KR20160061047A - 엘이디 모듈 - Google Patents

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KR20160061047A
KR20160061047A KR1020140163466A KR20140163466A KR20160061047A KR 20160061047 A KR20160061047 A KR 20160061047A KR 1020140163466 A KR1020140163466 A KR 1020140163466A KR 20140163466 A KR20140163466 A KR 20140163466A KR 20160061047 A KR20160061047 A KR 20160061047A
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주식회사 아모센스
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Abstract

본 발명은 단순화된 조립 공정으로 조립이 가능한 엘이디 모듈에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 엘이디 모듈은 엘이디와 기판을 포함하는 엘이디 칩; 엘이디 칩의 형상에 대응하고, 엘이디 칩이 안착되는 엘이디 탑재홈을 구비하는 방열부; 및 기판의 상면에 접촉하여 배치되고, 방열부의 상부에 고정되는 렌즈부를 포함하고, 렌즈부가 엘이디 칩을 누름으로써 엘이디 칩이 상기 방열부에 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 모듈{LED MODULE}
본 발명은 엘이디 모듈에 관한 것이고, 보다 상세하게 단순화된 조립 공정으로 조립이 가능한 엘이디 모듈에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하, 엘이디)는 저전력, 고효율, 고휘도 및 장수명 등의 장점을 갖고 있어, 현재 다양한 전자부품 또는 조명장치 등에 많이 채택되고 있다. 이러한 엘이디가 조명 장치 등으로 이용되는 경우, 먼저 엘이디를 포함하는 엘이디 패키지를 금속 PCB(Printed Circuit Board)에 볼트 등으로 조립하고, 2차로 렌즈부를 추가적으로 조립하는 조립 과정을 거친다.
또한, 일반적으로 엘이디는 발열이 심한 문제점을 갖는데, 이에 따라, 엘이디 패키지를 구비한 조명 장치는 엘이디 패키지에서 발생되는 열을 외부로 배출하기 위한 방열부 등을 구비하게 된다. 이에 관련하여, 발명의 명칭이 "방열성능을 개선한 엘이디 가로등 기구"인 한국등록특허 제1033874호가 존재한다.
한국등록특허 제1033874호에서 개시된 엘이디 가로등 기구는 엘이디 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 방출하는 기술을 개시한다. 다만, 상기 특허에 따른 엘이디 가로등 기구에서 언급된 엘이디 모듈은 별도의 조립 방식에 대한 기술이 개시되어 있지 않아, 상술한 조립 방법의 불편함에 대한 개선이 이루어지지 않는 문제점이 존재한다.
본 발명은 단순화된 조립 공정으로 조립이 가능한 엘이디 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 엘이디 모듈은 엘이디와 기판을 포함하는 엘이디 칩; 엘이디 칩의 형상에 대응하고, 엘이디 칩이 안착되는 엘이디 탑재홈을 구비하는 방열부; 및 기판의 상면에 접촉하여 배치되고, 방열부의 상부에 고정되는 렌즈부를 포함하고, 렌즈부가 엘이디 칩을 누름으로써 엘이디 칩이 상기 방열부에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 렌즈부는 엘이디 칩에 대응하는 위치에 형성되고, 엘이디 칩으로부터 발광되는 광을 외부로 전달하는 하나 이상의 렌즈; 및 복수의 베이스 체결홈들이 형성된 렌즈 베이스를 포함할 수 있고, 하나 이상의 렌즈와 상기 렌즈 베이스는 일체로 형성될 수 있다.
또한, 렌즈부는 베이스 체결홈들을 통해 고정 부재가 방열부의 상부에 삽입되어, 방열부에 체결될 수 있다.
또한, 방열부는 방수 부재의 형상에 대응하고, 하나 이상의 엘이디 탑재홈을 둘러싸는 방수 홈을 더 구비할 수 있다.
또한, 방수 홈에는 방수 부재가 안착되고, 렌즈부의 하면은 방수 부재의 상면에 접촉하도록 배치되며, 렌즈부가 방수 부재를 누름으로써 방수 부재가 방열부에 고정될 수 있다.
또한, 기판의 상면과 방수 부재의 상면은 서로 이어질 수 있다.
또한, 엘이디 칩은 기판의 상면에 형성되는 전극을 더 포함하고, 렌즈부는 전극과 이격되어 형성되는 전극 돌출부를 구비할 수 있다.
또한, 방열부는 엘이디 칩으로부터 발생되는 열을 전달받는 방열 베이스; 및 방열 베이스에서 돌출 형성되고, 베이스로부터 열을 전달받아 외부로 방열하는 복수의 방열핀을 포함할 수 있다.
또한, 엘이디 칩은 COB(Chip On Board) 타입일 수 있다.
또한, 엘이디 탑재홈의 상면에는 서멀 그리스(thermal grease)가 도포되어 방열막이 형성될 수 있다.
본 발명의 엘이디 모듈에 따르면 엘이디 모듈의 제조시, 렌즈부를 방열부에 고정시키기만 하면 엘이디 모듈에 포함된 부품들의 고정이 완료되는 단순화된 조립 공정을 제공할 수 있고, 이에 따라 조립 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 엘이디 모듈에 따르면 방열부에 포함된 방열핀의 방열 면적을 넓게 하여, 외부 공기와의 접촉에 의해 방열 효과가 뛰어난 효과가 있다.
또한, 본 발명의 엘이디 모듈에 따르면 내부에 포함된 방수 부재에 기인하여, 실외 예를 들어 가로등에 적용되더라도 비나 눈과 같은 수분의 침투를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈에 대한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈에 대한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈의 조립 과정을 도시하는 사시도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명은 조명용으로 이용되는 엘이디 모듈에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 모듈(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈(100)은 방열부(10), 렌즈부(20), 엘이디 칩(30), 고정 부재(40) 및 방수 부재(60)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈(100)에 포함된 각 구성들에 대한 설명이 이루어진다.
방열부(10)는 엘이디 칩(30)으로부터 발생된 열을 외부로 배출하는 기능을 한다. 이를 위해, 방열부(10)는 복수의 방열핀(11)과 방열 베이스(12)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 방열 베이스(12)는 엘이디 칩(30)에서 발생되는 열을 전달받는 기능을 한다. 그리고, 복수의 방열핀(11)은 방열 베이스(12)에서 전달받은 열을 외부로 방열하는 기능을 한다. 이를 위해, 복수의 방열핀(11)은 방열 베이스(12)의 하면에서 돌출 형성될 수 있고, 방열 베이스(12)에서 하부 방향 즉, 하부로 갈수록 이의 횡단면이 작아지는 형태를 가질 수 있다. 또한, 방열핀(11)의 횡단면은 원형 또는 다각형의 형상으로 제작될 수 있고, 예를 들어, 방열핀(11)의 횡단면은 별 형태 또는 십자 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
또한, 방열부(10)의 상부에는 방수 홈(14) 및 엘이디 탑재홈(15)이 형성된다. 이하에서 언급되는 바와 같이, 방수 홈(14)의 상면에는 방수 부재(60)가, 그리고 엘이디 탑재홈(15)의 상면에는 엘이디 칩(30)이 각각 안착될 수 있다. 이를 위해, 방수 홈(14)은 방수 부재(60)의 형상에 대응하고, 엘이디 탑재홈(15)은 엘이디 칩(30)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 여기서, 본 발명의 엘이디 모듈(100)에 방수 부재(60)가 적층되는 특징에 기인하여, 본 발명은 실내가 아닌 실외 예를 들어, 가로등에 적용되는 것도 가능하다. 즉, 본 발명의 엘이디 모듈(100)이 가로등에 적용되더라도, 비나 눈과 같은 수분이 엘이디 모듈(100)에 스며드는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 방열부(10)에는 복수개의 엘이디 칩(30)이 실장될 수 있고 이를 위해 방열부(10)에 포함된 엘이디 탑재홈(15)도 복수개가 형성될 수 있다.
엘이디 칩(30)은 엘이디(31), 기판(32) 및 전극(33)을 포함하여 구성될 수 있고, 엘이디(31)를 통해 빛을 발광하는 기능을 한다. 여기서, 엘이디 칩(30)은 예를 들어, COB(Chip on Board) 형태일 수 있다. 여기서, COB는 엘이디 칩을 인쇄회로기판(PCB)에 직접 실장한 형태를 나타낸다. 일반적인 조명용 엘이디는 칩을 기판 위에 얹고, 리드 프레임을 연결한 뒤, 다시 인쇄회로기판(PCB)에 부착하는 방식이나, COB 방식은 기판에 바로 엘이디 칩을 얹기 때문에, 패키지와 모듈 공정을 일체화하는 장점을 갖는다. 뿐만 아니라, COB 방식은 일반적인 제조 공정에 비해 생산 단가가 저렴하고 열 배출도 더 뛰어난 장점을 갖는다.
상술한 바와 같이, 엘이디 칩(30)은 방열부(10)의 엘이디 탑재홈(15)에 안착될 수 있다. 또한, 엘이디 칩(30)에서 발생하는 열을 보다 효율적으로 방열하기 위해, 엘이디 칩(30)이 배치되는 엘이디 탑재홈(15)의 상면에는 방열 물질 예를 들어, 서멀 그리스(thermal grease)가 도포되어 방열막이 더 형성될 수 있다. 이러한 방열막을 통해 엘이디 칩(30)과 방열부(10) 사이에 존재할 수 있는 공간이 채워지게 되므로, 방열과 열전도도의 효과가 높아진다. 여기서, 방수막은 그 자체가 점착성을 가질 수 있고, 이에 따라 방열부(10)에 대한 엘이디 칩(30)의 어느 정도의 고정은 가능하다.
엘이디 칩(30)에 포함된 기판(32)은 열전도율이 우수하고 열팽창계수(CTE)가 작은 방열 소재 예를 들어, 세라믹 소재를 이용할 수 있다. 그리고 엘이디 칩(30)의 상면에는 엘이디(31)와 이격되어 전극(33)이 형성될 수 있다. 이러한 전극(33)과의 와이어 연결을 통해 엘이디 모듈(100)에 전원이 공급될 수 있다.
렌즈부(20)는 엘이디 칩(30)에서 방출되는 광을 외부로 전달하는 기능을 한다. 이를 위해, 렌즈부(20)는 엘이디 칩(30)으로부터 발광되는 광을 외부로 전달하는 렌즈(21)와, 방열부(10)로의 고정에 이용되는 렌즈 베이스(22)를 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈(21)는 엘이디 칩(30)에서 발생되는 광을 고른 분포로 외부에 방출하기 위해, 굴곡진 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(21)는 횡단면이 원형 또는 타원형일 수 있다. 또한, 렌즈(21)는 엘이디 칩(30)에 접하지 않고, 내부에 빈 공간이 존재하는 상태로 형성될 수 있다.
렌즈부(20)에 포함된 렌즈 베이스(22)는 방열부(10)의 상부에 고정되고, 엘이디 칩(30)에 포함된 기판(32)의 상면에 배치된다. 구체적으로, 렌즈 베이스(22)는 엘이디 칩(30)의 기판(32)을 덮는 형상으로 배치되고, 이를 통해 엘이디 칩(30)은 렌즈부(20)에 의해 눌러지는 방식으로 방열부(10)에 고정된다.
여기서 렌즈부(20)의 고정은 예를 들어, 볼트 또는 너트와 같은 고정 부재(40)를 통해 이루어질 수 있다. 이를 위해, 렌즈 베이스(22)에는 복수의 렌즈부 체결 홈(24)이 형성될 수 있고, 렌즈부(20)가 방열부(10)에 조립된 후, 이러한 복수의 렌즈부 체결 홈(24)을 통해 고정 부재(40)가 방열부(10)에 삽입되어 체결이 이루어질 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 엘이디 모듈(100)은 조립 시 이루어지는 고정 방식에 있어서, 한 번의 공정만으로 조립이 완료되는 방식이다. 즉, 고정 부재(40)를 통해 렌즈부(20)가 방열부(10)에 고정되면, 렌즈부(20)가 엘이디 칩(30)의 기판(31)을 덮는 형상을 갖는 점에 기인하여, 엘이디 칩(30) 또한 렌즈부(20)의 누름 구조를 통해 자연히 방열부(10)에 고정될 수 있다(즉, 엘이디 칩의 고정을 위한 별도의 추가적인 공정이 필요치 않다). 이에 따라, 엘이디 모듈(100)에 포함된 각 부품들의 조립 시, 고정 부재(40)를 통한 한 번의 공정만으로 이들 부품이 고정될 수 있다. 또한, 렌즈(21)는 엘이디 칩(30)의 개수에 따라 하나 이상으로 존재할 수 있고, 이러한 하나 이상의 렌즈(21)와 렌즈 베이스(22)는 일체로 형성된다.
렌즈부(20)는 엘이디 칩(30)의 상부에 형성된 전극(33)에 기인하여, 이에 따라 상기 전극(33)과 이격되어 형성되는 전극 돌출부(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 렌즈부(20)는 엘이디 칩(30)에 의해 발생하는 열에 의해 녹거나 손상되지 않도록 열에 강한 재질로 이루어질 수 있다. 여기서 렌즈부(20)에 대한 재질은 특정 재질로 제한되지 않는다.
방수 부재(60)는 방열부(10)의 방수 홈(14)에 안착될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 엘이디 모듈(100)은 실외에 적용될 수도 있기에, 비나 눈으로 인한 물의 침투를 막기 위해, 방수 부재(60)가 적용될 수 있다. 이를 위해, 방수 홈(14)은 방수 부재(60)에 대응하는 형상을 갖는다. 도면에서 방수 부재(60)의 상면과 엘이디 칩(30)의 상면 위치는 서로 상이하여 렌즈부(20)의 하부에 굴곡이 있는 것으로 도시되었다. 다만, 이는 단지 예시일 뿐이고 본 발명의 다른 실시에에 따르면 엘이디 칩(30)의 상면과 방수 부재(60)의 상면 위치가 동일하게 배치되는 방식 또한 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 방수 부재(60)는 조립 시, 이의 상면이 엘이디 칩(30)의 상면과 이어질 수 있다. 즉, 방수 부재(60)와 엘이디 칩(30)은 상면이 서로 동일한 높이에 형성될 수 있다. 이에 따라, 렌즈부(20)의 렌즈 베이스(22)가 방수 부재(60)의 상면에 배치될 때, 원활한 조립이 가능해지고, 렌즈 베이스(22)의 하면 형태가 편평한 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 또한, 이러한 방수 부재(60)에는 복수개의 방수 체결홈들이 포함될 수 있고, 방수 체결홈들의 위치는 렌즈부(20)의 베이스 체결홈들(24)의 위치와 서로 대응한다. 이에 따라, 고정 부재(40)는 베이스 체결홈(24)과 방수 체결홈을 관통하여 방열부(10)에 삽입된다. 또한, 고정 부재(40)가 삽입될 때, 고정 부재(40)의 하면에는 방수 링 예를 들어, O형 링 등이 함께 조립될 수 있고, 이에 따라 고정 부재(40)와 렌즈부(20)의 접촉 지점을 통해 비나 눈과 같은 수분이 스며드는 것을 방지할 수 있다.
커넥터(50)는 본 발명의 엘이디 모듈(100)을 실내 또는 실외에 설치하는데 이용되는 커넥터의 기능을 한다.
본 발명의 엘이디 모듈(100)에 대한 구조는 도 4를 참조하면 보다 분명해진다. 도 4에 도시된 것처럼, 방열부(10)의 상부에는 엘이디 칩(30)과 방수 부재(60)가 배치될 수 있고, 이의 상면에 렌즈부(20)가 조립될 수 있다. 위에서 언급한 것처럼, 렌즈부(20)가 방열부(10)의 상부에 조립되면, 렌즈 베이스(22)에 포함된 베이스 체결홈들(24)과 방수 체결홈들을 통해 고정 부재(40)가 방열부(10)에 삽입되어, 고정이 완료된다. 위에서 언급한 것처럼, 고정 부재(40)를 통한 고정은 렌즈부(20)를 방열부(10)에 고정시킴으로써 이루어지므로, 조립 공정이 매우 단순화될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈의 조립 과정에 대해 설명한다. 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 방열부(10)가 준비되고, 방열부(10)의 상부 구체적으로, 엘이디 탑재홈(15)의 상부에 엘이디 칩(30)이 탑재된다. 위에서 언급한 것처럼, 엘이디 탑재홈(15)에는 점착성이 있는 방열막이 더 형성될 수 있고, 이를 통해 엘이디 칩(30)에서 발생하는 열의 효율적인 방열과, 방열부(10)로의 고정이 가능하다.
그 후, 도 7에 도시된 바와 같이 렌즈부(20)가 방열부(10)의 상부에 조립되고, 이러한 조립 이후 고정 부재(40)를 통해 렌즈부(20)를 방열부(10)에 고정시키는 과정이 완료된다. 고정 부재(40)를 통한 렌즈부(20)의 고정을 통해 자연히 엘이디 칩(30)도 방열부(10)에 고정될 수 있으며, 이에 대한 설명은 위에서 상세히 언급하였으므로, 추가적인 설명은 생략한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 엘이디 모듈 10 : 방열부
11 : 방열핀 12 : 방열 베이스
14 : 방수 홈 15 : 엘이디 탑재홈
20 : 렌즈부 21 : 렌즈
22 : 렌즈 베이스 23 : 전극 돌출부
30 : 엘이디 칩 31 : 엘이디
32 : 기판 33 : 전극
40 : 고정 부재 60 : 방수 부재

Claims (10)

  1. 엘이디와 기판을 포함하는 엘이디 칩;
    상기 엘이디 칩의 형상에 대응하고, 상기 엘이디 칩이 안착되는 엘이디 탑재홈을 구비하는 방열부; 및
    상기 기판의 상면에 접촉하여 배치되고, 상기 방열부의 상부에 고정되는 렌즈부를 포함하고, 상기 렌즈부가 상기 엘이디 칩을 누름으로써 상기 엘이디 칩이 상기 방열부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈부는,
    엘이디 칩에 대응하는 위치에 형성되고, 상기 엘이디 칩으로부터 발광되는 광을 외부로 전달하는 하나 이상의 렌즈; 및
    복수의 베이스 체결홈들이 형성된 렌즈 베이스를 포함하고, 상기 하나 이상의 렌즈와 상기 렌즈 베이스는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈부는,
    상기 베이스 체결홈들을 통해 고정 부재가 상기 방열부의 상부에 삽입되어, 상기 방열부에 체결되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방열부는,
    방수 부재의 형상에 대응하고, 하나 이상의 엘이디 탑재홈을 둘러싸는 방수 홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방수 홈에는 방수 부재가 안착되고, 상기 렌즈부의 하면은 상기 방수 부재의 상면에 접촉하도록 배치되며, 상기 렌즈부가 상기 방수 부재를 누름으로써 상기 방수 부재가 상기 방열부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판의 상면과 상기 방수 부재의 상면은 서로 이어지는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디 칩은 상기 기판의 상면에 형성되는 전극을 더 포함하고, 상기 렌즈부는 상기 전극과 이격되어 형성되는 전극 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방열부는
    상기 엘이디 칩으로부터 발생되는 열을 전달받는 방열 베이스; 및
    상기 방열 베이스에서 돌출 형성되고, 상기 베이스로부터 열을 전달받아 외부로 방열하는 복수의 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디 칩은 COB(Chip On Board) 타입인 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디 탑재홈의 상면에는 서멀 그리스(thermal grease)가 도포되어 방열막이 형성되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102462162B1 (ko) * 2021-11-29 2022-11-01 한현숙 온도에 따라 색이 변환되는 발광장치
KR102548227B1 (ko) * 2022-07-04 2023-06-30 주식회사 루미에르 엘이디조명장치 및 그를 포함하는 엘이디조명시스템

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KR102462162B1 (ko) * 2021-11-29 2022-11-01 한현숙 온도에 따라 색이 변환되는 발광장치
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