KR20160089760A - 차량 램프용 led 패키지 - Google Patents

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Abstract

차량 램프용 LED 패키지가 개시된다. 전기배선층을 포함하는 PCB; 및 상기 전기배선층 상에 장착되는 LED 칩, 제너 다이오드, 서미스터 및, 저항을 포함하는 LED 회로부; 및 적어도 네 개의 핀이 구비된 커넥터를 포함하고, 상기 LED 칩, 상기 제너 다이오드, 상기 서미스터 및 상기 저항 각각의 일단이 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 어느 하나의 핀과 공통으로 연결될 수 있다.

Description

차량 램프용 LED 패키지{LED package for ramp of vehicle}
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 특히 차량의 헤드램프 등에 적용될 수 있는 차량 램프용 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 램프는 특정한 목적을 위하여 빛을 공급하거나 조절하는 장치를 말하며, 차량에 장착되어 백라이트(Backlight), 표시 장치, 조명등, 차량용 표시등 또는 헤드 램프(head lamp) 역할을 수행할 수 있다.
이러한 차량에 장착되는 각종 외장 및 내장용 램프는 광원으로 백열 전구, 형광등, 네온 및 LED(Light Emitting Diode) 등과 같은 것을 사용하고 있다.
그 중 LED는 화합물 반도체 특성을 이용하여 전기 신호를 적외선 또는 빛으로 변화시키는 소자로서, 형광등과 달리 수은 등의 유해물질을 사용하지 않아 환경 오염 유발 원인이 적다.
또한 LED의 수명은 백열 전구, 형광등, 네온 등의 수명보다 길고, 백열 전구, 형광등, 네온등과 비교할 때, LED는 전력 소비가 적으며, 높은 색온도로 인하여 시인성이 우수하고 눈부심이 적은 장점이 있다.
이와 같은 LED를 광원으로 하여 램프를 구성할 경우, 램프의 디자인 자유도가 크게 향상될 수 있고, 장수명, 친환경성, 저전력 등 LED의 여러 장점으로 인해 램프 및 이를 장착한 차량의 상품성이 크게 향상될 수 있는 바, 최근 차량용 헤드램프의 광원으로는 LED가 이용되고 있는 추세이다.
차량용 헤드램프의 광원으로 이용되는 LED는 통상 복수개로 이루어질 경우에 칩 형태로 제작되고 있으며, 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 상에 실장되는 경우 그 PCB에 형성된 전극으로부터 전류를 인가 받아 발광 동작하도록 구성된다.
일반적으로 인쇄회로기판은 페놀수지 또는 에폭시 수지에 유리섬유(glass fiber)를 첨가하여 기판을 만든 다음 기판 위에 구리 등의 박판으로 전극 및 회로 패턴을 형성하여 제조하게 된다.
그러나, 고휘도 LED의 경우 열 방출이 중요한 요소이므로 일반적인 에폭시 기판을 사용하게 되면 열 방출 성능이 크게 떨어져 실제 적용하기가 어렵다.
따라서, 고휘도 LED에는 구리 또는 알루미늄 등의 금속으로 제작된 기판들을 주로 사용하고 있는데, 이러한 금속 기판의 재료가 전기를 잘 통하는 소재이므로 금속 기판과 전기 배선 간의 절연성을 확보하는 것이 어렵다. 이에 금속 기판의 상부에 에폭시 등으로 이루어진 절연층을 코팅하여 적용하고 있는 것이 대부분이다.
상기와 같은 인쇄회로기판, 칩 형태의 LED 및 각종 구동 소자가 결합된 제품을 통상 LED 패키지라고 부르고 있으며, 이러한 LED 패키지는 모듈화되어 차량용 헤드램프 등에 적용될 수 있는 바, 차량용 헤드램프의 디자인 자유도 상승을 위해서 작게 형성되는 것이 바람직하다.
종래의 LED 패키지에는 LED 소자를 포함한 각종 LED 구동 소자(제너 다이오드, 서미스터, 저항)와 연결되어 차량의 배터리 전압 등을 상기 LED 소자로 전달하는 커넥터가 포함되고 있다.
커넥터는 구비된 복수의 핀 각각이 각종 LED 구동 소자 각각에 연결되어 있고, 각종 LED 구동 소자 각각에 연결됨에 따라 그 핀 수 및 인쇄회로기판의 전기배선이 불필요하게 많아져 LED 패키지의 크기 축소에 방해 요인으로 작용하고 있다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 커넥터 핀 수 저감을 통해 종래의 LED 패키지 보다 더욱 작게 형성되어 차량용 헤드램프 등에 적용될 경우에 차량용 헤드램프의 디자인 자유도를 증대시킬 수 있는 차량 램프용 LED 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지는 전기배선층을 포함하는 PCB; 및 상기 전기배선층 상에 장착되는 LED 칩, 제너 다이오드, 서미스터 및, 저항을 포함하는 LED 회로부; 및 적어도 네 개의 핀이 구비된 커넥터를 포함하고, 상기 LED 칩, 상기 제너 다이오드, 상기 서미스터 및 상기 저항 각각의 일단이 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 어느 하나의 핀과 공통으로 연결될 수 있다.
상기 커넥터의 어느 하나의 핀은 마이너스 극일 수 있다.
상기 LED 칩의 타단은 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 다른 하나의 핀과 연결될 수 있다.
상기 서미스터의 타단은 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 또 다른 하나의 핀과 연결될 수 있다.
상기 저항의 타단은 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 마지막 하나의 핀과 연결될 수 있다.
상기 제너 다이오드의 타단은 상기 LED 칩의 타단과 함께 상기 커넥터의 다른 하나의 핀과 연결될 수 있다.
상기 PCB는 금속층; 및 상기 금속층 상에 형성되는 절연층을 더 포함하고, 상기 전기배선층은 상기 절연층 상에 형성될 수 있다.
상기 PCB는 폭이 16mm 내지 18mm 이고, 높이가 32mm 내지 37mm 일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지에 의하면, 커넥터 핀 수의 감소를 통해 전기 배선이 간소화되므로 종래의 LED 패키지 보다 그 크기를 작게 형성할 수 있다.
또한, 종래의 LED 패키지 보다 크기가 작게 형성될 수 있으므로 차량용 헤드램프 등에 적용될 경우에 차량용 헤드램프의 디자인 자유도를 증대시킬 수 있다.
이와 더불어, 종래의 LED 패키지 보다 크기가 작아지고, 커넥터의 핀 수의 저감으로 인해 전기 배선이 간소화되므로 종래 LED 패키지 대비 원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지의 크기를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 램프용 LED 패키지(10)는, 복수개가 모듈화된 상태로 차량용 헤드램프 등에 적용될 수 있으며, 이러한 경우에 차량용 헤드램프의 광원으로 이용되는 발광 부품으로서, LED 회로부(100), 커넥터(200) 및 PCB(300: Printed Circuit Board)를 포함할 수 있다.
LED 회로부(100)는 차량의 배터리 등으로부터 전달받은 전압을 빛으로 변환하기 위해 필요한 각종 소자들의 집합체로서, LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130: Thermistor) 및, 저항(140) 등을 포함할 수 있다.
LED 칩(110)은 복수의 LED 소자로 이루어질 수 있다. LED 칩(110)을 구성하는 LED 소자는 차량 배터리로부터 전달 받은 전압을 적외선 또는 빛으로 변환시키는 실질적인 발광 소자이다. LED 칩(110)은 LED 소자 4개 또는 5개로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 LED 칩(110)은 탈부착이 가능한 표면 실장형일 수 있으며, 파손 등이 발생하는 경우에는 새로운 LED 칩으로 쉽게 대체 가능하다.
제너 다이오드(120)는 LED 칩(110)에 일정한 전압이 인가되게끔 LED 칩(110) 양측단에 연결되는 정전압 소자이다. 제너 다이오드(120)는 LED 칩(110)에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지함으로써 LED 칩(110)을 과도한 전압에 따른 파손으로부터 보호할 수도 있다.
서미스터(130)는 온도 변화에 따른 LED 소자의 특성 변화를 보상하기 위해 구비되는 저항 소자이다. 서미스터(130)는 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하는 부(-)의 온도계수를 가진 저항이다. 서미스터(130)는 이러한 특성을 통해 LED 소자의 특성이 변화되는 것을 보상할 수 있다. 서미스터(130)는 LED 소자의 특성이 변화되는 것을 보상함으로써 LED 칩(110)에 대한 정전류 제어의 정확도를 높일 수 있다.
저항(140)은 서미스터(130)와 달리 온도 변화에도 변화지 않는 저항값을 가지며, LED 칩(110)의 랭크(Rank) 구분을 위해 구비된다. 여기서, LED 칩(110)은 램프 적용을 위해 모듈화 될 경우 최대한 비슷한 랭크의 다른 LED 칩들과 모듈화 되는데, 저항(140)은 이러한 LED 칩(110)의 랭크를 조절하기 위해 적절한 저항값을 가지게 된다.
커넥터(200)는 차량 배터리 등의 전원과 앞서 설명한 바 있는 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)을 전기적으로 연결하는 전자부품이다.
커넥터(200)는 4개의 핀을 구비하며, 각 핀은 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140) 중 적어도 하나의 소자와 연결될 수 있다. 여기서, LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)과의 연결은 PCB(300)에 형성된 전기 배선을 통해 가능하다.
PCB(300)는 LED 회로부(100)와 커넥터(200)가 장착되는 LED 패키지(10)의 몸체 부분으로서, 금속층, 절연층 및 상기한 전기 배선이 형성된 전기배선층을 포함할 수 있다.
PCB(300)의 금속층은 PCB(300) 전체를 기준으로 하부에 위치한다. 금속층은 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 종래의 구리로 이루어져 있던 금속층이 알루미늄으로 변경됨으로써 종래 LED 패키지(10) 대비 원가 절감되는 효과가 있다.
이러한 금속층은 전기 배선에 흐르는 전류에 의해 LED 회로부(100)의 각종 소자가 동작하면 발생되는 열을 적절히 분산시킬 수 있고, 발열에 따른 LED 회로부(100)의 손상을 방지할 수 있다.
PCB(300)의 절연층은 금속층 위에 형성되며, 에폭시 등의 절연 물질로 이루어진다. 절연층은 전기배선층에 형성된 전기 배선을 통해 전류가 흐를 시, 전기 배선에 흐르는 전류가 금속층으로 흐르지 않도록 절연하는 역할을 한다.
PCB(300)의 전기배선층은 절연층 위에 형성된다. 전기배선층에는 LED 회로부(100)의 각종 소자를 커넥터(200)의 핀과 연결시키기 위한 전기 배선이 형성될 수 있다.
전기배선층에 형성된 전기 배선은 LED 회로부(100) 및 커넥터(200)가 장착될 경우에, 커넥터(200)의 제1 핀과 LED 회로부(100)의 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)의 일단이 연결되도록 형성될 수 있다.
전기 배선은 커넥터(200)의 제2 핀과 저항(140)의 타단이 연결되도록 형성될 수 있다. 전기 배선은 커넥터(200)의 제3 핀과 서미스터(130)의 타단이 연결되도록 형성될 수 있다. 전기 배선은 커넥터(200)의 제4 핀과 LED 칩(110) 및 제너 다이오드(120)의 타단이 연결되도록 형성될 수 있다.
여기서, 커넥터(200)의 제1 핀은 차체와 연결되어 공통 마이너스 극 즉, 공통 접지로 활용되고, 커넥터(200)의 제2, 제3 및 제4 핀은 차량 배터리 등과 연결되어 플러스 극으로 활용된다.
대부분의 차체는 공통 마이너스 극(공통 접지)으로 활용되고 있기 때문에 전압 기준은 0V로 설정될 수 있으며, 이에 따라 LED 칩(110), 제너 다이오드(120), 서미스터(130) 및 저항(140)의 일단은 공통 접지로 묶일 수 있게 된다.
이를 통해 커넥터의 핀은 종래 보다 작은 네 개로 이루어질 수 있고, 또한 전기 배선이 간소화되며, 전기 배선의 간소화를 통해 LED 패키지(10)의 크기는 종래의 LED 패키지 보다 작게 만들어 질 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 패키지(10)의 크기를 확인할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 LED 패키지(10)는 상기한 바와 같이 커넥터(200) 핀 수의 감소 및 전기 배선의 간소화를 통해 종래의 LED 패키지 보다 작게 형성될 수 있으며, 그 면적은 폭이 16 내지 18mm, 높이가 32 내지 37mm로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, LED 패키지(10)의 크기가 상기한 바와 같이 설정되면, PCB(300)의 금속층을 알루미늄으로 구성한 것에 따른 열저항 증가를 최소화할 수 있고, 열저항 증가로 인한 PCB 손상 등의 리스크를 줄일 수 있다.
LED 칩(110)은 PCB(300)의 폭 방향 중앙에 위치하고, 높이 방향으로는 한쪽 가장자리로부터 8.5 내지 10mm 이격되어 위치하는 것이 바람직하며, 이를 통해 PCB(300)의 열저항은 더욱 최소화될 수 있다.
따라서, 커넥터(200) 핀 수의 감소를 통해 전기 배선이 간소화되므로 종래의 LED 패키지 보다 그 크기를 작게 형성할 수 있다.
또한, 종래의 LED 패키지 보다 크기가 작게 형성될 수 있으므로 본 발명의 실시 예에 따른 LED 패키지(10)가 차량용 헤드램프에 적용될 경우에 차량용 헤드램프의 디자인 자유도가 상승하는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: LED 패키지
100: LED 회로부
110: LED 칩
120: 제너 다이오드
130: 서미스터
140: 저항
200: 커넥터
300: PCB

Claims (8)

  1. 전기배선층을 포함하는 PCB; 및
    상기 전기배선층 상에 장착되는 LED 칩, 제너 다이오드, 서미스터 및, 저항을 포함하는 LED 회로부; 및
    적어도 네 개의 핀이 구비된 커넥터를 포함하고,
    상기 LED 칩, 상기 제너 다이오드, 상기 서미스터 및 상기 저항 각각의 일단이 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 어느 하나의 핀과 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커넥터의 어느 하나의 핀은 마이너스 극인 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 LED 칩의 타단은 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 다른 하나의 핀과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서미스터의 타단은 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 또 다른 하나의 핀과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저항의 타단은 상기 커넥터의 네 개의 핀 중 마지막 하나의 핀과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제너 다이오드의 타단은 상기 LED 칩의 타단과 함께 상기 커넥터의 다른 하나의 핀과 연결된 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB는
    금속층; 및
    상기 금속층 상에 형성되는 절연층을 더 포함하고,
    상기 전기배선층은 상기 절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 PCB는 폭이 16mm 내지 18mm 이고, 높이가 32mm 내지 37mm 인 것을 특징으로 하는 차량 램프용 LED 패키지.
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