KR20190076627A - Lighting apparatus and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
아래 실시예들은 조명 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to a lighting apparatus and a method of manufacturing the same.
발열량이 큰 전자 부품을 기판에 실장하는 경우, 전자 부품의 발열을 기판을 통해 효율적으로 방열시키기 위해 금속 기판(Metal Printed Circuit Board(M-PCB))이 일반적으로 이용된다.When an electronic component with a large heating value is mounted on a substrate, a metal printed circuit board (M-PCB) is generally used to efficiently dissipate the heat generated by the electronic component through the substrate.
이러한 금속 기판(M-PCB)은 금속 동박 적층판(Metal Copper Clad Laminate(MCCL))의 동박을 에칭 가공해 제작된다. 금속을 베이스로 제작되는 금속 동박 적층판(MCCL)은 금속 플레이트 위에 절연층과, 회로로 사용될 구리를 적층하여 제작한다. 이때, 금속 플레이트와 구리간 전기적 절연과, 금속과 금속의 접착을 위해 절연층이 사용된다.Such a metal substrate (M-PCB) is fabricated by etching a copper foil of a metal copper clad laminate (MCCL). Metal Copper Clad Laminate (MCCL), which is made from metal, is manufactured by laminating an insulating layer and copper to be used as a circuit on a metal plate. At this time, an insulating layer is used for electrical insulation between the metal plate and the copper and adhesion between the metal and the metal.
현재 금속 기판(M-PCB)은 열전도도가 1.5~3W/mK이고, 특수한 경우에는 3W/mK 이상도 사용되고 있으나, 가격이 비싸다는 단점이 있다.At present, the thermal conductivity of M-PCB is 1.5 ~ 3W / mK, and in special cases, it is used more than 3W / mK, but it is disadvantageous in price.
실시예들은 생산 단가를 낮추면서도 기존의 금속기판을 사용한 것보다는 효율적으로 방열을 수행하는 조명 장치에 대한 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique for a lighting device that efficiently performs heat dissipation rather than using a conventional metal substrate while lowering the production cost.
일 실시예에 따른 조명 장치는 빛을 출력하는 발광 소자와, 상기 발광 소자와 접촉하는 열 전달 매개체, 및 상기 열 전달 매개체와 접촉하고, 열을 방출하는 돌기 구조 방열판을 포함한다.A lighting apparatus according to an embodiment includes a light emitting element that outputs light, a heat transfer medium in contact with the light emitting element, and a projection heat sink that contacts the heat transfer medium and emits heat.
상기 기판은 FR-4 PCB(Printed Circuit Board) 등과 같이 금속기판보다는 열전도가 낮은 PCB로도 구현되고, 상기 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode) 소자로 구현되고, 상기 열 전달 매개체로는 TIM(Thermal Interface Materials) 혹은 탄력성이 있는 금속 매개체로도 구현될 수 있다.The substrate may be a printed circuit board (PCB), such as a printed circuit board (PCB), having a lower thermal conductivity than a metal substrate. The light emitting device may be a light emitting diode (LED) Materials) or a resilient metal medium.
상기 열 전달 매개체는, 상기 발광 소자의 전기적 중성 영역에 접촉할 수 있다.The heat transfer medium may contact an electrically neutral region of the light emitting device.
상기 장치는 돌기 구조 방열판과 접촉하여 상기 열을 방출하는 방열판을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a heat sink in contact with the protruding heat sink to discharge the heat.
일 실시예에 따른 조명 장치 제조 방법은 발광 소자를 기판에 배치하는 단계와, 상기 발광 소자에 열 전달 매개체를 접촉하는 단계와, 상기 열 전달 매개체에 돌기 구조 방열판을 접촉하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a lighting apparatus according to an embodiment includes disposing a light emitting element on a substrate, contacting the heat transfer medium with the light emitting element, and contacting the projection heat sink with the heat transfer medium.
도 1은 일 실시예에 따른 조명 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 상면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 조명 장치의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 조명 장치의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 조명 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a front view of a lighting device according to an embodiment.
2 is a top view of the illumination device shown in Fig.
3 is a view for explaining the light emitting device shown in FIG.
4A is a view for explaining the performance of a lighting apparatus.
4B is a view for explaining the performance of the lighting apparatus.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lighting apparatus according to an embodiment.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "immediately" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like, are used to specify one or more of the features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 일 실시예에 따른 조명 장치의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조명 장치의 상면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 소자를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a front view of a lighting apparatus according to an embodiment, FIG. 2 is a top view of the lighting apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view for explaining a light emitting element shown in FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 조명 장치(100)는 빛을 출력할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the
조명 장치(100)는 발광 소자(120), 열 전달 매개체(130), 및 돌기 구조 방열판(140)를 포함한다. 실시예에 따라, 조명 장치(100)는 기판(110) 및 방열판(150) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The
이때, 기판(110)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board)으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 FR-4 PCB 등과 같이 금속기판보다는 열전도도가 낮은 PCB로 구현되어 조명 장치(100)의 생산 단가를 절감할 수 있다. FR-4 PCB는 난연제(Flame Retardant)의 특징을 포함할 수 있다.At this time, the
발광 소자(120)는 LED(Light Emitting Diode) 소자로 구현될 수 있다. 발광 소자(120)는 기판(110)에 배치될 수 있다. 발광 소자(120)는 기판(110)에 복수 개로 구현되어 빛을 출력할 수 있다.The
열 전달 매개체(130)는 TIM(Thermal Interface Materials) 혹은 금속으로 구성된 매개체로도 구현될 수 있다. 열 전달 매개체(130)는 발광 소자(120) 또는 기판(110)과 접촉하여, 발광 소자(120)의 열을 돌기 구조 방열판(140) 또는 방열판(150)으로 방출(방열)할 수 있다.The
열 전달 매개체(130)의 면적은 발광 소자(120)의 면적과 동일하거나, 또는 유사할 수 있다. 즉, 열 전달 매개체(130)는 기판(110)에 전체적으로 부착하는 대신, 발광 소자(120)의 면적만큼 발광 소자(120) 또는 기판(110)에 부착할 수 있다. 이에, 조명 장치(100)의 생산 단가를 획기적으로 절감할 수 있다.The area of the
예를 들어, 열 전달 매개체(130)는 발광 소자(120)의 전기적 중성 영역(122)에 접촉할 수 있다. 전기적 중성 영역(122)은 애노드(anode) 극(121)과 캐소드(cathode) 극(123) 사이에 있는 히트 슬러그(heat slug) 영역을 의미할 수 있다. 즉, 발광 소자(120)는 전기적 중성 영역에 열 전달 매개체(130)와 접촉할 수 있다.For example, the
돌기 구조 방열판(140)은 열 전달 매개체(130)와 접촉하여 발광 소자(120)의 열을 방출(방열)할 수 있다. 돌기 구조 방열판(140)은 돌기 구조를 포함할 수 있다. 돌기 구조는 패드(pad)의 형태일 수 있다. 돌기 구조 방열판(140)은 열 전달 매개체(130)와 같이 발광 소자(120)의 열을 방출(방열)할 수 있다.The protrusion
방열판(150)은 발광 소자(120)의 열을 방출(방열)할 수 있다. 예를 들어, 방열판(150)은 열 전도율이 높은 소재를 포함할 수 있다.The
도 4a는 조명 장치의 성능을 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 조명 장치의 성능을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4A is a view for explaining the performance of the illumination device, and FIG. 4B is a view for explaining the performance of the illumination device.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 따른 조명 장치(100)의 성능을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B, the performance of the
예를 들어, 조명 장치(100)의 성능은 수학식 1로 확인할 수 있다.For example, the performance of the
여기서, 는 조명 장치(100)에서 발광 소자(120)를 솔더링한 포인트(127)와 방열판(150)의 핀 포인트(157)의 온도 차이로서 조명 장치(100)의 성능을 나타내는 지표이고, 는 발광 소자(120)를 솔더링한 포인트(127)의 온도이고, 는 방열판(150)의 핀 포인트(157)의 온도일 수 있다.here, Is an index showing the performance of the
수학식 1에 기초하여 조명 장치(100)와 기존의 조명 장치를 비교한 결과, 조명 장치(100)는 기존의 조명 장치보다 온도 차이가 약 50% 정도로 낮은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 조명 장치(100)는 열 전달 매개체(130), 돌기 구조 방열판(140), 및 방열판(150)을 포함함으로써 방열 성능이 우수할 수 있다.As a result of comparing the
도 5는 일 실시예에 따른 조명 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lighting apparatus according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 조명 장치(100)의 제조 방법을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, a manufacturing method of the
발광 소자(120)를 기판(110)에 배치할 수 있다(510). 발광 소자(120)는 애노드(anode) 극(121), 전기적 중성 영역(122), 및 캐소드(cathode) 극(123)을 포함할 수 있다. 전기적 중성 영역(122)은 애노드 극(121)과 캐소드 극(123) 사이에 있는 히트 슬러그(heat slug) 영역일 수 있다.The
기판(110)은 FR-4 PCB로 구현되고, 발광 소자(120)는 LED 소자로 구현될 수 잇다. 발광 소자(120)는 기판(110) 상에 복수 개로 구현될 수 있다.The
발광 소자(120)에 열 전달 매개체(130)를 접촉할 수 있다(520). 열 전달 매개체(130)는 TIM으로 구현될 수 있다. 이때, 열 전달 매개체(130)를 기판(110)에 전체적으로 부착하는 것이 아니라, 발광 소자(120)의 면적만큼 부착할 수 있다. 예를 들어, 열 전달 매개체(130)는 발광 소자(120)의 전기적 중성 영역(122)에 접촉할 수 있다. 이에, 조명 장치(100)의 생산 단가를 절감할 수 있다.The
열 전달 매개체(130)에 돌기 구조 방열판(140)을 접촉할 수 있다(530). 돌기 구조 방열판(140)은 돌기 구조를 포함할 수 있다. 돌기 구조는 패드의 형태일 수 있다. 돌기 구조 방열판(140)은 열 전달 매개체(130)와 같이 발광 소자(120)의 열을 방출(방열)할 수 있다.The protrusion
또한, 기판(110), 발광 소자(120), 열 전달 매개체(130), 및 돌기 구조 방열판(140)에 방열판(150)을 접촉(부착)하여 방열 성능이 우수한 조명 장치(100)를 제조할 수 있다.In addition, the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 조명 장치 및 이의 제조 방법이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it should be understood that the described lighting apparatus and method of manufacturing thereof may be performed in a different order than the described method, or the components of the described system, structure, apparatus, circuit, etc., may be combined or combined, Appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by other components or equivalents.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (5)
상기 발광 소자와 접촉하는 열 전달 매개체; 및
상기 열 전달 매개체와 접촉하고, 열을 방출하는 돌기 구조 방열판
을 포함하는 조명 장치.
A light emitting element arranged on the substrate and outputting light;
A heat transfer medium in contact with the light emitting element; And
A convex structure heat radiating plate contacting the heat transfer medium,
≪ / RTI >
상기 기판은 FR-4 PCB(Printed Circuit Board)를 비롯한 금속기판보다 열전도도가 낮은 PCB로 구현되고,
상기 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode) 소자로 구현되고,
상기 열 전달 매개체는 TIM(Thermal Interface Materials) 혹은 금속물질로 구현되는
조명 장치.
The method according to claim 1,
The substrate is implemented as a PCB having lower thermal conductivity than a metal substrate including an FR-4 PCB (Printed Circuit Board)
The light emitting device is implemented as an LED (Light Emitting Diode) device,
The heat transfer medium may be a thermal interface material (TIM) or a metal material
Lighting device.
상기 열 전달 매개체는,
상기 발광 소자의 전기적 중성 영역에 접촉하는
조명 장치.
The method according to claim 1,
The heat-
Contacting the electrically neutral region of the light emitting element
Lighting device.
상기 돌기 구조 방열판과 접촉하여 상기 열을 방출하는 방열판
을 더 포함하는 조명 장치.
The method according to claim 1,
And a heat radiating plate
Further comprising:
상기 발광 소자에 열 전달 매개체를 접촉하는 단계; 및
상기 열 전달 매개체에 돌기 구조 방열판을 접촉하는 단계
를 포함하는 조명 장치 제조 방법.Disposing a light emitting element on a substrate;
Contacting the heat transfer medium with the light emitting element; And
Contacting the projection heat sink with the heat transfer medium
≪ / RTI >
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN111006142A (en) * | 2019-11-13 | 2020-04-14 | 钟雅婷 | Circuit board lower board device for assembling light source board |
KR102198241B1 (en) * | 2020-07-07 | 2021-01-04 | 주식회사 세기하이텍 | Radiant heat panel of LED lighting based on non-oriented refrigerant flow |
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2017
- 2017-12-22 KR KR1020170178573A patent/KR20190076627A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111006142A (en) * | 2019-11-13 | 2020-04-14 | 钟雅婷 | Circuit board lower board device for assembling light source board |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |