KR20190044217A - 히트 싱크 및 이를 이용한 엘이디 등기구 - Google Patents

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Abstract

열섬 현상을 제거하여 방열 성능을 보다 높일 수 있는 히트 싱크 및 이를 이용한 엘이디 등기구를 제시한다. 제시된 히트 싱크는 구멍이 중앙에 천공된 베이스 기재, 및 구멍을 중심으로 하여 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀을 포함한다. 다수개의 방열 핀의 일측부는 구멍에 노출된다.

Description

히트 싱크 및 이를 이용한 엘이디 등기구{Heat sink and lighting device using the same}
본 발명은 히트 싱크 및 이를 이용한 엘이디 등기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디 등기구와 같은 조명기구에 적용되어 방열효율을 향상시킨 히트 싱크 및 이를 이용한 엘이디 등기구에 관한 것이다.
신성장 동력으로 분류된 LED 조명 제품은 기존 광원보다 조도가 높고 수명이 길어 에너지 효율의 상승효과가 높기 때문에 환경 및 에너지 문제를 해결하기 위한 중요한 요소라 할 수 있다.
최근에 LED는 다양한 분야에 적용되어 휴대 전화, LCD 디스플레이, 차량용 전조등, 대형 전광판, 인테리어 및 경관 조명등 많은 분야에 적용되고 있다.
현재 이러한 추세에 힘입어 LED가 세계 각지에서 총 에너지의 약 15%를 소비하는 일반 조명에 적용될 것으로 예상된다.
LED 광원은 반도체 제품이므로 기존 조명광원들과 달리 유해물질을 전혀 사용하지 않아도 된다. LED 광원은 일단 설치하면 상당히 긴 시간동안 사용될 수 있고, 일반 조명으로 활용할 때 높은 광 효율을 나타내는 장점을 지니고 있다. 다만, 광원인 LED가 반도체 제품이므로 제품의 수명과 성능이 온도의 영향을 심각하게 받는다.
고출력 LED의 경우 인가된 에너지에 대해 통상적으로 20% 정도의 광 출력과 80% 정도의 열로 전환된다. 여기서, 열에 의한 문제로 인해 고출력 LED의 수명 저하 및 광출력에 직접적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다
LED를 비롯한 전자기기에서 발생되는 고장원인의 분석에 따르면, 약 55%가 열에 의해 발생하며, 발열 온도가 높을수록 고장 확률은 증가한다.
그에 따라, 방열 성능을 높이기 위해 도 1 또는 도 2에서와 같이, 다수의 방열 핀(2)을 베이스 기재(1)상에 방사 형상으로 설치시킨 히트 싱크가 제시되고 있다.
상술한 도 1 또는 도 2의 히트 싱크는 인접한 방열 핀(2) 사이에 간격을 둠으로써 공기 흐름이 원활해지도록 하였으나, 열화상 카메라로 측정하여 본 결과 도 3 및 도 4에서와 같이 열섬 현상이 발생됨을 확인할 수 있었다. 도 3은 도 1의 히트 싱크를 열화상 카메라로 측정한 결과를 보여주는 사진이고, 도 4는 도 2의 히트 싱크를 열화상 카메라로 측정한 결과를 보여주는 사진이다. 특히, 베이스 기재(1)의 면적이 클수록 공기의 흐름이 원활하지 않음을 확인할 수 있었다.
선행기술 1 : 대한민국 공개특허 제10-2008-0032324호(발포금속을 이용한 히트싱크 및 이의 제조방법) 선행기술 2 : 대한민국 등록특허 제10-1021503호(히트싱크 및 이의 제조방법) 선행기술 3 : 대한민국 등록특허 제10-1422218호(금속메쉬층을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 열섬 현상을 제거하여 방열 성능을 보다 높일 수 있는 히트 싱크 및 이를 이용한 엘이디 등기구를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 히트 싱크는, 구멍이 중앙에 천공된 베이스 기재; 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된다.
상기 구멍의 직경보다 작은 직경을 갖는 링 형상의 지지체;를 추가로 포함할 수 있고, 상기 지지체의 외측면에는 상기 다수개의 방열 핀의 일측부가 연결될 수 있다.
상기 베이스 기재와 상기 다수개의 방열 핀은 상호 동일한 금속 재질로 구성될 수 있고, 브레이징 접합에 의해 상호 결합될 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 다른 실시양태에 따른 히트 싱크는, 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 다수개의 방열 핀은 링 형상의 지지체에 연결되고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된다.
상기 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체를 관통하여 상기 구멍에 노출될 수 있고, 상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 클 수 있다.
상기 다수개의 방열 핀의 타측부는 상기 지지체의 내측면에 접촉될 수 있고, 상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 클 수 있다.
상기 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체의 외측면에 접촉될 수 있고, 상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 작을 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시양태에 따른 히트 싱크는, 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된다.
그리고, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시양태에 따른 히트 싱크는, 제 1 구멍이 중앙에 천공되고, 제 2 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및 상기 제 1 구멍 및 상기 제 2 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 제 1 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 제 1 구멍에 노출되고, 상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀은 링 형상의 지지체에 연결되되 상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 제 2 구멍에 노출된다.
상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체를 관통하여 상기 제 2 구멍에 노출될 수 있고, 상기 지지체의 직경은 상기 제 2 구멍의 직경에 비해 클 수 있다.
상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 타측부는 상기 지지체의 내측면에 접촉될 수 있고, 상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 클 수 있다.
상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체의 외측면에 접촉될 수 있고, 상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 작을 수 있다.
그리고, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시양태에 따른 히트 싱크는, 제 1 구멍이 중앙에 천공되고, 제 2 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및 상기 제 1 구멍 및 상기 제 2 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 제 1 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 제 1 구멍에 노출되고, 상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 제 2 구멍에 노출된다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 엘이디 등기구는, 히트 싱크; 및 기판을 매개로 상기 히트 싱크에 대면된 엘이디 광원;을 포함하고, 상기 히트 싱크는 구멍이 중앙에 천공된 베이스 기재, 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀을 포함하고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된다.
그리고, 본 발명의 바람직한 다른 실시양태에 따른 엘이디 등기구는, 히트 싱크; 및 기판을 매개로 상기 히트 싱크에 대면된 엘이디 광원;을 포함하고, 상기 히트 싱크는 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재, 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 다수개의 방열 핀은 링 형상의 지지체에 연결되고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된다.
그리고, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시양태에 따른 엘이디 등기구는, 히트 싱크; 및 기판을 매개로 상기 히트 싱크에 대면된 엘이디 광원;을 포함하고, 상기 히트 싱크는 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재, 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
1. 베이스 기재의 중앙부에 구멍을 천공함으로써 중앙부에서의 열섬 현상이 발생할 가능성을 낮춘다.
그리고, 베이스 기재의 중앙부의 구멍을 중심으로 베이스 기재상에 다수의 방열 핀을 방사 형상으로 설치하되 방열 핀의 일측부를 구멍에 노출시킴으로써, 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다. 즉, 바람이 베이스 기재의 구멍을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 해당 구멍 주변의 금속성의 방열 핀을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재에서 발생되는 열은 방열 핀으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
2. 베이스 기재의 가장자리에 구멍을 천공하고, 구멍을 중심으로 베이스 기재상에 다수의 방열 핀을 방사 형상으로 설치하되 방열 핀의 일측부를 구멍에 노출시킴으로써 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다. 즉, 베이스 기재의 가장자리의 구멍을 통해 바람이 통과하여 해당 구멍 주변의 금속성의 방열 핀을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재의 가장자리의 방열 핀으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
3. 베이스 기재의 중앙부 및 가장자리에 구멍을 각각 천공하고, 각각의 구멍을 중심으로 베이스 기재상에 방열 핀을 방사 형상으로 설치하되 방열 핀의 일측부를 구멍에 노출시킴으로써, 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
도 1은 종래의 조명기구에 채용되는 히트 싱크의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 조명기구에 채용되는 히트 싱크의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 히트 싱크를 열화상 카메라로 측정한 결과를 보여주는 사진이다.
도 4는 도 2의 히트 싱크를 열화상 카메라로 측정한 결과를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크의 외관사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구의 측단면도로서, 도 6의 A-A선의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 반사갓을 결합시킨 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 방열 핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 방열 핀과 베이스 기재 간의 결합상태를 보여주는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구의 측단면도로서, 도 11의 B-B선의 측단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
도 19는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크의 외관사시도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크는, 베이스 기재(10), 및 방열 핀(20)을 포함한다.
베이스 기재(10)는 알루미늄 또는 구리(Cu) 등과 같이 열전도율이 높은 금속 재질의 판재를 프레스 가공하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기재(10)는 원 형상 또는 사각 형상으로 구성될 수 있다. 필요에 따라서, 베이스 기재(10)는 오각형, 육각형 등과 같이 다양하게 변형될 수 있다.
물론, 필요에 따라서 베이스 기재(10)는 압출 방식에 의해서도 제작가능하지만, 열전도도 측면에서 볼 때 프레스 가공하여 제작된 베이스 기재(10)를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
특히, 베이스 기재(10)의 중앙에는 천공된 구멍(12)이 형성된다. 이는 베이스 기재(10)의 중앙부에서 열섬 현상이 발생하므로, 해당 중앙부에 구멍(12)을 천공함으로써 중앙부에서의 열섬 현상이 발생할 가능성을 낮춘다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)의 구멍(12)을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 구멍(12)을 향하는 측부)는 구멍(12)에 노출된다. 다시 말해서, 도 6에서 베이스 기재(10)를 하방향에서 상방향으로 바라볼 경우 구멍(12)을 통해 방열 핀(20)의 일부를 볼 수 있게 된다. 이와 같이 방열 핀(20)의 일측부를 구멍(12)에 노출되게 하는 이유는 방열 성능(효율)을 극대화하기 위함이다. 즉, 바람이 베이스 기재(10)의 구멍(12)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 해당 구멍(12) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)에서 발생되는 열은 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에 발생되는 열섬 현상을 제거함과 더불어 방열 성능(효율)을 보다 높일 수 있게 된다. 만약, 방열 핀(20)을 구멍(12)에 노출되지 않게 설치한 경우, 바람(공기)이 베이스 기재(10)의 구멍(12)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 바람이 직접적으로 방열 핀(10)에 부딪치지 않게 될 것이다. 부딪힌다고 하더라도 미미한 양이 될 수 있다. 결국, 방열 핀(20)을 구멍(12)에 노출시키지 않으면 방열 핀(20)의 일측부를 구멍(12)에 노출시킨 것에 비해 방열 성능(효율)이 떨어질 것이다.
이러한 이유로 인해, 본 발명의 제 1 실시예에서는 베이스 기재(10)의 중앙부에 구멍(12)을 천공시키고 방열 핀(20)의 일측부를 구멍(12)에 노출되게 한 것이다.
방열 핀(20)은 알루미늄 또는 구리(Cu) 등과 같이 열전도율이 높은 금속 재질의 판재를 프레스 가공하여 제작될 수 있다.
물론, 필요에 따라서 방열 핀(20)은 압출 방식에 의해서도 제작가능하지만, 열전도도 측면에서 볼 때 프레스 가공하여 제작된 방열 핀(20)을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
특히, 방열 핀(20)은 금속 판재를 프레스 가공하여 사용함으로써, 기존 압출 방식에서 구현할 수 없었던 150mm 정도의 높이를 갖는 방열 핀으로 손쉽게 제작될 수 있다.
또한, 방열 핀(20)은 금속 판재를 프레스 가공하여 제작된 것이므로, 기존 압출 방식에 의한 방열 핀에 비해 열전도도가 우수하다. 이는 압출 방식과 프레스 가공과의 기술적인 차이로 인해 발생된다고 볼 수 있다. 즉, 프레스 가공은 롤링으로 금속 판재를 압착시키므로, 기존 압출 방식에 의한 방열 핀에 비해 열전도도가 우수하다고 할 수 있다.
기존 다이캐스팅 방식 및 기존 압출 방식에서는 제조공법상 생산성 문제로 방열 핀의 사이즈에 제약이 있었고, 적층 핀 방식에서는 박판 사용에 따른 열전도도 문제로 방열 핀의 사이즈에 제약이 있었다.
그러나, 본 발명의 제 1 실시예에서는 기존 압출 제품의 핀 높이, 간격, 단면 사이즈의 한계를 극복할 수 있다. 방열 핀 사이즈가 방열에 미치는 효과가 크다는 것은 익히 알려진 사실이다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 방열 핀(20) 사이즈에 대한 자유도가 높아짐에 따라 방열 효율이 기존에 비해 높다는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에서는, 다수개의 방열 핀(20)을 베이스 기재(10) 상에 설치할 때 브레이징(brazing) 용접으로 접합시킨다. 즉, 베이스 기재(10)와 방열 핀(20)은 브레이징 용가제(예컨대, 와이어, 와셔, 시트, 파우더, 페이스트 등)에 의해 상호 브레이징 접합된다고 볼 수 있다. 브레이징은 접합 모재(즉, 베이스 기재(10), 방열 핀(20))를 거의 용융시키지 않고 삽입 금속(즉, 브레이징 용가제)을 용융시켜 접합부를 형성한다. 이때, 용융되는 삽입 금속은 모세관 현상에 의해 접합부 간격 사이로 유입되어 채워진다. 또는, 브레이징은 모재 사이에 놓인 삽입 금속을 용융시키며 냉각에 의해 응고시켜 접합하는 방식이라고 할 수 있다.
이와 같이 브레이징 접합 방식을 사용하게 되면 모재(즉, 베이스 기재(10), 방열 핀(20))가 녹지 않고 브레이징 용가제만으로 용접되기 때문에 모재의 변형이나 잔류응력이 거의 없게 되고, 브레이징면에 대한 기밀성 및 내부식성을 제공하게 된다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구의 측단면도로서, 도 6의 A-A선의 측단면도이다.
본 발명의 제 1 실시예의 히트 싱크(베이스 기재(10), 방열 핀(20) 포함)는 엘이디 등기구와 같이 하나 이상의 엘이디 광원(40)을 채용된 조명기구에 설치가능하다.
도 7에서, 미설명 부호 30은 엘이디 광원(40)이 설치된 PCB 기판이고, 50은 투명 커버이다. 즉, 엘이디 광원(40)은 PCB 기판(30)을 매개로 베이스 기재(10)에 대면된다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 베이스 기재(10)의 중앙 및 PCB 기판(30)의 중앙에 구멍(12)을 천공하였으므로, 엘이디 광원(40)은 구멍(12)이 형성된 중앙부를 제외한 부위에 설치됨이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 반사갓을 결합시킨 예를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 조명기구(예컨대, LED 등기구)는 히트 싱크 및 반사갓(60)을 포함한다. 물론, 도 8에 도시된 조명기구는 도 7에서와 같이 엘이디 광원(40) 및 투명 커버(50)를 포함할 것이다.
반사갓(60)은 금속 재질(예컨대, 알루미늄, 동(구리) 등)로 구성된다.
금속 재질의 반사갓(60)은 엘이디 광원(40)에서의 광의 지향각 조정을 위해 사용된다. 즉, 반사갓(60)이 없을 경우에는 엘이디 광원(40)에서의 광이 사방으로 퍼져 나갈 것이다. 그래서, 반사갓(60)을 결합시키게 되면 퍼지는 빛을 모아줄 수 있다.
그리고, 히트 싱크와 반사갓(60)을 서로 결합시킴으로써, 엘이디 광원(40)에서 발생된 열을 히트 싱크와 반사갓(60)을 통해 방열시킨다. 종래에는 반사갓과 히트 싱크를 결합시키기 위해, 열접착 에폭시 본드 또는 방열 테이프와 같은 본딩재로 반사갓과 히트 싱크를 상호 접착하거나 나사를 이용하여 서로 결합시키는 방식을 채택하였다.
이때, 본딩재(열접착 에폭시 본드, 방열 테이프)를 사용하는 경우에는 히트 싱크와 반사갓의 접합부분에서의 열전도도가 낮고, 나사를 사용하는 경우에는 히트 싱크와 반사갓 사이의 접착이 완전하지 못하여 열전도도가 좋지 않을 수 있다.
그에 따라, 도 8에서는 히트 싱크와 반사갓(60) 사이의 접촉면의 저항을 줄여 방열 효율을 높이기 위해 브레이징(brazing) 기법을 채용하였다. 통상적으로, 브레이징은 열을 이용하여 금속을 접합하는 용접 방법중의 하나로서, 450도 이상의 고온에서 접합하고자 하는 모재(용접할 때 그 대상이 되는 금속)를 상하게 하지 않고 용가재(용접봉)만 녹여 두 금속을 접합시키는 기술이다.
따라서, 금속 재질인 두 금속(즉, 히트 싱크와 반사갓(60))이 모재가 되므로, 히트 싱크와 반사갓(60)을 브레이징하여 상호 금속 접합시킴으로써, 종래의 결합방식에 비해 히트 싱크와 반사갓(60) 사이의 접촉면에서의 열전도도가 우수하게 된다. 이에 의해, 방열 성능(효율)이 종래에 비해 뛰어나게 된다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 방열 핀을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 9의 방열 핀과 베이스 기재 간의 결합상태를 보여주는 평면도이다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에서는 베이스 기재(10)의 구멍(12)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치시켰으나, 변형예에서는 도 9에서와 같이 서로 이격된 방열 핀(20)이 링 형상의 지지체(70)에 일체로 형성되었다는 점에서 차이난다. 이때, 지지체(70)의 직경은 구멍(12)의 직경보다 작다.
특히, 지지체(70)는 방열 핀(20)과 동일한 재질로 구성된다. 그리고, 변형예에서, 베이스 기재(10)는 방열 핀(20)과 동일한 재질로 구성된다.
도 9에 보여지는 방열 핀(20) 및 지지체(70)를 방열 핀 구조체 또는 모듈(module)화된 방열 핀이라고 통칭할 수 있다.
상술한 변형예의 방열 핀 구조체 또는 모듈화된 방열 핀은 도 10에서와 같이 베이스 기재(10)(중앙에 구멍(12)이 천공됨)의 중앙부에 설치된다.
여기서, 상술한 변형예의 방열 핀 구조체 또는 모듈화된 방열 핀은 브레이징(brazing) 용접을 통해 베이스 기재(10) 상에 설치된다.
상술한 변형예에서, 지지체(70)는 서로 이격된 방열 핀(20)과 일체로 형성되므로, 베이스 기재(10)상에 설치함에 있어서 상술한 본 발명의 제 1 실시예와 비교하여 볼 때 보다 용이하게 설치할 수 있을 것이다. 즉, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에서는 개별적으로 각각의 방열 핀(20)을 베이스 기재(10)에 설치해야 되므로 번거러울 수 있다. 그러나, 변형예의 방열 핀 구조체 또는 모듈화된 방열 핀은 다수의 방열 핀(20)과 지지체(70)가 일체로 되어 있으므로 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 비해서는 보다 쉽게 설치할 수 있다.
상술한 변형예의 설치 형태는 도 6과 거의 동일하다. 다만 차이나는 것은 지지체(70)가 구멍(12)에서 완전히 노출된다는 점이 차이난다. 다시 말해서, 지지체(70)의 직경이 구멍(12)의 직경보다 작으므로, 베이스 기재(10)를 하방향에서 상방향으로 바라볼 경우 구멍(12)을 통해 방열 핀(20)의 일부 및 지지체(70)를 볼 수 있게 된다.
이와 같이 구성된 변형예에 의해서도, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다. 즉, 바람(공기)이 베이스 기재(10)의 구멍(12)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 공기 열이 직접적으로 금속성의 방열 핀(20) 및 지지체(70)에 부딪쳐서 열전도된다. 결국, 방열 핀(20)에게로 전도된 열이 해당 방열 핀(20)을 통해 외부로 배출된다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에 발생되는 열섬 현상을 제거함과 더불어 방열 성능(효율)을 보다 높일 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이고, 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구의 측단면도로서, 도 11의 B-B선의 측단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크는 상술한 본 발명의 제 1 실시예와 비교하여 볼 때, 베이스 기재(10)에 형성시킨 구멍(12)의 위치에서 크게 차이난다. 그리고, 방열 핀 구조체의 형상에서 약간 차이난다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
본 발명의 제 2 실시예에서는, 하나 이상의 구멍(12)이 베이스 기재(10)의 중앙부가 아니라 가장자리에 설치된다. 도 11에서는 구멍(12)의 수를 4개로 하였으나, 필요에 따라서는 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(12) 단위별로 해당 구멍(12)을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 구멍(12)을 향하는 측부)는 구멍(12)에 노출되고, 서로 이격된 방열 핀(20)이 링 형상의 지지체(70)에 일체로 형성된다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에서는 각각의 방열 핀(20)의 일측 끝단이 지지체(70)의 외측면에 결합되는 형태로 구성되었으나, 본 발명의 제 2 실시예에서는 각각의 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(70)를 관통하여 구멍(12)에 노출되게 형성되었다. 특히, 본 발명의 제 2 실시예의 경우 지지체(70)의 직경이 구멍(12)의 직경에 비해 크다.
본 발명의 제 2 실시예에서도, 베이스 기재(10)와 방열 핀(20) 및 지지체(70)는 서로 동일한 재질로 구성된다.
특히, 본 발명의 제 2 실시예는 구멍(12)을 베이스 기재(10)의 가장자리에 하나 이상으로 형성시킴으로써, 도 12에서와 같이 PCB 기판(30)을 매개로 엘이디 광원(40)을 베이스 기재(10)의 중앙부에 위치시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에서는 엘이디 광원(40)의 설치위치 때문에 투명 커버(50)가 다수개 필요하였으나, 본 발명의 제 2 실시예에서는 투명 커버(50)를 하나만 사용하여도 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 가장자리의 구멍(12)을 통해 바람이 통과하여 해당 구멍(12) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다. 이는 온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 열이 이동하여 두 물체의 온도가 같아지는 현상인 열평형 현상을 생각해 보면 쉽게 이해할 수 있으리라 본다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 의해서도, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크는 상술한 본 발명의 제 2 실시예와 비교하여 볼 때, 방열 핀 구조체의 형상(특히, 지지체(70)의 설치 위치)에서 약간 차이날 뿐 나머지는 동일하다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
본 발명의 제 3 실시예에서는, 하나 이상의 구멍(12)이 베이스 기재(10)의 중앙부가 아니라 가장자리에 설치된다. 도 13에서는 구멍(12)의 수를 4개로 하였으나, 필요에 따라서는 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(12) 단위별로 해당 구멍(12)을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 구멍(12)을 향하는 측부)는 구멍(12)에 노출되고, 서로 이격된 방열 핀(20)의 타측부(즉, 끝단부)는 링 형상의 지지체(70)의 내측면에 일체로 형성된다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에서는 각각의 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(70)를 관통하여 구멍(12)에 노출되도록 하였으나, 본 발명의 제 3 실시예에서는 방열 핀(20)의 일측부는 구멍(12)에 노출되되 방열 핀(20)의 타측부는 링 형상 지지체(70)의 내측면에 접촉되도록 구성된다. 특히, 본 발명의 제 3 실시예의 지지체(70)의 직경은 구멍(12)의 직경 및 본 발명의 제 2 실시예의 지지체(70)의 직경에 비해 크다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 가장자리의 구멍(12)을 통해 바람이 통과하여 해당 구멍(12) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 3 실시예에 의해서도, 상술한 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서와 같이 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 히트 싱크는 상술한 본 발명의 제 3 실시예와 비교하여 볼 때, 방열 핀 구조체의 형상(특히, 지지체(70)의 설치 위치)에서 약간 차이날 뿐 나머지는 동일하다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
본 발명의 제 4 실시예에서는, 하나 이상의 구멍(12)이 베이스 기재(10)의 중앙부가 아니라 가장자리에 설치된다. 도 14에서는 구멍(12)의 수를 4개로 하였으나, 필요에 따라서는 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(12) 단위별로 해당 구멍(12)을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 구멍(12)을 향하는 측부)는 구멍(12)에 노출되고, 서로 이격된 방열 핀(20)이 링 형상의 지지체(70)의 외측면에 일체로 형성된다.
즉, 본 발명의 제 3 실시예에서는 방열 핀(20)의 일측부는 구멍(12)에 노출되고 방열 핀(20)의 타측부는 링 형상 지지체(70)의 내측면에 접촉되도록 하였으나, 본 발명의 제 4 실시예에서는 구멍(12)에 노출되는 방열 핀(20)의 일측부가 지지체(70)의 외측면에 접촉되도록 하였다. 즉, 본 발명의 제 4 실시예의 지지체(70)의 직경은 구멍(12)의 직경에 비해 작다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 가장자리의 구멍(12)을 통해 바람이 통과하여 해당 구멍(12) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 4 실시예에 의해서도, 상술한 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에서와 같이 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 히트 싱크는 상술한 본 발명의 제 5 실시예와 비교하여 볼 때, 지지체(70)가 없고 나머지는 동일하다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
본 발명의 제 5 실시예에서는, 하나 이상의 구멍(12)이 베이스 기재(10)의 중앙부가 아니라 가장자리에 설치된다. 도 15에서는 구멍(12)의 수를 4개로 하였으나, 필요에 따라서는 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(12) 단위별로 해당 구멍(12)을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 구멍(12)을 향하는 측부)는 구멍(12)에 노출된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 5 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 가장자리의 구멍(12)을 통해 바람이 통과하여 해당 구멍(12) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 5 실시예에 의해서도, 상술한 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에서와 같이 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 5 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 6 실시예에 따른 히트 싱크는 본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예의 결합으로 해석하면 된다.
즉, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
베이스 기재(10)의 중앙에는 천공된 제 1 구멍(14)이 형성되고, 베이스 기재(10)의 가장자리에는 천공된 제 2 구멍(16)이 형성된다. 여기서, 제 1 구멍(14)의 직경이 제 2 구멍(16)의 직경에 비해 클 수 있다. 제 1 구멍(14)은 본 발명의 제 1 실시예에서의 구멍에 대응되고, 제 2 구멍(16)은 본 발명의 제 2 실시예에서의 구멍에 대응된다. 도 16에서는 제 2 구멍(16)의 수를 4개로 하였으나, 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(14, 16) 단위별로 해당 구멍을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다.
특히, 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 제 1 구멍(14)을 향하는 측부)는 제 1 구멍(14)에 노출된다. 다시 말해서, 도 16에서 베이스 기재(10)를 하방향에서 상방향으로 바라볼 경우 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 통해 해당 방열 핀(20)의 일부를 볼 수 있게 된다.
그리고, 베이스 기재(10)의 가장자리에 형성된 제 2 구멍(16)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 각각의 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(70)를 관통하여 제 2 구멍(16)에 노출되게 형성된다. 이때의 지지체(70)의 직경은 해당 제 2 구멍(16)의 직경에 비해 크다.
한편, 도 16에서는 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 다수의 방열 핀(20)이 서로 이격되도록 하였으나, 필요에 따라서는 제 1 구멍(14)을 향하는 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(도 9 참조)의 외측면에 일체로 결합되는 것으로 하여도 무방하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 6 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 중앙부에 제 1 구멍(14)을 천공함으로써 중앙부에서의 열섬 현상이 발생할 가능성을 낮춘다.
그리고, 제 1 구멍(14)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된 방열 핀(20)의 일측부가 제 1 구멍(14)에 노출되므로, 바람이 베이스 기재(10)의 제 1 구멍(14)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 해당 제 1 구멍(14) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)에서 발생되는 열은 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
또한, 제 6 실시예의 경우, 베이스 기재(10)의 가장자리의 제 2 구멍(16)을 통해 바람이 통과하여 해당 제 2 구멍(16) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 6 실시예에 의해서도, 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 6 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 7 및/또는 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
도 17은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트 싱크는 본 발명의 제 1 실시예와 제 3 실시예의 결합으로 해석하면 된다.
즉, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
베이스 기재(10)의 중앙에는 천공된 제 1 구멍(14)이 형성되고, 베이스 기재(10)의 가장자리에는 천공된 제 2 구멍(16)이 형성된다. 여기서, 제 1 구멍(14)의 직경이 제 2 구멍(16)의 직경에 비해 클 수 있다. 제 1 구멍(14)은 본 발명의 제 1 실시예에서의 구멍에 대응되고, 제 2 구멍(16)은 본 발명의 제 3 실시예에서의 구멍에 대응된다. 도 17에서는 제 2 구멍(16)의 수를 4개로 하였으나, 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(14, 16) 단위별로 해당 구멍을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다.
특히, 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 제 1 구멍(14)을 향하는 측부)는 제 1 구멍(14)에 노출된다. 다시 말해서, 도 17에서 베이스 기재(10)를 하방향에서 상방향으로 바라볼 경우 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 통해 해당 방열 핀(20)의 일부를 볼 수 있게 된다.
그리고, 베이스 기재(10)의 가장자리에 형성된 제 2 구멍(16)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 베이스 기재(10)에 형성된 제 2 구멍(16) 단위별로 해당 제 2 구멍(16)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부 즉, 제 2 구멍(16)을 향하는 측부는 제 2 구멍(16)에 노출되고, 서로 이격된 방열 핀(20)의 타측부(즉, 끝단부)는 링 형상의 지지체(70)의 내측면에 일체로 형성된다. 이때의 지지체(70)의 직경은 해당 제 2 구멍(16) 및 제 6 실시예의 지지체(70)의 직경에 비해 크다.
한편, 도 17에서는 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 다수의 방열 핀(20)이 서로 이격되도록 하였으나, 필요에 따라서는 제 1 구멍(14)을 향하는 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(도 9 참조)의 외측면에 일체로 결합되는 것으로 하여도 무방하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 7 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 중앙부에 제 1 구멍(14)을 천공함으로써 중앙부에서의 열섬 현상이 발생할 가능성을 낮춘다.
그리고, 제 1 구멍(14)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된 방열 핀(20)의 일측부가 제 1 구멍(14)에 노출되므로, 바람이 베이스 기재(10)의 제 1 구멍(14)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 해당 제 1 구멍(14) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)에서 발생되는 열은 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
또한, 제 7 실시예의 경우, 베이스 기재(10)의 가장자리의 제 2 구멍(16)을 통해 바람이 통과하여 해당 제 2 구멍(16) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 7 실시예에 의해서도, 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 7 및/또는 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
도 18은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 8 실시예에 따른 히트 싱크는 본 발명의 제 1 실시예와 제 4 실시예의 결합으로 해석하면 된다.
즉, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
베이스 기재(10)의 중앙에는 천공된 제 1 구멍(14)이 형성되고, 베이스 기재(10)의 가장자리에는 천공된 제 2 구멍(16)이 형성된다. 여기서, 제 1 구멍(14)의 직경이 제 2 구멍(16)의 직경에 비해 클 수 있다. 제 1 구멍(14)은 본 발명의 제 1 실시예에서의 구멍에 대응되고, 제 2 구멍(16)은 본 발명의 제 4 실시예에서의 구멍에 대응된다. 도 18에서는 제 2 구멍(16)의 수를 4개로 하였으나, 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(14, 16) 단위별로 해당 구멍을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다.
특히, 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부 즉, 제 1 구멍(14)을 향하는 측부는 제 1 구멍(14)에 노출된다. 다시 말해서, 도 18에서 베이스 기재(10)를 하방향에서 상방향으로 바라볼 경우 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 통해 해당 방열 핀(20)의 일부를 볼 수 있게 된다.
그리고, 베이스 기재(10)의 가장자리에 형성된 제 2 구멍(16)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 해당 제 2 구멍(16)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 제 2 구멍(16)을 향하는 측부)는 제 2 구멍(16)에 노출되되 링 형상의 지지체(70)의 외측면에 일체로 형성된다. 이때의 지지체(70)의 직경은 해당 제 2 구멍(16) 및 제 6, 제 7 실시예의 지지체(70)의 직경에 비해 작다.
한편, 도 18에서는 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 다수의 방열 핀(20)이 서로 이격되도록 하였으나, 필요에 따라서는 제 1 구멍(14)을 향하는 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(도 9 참조)의 외측면에 일체로 결합되는 것으로 하여도 무방하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 8 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 중앙부에 제 1 구멍(14)을 천공함으로써 중앙부에서의 열섬 현상이 발생할 가능성을 낮춘다.
그리고, 제 1 구멍(14)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된 방열 핀(20)의 일측부가 제 1 구멍(14)에 노출되므로, 바람이 베이스 기재(10)의 제 1 구멍(14)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 해당 제 1 구멍(14) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)에서 발생되는 열은 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
또한, 제 8 실시예의 경우, 베이스 기재(10)의 가장자리의 제 2 구멍(16)을 통해 바람이 통과하여 해당 제 2 구멍(16) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 8 실시예에 의해서도, 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 8 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 7 및/또는 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
도 19는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 히트 싱크의 평면도이다.
본 발명의 제 9 실시예에 따른 히트 싱크는 본 발명의 제 1 실시예와 제 5 실시예의 결합으로 해석하면 된다.
즉, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 히트 싱크는 베이스 기재(10) 및 방열 핀(20)을 포함한다.
베이스 기재(10)의 중앙에는 천공된 제 1 구멍(14)이 형성되고, 베이스 기재(10)의 가장자리에는 천공된 제 2 구멍(16)이 형성된다. 여기서, 제 1 구멍(14)의 직경이 제 2 구멍(16)의 직경에 비해 클 수 있다. 제 1 구멍(14)은 본 발명의 제 1 실시예에서의 구멍에 대응되고, 제 2 구멍(16)은 본 발명의 제 5 실시예에서의 구멍에 대응된다. 도 19에서는 제 2 구멍(16)의 수를 4개로 하였으나, 가감하여도 무방하다.
그리고, 방열 핀(20)은 베이스 기재(10)에 형성된 구멍(14, 16) 단위별로 해당 구멍을 중심으로 하여 베이스 기재(10)의 일면에 방사 형상으로 배열된다.
특히, 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 제 1 구멍(14)을 향하는 측부)는 제 1 구멍(14)에 노출된다. 다시 말해서, 도 19에서 베이스 기재(10)를 하방향에서 상방향으로 바라볼 경우 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 통해 해당 방열 핀(20)의 일부를 볼 수 있게 된다.
그리고, 베이스 기재(10)의 가장자리에 형성된 제 2 구멍(16)을 중심으로 설치된 방열 핀(20)의 경우, 해당 제 2 구멍(16)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된다. 일자로 뻗어있는 다수개의 방열 핀(20)이 서로 이격되게 설치된다. 이때, 방열 핀(20)의 일측부(즉, 제 2 구멍(16)을 향하는 측부)는 제 2 구멍(16)에 노출된다.
한편, 도 19에서는 베이스 기재(10)의 중앙에 형성된 제 1 구멍(14)을 중심으로 설치된 다수의 방열 핀(20)이 서로 이격되도록 하였으나, 필요에 따라서는 제 1 구멍(14)을 향하는 방열 핀(20)의 일측부가 링 형상의 지지체(도 9 참조)의 외측면에 일체로 결합되는 것으로 하여도 무방하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 9 실시예에 따르면, 베이스 기재(10)의 중앙부에 제 1 구멍(14)을 천공함으로써 중앙부에서의 열섬 현상이 발생할 가능성을 낮춘다.
그리고, 제 1 구멍(14)을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된 방열 핀(20)의 일측부가 제 1 구멍(14)에 노출되므로, 바람이 베이스 기재(10)의 제 1 구멍(14)을 통해 하방향에서 상방향으로 이동하게 되면 해당 제 1 구멍(14) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)에서 발생되는 열은 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
또한, 제 9 실시예의 경우, 베이스 기재(10)의 가장자리의 제 2 구멍(16)을 통해 바람이 통과하여 해당 제 2 구멍(16) 주변의 금속성의 방열 핀(20)을 주변 온도보다 차갑게 할 것이다. 그에 따라, 베이스 기재(10)의 중앙부에서 발생되는 열은 베이스 기재(10)의 가장자리의 방열 핀(20)으로 빠르게 전도되어 외부로 배출된다.
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 9 실시예에 의해서도, 열섬 현상 제거 및 방열 성능(효율)을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 9 실시예에 따른 히트 싱크가 적용된 조명기구에 대해서는 별도의 도면을 제시하지 않았지만, 통상의 지식을 가진 자라면 도 7 및/또는 도 12에 제시된 구성으로 충분히 유추할 수 있으리라 본다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 베이스 기재 12, 14, 16 : 구멍
20 : 방열 핀 30 : PCB 기판
40 : 엘이디 광원 50 : 투명 커버
60 : 반사갓 70 : 지지체

Claims (16)

  1. 구멍이 중앙에 천공된 베이스 기재; 및
    상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구멍의 직경보다 작은 직경을 갖는 링 형상의 지지체;를 추가로 포함하고,
    상기 지지체의 외측면에는 상기 다수개의 방열 핀의 일측부가 연결된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 기재와 상기 다수개의 방열 핀은 상호 동일한 금속 재질로 구성되고, 브레이징 접합에 의해 상호 결합된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  4. 히트 싱크; 및
    기판을 매개로 상기 히트 싱크에 대면된 엘이디 광원;을 포함하고,
    상기 히트 싱크는 구멍이 중앙에 천공된 베이스 기재, 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀을 포함하고,
    상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  5. 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및
    상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 다수개의 방열 핀은 링 형상의 지지체에 연결되고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체를 관통하여 상기 구멍에 노출되고,
    상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 다수개의 방열 핀의 타측부는 상기 지지체의 내측면에 접촉되고,
    상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체의 외측면에 접촉되고,
    상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 작은 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  9. 히트 싱크; 및
    기판을 매개로 상기 히트 싱크에 대면된 엘이디 광원;을 포함하고,
    상기 히트 싱크는 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재, 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 다수개의 방열 핀은 링 형상의 지지체에 연결되고, 상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  10. 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및
    상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  11. 히트 싱크; 및
    기판을 매개로 상기 히트 싱크에 대면된 엘이디 광원;을 포함하고,
    상기 히트 싱크는 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재, 및 상기 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  12. 제 1 구멍이 중앙에 천공되고, 제 2 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및
    상기 제 1 구멍 및 상기 제 2 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 제 1 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 제 1 구멍에 노출되고,
    상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀은 링 형상의 지지체에 연결되되 상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 제 2 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체를 관통하여 상기 제 2 구멍에 노출되고,
    상기 지지체의 직경은 상기 제 2 구멍의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 타측부는 상기 지지체의 내측면에 접촉되고,
    상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부가 상기 지지체의 외측면에 접촉되고,
    상기 지지체의 직경은 상기 구멍의 직경에 비해 작은 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
  16. 제 1 구멍이 중앙에 천공되고, 제 2 구멍이 가장자리에 천공된 베이스 기재; 및
    상기 제 1 구멍 및 상기 제 2 구멍을 중심으로 하여 상기 베이스 기재의 일면에 방사 형상으로 배열되되, 서로 이격되게 설치된 다수개의 방열 핀;을 포함하고,
    상기 제 1 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 제 1 구멍에 노출되고,
    상기 제 2 구멍을 중심으로 설치된 다수개의 방열 핀의 일측부는 상기 제 2 구멍에 노출된 것을 특징으로 하는 히트 싱크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101422218B1 (ko) 2012-10-04 2014-07-30 한국기계연구원 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법

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