KR20170078566A

KR20170078566A - 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판

Info

Publication number: KR20170078566A
Application number: KR1020170077577A
Authority: KR
Inventors: 최승진
Original assignee: 주식회사 쎄미라이팅
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2017-07-07

Abstract

본 발명에서는 엘이디소자에서 발생되는 열이 엘이디소자의 캐소드(Cathode)와 애노드(Anode) 사이에 배치된 방열소자를 통하여 엘이디소자 주변의 동박 회로패턴으로 전도(傳導)된 후 효과적으로 방출되도록 함으로써 엘이디소자가 집중 실장된 영역의 온도를 신속하게 낮출 수 있도록 하여 엘이디소자의 열화(劣化)에 따른 램프의 수명단축을 방지할 수 있도록 한 새로운 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판이 개시된다.
본 발명은 동박(銅薄) 회로패턴상에 다수개의 엘이디소자가 전기적으로 연결되게 실장되고, 상기 엘이디소자의 캐소드와 애노드 사이에는 방열소자가 배치된 상태에서 캐소드 또는 애노드와 연결되도록 구성되는 엘이디용 회로기판에 있어서, 상기 동박 회로패턴은 각각의 엘이디소자를 사방에서 감쌀 수 있는 상태의 넓은 폭으로 형성되어 각각의 엘이디소자에서 발생되는 열이 방열소자를 매개로 동박 회로패턴으로 전도된 후 외부로 신속하게 방출되도록 구성된 특징을 갖는다.

Description

방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판{Printed circuit board for LED with heat sink structure}

본 발명은 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디소자에서 발생되는 열이 엘이디소자의 캐소드(Cathode)와 애노드(Anode) 사이에 배치된 방열소자를 통하여 엘이디소자 주변의 동박 회로패턴으로 전도(傳導)된 후 효과적으로 방출되도록 함으로써 엘이디소자가 집중 실장된 영역의 온도를 신속하게 낮출 수 있도록 하여 엘이디소자의 열화(劣化)에 따른 램프의 수명단축을 방지할 수 있도록 한 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판에 관한 것이다.

일반적으로, 백라이트유닛 등에 사용되는 광원은 냉음극형광램프(CCFL), 외부전극형 광램프(EEFL), 면광원(FFL), 발광다이오드(LED)램프 등이 있는데, 최근 들어 엘이디램프의 채용이 급증하고 있다.

이 같은 광원소자인 엘이디램프는 고휘도, 저전력소모, 친환경적이라는 장점이 있는 반면에 광효율이 낮은 단점을 가지고 있는데, 상기 엘이디램프의 광효율은 대략 20∼30%정도로 엘이디램프 1개당 소모전력은 1W정도이다.

한편, 32인치 TFT-LCD의 엘이디 백라이트유닛에 사용되는 엘이디램프의 개수는 약 400개이며, 발생되는 열은 280W정도에 달하게 되는데, 엘이디램프가 실장된 회로기판에서 발생된 열을 신속하게 외부로 방출시키지 못하면, 엘이디램프가 실장된 회로기판과 램프 또는 백라이트 내부의 온도를 상승시켜, 엘이디램프의 동작 불능을 야기할 수 있고, 관련 전자회로 등의 동작 신뢰성을 저하시킬 수 있다.

또한, 내부 온도차에 의한 부품이나 케이스에 열응력이 발생되어 제품을 변형을 초래할 수도 있다.

도 1은 종래 엘이디용 회로기판을 나타내는 구성도이고, 도 2는 엘이디용 회로기판에 장착되는 엘이디소자를 나타내는 확대도이다.

종래의 엘이디용 회로기판(10)에서는 동박(銅薄) 회로패턴(12)상에 다수개의 엘이디소자(14)가 전기적으로 연결되게 실장되고, 상기 엘이디소자(14)의 캐소드(14a)와 애노드(14b) 사이에는 방열소자(16)가 배치되며, 상기 방열소자(16)는 엘이디소자(14)의 캐소드(14a) 또는 애노드(14b)와 연결되도록 구성되어 있다.

이 경우 엘이디소자(14)에서 발생되는 열은 방열소자(16)를 통하여 동박 회로패턴(12)으로 전달된 후 별도로 마련되는 히트싱크에 의하여 외부로 방출된다.

그러나 상기한 종래의 엘이디용 회로기판(10)에서는 동박 회로패턴(12)이 겨우 엘이디소자(14)상의 캐소드(14a) 및 애노드(14b)와 연결될 정도의 좁은 폭으로 형성되기 때문에 열방출효과가 극히 미미하다는 문제가 있다.

이 같은 종래 엘이디용 회로기판의 방열구조에서는 엘이디램프가 밀집된 영역에서 발생된 열을 빠른 시간내에 외부로 방출시킬 수 없기 때문에 엘이디소자(14)의 열화(劣化)에 따른 램프의 수명단축을 방지할 수 없는 것은 물론, 열이 많이 방출되어 광효율이 떨어짐으로 에너지낭비가 많다는 문제가 있다.

또, 많은 열을 방출시키기 위해서는 방열소자를 크게 제작하여 사용해야 하기 때문에 방열소자의 무게로 인하여 안전상의 문제가 초래되는 것은 물론, 무게의 가증에 따라 제조원가가 높아지는 문제가 있다.

이와 같은 종래의 엘이디 회로기판의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0407698호(명칭: 방열구조체를 갖는 엘이디 패키지 회로기판, 이하 '선행기술'이라 함)가 제안되었다.

상기 선행기술은 '엘이디램프(20) 및 엘이디램프하우징(21), 엘이디램프(20)가 실장될 회로기판(10) 그리고 엘이디램프에서 발생된 열을 처리하기 위한 방열구조체를 포함하여 이루진 엘이디 백라이트유닛의 광원 공급 수단인 엘이디 패키지 회로기판에 있어서, 방열구조체가 평판형 히트파이프(100)인 것'을 그 기술적 구성의 요지로 하는 것이다.

그러나, 상기한 선행기술에서는 엘이디램프로부터 발생되는 열을 방출하기 위하여 회로기판의 이면에 별도의 평판형 히트싱크를 장착한 것으로, 방열효과는 어느 정도 기대할 수 있으나, 회로기판의 두께가 두꺼워 진다는 문제가 있다.

1: 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0407698호, "방열구조체를 갖는 엘이디 패키지 회로기판".

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 엘이디소자에서 발생되는 열이 엘이디소자의 캐소드(Cathode)와 애노드(Anode) 사이에 배치된 방열소자를 통하여 엘이디소자 주변의 동박 회로패턴으로 전도(傳導)된 후 효과적으로 방출되도록 함으로써 엘이디소자가 집중 실장된 영역의 온도를 신속하게 낮출 수 있도록 하여 엘이디소자의 열화(劣化)에 따른 램프의 수명단축을 방지할 수 있도록 한 새로운 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 동박(銅薄) 회로패턴상에 다수개의 엘이디소자가 전기적으로 연결되게 실장되고, 상기 엘이디소자의 캐소드와 애노드 사이에는 방열소자가 배치된 상태에서 캐소드 또는 애노드와 연결되도록 구성되는 엘이디용 회로기판에 있어서, 상기 동박 회로패턴은 각각의 엘이디소자를 사방에서 감쌀 수 있는 상태의 넓은 폭으로 형성되어 각각의 엘이디소자에서 발생되는 열이 방열소자를 매개로 동박 회로패턴으로 전도되어 외부로 신속하게 방출되도록 구성된 특징을 갖는다.

본 발명을 적용하면, 엘이디소자에서 발생되는 열이 캐소드와 애노드사이에 배치된 방열소자를 통하여 주변의 동박 회로패턴으로 전도된 후 외부로 효과적으로 방출되기 때문에 엘이디소자가 집중 실장된 영역의 온도가 신속하게 낮춰지고, 그에 따라 엘이디소자의 열화(劣化)에 따른 기기의 수명단축을 방지할 수 있고, 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

또, 본 발명이 적용되면 광효율이 높아지면서 에너지가 절감되고, 방열소자를 작게 제작해도 되기 때문에 무게의 가중에 따른 안전상의 문제가 해소되는 한편, 중량의 감소로 인하여 제조원가가 감소된다는 효과가 있다.

도 1은 종래 엘이디용 회로기판을 나타내는 구성도이다.
도 2는 엘이디용 회로기판에 장착되는 엘이디소자를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판을 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판(30)에서는 동박(銅薄) 회로패턴(32)상에 다수개의 엘이디소자(40)가 전기적으로 연결되게 실장되도록 구성된다.

본 발명에서 상기 엘이디소자(40)의 캐소드(42)와 애노드(44) 사이에는 방열소자(50)가 배치된 상태에서 상기 캐소드(42) 또는 애노드(44)와 연결되도록 구성된다.

본 발명에서 상기 동박 회로패턴(32)은 각각의 엘이디소자(40)를 사방에서 감쌀 수 있는 상태의 넓은 폭으로 형성되며, 그에 따라 상기 각각의 엘이디소자(40)에서 발생되는 열이 방열소자(50)를 매개로 동박 회로패턴(32)으로 전도되어 외부로 신속하게 방출되도록 구성된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 램프의 점등에 따라 엘이디소자(40)에서는 고온의 열이 발생되는데, 상기한 각각의 엘이디소자(40)로부터 발생된 열은 엘이디소자(40)상의 캐소드(42)와 애노드(44) 사이에 배치된 방열소자(50)를 통하여 엘이디소자(40) 주변의 넓은 동박 회로패턴(32)으로 전도된 후 외부로 빠르고 효과적으로 방출된다.

이에 따라 본 발명이 적용되는 경우에는 엘이디소자(40)가 집중 실장된 영역의 온도가 신속하게 낮춰지고, 그에 따라 엘이디소자(40)의 열화(劣化)에 따른 기기의 수명단축을 방지할 수 있고, 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있게 되는 것이다.

30 : 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판
32 : 동박 회로패턴 40 : 엘이디소자
42 : 캐소드 44 : 애노드
50 : 방열소자

Claims

동박(銅薄) 회로패턴(32)상에 다수개의 엘이디소자(40)가 전기적으로 연결되게 실장되고, 상기 엘이디소자(40)의 캐소드(42)와 애노드(44) 사이에는 방열소자(50)가 배치된 상태에서 캐소드(42) 또는 애노드(44)와 연결되도록 구성되는 엘이디용 회로기판에 있어서,
상기 동박 회로패턴(32)은 각각의 엘이디소자(40)를 사방에서 감쌀 수 있는 상태의 넓은 폭으로 형성되어 각각의 엘이디소자(40)에서 발생되는 열이 상기 방열소자(50)를 매개로 동박 회로패턴(32)으로 전도된 후 외부로 신속하게 방출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 방열구조가 구비된 엘이디용 회로기판.