KR20160072118A - 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하는 연결 시스템 - Google Patents

전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하는 연결 시스템 Download PDF

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마르크 듀어트
에릭 모르네
설리반 이본
조나단 블랜딘
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발레오 비젼
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Abstract

전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원(2)을 전기적으로 연결하기 위한 연결 시스템(1)에 있어서, 연결 시스템(1)이,
- 전력 공급 시스템에 전기적으로 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 연결 단자(4)를 포함하는 리드 프레임(3)과;
- 리드 프레임(3)의 연결 단자(4)를 광원(2)에 전기적으로 연결할 수 있는 적어도 하나의 연결 수단(5)을 포함하고,
상기 연결 단자(4)와 상기 연결 수단(5)은 광원(2)을 리드 프레임(3)에 전기적으로 연결할 수 있음으로써, 광원(2)을 리드 프레임(3)으로부터 멀리 떨어지게 배치할 수 있는 것을 특징으로 하는, 연결 시스템.

Description

전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하는 연결 시스템{SYSTEM FOR THE ELECTRICALLY CONNECTING AT LEAST ONE LIGHT SOURCE TO AN ELECTRICAL POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명의 주제는 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하는 연결 시스템이다.
본 발명은 일반적으로 자동차의 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 발광 다이오드를 전기적으로 연결할 수 있는 시스템에 적용할 수 있는 것으로, 오로지 여기에만 적용할 수 있는 것은 아니다.
프랑스 특허 출원 FR 2 906 347호는 조명 모듈을 포함하는 차량용 조명 장치를 개시하고 있는데, 이 조명 모듈은,
- 발광 유닛을 각각이 포함하고 있는 조명 장치들과;
- 조명 장치를 수용하기 위한 공동을 포함하며, 조명 장치를 특히 전기 트랙에 의해 전력 공급원에 연결할 수 있는 도전성 기판과;
- 조명 장치가 배치된 방열 홀더와;
- 방열 홀더와 도전성 기판 사이에 배치되는 접착부로서, 특히 조명 장치를 도전성 기판의 공동 안에 정확히 위치시킬 수 있는 접착부를 포함한다.
프랑스 특허 출원 FR 2 906 347호의 주제인 조명 모듈의 도전성 기판은 조명 장치를 그 기판에 배치할 수 있기 위해서는 상기 공동을 반드시 포함해야 한다는 것이 밝혀졌다. 따라서 도전성 기판에 특정 형상을 부여하기 위한 추가 성형 작업이 수행되어야 한다.
또한, 조명 장치의 발광 효율을 유지하기 위해서는 상기 방열 홀더와 같은 열을 방산시키기(dissipating) 위한 시스템을 사용하는 것이 권장되는데, 이에 의해 조명 모듈의 구조가 복잡해진다.
본 발명의 목적은, 전력 공급 시스템에 발광 다이오드와 같은 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하는 시스템으로서, 단순화된 구조에 의해 특히 설계 및 제조비용을 감소시킬 수 있는 시스템을 제공함으로써, 특히, 위와 같은 단점들을 해결하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하기 위한 연결 시스템으로서,
상기 연결 시스템이,
- 전력 공급 시스템에 전기적으로 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 연결 단자를 포함하는 리드 프레임과;
- 리드 프레임의 연결 단자를 광원에 전기적으로 연결될 수 있게 하는 적어도 하나의 연결 수단을 포함하고,
상기 연결 단자와 상기 연결 수단은 광원을 리드 프레임에 전기적으로 연결할 수 있음으로써, 광원을 리드 프레임으로부터 멀리 떨어지게 배치할 수 있는 것을 특징으로 하는, 연결 시스템을 제공한다.
상기 및 이하에서, 리드 프레임은 구조가 일체형 구성으로 되어 있는 도전성 트랙의 구조이다. 이 리드 프레임은 예를 들어 전기 트랙을 형성하도록 스탬핑 가공되고 나서 절연 기판 상에 오버몰딩되는 판일 수 있고, 전기 트랙을 형성하는 부분이 아닌 부분은 오버몰딩 후에 판에서 분리된다.
이러한 방식으로, 광원이 리드 프레임에서 멀리 떨어져 있는 상태에서 리드 프레임에 전기적으로 연결되고, 이에 의해 리드 프레임의 구조를 유리하게 단순화시킬 수 있게 된다. 구체적으로, 광원을 리드 프레임에 배치하기 위하거나, 혹은 광원에 의해 방출되는 열을 특히 방산시키기 위한 수단을 리드 프레임에 고정시키기 위한, 특정 위치를 리드 프레임에 제공하는 것이 더이상 필요 없게 된다. 리드 프레임으로부터 멀리 떨어지게 한 광원의 배치는, 광원에 의해 방출되는 열에 리드 프레임이 노출되는 것을 감소시키거나 혹은 심지어는 방지하게 되는, 리드 프레임으로부터의 소정 거리에, 광원을 배치하는 것으로 정의되고, 이에 의하면 광원의 열을 특히 방산시킬 수 있는 수단에 리드 프레임을 체결시키는 것을 필요 없게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 리드 프레임은 리드 프레임에 의해 발생된 열이 방산될 수 있게 하는 제 1 방열 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 방열 수단은 저항 회로이다.
바람직하게는, 상기 리드 프레임은 전력 공급 시스템에 의해 공급되는 전류의 전압, 특히 AC 전압을 리드 프레임의 연결 단자에 인가되는 전압, 특히 DC 전압으로 변환할 수 있는 컨버터를 포함한다.
연결 단자에 인가되는 전압은 광원에 전력을 공급하기에 적합한 것이 바람직하다.
리드 프레임은 전자기 간섭으로부터 보호하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
제 1 방열 수단은 컨버터로 구성되는 것이 유리하다. 이 경우, 컨버터는 실질적으로 방열되는 경우에도 계속해서 정상적으로 작동할 수 있다.
유리하게는, 리드 프레임은 상기 연결 단자에 인가되는 전류의 전압을 제어하는 제어 회로를 포함한다.
바람직하게는, 리드 프레임의 연결 단자는 와이어 본딩 기술을 적용하여 광원을 연결할 수 있는 연결 패드이다. 이러한 연결은 예를 들어 도전성 브리지에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 연결 수단은 전기 전도성 와이어이다.
바람직하게는, 리드 프레임은 전자 부품이 연결될 수 있는 인쇄 회로 기판을 포함한다.
이 인쇄 회로 기판은 전류가 운반될 수 있게 하는 복수의 전기 트랙을 포함하고, 상기 전기 트랙에는 전자 부품들이 연결 핀을 사용하여 납땜된다.
필요에 따라, 전자 부품의 연결 핀의 단부는 인쇄 회로 기판의 통공을 관통하고, 이에 의하면, 연결 핀의 단부에 형성된 납땜 접합부의 시각적 품질 검사를 광학 장치에 의해 수행할 수 있게 된다.
바람직하게는, 리드 프레임은, 인쇄 회로 기판으로부터 수직으로 연장되며 유리하기로는 전기 절연시키는 전기 절연성 테두리를 포함하고, 이 테두리는,
● 두 개의 실질적으로 평행한 종방향 벽과;
● 각각이 두 개의 종방향 벽을 연결하는 두 개의 실질적으로 평행한 횡방향 벽을 포함한다.
상기 테두리와 상기 인쇄 회로 기판은 액화 플라스틱 제품으로 충전되는 밀봉 밀착성(seal-tight) 트레이를 유리하게 한정한다.
상기 테두리의 종방향 벽들 중 하나는 연결 단자가 배치되는 오목부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 테두리의 횡방향 벽들 중 하나는 그 외부면에 돌출 하우징을 포함하고, 상기 돌출 하우징의 벽은 상기 횡방향 벽에 대해 실질적으로 수직으로 연장되고, 리드 프레임은 상기 돌출 하우징 안에 배치되는 적어도 하나의 전기 커넥터를 포함하고, 이 전기 커넥터는 전력 공급 시스템에 리드 프레임이 연결될 수 있게 한다.
상기 외부면은 여기서는 리드 프레임의 바깥쪽으로 향하는 면이다.
본 발명의 또 다른 주제는 발광 조립체로서,
● 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원을 전기적으로 연결하기 위한 본 발명에 따른 연결 시스템;
● 적어도 하나의 광원; 및
● 광원에 의해 발생된 열이 방산되게 하며, 리드 프레임에서 분리되는 제 2 방열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 조립체이다.
상기 제 1 방열 수단은 상기 제 2 방열 수단보다 더 많은 열을 유리하게 방산시킬 수 있다.
바람직하게는, 광원은 발광 다이오드(LED)이고, 이 발광 다이오드는 단일의 다이오드 또는 다수의 다이오드일 수 있다.
제 2 방열 수단은 바람직하게는 상기 광원의 홀더이다.
제 2 방열 수단은 광원이 장착되는 기판으로 유리하게 구성된다. 이 홀더는 예를 들어 금속 또는 세라믹으로 제조될 수 있다.
본 발명의 한 변형 실시예에 따르면, 제 2 방열 수단이 광원 근처에 배치되거나 광원과 접촉하는 라디에이터를 포함하고, 이 제 2 방열 수단은, 단부들 중 한 단부가 리드 프레임에 연결되고 타 단부가 라디에이터에 연결된 히트 파이프와 연관될 수 있다. 히트 파이프의 사용은 광원을 리드 프레임으로부터 멀리 떨어지게 배치하는 것에 의해 가능해지고, 이는 리드 프레임 높이에서의 크기를 감소시킬 수 있게 한다.
본 발명의 한 변형 실시예에 따르면, 제 2 방열 수단이 라디에이터와, 전술한 유형의 금속 홀더를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 주제는 본 발명에 따른 발광 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조명 및/또는 신호 발생 장치이다.
본 발명의 다른 특징들과 이점들은 전적으로 비제한적인 예시로서 제공되는 다음의 예들과 도면에 비추어 볼 때 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 리드 프레임의 개략 사시도이다.
도 2는 광원이 연결되어 있는, 본 발명에 따른 시스템의 리드 프레임의 개략 사시도이다.
명확성을 위해, 본 발명의 이해에 필수적인 요소만 개략적으로 도시되었는데, 실척으로 도시된 것은 아니다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 전기적 연결 시스템(1)은 차량의 전기 회로와 같은 전력 공급 시스템(도시되지 않음)에 전기적으로 연결될 수 있는 리드 프레임(3)을 포함한다.
리드 프레임(3)은 실질적으로 트레이의 형태를 취하며, 상기 트레이는,
● 전자 부품이 연결될 수 있는 인쇄 회로 기판(7)과;
● 테두리를 포함하고,
상기 테두리는,
○ 두 개의 실질적으로 평행한 종방향 벽(8, 8')으로서, 이 벽들 중 한 벽(8)은 오목부(9)를 포함함; 및
○ 두 개의 실질적으로 평행한 횡방향 벽(10, 10')으로서, 각각이 두 개의 종방향 벽(8, 8')을 연결시키고, 상기 횡방향 벽들 중 하나의 횡방향 벽(10)이 그의 외부면에 돌출 하우징(11)을 포함하고, 상기 돌출 하우징의 벽들이 상기 횡방향 벽(10)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 구성으로 된, 횡방향 벽(10, 10')을 포함하고,
상기 하우징(11)은,
■ 두 개의 실질적으로 평행한 종방향 벽(12, 12')과,
■ 각각이 종방향 벽(12, 12')을 연결하는 두 개의 실질적으로 평행한 횡방향 벽(13, 13')을 포함한다.
기판(7)은, 예를 들면, 일례로 에폭시 수지 또는 유리 섬유와 같은 전기 절연성 재료로 오버몰딩된 적어도 하나의 도전성 층을 포함하는 PCB(인쇄 회로 기판)이다.
이 기판(7)은 전류가 운반되도록 하는 전기 트랙(14)을 포함하고, 이 전기 트랙(14)은 기판(7)의 도전성 층에 스탬핑 공정을 수행함으로써 제조된다.
리드 프레임(3)은 레이저 납땜에 의해 기판(7)에 일반적으로 연결되는 전자 부품들을 포함하고, 이 전자 부품들은 기판(7) 위에서 도 1의 배치 방향에 따라서 확장된다.
전자 부품의 연결 핀의 단부는 기판(7) 관통하고, 이에 의하면, 연결 핀의 단부에 형성된 납땜 접합부의 시각적 품질 검사를 광학 장치에 의해 수행할 수 있게 된다.
리드 프레임(3)은 하우징(11) 내에 배치되는 적어도 하나의 전기 커넥터(15)를 포함하고, 이 전기 커넥터(15)는 전기 트랙(14)들 중 적어도 하나의 전기 트랙에 연결된다. 전기 커넥터(15)는 전력 공급 시스템(1)에 리드 프레임(3)이 연결될 수 있게 한다. 전기 커넥터(15)는, 예를 들면, 와이어 본딩 기술을 적용하여 전력 공급 시스템을 연결할 수 있는 연결 패드이다.
리드 프레임(3)은 또한 오목부(9) 안에 배치되는 적어도 하나의 연결 단자(4)를 포함하고, 이 연결 단자(4)는 연결 수단(5)과 상호 작용해서 광원(2)을 리드 프레임(3)에 전기적으로 연결시킨다.
연결 단자(4)는 와이어 본딩 기술을 적용하여 광원(2)을 연결할 수 있는 연결 패드이고, 이 때 연결 수단(5)은 전기 전도성 와이어이다.
또한, 리드 프레임(3)은 이 리드 프레임(3)에 의해 발생하는 열을 방산시킬 수 있는 제 1 방열 수단(6)을 포함하고, 이 제 1 방열 수단(6)은 저항 회로로 이루어진다.
또한, 리드 프레임(3)은,
- 전력 공급 시스템에 의해 전달되는 전류의 AC 전압을 리드 프레임(3)의 연결 단자(4)에 인가되는 DC 전압으로 변환할 수 있는 수단과;
- 상기 연결 단자(4)에 인가되는 전류의 전압을 제어하는 절환 회로로서, 예를 들어 상기 전압이 규정된 간격으로 포함되는 것을 보장할 수 있는, 절환 회로를 포함한다.
이러한 방식으로, 리드 프레임(3)은 전력 공급 시스템에 의해 전달되는 전류의 전압을 연결 단자(4)에 인가시킬 수 있게 적합한 전압으로 변환시키고 적합화시킬 수 있게 한다.
본 발명의 한 변형 실시예에 따르면, 리드 프레임(3)의 테두리에 의해 경계가 정해진 공간은 (포팅 공정을 이용하여) 액화 플라스틱 제품으로 채워질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은, 본 발명에 따른 조명 조립체(16)는,
● 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원(2)을 전기적으로 연결하기 위한 전술한 바와 같은 연결 시스템(1);
● 적어도 하나의 광원(2); 및
● 광원(2)에 의해 발생된 열을 방산시킬 수 있게 하며, 리드 프레임(3)에서 분리되는 제 2 방열 수단(17)을 포함한다.
따라서 각각의 연결 수단(5)은 적어도 하나의 광원(2)에 연결되는 도전성 패드(18)에 하나의 연결 단자(4)를 연결시킨다.
광원(2)과 도전성 패드(18)는 본 실시예에서는 금속 홀더로 구성되어 있는 상기 제 2 방열 수단(17)에 배치된다.
광원(2)은 발광부가 하나의 반도체 칩 또는 복수의 반도체 칩으로 구성된 발광 다이오드이고, 여기서, 첫 번째 경우의 다이오드는 모노 칩 다이오드라고 칭해지는 것이고, 두 번째 경우의 다이오드는 멀티 칩 다이오드라 칭해지는 것이다.
광원(2)을 리드 프레임(3)으로부터 멀리 떨어지게 배치함으로써 리드 프레임(3)의 구조를 단순화할 수 있고, 이는 광원(2)에 의해 방출되는 열을 특히 방산시키기 위한 수단을 더이상 필요 없게 한다.

Claims (16)

  1. 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원(2)을 전기적으로 연결하기 위한 연결 시스템(1)에 있어서,
    상기 연결 시스템(1)은,
    - 전력 공급 시스템에 전기적으로 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 연결 단자(4)를 포함하는 리드 프레임(3)과;
    - 상기 리드 프레임(3)의 연결 단자(4)를 상기 광원(2)에 전기적으로 연결할 수 있는 적어도 하나의 연결 수단(5)을 포함하고,
    상기 연결 단자(4)와 상기 연결 수단(5)은 상기 광원(2)을 상기 리드 프레임(3)에 전기적으로 연결할 수 있음으로써, 상기 광원(2)을 상기 리드 프레임(3)으로부터 멀리 떨어지게 배치할 수 있는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 프레임(3)은 상기 리드 프레임(3)에 의해 발생하는 열을 방산시킬 수 있는 제 1 방열 수단(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방열 수단(6)은 저항 회로인 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드 프레임(3)은 전력 공급 시스템에 의해 공급되는 전류의 전압, 특히 AC 전압을 상기 리드 프레임(3)의 연결 단자(4)에 인가되는 전압, 특히 DC 전압으로 변환할 수 있는 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드 프레임(3)은 상기 연결 단자(4)에 인가되는 전류의 전압을 제어하는 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드 프레임(3)의 연결 단자(4)는 와이어 본딩 기술을 적용하여 상기 광원(2)이 연결되게 할 수 있는 연결 패드인 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 수단(5)은 전기 전도성 와이어인 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드 프레임(3)은 전자 부품이 연결될 수 있는 인쇄 회로 기판(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 상기 인쇄 회로 기판(7)으로부터 수직으로 연장되는 테두리를 포함하고, 상기 테두리는,
    ● 두 개의 실질적으로 평행한 종방향 벽(8, 8'), 및
    ● 각각이 두 개의 종방향 벽(8, 8')을 연결하는 두 개의 실질적으로 평행한 횡방향 벽(10, 10')을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 테두리와 상기 인쇄 회로 기판(7)은 밀봉 밀착성(seal-tight) 트레이를 형성하고, 상기 트레이는 액화 플라스틱 제품으로 충전되는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 테두리의 종방향 벽들 중 하나의 종방향 벽(8)은 연결 단자(4)가 배치되는 오목부(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  12. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테두리의 횡방향 벽들 중 하나의 횡방향 벽(10)은 그 외부면에 돌출 하우징(11)을 포함하고, 상기 돌출 하우징의 벽들은 상기 횡방향 벽(10)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되고,
    상기 리드 프레임(3)은 상기 돌출 하우징(11) 안에 배치되는 적어도 하나의 전기 커넥터(15)를 포함하고, 상기 전기 커넥터(15)는, 상기 리드 프레임(3)이 전력 공급 시스템(1)에 연결되게 할 수 있는 것을 특징으로 하는
    연결 시스템.
  13. 발광 조립체(16)에 있어서,
    ● 전력 공급 시스템에 적어도 하나의 광원(2)을 전기적으로 연결하기 위한, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 연결 시스템(1);
    ● 적어도 하나의 광원(2); 및
    ● 상기 광원(2)에 의해 발생된 열을 방산시킬 수 있으며, 상기 리드 프레임(3)으로부터 분리되어 있는 제 2 방열 수단(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    발광 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광원(2)은 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는
    발광 조립체.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 방열 수단(17)은 광원의 홀더인 것을 특징으로 하는
    발광 조립체.
  16. 자동차용 조명 및/또는 신호 발생 장치에 있어서,
    제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 발광 조립체(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동차용 조명 및/또는 신호 발생 장치.
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