KR20160014852A - 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 피씨비 상에 상호 밀착된 상태로 배치되는 다수의 베어칩 엘이디와, 상기 다수의 베어칩 엘이디를 감싸도록 구비되어 방진,방수와 함께 상기 베어칩 엘이디의 광을 특정한 배광 패턴으로 방출하는 몰딩부와, 상기 피씨비가 설치되는 설치면을 제공하며, 상기 베어칩 엘이디의 광을 외부로 방출하는 광방출구가 마련된 케이스, 및 상기 케이스의 외면에 마련된 다수의 방열핀을 포함하는 열방출부로 구성된다. 본 발명은 고집적의 베어칩을 사용하여 좁은 면적에서도 고출력 광을 발산할 수 있으며, 메탈 기판에 직접 방열핀을 포함하는 방열부를 밀착 고정하여 방열 효율을 높일 수 있다. 이처럼 본 발명은 고집적의 광원에서 발생되는 열을 용이하게 배출함으로써, 엘이디인 광원의 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.

Description

엘이디 조명장치{LED lighting device}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 좁은 면적에 집중된 광원을 제공하면서도 방열 특성이 우수한 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 광원 수단이 가지고 있는 고전력 소비, 짧은 수명 등의 문제점을 고려하여 엘이디를 광원으로 이용하는 조명장치들이 개발되고 있다. 엘이디를 광원으로 사용하는 경우 조명장치의 수명이 기존의 광원에 비하여 현격하게 증가하기 때문에 폐기물의 방출량이 현저하게 줄어 환경 오염을 방지할 수 있으며, 저전력 소모에 의한 에너지 절약에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

그러나 800watt 이상의 고출력 조명을 구현하기 위해서는 1watt의 엘이디를 기준으로 800개 이상이 사용되어야 하기 때문에 면적이 넓어질 수밖에 없게 된다. 물론 다수의 엘이디 칩의 간격을 좁혀 배치하는 경우에는 광원 장치의 크기를 줄일 수 있지만 엘이디 칩에서 발생하는 열의 방열이 매우 어렵기 때문에 열에 의해 엘이디의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

따라서 고출력 엘이디 가로등을 구현할 때 면적의 과도한 증가를 방지하기 위하여 방열 효율을 향상시키기 위하여 공개특허 10-2009-0012706(공개일자 2009년 2월 4일, 고출력 엘이디 가로등)과 같이 이중의 방열 구조를 가지는 조명 장치들이 제안되었다.

그러나 이처럼 방열 구조를 복잡하게 만드는 것은 전체적인 조명의 무게를 증가시키는 원인이 되며, 가공과 조립 등 제조가 용이하지 않아 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고출력 엘이디 조명장치의 크기를 줄일 수 있으며, 그 크기를 줄이면서도 방열 효율이 우수한 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명은 제조와 조립이 용이한 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 엘이디 조명장치는, 피씨비 상에 상호 밀착된 상태로 배치되는 다수의 베어칩 엘이디와, 상기 다수의 베어칩 엘이디를 감싸도록 구비되어 방진,방수와 함께 상기 베어칩 엘이디의 광을 특정한 배광 패턴으로 방출하는 몰딩부와, 상기 피씨비가 설치되는 설치면을 제공하며, 상기 베어칩 엘이디의 광을 외부로 방출하는 광방출구가 마련된 케이스, 및 상기 케이스의 외면에 마련된 다수의 방열핀을 포함하는 열방출부로 구성된다.

본 발명 엘이디 조명장치는, 고집적의 베어칩을 사용하여 좁은 면적에서도 고출력 광을 발산할 수 있으며, 메탈 기판에 직접 방열핀을 포함하는 방열부를 밀착 고정하여 방열 효율을 높일 수 있다. 이처럼 본 발명은 고집적의 광원에서 발생되는 열을 용이하게 배출함으로써, 엘이디인 광원의 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 고출력 조명의 크기와 무게를 줄임과 아울러 구조를 보다 단순화하여 제조기간을 단축하고 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 결합상태 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명자치의 단면 구성도이다.

이하, 본 발명 엘이디 조명장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합상태 단면 구성도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 피씨비(metal PCB, 10) 상에 배치되는 다수의 베어칩 엘이디(11)와, 상기 피씨비(10)에 인쇄되어 상기 다수의 베어칩 엘이디(11)에 전원을 공급할 수 있는 배선부(12,13)와, 상기 베어칩 엘이디(11)들에서 방출되는 광을 배광하는 몰딩부(20)와, 상기 피씨비(10)가 직접 접촉되어 고정되는 케이스(50)와, 상기 케이스(50)의 외면에 상기 케이스(50)와 일체로 마련되는 열방출부(40)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 피씨비(10)의 상면에는 베어칩 엘이디(11)들이 최대한 조밀한 간격으로 배치된다. 이와 같은 배치 상태에 따라 동일한 출력광을 기준으로 가장 좁은 면적의 광원을 형성할 수 있다.

상기 피씨비(10)는 금속성의 메탈피씨비(metal PCB)를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 베어칩 엘이디(11)에서 방출되는 열의 방출을 보다 용이하게 하기 위한 것이다.

상기 피씨비(10)의 상부에는 배선부(12,13)가 적어도 한 쌍이 마련되어 있으며, 그 배선부(12,13)에 공급되는 직류전원에 의하여 밀집된 상기 베어칩 엘이디(11)들이 동작할 수 있게 된다.

상기 베어칩 엘이디(11)가 배치된 피씨비(10)의 상부측에는 몰딩부(20)가 접합된다. 이때 몰딩부(20)와 피씨비(10) 사이의 접합은 접착제에 의한 것일 수 있으며, 필요에 따라서는 기구적인 체결로 결합될 수 있다.

상기 몰딩부(20)는 베어칩 엘이디(11)들에서 방출되는 광을 원하는 배광 패턴으로 발산하는 역할을 한다. 또한 몰딩부(20)에 의하여 베어칩 엘이디(11)들은 방수 및 방진하여 수분 또는 이물의 유입에 의하여 베어칩 엘이디(11)가 손상되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

상기 베어칩 엘이디(11)가 실장된 피씨비(10)는 케이스(50)의 내측 설치면에 직접 접촉되도록 설치될 수 있다.

상기 케이스(50)는 일면에 광방출구(51)를 가지는 전체적으로 종형상의 구조이며, 상기 베어칩 엘이디(11)가 실장된 피씨비(10)는 케이스(50)의 광방출구(51)로부터 가장 먼 위치에 마련된 설치면(52)에 그 배면이 접하도록 설치된다.

이때 피씨비(10)는 볼트 등의 체결 수단에 의해 설치면(52)에 밀착 고정된 것일 수 있다.

상기 케이스(50)의 외측에는 열방출부(40)가 마련되어 있다. 상기 열방출부(40)는 상기 광방출구(51)의 주변의 케이스(50) 외면에서 상기 피씨비(10)가 설치되는 케이스(50)의 다른 단부측으로 길게 연장되며, 그 케이스(50)의 외면에서 소정의 높이로 돌출된 구조의 방열핀들로 구성된다.

이와 같은 열방출부(40)의 구성은 설치상태에서 상기 광방출구(51)가 대체적으로 지면을 향하게 되며, 이때 상기 베어칩 엘이디(11)들에서 열이 발생하게 되면 그 열에 의해 지면에 대하여 수직방향의 대류가 형성되는데, 상기와 같이 수직방향으로 길게 형성된 열방출부(40)들의 사이 공간으로 대류가 원활하게 이루어질 수 있게 되어, 방열 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 조밀하게 설치된 베어칩 엘이디(11)를 광원으로 이용하여 광원의 면적을 줄일 수 있으며, 이때 발생되는 열이 직접 피씨비(10), 케이스(50) 및 열방출부(40)를 통해 방열될 수 있도록 하여 방열 효율을 높일 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 단면 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 상기 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한 실시예의 구성에서 상기 피씨비(10)와 케이스(50)의 설치면(52) 사이에 밀착접합층(30)을 더 포함하여 구성된다.

상기 밀착접합층(30)은 금속이며 피씨비(10)와 역시 금속인 케이스(50)의 용융점 미만의 용융점을 가지는 것으로 하여, 케이스(50)의 설치면(52), 밀착접합층(30) 및 피씨비(10)를 적층한 구조를 가열로에 넣어 밀착접합층(30)을 용융시킨 후, 이를 냉각시켜 상기 피씨비(10)를 케이스(50)의 설치면(52)에 밀착 고정시키게 된다.

상기 밀착접합층(30)은 용융점이 상대적으로 낮은 납을 포함하는 금속판이거나, 페이스트 상으로 상기 피씨비(10)의 배면 또는 케이스(50)의 설치면(52)에 도포된 것일 수 있다.

서로 분리된 금속판 사이의 열전도에서 중요한 요소로서, 금속판들의 사이에 공기층이 없이 밀착된 정도인 밀착도가 고려되어야 한다. 즉, 금속판들의 사이의 밀착도가 높으면 열전도율과 열전도 속도가 향상된다.

상기 밀착접합층(30)은 용융 상태에서 상기 피씨비(10)와 케이스(50)의 안착면(52)의 각 면에 눈에 보이지 않는 작은 공간을 메우게 되고, 다시 고화되었을 때 피씨비(10)와 케이스(50)의 설치면(52)의 사이를 완전하게 밀착된 상태로 고정시키기 때문에 방열효율을 높일 수 있게 된다.

앞선 실시예와 같이 볼트 등의 기계적인 수단으로 피씨비(10)를 설치면(52)에 고정시키는 경우, 피씨비(10)의 배면과 케이스(50)의 설치면(52)에 마련된 미세한 공극이나, 다수의 볼트의 체결시 체결력에 의해 발생하는 기울기에 의하여 피씨비(10)와 케이스(50)가 완전하게 밀착되지 않을 수 있으나, 상기 밀착접합층(30)을 사용함으로써 밀착된 상태가 되도록 하여, 방열 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

또한 제조방법이 적층 후 열을 가하고 다시 냉각시키는 과정으로 기계적인 가공과 조립 공정을 수행하는 것에 비하여 생산성을 더 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:피씨비 11:베어칩 엘이디
12,13:배선부 20:몰딩부
30:밀착접합층 40:열방출부
50:케이스 51:광방출구
52:설치면

Claims (4)

1. 피씨비 상에 상호 밀착된 상태로 배치되는 다수의 베어칩 엘이디;
   상기 다수의 베어칩 엘이디를 감싸도록 구비되어 방진,방수와 함께 상기 베어칩 엘이디의 광을 특정한 배광 패턴으로 방출하는 몰딩부;
   상기 피씨비가 설치되는 설치면을 제공하며, 상기 베어칩 엘이디의 광을 외부로 방출하는 광방출구가 마련된 케이스; 및
   상기 케이스의 외면에 마련된 다수의 방열핀을 포함하는 열방출부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 피씨비는 메탈 피씨비이며,
   상기 피씨비와 상기 케이스의 설치면 사이에서 상기 피씨비를 상기 설치면에 밀착 시켜, 피씨비의 발생열을 상기 케이스에 전달하는 밀착접합층을 더 포함하는 엘이디 조명장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 밀착접착층은,
   용융상태에서 상기 피씨비와 상기 케이스의 설치면 사이의 공극이 없도록 밀착시키며, 냉각에 의해 고화되어 상기 케이스의 설치면에 상기 피씨비를 접합하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 밀착접착층은,
   상기 피씨비와 상기 케이스의 용융 온도에 비하여 더 낮은 용융온도를 갖는 금속층인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
   
   
   

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