KR20160000010A

KR20160000010A - Optiacl semiconductor illuminating apparatus

Info

Publication number: KR20160000010A
Application number: KR1020140076206A
Authority: KR
Inventors: 김동수; 차태균
Original assignee: (주)위너스라이팅; 위너스라이팅(주)
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-01-04

Abstract

The present invention relates to an optical semiconductor illuminating apparatus. The optical semiconductor illuminating apparatus includes a base unit which has at least one semiconductor optical device arranged on a lower surface and transmits heat generated from the semiconductor optical device to one direction; a shell unit which is connected to the base unit and has a space part therein; and a phase change unit which is formed in the shell unit, vaporizes a working fluid by heat generated from the semiconductor optical device, and repeats the condensation of vaporized steam. Air can flows bidirectionally through the inner or outer side of the shell unit and the base unit. A heat radiation function is realized instead of an existing heat sink. Also, the entire device can be lightened and becomes compact.

Description

OPTIACL SEMICONDUCTOR ILLUMINATING APPARATUS [0001]

본 발명은 광 반도체 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 히트싱크를 대체하여 방열 성능을 구현하면서 장치 전체의 경량화 및 컴팩트화 구현이 가능한 광 반도체 조명장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor lighting apparatus, and more particularly, to an optical semiconductor lighting apparatus capable of replacing a conventional heat sink to realize heat dissipation performance while reducing the weight and size of the entire apparatus.

엘이디(발광 다이오드), 유기발광 다이오드, 레이저 다이오드, 유기전계 발광 다이오드 등과 같은 광원을 이용하는 광 반도체는 백열등과 형광등에 비하여 전력 소모량이 적으면서도 사용 수명이 길며 내구성도 뛰어남은 물론 훨씬 높은 휘도로 인하여 최근 조명용으로 널리 각광받고 있는 부품 중의 하나이다.Optical semiconductors using light sources such as LEDs (light emitting diodes), organic light emitting diodes (LEDs), laser diodes, organic light emitting diodes, etc. have lower power consumption than those of incandescent lamps and fluorescent lamps, have a long service life and excellent durability, It is one of the parts popularly used for illumination.

그러나, 이러한 광 반도체를 이용한 조명장치는 가동중에는 지속적으로 열을 발생시키게 되며, 이러한 광 반도체로부터 발생되는 열을 냉각시키거나 배출시키는 등의 발열 대책이 마련되어야만 장치 전체의 수명 연장 및 내구성을 확보할 수 있을 것이다.However, the lighting apparatus using the optical semiconductor constantly generates heat during operation, and heat generation measures such as cooling or discharging heat generated from the optical semiconductor must be provided so that the life of the entire device is prolonged and durability is secured It will be possible.

이와 같은 관점에서 광 반도체를 이용한 조명장치는 열 전달율이 높은 통상 알루미늄 또는 알루미늄 합금이나 동 또는 동 합금으로 이루어진 금속재의 히트싱크를 장착하여 발열 대책에 대응하고 있다.From this point of view, the lighting device using optical semiconductors is equipped with a heat sink made of aluminum or aluminum alloy or a metal material made of copper or copper alloy, which has a high heat transfer rate, to cope with heat generation.

그러나, 이러한 히트싱크들은 통상 다이캐스팅이나 압출 등의 방법으로 생산되며, 일정 정도 이상의 방열 성능 구현을 위해서는 일정 정도 이상의 부피와 무게를 지니고 있어야 하므로, 장치 전체의 경량화 및 컴팩트화 구현에는 한계가 있었던 것이다.However, these heat sinks are usually manufactured by a method such as die casting or extrusion. In order to achieve a certain degree of heat dissipation performance, the heat sinks must have a certain volume and weight. Thus, there is a limit to the weight reduction and compactness of the entire device.

특허출원 제10-2007-0010134호Patent Application No. 10-2007-0010134

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 기존의 히트싱크를 대체하여 방열 성능을 구현하면서 장치 전체의 경량화 및 컴팩트화 구현이 가능한 광 반도체 조명장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optical semiconductor lighting apparatus which can realize heat dissipation performance in place of a conventional heat sink while achieving weight reduction and compactness of the entire apparatus.

그리고, 본 발명은 반도체 광소자가 가동되는 중에는 작동 유체의 기화 및 응축을 반복시킴과 동시에 대류 또한 유도함으로써 지속적으로 발생되는 반도체 광소자의 열을 냉각시키면서 방열 성능을 구현할 수 있도록 하는 광 반도체 조명장치를 제공하기 위한 것이다.Also, the present invention provides an optical semiconductor lighting device that can heat and cool a semiconductor optical device continuously generated by inducing convection while repeatedly vaporizing and condensing the working fluid while the semiconductor optical device is operating .

그리고, 본 발명은 제품이 설치된 위치나 방향에 관계없이 작동 유체의 기화에 따른 증기를 균일하게 분산시키고 응축시킴으로써 장치 전체에 균일한 냉각 성능을 구현할 수 있도록 하는 광 반도체 조명장치를 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide an optical semiconductor lighting apparatus that uniformly disperses and condenses vapor generated by vaporization of a working fluid irrespective of a position or direction in which a product is installed, thereby realizing uniform cooling performance throughout the apparatus.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 저면에 적어도 하나 이상의 반도체 광소자가 배치되고, 상기 반도체 광소자로부터 발생되는 열을 일방향으로 전달하는 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛과 연결되고, 내부에 공간부를 형성하는 쉘 유닛; 및 상기 쉘 유닛에 내장되며, 상기 반도체 광소자로부터 발생되는 열에 의하여 작동 유체를 기화시키고, 기화된 증기는 다시 응축시키는 것을 반복하는 상변화 유닛;을 포함하며, 에어는 상기 베이스 유닛과 상기 쉘 유닛의 내, 외측을 통하여 양방향으로 유통이 가능한 것을 특징으로 하는 광 반도체 조명장치를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor optical device comprising: a base unit having at least one semiconductor optical device disposed on a bottom surface thereof and transmitting heat generated from the semiconductor optical device in one direction; A shell unit connected to the base unit and defining a space portion therein; And a phase change unit built in the shell unit, the phase change unit repeating vaporizing the working fluid by heat generated from the semiconductor optical device and condensing vaporized vapor again, The optical semiconductor lighting device can be provided in both directions through the interior and the exterior of the optical semiconductor lighting device.

여기서, 상기 쉘 유닛은, 내부에 상기 공간부를 형성하는 양단 관통의 원기둥 형상인 쉘 본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the shell unit may include a shell body having a cylindrical shape and passing through both ends to form the space portion therein.

이때, 상기 쉘 유닛은, 원기둥 형상의 양단 관통인 제1 통부와, 상기 제1 통부의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하고 상기 제1 통부의 외측에 배치되는 제2 통부와, 상기 제1 통부와 상기 제2 통부의 일단부 가장자리를 상호 연결하는 제1 링 마감편을 포함하며, 상기 베이스 유닛은 상기 제1 통부와 상기 제2 통부의 타단부 가장자리와 결합되고, 상기 상변화 유닛이 내장되는 진공 상태의 상기 공간부는 상기 베이스 유닛과 상기 제1 통부와 상기 제2 통부 및 상기 제1 링 마감편에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the shell unit includes a first tubular portion having a cylindrical shape at both ends, a second tubular portion having an inner circumferential surface facing the outer peripheral surface of the first tubular portion and disposed outside the first tubular portion, And a first ring fin that interconnects one end edge of the second tubular portion, the base unit being engaged with the other end edge of the first tubular portion and the second tubular portion, Is formed by the base unit, the first cylinder portion, the second cylinder portion and the first ring finishing portion.

그리고, 상기 쉘 유닛은, 상기 제1 통부의 형성 방향을 따라 상기 베이스 유닛과 직교를 이루도록 상기 제1 통부의 내부로 돌출된 복수의 보강 리브를 더 포함하며, 상기 상변화 유닛은 상기 복수의 보강 리브 중 하나와 이웃한 보강 리브 사이에 형성된 리브 홈과 상기 제2 통부의 내주면 사이에 고정 배치되는 것을 특징으로 한다.The shell unit further includes a plurality of reinforcing ribs protruding into the first tubular portion so as to be orthogonal to the base unit along the forming direction of the first tubular portion, And is fixedly disposed between a rib groove formed between one of the ribs and the neighboring reinforcing ribs and an inner peripheral surface of the second tube portion.

한편, 상기 광 반도체 조명장치는, 상기 베이스 유닛의 상면으로부터 돌출되고, 상기 복수의 보강 리브 중 하나와 이웃한 보강 리브 사이에 함몰된 리브 홈의 일단부에 걸림 고정되는 복수의 위치 결정편과, 상기 복수의 위치 결정편 중 하나와 이웃한 위치 결정편 사이에 관통되고, 상기 보강 리브의 일단부와 근접하여 배치되는 벤트 슬롯을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical semiconductor lighting device includes a plurality of positioning pieces projected from the upper surface of the base unit and fixed to one end of a rib groove recessed between one of the plurality of reinforcing ribs and a neighboring reinforcing rib, And a vent slot penetrating between one of the plurality of positioning pieces and the neighboring positioning piece and disposed adjacent to one end of the reinforcing rib.

여기서, 상기 광 반도체 조명장치는, 상기 베이스 유닛의 저면으로부터 돌출되고 외측에 상기 벤트 슬롯이 배치되는 격벽부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical semiconductor lighting device may further include a partition wall protruding from a bottom surface of the base unit and having the vent slot disposed on an outer side thereof.

이때, 상기 쉘 유닛은, 원기둥 형상의 양단 관통인 제3 통부와, 상기 제3 통부의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하고 상기 제3 통부의 외측에 배치되는 제4 통부와, 상기 제3 통부와 상기 제4 통부의 일단부 가장자리를 상호 연결하는 제2 링 마감편과, 상기 제2 링 마감편의 형성 방향을 따라 관통되는 복수의 벤트 슬롯을 포함하며, 상기 상변화 유닛은 상기 제3 통부의 외주면과 상기 제4 통부의 내주면 및 상기 베이스 유닛과 접촉되게 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the shell unit includes a third tubular portion having a cylindrical shape and penetrating both ends, a fourth tubular portion forming an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the third tubular portion and disposed on the outer side of the third tubular portion, A second ring finishing piece for interconnecting one end edge of the fourth tubular portion and a plurality of vent slots penetrating along the forming direction of the second ring finishing piece, And the inner circumferential surface of the fourth cylindrical portion and the base unit.

또한, 상기 쉘 유닛은, 원기둥 형상의 양단 관통인 제5 통부와, 상기 제5 통부의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하고 상기 제5 통부의 외측에 배치되는 제6 통부와, 상기 제5 통부와 상기 제6 통부의 일단부 가장자리를 상호 연결하는 제3 링 마감편을 포함하며, 진공 상태인 상기 공간부는 상기 제5 통부와 상기 제6 통부 및 상기 제3 링 마감편에 의하여 형성되고, 상기 베이스 유닛은 내부에 상기 공간부와 연통되는 보조 공간부를 형성하는 것을 특징으로 한다.The shell unit includes a fifth tubular portion having a cylindrical shape and penetrating both ends thereof, a sixth tubular portion formed on the outer side of the fifth tubular portion to form an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the fifth tubular portion, And a third ring finishing piece for interconnecting one end edge of the sixth tubular portion, the space portion in a vacuum state being formed by the fifth tubular portion, the sixth tubular portion and the third ring finishing piece, And the unit forms an auxiliary space part communicating with the space part inside.

한편, 상기 상변화 유닛은, 상기 쉘 유닛의 상기 공간부에 배치되고, 상기 공간부와 별도의 상변화 공간이 형성된 히트 파이프이며, 상기 히트 파이프의 일부는 상기 베이스 유닛과 접촉되고, 상기 작동 유체는 상기 히트 파이프에 수용되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the phase change unit is a heat pipe which is disposed in the space portion of the shell unit and in which a phase change space separate from the space portion is formed, a part of the heat pipe is in contact with the base unit, Is accommodated in the heat pipe.

여기서, 상기 히트 파이프는, 상기 공간부를 형성하는 상기 쉘 유닛의 내벽 외면 및 상기 쉘 유닛의 외벽 내면에 각각 접촉 및 이격을 반복하는 사행(蛇行) 형상의 굴곡 유로를 내부에 형성하는 복수의 단위 파이프를 포함하며, 상기 복수의 단위 파이프 각각의 하단부는 상기 베이스 유닛의 가장자리를 따라 등간격으로 이격하여 배치되는 것을 특징으로 한다.Here, the heat pipe includes a plurality of unit pipes each having a serpentine-shaped bending passage repeating contact and spacing on the outer surface of the inner wall of the shell unit and the outer surface of the shell unit forming the space, And a lower end of each of the plurality of unit pipes is disposed at equal intervals along an edge of the base unit.

이때, 상기 상변화 유닛은, 상기 쉘 유닛의 상기 공간부에 배치되어 상기 베이스 유닛과 직교를 이루는 복수의 각기둥 형상인 위크(wick)편인 것을 특징으로 한다.In this case, the phase change unit is a plurality of prismatic wick pieces arranged in the space portion of the shell unit and orthogonal to the base unit.

또한, 상기 상변화 유닛은, 상기 쉘 유닛의 상기 공간부에 내장되는 평판 형상의 위크(wick) 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.The phase change unit may include a flat wick film embedded in the space portion of the shell unit.

아울러, 청구범위 및 상세한 설명에 기재된 '반도체 광소자'는 광 반도체를 포함하거나 이용하는 발광다이오드 칩 등과 같은 것을 의미한다.In addition, the 'semiconductor optical device' described in the claims and the detailed description means such as a light emitting diode chip or the like which includes or uses an optical semiconductor.

이러한 '반도체 광소자'는 전술한 발광다이오드 칩을 포함한 다양한 종류의 광 반도체를 내부에 포함하는 패키지 레벨의 것을 포함한다고 할 수 있다.The 'semiconductor optical device' may include a package level including various kinds of optical semiconductor devices including the above-described light emitting diode chip.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the following effects can be achieved.

우선, 본 발명은 베이스 유닛과 연결되어 내부에 상변화 유닛이 내장되는 공간부를 형성하는 쉘 유닛을 포함하는 구조를 채택함으로써, 중량물에 부피를 많이 차지하는 기존의 히트싱크를 대체하여 동등 이상의 방열 성능을 구현하면서도 장치 전체의 경량화 및 컴팩트화 구현이 가능하게 된다.First, the present invention adopts a structure including a shell unit which is connected to a base unit and forms a space portion in which a phase change unit is built in, thereby replacing an existing heat sink, which occupies a large volume in a heavy object, It is possible to realize a lightweight and compact device as a whole.

그리고, 본 발명은 반도체 광소자가 가동되는 중에는 상변화 유닛이 작동 유체의 기화 및 응축을 반복시킴과 동시에 대류 또한 유도함으로써 지속적으로 발생되는 반도체 광소자의 열을 냉각시키면서 방열 성능을 구현할 수 있게 된다.In the present invention, during the operation of the semiconductor optical device, the phase change unit repeatedly vaporizes and condenses the working fluid, and at the same time induces convection, thereby cooling the heat of the semiconductor optical device continuously generated, thereby realizing the heat radiation performance.

그리고, 본 발명은 제품이 설치된 위치나 방향에 관계없이 작동 유체의 기화에 따른 증기를 균일하게 분산시키고 응축시킴으로써 장치 전체에 균일한 냉각 성능을 구현할 수 있게 된다.Further, the present invention can uniformly disperse and condense the vapor resulting from vaporization of the working fluid irrespective of the position or direction in which the product is installed, thereby realizing uniform cooling performance throughout the apparatus.

특히, 본 발명은 쉘 유닛이 지면과 수직을 이루어 배치되든, 기울어져 경사지게 배치되든 그 설치 형태나 배치 구조에 관계없이 쉘 유닛의 내부에 형성된 공간부를 통하여 작동 유체를 흐르도록 하거나, 쉘 유닛의 내부에 별도의 상변화 공간을 형성하는 히트 파이프와 같은 상변화 유닛을 내장하여 이러한 작동 유체의 기화에 따라 발생된 증기를 균일하게 분산시키고, 다시 기화된 증기가 기울어진 쉘 유닛의 형성 방향을 따라 응축되어 흘러내리면서 최대한 반도체 광소자의 열을 냉각시킬 수 있는 것이다.Particularly, in the present invention, regardless of whether the shell unit is arranged vertically to the ground, inclined or inclined, the working fluid is allowed to flow through the space formed inside the shell unit, Such as a heat pipe, which forms a separate phase change space, to uniformly disperse the steam generated in accordance with the vaporization of the working fluid, to condense the vaporized vapor along the forming direction of the inclined shell unit So that the heat of the semiconductor optical device can be cooled as much as possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부 구조를 나타낸 일부 절개 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부 구조를 나타낸 단면 개념도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 외관을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부를 경사지게 절개하여 나타낸 절개 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부를 절개하여 나타낸 부분 확대 사시도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부 구조를 나타낸 일부 절개 사시도
도 7은 도 6의 B 시점에서 바라본 저면 개념도
도 8은 본 발명의 기타 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부 구조를 나타낸 일부 절개 사시도1 is a partially cutaway perspective view showing an internal structure of an optical semiconductor lighting apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic cross-sectional view illustrating an internal structure of an optical semiconductor lighting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an appearance of an optical semiconductor lighting device according to another embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of the optical semiconductor lighting apparatus according to another embodiment of the present invention,
5 is a partially enlarged perspective view showing an inside of the optical semiconductor lighting apparatus according to another embodiment of the present invention,
6 is a partially cutaway perspective view showing the internal structure of the optical semiconductor lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a bottom conceptual view
8 is a partially cutaway perspective view showing an internal structure of an optical semiconductor lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.

오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity.

상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다.Terms such as top, bottom, top, bottom, or top, bottom, etc. are used to distinguish relative positions in components.

예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.For example, in the case of naming the upper part of the drawing as upper part and the lower part as lower part in the drawings for convenience, the upper part may be named lower part and the lower part may be named upper part without departing from the scope of right of the present invention .

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부 구조를 나타낸 일부 절개 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 내부 구조를 나타낸 단면 개념도이다.FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an internal structure of an optical semiconductor lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an internal structure of an optical semiconductor lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 도시된 바와 같이 베이스 유닛(100)과 쉘 유닛(200) 및 상변화 유닛(300)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.It can be understood that the present invention is a structure including the base unit 100, the shell unit 200 and the phase change unit 300 as shown in the figure.

베이스 유닛(100)은 저면에 적어도 하나 이상의 반도체 광소자(400)가 배치되고, 반도체 광소자(400)로부터 발생되는 열을 일방향으로 전달하는 역할을 수행하는 것으로, 열 전도에 따른 냉각 효과를 구현하기 위한 것이다.At least one semiconductor optical device 400 is disposed on the bottom surface of the base unit 100 and transmits heat generated from the semiconductor optical device 400 in one direction to realize a cooling effect according to heat conduction .

쉘 유닛(200)은 베이스 유닛(100)과 연결되고, 내부에 공간부(201)를 형성하는 것으로, 후술할 상변화 유닛(300)이 장착되는 공간을 제공하기 위한 것이다.The shell unit 200 is connected to the base unit 100 and forms a space 201 therein to provide a space in which the phase change unit 300 to be described later is mounted.

상변화 유닛(300)은 쉘 유닛(200)에 내장되며, 반도체 광소자(400)로부터 발생되는 열에 의하여 작동 유체를 기화시키고, 기화된 증기는 다시 응축시키는 것을 반복하는 것으로, 지속적인 방열 및 냉각 효과를 구현하기 위한 것이다.The phase change unit 300 is embedded in the shell unit 200 and repeats the operation of vaporizing the working fluid by the heat generated from the semiconductor optical element 400 and condensing the vaporized vapor again, . &Lt; / RTI >

따라서, 에어는 베이스 유닛(100)과 쉘 유닛(200)의 내, 외측을 통하여 양방향으로 유통할 수 있게 되므로, 지속적인 방열 및 냉각 성능을 발휘할 수 있게 될 것이다.Therefore, the air can flow in both directions through the inside and outside of the base unit 100 and the shell unit 200, so that it is possible to exhibit continuous heat radiation and cooling performance.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention.

우선, 베이스 유닛(100)은 도시된 바와 같이, 저면에 반도체 광소자(400)가 어레이되는 평판 형상의 베이스 본체(110)를 포함한다.First, the base unit 100 includes a flat base body 110 on which a semiconductor optical device 400 is arranged on a bottom surface.

그리고, 쉘 유닛(200)은 내부에 공간부(201)를 형성하는 양단 관통의 원기둥 형상인 쉘 본체(210)를 포함한다.The shell unit 200 includes a shell body 210 having a cylindrical shape and passing through both ends forming a space 201 therein.

또한, 상변화 유닛(300)은 쉘 유닛(200)의 공간부(201)에 배치되고, 공간부(201)와 별도의 상변화 공간이 형성된 히트 파이프(310)이며, 히트 파이프(310)의 일부는 베이스 유닛(100)과 접촉되고, 작동 유체는 히트 파이프(310)에 수용되는 것이다.The phase change unit 300 is a heat pipe 310 disposed in the space 201 of the shell unit 200 and having a phase change space separate from the space 201, A part of which is in contact with the base unit 100, and the working fluid is received in the heat pipe 310.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 반도체 조명장치는 기존의 방사형 히트싱크를 채용한 조명장치와 달리 공간부(201)를 형성하는 쉘 유닛(200)의 내부에 상변화 공간을 형성한 히트 파이프(310)가 내장된 멀티 쉘(multi-shell) 구조를 적용하여 면 냉각 기술을 통한 방열 및 냉각 성능을 구현할 수 있게 된다.Therefore, the optical semiconductor lighting apparatus according to an embodiment of the present invention differs from the lighting apparatus employing the conventional radial heat sink, in that the heat generated in the shell unit 200, which forms the space 201, The heat dissipation and cooling performance through the surface cooling technology can be realized by applying a multi-shell structure in which the pipe 310 is embedded.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 반도체 조명장치는 일정 부피와 중량을 차지하는 중실체인 기존의 방사형 히트싱크에 비하여 중공체이므로 불필요한 방열핀과 같은 구조를 생략하고 상변화를 통하여 방열 및 냉각 성능을 발휘하므로, 경량화 및 컴팩트화 구현이 가능하게 되는 것이다.In other words, the optical semiconductor lighting apparatus according to an embodiment of the present invention is a hollow body compared to a conventional radial heat sink, which occupies a certain volume and weight, so that unnecessary structure such as a radiating fin is omitted and heat radiation and cooling performance It is possible to realize a lightweight and compact structure.

본 발명은 상기와 같은 구성의 실시예를 적용할 수 있으며, 도 3 내지 도 5와 같은 구조의 실시예를 적용할 수도 있다.The present invention can be applied to the embodiment having the above-described structure, and the embodiment having the structure as shown in FIG. 3 to FIG. 5 may be applied.

즉, 베이스 유닛(100)은 베이스 본체(110)의 가장자리를 따라 관통되어 이격 배치되는 복수의 벤트 슬롯(111)을 더 구비하여 에어가 자연스레 후술할 쉘 유닛(200)의 내, 외부를 유통하면서 자연 대류를 통한 방열 및 냉각 성능 구현도 가능하다.That is, the base unit 100 further includes a plurality of vent slots 111 penetrating along the edge of the base body 110 to be spaced apart from each other, so that the air naturally flows inside and outside the shell unit 200, It is possible to realize heat dissipation and cooling performance through natural convection.

여기서, 쉘 유닛(200)은 도시된 바와 같이 원기둥 형상의 양단 관통인 제1 통부(211)와, 제1 통부(211)의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하고 제1 통부(211)의 외측에 배치되는 제2 통부(212)와, 제1 통부(211)와 제2 통부(212)의 일단부 가장자리를 상호 연결하는 제1 링 마감편(221)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.The shell unit 200 includes a first cylindrical portion 211 having a cylindrical shape and having both ends penetrating therethrough and an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 211. The shell portion 200 is formed on the outer side of the first cylindrical portion 211 And a first ring finishing piece 221 connecting one end edge of the first tubular portion 211 and the second tubular portion 212 to each other.

이때, 베이스 유닛(100)은 제1 통부(211)와 제2 통부(212)의 타단부 가장자리와 결합되고, 상변화 유닛(300)이 내장되는 진공 상태의 공간부(201)는 베이스 유닛(100)과 제1 통부(211)와 제2 통부(212) 및 제1 링 마감편(221)에 의하여 형성되는 것을 알 수 있다.In this case, the base unit 100 is coupled with the other end edge of the first cylinder 211 and the second cylinder 212, and the space 201 in the vacuum state in which the phase change unit 300 is housed is connected to the base unit 100, the first cylindrical portion 211, the second cylindrical portion 212, and the first ring finishing piece 221.

그리고, 쉘 유닛(200)은 구조적 강도를 유지하기 위하여 제1 통부(211)의 형성 방향을 따라 베이스 유닛(100)과 직교를 이루도록 제1 통부(211)의 내부로 돌출된 복수의 보강 리브(211r)를 더 구비하는 것이 바람직하다.The shell unit 200 includes a plurality of reinforcing ribs (not shown) protruding into the first tubular portion 211 so as to be orthogonal to the base unit 100 along the forming direction of the first tubular portion 211 in order to maintain the structural strength 211r.

따라서, 후술할 상변화 유닛(300)은 확실하고 견고한 고정 상태를 유지할 수 있도록 복수의 보강 리브(211r) 중 하나와 이웃한 보강 리브(211r) 사이에 형성된 리브 홈(211g)과 제2 통부(212)의 내주면 사이에 고정 배치되도록 한다.Therefore, the phase change unit 300, which will be described later, is provided with a rib groove 211g formed between one of the plurality of reinforcing ribs 211r and the adjacent reinforcing rib 211r so as to maintain a firm and firm fixed state, 212, respectively.

그리고, 본 실시예에서는 제1 통부(211)의 리브 홈(211g)과 보강 리브(211r)가 정확한 위치에 체결되고 조립될 수 있도록, 베이스 유닛(100)의 상면으로부터 돌출되어 복수의 보강 리브(211r) 중 하나와 이웃한 보강 리브(211r) 사이에 함몰된 리브 홈(211g)의 일단부에 걸림 고정되는 복수의 위치 결정편(120)을 더 구비하는 것이 바람직하다.The ribs 211g and the reinforcing ribs 211r of the first cylindrical portion 211 protrude from the upper surface of the base unit 100 so as to be fastened and assembled at the correct positions, And a plurality of positioning pieces 120 which are engaged with one end of the rib groove 211g recessed between one of the adjacent reinforcing ribs 211r and 211k adjacent to each other.

그리고, 벤트 슬롯(111)은 더욱 상세하게는 복수의 위치 결정편(120) 중 하나와 이웃한 위치 결정편(120) 사이에 관통되고, 보강 리브(211r)의 일단부와 근접하여 배치되도록 한다.More specifically, the vent slot 111 is passed between one of the plurality of positioning pieces 120 and the neighboring positioning piece 120, and is disposed close to one end of the reinforcing rib 211r .

그리고, 본 실시예에서는 베이스 유닛(100), 즉 베이스 본체(110)의 저면으로부터 돌출되고 외측에 벤트 슬롯(111)이 배치되며, 내측에는 복수의 반도체 광소자(400)들이 배치되는 격벽부(112)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, the base unit 100, that is, the ventilation slot 111 protruding from the bottom surface of the base body 110, and the plurality of semiconductor optical devices 400 are disposed inside the ventilation slot 111 112).

즉, 격벽부(112)의 단부에는 도시된 바와 같이 광학 커버(500)가 장착될 수 있는 것이다.That is, the optical cover 500 can be mounted on the end portion of the partition wall portion 112 as shown in FIG.

한편, 본 실시예에서 상변화 유닛(300)은 쉘 유닛(200)의 공간부(201)에 배치되어 베이스 유닛(100)과 직교를 이루는 복수의 각기둥 형상인 위크(wick)편(320)을 적용할 수 있다.The phase change unit 300 includes a plurality of prismatic wick pieces 320 disposed in the space portion 201 of the shell unit 200 and orthogonal to the base unit 100 Can be applied.

위크편(320)은 작동 유체가 수용된 공간부(201)에 내장되어 작동 유체가 기화와 응축을 반복하도록 함과 동시에 공간부(201) 전체에 작동 유체가 스며들어 퍼져있는 상태를 유지토록 하는 것이다.The wick piece 320 is embedded in the space 201 accommodating the working fluid so that the working fluid repeats vaporization and condensation, and at the same time, the working fluid permeates throughout the space 201 .

위크편(320)은 공간부(201)에 배치되는 캐필러리 칼럼(capillary column)으로, 모세관 현상을 이용한 부재이다.The wick piece 320 is a capillary column disposed in the space 201 and is a member using capillary phenomenon.

전술한 위크편(320)은 메탈 스폰지나, 기공의 크기가 100㎛이하인 미세한 망 구조의 메탈 메시(metal mesh) 및 메탈 폼(metal foam)과 같은 소재를 사용할 수 있을 것이다.The wick piece 320 may be made of a metal sponge, a metal mesh having a fine mesh structure having a pore size of 100 μm or less, and a metal foam.

따라서, 위크편(320)은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 설치에 따른 방향성의 제약으로부터 자유로워지기 위한 기술적 수단이라 할 수 있다.Therefore, the wick piece 320 is a technical means for freeing the restriction of the directionality according to the installation of the optical semiconductor lighting device according to another embodiment of the present invention.

즉, 경관 조명용이나 보안등 또는 가로등과 같이 반도체 광소자(400)가 지면을 향하지 않고 지면에 대하여 쉘 유닛(200)이 상향 또는 하향 경사지게 배치된 경우라도 작동 유체는 공간부(201)에 내장된 위크편(320) 각각의 양단부 중 어느 일측으로 쏠리게 될 것이다.That is, even when the semiconductor optical device 400 does not face the ground but is inclined upward or downward with respect to the ground, such as a landscape lighting, a security light, or a streetlight, The wig piece 320 will be tilted to one of the opposite ends.

다시말해, 쉘 유닛(200)이 기울어지더라도 공간부(201)를 따라 도시된 바와 같이 일정 간격으로 이격하여 배치된 복수의 위크편(320)들 중 몇개의 단부에 스며든 작동 유체를 기화시킨 증기를 공간부(201) 내로 균일하게 분산시키고, 위크편(320)와 이웃한 위크편(320) 사이의 공간부(201)는 증기의 원활한 기화 및 응축이 일어나는 공간이 될 것이다.In other words, even if the shell unit 200 is inclined, the working fluid impregnated at some ends of the plurality of wick pieces 320 spaced apart at regular intervals as shown along the space 201 is vaporized The steam is uniformly dispersed in the space 201 and the space 201 between the wick piece 320 and the neighboring wick piece 320 is a space where vaporization and condensation of the vapor occur smoothly.

이후, 기화되어 반도체 광소자(400)로부터 멀어진 방향으로 이동한 증기는 다시 응축되어 기울어진 공간부(201)의 내측면을 따라 다시 반도체 광소자(400)측으로 이동하여 최대한 반도체 광소자(400)로부터 발생되는 열을 냉각시킬 수 있게 된다.Thereafter, the vapor, which is vaporized and moves in a direction away from the semiconductor optical device 400, is again condensed and moved toward the semiconductor optical device 400 along the inner surface of the inclined space 201, It is possible to cool the heat generated from the heat exchanger.

따라서, 어느 일측에 쏠린 작동 유체는 위크편(320)에 스며들고, 스며든 작동 유체는 경사진 위크편(320)의 형성 방향을 따라 모세관 현상에 의하여 스며들어 올라가게 되므로, 방향성을 고려할 필요없이 조명장치를 다양한 각도와 위치에 배치하여 사용할 수도 있게 된다.Therefore, the working fluid leaking to one side seeps into the wick piece 320, and the impregnated working fluid seeps up by the capillary phenomenon along the forming direction of the inclined wick piece 320, The illuminating device can be arranged at various angles and positions.

즉, 기화된 작동 유체는 경사진 공간부(201)를 따라 응축되어 흘러내리면서 다시 기화될 준비 상태로 되돌아 가는 것이다.That is, the vaporized working fluid condenses along the inclined space 201 and flows down to return to the ready state to be vaporized again.

한편, 본 발명은 전술한 실시예의 적용이 가능하며, 도 6 및 도 7과 같이 구불구불한 상변화 유닛(300)을 쉘 유닛(200)에 내장시킨 구조의 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It should be noted that the present invention can be applied to the embodiment described above, and it is also possible to apply the embodiment in which the winding unit phase change unit 300 is embedded in the shell unit 200 as shown in FIGS.

우선, 베이스 유닛(100)은 도시된 바와 같이 저면에 반도체 광소자(도시 생략)가 어레이되는 평판 형상의 제1 베이스 플레이트(131)와, 제1 베이스 플레이트(131)의 상면과 대면되게 이격 배치되는 평판 형상의 제2 베이스 플레이트(132)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.First, the base unit 100 includes a first base plate 131 in the form of a flat plate on which a semiconductor optical element (not shown) is arranged on the bottom surface as shown in the figure, a first base plate 131 arranged to face the upper surface of the first base plate 131 And a second base plate 132 having a flat plate shape.

따라서, 상변화 유닛(300)은 위와 같은 베이스 유닛(100)의 구조를 이용하여 제1 베이스 플레이트(131)의 상면 및 제2 베이스 플레이트(132)의 저면과 상호 접촉되어 열 전도에 따른 방열 및 냉각 성능을 구현할 수 있게 된다.Therefore, the phase change unit 300 is in contact with the upper surface of the first base plate 131 and the lower surface of the second base plate 132 using the structure of the base unit 100 as described above, Cooling performance can be realized.

또한, 본 실시예에서 쉘 유닛(200)은 원기둥 형상의 양단 관통인 제3 통부(213)와, 제3 통부(213)의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하고 제3 통부(213)의 외측에 배치되는 제4 통부(214)와, 제3 통부(213)와 제4 통부(214)의 일단부 가장자리를 상호 연결하는 제2 링 마감편(222)과, 제2 링 마감편(222)의 형성 방향을 따라 관통되는 복수의 벤트 슬롯(111)을 포함하는 구조임을 알 수 있다.In the present embodiment, the shell unit 200 includes a third cylindrical portion 213 which passes through both ends in a cylindrical shape, and an inner peripheral surface which faces the outer peripheral surface of the third cylindrical portion 213 and which is formed on the outer side of the third cylindrical portion 213 A second ring finishing piece 222 for interconnecting the one end edge of the third tubular portion 213 and the fourth tubular portion 214 and a second ring finishing piece 222 for connecting the second ring finishing piece 222 And a plurality of vent slots (111) penetrating along the forming direction.

따라서, 후술할 상변화 유닛(300)은 제3 통부(213)의 외주면과 제4 통부(214)의 내주면 및 베이스 유닛(100)과 접촉되게 형성되는 것이다.Therefore, the phase change unit 300 to be described later is formed so as to be in contact with the outer peripheral surface of the third cylindrical portion 213, the inner peripheral surface of the fourth cylindrical portion 214, and the base unit 100.

한편, 상변화 유닛(300)은 쉘 유닛(200)의 공간부(201)에 배치되고, 공간부(201)와 별도의 상변화 공간이 형성된 히트 파이프(310)이며, 히트 파이프(310)의 일부는 전술한 바와 같이 베이스 유닛(100), 즉 제1 베이스 플레이트(131)의 상면 및 제2 베이스 플레이트(132)의 저면과 상호 접촉되고, 작동 유체는 히트 파이프(310)에 수용되어 기화 및 응축을 반복하게 된다.The phase change unit 300 is a heat pipe 310 disposed in the space 201 of the shell unit 200 and having a phase change space separate from the space 201, A part of which is in contact with the upper surface of the base unit 100, that is, the upper surface of the first base plate 131 and the lower surface of the second base plate 132, and the working fluid is accommodated in the heat pipe 310, Condensation is repeated.

이러한 히트 파이프(310)는 공간부(201)를 형성하는 쉘 유닛(200)의 내벽 외면 및 쉘 유닛(200)의 외벽 내면에 각각 접촉 및 이격을 반복하는 사행(蛇行) 형상의 굴곡 유로를 내부에 형성하는 복수의 단위 파이프(311)를 포함하는 것을 알 수 있다.The heat pipe 310 has a serpentine curved flow path repeatedly contacting and spacing the outer surface of the inner wall of the shell unit 200 forming the space portion 201 and the inner surface of the outer wall of the shell unit 200, And a plurality of unit pipes 311 which are formed on the outer circumference of the unit pipe 311.

즉, 전술한 단위 파이프(311)의 구조는 기화와 응축을 반복하되 기화와 응축이 일어나는 작동 유체의 상변화에 따른 유동을 지체시켜 될 수 있는 한 장시간에 걸쳐 방열 및 냉각 효과가 지속될 수 있도록 하기 위한 것이다.That is, the structure of the unit pipe 311 described above is designed to repeat the vaporization and the condensation so that the heat and cooling effect can be maintained for a long time as long as the flow due to the phase change of the working fluid, .

또한, 복수의 단위 파이프(311) 각각의 하단부는 베이스 유닛(100)의 가장자리를 따라 등간격으로 이격하여 배치되는 것을 도면을 통하여 파악할 수 있다.Further, it is possible to grasp that the lower ends of the plurality of unit pipes 311 are arranged at equal intervals along the edge of the base unit 100.

각각의 단위 파이프(311)는 도시된 바와 같이 제1 접촉부(311a)와 제1 연결부(311c)와 제2 접촉부(311b) 및 제2 연결부(311d)가 베이스 유닛(100)측으로부터 멀어지는 방향을 향하여 순차적으로 반복되는 패턴을 이루는 것을 알 수 있다.Each of the unit pipes 311 includes a first contact portion 311a and a first connection portion 311c and a second contact portion 311b and a second connection portion 311d in a direction away from the base unit 100 The pattern is repeated in a sequential manner.

제1 접촉부(311a)는 공간부(201)를 형성하는 제4 통부(214)의 내주면에 접촉하여 베이스 유닛(100)과 직교하는 것이다.The first contact portion 311a is in contact with the inner circumferential surface of the fourth cylinder portion 214 forming the space portion 201 and is perpendicular to the base unit 100. [

제2 접촉부(311b)는 공간부(201)를 형성하는 제3 통부(213)의 외주면에 접촉하여 베이스 유닛(100)과 직교하는 것이다.The second contact portion 311b comes into contact with the outer peripheral surface of the third cylindrical portion 213 forming the space portion 201 and is perpendicular to the base unit 100. [

제1 연결부(311c)는 제1 접촉부(311a)의 상단부와 제2 접촉부(311b)의 하단부를 연결하는 것이다.The first connection part 311c connects the upper end of the first contact part 311a and the lower end of the second contact part 311b.

제2 연결부(311d)는 제2 접촉부(311b)의 상단부로부터 제4 통부(214)의 외주면측을 향하여 경사지게 연장되는 것이다.The second connection portion 311d extends obliquely from the upper end of the second contact portion 311b toward the outer peripheral surface side of the fourth cylinder portion 214. [

또한, 히트 파이프(310)는 베이스 유닛(100), 즉 제1 베이스 플레이트(131)의 상면과 제2 베이스 플레이트(132)의 저면에 공히 접촉하면서 가로지르는 연통 파이프부(312)를 더 구비하여 반도체 광소자(400)로부터의 발생된 열을 단위 파이프(311)측으로 전달하여 단위 파이프(311)에 수용된 작동 유체의 기화를 촉진시킬 수 있게 된다.The heat pipe 310 further includes a communication pipe portion 312 which is in contact with the upper surface of the base unit 100, that is, the first base plate 131 and the bottom surface of the second base plate 132, The generated heat from the semiconductor optical device 400 can be transmitted to the unit pipe 311 side to promote the vaporization of the working fluid accommodated in the unit pipe 311.

한편, 본 발명은 전술한 실시예의 적용이 가능하며, 도 8과 같이 절첩된 상변화 유닛(300)을 쉘 유닛(200)의 공간부(201)를 따라 배치한 구조의 실시예를 적용할 수도 있음은 물론이다.The present invention can be applied to the embodiment described above, and it is also possible to apply the embodiment of the structure in which the folded phase change unit 300 as shown in FIG. 8 is arranged along the space 201 of the shell unit 200 Of course it is.

우선, 본 실시예에서 베이스 유닛(100)은 진공 상태인 공간부(201)와 연통되는 보조 공간부(101)를 내부에 구비하고, 중앙부에 벤트홀(102)이 관통된 베이스 하우징(140)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.The base unit 100 includes a base housing 140 having an auxiliary space portion 101 communicating with a space portion 201 in a vacuum state and having a vent hole 102 through the center thereof, As shown in FIG.

여기서, 작동 유체는 공간부(201) 및 보조 공간부(101)를 흐르며 기화 및 응축을 반복할 수 있을 것이다.Here, the working fluid will flow through the space portion 201 and the auxiliary space portion 101 and repeat vaporization and condensation.

또한, 본 실시예에서 쉘 유닛(200)은 원기둥 형상의 양단 관통인 제5 통부(215)와, 제5 통부(215)의 외주면과 대면하는 내주면을 형성하고 제5 통부(215)의 외측에 배치되는 제6 통부(216)와, 제5 통부(215)와 제6 통부(216)의 일단부 가장자리를 상호 연결하는 제3 링 마감편(223)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.The shell unit 200 in this embodiment has a cylindrical tubular end portion which is opposed to the outer circumferential surface of the fifth tubular portion 215 and which has an inner circumferential surface facing the outer circumferential surface of the fifth tubular portion 215, And a third ring finishing piece 223 interconnecting one end edge of the fifth tubular portion 215 and the sixth tubular portion 216. In this case,

따라서, 진공 상태인 공간부(201)는 제5 통부(215)와 제6 통부(216) 및 제3 링 마감편(223)에 의하여 형성되고, 베이스 유닛(100)은 내부에 공간부(201)와 연통되는 보조 공간부(101)를 형성하게 되는 것이다.The space portion 201 in a vacuum state is formed by the fifth tubular portion 215, the sixth tubular portion 216 and the third ring finishing piece 223 and the base unit 100 has the space portion 201 The auxiliary space portion 101 communicating with the auxiliary space portion 101 is formed.

또한, 본 실시예에서 상변화 유닛(300)은 쉘 유닛(200)의 공간부(201)에 내장되는 평판 형상의 위크(wick) 필름(330)을 포함하는 구조임을 알 수 있다.It is also understood that the phase change unit 300 in this embodiment includes a flat wick film 330 embedded in the space 201 of the shell unit 200.

위크필름(330)은 작동 유체가 수용된 공간부(201)에 내장되어 작동 유체가 기화와 응축을 반복하도록 함과 동시에 공간부(201) 전체 및 제5 통부(215)의 외주면과 제6 통부(216)의 내주면에 걸쳐 작동 유체가 스며들어 퍼져있는 상태를 유지토록 하는 것이다.The wick film 330 is embedded in the space 201 in which the working fluid is contained so that the working fluid repeats vaporization and condensation and at the same time the entire circumference of the space 201 and the outer peripheral surface of the fifth tube 215, 216) of the working fluid.

위크필름(330)은 공간부(201)에 배치되는 캐필러리 필름(capillary film)으로, 모세관 현상을 이용한 부재이다.The wick film 330 is a capillary film disposed in the space 201 and is a member using capillary phenomenon.

전술한 위크필름(330)은 메탈 스폰지나, 기공의 크기가 100㎛이하인 미세한 망 구조의 메탈 메시(metal mesh) 및 메탈 폼(metal foam)과 같은 소재를 사용할 수 있을 것이다.The wick film 330 may be a metal sponge, a metal mesh having a fine mesh structure having a pore size of 100 m or less, and a metal foam.

위크 필름(330)은 더욱 구체적으로 살펴보면 양단 관통인 원기둥 형상의 공간부(201)에 내장되도록 쉘 유닛(200)의 외측을 향하여 돌출되고 함몰되는 패턴을 반복하는 절첩부(330f)를 형성하는 것을 알 수 있다.More specifically, the wick film 330 is formed with a folding part 330f repeatedly protruding toward the outside of the shell unit 200 so as to be embedded in the cylindrical space part 201 passing through both ends and repeatedly depressed Able to know.

이러한 절첩부(330f)는 제1 접촉편(331c)과 제1 연결편(341n)과 제2 접촉편(332c)과 제2 연결편(342n)이 순차적으로 반복되는 패턴을 형성하는 것이다.The folded portion 330f forms a pattern in which the first contact piece 331c and the first connection piece 341n, the second contact piece 332c, and the second connection piece 342n are sequentially repeated.

제1 접촉편(331c)은 제5 통부(215)의 외주면에 접촉하는 일정 면적의 바 형상인 부재이다.The first contact piece 331c is a bar-shaped member having a constant area contacting the outer peripheral surface of the fifth cylindrical portion 215. [

제2 접촉편(332c)은 제6 통부(216)의 내주면에 접촉하는 일정 면적의 바 형상인 부재이다.The second contact piece 332c is a bar-shaped member having a constant area contacting the inner peripheral surface of the sixth cylindrical portion 216. [

제1 연결편(341n)은 제1 접촉편(331c)의 일측 가장자리와 제2 접촉편(332c)의 타측 가장자리를 상호 연결하는 부재이다.The first connection piece 341n is a member that interconnects one edge of the first contact piece 331c and the other edge of the second contact piece 332c.

제2 연결편(342n)은 제1 접촉편(331c)과 이웃한 제1 접촉편(331c)의 타측 가장자리와 제2 접촉편(332c)의 일측 가장자리를 상호 연결하는 부재이다.The second connecting piece 342n is a member that interconnects the other side edge of the first contact piece 331c adjacent to the first contact piece 331c and one side edge of the second contact piece 332c.

따라서, 위크필름(330)은 본 실시예에 따른 광 반도체 조명장치의 설치에 따른 방향성의 제약으로부터 자유로워지기 위한 기술적 수단이라 할 수 있다.Accordingly, the wick film 330 can be regarded as a technical means for freeing from the restriction of the directionality due to the installation of the optical semiconductor lighting apparatus according to the present embodiment.

즉, 경관 조명용이나 보안등 또는 가로등과 같이 반도체 광소자(400)가 지면을 향하지 않고 지면에 대하여 쉘 유닛(200)이 상향 또는 하향 경사지게 배치된 경우라도 작동 유체는 공간부(201)에 내장된 위크필름(330)의 어느 일단부측으로 쏠리게 될 것이다.That is, even when the semiconductor optical device 400 does not face the ground but is inclined upward or downward with respect to the ground, such as a landscape lighting, a security light, or a streetlight, Wick film (330).

다시말해, 쉘 유닛(200)이 기울어지더라도 공간부(201)를 따라 도시된 바와 같이 절첩된 구조인 위크필름(330)의 어느 단부측에 스며든 작동 유체를 기화시킨 증기를 공간부(201) 내로 균일하게 분산시키고, 제1 접촉편(331c)과 이웃한 제1 접촉편(331c) 사이 및 제2 접촉편(332c)과 이웃한 제2 접촉편(332c) 사이를 순차적으로 구획하는 제1 연결편(341n)과 제2 연결편(342n) 사이의 공간부(201)는 증기의 원활한 기화 및 응축이 일어나는 공간이 될 것이다.In other words, even if the shell unit 200 is inclined, the vapor, which vaporizes the working fluid impregnated on either end side of the wick film 330, which is a folded structure as shown along the space 201, And the second contact piece 332c and the second contact piece 332c which are adjacent to each other and which divide the first contact piece 331c and the adjacent first contact piece 331c and the adjacent second contact piece 332c, 1 The space 201 between the connecting piece 341n and the second connecting piece 342n will be a space where vaporization and condensation of the vapor occur smoothly.

따라서, 어느 일측에 쏠린 작동 유체는 위크필름(330)을 형성하는 절첩부(330f)의 어느 단부측에 스며들고, 스며든 작동 유체는 경사진 위크필름(330)의 형성 방향을 따라 모세관 현상에 의하여 스며들어 올라가게 되므로, 방향성을 고려할 필요없이 조명장치를 다양한 각도와 위치에 배치하여 사용할 수도 있게 된다.Therefore, the working fluid leaking to one side permeates to one end side of the folded portion 330f forming the wick film 330, and the impregnated working fluid flows to the capillary phenomenon along the forming direction of the inclined wick film 330 The illumination device can be arranged at various angles and positions without considering the directionality.

이상과 같이 본 발명은 기존의 히트싱크를 대체하여 방열 성능을 구현하면서 장치 전체의 경량화 및 컴팩트화 구현이 가능하고, 반도체 광소자가 가동되는 중에는 작동 유체의 기화 및 응축을 반복시킴과 동시에 대류 또한 유도함으로써 지속적으로 발생되는 반도체 광소자의 열을 냉각시키면서 방열 성능을 구현할 수 있음은 물론, 제품이 설치된 위치나 방향에 관계없이 작동 유체의 기화에 따른 증기를 균일하게 분산시키고 응축시킴으로써 장치 전체에 균일한 냉각 성능을 구현할 수 있도록 하는 광 반도체 조명장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, according to the present invention, the heat dissipation performance can be realized by replacing the conventional heat sink, and the entire apparatus can be made lighter and more compact, and during the operation of the semiconductor optical device, the vaporization and condensation of the working fluid are repeated, The heat of the semiconductor optical device can be cooled while being continuously generated, and the steam can be uniformly dispersed and condensed by the vaporization of the working fluid irrespective of the position or direction in which the product is installed, It is a fundamental technical idea to provide an optical semiconductor lighting device capable of realizing high performance.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.It will be apparent to those skilled in the art that many other modifications and applications are possible within the scope of the basic technical idea of the present invention.

100...베이스 유닛
101...보조 공간부
102...벤트홀
110...베이스 본체
111...벤트 슬롯
112...격벽부
120...위치 결정편
131...제1 베이스 플레이트
132...제2 베이스 플레이트
140...베이스 하우징
200...쉘 유닛
201...공간부
210...쉘 본체
211...제1 통부
211r...보강 리브
211g...리브 홈
212...제2 통부
213...제3 통부
214...제4 통부
215...제5 통부
216...제6 통부
221...제1 링 마감편
222...제2 링 마감편
223...제3 링 마감편
300...상변화 유닛
310...히트 파이프
311...단위 파이프
311a...제1 접촉부
311b...제2 접촉부
311c...제1 연결부
311d...제2 연결부
312...연통 파이프부
320...위크편
330...위크 필름
330f...절첩부
331c...제1 접촉편
332c...제2 접촉편
341n...제1 연결편
342n...제2 연결편
400...반도체 광소자
500...광학 커버100 ... base unit
101 ... auxiliary space portion
102 ... vent hole
110 ... base body
111 ... vent slot
112:
120 ... positioning
131 ... first base plate
132 ... second base plate
140 ... base housing
200 ... shell unit
201 ... space portion
210 ... shell body
211 ... first cylinder
211r ... reinforced rib
211g ... rib home
212 ... second cylinder
213 ... third cylinder
214 ... fourth cylinder
215 ... fifth cylinder
216 ... sixth cylinder
221 ... first ring finishing piece
222 ... 2nd ring finishing piece
223 ... 3rd ring finishing piece
300 ... phase change unit
310 ... Heat pipe
311 ... unit pipe
311a ... first contact portion
311b ... second contact portion
311c ... first connection portion
311d ... second connection portion
312 ... communicating pipe portion
320 ... Week
330 ... wick film
330f ...
331c ... first contact piece
332c ... second contact piece
341n ... first connecting piece
342n ... second connecting piece
400 ... semiconductor optical device
500 ... optical cover

Claims

A base unit in which at least one semiconductor optical element is disposed on a bottom surface, and which transmits heat generated from the semiconductor optical element in one direction;
A shell unit connected to the base unit and defining a space portion therein; And
And a phase change unit built in the shell unit, the phase change unit repeating the vaporization of the working fluid by the heat generated from the semiconductor optical element and the vaporization of the vapor again,
Wherein air can flow in both directions through the inside and outside of the base unit and the shell unit.

The method according to claim 1,
The shell unit includes:
And a shell main body having a cylindrical shape and passing through both ends to form the space portion therein.

The method according to claim 1,
The shell unit includes:
A first tubular portion having a cylindrical shape and penetrating both ends thereof,
A second tubular portion formed on an outer side of the first tubular portion to form an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the first tubular portion,
And a first ring fin portion interconnecting the one end edge of the first tubular portion and the one end edge of the second tubular portion,
The base unit is engaged with the first tubular portion and the other end edge of the second tubular portion,
Wherein the space portion in a vacuum state in which the phase change unit is incorporated is formed by the base unit, the first cylinder portion, the second cylinder portion, and the first ring finishing piece.

The method according to claim 1,
The shell unit includes:
A third tubular portion having a cylindrical shape and penetrating both ends thereof,
A fourth tubular portion formed on the outer side of the third tubular portion to form an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the third tubular portion,
A second ring finishing piece for interconnecting one end edge of the third tubular portion and the one end edge of the fourth tubular portion,
And a plurality of vent slots passing through the second ring finishing piece forming direction,
Wherein the phase change unit is formed to be in contact with the outer peripheral surface of the third cylindrical portion, the inner peripheral surface of the fourth cylindrical portion, and the base unit.

The method according to claim 1,
The shell unit includes:
A fifth tubular portion having a cylindrical shape and penetrating both ends thereof,
A sixth tubular portion formed on the outer side of the fifth tubular portion to form an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the fifth tubular portion,
And a third ring finishing portion interconnecting the one end edge of the fifth tubular portion and the one end edge of the sixth tubular portion,
Wherein the space portion in a vacuum state is formed by the fifth cylinder portion, the sixth cylinder portion, and the third ring finishing piece, and the base unit forms an auxiliary space portion communicating with the space portion inside the base portion. Lighting device.

The method according to claim 1,
Wherein the phase-
A heat pipe disposed in the space portion of the shell unit and having a phase change space separate from the space portion,
Wherein a portion of the heat pipe is in contact with the base unit,
Wherein the working fluid is accommodated in the heat pipe.

The method of claim 6,
The heat pipe includes:
And a plurality of unit pipes each having a serpentine curved flow passage formed therein for repeating contact and spacing on the outer surface of the inner wall of the shell unit and the outer surface of the outer wall of the shell unit forming the space,
Wherein the lower ends of the plurality of unit pipes are spaced apart from each other at equal intervals along an edge of the base unit.

The method according to claim 1,
Wherein the phase-
And a plurality of prismatic wick portions disposed in the space portion of the shell unit and orthogonal to the base unit.

The method according to claim 1,
Wherein the phase-
And a flat wick film embedded in the space portion of the shell unit.

The method of claim 3,
The shell unit includes:
Further comprising a plurality of reinforcing ribs protruding into the first tube portion so as to be orthogonal to the base unit along the forming direction of the first tube portion,
Wherein the phase change unit is fixedly disposed between a rib groove formed between one of the plurality of reinforcing ribs and a neighboring reinforcing rib and an inner peripheral surface of the second tube portion.

The method of claim 10,
In the optical semiconductor lighting device,
A plurality of positioning pieces projecting from an upper surface of the base unit and engaged with one end of a rib groove recessed between one of the plurality of reinforcing ribs and a neighboring reinforcing rib,
Further comprising a vent slot penetrating between one of the plurality of positioning pieces and adjacent positioning pieces and disposed adjacent to one end of the reinforcing rib.

The method of claim 11,
In the optical semiconductor lighting device,
Further comprising a partition wall portion protruding from a bottom surface of the base unit and having the vent slot disposed on an outer side thereof.