금으로 제조되는데, 일반적으로 알루미늄 기판으로 통칭되며, 상기 기판(1) 상에 절연층(4)이 설치되어 있으며, 상기 절연층(4) 상에 회로(2)가 설치되고, LED(3)는 절연층(4) 상에 설치되어 회로(2)와 연결된다. 이러한 구조는 종래의 인쇄 회로 기판을 열전도 계수가 비교적 높은 알루미늄 기판으로 교체함으로써 비교적 바람직한 방열 효과를 얻으려고 하였으나 알루미늄은 전기를 전도할 수 있으므로 알루미늄 기판(1)과 회로(2) 사이에 반드시 절연층(4)을 추가 설치하여야만 회로(2)가 정상적으로 작동할 수 있다. 절연층(4)은 일반적으로 모두 전기와 열을 전도하지 않는 재료로 형성되므로, 절연의 효과에 도달하면서 열의 전도를 차단하므로 알루미늄 기판도 LED열의 전도에 대한 도움 효과가 크지 않다. 2 shows a basic structure of another kind of LED lamp which is generally used at present, and includes a substrate 1, which is made of an aluminum alloy, generally referred to as an aluminum substrate, The circuit 2 is provided on the insulating layer 4 and the LED 3 is mounted on the insulating layer 4 and connected to the circuit 2 . This structure is intended to obtain a comparatively preferable heat radiation effect by replacing a conventional printed circuit board with an aluminum substrate having a relatively high thermal conductivity coefficient. However, since aluminum can conduct electricity, an insulating layer The circuit 2 can be normally operated only after the additional circuit 4 is installed. Since the insulating layer 4 is generally formed of a material which does not conduct electricity and heat, the aluminum substrate does not have a large effect on the conduction of the LED heat, since the insulating layer 4 reaches the effect of insulation and blocks heat conduction.

상기 문제점을 감안하여, 본 고안의 주요 목적은 신속하고 효과적인 열전도와 방열이 가능한 LED 방열 구조를 제공하는 것이다. In view of the above problems, the main object of the present invention is to provide an LED heat dissipation structure capable of rapid and effective heat conduction and heat dissipation.

상기 목적에 도달하기 위하여, 본 고안에 따른 LED 방열 구조는 기판 및 적어도 하나 이상의 LED를 포함하고, 상기 기판에는 회로 및 적어도 하나 이상의 관통홀이 설치되어 있으며, 상기 관통홀은 상기 기판의 상하면을 관통하고, 상기 관통홀 내에는 열전도 기둥이 설치되어 있으며, 상기 기판 상에는 적어도 하나 이상의 열전도 시트가 병설되어 있으며, 상기 열전도 시트의 한 끝단은 상기 열전도 기둥과 연결된다. 상기 적어도 하나 이상의 LED는 상기 기판 상에 설치되고 상기 기판 상의 회로와 연결되며, LED 발광 시 발생되는 열이 상기 열전도 시트를 통해 외부로 방출되도록 상기 LED의 저면은 상기 열전도 시트 상에 설치된다. In order to achieve the above object, the LED heat dissipation structure according to the present invention includes a substrate and at least one LED, and a circuit and at least one through hole are formed in the substrate. The through hole penetrates the top and bottom surfaces of the substrate And at least one heat conduction sheet is disposed on the substrate, and one end of the heat conduction sheet is connected to the heat conduction column. The at least one LED is mounted on the substrate and connected to the circuit on the substrate, and the bottom surface of the LED is installed on the heat conductive sheet so that heat generated during LED emission is emitted to the outside through the heat conductive sheet.

상기 기판은 알루미늄 기판이며, 상기 열전도 기둥은 상기 알루미늄 기판과 일체로 성형된다.The substrate is an aluminum substrate, and the heat conductive pillar is molded integrally with the aluminum substrate.

상기 기판의 일 측에 금속판이 설치되어 있으며, 상기 열전도 기둥은 상기 금속판과 일체로 성형된다.A metal plate is provided on one side of the substrate, and the heat conductive column is formed integrally with the metal plate.

상기 기판 상의 복수의 LED는 열전도 시트와 각각 연결되며, 상기 복수의 열전도 시트는 관통홀 및 열전도 기둥을 공동으로 사용한다.The plurality of LEDs on the substrate are respectively connected to the thermally conductive sheet, and the plurality of thermally conductive sheets use the through holes and the heat conductive pillar together.

본 고안에 의하면, 신속하고 효과적인 열전도와 방열이 가능하다.According to the present invention, rapid and effective heat conduction and heat dissipation are possible.

도 1은 종래의 LED 램프의 단면 개략도이다.
도 2는 종래의 다른 LED 램프의 단면 개략도이다.
도 3은 본 고안에 따른 제1 실시예의 단면 개략도이다.
도 4는 본 고안에 따른 제1 실시예의 평면 개략도이다.
도 5는 본 고안에 따른 제2 실시예의 단면 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional LED lamp.
2 is a schematic cross-sectional view of another conventional LED lamp.
3 is a schematic cross-sectional view of the first embodiment according to the present invention.
4 is a schematic plan view of the first embodiment according to the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of the second embodiment according to the present invention.

본 고안의 특징 및 효과를 상세하게 설명하기 위하여, 이하 2개의 실시예를 도면과 결합하여 다음과 같이 설명한다.In order to explain the features and effects of the present invention in detail, the following two embodiments will be described in conjunction with the drawings as follows.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 고안의 LED 방열 구조는 기판(10), 적어도 하나 이상의 LED(20), 금속판(30)을 포함한다.As shown in Figs. 3 and 4, the LED heat dissipation structure of the present invention includes a substrate 10, at least one LED 20, and a metal plate 30.

상기 기판(10)은 인쇄 회로 기판 또는 알루미늄 기판일 수 있으며, 본 실시예에서는 인쇄 회로 기판이다. 상기 기판 상에 회로(11) 및 적어도 하나 이상의 관통홀(12)이 설치되어 있으며, 상기 관통홀(12)은 상기 기판(10)의 상하면을 관통한다. 상기 관통홀(12) 내에 열전도 기둥(13)이 설치되어 있으며, 상기 열전도 기둥은 리벳, 구리 기둥 또는 철 기둥일 수 있다. 상기 기판(10) 상에 적어도 하나 이상의 열전도 시트(14)가 병설되어 있고, 상기 열전도 시트(14)의 한 끝단은 상기 열전도 기둥(13)과 연결된다. 상기 열전도 시트(14)는 금속재료로 제조되며, 알루미늄 시트 또는 철 시트일 수 있다. 상기 열전도 시트(14)는 인쇄 회로 기판 제조 시 함께 제조할 수 있다. 상기 열전도 기둥(13)과 열전도 시트(14)의 연결 방식은 접합, 용접 또는 리벳 연결일 수 있다.The substrate 10 may be a printed circuit board or an aluminum substrate, which in the present embodiment is a printed circuit board. A circuit 11 and at least one through hole 12 are provided on the substrate and the through hole 12 penetrates the upper and lower surfaces of the substrate 10. A heat conductive column 13 is provided in the through hole 12, and the heat conductive column may be a rivet, a copper column, or an iron column. At least one heat conduction sheet 14 is juxtaposed on the substrate 10 and one end of the heat conduction sheet 14 is connected to the heat conduction column 13. [ The thermally conductive sheet 14 is made of a metal material, and may be an aluminum sheet or an iron sheet. The heat conductive sheet 14 can be manufactured together with the printed circuit board. The connection between the heat conductive column 13 and the heat conductive sheet 14 may be a bonding, welding or riveting connection.

상기 적어도 하나 이상의 LED(20)는 상기 기판(10) 상에 설치되고 상기 기판상의 회로(11)와 연결되며, LED 발광 시 발생되는 열이 상기 열전도 시트(14)를 통해 외부로 방출되도록 상기 LED(20)의 저면은 상기 열전도 시트 상에 설치된다. The at least one LED 20 is mounted on the substrate 10 and connected to the circuit 11 on the substrate so that heat generated during the LED emission is emitted to the outside through the heat conductive sheet 14. [ The bottom surface of the heat conductive sheet 20 is provided on the heat conductive sheet.

상기 금속판(30)은 구리 또는 철 등 열전도 효과가 좋은 금속 재료로 제조된다. 상기 금속판(30)은 상기 기판(10)의 아래에 설치되고, 상기 열전도 기둥(13)은 상기 금속판(30)과 연결된다. 상기 열전도 기둥(13)과 금속판(30)의 연결 방식은 접합, 용접 또는 리벳 연결일 수 있다. 상기 열전도 기둥(13)은 상기 금속판(30)을 직접 프레서 성형하여 형성될 수도 있다. The metal plate 30 is made of a metal material having a good thermal conduction effect such as copper or iron. The metal plate 30 is installed under the substrate 10, and the heat conductive column 13 is connected to the metal plate 30. The connection between the heat conductive column 13 and the metal plate 30 may be a joining, welding or riveting connection. The thermally conductive pillar 13 may be formed by press-molding the metal plate 30 directly.

본 고안의 제1 실시예에 따른 구조는 LED의 저부가 직접적으로 열전도 시트(14)와 접합 연결되므로, LED가 발광되어 열을 발생할 때, LED 저면과 접합 연결된 열전도 시트(14)는 LED가 발생한 열을 외부로 전달하고, 또한 상기 열전도 시트(14)와 열전도 기둥(13)의 연결, 상기 열전도 기둥(13)과 상기 금속판(30)의 연결에 의한 열 전도 효과를 통해 LED가 발생한 열을 금속판으로 전달하여 빠르고 효과적인 방열 효과를 달성한다. 또한 상기 열전도 기둥이 가장 좋은 효과를 발휘하도록 상기 기판상에서 상기 관통홀과 열전도 기둥의 설치 위치는 LED 설치 위치에 근접하는 것이 바람직하다. In the structure according to the first embodiment of the present invention, since the bottom portion of the LED is directly connected to the heat conductive sheet 14, when the LED is emitted to generate heat, the heat conductive sheet 14 connected to the bottom surface of the LED, And the heat generated by the LED is transmitted to the metal plate through the connection between the heat conductive sheet 14 and the heat conductive column 13 and the heat conduction effect by the connection between the heat conductive column 13 and the metal plate 30. [ To achieve a fast and effective heat dissipation effect. In addition, it is preferable that the mounting positions of the through holes and the heat conductive pillar on the substrate are close to the LED mounting positions so that the heat conductive pillar exerts the best effects.

도 5는 본 고안에 따른 LED 방열 구조의 제2 실시예를 도시하였고, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 LED 방열 구조는 기판(10), 적어도 하나 이상의 LED(20)을 포함한다.FIG. 5 shows a second embodiment of the LED heat dissipation structure according to the present invention. As shown in FIG. 5, the LED heat dissipation structure includes a substrate 10 and at least one LED 20.

상기 기판(10)은 인쇄 회로 기판 또는 알루미늄 기판일 수 있으며, 본 실시예에서는 알루미늄 기판이다. 상기 기판(10) 상에 절연층(15)이 설치되어 있으며, 상기 절연층(15) 상에 회로(11)가 설치되어 있다. 상기 기판(10)에 적어도 하나 이상의 관통홀(12)이 설치되어 있으며, 상기 관통홀(12)은 상기 기판(10)의 상하면을 관통한다. 상기 기판(10) 상에 적어도 하나 이상의 열전도 시트(14)가 병설되어 있으며, 상기 열전도 시트(14)는 구리 시트와 같은 금속 시트일 수 있다. 상기 관통홀(12) 내에 열전도 기둥(13)이 설치되어 있으며, 상기 열전도 기둥(13)은 상기 열전도 시트(14)의 한 끝단과 연결되고, 상기 열전도 기둥(13)의 다른 한 끝단은 기판(10)과 연결된다. 상기 열전도 기둥(13)과 열전도 시트(14)의 연결 방식은 접합, 용접 또는 리벳 연결일 수 있다.The substrate 10 may be a printed circuit board or an aluminum substrate, which in the present embodiment is an aluminum substrate. An insulating layer 15 is provided on the substrate 10 and a circuit 11 is provided on the insulating layer 15. At least one through hole (12) is provided in the substrate (10), and the through hole (12) penetrates the upper and lower surfaces of the substrate (10). At least one heat conduction sheet 14 is disposed on the substrate 10, and the heat conduction sheet 14 may be a metal sheet such as a copper sheet. The heat conductive column 13 is connected to one end of the heat conductive sheet 14 and the other end of the heat conductive column 13 is connected to the substrate 10). The connection between the heat conductive column 13 and the heat conductive sheet 14 may be a bonding, welding or riveting connection.

상기 적어도 하나 이상의 LED(20)는 상기 기판(10) 상에 설치되고 상기 기판(10)상의 회로(11)와 연결되며, LED 발광 시 발생되는 열이 상기 열전도 시트(14)를 통해 외부로 방출되도록 상기 LED의 저면은 상기 열전도 시트(14) 상에 설치된다.The at least one LED 20 is mounted on the substrate 10 and connected to the circuit 11 on the substrate 10 so that heat generated during the LED emission is emitted to the outside through the heat conductive sheet 14. [ So that the bottom surface of the LED is provided on the heat conductive sheet 14.

본 고안의 제2 실시예의 구조는, 상기 기판이 알루미늄 합금으로 제조된 현재 통용되고 있는 알루미늄 기판이므로 상기 기판 자체가 열전도 및 방열 효과를 좋은 금속판으로 될 수 있다. LED(20)가 발광하여 열을 발생할 때, 열에너지는 절연층(15)의 차단을 우회하여, 열전도 시트(14)에 의해 열전도 기둥(13)에 전달되고 다시 상기 열전도 기둥(13)을 통해 상기 알루미늄 기판(10)으로 전달되어 빠르고 효과적인 방열 효과에 도달한다.The structure of the second embodiment of the present invention is a currently used aluminum substrate made of an aluminum alloy, so that the substrate itself can be a metal plate having a good heat conduction and heat radiation effect. When the LED 20 emits light and generates heat, the thermal energy bypasses the insulation layer 15 and is transmitted to the heat conductive pillar 13 by the heat conductive sheet 14, and again through the heat conductive pillar 13 And is transferred to the aluminum substrate 10 to reach a quick and effective heat radiation effect.

그 외 설명해야 할 점은 본 고안의 제2 실시예에서 상기 열전도 기둥(13)은 상기 알루미늄 기판(10)과 일체로 성형될 수 있다는 것이다. 제1 실시예 또는 제2 실시예의 구조에 상관없이, 만약 상기 기판 상에 복수의 LED가 설치되어 있다면, 이러한 LED들은 복수개의 열전도 시트의 설치를 통해 상기 LED들이 발생하는 열을 열전도 기둥으로 전달할 수 있다. 관통홀과 열전도 기둥의 설치 수량은 실제 수요에 따라 설치할 수 있으며, 예를 들면 2개의 LED가 1개의 관통홀과 1개의 열전도 기둥을 공동으로 사용하거나, 또는 3개의 LED가 1개의 관통홀과 1개의 열전도 기둥을 공동으로 사용하는 등의 방식으로 설치할 수 있으며, 상기 복수의 LED는 상기 관통홀과 상기 열전도 시트를 에워 싸도록 설치된다.It should be noted that in the second embodiment of the present invention, the thermally conductive pillar 13 can be formed integrally with the aluminum substrate 10. Regardless of the structure of the first embodiment or the second embodiment, if a plurality of LEDs are provided on the substrate, such LEDs can transmit the heat generated by the LEDs to the heat conductive columns through the installation of the plurality of heat conductive sheets have. The number of through holes and heat conduction columns can be set according to actual demand. For example, two LEDs may be used together with one through hole and one heat conduction column, or three LEDs may be used with one through hole and one through hole And the plurality of LEDs are installed so as to surround the through hole and the heat conductive sheet.

1: 기판
2: 회로
3: LED
4: 절연층
10: 기판
11: 회로
12: 관통홀
13: 열전도 기둥
14: 열전도 시트
20: LED
30: 금속판1: substrate
2: Circuit
3: LED
4: insulating layer
10: substrate
11: Circuit
12: Through hole
13: Heat conduction column
14: Heat conduction sheet
20: LED
30: metal plate

Claims (10)

기판 및 적어도 하나 이상의 LED를 포함하는 LED 방열 구조에서,
상기 기판 상에는 회로 및 적어도 하나 이상의 관통홀이 설치되어 있으며, 상기 관통홀은 상기 기판의 상하면을 관통하고, 상기 관통홀 내에는 열전도 기둥이 설치되어 있으며, 상기 기판 상에는 적어도 하나 이상의 열전도 시트가 병설되어 있고, 상기 열전도 시트의 한 끝단은 상기 열전도 기둥과 연결되며;
상기 적어도 하나 이상의 LED는 상기 기판 상에 설치되고 상기 기판 상의 회로와 연결되며, LED 발광 시 발생되는 열이 상기 열전도 시트를 통해 외부로 방출되도록 상기 LED의 저면은 상기 열전도 시트 상에 설치되는,
LED 방열 구조.In an LED heat dissipation structure including a substrate and at least one LED,
A circuit and at least one through hole are provided on the substrate, the through hole penetrates the upper and lower surfaces of the substrate, a heat conductive column is provided in the through hole, and at least one heat conductive sheet is arranged on the substrate And one end of the heat conductive sheet is connected to the heat conductive column;
Wherein the at least one LED is mounted on the substrate and connected to the circuit on the substrate and the bottom surface of the LED is mounted on the heat conductive sheet so that heat generated during LED emission is emitted to the outside through the heat conductive sheet,
LED heat dissipation structure. 제1항에 있어서,
상기 기판의 일 측에 금속판이 설치되어 있고, 상기 열전도 기둥은 상기 금속판과 연결되는, LED 방열 구조.The method according to claim 1,
Wherein a metal plate is provided on one side of the substrate, and the heat conductive column is connected to the metal plate. 제1항에 있어서,
상기 기판은 인쇄 회로기판인, LED 방열 구조.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is a printed circuit board. 제1항에 있어서,
상기 열전도 시트는 구리 시트인, LED 방열 구조.The method according to claim 1,
Wherein the heat conductive sheet is a copper sheet. 제2항에 있어서,
상기 열전도 기둥은 상기 금속판과 일체로 성형되는, LED 방열 구조.3. The method of claim 2,
And the heat conductive column is formed integrally with the metal plate. 제2항에 있어서,
상기 열전도 기둥은 리벳으로서 금속판과 리벳 결합되는, LED 방열 구조.3. The method of claim 2,
Wherein the heat conductive pillar is riveted to a metal plate as a rivet. 기판과 적어도 하나 이상의 LED를 포함하는 LED 방열 구조에서,
상기 기판에 절연층이 설치되어 있고, 상기 절연층 상에 회로가 설치되어 있으며, 상기 기판에 적어도 하나 이상의 관통홀이 설치되어 있으며, 상기 관통홀은 상기 기판의 상하면을 관통하고, 상기 기판 상에 적어도 하나 이상의 열전도 시트가 병설되어 있으며, 상기 관통홀 내에는 열전도 기둥이 설치되어 있으며, 상기 열전도 기둥은 상기 열전도 시트의 한 끝단과 연결되고, 상기 열전도 기둥의 다른 한 끝단은 기판과 연결되며,
상기 적어도 하나 이상의 LED는 상기 기판 상에 설치되고 상기 기판 상의 회로와 연결되며, LED 발광 시 발생되는 열이 상기 열전도 시트를 통해 외부로 방출되도록 상기 LED의 저면은 상기 열전도 시트 상에 설치되는,
LED 방열 구조.In an LED heat dissipation structure including a substrate and at least one or more LEDs,
The substrate is provided with an insulating layer, a circuit is provided on the insulating layer, at least one through hole is provided in the substrate, the through hole passes through the upper and lower surfaces of the substrate, Wherein at least one heat conduction sheet is disposed in parallel with the heat conduction sheet, the heat conduction column is connected to one end of the heat conduction sheet, the other end of the heat conduction column is connected to the substrate,
Wherein the at least one LED is mounted on the substrate and connected to the circuit on the substrate and the bottom surface of the LED is mounted on the heat conductive sheet so that heat generated during LED emission is emitted to the outside through the heat conductive sheet,
LED heat dissipation structure. 제7항에 있어서,
상기 열전도 기둥과 상기 기판은 일체로 성형되는, LED 방열 구조.8. The method of claim 7,
And the heat conducting column and the substrate are integrally formed. 제8항에 있어서,
상기 기판은 알루미늄 기판인, LED 방열 구조.9. The method of claim 8,
Wherein the substrate is an aluminum substrate. 제7항에 있어서,
상기 열전도 기둥은 리벳으로서 알루미늄 기판과 리벳 결합되는, LED 방열 구조.8. The method of claim 7,
Wherein the heat conductive pillar is riveted to an aluminum substrate as a rivet.
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