KR20170065011A - Led lighting device - Google Patents

Led lighting device Download PDF

Info

Publication number
KR20170065011A
KR20170065011A KR1020160163331A KR20160163331A KR20170065011A KR 20170065011 A KR20170065011 A KR 20170065011A KR 1020160163331 A KR1020160163331 A KR 1020160163331A KR 20160163331 A KR20160163331 A KR 20160163331A KR 20170065011 A KR20170065011 A KR 20170065011A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat sink
auxiliary
substrate
led module
led
Prior art date
Application number
KR1020160163331A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101765857B1 (en
Inventor
방연호
박승곤
빈진혁
Original Assignee
주식회사 아모센스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아모센스 filed Critical 주식회사 아모센스
Publication of KR20170065011A publication Critical patent/KR20170065011A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101765857B1 publication Critical patent/KR101765857B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/10—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/86—Ceramics or glass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/89—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

히트 싱크를 복합 재질로 제조하되 엘이디 모듈에 대응되는 영역을 복합 재질보다 높은 열전도율을 갖는 다른 재질로 형성하여 알루미늄 재질의 히트 싱크에 비해 저렴하고 가벼우면서 동등 이상의 방열 성능을 확보하도록 한 엘이디 조명 장치를 제시한다. 제시된 엘이디 조명 장치는 일면에 복수의 엘이디 소자가 실장된 엘이디 모듈, 엘이디 모듈의 타면에 결합된 히트 싱크 및 히트 싱크에 삽입되고, 일단이 엘이디 모듈의 타면에 접촉된 보조 방열 기재를 포함하고, 보조 방열 기재는 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는다.The heat sink is made of a composite material, and the area corresponding to the LED module is formed of another material having a thermal conductivity higher than that of the composite material. Thus, an LED lighting device which is less expensive and lighter than the aluminum heat sink, present. The proposed LED lighting device includes an LED module having a plurality of LED elements mounted on one surface thereof, a heat sink coupled to the other surface of the LED module, and an auxiliary heat dissipating substrate having one end thereof contacted to the other surface of the LED module, The heat radiating substrate has a higher thermal conductivity than the heat sink.

Description

엘이디 조명 장치{LED LIGHTING DEVICE}{LED LIGHTING DEVICE}

본 발명은 엘이디 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조명용 엘이디 모듈의 구동시 발생하는 열을 방출하는 히트 싱크를 구비하는 엘이디 조명 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED lighting device, and more particularly, to an LED lighting device having a heat sink for emitting heat generated when an LED module for lighting is driven.

엘이디 조명 장치는 엘이디(LED)를 광원으로 하는 조명 장치이다. 엘이디 조명 장치는 광원에서 발생하는 열을 관리하는 방식에 의해 전체적인 광 효율 및 제품 수명이 크게 달라진다.The LED illumination device is an illumination device using an LED as a light source. The LED lighting device greatly changes the overall light efficiency and the product lifetime by managing the heat generated from the light source.

도 1을 참조하면, 종래의 엘이디 조명 장치는 엘이디 모듈 및 히트 싱크(Heat Sink)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional LED lighting device includes an LED module and a heat sink.

엘이디 모듈은 복수의 엘이디 소자(12)가 실장된 기판이다. 이때, 기판은 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판으로 구성될 수 있다.The LED module is a substrate on which a plurality of LED elements 12 are mounted. At this time, the substrate may be composed of a printed circuit board or a flexible printed circuit board.

히트 싱크는 엘이디 모듈과 접촉되어 엘이디 모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출한다. 히트 싱크는 알루미늄(Al) 재질로 형성되며, 다이캐스팅(die casting) 또는 압출 방식으로 제조된다.The heat sink comes into contact with the LED module and emits heat generated by the LED module to the outside. The heat sink is made of aluminum (Al) and is manufactured by die casting or extrusion.

하지만, 종래의 히트 싱크는 비교적 고가인 알루미늄으로 형성되기 때문에 제조 비용이 증가하고, 무게가 무거운 문제점이 있다.However, since the conventional heat sink is formed of aluminum which is relatively expensive, there is a problem that the manufacturing cost is increased and the weight is heavy.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 복합 재질의 히트 싱크를 엘이디 모듈과 결합한 엘이디 조명 장치가 개발되고 있다. 이때, 히트 싱크는 금속, 세라믹, 카본 등의 열전도성 필러와 고분자가 혼합된 복합 재질로 제조된다.In order to solve such a conventional problem, an LED lighting device combining a heat sink of a composite material with an LED module has been developed. At this time, the heat sink is made of a composite material in which a thermally conductive filler such as a metal, a ceramic, or a carbon is mixed with a polymer.

복합 재질로 제조된 히트 싱크는 일반적인 전자제품에서 요구되는 열전도율(예를 들면, 대략 1 내지 30W/mK 정도)을 구현할 수 있지만, 대략 230 W/mK 정도의 열전도율을 갖는 알루미늄을 대체하기 어려운 문제점이 있다.Although the heat sink made of a composite material can achieve a thermal conductivity (for example, about 1 to 30 W / mK) required for general electronic products, it is difficult to replace aluminum having a thermal conductivity of about 230 W / mK have.

한편, 엘이디 조명 장치는 엘이디 모듈에서 발생하는 열을 히트 싱크로 전달하기 위한 기판과 히트 싱크 사이에 열전달 접착제가 개재된다. 이때, 열전달 접착제는 서멀(thermal) 테이프, 서멀 구리스 등이 주로 사용되는데, 열전도율, 두께 및 접착 기술 등에 따라 방열 효과의 차이가 발생하여 일정한 방열 성능을 구현하기 어려운 문제점이 있다.Meanwhile, in the LED illumination device, a heat transfer adhesive is interposed between the heat sink and the substrate for transferring the heat generated from the LED module to the heat sink. At this time, a thermal tape and a thermal grease are mainly used as a heat transfer adhesive. However, there is a difference in heat radiation effect depending on thermal conductivity, thickness, and adhesive technology, and it is difficult to realize a certain heat radiation performance.

한국공개특허 제10-2016-0131165호(명칭: 분리형 히트싱크를 이용한 LED 조명장치)Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0131165 (name: LED lighting device using a separate type heat sink)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 히트 싱크를 복합 재질로 제조하되 엘이디 모듈에 대응되는 영역을 복합 재질보다 높은 열전도율을 갖는 다른 재질로 형성하여 알루미늄 재질의 히트 싱크에 비해 저렴하고 가벼우면서 동등 이상의 방열 성능을 확보하도록 한 엘이디 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the related art, and it is an object of the present invention to provide a heat sink which is made of a composite material and which is formed of a different material having a thermal conductivity higher than that of a composite material, And it is an object of the present invention to provide an LED lighting device which is inexpensive, light and ensuring heat dissipation performance equal to or higher than that of the LED lighting device.

또한, 본 발명은 엘이디 모듈이 실장된 기판을 히트 싱크에 삽입하는 인서트 몰딩 방식으로 제조하여 열전달 접착제를 사용하지 않고, 일정한 방열 성능을 구현하도록 한 엘이디 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an LED lighting device which is manufactured by an insert molding method in which a substrate on which an LED module is mounted is inserted into a heat sink, thereby realizing a certain heat dissipation performance without using a heat transfer adhesive.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는 일면에 복수의 엘이디 소자가 실장된 엘이디 모듈, 엘이디 모듈의 타면에 결합된 히트 싱크 및 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 일단이 엘이디 모듈의 타면에 접촉된 보조 방열 기재를 포함하고, 보조 방열 기재는 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED lighting device including: an LED module having a plurality of LED elements mounted on a surface thereof; a heat sink coupled to the other surface of the LED module; and a heat sink, An auxiliary heat dissipation substrate contacting the other surface of the module, and the auxiliary heat dissipation substrate has a higher thermal conductivity than the heat sink.

히트 싱크는 그라파이트 필러 및 탄소나노튜브 필러 중 적어도 하나인 필러와 고분자 물질을 혼합한 복합 재질일 수 있다.The heat sink may be a composite material obtained by mixing a filler, which is at least one of a graphite filler and a carbon nanotube filler, with a polymer material.

보조 방열 기재는 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 어느 하나이거나, 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 둘 이상이 혼합된 혼합 재질일 수 있다.The auxiliary heat dissipation substrate may be any one of aluminum, copper, silver and nickel, or a mixed material of two or more of aluminum, copper, silver and nickel.

보조 방열 기재는 엘이디 소자가 형성된 영역에 대향되는 타면에 접촉될 수 있다.The auxiliary radiating substrate may be in contact with the other surface opposite to the area where the LED element is formed.

보조 방열 기재는 상부, 하부 및 중앙부로 구분되는 기둥 형상으로 형성되되, 상부 및 하부 중 적어도 하나의 가로 방향의 길이가 중앙부의 길이보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 보조 방열 기재는 상부 및 하부 중 적어도 하나의 외주에는 요철이 형성될 수 있다.The auxiliary heat dissipation substrate is formed in a columnar shape divided into an upper portion, a lower portion and a central portion. At least one of the upper portion and the lower portion may have a length greater than a length of the central portion. At this time, the auxiliary heat dissipating substrate may have concavities and convexities on the outer periphery of at least one of the upper and lower sides.

보조 방열 기재는 판상으로 형성되고, 일면이 히트 싱크의 표면으로 노출될 수 있다. 이때, 보조 방열 기재는 외주에 적어도 하나의 굴곡 및 홈 중 적어도 하나가 형성될 수 있다.The auxiliary radiating substrate is formed in a plate-like shape, and one surface can be exposed to the surface of the heat sink. At this time, at least one of the bending and grooves may be formed on the outer periphery of the auxiliary radiating substrate.

본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 일단이 보조 방열 기재의 타면에 배치된 보조 방열 연장 기재를 더 포함할 수 있다. 이때, 보조 방열 연장 기재는 적어도 일부가 히트 싱크의 돌기부의 외부로 노출될 수 있다.The LED illumination apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an auxiliary heat dissipation extension substrate insert-molded into the heat sink and having one end disposed on the other surface of the auxiliary heat dissipation substrate. At this time, at least a part of the auxiliary heat dissipation extending substrate may be exposed to the outside of the protrusion of the heat sink.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는 일면에 복수의 엘이디 소자가 실장된 엘이디 모듈 및 엘이디 모듈의 타면에 결합된 히트 싱크를 포함하고, 엘이디 모듈은 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는다.According to another aspect of the present invention, there is provided an LED lighting apparatus including an LED module having a plurality of LED elements mounted on one surface thereof and a heat sink coupled to the other surface of the LED module, Molded, and has a higher thermal conductivity than the heat sink.

엘이디 모듈은 알루미늄 및 구리 중 적어도 하나를 포함한 금속 기재인 베이스 기재를 포함할 수 있다.The LED module may comprise a base substrate which is a metal substrate containing at least one of aluminum and copper.

본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는 금속 재질로 형성되어 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 일단이 엘이디 모듈의 타면에 접촉된 보조 방열 기재를 더 포함할 수 있다.The LED illumination device according to another embodiment of the present invention may further include an auxiliary radiation board formed of a metal material having a thermal conductivity higher than that of the heat sink and insert molded in the heat sink and having one end in contact with the other surface of the LED module.

보조 방열 기재는 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 하나이거나, 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 둘 이상이 혼합된 혼합 재질일 수 있다.The auxiliary heat dissipation substrate may be one of aluminum, copper, silver and nickel, or a mixed material of two or more of aluminum, copper, silver and nickel.

보조 방열 기재는 타단 일부가 히트 싱크의 돌기부 외부로 노출될 수 있다.A part of the other end of the auxiliary radiating substrate may be exposed to the outside of the protrusion of the heat sink.

보조 방열 기재는 상부, 하부 및 중앙부로 구분되는 기둥 형상으로 형성되되, 상부 및 하부 중 적어도 하나의 가로 방향의 길이가 중앙부의 길이보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 보조 방열 기재는 상부 및 하부 중 적어도 하나의 외주에는 요철이 형성될 수 있다.The auxiliary heat dissipation substrate is formed in a columnar shape divided into an upper portion, a lower portion and a central portion. At least one of the upper portion and the lower portion may have a length greater than a length of the central portion. At this time, the auxiliary heat dissipating substrate may have concavities and convexities on the outer periphery of at least one of the upper and lower sides.

본 발명에 의하면, 엘이디 조명 장치는 히트 싱크를 복합 재질로 제조하되 엘이디 모듈에 대응되는 영역을 복합 재질보다 높은 열전도율을 갖는 다른 재질로 형성함으로써, 전체를 알루미늄 재질로 형성한 히트 싱크에 비해 저렴하고 가벼우면서, 복합 재질로 형성된 히트 싱크보다 높은 방열 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the LED illumination device is made of a composite material of a heat sink, and the region corresponding to the LED module is formed of another material having a thermal conductivity higher than that of the composite material, It is possible to secure a heat radiation performance higher than that of a heat sink formed of a composite material.

또한, 엘이디 조명 장치는 일반적으로 전자 부품에서 요구하는 방열 성능을 확보할 수 있고, 열화에 따른 광효율 저하를 방지하고, 조명 제품의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.In addition, the LED illumination device generally has the effect of securing the heat radiation performance required by the electronic component, preventing deterioration of the light efficiency due to deterioration, and extending the service life of the lighting product.

또한, 엘이디 조명 장치는 열전달 접착제의 사용 없이도 기판에서 발생하는 열을 히트 싱크로 효율적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, the LED illumination device has the effect of efficiently transferring heat generated from the substrate to the heat sink without using a heat transfer adhesive.

또한, 엘이디 조명 장치는 히트 싱크보다 더 높은 열전도율을 갖는 보조 방열 기재를 히트 싱크에 삽입 실장함으로써, 복합 재질의 히트 싱크보다 높은 열용량을 확보할 수 있고, 열전달 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, the LED illumination device can secure a higher heat capacity than the heat sink of a composite material by inserting and mounting an auxiliary radiation substrate having a higher thermal conductivity than the heat sink in the heat sink, thereby improving the heat transfer efficiency.

또한, 엘이디 조명 장치는 제조 공정 단순화를 통해 제조 비용, 원자재 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the LED lighting device has the effect of reducing the manufacturing cost and the raw material cost through the simplification of the manufacturing process.

도 1은 종래의 엘이디 조명 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘이디 조명 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2의 히트 싱크를 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 도 2의 보조 방열 기재의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘이디 조명 장치를 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 9는 도 2의 보조 방열 기재의 다른 일례를 설명하기 위한 도면.
도 10 및 도 11은 도 2의 보조 방열 기재의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면.
도 12 내지 도 14은 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 조명 장치를 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a conventional LED illumination device.
2 is a view for explaining an LED illumination device according to a first embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining the heat sink of FIG. 2;
FIGS. 4 and 5 are views for explaining an example of the auxiliary radiating substrate of FIG. 2;
6 is a view for explaining an LED illumination device according to the first embodiment of the present invention.
Figs. 7 to 9 are views for explaining another example of the auxiliary heat dissipating substrate of Fig. 2; Fig.
Fig. 10 and Fig. 11 are views for explaining another example of the auxiliary heat-radiating substrate of Fig. 2;
12 to 14 are diagrams for explaining an LED illumination device according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는 엘이디 모듈(110), 히트 싱크(130), 보조 방열 기재(150), 가스켓(170) 및 반사 부재(190)를 포함하여 구성된다.2, the LED illumination device according to the first embodiment of the present invention includes an LED module 110, a heat sink 130, an auxiliary heat dissipation substrate 150, a gasket 170, and a reflective member 190 .

엘이디 모듈(110)은 베이스 기재(112)에 복수의 엘이디 소자(114)가 실장되어 구성된다. 이때, 베이스 기재(112)는 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판인 것을 일례로 한다.The LED module 110 includes a plurality of LED elements 114 mounted on a base substrate 112. At this time, the base substrate 112 is a printed circuit board or a flexible printed circuit board on which a circuit pattern is formed.

히트 싱크(130)는 엘이디 모듈(110)에서 발생하는 열을 방출하는 방열 부재로, 엘이디 모듈(110)의 일면에 결합된다. 도 3을 참조하면, 히트 싱크(130)는 본체부(131) 및 돌기부(132)를 포함하여 구성된다.The heat sink 130 is a heat dissipating member for dissipating heat generated in the LED module 110 and is coupled to one surface of the LED module 110. Referring to FIG. 3, the heat sink 130 includes a main body 131 and a protrusion 132.

본체부(131)는 복합 재질의 판상으로 형성되어 엘이디 모듈(110)의 일면에 결합된다. 이때, 본체부(131)는 일면에 엘이디 모듈(110)이 삽입되는 제1 삽입 홈(133)이 형성될 수도 있다. 본체부(131)는 제1 삽입 홈(133)과 소정 간격 이격되고, 제1 삽입 홈(133)의 외주를 권회하여 가스켓(170)이 삽입되는 제2 삽입 홈(134), 일면에 결합되는 가스켓(170) 및 반사 부재(190)를 고정하기 위한 복수의 체결용 홀(135)이 형성될 수 있다. The main body 131 is formed as a composite plate and is coupled to one surface of the LED module 110. At this time, the main body 131 may have a first insertion groove 133 through which the LED module 110 is inserted. The body portion 131 includes a second insertion groove 134 spaced apart from the first insertion groove 133 by a predetermined distance and wound around the outer circumference of the first insertion groove 133 to receive the gasket 170, A plurality of fastening holes 135 for fixing the gasket 170 and the reflecting member 190 may be formed.

돌기부(132)는 본체부(131)의 타면에 형성된다. 돌기부(132)는 공기 접촉 면적을 최대화하기 위해 핀 형태로 형성되거나, 본체부(131)와 수직으로 결합된 판상으로 형성될 수 있다. 이때, 돌기부(132)의 형상은 방열 성능, 공간 등의 다양한 요인으로 인해 변경될 수 있다.The protrusion 132 is formed on the other surface of the main body 131. The protrusion 132 may be formed in a pin shape to maximize an air contact area, or may be formed in a plate shape vertically coupled to the main body 131. At this time, the shape of the protrusion 132 may be changed due to various factors such as heat radiation performance and space.

여기서, 본체부(131) 및 돌기부(132)는 동일한 복합 재질로 형성될 수 있다. 즉, 본체부(131) 및 돌기부(132)는 금속, 세라믹, 탄소 등의 필러를 고분자(Polymer)에 혼합한 복합 재질로 형성된다.Here, the main body 131 and the protrusions 132 may be formed of the same composite material. That is, the main body 131 and the protrusions 132 are formed of a composite material in which a filler such as metal, ceramic, or carbon is mixed with a polymer.

이때, 복합 재질은 그라파이트(Graphite) 필러 또는 탄소나노튜브(Carbon nanotube) 필러를 고분자와 혼합한 것을 일례로 한다. 여기서, 그라파이트는 흑연에 금속 나노 융합체를 혼합한 재질이다. 필러(즉, 그라파이트, 탄소나노튜브)는 대략 10% 이상 70% 이하로 혼합될 수 있다.At this time, the composite material is, for example, a graphite filler or a carbon nanotube filler mixed with a polymer. Here, graphite is a material obtained by mixing graphite with a metal nano-fusion material. The filler (i.e., graphite, carbon nanotubes) can be mixed in an amount of about 10% to 70% or less.

일반적으로, 그라파이트 소재는 비중이 낮기 때문에 고분자(예를 들면, 플라스틱 수지)와 혼합시, 그라파이트의 균일성이 저하로 인해 그라파이트의 뭉침 현상이 발생하여 히트 싱크(130)의 방열 특성이 불균일하게 나타난다.Generally, when the graphite material is mixed with a polymer (e.g., a plastic resin) due to its low specific gravity, the uniformity of the graphite is lowered, resulting in the aggregation of the graphite, and the heat dissipation characteristics of the heat sink 130 are uneven .

이에, 복합 재질 형성시 플라즈마 공법과 도파민 적용 공법을 이용함으로써, 그라파이트의 혼합 균일성을 개선하여 히트 싱크(130)의 방열 특성을 균일하게 형성할 수 있다.Thus, by using the plasma process and the dopamine application process when forming the composite material, it is possible to uniformly form the heat dissipation characteristic of the heat sink 130 by improving the mixing uniformity of the graphite.

도 4를 참조하면, 보조 방열 기재(150)는 인서트 몰딩 공정을 통해 히트 싱크(130) 내부에 삽입 실장된다. 즉, 보조 방열 기재(150)는 인서트 몰딩되어 히트 싱크(130)의 본체부(131)에 삽입 실장된다. 보조 방열 기재(150)의 일단은 히트 싱크(130)의 본체부(131) 표면(즉, 제1 삽입 홈(133)의 바닥면)으로 노출되어 엘이디 모듈(110)과 직접 접촉될 수 있다. 이때, 보조 방열 기재(150)는 엘이디 소자(114)가 형성된 영역에 대향되는 엘이디 모듈(110)의 타면 일부 영역에 접촉된다.Referring to FIG. 4, the auxiliary radiating substrate 150 is inserted into the heat sink 130 through an insert molding process. That is, the auxiliary heat dissipating substrate 150 is insert molded and inserted into the body 131 of the heat sink 130. One end of the auxiliary heat dissipating substrate 150 may be exposed to the surface of the body portion 131 of the heat sink 130 (that is, the bottom surface of the first insertion groove 133) to directly contact the LED module 110. At this time, the auxiliary heat dissipating base 150 is in contact with a part of the other surface of the LED module 110 facing the area where the LED device 114 is formed.

보조 방열 기재(150)는 히트 싱크(130)보다 높은 열전도율을 갖는 금속 재질로 형성된다. 이때, 보조 방열 기재(150)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 하나이거나, 둘 이상이 혼합된 혼합 재질로 형성되는 것을 일례로 한다.The auxiliary heat dissipation substrate 150 is formed of a metal material having a thermal conductivity higher than that of the heat sink 130. At this time, the auxiliary heat dissipation substrate 150 may be formed of one of copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), and nickel (Ni) or a mixture of two or more thereof.

보조 방열 기재(150)는 인서트 몰딩 공정을 통해 히트 싱크(130)에 삽입 실장된다. 이때 보조 방열 기재(150)의 일단은 히트 싱크(130)의 본체부(131) 표면(즉, 제1 삽입 홈(133)의 바닥면)으로 노출되어 엘이디 모듈(110)과 직접 접촉될 수 있다.The auxiliary heat dissipating substrate 150 is inserted into the heat sink 130 through an insert molding process. At this time, one end of the auxiliary heat dissipating base 150 may be exposed to the surface of the body portion 131 of the heat sink 130 (i.e., the bottom surface of the first insertion groove 133) to directly contact the LED module 110 .

보조 방열 기재(150)는 히트 싱크(130)와의 결합력을 높이기 위해 중앙에 오목부가 형성된 아령 형상으로 형성된다. 이때, 보조 방열 기재(150)는 히트 싱크(130)와의 결합력 및 접촉 면적을 넓히기 위해 굴곡이 외주에 형성되고, 내부에 슬릿이 형성될 수 있다.The auxiliary heat dissipating base 150 is formed in a dumbbell shape having a concave portion at the center to increase the coupling force with the heat sink 130. At this time, the auxiliary heat dissipating base 150 may be formed on the outer periphery of the bend to widen the coupling force and contact area with the heat sink 130, and a slit may be formed therein.

일례로, 도 5를 참조하면, 보조 방열 기재(150)는 상부(151), 하부(152) 및 중앙부(153)로 구분되는 기둥 형상으로 형성된다. 이때, 상부(151), 하부(152) 및 중앙부(153)로 일체로 형성되거나, 분리 제조된 후 결합될 수 있다.5, the auxiliary heat dissipation substrate 150 is formed into a column shape divided into an upper portion 151, a lower portion 152, and a central portion 153. In FIG. At this time, the upper part 151, the lower part 152 and the central part 153 may be integrally formed, or they may be separately manufactured and then combined.

보조 방열 기재(150)의 상부(151) 및 하부(152)의 폭(직경)은 중앙부(153)의 폭(직경)보다 크게 형성됨에 따라 중앙부(153)의 외주에 홈이 형성된 아령 형상으로 형성된다. 여기서, 보조 방열 기재(150)의 상부(151) 및 하부(152)의 외주에는 톱니 형태 등의 요철이 형성될 수 있다.The diameter of the upper portion 151 and the lower portion 152 of the auxiliary radiating substrate 150 is greater than the width of the central portion 153 so that the auxiliary radiating substrate 150 is formed into a dumbbell shape having a groove formed on the outer periphery of the central portion 153 do. Here, concavities and convexities such as sawtooth can be formed on the outer periphery of the upper portion 151 and the lower portion 152 of the auxiliary radiation substrate 150.

보조 방열 기재(150)는 히트 싱크(130)와의 결합력을 높이기 위해 상부(151), 하부(152) 및 중앙부(153) 중 적어도 하나를 관통하는 슬릿(154; 또는 홀)이 형성될 수 있다.The auxiliary heat dissipating substrate 150 may be formed with slits 154 (or holes) that penetrate at least one of the upper portion 151, the lower portion 152, and the central portion 153 to increase the coupling force with the heat sink 130.

보조 방열 기재(150)는 상부(151) 및 하부(152) 중 적어도 하나의 일면이 히트 싱크(130)의 본체부(131) 표면(즉, 제1 삽입 홈(133)의 바닥면)으로 노출되어 엘이디 모듈(110)과 직접 접촉될 수 있다.The auxiliary heat dissipating substrate 150 is exposed by exposing one surface of at least one of the upper portion 151 and the lower portion 152 to the surface of the body portion 131 of the heat sink 130 And may be in direct contact with the LED module 110.

이를 통해, 히트 싱크(130)는 엘이디 모듈(110)이 직접 접촉되는 보조 방열 기재(150)를 형성함으로써, 열확산 면적이 증가하여 엘이디 소자(114)들의 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the heat sink 130 has the effect of reducing the temperature of the LED elements 114 by increasing the thermal diffusion area by forming the auxiliary heat dissipation substrate 150 directly contacting the LED module 110.

전체가 알루미늄(Al)으로 형성된 히트 싱크(130), 전체가 복합 재질(예를 들면, 그라파이트)로 형성된 히트 싱크(130) 및 복합 재질로 형성되고 보조 방열 기재(150)가 인서트 몰딩된 히트 싱크(130)의 방열 특성 및 무게를 측정하였으며, 그 결과는 도 6에 도시한다.A heat sink 130 formed entirely of aluminum (Al), a heat sink 130 formed entirely of a composite material (e.g., graphite), and a heat sink 130 formed of a composite material and having an insert- The heat dissipation characteristics and weight of the heater 130 were measured. The results are shown in FIG.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치에 적용된 히트 싱크(130)는 알루미늄만으로 제조된 히트 싱크(130)에 비해 무게에 있어 대략 81그램 정도 가벼워지면서, 복합 재질로만 형성된 히트 싱크(130)에 비해 방열 특성이 대략 5℃ 정도 향상된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명 장치에 적용된 히트 싱크(130)는 경량화와 함께 방열특성이 향상되는 효과가 있다.Referring to FIG. 6, the heat sink 130 applied to the LED illumination apparatus according to the embodiment of the present invention is approximately 81 grams lighter than the heat sink 130 made only of aluminum, The heat radiation characteristic is improved by about 5 캜 compared to the sink 130. That is, the heat sink 130 applied to the LED illumination device according to the embodiment of the present invention has an effect of improving the light-emitting efficiency and the heat radiation characteristics.

다른 일례로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 보조 방열 기재(150)는 소정 면적을 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 즉, 보조 방열 기재(150)는 히트 싱크(130)와 접촉되는 면적을 증가시켜 열용량을 확보하기 위해 판상으로 형성된다. 이때, 보조 방열 기재(150)는 인서트 몰딩 공정을 통해 히트 싱크(130)의 내부에 삽입 실장된다.7 and 8, the auxiliary radiating substrate 150 may be formed as a plate having a predetermined area. That is, the auxiliary heat dissipating substrate 150 is formed in a plate shape to increase the area of contact with the heat sink 130 to secure a heat capacity. At this time, the auxiliary heat dissipating substrate 150 is inserted into the heat sink 130 through the insert molding process.

보조 방열 기재(150)는 인서트 몰딩 공정을 통해 본체부(131)에 삽입 실장된다. 이때, 도 9를 참조하면, 보조 방열 기재(150)는 인서트 몰딩시 히트 싱크(130)와의 결합력을 높이기 위해서 복수의 굴곡부(155) 및 결합용 홀(156)들이 형성될 수 있다. 보조 방열 기재(150)의 일면은 히트 싱크(130)의 본체부(131) 표면(즉, 제1 삽입 홈(133)의 바닥면)으로 노출되어 엘이디 모듈(110)과 직접 접촉된다.The auxiliary heat sink 150 is inserted into the main body 131 through an insert molding process. Referring to FIG. 9, a plurality of bent portions 155 and coupling holes 156 may be formed in the auxiliary heat dissipating substrate 150 to increase the coupling force with the heat sink 130 when the insert is molded. One side of the auxiliary heat dissipation substrate 150 is exposed to the surface of the body portion 131 of the heat sink 130 (i.e., the bottom surface of the first insertion groove 133) to directly contact the LED module 110.

도 10 및 도 11을 참조하면, 엘이디 조명 장치는 보조 방열 기재(150)와 히트 싱크(130)의 결합력 및 접촉 면적을 넓히기 위해서, 아령 형상인 복수의 보조 방열 연장 기재(160)를 더 포함할 수 있다.10 and 11, the LED illumination device further includes a plurality of dummy auxiliary heat dissipation extension bases 160 to widen the bonding force and contact area between the auxiliary heat dissipation substrate 150 and the heat sink 130 .

보조 방열 연장 기재(160)는 다이케이스팅 공정을 통해 보조 방열 기재(150)와 일체로 형성되거나, 리벳팅 공정을 통해 보조 방열 기재(150)에 결합될 수 있다.The auxiliary heat spreader 160 may be integrally formed with the auxiliary heat sink 150 through the die encasing process or may be coupled to the auxiliary heat sink 150 through the riveting process.

보조 방열 연장 기재(160)는 히트 싱크(130)에 인서트 몰딩되고, 일단이 보조 방열 기재(150)의 하면에 배치되어 보조 방열 기재(150)의 타면과 접촉된다. 이때, 보조 방열 연장 기재(160)는 타단 일부가 히트 싱크(130)의 돌기부(132)를 통해 외부로 노출될 수 있다.The auxiliary heat dissipation extension base material 160 is insert molded into the heat sink 130 and one end is disposed on the lower surface of the auxiliary heat dissipation base material 150 and contacts the other surface of the auxiliary heat dissipation base material 150. At this time, a part of the auxiliary heat dissipation extension base 160 may be exposed to the outside through the protrusion 132 of the heat sink 130.

보조 방열 연장 기재(160)는 일단이 히트 싱크(130)의 본체부(131)에 삽입 실장되고 타단이 히트 싱크(130)의 돌기부(132)에 삽입 실장된다. 이때, 보조 방열 기재(150)의 일단은 본체부(131)의 표면(즉, 제1 삽입 홈(133)의 바닥면)으로 노출되어 엘이디 모듈(110)과 직접 접촉되고, 보조 방열 연장 기재(160)의 타단 일부는 히트 싱크(130)의 돌기부(132) 외부로 노출될 수 있다.One end of the auxiliary heat spreading extender 160 is inserted into the body 131 of the heat sink 130 and the other end is inserted into the protrusion 132 of the heat sink 130. At this time, one end of the auxiliary heat dissipation substrate 150 is exposed to the surface of the body portion 131 (i.e., the bottom surface of the first insertion recess 133) to be in direct contact with the LED module 110, 160 may be exposed to the outside of the protrusion 132 of the heat sink 130.

이를 통해, 히트 싱크(130)는 보조 방열 기재(150)와 엘이디 모듈(110)이 결합되는 면적을 증가시킴으로써, 열확산 면적이 증가하여 엘이디 소자(114)의 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the heat sink 130 increases the area where the auxiliary heat dissipating base 150 and the LED module 110 are coupled to each other, thereby increasing the thermal diffusion area, thereby lowering the temperature of the LED device 114.

가스켓(170)은 일면에 결합 돌기가 형성되고, 결합 돌기가 본체부(131)의 제2 삽입 홈(134)에 삽입된다. 이때, 가스켓(170)은 히트 싱크(130)에 실장된 엘이디 모듈(110)로 수분이 유입되는 것을 차단한다.The gasket (170) has a coupling protrusion formed on one surface thereof, and the coupling protrusion is inserted into the second insertion groove (134) of the main body part (131). At this time, the gasket 170 blocks moisture from flowing into the LED module 110 mounted on the heat sink 130.

반사 부재(190)는 가스켓(170)의 상부(151)에 결합되어, 엘이디 모듈(110)에서 발생하는 광을 외부로 반사시킨다.The reflective member 190 is coupled to the upper portion 151 of the gasket 170 to reflect light generated by the LED module 110 to the outside.

가스켓(170) 및 반사 부재(190)는 결합 부재(미도시)를 통해 히트 싱크(130)와 결합된다. 이때, 결합 부재는 너트 및 볼트인 것을 일례로 하며, 볼트의 일단이 히트 싱크(130; 즉, 본체부(131)에 형성된 체결용 홀(135)), 가스켓(170) 및 반사 부재(190)를 관통한 후 너트와 체결된다.The gasket 170 and the reflective member 190 are coupled to the heat sink 130 through an engagement member (not shown). One end of the bolt is connected to the heat sink 130 (i.e., the fastening hole 135 formed in the body 131), the gasket 170, and the reflecting member 190, And then fastened to the nut.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 조명 장치는 엘이디 모듈(210), 히트 싱크(230), 가스켓(250) 및 반사 부재(270)를 포함하여 구성된다. 여기서, 가스켓(250) 및 반사 부재(270)는 상술한 제1 실시예의 가스켓(170) 및 반사 부재(190)와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.Referring to FIG. 12, an LED illumination device according to a second embodiment of the present invention includes an LED module 210, a heat sink 230, a gasket 250, and a reflective member 270. Here, the gasket 250 and the reflecting member 270 are the same as the gasket 170 and the reflecting member 190 of the first embodiment described above, and thus their detailed description will be omitted.

엘이디 모듈(210)은 베이스 기재(212)에 복수의 엘이디 소자(214)가 실장되어 구성된다. 이때, 엘이디 모듈(210)은 회로 패턴이 형성된 금속 재질의 인쇄회로기판으로 구성된다. 엘이디 모듈(210)은 SMT 공정을 통해 복수의 엘이디 소자(214)가 베이스 기재(212)에 실장된다.The LED module 210 includes a plurality of LED elements 214 mounted on a base substrate 212. At this time, the LED module 210 is composed of a printed circuit board made of a metal having a circuit pattern formed thereon. A plurality of LED elements 214 are mounted on the base substrate 212 through the SMT process.

베이스 기재(212)는 히트 싱크(230)보다 높은 열전도율을 갖는 금속 재질로 형성된다. 이때, 베이스 기재(212)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 기재인 것을 일례로 한다. 여기서, 베이스 기재(212)는 금속 기재 이외에도 다양한 재질 기재들이 적층될 수 있으며, 엘이디 소자(214)가 실장되는 일면에는 금속 재질의 회로 패턴(미도시)이 형성된다.The base substrate 212 is formed of a metal material having a thermal conductivity higher than that of the heat sink 230. At this time, the base substrate 212 is a metal base including at least one of aluminum (Al) and copper (Cu). Here, the base substrate 212 may be formed of a variety of material substrates other than the metal substrate, and a metal circuit pattern (not shown) may be formed on one surface of the substrate 210 on which the LED elements 214 are mounted.

히트 싱크(230)는 엘이디 모듈(210)에서 발생하는 열을 방출하는 역할을 한다. 히트 싱크(230)는 엘이디 모듈(210)이 인서트 몰딩되어 엘이디 모듈(210)과 일체로 형성된다.The heat sink 230 serves to dissipate heat generated in the LED module 210. The heat sink 230 is insert molded with the LED module 210 to be formed integrally with the LED module 210.

히트 싱크(230)는 본체부(231) 및 돌기부(232)를 포함하여 구성된다.The heat sink 230 includes a body portion 231 and a projection portion 232.

본체부(231)는 복합 재질의 판상으로 형성된다. 본체부(231)는 일면에 엘이디 모듈(210)이 인서트 몰딩되어 일체로 형성된다. 이때, 본체부(231)는 일면에 가스켓(250)이 삽입되는 삽입 홈, 가스켓(250) 및 반사 부재(270)를 고정하기 위한 복수의 체결용 홀(233)이 관통 형성될 수 있다.The body portion 231 is formed as a plate of a composite material. The body portion 231 is integrally formed by insert molding of the LED module 210 on one side. At this time, the main body 231 may have through holes for inserting the gasket 250, a gasket 250, and a plurality of fastening holes 233 for fixing the reflective member 270 on one side.

본체부(231)는 타면에 복수의 돌기부(232)가 형성된다. 이때, 돌기부(232)는 공기 접촉 면적을 최대화하기 위해 핀 형태로 형성되거나, 본체부(231)와 수직으로 결합된 판상으로 형성될 수 있다. 여기서, 돌기부(232)의 형상은 방열 성능, 공간 등의 다양한 요인으로 인해 변경될 수 있다.The body portion 231 has a plurality of protrusions 232 formed on the other surface thereof. At this time, the protrusion 232 may be formed in a pin shape to maximize an air contact area, or may be formed in a plate shape vertically coupled to the body portion 231. Here, the shape of the protrusion 232 can be changed due to various factors such as heat radiation performance and space.

여기서, 본체부(231) 및 돌기부(232)는 동일한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 본체부(231) 및 돌기부(232)는 금속, 세라믹, 탄소 등의 필러를 고분자(Polymer)에 혼합한 복합 재질로 형성된다. 이때, 복합 재질은 그라파이트(Graphite) 필러 또는 탄소나노튜브(Carbon nanotube) 필러를 고분자와 혼합한 것을 일례로 한다. 여기서, 그라파이트는 흑연에 금속 나노 융합체를 혼합한 재질이며, 히트 싱크(230)는 필러(즉, 그라파이트, 탄소나노튜브)가 대략 10% 이상 70% 이하로 혼합될 수 있다.Here, the main body 231 and the protrusions 232 may be formed of the same material. That is, the body portion 231 and the protrusion portion 232 are formed of a composite material in which a filler such as metal, ceramic, or carbon is mixed with a polymer. At this time, the composite material is, for example, a graphite filler or a carbon nanotube filler mixed with a polymer. The graphite is a mixture of graphite and a metal nano-fusion material, and the heat sink 230 may be mixed with about 10% or more and 70% or less of filler (that is, graphite or carbon nanotube).

일반적으로, 그라파이트 소재는 비중이 낮기 때문에 고분자(예를 들면, 플라스틱 수지)와 혼합시, 그라파이트의 균일성이 저하로 인해 그라파이트의 뭉침 현상이 발생하여 히트 싱크(230)의 방열 특성이 불균일하게 나타난다.Generally, when the graphite material is mixed with a polymer (e.g., a plastic resin) due to its low specific gravity, graphite aggregation occurs due to a decrease in uniformity of the graphite, and heat dissipation characteristics of the heat sink 230 are uneven .

이에, 복합 재질 형성시 플라즈마 공법과 도파민 적용 공법을 이용함으로써, 그라파이트의 혼합 균일성을 개선하여 히트 싱크(230)의 방열 특성을 균일하게 형성할 수 있다.Thus, by using the plasma process and the dopamine application process when forming the composite material, it is possible to uniformly form the heat dissipation characteristic of the heat sink 230 by improving the mixing uniformity of the graphite.

도 13 및 도 14를 참조하면, 엘이디 조명 장치는 히트 싱크(230)에 삽입 실장되는 보조 방열 기재(290)를 더 포함할 수 있다.13 and 14, the LED illumination device may further include an auxiliary radiating substrate 290 to be inserted into the heat sink 230.

보조 방열 기재(290)는 인서트 몰딩 공정을 통해 본체부(231) 내부에 삽입 실장된다. 이때, 보조 방열 기재(290)는 히트 싱크(230)보다 높은 열전도율을 갖는 금속 재질로 형성된다. 이때, 보조 방열 기재(290)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 하나이거나, 둘 이상이 혼합된 혼합 재질로 형성되는 것을 일례로 한다.The auxiliary heat dissipating substrate 290 is inserted into the body portion 231 through an insert molding process. At this time, the auxiliary radiating substrate 290 is formed of a metal material having a thermal conductivity higher than that of the heat sink 230. At this time, the auxiliary heat dissipation substrate 290 may be formed of one of copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), nickel (Ni), or a mixture of two or more thereof.

보조 방열 기재(290)의 일단은 히트 싱크(230)의 본체부(231) 외부로 노출되어 엘이디 모듈(210)과 직접 접촉될 수 있다. 이때, 보조 방열 기재(290)의 타단은 히트 싱크(230)의 돌기부(232) 외부로 노출될 수도 있다. One end of the auxiliary heat dissipating material 290 may be exposed to the outside of the body portion 231 of the heat sink 230 to directly contact the LED module 210. At this time, the other end of the auxiliary radiating substrate 290 may be exposed to the outside of the protrusion 232 of the heat sink 230.

이를 위해, 보조 방열 기재(290)는 상부, 하부 및 중앙부로 구분되는 기둥 형상으로 형성된다. 이때, 상부, 하부 및 중앙부로 일체로 형성되거나, 분리 제조된 후 결합될 수 있다.To this end, the auxiliary radiating substrate 290 is formed into a column shape divided into an upper portion, a lower portion and a central portion. At this time, it may be formed integrally with the upper part, the lower part and the central part, or may be separately manufactured and then combined.

보조 방열 기재(290)의 상부 및 하부의 폭(직경)은 중앙부의 폭(직경)보다 크게 형성됨에 따라 중앙부의 외주에 홈이 형성된 아령 형상으로 형성된다. 여기서, 보조 방열 기재(290)의 상부 및 하부의 외주에는 톱니 형태 등의 요철이 형성될 수 있다.The upper and lower widths (diameters) of the auxiliary radiating base material 290 are formed to be larger than the width (diameter) of the central portion, so that the auxiliary radiating base material 290 is formed into a dumbbell shape having grooves formed on the outer periphery of the central portion. Here, concave and convex irregularities such as sawtooth can be formed on the outer periphery of the upper and lower portions of the auxiliary radiating substrate 290.

이를 통해, 히트 싱크(230)는 보조 방열 기재(290)와 엘이디 모듈(210)이 결합되는 면적을 증가시킴으로써, 열확산 면적이 증가하여 엘이디 소자(214)의 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the heat sink 230 increases the area where the auxiliary heat dissipating substrate 290 and the LED module 210 are coupled to each other, thereby increasing the heat spreading area, thereby lowering the temperature of the LED device 214.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

110, 210: 엘이디 모듈
130, 230: 히트 싱크
150, 290: 보조 방열 기재
160: 보조 방열 연장 기재
170, 250: 가스켓
190, 270: 반사 부재110, 210: LED module
130, and 230: a heat sink
150, 290: auxiliary heat dissipating substrate
160: auxiliary heat dissipation extension substrate
170, 250: Gasket
190, 270: reflection member

Claims (18)

일면에 복수의 엘이디 소자가 실장된 엘이디 모듈;
상기 엘이디 모듈의 타면에 결합된 히트 싱크; 및
상기 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 일단이 상기 엘이디 모듈의 타면에 접촉된 보조 방열 기재를 포함하고,
상기 보조 방열 기재는 상기 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는 엘이디 조명 장치.An LED module having a plurality of LED elements mounted on one surface thereof;
A heat sink coupled to the other surface of the LED module; And
An auxiliary heat dissipation substrate insert-molded into the heat sink and one end of which is in contact with the other surface of the LED module,
Wherein the auxiliary radiating substrate has a higher thermal conductivity than the heat sink. 제1항에 있어서,
상기 히트 싱크는 그라파이트 필러 및 탄소나노튜브 필러 중 적어도 하나인 필러와 고분자 물질을 혼합한 복합 재질인 엘이디 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat sink is a composite material formed by mixing a polymer material with a filler that is at least one of a graphite filler and a carbon nanotube filler. 제1항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 어느 하나이거나, 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 둘 이상이 혼합된 혼합 재질인 엘이디 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary heat dissipation substrate is a mixed material of any one of aluminum, copper, silver, and nickel, or a mixture of two or more of aluminum, copper, silver, and nickel. 제1항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 상기 엘이디 소자가 형성된 영역에 대향되는 타면에 접촉된 엘이디 조명 장치.The method according to claim 1,
And the auxiliary radiating substrate is in contact with the other surface opposite to the area where the LED element is formed. 제1항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 상부, 하부 및 중앙부로 구분되는 기둥 형상으로 형성되되, 상기 상부 및 하부 중 적어도 하나의 가로 방향의 길이가 상기 중앙부의 길이보다 크게 형성된 엘이디 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary heat dissipation substrate is formed in a column shape divided into an upper portion, a lower portion, and a central portion, and a length of at least one of the upper portion and the lower portion is greater than a length of the central portion. 제5항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 상기 상부 및 하부 중 적어도 하나의 외주에는 요철이 형성된 엘이디 조명 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the auxiliary heat radiating substrate has a concavity and convexity on an outer periphery of at least one of the upper and lower portions. 제1항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 판상으로 형성되고, 일면이 상기 히트 싱크의 표면으로 노출된 엘이디 조명 장치.The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary radiating substrate is formed in a plate shape and one surface of the auxiliary radiating substrate is exposed to the surface of the heat sink. 제7항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 외주에 적어도 하나의 굴곡이 형성된 엘이디 조명 장치.8. The method of claim 7,
Wherein at least one curvature is formed on the outer periphery of the auxiliary radiating substrate. 제7항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 내부에 적어도 하나의 홈이 형성된 엘이디 조명 장치.8. The method of claim 7,
Wherein at least one groove is formed in the auxiliary radiating substrate. 제7항에 있어서,
상기 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 일단이 상기 보조 방열 기재의 타면에 배치된 보조 방열 연장 기재를 더 포함하는 엘이디 조명 장치.8. The method of claim 7,
Further comprising an auxiliary heat dissipation extension base insert-molded into the heat sink and having one end disposed on the other surface of the auxiliary heat dissipation substrate. 제10항에 있어서,
상기 보조 방열 연장 기재는 적어도 일부가 상기 히트 싱크의 돌기부의 외부로 노출된 엘이디 조명 장치.11. The method of claim 10,
And at least a part of the auxiliary heat spreading base material is exposed to the outside of the protrusion of the heat sink. 일면에 복수의 엘이디 소자가 실장된 엘이디 모듈; 및
상기 엘이디 모듈의 타면에 결합된 히트 싱크를 포함하고,
상기 엘이디 모듈은 상기 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 상기 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는 엘이디 조명 장치.An LED module having a plurality of LED elements mounted on one surface thereof; And
And a heat sink coupled to the other surface of the LED module,
Wherein the LED module is insert-molded into the heat sink and has a higher thermal conductivity than the heat sink. 제12항에 있어서,
상기 엘이디 모듈은 알루미늄 및 구리 중 적어도 하나를 포함한 금속 기재인 베이스 기재를 포함하는 엘이디 조명 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the LED module comprises a base substrate which is a metal base including at least one of aluminum and copper. 제12항에 있어서,
상기 히트 싱크보다 높은 열전도율을 갖는 금속 재질로 형성되어 상기 히트 싱크에 인서트 몰딩되고, 일단이 상기 엘이디 모듈의 타면에 접촉된 보조 방열 기재를 더 포함하는 엘이디 조명 장치.13. The method of claim 12,
Further comprising an auxiliary radiating substrate formed of a metal material having a thermal conductivity higher than that of the heat sink, insert-molded into the heat sink, and having one end in contact with the other surface of the LED module. 제14항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 하나이거나, 알루미늄, 구리, 은 및 니켈 중 둘 이상이 혼합된 혼합 재질인 엘이디 조명 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the auxiliary heat dissipation substrate is made of a material selected from the group consisting of aluminum, copper, silver, and nickel, or a mixture of two or more of aluminum, copper, silver, and nickel. 제14항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 타단 일부가 상기 히트 싱크의 돌기부 외부로 노출된 엘이디 조명 장치.15. The method of claim 14,
And a part of the other end of the auxiliary radiating substrate is exposed to the outside of the protrusion of the heat sink. 제14항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 상부, 하부 및 중앙부로 구분되는 기둥 형상으로 형성되되, 상기 상부 및 하부 중 적어도 하나의 가로 방향의 길이가 상기 중앙부의 길이보다 크게 형성된 엘이디 조명 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the auxiliary heat dissipation substrate is formed in a column shape divided into an upper portion, a lower portion, and a central portion, and a length of at least one of the upper portion and the lower portion is greater than a length of the central portion. 제17항에 있어서,
상기 보조 방열 기재는 상기 상부 및 하부 중 적어도 하나의 외주에는 요철이 형성된 엘이디 조명 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the auxiliary heat radiating substrate has a concavity and convexity on an outer periphery of at least one of the upper and lower portions.
KR1020160163331A 2015-12-02 2016-12-02 Led lighting device KR101765857B1 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150170927 2015-12-02
KR1020150170864 2015-12-02
KR20150170926 2015-12-02
KR20150170927 2015-12-02
KR20150170864 2015-12-02
KR1020150170926 2015-12-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170065011A true KR20170065011A (en) 2017-06-12
KR101765857B1 KR101765857B1 (en) 2017-08-10

Family

ID=58797483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160163331A KR101765857B1 (en) 2015-12-02 2016-12-02 Led lighting device

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101765857B1 (en)
CN (1) CN108291692B (en)
WO (1) WO2017095181A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108954080A (en) * 2018-06-04 2018-12-07 芜湖徽福电子科技有限公司 A kind of explosion-proof type LED light source based on strip source
KR102042188B1 (en) * 2019-04-23 2019-11-08 주식회사 누리온 Heat dissipating housing for light apparatus and manufacturing method thereof
KR20190128362A (en) * 2018-05-08 2019-11-18 이호창 Street light fixture with air-cooled heat sink
KR20190128366A (en) * 2018-05-08 2019-11-18 이호창 Street light fixture with heat sink with improved thermal conductivity
KR20210039072A (en) * 2019-10-01 2021-04-09 김홍빈 Apparatus for led lighting with high efficiency heat dissipation function and the construction method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021100888A1 (en) * 2019-11-18 2021-05-27 한국생산기술연구원 Heat dissipation module comprising heat dissipation layer comprising light-sintered metal-nano composite, and lighting device comprising same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7497596B2 (en) 2001-12-29 2009-03-03 Mane Lou LED and LED lamp
KR20110066795A (en) * 2009-12-11 2011-06-17 엘지디스플레이 주식회사 Light emitting device package and light emitting apparatus having the same
KR101033990B1 (en) 2010-09-03 2011-05-11 테크원 주식회사 Power led type guard lamp using carbonic aluminum compodsites
KR101231220B1 (en) * 2010-12-29 2013-02-07 엘이디라이텍(주) LED lamp device for vehicle
EP2715227B1 (en) * 2011-05-31 2017-08-30 SABIC Global Technologies B.V. Led plastic heat sink and method for making and using the same
KR101190281B1 (en) * 2012-03-07 2012-10-12 가부시키가이샤 타카이코포레이션 Led lamp module with the cooling structure and process of the same
KR101396404B1 (en) * 2012-09-26 2014-05-19 한국광기술원 Lighting apparatus
KR101462183B1 (en) * 2014-01-13 2014-11-20 정지상 Led lighting device
CN204119718U (en) * 2014-11-04 2015-01-21 络派模切（北京）有限公司 A kind of heat radiation module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190128362A (en) * 2018-05-08 2019-11-18 이호창 Street light fixture with air-cooled heat sink
KR20190128366A (en) * 2018-05-08 2019-11-18 이호창 Street light fixture with heat sink with improved thermal conductivity
CN108954080A (en) * 2018-06-04 2018-12-07 芜湖徽福电子科技有限公司 A kind of explosion-proof type LED light source based on strip source
KR102042188B1 (en) * 2019-04-23 2019-11-08 주식회사 누리온 Heat dissipating housing for light apparatus and manufacturing method thereof
KR20210039072A (en) * 2019-10-01 2021-04-09 김홍빈 Apparatus for led lighting with high efficiency heat dissipation function and the construction method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101765857B1 (en) 2017-08-10
CN108291692B (en) 2020-09-08
CN108291692A (en) 2018-07-17
WO2017095181A1 (en) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101765857B1 (en) Led lighting device
US7926982B2 (en) LED illumination device and light engine thereof
US7906731B2 (en) Light emitting module, lighting device and display device
US8459841B2 (en) Lamp assembly
US7794116B2 (en) LED lamp with a heat dissipation device
US20100014287A1 (en) Illuminating device with heat dissipating element
JP4969332B2 (en) Substrate and lighting device
US8164236B2 (en) Lamp assembly
US8113697B2 (en) Passive heat sink and light emitting diode lighting device using the same
JP2000031546A (en) Led aggregate module
CN108884984B (en) Elongated lead frame and method of manufacturing elongated lead frame
KR20150015900A (en) Led chip-on-board type rigid flexible pcb and rigid flexible heat spreader sheet pad and heat-sink structure using the same
KR100892224B1 (en) Radiant heat structre for pin type power led
KR20120112428A (en) Array of scalable ceramic diode carriers having leds
JP2008091432A (en) Electronic component
KR101877322B1 (en) LED package module using graphene pin inserted heat sink and graphene radiant heat plate
KR20130037945A (en) Lighting device
TWI544666B (en) Semiconductor light-emitting element mounting module, and semiconductor light-emitting element module
KR102283073B1 (en) Hybrid Heat Dissipation Assembly using Elastic Interlayer with CNT Layer and Fabrication Method Thereof
TWI385343B (en) Light source and passive thermal heat dissipation apparatus thereof
KR102103728B1 (en) An LED in which a radiating fin is directly attached to a metal PCB
KR20080045880A (en) Led package
KR20070083342A (en) Backlight unit and liquid crystal display having the same
KR102404718B1 (en) Heat dissipation device
JP2014112495A (en) Lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant