KR20200064928A - 엘이디 조명 모듈 - Google Patents

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KR20200064928A
KR20200064928A KR1020190153618A KR20190153618A KR20200064928A KR 20200064928 A KR20200064928 A KR 20200064928A KR 1020190153618 A KR1020190153618 A KR 1020190153618A KR 20190153618 A KR20190153618 A KR 20190153618A KR 20200064928 A KR20200064928 A KR 20200064928A
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heat dissipation
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heat
lighting module
led lighting
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KR1020190153618A
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이덕영
김항모
배언수
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엘이디라이텍(주)
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Abstract

본 발명은 엘이디 조명 모듈에 관한 것으로서, 상기 엘이디 조명 모듈은 적어도 하나의 LED를 구비하는 광원부, 상기 광원부가 장착되는 구동부, 상기 구동부의 하부에 위치하고, 상기 구동부를 통해 전달되는 열의 방열하는 제1 방열부 및 상기 구동부와 상기 제1 방열부 사이에 위치하여, 상기 구동부로부터 전달되는 상기 광원부의 열을 상기 제1 방열부로 전달하고 상기 구동부와 상기 제1 방열부 사이의 접착을 실시하는 방열촉진 유도부를 포함한다.

Description

엘이디 조명 모듈{LED LIGHTING MODULE}
본 발명은 엘이디 조명 모듈[LED(light emitting diode) lighting module]에 관한 것이다.
발광 다이오드인 엘이디(LED, light emitting diode)는 형광등이나 백열등에 비해, 친환경적이고 소비 전력이 적으며 수명이 길어, 새로운 조명 소자로 널리 이용되고 있다.
이러한 고휘도의 조명 소자인 LED가 실장되어 있는 LED칩은작은 소자에 큰 전류를 공급하여 빛을 발광하는 것으로서, 이러한 전류 공급에 따라 LED 칩에서는 빛뿐만 아니라 고열의 열이 발생하게 되고, 발광 시 발생하는 열에 의해 LED의 광출력 효율은 크게 감소한다.
LED 칩에서 발생하는 열은 주로 LED로 공급되는 전류와 순 전압(forward voltage)의 곱으로 정해지고, 일반적으로 40℃일 때 LED는 약 100%의 광출력 효율을 갖는 반면, 80℃일 때 LED는 약 60%의 광출력 효율을 갖게 되므로, 온도 증가로 인해, LED의 광출력 효율이 크게 감소함을 알 수 있다.
따라서, LED 칩에서 발생하는 열의 관리는 LED 칩의 동작 효율과 직결되므로, LED 칩에서 발생하는 열을 신속하게 제거하기 위한 방열부[예, 히트 싱크(heat sink)]의 설계 및 제작 기술이 LED 칩을 이용하는 LED 조명 장치의 효율에 많은 영향을 미친다.
최근에는 단순히 조명 장치뿐만 아니라 다양한 형상의 조명이나 특정한 정보를 표현하기 위하여 1~100㎛ 크기를 갖는 복수의 마이크로 LED(micro-LED)(또는 초소형 LED)가 개발되어 사용되고 있다.
하지만, 이러한 마이크로 LED를 사용하는 경우, 일반적인 LED 구동을 위한 기존의 인쇄회로기판의 구조로는 방열이 잘 이루어지지 않아 LED의 발광효율이 저하되는 문제가 발생한다.
대한민국 공개특허 제10-2008-0007961호(공개일자: 2008년 01월 23일, 발명의 명칭: 엘이디 모듈의 냉각 장치 및 그 제조 방법) 대한민국 등록특허 제10-1281340호(공고일자: 2013년07월02일, 발명의 명칭: 방열구조를 가지는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 LED 조명장치)
본 발명이 해결하려는 과제는 LED 조명 모듈의 방열 효율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 LED 조명 모듈의 구성요소 사이의 접합성을 향상시켜, LED 조명 모듈의 내구성을 높이기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 엘이디 조명 모듈은 적어도 하나의 LED를 구비하는 광원부, 상기 광원부가 장착되는 구동부, 상기 구동부의 하부에 위치하고, 상기 구동부를 통해 전달되는 열의 방열하는 제1 방열부 및 상기 구동부와 상기 제1 방열부 사이에 위치하여, 상기 구동부로부터 전달되는 상기 광원부의 열을 상기 제1 방열부로 전달하고 상기 구동부와 상기 제1 방열부 사이의 접착을 실시하는 방열촉진 유도부를 포함한다.
상기 방열촉진 유도부는 금속을 함유할 수 있다.
상기 방열촉진 유도부는 상기 구동부의 하부에 위치하고, 상기 구동부로부터 전달되는 열을 상기 제1 방열부로 전달하며 상기 구동부와의 접착을 실시하는 열전달 촉진층 및 상기 열전달 촉진층 하부에 위치하고 상기 구동부로부터 전달되는 열을 상기 제1 방열부로 전달하는 열전달 안정화층을 포함할 수 있다.
상기 열전달 안정화층은 상기 제1 방열부와 동일한 열팽창 계수를 가질 수 있다.
상기 열전달 안정화층은 상기 제1 방열부와 동일한 재료로 이루어질 수 있다.
상기 방열촉진 유도부는 상기 열전달 촉진층과 상기 열전달 안정화층 사이에 위치하여, 열확산 현상에 따른 상기 열전달 촉진층의 재료와 상기 열전달 안정화층의 재료가 혼합되는 것을 방지하는 반응확산 방지층을 더 포함할 수 있다.
상기 반응확산 방지층의 열팽창 계수는 상기 제1 방열부 및 상기 열전달 안정화층의 열팽창 계수와 동일할 수 있다.
상기 열전달 촉진층은 티타늄이나 크롬을 함유할 수 있고, 상기 열전달 안정화층은 구리, 알루미늄, 금, 백금, 구리합금 및 알루미늄 합금 중 하나를 함유할 수 있으며, 상기 반응확산 방지층은 니켈, 금 및 니켈과 인의 합금 중 하나를 함유할 수 있다.
상기 제1 방열부는 금속을 함유할 수 있다.
상기 제1 방열부는 상기 금속을 함유하는 본체 및 상기 금속을 함유하고 있고 상기 본체의 상부면에서부터 상기 구동부 쪽으로 돌출되어 있는 결합부를 포함할 수 있다.
상기 본체는 내부 전체가 금속으로 채워질 수 있다.
상기 본체는 내부에 냉매로 채워져 있는 중공을 포함할 수 있다.
상기 냉매는 아세톤이나 증류수를 함유할 수 있다.
상기 제1 방열부는 상기 중공 내에서 상기 본체의 하면과 상면에 접하게 위치하고 서로 이격되어 있는 복수 개의 기둥을 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 기둥은 금속을 함유할 수 있다.
상기 제1 방열부는 상기 본체 내에 제1 방향으로 연장되게 위치하고, 상기 구동부로부터 전달되는 열을 상기 제1 방향을 따라 아래쪽으로 전달하는 제1 방열 확산홀 및 상기 본체 내에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되게 위치하고, 상기 제1 방열 확산홀로부터 전달되는 열을 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 방열부와 외측으로 전달하는 제2 방열 확산홀을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 방열 확산홀의 일부는 금속으로 채워질 수 있다.
상기 특징에 따른 엘이디 조명 모듈은 상기 제1 방열부의 상부에 위치하고 상기 구동부로 전원을 공급하는 전원용 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.
상기 전원용 인쇄회로기판은 상기 제1 방열부와의 결합을 위한 결합 구멍을 포함할 수 있다.
상기 제1 방열부의 결합부는 상기 결합 구멍에 삽입될 수 있고, 상기 전원용 인쇄회로기판은 상기 본체 위에 위치할 수 있다.
상기 제1 방열부 하부에 위치하고 방열판을 구비하는 제2 방열부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 엘이디 조명 모듈은 상기 방열촉진 유도부와 상기 제1 방열부 사이에 위치하여 상기 제1 방열부에 상기 방열촉진 유도부를 접착시키는 메탈 본딩제를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 광원부로의 전원 공급과 함께 방열 기능이 행해진다.
또한, 방열촉진 유도부에 의해 구동칩과 제1 방열부 간의 열 전달 효율이 향상되고 접합성이 향상되어, 광원부의 발광 효율과 내구성이 향상된다.
광원부에서 발생된 열은 하부에 위치한 제1 및 제2 방열부로 신속해 전달되어 외부로 발산되므로, 광원부의 구동에 따라 발생하는 열에 의한 LED 조명 모듈의 발광 효율 저감 현상이 줄어들거나 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈에서 열 발산 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈에서 열 발산 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈에서 열 발산 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈에 대해서 설명하도록 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 조명 모듈(이하, 엘이디 조명 모듈을 'LED 조명 모듈'이라 칭함)(1)은 복수 개의 LED(11)를 포함하는 광원부(10), 광원부(10)가 상면에 실장되는 구동부(20), 구동부(20)와 전기적 연결되는 전원용 인쇄회로기판(40), 구동부(20)의 하부에 위치하는 제1 방열부(50), 구동부(20)와 제1 방열부(50) 사이에 위치하는 방열촉진 유도부(30), 방열촉진 유도부(30) 하부에 위치하는 제2 방열부(60)를 구비할 수 있다.
또한, 본 예의 LED 조명 모듈(1)은 방열촉진 유도부(30)와 제1 방열부(50) 간의 접합 및 열전도 그리고 제1 방열부(50)와 제2 방열부(60) 간의 접합 및 열전도를 위한 제1 및 제2 열전달층(81, 82) 및 전원용 인쇄회로기판(40)과 제1 방열부(50) 간의 접합을 위한 접착층(83)을 구비할 수 있다.
각 LED(11)는 반도체 소자로 이루어진 광원으로서, 마이크로 LED일 수 있다.
본 예에서, 각 LED(11)는 일반적으로 조명에 사용되는 LED이지만 이에 한정되지 않는다. 본 예에서, 각 LED(11)는 3lm/11mA의 사양을 가질 수 있다.
이러한 LED(11)는 적색, 녹색, 청색 및 황색 중 하나의 색상의 빛을 출력할 수 있고, 복수 개의 LED(11)는 두 개 이상의 서로 다른 색상의 빛을 출력할 수 있다.
따라서, 복수 개의 LED(11)는 자외선(UV)을 출력하는 UV LED, 청색의 빛을 출력하는 청색 LED, 적색의 빛을 출력하는 적색 LED, 녹색의 빛을 출력하는 녹색 LED, 황색의 빛을 출력하는 황색 LED 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
구동부(20)는 각 LED(11)를 구동하기 위한 것으로 칩(chip) 형태로 이루어질 수 있다. 이하에서, 구동부(20)는 구동칩으로 일컫는다.
따라서, 구동칩(20)은 그 위에 실장되어 있는 LED(11)으로의 구동 전원을 공급하여 각 LED(11)의 발광 동작을 제어하고, 각 LED(11)의 출력 전류를 안정화시킨다.
이러한 구동칩(20)은 LED(11)의 구동뿐만 아니라 그 위에 위치하고 있는 LED(11)의 위치를 안정적으로 고정한다.
따라서, 복수 개의 LED(11)는 SMT(surface mount technology) 또는 칩 본딩(Chip bonding)과 같은 실장 기술을 이용하여 직렬 또는 병렬 구조로 구동칩 (20)에 실장될 수 있고, 또한, 구동칩(20)에는 LED(11)의 구동을 위해 전기 회로망(도시하지 않음)이 매트릭스 구조로 이루어져 있을 수 있다.
이러한 구동칩(20)은 반도체 CMOS나 박막 트랜지스터(TFT, thin-film transistor) 공정을 통해 제작될 수 있다.
전원용 인쇄회로기판(40)은 LED(11)를 구동시키기 위한 전원을 공급하는 부분으로 전기회로 및 전기전자 소자들이 실장되어 있는 인쇄회로기판이다.
따라서, 구동칩(20)은 전원용 인쇄회로기판(40)으로부터 구동 전원 공급받아 LED(11)의 점등 상태를 제어한다.
본 예에서, 전원용 인쇄회로기판(40)은 에폭시 수지로 이루어진 절연층을 구비하고 있는 FR-4 인쇄회로기판 또는 알루미늄(Al)과 같은 절연 금속이나 구리(Au)와 같은 비절연 금속으로 함유하는 금속인쇄회로기판(metal PCB)일 수 있다. 이때, 금속 인쇄회로기판은 절연 금속이나 비절연 금속으로 이루어질 수 있다.
전원용 인쇄회로기판(40)이 FR-4 인쇄회로기판으로 이루어지는 경우, 전원용 인쇄회로기판(40)은 양면 인쇄회로기판이나 4층과 같이 다층으로 제작된 다층 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있다. 전원용 인쇄회로기판(40)은 도 1에 도시한 것처럼, 가운데 부분에 제1 방열부(50)가 삽입되어 결합되는 결합 구멍(H40)을 구비하고 있다.
결합 구멍(H40)은 전원용 인쇄회로기판(40)을 두께 방향으로 완전히 관통하고 있는 관통구로서, 이 결합 구멍(H40) 속으로 제1 방열부(50)의 일부가 삽입되어 전원용 인쇄회로기판(40)과 제1 방열부(50) 간의 결합이 이루어진다.
또한, 결합 구멍(H40)을 통해 노출된 제1 방열부(50)의 부분 위에 구동칩(20)이 안착되어 위치한다.
전원용 인쇄회로기판(40)은 와이어 본딩(wire bonding)을 통해 인접하게 위치한 구동칩(20)과 전기적 및 물리적으로 연결되어, 구동칩(20)과의 신호 전송 및 전원 전송이 이루어진다.
따라서, 구동칩(20)과 인접해 있는 전원용 인쇄회로기판(40)의 상면에는 구동칩(20)과의 전기적 연결을 위한 배선(미도시)과 패드(pad)와 같은 배선 패턴(P40)이 인쇄되어 있다. 이로 인해, 전원용 인쇄회로기판(40)은 와이어 본딩(wire bonding)을 통한 와이어(W40)에 의해 구동칩(20)과 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.
따라서, 와이어(W40)를 통해서 구동칩(20)과 전원용 인쇄회로기판(40) 간의 신호 전송 및 전원 전송이 이루어질 수 있다.
제1 방열부(50)는 구동칩(20)으로부터 전달되는 열을 수신하여 외부나 제2 방열부(60)로 신속하게 전달하기 위한 것으로, 전체가 구리(Cu)나 알루미늄(Al)와 같이 열 전도 효율이 좋은 재료(예, 금속)를 함유할 수 있다.
본 예에서, 제1 방열부(50)는 방열촉진 유도부(30)를 통해 상부에 위치한 구동칩(20)과 연결되어 있다.
이러한 제1 방열부(50)는 사각형이나 원형의 평면 형상을 갖는 판 형태로 이루어져 있는 본체(51)와 본체(51) 상면의 대략 가운데 부분에 위쪽 방향[즉, 구동칩(20)의 하부면 방향]으로 돌출되어 있는 돌출부(52)를 구비하고 있다.
본체(51)는 돌출부(52)를 통해 구동칩(20)으로부터 전달되는 열을 분산하고 방열하는 위한 방열 확산부로서 기능하며, 돌출부(52)보다 훨씬 큰 표면적으로 갖고 있다.
돌출부(52)는 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40)에 삽입되어 전원용 인쇄회로기판(40)과 결합되는 결합부이다.
따라서, 돌출부(52)의 평면 형상은 결합 구멍(H40)의 평면 형상과 동일하고, 한 예로, 사각형의 평면 형상을 가질 수 있다.
이러한 돌출부(52)는, 도 1에 도시한 것처럼, 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40) 속에 삽입됨에 따라, 돌출부(52)는 그 위에 위치하는 구동칩(20)과 대면하게 된다.
이러한 제1 방열부(50)는 이미 기술한 것처럼 전체가 열전도 효율이 좋은 재료로 이루어져 있어, 본체(51)와 돌출부(52)의 내부는 빈 공간없이 모두 해당 재료(예, 구리)로 채워져 있다.
따라서, 제1 방열부(50)의 돌출부(52)를 통해 구동칩(20)에서 발생되는 열은 방열촉진 유도부(30)를 거쳐 전체가 구리로 이루어져 있는 하부의 제1 방열부(50)의 본체(51)로 전달된다.
이로 인해, 도 2에 도시한 것처럼, 본체(51)는 돌출부(52)를 통해 전달되는 열을 사방으로 발산시키게 되므로, 본체(51)로 전달된 열은 본체(51)의 측면을 통해 외부로 배출되고 또한 그 하부에 위치한 제2 방열부(60)로 전달하여 제2 방열부(70)의 동작을 통한 열 발산 동작이 이루어진다. 이때, 본체(51)는 이미 기술한 것처럼 돌출부(52)보다 훨씬 큰 표면적을 갖고 있으므로, 돌출부(52)보다 열 발산에 유리한다.
또한, 본체(51)는 도 1에 도시한 것처럼, 돌출부(52)가 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40) 속에 삽입됨에 따라, 전원용 인쇄회로기판(40)은 돌출부(52)가 위치하지 않는 본체(51)의 상부에 위치하게 된다. 따라서, 본체(51)는 안정적으로 전원용 인쇄회로기판(40)을 지지하여 전원용 인쇄회로기판(40)의 위치를 안정화시킨다.
이때, 서로 반대편에서 대면하고 있는 전원용 인쇄회로기판(40)과 제1 방열부(50)의 본체(51) 사이에는 이미 기술한 것처럼 접착층(83)이 위치하여, 본체(51) 위에 전원용 인쇄회로기판(40)이 안정적으로 부착될 수 있도록 한다.
접착층(83)은 프리프레그(prepreg)와 같은 절연체(insulator)로 이루어질 수 있다.
이러한 접착층(83)은 열전달 물질(TIM, thermal interface material)을 함유할 수 있고, 이런 경우, 접착층(83)에 함유된 열전달 물질로 인해, 전원용 인쇄회로기판(40)에서 발생되는 열은 하부에 위치한 제1 방열부(50)로 신속하고 효율적으로 전달된다.
따라서, 전원용 인쇄회로기판(40)에서 발생된 열 또한 제1 방열부(50)를 통해 외부로 발산된다. 이런 경우, 접착층(83)은 전원용 인쇄회로기판(40)과 제1 방열부(50) 사이의 접합 기능뿐만 아니라 열 전달 기능도 함께 수행하게 된다.
전원용 인쇄회로기판(40)에 제1 방열부(50)를 결합하기 위한 한 예는 다음과 같다.
먼저, 전원용 인쇄회로기판(40)과 구동칩(20)의 하부면과 대면하는 제1 방열부(50)의 해당 면, 즉 상면에 열전달 물질을 합유하고 있는 접착제나 양면에 접착제가 부착된 테이프 등과 같은 접착 부재를 도포하거나 부착한다.
다음, 돌출부(52)를 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40) 속에 삽입시켜, 본체(51)의 상면은 전원용 인쇄회로기판(40)의 하부면과 접하게 위치하고, 돌출부(52) 위에 광원부(10)가 실장되어 있는 구동칩(20)을 위치시킨다. 위의 기재와 달리, 돌출부(62) 위에 도포되거나 부착되는 접착 부재는 구동칩(20)을 위치시키기 바로 전에 도포되거나 부착될 수 있다.
이런 상태에서, 열전달 물질을 합유하고 있는 접착 부재의 경화 동작 등과 같은 열처리 동작을 통해, 제1 방열부(50)의 각 돌출부(52)와 본체(51)의 상면은 구동칩(20)과 전원용 인쇄회로기판(40)의 해당 부분과 접착층(83)과 제1 열전달층(81)이 형성되어, 서로 대면하고 있는 구성 요소간의 접합 동작이 안정적으로 이루어지게 된다.
구동칩(20)과 제1 방열부(50)의 돌출부(52) 사이에 위치하는 방열촉진 유도부(30)는 구동부(20)과 제1 방열부(50)의 접착을 실시하며, 구동칩(20)에서 발생하는 열을 제1 방열부(50) 쪽으로 효율적으로 전달하도록 한다.
따라서, 방열촉진 유도부(30)는 제1 방열부(50)와 같이 금속을 함유하거나 금속으로 이루어져, 제1 방열부(50)와의 접착과 열전도가 용이하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.
이러한 방열촉진 유도부(30)는 도 1에 도시한 것처럼, 열전달 촉진층(예, 제1 층)(31), 열전달 촉진층(31) 하부에 위치하는 열전달 안정화층(예, 제2 층)(33) 및 열전달 촉진층(31)과 열전달 안정화층(33) 사이에 위치하는 반응확산 방지층(예, 제3 층)(35)을 구비할 수 있다.
열전달 촉진층(31)은 실리콘(Si)으로 이루어진 구동칩(20)과 제1 방열부(50) 간의 접합을 실시하고, 또한, 구동칩(20)에서 발생한 열이 제1 방열부(50) 쪽으로 손실없이 효율적으로 전달하기 위한 층이다.
따라서, 열전달 촉진층(31)은 상부에서 자신과 접해 있고 실리콘으로 이루어진 구동칩(20)과의 접합이 잘 이루어지는 재료, 즉 실리콘과의 접합력이 양호한 재료를 포함하여 구동칩(20)과 제1 방열부(50) 간의 접착력을 강화시킬 수 있다. 또한, 열전달 촉진층(31)은 구동칩(20)에서부터 제1 방열부(50) 쪽으로의 열전달 효율을 높이기 위해, 열전달 효율이 좋은 재료를 구비할 수 있다.
한 예로, 열전달 촉진층(31)은 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 및 티타늄 합금 중 하나로 함유할 수 있다. 열전달 안정화층(33)은 구동칩(20)으로부터 제1 방열부(50) 쪽으로 열을 전달하는 열전달 통로 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 이러한 열전달 안정화층(33)은 구동칩(20)으로부터 전달된 열을 제1 방열부(50) 쪽으로 효율적으로 전달하기 위해, 제1 방열부(50)와 동일하거나 매우 유사한 특성을 가질 수 있다.
예를 들어, 열전달 안정화층(33)는 제1 방열부(50)와 동일하거나 매우 유사한 열팽창 계수를 가질 수 있고, 열전달 계수 역시 매우 양호해야 한다. 따라서, 열전달 안정화층(33)는 제1 방열부(50)와 동일한 재료를 함유할 수 있거나 제1 방열부(50)와 동일하거나 유사한 특성을 갖는 재료를 함유할 수 있다.
따라서, 열전달 안정화층(33)은 알루미늄이나 구리 등의 금속을 함유하는 제1 방열부(50)와 동일하거나 유사한 열팽창 계수를 갖는 구리, 알루미늄, 금, 백금, 구리합금 및 알루미늄 합금 중 하나를 함유할 수 있다.
열전달 촉진층(31)과 열전달 안정화층(33) 사이에 위치하는 반응확산 방지층(35)은 방열촉진 유도부(30)의 형성 공정 시 행해지는 열 공정으로 인해, 열전달 촉진층(31)의 재료와 열전달 안정화층(33)의 재료가 열확산(thermal diffusion) 현상으로 인해, 열전달 촉진층(31)의 재료와 열전달 안정화층(33)의 재료가 서로 혼합되는 것을 방지하기 위한 것이다.
따라서, 반응확산 방지층(35)은 열확산 현상의 발생이 용이하게 이루어지지 않는 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 반응확산 방지층(35)은 제1 방열부(50)와 열전달 안정화층(33)에 사용된 재료와 동일한 열팽창 계수를 갖는 재료나 제1 방열부(50)와 열전달 안정화층(33) 중 적어도 하나와의 열팽창 계수의 차이로 인해 크랙(crack) 발생이 이루어지지 않는 크기의 열팽창 계수를 가질 수 있다. 이로 인해, 인접한 재료와의 상이한 열팽창 계수로 인해, 반응확산 방지층(35), 열전달 안정화층(33) 및 제1 방열부(50) 중 적어도 하나에 크랙 발생이 방지된다.
예를 들어, 반응확산 방지층(35)은 니켈, 금 및 니켈과 인으로 된 합금 중 하나를 함유할 수 있다.
이러한 반응확산 방지층(35)는 생략 가능하며, 이런 경우, 방열촉진 유도부(30)는 구동칩(20) 하면에 부착되어 있는 열전달 촉진층(31)과 열전달 촉진층(31의 하면에 바로 접해있는 열전달 안정화층(33)을 구비하게 된다.
예를 들어, 열전달 촉진층(31)의 재료와 열전달 안정화층(33)의 재료에 따라 방열촉진 유도부(30)의 제조 공정 중에 열확산 현상이 일어나지 않거나, 열전달 촉진층(31)과 열전달 안정화층(33)의 특성 변화를 초래하지 않은 정도의 열확산 현상이 미약하게 일어나는 재료로 열전달 촉진층(31)과 열전달 안정화층(33)이 이루어지는 경우, 열확산 방지를 위한 반응확산 방지층(35)은 생략될 수 있다.
이처럼, 금속을 함유하거나 금속으로 이루어지는 이들 열전달 촉진층(31), 열전달 안정화층(33) 및 반응확산 방지층(35)은 각각 증착 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
하나의 실시예로서, 방열촉진부(30)는 티타늄(Ti)으로 이루어진 열전달 촉진층(31), 니켈(Ni)로 이루어진 반응확산 방지층(35) 및 구리(Cu)로 이루어진 열전달 안정화층(33)을 구비할 수 있다.
본 예에서, 열전달 촉진층(31), 열전달 안정화층(33) 및 반응확산 방지층(35)은 각각 진공증착법(Vacuum Evaporation Coating), 스퍼터링법(sputtering), 이온 플레이팅법(Ion Plating) 등의 물리적 기상 증착법(PVD, Physical Vapor Deposition)을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 열전달 촉진층(31), 열전달 안정화층(33) 및 반응확산 방지층(35)은 각각 10~100㎛의 두께를 가질 수 있다.
이들 열전달 촉진층(31), 열전달 안정화층(33) 및 반응확산 방지층(35)의 각 두께가 10㎛ 이상인 경우, 안정적으로 각 층의 기능을 수행하게 되고, 100㎛ 이하인 경우, 각 층의 두께 증가로 인한 방열촉진 유도층(30)의 총 두께가 불필요하게 증가하지 않아 구동칩(20)에서 발생된 열이 방열촉진 유도층(30)을 통해 신속하고 안정적으로 제1 방열부(50) 쪽으로 전달된다.
도 1에 도시한 것처럼, 서로 대면하고 있는 방열촉진 유도층(30)과 제1 방열부(50)의 돌출부(52) 사이에 위치하는 제1 열전달층(81) 및 서로 대면하고 있는 제1 방열부(50)의 본체(51)와 제2 방열부(60) 사이에 위치하는 제2 열전달층(82)은 각각 서로 대면하고 있는 두 층의 접합 동작을 수행한다.
이에 더하여, 제1 및 제 2 열전달층(81, 82)은 서로 인접한 층 간의 접촉 동작 및 열전달 동작을 촉진할 수 있다.
따라서, 제1 열전달층(81)은 방열촉진 유도부(30), 즉 열전달 안정화층(33)을 제1 방열부(50)의 돌출부(52)의 상면에 접착하기 위한 것이다.
이러한 제1 열전달층(81)은 메탈 본딩제(metal bonding)일 수 있어, 금속을 함유하거나 금속으로 이루어진 열전달 안정화층(33)과 제1 방열부(50)를 안정적으로 서로 접착하며 방열촉진 유도부(30)로부터의 열이 제1 방열부(50)로 효율적으로 전달되도록 한다.
제2 열전달층(82)은 제1 방열부(50), 즉 본체(51)를 하면을 제2 방열부(61)의 상면에 접착하기 위한 것이다.
이러한 제2 열전달층(82)은 열전도 페이스트(thermal conductive paste)와 같은 열전달 물질(TIM, thermal interface material)로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 및 제2 열전달층(81, 82)에 의해, 방열촉진 유도부(30)에서 제1 방열부(50)로의 열 전달효율 및 제1 방열부(50)로부터 제2 방열부(60)로의 열전달 효율이 향상된다. 이러한 제1 및 제2 열전달층(81, 82)은 각각 10~50㎛의 두께를 가질 수 있다.
제1 및 제2 열전달층(81, 82)의 두께가 10㎛ 이상이면 서로 대면하고 있는 두 구성요소 간의 접합 동작이 원활하게 이루어진다.
또한, 제1 및 제2 열전달층(81, 82)의 두께가 50㎛ 이하이면, 각 층(81, 82)의 과도한 두께 증가가 이루어지지 않아 해당 두 구성요소 간의 접합 상태가 안정적으로 유지되고 원활한 열 전달 동작이 이루어진다.
제2 방열부(60)는 금속을 함유하거나 금속으로 이루어져 있는 방열판, 예를 들어, 히트싱크(heat sink)(61)와 냉각팬(cooler)(도시하지 않음)을 구비한다.
방열판(61)은 제1 방열부(50) 하부에 위치하여 사각형 등과 같이 정해진 형상의 평면 형상을 갖는 상부(611)와 상부(611)로부터 핀(pin) 형태로 돌출되어 있는 복수 개의 방열핀(612)을 구비한다.
이러한 방열판(61)은 그 상부에 위치한 제1 방열부(50)의 본체(51)로부터 전달되는 열을 상부(611)로 전달받아 외부로 방열하는 것이다.
따라서, 제1 방열부(50)의 본체(51)로부터 방열판(61)의 상부(611)로 전달된 열은 방열핀(612을 통해 외부로 방열된다. 이러한, 방열판(61)은 구리(Cu)나 알루미늄(Al)과 같이 열 전달성이 양호한 금속으로 이루어지거나 금속을 함유할 수 있다.
냉각팬은 도시되지는 않았으나 방열판(61)과 대면되게 위치한다. 이때, 냉각판은 방열핀(63) 사이에 위치할 수 있다.
따라서, 냉각팬의 회전 동작에 의해 발생되는 바람은 방열판(61) 쪽으로 송풍되어, 방열판(61)에 존재하는 열이 발산되도록 한다.
본 예에서, 제1 방열부(50)와 제2 방열부(60)는 제2 열전달층(82)에 의한 접합에 의해 서로 결합되지만, 이에 한정되지 않고 나사 등과 같은 체결 부재를 이용하여 서로 결합될 수 있다.
이러한 본 예의 LED 조명 모듈(1)은 복수 개의 LED(11) 구동을 위한 구동 전원 및 구동 신호의 공급뿐만 아니라 방열 동작도 함께 이루어진다.
또한, 방열촉진 유도부(30)에 의해, 구동칩(20)과 제1 방열부(50) 사이의 접착성이 향상되고 LED 조명 모듈(1)에서 발생된 열이 효율적으로 제1 방열부(50) 쪽으로 전달되어 방열 효율 역시 더욱 향상된다.
따라서, 광원부(10)의 구동에 따른 LED 조명 모듈(1)의 온도 상승이 억제되거나 크게 감소하여, 온도 증가로 인해 LED(11)의 발광 효율이 감소하는 문제가 발생하지 않고 LED 조명 모듈(1)의 내구성 역시 향상되는 효과가 발생한다.
다음, 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 모듈(1a)을 설명한다.
도 1과 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 예에 따른 LED 모듈(1a)은 제1 방열부(50a)를 제외하면, 도 1에 도시한 LED 모듈(1)과 동일한 구조를 가질 수 있다.
따라서, 본 예의 LED 조명 모듈(1a)은 복수 개의 LED(11)를 구비한 광원부(10)가 실장되어 있는 구동칩(20), 구동칩(20)과 연결되어 있고 가운데 부분에 결합 구멍(H40)을 구비하고 있는 전원용 인쇄회로기판(40), 구동칩(20) 하부에 접하게 위치하는 방열촉진 유도부(30), 방열촉진 유도부(30) 하부에 위치하고 구동칩(20)과 전원용 인쇄회로기판(40)이 위치하는 제1 방열부(50a) 및 제1 방열부(50a) 하부에 위치하는 제2 방열부(60)를 구비할 수 있다.
제1 방열부(50a)는 본체(51)와 본체(51)의 가운데 부분에서 구동칩(20) 쪽으로 돌출되어 있는 돌출부(52)를 구비할 수 있다.
따라서, 제1 방열부(50a)의 돌출부(52) 역시 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40) 속으로 삽입되고 노출된 상면에 구동칩(20)이 위치하며, 돌출부(52) 주변에 위치하는 본체(51)의 상면에 전원용 인쇄회로기판(40)이 위치하게 된다.
이때, 방열촉진 유도부(30)와 제1 방열부(50)의 돌출부(52) 사이에는 제1 열전달층(81)이 위치하여 방열촉진 유도부(30)와 돌출부(52)의 접착 동작을 실시하고, 제1 방열부(50)의 본체(51)와 제2 방열부(60) 사이에는 제2 열전달층(82)이 위치하여 제1 방열부(50)와 제2 방열부(60)의 접착 동작을 실시한다.
전원용 인쇄회로기판(40)과 제1 방열부(50)의 본체(51) 상면 사이에는 접착층(83)이 존재하여, 제1 방열부(50)의 본체(51) 상면 위에 전원용 인쇄회로기판(40)이 안정적으로 접착되어 있다.
이러한 본 예에서, 제1 방열부(50a)는, 도 1과 달리, 내부에는 서로 다른 방향으로 위치하는 제1 및 제2 방열 확산홀(53, 54)을 구비할 수 있다.
제1 및 제2 방열 확산홀(53, 54)은 구동칩(20)으로부터 전달되는 열을 하부에 위치한 제2 방열부(60)나 외부로 신속하고 효율적인 전달을 위한 열 전달 통로 역할을 수행한다.
제1 방열 확산홀(53)은 적어도 하나로 이루어져 있고, 제1 방열부(50)의 두께 방향(예, 세로 방향 또는 제1 방향)을 따라서 제1 방열부(50)의 설치면과 수직하게 제1 방열부(50)를 관통하고 있는 구멍이다.
본 예에서, 이러한 제1 방열 확산홀(53)은 제1 방열부(50)의 폭 방향을 따라 서로 이격되게 위치하여 복수 개가 존재한다.
따라서, 이러한 제1 방열 확산홀(53)에 의해, 구동칩(20)에서 발생되는 열은 각 제1 방열 확산홀(53)을 통로로 하여 하부에 위치한 제2 방열부(60) 쪽으로 신속하게 전달된다.
반면, 적어도 하나의 제2 방열 확산홀(54)은 제1 방열부(50)을 폭 방향(즉, 두께 방향과 교차하는 방향)(예, 가로 방향 또는 제2 방향)을 따라서 제1 방열부(50)의 설치면과 평행하게 제1 방열부(50)를 가로지르게 관통하는 구멍이다.
제2 방열 확산홀(54)이 복수 개로 이루어진 경우, 복수 개의 제2 방열 확산호(54)은 제1 방열부(50)의 두께 방향을 따라 이격되게 위치한다.
도 3에 도시한 것처럼, 복수 개의 제1 방열 확산홀(53) 중 일부는 제1 방열부(50)의 돌출부(52)의 상단에서 본체(51)의 하단까지 설치면에 수직하게 제1 방열부(50)를 제1 방향으로 관통하고, 나머지는 제1 방열부(50)의 본체(51)를 제2 방향으로 가로지르는 제2 방열 확산홀(54)에서부터 본체(51)의 하단까지 설치면에 수직하게 제1 방열부(50)를 제1 방향으로 관통하고 있다.
따라서, 각 제2 방열 확산홀(54)은 복수 개의 제1 방열 확산홀(53)과 교차하는 지점에서 해당 제1 방열 확산홀(53)과 연통된다.
이처럼, 서로 교차하는 제1 및 제2 방향으로 제1 및 제2 방열 확산홀(53, 54)가 제1 방열부(50) 내부에 위치하므로, 하나의 제1 방열 확산홀(53)과 하나의 제2 방열 확산홀(54)은 서로 교차하고 교차 지점에서 서로 연결되어 연통하고 있다.
이로 인해, 각 제2 방열 확산홀(54)은 교차하고 있는 제1 방열 확산홀(53)을 통해 전달되는 열을 교차 지점에서 전달받아 제1 방열부(50)의 측면 외측으로 전달하여 외부로 배출한다.
따라서, 도 4에 도시한 것처럼, 광원부(10)에서부터 제2 방열부(60) 쪽으로 전달되는 열은 교차 지점에서 제1 및 제2 방열 확산홀(53, 54)을 따라 세로 방향(즉, 제1 방열부(60 쪽)과 가로 방향(즉, 제1 방열부(50)의 외측 방향)으로 분산되므로, 제2 방열부(60 쪽으로 전달되는 열의 양은 감소하며, 또한 신속하게 제1 방열부(50)의 외부로 열 방출이 이루어지도록 한다.
이러한 제1 방열부(50a)의 구조에 의해, 도 1에 도시한 LED 조명 모듈(1)에 비해 광원부(10)에서 발생되는 열은 신속하게 외부로 배출되거나 제2 방열부(60) 쪽으로 전달되므로 LED 조명 모듈(1a)의 열 발산 효율이 향상된다.
이미 기술한 것처럼, 본 예의 제2 방열 확산홀(54)은 어떤 것도 채워져 있지 않은 빈 구멍이다.
하지만, 대안적인 예에서, 제2 방열 확산홀(54)은 구리와 같은 열전도성이 양호한 물질(예, 금속)으로 채워져 제2 방열 확산홀(54)은 방열패턴으로 기능할 수 있다. 이때, 제1 방열 확산홀(53)과의 교차하는 제2 방열 확산홀(54)의 부분에는 열전도성 물질이 충전되지 않을 수 있다.
이로 인해, 각 제2 방열 확산홀(54)에는 선형의 구리선이 위치하는 형태일 수 있다.
이처럼, 각 제2 방열 확산홀(54)가 열전도성 물질로 채워져 있는 경우, 열전도성 물질을 통해 외부로 열이 전달되는 속도는 공기를 통해 전달되는 속도보다 훨씬 빠르므로, 열 발산 효율은 더욱 더 향상된다.
다음, 도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명 모듈(1b)을 설명한다.
역시, 도 1과 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시한 것처럼, 본 예의 LED 조명 모듈(1b) 역시 제1 방열부(50b)를 제외하면, 도 1에 도시한 LED 조명 모듈(1)과 동일한 구조를 갖고 있다.
따라서, 본 예의 LED 조명 모듈(1b)은 역시 복수 개의 LED(11)를 구비한 광원부(10)가 실장되어 있는 구동칩(20), 구동칩(20)과 연결되어 있고 가운데 부분에 결합 구멍(H40)을 구비하고 있는 전원용 인쇄회로기판(40), 구동칩(20) 하부에 접하게 위치하는 방열촉진 유도부(30), 방열촉진 유도부(30) 하부에 위치하고 구동칩(20)과 전원용 인쇄회로기판(40)이 위치하는 제1 방열부(50b), 제1 방열부(50b) 하부에 위치하는 제2 방열부(60)를 구비할 수 있다.
하지만, 본 예의 LED 조명 모듈(1b)에서, 제1 방열부(50b)는 도 1 및 도 3에 도시한 LED 조명 모듈(1, 1a)의 제1 방열부(50, 50a)와 다른 구조를 갖고 있다.
즉, 본 예의 제1 방열부(50b)는 히트 스프레더(heat spreader)로 이루어져 있고, 도 5 및 도 6에 도시한 것처럼, 기판(501) 및 기판(501)과 결합되어 있는 본체부(502), 기판(501)과 본체부(502)의 결합에 의해 본체부(502) 내부에 형성된 공간(S50) 내에 이격되게 위치하는 복수 개의 기둥(503)을 구비할 수 있다.
이때, 기판(501)은 도 6에 도시한 것처럼 사각형이나 원형의 평면 형상을 갖는 판 형상으로 이루어져 있고 제1 방열부(50b)의 하면을 이룬다.
도 6를 참고하면, 본체부(502)는 상면(521)과 상면(521)과 연결된 측면(522)을 구비하고 있고, 하부는 개방되어 있다. 이때, 본체부(502)의 내부는 상면(521)과 측면(522)으로 에워싸여져 있는 공간을 구비하고 있다.
또한, 본체부(502)는 상면(521)의 외측으로부터 위쪽 방향으로 돌출된 돌출부(523)를 구비할 수 있다.
도 1에 도시한 제1 방열부(50)의 돌출부(523)와 동일하게, 본 예의 돌출부(523) 역시 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40)에 삽입되어 전원용 인쇄회로기판(40)과 결합되는 결합부이다.
따라서, 도 6에 도시한 것처럼, 돌출부(523)의 평면 형상은 결합 구멍(H40)의 평면 형상과 동일하다.
이러한 본체부(502)는 도 5에 도시한 것처럼 기판(501)의 가장자리부에 밀봉 상태로 접합되어, 제1 방열부(50b)의 내부에는 기판(501)과 본체부(502)로 완전히 에워싸여진 빈 공간, 즉 중공(中空)(S50)이 위치한다.
따라서, 서로 결합된 기판(501)과 본체부(502)는 본체라 칭하며, 이로 인해, 제1 방열부(50b)에서 돌출부(523)는 본체의 상면에서부터 구동칩(20) 쪽으로 돌출된다.
이러한 중공(S50)은 구동칩(20)을 통해 전달되는 열을 방열하기 위한 냉매로 채워져 있다. 이때, 냉매는 증류수나 아세톤 등과 같은 유체일 수 있다.
따라서, 돌출부(523)를 통해 구동칩(20)으로부터 전달되는 열은 제1 방열부(50b)의 공간(S50) 속에 내장되어 있는 냉매로 전달되고, 유체로 이루어진 냉매는 열에 의한 온도 변화에 따라 대류 현상을 유발한다.
따라서, 이러한 냉매의 대류 현상에 의해 구동칩(20)으로부터 전달되는 열의 발산 동작이 더욱더 효율적으로 이루어진다.
복수 개의 기둥(503)은 기판(501)의 상면과 본체부(502)의 상면(521) 내측 사이(즉, 본체의 내측 상부면과 내측 하부면) 사이에 해당 면과 접하게 위치하고 있다.
이로 인해, 본체부(502)는 복수 개의 기둥(503)에 의해 기판(501)과 정해진 간격을 안정적으로 유지한다.
본 예에서, 기판(501), 본체부(502) 및 기둥(503)은 모두 양호한 열전도성을 갖는 금속(예, 구리)과 같은 재료를 함유하거나 이루어져 있다.
이처럼, 열전도성이 양호한 재료로 이루어진 기둥(503)은 이미 기술한 것처럼 본체부(502)와 기판(501) 사이에서 각 단부가 본체부(502) 및 기판(501)과 접하게 위치한다.
따라서, 본체부(502)와 기판(501)은 기둥(503)을 통해 서로 연결되므로, 복수 개의 기둥(503)을 통해서도 본체부(502)에서 기판(501) 방향으로의 열 전도가 이루어진다. 이로 인해, 광원부(10)의 구동에 의해 발생하는 열의 외부 발산이 좀 더 효율적으로 이루어진다.
또한, 유체로 채워진 공간(S50) 속에 복수 개의 기둥(503)이 위치하므로, 기둥(503)의 외주면 주변으로는 대류 현상으로 인해 유체의 난류 현상이 발생하고, 이러한 유체의 난류 현상에 의해 열 전도 효율이 향상되어, 제1 방열부(50b) 쪽으로 전도된 열의 분산 효율은 더욱 더 높아지게 된다.
이러한 제1 방열부(50b) 내부로 유체 주입을 위해, 제1 방열부(50b)의 해당 면[예, 측면(522)]에는 도 6에 도시한 것처럼 유체 주입구(H50)가 구비되어 있다
따라서, 제작자는 기판(501) 위의 정해진 위치에 복수 개의 기둥(503)을 위치시킨 후, 기판(501)의 해당 위치에 본체부(502)를 위치시킨다.
그런 다음, 기판(501)과 본체부(502)가 접하는 접합 부분을 용접 등의 공정을 통해 완전히 접합시켜, 본체와 돌출부(523)을 구비하는 제1 방열부(50b)를 제작한다.
이로 인해, 기판(501)은 제1 방열부(50b)(즉, 본체)의 하부면을 구성하고, 본체부(502)는 제1 방열부(50b)(즉, 본체)의 측면과 상부면을 구성하여, 기판(501)과 본체부(502)로 밀봉되어 있는 본체의 내부에는 해당 위치에 기둥(503)이 이격되게 위치하고 있는 내부 공간(S50)이 형성된다.
이런 상태에서, 제1 방열부(50b)의 유체 주입구(H50)를 통해 공간(S50) 속으로 해당 유체를 주입한 후 용접 공정 등을 통해 유체 주입구(H50)를 막아, 유체가 외부로 유출되지 않도록 한다.
그런 다음, 이미 기술한 것과 동일하게, 제1 방열부(50b)의 해당 부분에 열전달 물질을 합유하고 있는 접착제나 양면에 접착제가 부착된 테이프 등과 같은 접착 부재를 도포하거나 부착한 후, 돌출부(523)를 전원용 인쇄회로기판(40)의 결합 구멍(H40) 속에 삽입하고 열처리 동작 등을 통해 열전달층(81)을 형성하여, 제1 방열부(50b)를 전원용 인쇄회로기판(40)과 결합시킨다.
따라서, 구동칩(20)으로부터 제1 방열부(50b) 쪽으로 전달되는 열은 구동칩(20)과 대면하고 있는 돌출부(523)로 전달되어 본체부(502) 내부에 내장되어 있는 냉매로 전달되고, 냉매의 대류 현상에 따른 열 발산 동작이 이루어진다.
이처럼, 본 예에 따른 LED 조명 모듈(1b)은 제1 방열부(50b) 내부에 존재하는 냉매로 인해, 구동칩(20)의 동작에 의해 발생하는 열의 방열 효율이 크게 향상된다.
이와 같이, 본 예의 LED 조명 모듈은 광원부(10)으로 전원 공급과 열을 발산 동작이 동시에 이루어진다.
이상, 본 발명의 LED 조명 모듈의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1, 1a, 1b: 엘이디 조명 모듈 10: 광원부
11: LED 20: 구동부, 구동칩
30: 방열촉진 유도부 31: 열전달 촉진층
33: 열전달 안정화층 35: 반응확산 방지층
40: 전원용 인쇄회로기판 50: 제1 방열부
60: 제2 방열부 81, 82: 열전달층
83: 접착층

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 LED를 구비하는 광원부;
    상기 광원부가 장착되는 구동부;
    상기 구동부의 하부에 위치하고, 상기 구동부를 통해 전달되는 열의 방열하는 제1 방열부; 및
    상기 구동부와 상기 제1 방열부 사이에 위치하여, 상기 구동부로부터 전달되는 상기 광원부의 열을 상기 제1 방열부로 전달하고 상기 구동부와 상기 제1 방열부 사이의 접착을 실시하는 방열촉진 유도부
    를 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 방열촉진 유도부는 금속을 함유하는 엘이디 조명 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 방열촉진 유도부는,
    상기 구동부의 하부에 위치하고, 상기 구동부로부터 전달되는 열을 상기 제1 방열부로 전달하며 상기 구동부와의 접착을 실시하는 열전달 촉진층; 및
    상기 열전달 촉진층 하부에 위치하고 상기 구동부로부터 전달되는 열을 상기 제1 방열부로 전달하는 열전달 안정화층
    을 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 열전달 안정화층은 상기 제1 방열부와 동일한 열팽창 계수를 갖는 엘이디 조명 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 열전달 안정화층은 상기 제1 방열부와 동일한 재료로 이루어지는 엘이디 조명 모듈.
  6. 제3항에서,
    상기 방열촉진 유도부는 상기 열전달 촉진층과 상기 열전달 안정화층 사이에 위치하여, 열확산 현상에 따른 상기 열전달 촉진층의 재료와 상기 열전달 안정화층의 재료가 혼합되는 것을 방지하는 반응확산 방지층을 더 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 반응확산 방지층의 열팽창 계수는 상기 제1 방열부 및 상기 열전달 안정화층의 열팽창 계수와 동일한 엘이디 조명 모듈.
  8. 제6항에서,
    상기 열전달 촉진층은 티타늄이나 크롬을 함유하고,
    상기 열전달 안정화층은 구리, 알루미늄, 금, 백금, 구리합금 및 알루미늄 합금 중 하나를 함유하며,
    상기 반응확산 방지층은 니켈, 금 및 니켈과 인의 합금 중 하나를 함유하는 엘이디 조명 모듈.
  9. 제1항에서
    상기 제1 방열부는 금속을 함유하는 엘이디 조명 모듈.
  10. 제9항에서
    상기 제1 방열부는,
    상기 금속을 함유하는 있는 본체; 및
    상기 금속을 함유하고 있고 상기 본체의 상부면에서부터 상기 구동부 쪽으로 돌출되어 있는 결합부를 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  11. 제10항에서,
    상기 본체는 내부 전체가 금속으로 채워져 있는 엘이디 조명 모듈.
  12. 제10항에서,
    상기 본체는 내부에 냉매로 채워져 있는 중공을 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  13. 제12항에서,
    상기 냉매는 아세톤이나 증류수를 함유하는 엘이디 조명 모듈.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 방열부는 상기 중공 내에서 상기 본체의 하면과 상면에 접하게 위치하고 서로 이격되어 있는 복수 개의 기둥을 더 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  15. 제14항에서,
    상기 복수 개의 기둥은 금속을 함유하는 엘이디 조명 모듈.
  16. 제10항에서,
    상기 제1 방열부는,
    상기 본체 내에 제1 방향으로 연장되게 위치하고, 상기 구동부로부터 전달되는 열을 상기 제1 방향을 따라 아래쪽으로 전달하는 제1 방열 확산홀; 및
    상기 본체 내에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되게 위치하고, 상기 제1 방열 확산홀로부터 전달되는 열을 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 방열부와 외측으로 전달하는 제2 방열 확산홀
    을 더 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  17. 제16항에서,
    상기 제2 방열 확산홀의 일부는 금속으로 채워져 있는 엘이디 조명 모듈.
  18. 제10항에서,
    상기 제1 방열부의 상부에 위치하고 상기 구동부로 전원을 공급하는 전원용 인쇄회로기판을 더 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  19. 제18항에서,
    상기 전원용 인쇄회로기판은 상기 제1 방열부와의 결합을 위한 결합 구멍을 포함하고,
    상기 제1 방열부의 결합부는 상기 결합 구멍에 삽입되고,
    상기 전원용 인쇄회로기판은 상기 본체 위에 위치하는 엘이디 조명 모듈.
  20. 제1항에서,
    상기 제1 방열부 하부에 위치하고 방열판을 구비하는 제2 방열부를 더 포함하는 엘이디 조명 모듈.
  21. 제1항에서,
    상기 방열촉진 유도부와 상기 제1 방열부 사이에 위치하여 상기 제1 방열부에 상기 방열촉진 유도부를 접착시키는 메탈 본딩제를 더 포함하는 엘이디 조명 모듈.
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