KR20140132492A - 조명장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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안태정
우기석
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 조명 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 방열특성이 우수하고, 히트싱크를 경량화할 수 있으며, 제조공정 및 제조비용을 줄일 수 있는 조명 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

조명장치 및 이의 제조방법{Lighting apparatus and manufacturing method thereof}
본 발명은 조명 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 방열특성이 우수하고, 히트싱크를 경량화할 수 있으며, 제조공정 및 제조비용을 줄일 수 있는 조명 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 조명 산업은 지속적인 발전이 이루어지고 있으며, LED광원, 발광 방식, 구동 방식, 효율 개선 등에 관한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
현재 조명에 주로 사용되는 LED광원으로는 백열전구, 방전등, 형광등이 주로 쓰이고 있으며, 가정용, 경관용, 산업용 등 다양한 목적으로 사용되고 있다.
이중 백열전구 등의 저항성 LED광원은 효율이 낮고 발열 문제가 크며, 방전등의 경우 고가격, 고전압의 문제가 있으며, 형광등의 경우 수은 사용에 의한 환경문제를 들 수 있다.
이러한 LED광원들의 단점들을 해결하기 위해 효율, 색의 다양성, 디자인의 자율성 등 많은 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 조명에 대한 관심이 증대되고 있다.
LED는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 대량 생산에 적합한 전기적, 광학적, 물리적 특성들을 가지며, 백열 전구 및 형광등을 빠르게 대체하고 있다.
그러나 상기 LED는 작동 시 많은 열을 발생시키며, 이러한 열을 적절하게 외부로 발산시키지 않는 경우 광 효율이 떨어지는 문제가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 LED를 광원으로 사용하는 조명장치에는 히트싱크가 장착된다.
이러한 히트싱크는 조명장치에서 대부분의 부피를 차지하며, 대부분 열전도성이 높은 금속재질로 형성되므로 조명장치의 전체 무게와 밀접한 관련이 있고, 제조비용에서 높은 비중을 차지한다.
특히 효과적으로 열을 발산시키기 위하여 상기 히트싱크의 체적을 크게 형성하면, 조명장치의 부피가 커지게 되고, 이에 따라 제조비용이 증가하는 문제가 발생한다.
따라서 조명장치의 슬림화 및 경량화에 기여할 수 있는 히트싱크의 구조가 요구된다.
본 발명은 방열특성이 우수한 조명 장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 히트싱크를 경량화할 수 있는 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 제조공정 및 제조비용을 줄일 수 있는 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 히트싱크;와 상기 히트싱크 내부에 마련된 기판 및 상기 기판의 일면에 실장된 LED를 포함하는 발광유닛;과 상기 발광유닛으로 전원을 공급하기 위한 전장부; 및 상기 발광유닛을 둘러싸도록 상기 히트싱크에 장착되며, 광투과부를 갖는 커버부재를 포함하는 조명장치가 제공된다.
여기서 상기 발광유닛은 상기 히트싱크를 상기 커버부재가 위치되는 제1 공간부와 상기 전장부가 위치되는 제2 공간부로 구획하고, 상기 제1 및 제2 공간부의 소정 영역들의 직경은 상기 기판의 직경보다 작을 수 있다.
또한, 상기 발광유닛은 기판의 둘레부가 상기 히트싱크의 내부에 고정되도록 상기 히트싱크와 인서트 사출될 수 있다.
또한, 상기 히트싱크는 수지 재질로 형성되고, 상기 기판은 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 히트싱크의 내부에는 둘레방향을 따라 고정 홈이 마련되고, 상기 기판의 둘레부는 상기 고정 홈에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 고정 홈의 직경은 상기 기판의 직경과 동일하게 결정될 수 있다.
또한, 상기 고정 홈의 높이는 상기 기판의 높이와 동일하게 결정될 수 있다.
또한, 상기 커버부재는 광학 부재와 상기 광학 부재로부터 상기 발광유닛 측으로 연장된 후크부를 포함하며, 상기 제1 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 후크부가 장착되는 장착 홈이 마련될 수 있다.
또한, 상기 커버부재와 상기 히트싱크의 내주면 및 기판에 의하여 상기 제1 공간부가 형성되고, 상기 장착 홈과 상기 기판 사이의 간격은 상기 장착 홈과 상기 광학 부재 사이의 간격보다 작을 수 있다.
또한, 상기 광학 부재는 렌즈 어레이일 수 있다.
또한, 상기 기판에는 상기 전장부와 전기적으로 연결되는 커넥터가 마련될 수 있다.
또한, 상기 커넥터는 일부 영역이 기판의 일면에 위치되고, 나머지 영역이 기판의 타면에 위치될 수 있다.
또한, 상기 조명장치는 상기 전장부를 둘러싸도록 상기 히트싱크에 삽입되는 베이스를 포함하며, 상기 베이스에는 상기 발광유닛을 향하여 연장된 체결 보스가 마련될 수 있다.
또한, 상기 조명장치는 상기 발광유닛을 관통하여 상기 체결보스에 고정되는 체결부재를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 제2 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 체결부재의 일부 영역이 삽입되는 가이드 홈이 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 기판의 일면과 접촉하는 복수의 고정 돌기가 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 커버부재의 둘레부를 지지하기 위한 가이드 리브가 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 금속 재질의 기판에 LED를 실장시키는 단계 (a)와 상기 기판을 금형 내부에 배치시키는 단계 (b) 및 상기 금형 내부로 수지를 주입함으로써 히트싱크를 형성하는 단계 (c)를 포함하는 조명장치의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 LED와 마주보도록 배치된 금형의 일면에는, 수지 주입 시 압력 상승을 낮추기 위한 리세스가 마련될 수 있다.
또한, 상기 금형에는 기판이 배치된 내부 영역과 외부를 연결하는 공기 터널이 마련될 수 있다.
또한, 단계 (a)에서, 상기 기판에 상기 LED와 전기적으로 연결되는 커넥터를 마련하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 발광유닛에서 발생하는 열을 효과적으로 발산시킴으로써 광효율 및 방열특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 발광유닛에서 히트싱크로 전달되는 열전달 경로를 단순화시킴으로써 방열특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 수지 재질로 히트싱크를 형성함으로써 히트싱크를 경량화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 인서트 사출을 통해 히트싱크와 발광유닛을 일체로 제작함으로써 제조비용 및 제조공정을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치를 구성하는 히트싱크와 발광유닛의 일부 구성요소를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치를 구성하는 히트싱크와 발광유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 각 구성부재가 결합된 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 금형의 내부 공간을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치 및 이의 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치(100)의 분리 사시도이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치(100)는 히트싱크(110)와 발광유닛(120)과 커버부재(140) 및 전장부(130)를 포함한다.
상기 발광유닛(120)은 기판(121)과 상기 기판(121)에 실장된 LED(122)를 포함한다. 상기 기판(121)은 열전달 특성이 우수하고, 내구성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판(121)에는 복수의 LED(122)가 마련될 수 있고, 상기 기판(121)에는 상기 LED(122)들과 전기적으로 연결된 커넥터(123)가 마련될 수 있다.
또한, 상기 히트싱크(110)는 상기 조명장치(100)의 외관을 형성하며, 열전달 특성이 우수한 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있고, 상기 히트싱크(110)는 경량화 및 제조비용의 절감을 위하여 수지 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 히트싱크(110)는 내부에 공간부가 마련된 원기둥 형상을 가질 수 있고, 상기 공간부는 양 종단부가 개방될 수 있다.
따라서 상기 히트싱크(110)의 일 종단부 측에 전술한 커버부재(140)가 배치될 수 있고, 상기 히트싱크(110)의 타 종단부 측에 전술한 전장부(130)가 배치될 수 있다.
상기 발광유닛(120)은 상기 히트싱크(110)의 공간부에 위치된 상태에서 상기 공간부를 형성하는 히트싱크(110)의 내주면에 고정될 수 있다.
따라서 상기 발광유닛(120)과 상기 히트싱크(110)의 결합부에는 열전도가 이루어지며, 상기 발광유닛(120)에서 발생한 열은 상기 히트싱크(110)로 전달된다.
또한, 상기 히트싱크(110)에는 대류 열교환 면적을 증가시키기 위한 방열핀(111)이 구비될 수 있으며, 상기 방열핀(111)은 상기 히트싱크(110)가 외부 공기와 접촉하는 외주면에 둘레 방향을 따라 복수로 마련될 수 있다. 설명의 편의상, 상기 히트싱크(110) 내부의 공간부를 형성하는 면을 내주면이라 지칭하고, 상기 히트싱크(110)의 외관을 형성하는 면을 외주면이라 지칭한다.
상기 전장부(130)는 상기 발광유닛(120)으로 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 상기 전장부(130)는 회로기판(131)과 상기 회로기판(131)에 마련된 복수의 회로부(132) 및 외부 전원과 접속되기 위한 단자부(133)를 포함할 수 있다.
상기 회로부(132)는 발광유닛(120)을 구동시키기 위한 구동부를 포함하고, 상기 회로부(132)는 AC-DC 컨버터, DC-DC 컨버터 또는 정전류 회로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전장부(130)는 상기 발광유닛(120)과 전기적으로 연결되며, 구체적으로 상기 발광유닛(120)의 커넥터(123)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 상기 전장부(130)와 상기 커넥터(123)는 케이블을 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 조명장치(100)는 상기 전장부(130)를 둘러싸며, 상기 히트싱크(110)에 삽입되는 베이스(150)를 포함할 수 있다. 상기 베이스(150)는 상기 히트싱크(110)의 타 종단부로 삽입될 수 있다.
또한, 상기 베이스(150)가 상기 전장부(130)를 둘러싼 상태에서 상기 히트싱크(110)에 장착되는 경우, 상기 전장부(130)의 단자부(133)는 상기 베이스(150)를 관통하여 외부로 노출될 수 있다.
또한, 상기 베이스(150)에는 상기 발광유닛(120)을 향하여 연장된 하나 이상의 체결보스(151)가 마련될 수 있으며, 상기 체결보스(151)에는 체결홀(152)이 마련된다.
여기서 상기 조명장치(100)는 상기 발광유닛(120)을 관통하여 상기 체결보스(151)에 고정되는 체결 부재(160)를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 체결 부재(160)는 스크류일 수 있다.
또한, 상기 조명장치(100)는 광투과부를 갖는 커버부재(140)를 포함하며, 상기 커버 부재(140)는 상기 발광유닛(120)의 LED(122)와 마주보도록 상기 히트싱크(110)의 일 종단부에 장착된다.
또한, 상기 커버 부재(140)는 요구되는 조명공간의 특성에 따라 확산부재 또는 렌즈 어레이일 수 있다.
또한, 상기 커버 부재(140)는 광학 부재(141)와 상기 광학 부재(141)로부터 상기 발광유닛(120) 측으로 연장된 후크부(143)를 포함하며, 상기 커버 부재(140)는 상기 광학부재(141)와 상기 후크부(143)를 연결하는 레그부(142)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 광학 부재(141)는 렌즈 어레이일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치를 구성하는 히트싱크와 발광유닛의 일부 구성요소를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치를 구성하는 히트싱크와 발광유닛을 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 2의 각 구성 부재가 결합된 상태의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치(100)는 히트싱크(110)와 상기 히트싱크(110) 내부에 마련된 기판(121) 및 상기 기판(121)의 일면(121a)에 실장된 LED(122)를 포함하는 발광유닛(120)과 상기 발광유닛(120)으로 전원을 공급하기 위한 전장부(130) 및 상기 발광유닛(120)을 둘러싸도록 상기 히트싱크(110)에 장착되며, 광투과부를 갖는 커버부재(140)를 포함한다.
여기서 상기 발광유닛(120)은 상기 히트싱크(110)를 상기 커버 부재(140)가 위치되는 제1 공간부(S1)와 상기 전장부(130)가 위치되는 제2 공간부(S2)로 구획한다.
또한, 상기 제1 및 제2 공간부(S1, S2)의 소정 영역들의 직경은 상기 기판(121)의 직경(d1)보다 작게 결정된다.
한편, 상기 발광유닛(120)은 기판(121)의 둘레부가 상기 히트싱크(110)의 내부에 고정되도록 상기 히트싱크(110)와 인서트(Insert) 사출될 수 있다.
이를 위하여, 상기 히트싱크(110)는 경량화를 위하여 수지 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 열 전도성 및 내구성이 우수한 수지 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광유닛(120)의 기판(121)은 열 전도성 및 내구성이 우수한 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 히트싱크(110)의 내부에는 둘레방향을 따라 고정 홈(112)이 마련되고, 상기 발광유닛(120)의 기판(121)의 둘레부는 상기 고정 홈(112)에 삽입될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 발광유닛(120)과 상기 히트싱크(110)의 결합부에서는 열전도가 이루어지며, 상기 발광유닛(120)에서 발생한 열은 상기 히트싱크(110)로 전달된다.
이때, 제작 공차 또는 조립 공차에 의해 상기 발광유닛(120)의 기판(112)의 둘레부과 상기 히트싱크(110)의 고정 홈(112) 사이에는 들뜸 현상 등이 발생할 수도 있으며, 이처럼 고정 홈(112)과 기판(112)의 둘레부가 밀착되지 않는 경우 열전도 경로 상에 열저항이 발생할 수 있다.
따라서 고정 홈(112)과 기판(112)의 둘레부 사이에 열저항이 발생하는 경우, 발광유닛(120)에서 발생한 열이 효과적으로 전달되지 않을 수 있다.
그러나, 상기 발광유닛(120)이 기판(121)의 둘레부가 상기 히트싱크(110)의 내부에 고정되도록 상기 히트싱크(110)와 인서트(Insert) 사출되는 경우, 상기 고정 홈(112)의 직경(d2)은 상기 기판(121)의 직경(d1)과 동일하게 결정될 수 있다.
또한, 상기 고정 홈(112)의 높이(h2)는 상기 기판(121)의 높이(h1)와 동일하게 결정될 수 있다.
따라서, 인서트 사출을 통해, 열저항이 발생하지 않도록 고정 홈(112)과 기판(121)의 둘레부를 밀착시킬 수 있다.
한편, LED(122)가 실장된 기판(121)의 일면(121a)과 상기 일면의 반대방향의 타면(121b)은 각각 상기 히트싱크(110)의 고정 홈(112)에 의하여 지지되어야 한다.
따라서 상기 고정 홈(112)에는 상기 기판(121)의 일면(121a)과 접촉하는 제1 면(112a)과 상기 기판(121)의 타면(121b)과 접촉하는 제2 면(112b)이 구비되며, 상기 고정 홈(112)의 높이(h2)는 상기 제1 면(121a)과 상기 제2 면(121b) 사이의 간격으로 결정된다.
이와 같이, 상기 기판(121)의 일면(121a)이 면 접촉을 통해 고정 홈(112)에 지지되도록, 상기 제1 공간부(S1)의 소정 영역의 직경은 상기 기판(121)의 직경(d1)보다 작게 결정되며, 구체적으로, 상기 기판(121)의 일면(121a)과 접촉하는 제1 공간부(S1)의 영역의 직경은 상기 기판(121)의 직경(d1)보다 작게 결정된다.
마찬가지로, 상기 기판(121)의 타면(121b)이 면 접촉을 통해 고정 홈(112)에 지지되도록, 상기 제2 공간부(S2)의 소정 영역의 직경은 상기 기판(121)의 직경(d1)보다 작게 결정되며, 구체적으로, 상기 기판(121)의 타면(121a)과 접촉하는 제2 공간부(S1)의 영역의 직경은 상기 기판(121)의 직경(d1)보다 작게 결정된다.
한편, 상기 기판(121)의 타면(121b)과 접촉하는 상기 고정 홈(112)의 제2 면(112b)의 접촉 면적은 상기 기판(121)의 일면(121a)과 접촉하는 제1 면(112a)의 접촉 면적보다 크게 결정될 수 있다.
상기 기판(121)의 일면(121a)과 접촉하는 제1 면(112a)의 접촉 면적이 커지게 되면, 상기 기판(121)의 일면(121a)에 마련된 LED(122)와 간섭이 발생할 우려가 있기 때문이다.
또한, 상기 제1 공간부(S1)를 형성하는 히트싱크의 내주면(114)에는 상기 기판(121)의 일면(121a)과 접촉하는 복수의 고정 돌기(117)가 마련될 수 있으며, 상기 고정 돌기(117)는 상기 히트싱크(110)의 내주면(114)으로부터 연장 형성될 수 있다.
한편, 제1 공간부(S1)는 상기 기판(120)과 상기 히트싱크(110)의 내주면(114) 및 상기 커버부재(140)로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 공간부(S1)는 상기 기판(120)의 일면(121a)에 대응되는 공간부이다.
또한, 제2 공간부(S2)는 상기 기판(120)과 상기 히트싱크(110)의 내주면(115) 및 상기 베이스(150)로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 공간부(S2)는 상기 기판(120)의 타면(121b)에 대응되는 공간부이다.
전술한 바와 같이, 상기 커버 부재(140)는 광학 부재(141)와 상기 광학 부재(141)로부터 상기 발광유닛(120) 측으로 연장된 후크부(143)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 공간부(S1)를 형성하는 히트싱크(110)의 내주면(114)에는 상기 후크부(143)가 장착되는 장착 홈(116)이 마련된다.
상기 장착 홈(116)의 개수 및 위치는 상기 커버 부재(140)의 후크부(143)의 개수 및 위치에 따라 결정될 수 있다.
여기서 상기 장착 홈(116)과 상기 기판(120) 사이의 간격은 상기 장착 홈(116)과 상기 광학 부재(141) 사이의 간격보다 작게 결정될 수 있으며, 이를 위하여 전술한 레그부(142)의 길이가 조절될 수 있다.
한편, 상기 제1 공간부(S1)를 형성하는 히트싱크(110)의 내주면(114)에는 상기 커버 부재(140)의 둘레부를 지지하기 위한 가이드 리브(113)가 마련될 수 있다.
상기 가이드 리브(113)에 의하여, 상기 제1 공간부(S1)를 형성하는 히트싱크(110)의 내주면(114)에는 단차부가 형성되며, 상기 단차부에 상기 커버부재(140)의 광학 부재(141)의 둘레부가 안착될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 베이스(150)에는 상기 발광유닛(120)을 향하여 연장된 체결 보스(151)가 마련되며, 상기 발광유닛(120)의 기판(121)에는 관통홀(124)이 형성된다.
또한, 제2 공간부(S2)를 형성하는 히트싱크(110)의 내주면(115)에는 상기 체결부재(160)의 일부 영역이 삽입되는 가이드 홈(118)이 마련되며, 상기 가이드 홈(118)은 상기 체결부재(160)의 삽입방향에 따라 형성될 수 있다.
이때, 상기 체결부재(160)는 상기 발광유닛(120)의 관통홀(124)을 관통하여 상기 체결 보스(151)에 고정될 수 있다.
정리하면, 상기 발광유닛(120)과 상기 히트싱크(110)는 인서트 사출을 통해 일체로 형성하고, 상기 커버부재(140)를 상기 히트싱크(110)의 장착 홈(116)에 장착시키며, 상기 전장부(130)를 둘러싼 상태로 상기 베이스(150)를 히트싱크(110) 내부로 삽입시킬 수 있다.
이후 상기 체결부재(160)를 상기 발광유닛(120)의 관통홀(124)을 관통하여 상기 체결 보스(151)에 고정시킴으로써 조명장치(100)가 조립될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6은 본 발명과 관련된 금형의 내부 공간을 나타내는 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치의 제조방법은 (a)금속 재질의 기판에 LED를 실장시키는 단계와 (b)상기 기판을 금형(200) 내부에 배치시키는 단계 및 (c)상기 금형(200) 내부로 수지를 주입함으로써 히트싱크(110)를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 단계 (a)에서, 상기 기판에 상기 LED와 전기적으로 연결되는 커넥터를 마련하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
인서트 사출과정을 보다 구체적으로 설명하면, 본 문서에서 사용되는 발광유닛(120)은 기판(121)에 LED(122) 및 커넥터(123)가 각각 실장된 패키지 상태인 것을 의미한다. 또한, 상기 커넥터(123)는 일부 영역이 기판(121)의 일면(121a)에 위치되고, 나머지 영역이 기판(121)의 타면(121b)에 위치될 수 있다.
또한, 상기 발광유닛(120)은 금속 기판(121)에 LED 칩이 부착된 패키지 상태인 것을 의미할 수도 있다.
정리하면, 본 발명에서 설명하고 있는 인서트 사출은 금속 기판(121)만을 히트싱크(110)와 인서트 사출시킨 후, 금속 기판(121) 상에 LED(122) 및 커넥터(123)를 각각 실장시키는 공정과 차별화된다.
도 5를 참조하면, 상기 금형(200)은 히트싱크(110)의 제1 공간부와 대응되는 제1 금형(210)과 히트싱크(110)의 제1 공간부와 대응되는 제2 금형(220)을 포함할 수 있다.
즉, 기판(121)에 LED(122) 및 커넥터(123)가 각각 실장된 발광유닛(120)은 상기 제1 금형(210)과 제2 금형(220) 사이에 배치된다.
이후, 상기 금형(200) 내부로 수지를 주입하여 히트싱크(110)와 발광유닛(120)을 인서트 사출하게 된다.
한편, 고온의 수지를 금형(200) 내부로 주입하는 경우, 급격한 압력 증가로 인하여 LED 또는 LED 칩의 파손이 발생할 수도 있다. 따라서, 상기 금형(200)에는 기판이 배치된 내부 영역과 외부를 연결하는 공기 터널(230)이 마련되는 것이 바람직하다.
상기 공기 터널(230)을 통하여 LED 또는 LED 칩에 가해지는 급격한 압력 변화를 제거 또는 감소시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 LED와 마주보도록 배치된 금형(제1 금형, 210)의 일면에는, 수지 주입 시 압력 상승을 낮추기 위한 리세스(240)가 마련될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 리세스(240)는 LED와 제1 금형 내부의 간섭을 피하기 위한 간섭 제거 공간일 뿐만 아니라 수지 주입시 금형(200) 내부 공간의 급격한 팽창에 따른 압력 상승을 감소시키는 기능을 수행한다. 따라서, 상기 리세스(240)는 상기 LED들의 간섭을 방지하기 위하여 LED들의 체적(A1)보다 훨씬 큰 체적(A2)을 갖도록 형성된다.
한편, 미설명 부호 250은 인서트 사출이 완료된 후 제품을 취출하기 위한 취출핀을 나타낸다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 발광유닛에서 발생하는 열을 효과적으로 발산시킴으로써 광효율 및 방열특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 발광유닛에서 히트싱크로 전달되는 열전달 경로를 단순화시킴으로써 방열특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 수지 재질로 히트싱크를 형성함으로써 히트싱크를 경량화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 조명장치 및 이의 제조방법에 따르면, 인서트 사출을 통해 히트싱크와 발광유닛을 일체로 제작함으로써 제조비용 및 제조공정을 줄일 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 조명장치
110: 히트싱크
120: 발광유닛
130: 전장부
140: 커버부재
150: 베이스
200: 금형

Claims (20)

  1. 히트싱크;
    상기 히트싱크 내부에 마련된 기판 및 상기 기판의 일면에 실장된 LED를 포함하는 발광유닛;
    상기 발광유닛으로 전원을 공급하기 위한 전장부; 및
    상기 발광유닛을 둘러싸도록 상기 히트싱크에 장착되며, 광투과부를 갖는 커버부재를 포함하며,
    상기 발광유닛은 상기 히트싱크를 상기 커버부재가 위치되는 제1 공간부와 상기 전장부가 위치되는 제2 공간부로 구획하고,
    상기 제1 및 제2 공간부의 소정 영역들의 직경은 상기 기판의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광유닛은 기판의 둘레부가 상기 히트싱크의 내부에 고정되도록 상기 히트싱크와 인서트 사출된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 수지 재질로 형성되고,
    상기 기판은 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히트싱크의 내부에는 둘레방향을 따라 고정 홈이 마련되고,
    상기 기판의 둘레부는 상기 고정 홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정 홈의 직경은 상기 기판의 직경과 동일하게 결정됨을 특징으로 하는 조명장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정 홈의 높이는 상기 기판의 높이와 동일하게 결정됨을 특징으로 하는 조명장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버부재는 광학 부재와 상기 광학 부재로부터 상기 발광유닛 측으로 연장된 후크부를 포함하며,
    상기 제1 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 후크부가 장착되는 장착 홈이 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커버 부재와 상기 히트싱크의 내주면 및 기판에 의하여 상기 제1 공간부가 형성되고,
    상기 장착 홈과 상기 기판 사이의 간격은 상기 장착 홈과 상기 광학 부재 사이의 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 조명장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 렌즈 어레이인 것을 특징으로 하는 조명장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 전장부와 전기적으로 연결되는 커넥터가 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 커넥터는 일부 영역이 기판의 일면에 위치되고, 나머지 영역이 기판의 타면에 위치되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전장부를 둘러싸도록 상기 히트싱크에 삽입되는 베이스를 포함하며,
    상기 베이스에는 상기 발광유닛을 향하여 연장된 체결 보스가 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광유닛을 관통하여 상기 체결보스에 고정되는 체결부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제2 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 체결부재의 일부 영역이 삽입되는 가이드 홈이 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 기판의 일면과 접촉하는 복수의 고정 돌기가 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 공간부를 형성하는 히트싱크의 내주면에는 상기 커버부재의 둘레부를 지지하기 위한 가이드 리브가 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  17. 금속 재질의 기판에 LED를 실장시키는 단계 (a);
    상기 기판을 금형 내부에 배치시키는 단계 (b); 및
    상기 금형 내부로 수지를 주입함으로써 히트싱크를 형성하는 단계 (c)를 포함하는 조명장치의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 LED와 마주보도록 배치된 금형의 일면에는, 수지 주입 시 압력 상승을 낮추기 위한 리세스가 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치의 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 금형에는 기판이 배치된 내부 영역과 외부를 연결하는 공기 터널이 마련된 것을 특징으로 하는 조명장치의 제조방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    단계 (a)에서, 상기 기판에 상기 LED와 전기적으로 연결되는 커넥터를 마련하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110906294A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 现代自动车株式会社 具有轻质散热结构的导热聚合物散热器及其制造方法

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