KR20180035206A - 발광 다이오드 모듈 및 조명 장치 - Google Patents

발광 다이오드 모듈 및 조명 장치 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드 모듈 및 조명 장치가 개시된다. 이 조명 장치는, 발광 소자, 발광 소자를 구동하기 위한 구동 집적회로 소자, 발광 소자에서 발생된 열을 방출하기 위한 히트싱크 및 구동 집적회로 소자와 상기 발광 소자 사이의 열적 간섭을 차단하기 위한 열 차단부를 포함하며, 구동 집적회로 소자는 열 차단부 상에 배치된다. 이에 따라, 발광 소자와 구동 집적회로 소자 사이의 열적 간섭을 차단할 수 있으며, 조명 장치의 크기를 감소시킬 수 있다.

Description

발광 다이오드 모듈 및 조명 장치{LED MODULE AND LIGHTING ASSEMBLY}
본 발명은 발광 다이오드 모듈 및 조명 장치에 관한 것으로, 구동 집적회로 소자를 채택한 발광 다이오드 모듈 및 조명 장치에 관한 것이다.
종래의 형광등이나 백열 전구를 대체하여 발광 다이오드 조명 장치가 사용되고 있다. 발광 다이오드 조명 장치는 일반적으로 발광 다이오드가 인쇄회로기판에 실장된 발광 다이오드 모듈과, 상기 발광 소자를 구동하기 위한 구동 회로부 및 발광 소자에서 생성된 열을 방출하기 위한 히트싱크를 포함한다.
종래, 상기 구동 회로부는 가정용 교류 전원과 같이 상대적으로 높은 전압을 발광 다이오드 구동에 필요한 전압으로 낮추기 위한 전해 콘덴서, 및 교류를 직류로 변환하기 위한 컨버터 등을 포함하고 있다. 상기 전해 콘덴서나 컨버터는 발광 소자와 함께 인쇄회로 기판 상에 개별적으로 실장되거나, 인쇄회로기판으로부터 이격되어 조명 장치 내에 조립된다. 그러나 전해 콘덴서나 컨버터는 발광 다이오드에 비해 수명이 상대적으로 매우 짧기 때문에 조명 장치의 수명을 좌우하며, 또한 전압 강하에 따른 전력 손실을 유발한다.
상기 구동 회로부의 문제점을 해결하기 위해 단일 칩 내에 또는 단일 패키지 내에 구동 회로를 집적한 구동 집적회로 소자가 개발되고 있다.
도 1은 구동 집적회로 소자를 포함하는 조명장치를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 조명장치는 히트싱크(11), 인쇄회로기판(13), 발광 소자(15) 및 구동 집적회로 소자(17)를 포함한다.
발광 소자(15) 및 구동 집적회로 소자(17)는 인쇄회로기판(13)의 동일면 측에 실장되며, 인쇄회로기판의 배선을 통해 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 외부 전원에 연결될 경우, 상기 구동 집적회로 소자(17)의 구동 회로에 의해 발광 소자(15)가 구동된다.
한편, 히트싱크(11)는 인쇄회로기판(13)의 아래면에 배치되어 발광 소자(15)에서 생성된 열을 방출한다. 인쇄회로기판(13)은 발광 소자(15)에서 생성된 열을 히트싱크(11)에 잘 전달하기 위해 메탈 PCB 또는 메탈-코아 PCB 등이 사용될 수 있다.
구동 집적회로 소자(17)를 채택함에 따라 조명 장치의 조립 공정이 단순화되며, 결과적으로 비용이 감소된다. 또한, 히트싱크(11)를 채택함으로써 발광 소자(15) 및 구동 집적회로 소자(17)의 열 손상을 방지할 수 있다.
그러나, 발광 소자를 조명 장치에 사용할 경우, 상대적으로 매우 높은 광출력이 요구되며, 따라서 발광 소자에서 상당한 열이 발생된다. 발광 소자에서 발생된 열을 방출하기 위해 상대적으로 큰 히트싱크(11)가 요구되며, 이에 따라 조명 장치가 상대적으로 커지고 조명 장치 제작 비용이 증가하게 된다.
한편, 히트싱크(11)의 크기를 감소시킬 경우, 히트싱크(11)의 열 방출 성능이 감소한다. 그 결과, 조명 장치를 사용하는 동안, 인쇄회로기판(13)의 온도가 상대적으로 높아져, 인쇄회로기판(13)으로부터 구동 집적회로 소자(17)로 열이 전달될 수 있다. 이에 따라, 구동 집적회로 소자(17)의 온도가 상승하여 구동 집적회로 소자(17)의 오작동이 유발될 수 있으며, 나아가 구동 집적회로 소자(17)가 열에 의해 손상되어 조명 장치의 수명이 감소할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 발광 소자와 구동 집적회로 소자 사이의 열적 간섭을 차단할 수 있는 발광 다이오드 모듈 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 열에 의한 구동 집적회로 소자의 오작동이나 손상 발생을 방지하면서 히트 싱크의 크기를 상대적으로 감소시킬 수 있는 발광 다이오드 모듈 및 조명 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 발광 다이오드 조명 장치가 개시된다. 이 조명 장치는, 발광 소자; 상기 발광 소자를 구동하기 위한 구동 집적회로 소자; 상기 발광 소자에서 발생된 열을 방출하기 위한 히트싱크; 및 상기 구동 집적회로 소자와 상기 발광 소자 사이의 열적 간섭을 차단하기 위한 열 차단부를 포함하고, 상기 구동 집적회로 소자는 상기 열 차단부 상에 배치된다.
열 차단부 상에 구동 집적회로 소자를 배치함으로써 구동 집적회로 소자와 발광 소자를 열적으로 분리할 수 있다. 나아가, 상기 열 차단부를 채택함으로써 발광 소자에서 발생된 열에 의해 구동 집적회로 소자의 오작동이나 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서, 히트 싱크의 크기를 상대적으로 감소시킬 수 있다.
상기 열 차단부는 상기 히트싱크와 상기 구동 집적회로 소자 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 히트싱크로부터 구동 집적회로 소자를 열적으로 분리할 수 있다.
한편, 상기 조명 장치는 상기 히트 싱크 상에 위치하는 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 및 상기 구동 집적회로 소자는 상기 인쇄회로기판 상에 실장되며, 상기 열 차단부는 상기 인쇄회로기판과 상기 구동 집적회로 소자 사이에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 조명 장치는 상기 발광 소자에서 생성된 열을 상기 히트싱크로 전달하기 위한 열 전달부를 더 포함할 수 있다. 상기 열 전달부는 상기 인쇄회로기판의 비아 홀을 통해 상기 히트 싱크에 접속될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자로부터 히트싱크로 직접 열을 전달할 수 있다.
한편, 상기 구동 집적회로 소자는 구동 회로가 집적된 칩 또는 상기 칩이 실장된 패키지일 수 있다. 또한, 상기 발광 소자는 발광 다이오드 칩 또는 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 발광 다이오드 패키지일 수 있다. 나아가, 상기 발광 다이오드 칩은 단일의 발광 요소를 갖는 발광 다이오드 칩일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 2개 이상의 발광 요소를 포함하여 6V 이상의 고전압에서 턴온되는 고전압용 발광 다이오드 칩일 수 있다.
한편, 상기 구동 집적회로 소자는 직류 또는 교류 전력을 공급받아 상기 발광 다이오드 소자를 구동할 수 있다. 특히, 상기 구동 집적회로 소자가 교류 전력을 공급받아 상기 발광 다이오드 소자를 구동할 경우, 일반 가정용 전원과 같은 교류 전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 조명장치가 제공될 수 있다.
한편, 상기 열 차단부는 상기 인쇄회로기판에 비해 열전도율이 낮은 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 열 차단부는 플라스틱 단열재, 무기물이 첨가된 고분자 수지 또는 세라믹 단열재로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 열 차단부는 발포 우레탄, 발포 염화비닐과 같은 플라스틱 단열재 또는 기포 유리와 같은 세라믹 단열재로 형성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 열 차단부는 상기 구동 집적회로 소자측의 상부 부분, 상기 상부면에 대향하는 하부 부분, 및 상기 상부 부분과 하부 부분 사이에 상기 상부 부분 및 하부 부분보다 좁은 폭을 갖는 중간 부분을 포함할 수 있다. 상기 중간 부분에 의해 열 전달을 더욱 방해할 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 발광 다이오드 모듈이 제공된다. 이 발광 다이오드 모듈은 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 소자; 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 구동 집적회로 소자; 및 상기 구동집적회로 소자와 상기 인쇄회로기판 사이에 배치된 열 차단부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 구동 집적회로 소자와 발광 소자 사이의 열적 간섭을 차단할 수 있는 발광 다이오드 모듈 및 조명 장치가 제공될 수 있다. 이에 따라, 열에 의한 구동 집적회로 소자의 오작동이나 손상을 방지하면서 발광 소자에서 생성된 열을 방출하기 위한 히트싱크의 크기를 상대적으로 감소시킬 수 있으며, 결과적으로 조명장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 조명 장치는 히트싱크(21), 인쇄회로기판(23), 발광 소자(25), 구동 집적회로 소자(27) 및 열 차단부(29)를 포함한다. 여기서, 상기 인쇄회로기판(23), 발광 소자(25), 구동 집적회로 소자(27) 및 열 차단부(29)는 발광 다이오드 모듈을 구성한다.
히트싱크(21)는 조명 장치의 구동 중 발생되는 열을 방출하기 위한 것으로, 특히 발광 소자(25)에서 생성된 열을 방출한다. 히트싱크(21)는 방열 특성이 우수한 금속, 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 히트싱크(21)는 표면적을 증가시키기 위해 요철 패턴을 가질 수 있다. 상기 히트싱크(21)는 조명 장치의 형상 및 구조에 대응하여 다양한 형상을 가질 수 있다.
인쇄회로기판(23)은 상기 히트싱크(21) 상에 배치된다. 인쇄회로기판(23)은 FR4 PCB, 금속 PCB, 또는 금속 코어 PCB 등과 같은 통상의 인쇄회로기판일 수 있다. 특히, 금속 PCB 또는 금속 코어 PCB는 발광 소자(25)에서 발생된 열을 히트싱크(21)에 잘 전달할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(23)은 배선 패턴(도시하지 않음)을 포함하며, 상기 배선 패턴을 통해 구동 집적회로 소자(27)와 발광 소자(25)가 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(25)는 발광 다이오드 칩을 포함하며, 칩 형태 또는 패키지 형태일 수 있다. 즉, 발광 다이오드 칩이 실장된 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판(23) 상에 실장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드 칩이 직접 인쇄회로기판(23) 상에 칩-온-보드 타입으로 실장될 수 있다. 발광 다이오드 칩을 직접 인쇄회로기판(23) 상에 실장함으로써 발광 다이오드 칩에서 생성된 열을 더 쉽게 방출할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 질화갈륨 계열의 발광 다이오드 칩을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 인화갈륨 계열의 발광 다이오드 칩을 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드 칩은 단일의 다이오드 즉 단일의 발광 요소를 갖는 발광 다이오드 칩일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2개 이상의 발광 요소를 갖는 고전압용, 예컨대 6V 이상의 고전압에서 구동하는 칩일 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 하나의 발광 소자(25)를 도시하고 있으나, 인쇄회로기판(23) 상에 복수의 발광 소자(25)가 실장될 수 있으며, 이들이 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 이에 따라, 가정용 교류 전원과 같은 110V 또는 220V에서 직접 구동될 수 있는 조명장치가 제공될 수 있다.
구동 집적회로 소자(27)는 인쇄회로기판(23) 상에 실장된다. 구동 집적회로 소자(27)는 인쇄회로기판(23)의 배선 패턴을 통해 발광 소자(25)에 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 집적회로 소자(27)는 칩 형태 또는 패키지 형태일 수 있다. 즉, 상기 구동 집적회로 소자(27)는 단일의 기판 상에 구동회로가 집적된 칩일 수 있으며, 또는 상기 칩이 실장된 패키지일 수 있다. 상기 구동 집적회로 소자(27)는 직류 또는 교류 전력을 공급받아 상기 발광 다이오드 소자(25)를 구동할 수 있다. 특히, 상기 구동 집적회로 소자(27)가 교류 전원으로부터 교류 전력을 공급받아 상기 발광 다이오드 소자(25)를 구동할 경우, 일반 가정용 전원과 같은 교류 전원에 직접 연결하여 사용할 수 있는 조명장치가 제공될 수 있다.
한편, 열 차단부(29)가 인쇄회로기판(23)과 구동 집적회로 소자(27) 사이에 위치하여 인쇄회로기판(23)으로부터 구동 집적회로 소자(27)를 열적으로 분리하며, 이에 따라 발광 소자(25)와 구동 집적회로 소자(27) 사이의 열적 간섭이 차단된다.
열 차단부(29)는 인쇄회로기판(23)에 비해 열전도율이 낮은 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 플라스틱 단열재, 무기물이 첨가된 고분자 수지나 세라믹 단열재로 형성될 수 있다. 예컨대, 발포 우레탄 등의 발포 플라스틱 또는 기포 유리와 같은 세라믹을 이용하여 열 차단부가 형성될 수 있다.
상기 구동 집적회로 소자(27)는 열 차단부(29) 상에 실장된다. 상기 구동 집적회로 소자(27)가 칩 형태인 경우, 상기 구동 집적회로 소자(27)는 본딩 와이어들을 통해 인쇄회로기판(23)의 배선 패턴에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 상기 구동 집적회로 소자(27)가 패키지 형태인 경우, 상기 구동 집적회로 소자(27)의 전기적 접점부, 예컨대 리드들은 열 차단부(29) 상의 금속 패드들(도시하지 않음)에 접속하고, 금속 패드들이 본딩 와이어들을 통해 인쇄회로기판(23)의 배선 패턴에 전기적으로 접속될 수 있으며, 이와 달리, 구동 집적회로 소자(27)의 리드들이 직접 인쇄회로기판(23)의 배선 패턴에 접속될 수 있다.
상기 열 차단부(29)를 채택함에 따라, 발광 소자(25)에서 발생된 열이 인쇄회로기판(23)을 통해 구동집적회로 소자(27)로 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 구동 집적회로 소자(27)가 열에 의해 오작동하거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 히트싱크(21)의 크기를 상대적으로 감소시킬 수 있어 조명 장치의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는 도 2를 참조하여 설명한 조명 장치와 유사하게, 히트싱크(21), 인쇄회로기판(23), 발광 소자(25) 및 구동 집적회로 소자(27)를 포함한다. 다만, 본 실시예에 따른 조명 장치는 열 전달부(31)를 더 포함하며, 열 차단부(29a)는 도 2의 열 차단부와 대비하여 그 형상에 차이가 있다.
열 전달부(31)는 인쇄회로기판(23)의 비아 홀을 통해 히트싱크(21)에 접속할 수 있으며, 발광 소자(25)는 열 전달부(31) 상에 실장된다. 열 전달부(31)는 발광 소자(25)에서 생성된 열을 히트싱크(21)로 직접 전달하며, 따라서 인쇄회로기판(23)의 온도가 상승하는 것을 완화할 수 있다. 상기 열 전달부(31)는 인쇄회로기판(23)의 비아 홀을 충진하는 금속 페이스트 또는 비하 홀의 내측벽에 형성된 도금층일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하나의 열 전달부(31)가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 발광 소자(25)에 대응하여 복수의 열 전달부(31)가 인쇄회로기판(23)의 비아 홀들에 형성될 수 있다. 또한, 각 발광 소자(25)에 대응하여 복수의 작은 비아 홀들이 형성될 수도 있다.
한편, 열 차단부(29a)는 상기 구동 집적회로 소자(27)측의 상부 부분, 상기 상부면에 대향하는 하부 부분, 및 상기 상부 부분과 하부 부분 사이에 상기 상부 부분 및 하부 부분보다 좁은 폭을 갖는 중간 부분을 포함한다. 상기 하부 부분이 인쇄회로기판(23)측에 배치된다. 상기 열 차단부(29a)가 상대적으로 좁을 폭을 갖는 중간 부분을 포함하기 때문에 열 차단부(29a)를 통한 열의 유입 및/또는 유출을 더욱 방지할 수 있어, 구동 집적회로 소자(27)를 더 효과적으로 열적으로 분리시킬 수 있다.
본 실시예의 열 차단부(29a)는 본 실시예에 한정되지 않고 모든 실시예에 채택될 수 있으며, 나아가, 상기 열 전달부(31)는 인쇄회로기판(23)을 사용하는 모든 실시예에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 조명 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 인쇄회로기판(23)이 생략된 것을 제외하면, 앞서 설명한 실시예들과 유사하게 히트싱크(21), 발광 소자(25), 구동 집적회로 소자(27) 및 열 차단부(29)를 포함한다.
즉, 발광 소자(25) 및 구동 집적회로 소자(27)가 인쇄회로기판(23) 없이 히트 싱크(21) 상에 실장되며, 열 차단부(29)는 구동 집적회로 소자(27)와 히트 싱크(21) 사이에 배치되어 구동 집적회로 소자(27)를 히트싱크(21)로부터 열적으로 분리한다.
한편, 상기 히트싱크(21)는 그 상면에 배선 패턴(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 히트싱크(21)가 금속 재질인 경우, 상기 배선 패턴은 절연층에 의해 금속 재질의 히트싱크(21)로부터 절연될 수 있다.
한편, 상기 발광 소자(25)는 히트 싱크(21) 상에 실장되고, 상기 배선 패턴에 전기적으로 접속된다. 발광 소자(25)의 하부면은 직접 히트 싱크(21)에 접촉할 수 있으며, 따라서 발광 소자(25)에서 생성된 열을 히트싱크(21)로 직접 방출할 수 있다.
나아가, 구동 집적회로 소자(27)는 열 차단부(29)에 의해 히트싱크(21)로부터 열적 및 전기적으로 분리될 수 있으며, 본딩 와이어 등을 통해 히트 싱크(21) 상의 금속 패턴에 전기적으로 접속될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 인쇄회로기판을 생략했기 때문에 발광 소자(25)에서 생성된 열을 더 빨리 히트싱크(21)로 방출할 수 있어 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
앞서, 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 여기서 설명한 실시예들은 본 발명을 더 잘 이해하는 것을 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이며, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 따라서 본 발명은 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 또한 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내의 다양한 변형 및 변경은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 발광 소자;
    상기 발광 소자를 구동하기 위한 구동 집적회로 소자;
    상기 발광 소자에서 발생된 열을 방출하기 위한 히트싱크;
    상기 히트싱크 상에 위치하는 인쇄회로기판; 및
    상기 구동 집적회로 소자와 상기 발광 소자 사이의 열적 간섭을 차단하기 위한 열 차단부를 포함하고,
    상기 발광 소자 및 상기 구동 집적회로 소자는 상기 인쇄회로기판 상에 실장되며,
    상기 구동 집적회로 소자는 상기 열 차단부 상에 배치되고,
    상기 열 차단부는 상기 인쇄회로기판과 상기 구동 집적회로 소자 사이에 배치되고,
    상기 발광 소자는 상기 열 차단부로부터 이격되어 상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 다이오드 조명 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 소자에서 생성된 열을 상기 히트싱크로 전달하기 위한 열 전달부를 더 포함하되,
    상기 열 전달부는 상기 인쇄회로기판의 비아 홀을 통해 상기 히트 싱크에 접속된 발광 다이오드 조명 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동 집적회로 소자는 구동 회로가 집적된 칩 또는 상기 칩이 실장된 패키지인 발광 다이오드 조명 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 소자는 발광 다이오드 칩 또는 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 발광 다이오드 패키지인 발광 다이오드 조명 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 6V 이상의 고전압에서 턴온되는 고전압용 발광 다이오드 칩인 발광 다이오드 조명 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동 집적회로 소자는 교류 전력을 공급받아 상기 발광 소자를 구동하는 발광 다이오드 조명 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 열 차단부는 상기 인쇄회로기판에 비해 열전도율이 낮은 재료로 형성된 발광 다이오드 조명 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 열 차단부는 플라스틱 단열재, 무기물이 첨가된 고분자 수지 또는 세라믹 단열재로 형성된 발광 다이오드 조명 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 열 차단부는 상기 구동 집적회로 소자측의 상부 부분, 상기 상부 부분에 대향하는 하부 부분, 및 상기 상부 부분과 하부 부분 사이에 상기 상부 부분 및 하부 부분보다 좁은 폭을 갖는 중간 부분을 포함하는 발광 다이오드 조명 장치.
  10. 히트싱크 상에 배치되어 광을 발생시키는 발광 다이오드 모듈에 있어서,
    상기 히트 싱크 상에 배치되도록 구성된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 실장된 발광 소자;
    상기 인쇄회로기판 상에 실장된 구동 집적회로 소자; 및
    상기 구동집적회로 소자와 상기 인쇄회로기판 사이에 배치된 열 차단부를 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 열 차단부로부터 이격된 발광 다이오드 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 인쇄회로기판을 관통하는 열 전달부를 더 포함하되,
    상기 발광 소자는 상기 열 전달부 상에 위치하는 발광 다이오드 모듈.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 구동 집적회로 소자는 구동 회로가 집적된 칩 또는 상기 칩이 실장된 패키지인 발광 다이오드 모듈.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 발광 소자는 발광 다이오드 칩 또는 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 발광 다이오드 패키지인 발광 다이오드 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 6V 이상의 고전압에서 턴온되는 고전압용 발광 다이오드 칩인 발광 다이오드 모듈.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 구동 집적회로 소자는 교류 전력을 공급받아 상기 발광 소자를 구동하는 발광 다이오드 모듈.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 열 차단부는 상기 인쇄회로기판에 비해 열전도율이 낮은 재료로 형성된 발광 다이오드 모듈.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 열 차단부는 플라스틱 단열재, 무기물이 첨가된 고분자 수지 또는 세라믹 단열재로 형성된 발광 다이오드 모듈.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 열 차단부는 상기 구동 집적회로 소자측의 상부 부분, 상기 상부 부분에 대향하는 하부 부분, 및 상기 상부 부분과 하부 부분 사이에 상기 상부 부분 및 하부 부분보다 좁은 폭을 갖는 중간 부분을 포함하는 발광 다이오드 모듈.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190130950A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 주식회사 네패스 반도체 패키지
KR20210043997A (ko) * 2019-10-14 2021-04-22 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
WO2021158912A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Lumileds Llc Light-emitting diode lighting system with wirebonded hybridized device
KR20220081230A (ko) * 2020-12-08 2022-06-15 주식회사 케이엠 엘이디 조명등
US11404347B2 (en) 2018-05-15 2022-08-02 Nepes Co., Ltd. Semiconductor package
US11575074B2 (en) 2020-07-21 2023-02-07 Lumileds Llc Light-emitting device with metal inlay and top contacts

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190130950A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 주식회사 네패스 반도체 패키지
US11404347B2 (en) 2018-05-15 2022-08-02 Nepes Co., Ltd. Semiconductor package
KR20210043997A (ko) * 2019-10-14 2021-04-22 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
WO2021158912A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Lumileds Llc Light-emitting diode lighting system with wirebonded hybridized device
US11373991B2 (en) 2020-02-06 2022-06-28 Lumileds Llc Methods of manufacturing light-emitting devices with metal inlays and bottom contacts
US11756947B2 (en) 2020-02-06 2023-09-12 Lumileds Llc Light-emitting diode lighting system with wirebonded hybridized device
US11575074B2 (en) 2020-07-21 2023-02-07 Lumileds Llc Light-emitting device with metal inlay and top contacts
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