KR20210042682A - Led illuminating apparatus using three-dimensional printing process and method for manufacturing the same - Google Patents
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- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
Description
본 발명은 LED 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 하나의 실시형태에 따라서 3D 프린팅(Three-Dimensional Printing)을 이용하여 회로 패턴을 형성함으로써, 적어도 인쇄회로기판(PCB)이 제거되어 부품 수 및 제조공정이 단순화되고, 이와 함께 방열성 등이 향상된 3D 프린팅을 이용한 LED 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an LED lighting device and a manufacturing method thereof, by forming a circuit pattern using 3D printing (Three-Dimensional Printing) according to one embodiment, at least a printed circuit board (PCB) is removed, the number of parts and The manufacturing process is simplified, and the present invention relates to an LED lighting device and a manufacturing method thereof using 3D printing with improved heat dissipation and the like.
발광 다이오드(Light Emitting Diode ; "LED"라 한다.)를 이용한 조명장치는 전력 소모가 적고, 장수명 특성 및 친환경성 등의 장점을 갖는다. 이에 따라, LED를 이용한 LED 조명장치는 일반 건물에는 물론 자동차나 항공기 등의 거의 모든 산업분야에 널리 사용되고 있으며, 그 수요가 증가하고 있다. A lighting device using a light emitting diode ("LED") consumes less power, has long life characteristics and eco-friendliness. Accordingly, LED lighting devices using LEDs are widely used not only in general buildings, but also in almost all industrial fields such as automobiles and aircraft, and their demand is increasing.
첨부된 도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명장치의 개략적인 모습을 보인 단면도이다. 일반적으로, LED 조명장치는 인쇄회로기판(PCB)(1)과, 상기 인쇄회로기판(PCB)(1) 상에 탑재(고정)된 LED 패키지(2)와 LED 구동 소자(도시하지 않음)를 포함하는 LED 모듈을 갖는다. LED 패키지(2)는 LED 광원(LED 칩 등)을 포함하며, LED 구동 소자는 LED 패키지(2)의 구동을 위한 부품들로 구성된다. 이때, 종래 대부분의 LED 모듈은 LED 패키지(2)와 LED 구동 소자를 납땜(SMT)이나 와이어 본딩(wire bonding) 등을 통해 상호 전기적으로 연결하고 인쇄회로기판(PCB)(1) 상에 고정하여 모듈화되고 있다. 도 1에서, 도면 부호 2a는 LED 광원이고, 2b는 전극이며, 2c는 도전성 접착층이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic view of an LED lighting device according to the prior art. In general, an LED lighting device includes a printed circuit board (PCB) 1, an
또한, LED 조명장치는 제품에 따라 LED 패키지(2)로부터 방사되는 광을 배광하는 광학 렌즈(4)나, LED 패키지(2)로부터 방출되는 열을 방출(공냉)하기 위한 방열 부재(또는, 히트싱크)(5) 등을 포함하고 있다. 일반적으로, 상기 방열 부재(5)는 평판 상의 방열판(5a)을 포함하며, 이는 제품에 따라 방열판(5a)의 하부에 방열핀(5b)이 연장 형성된 구조를 갖거나, 경우에 따라서는 방열핀(5b)에 공기가 통과되는 통풍용 관통구가 형성된 구조를 갖는다. 아울러, LED 조명장치는 상기 구성요소들을 보호하고 내장하기 위한 케이스(또는 하우징)을 포함할 수 있다. In addition, the LED lighting device includes an
예를 들어, 한국 공개특허 제10-2015-0060499호, 한국 공개특허 제10-2016-0106431호, 한국 등록특허 제10-1689592호, 한국 등록특허 제10-1870596호 및 한국 등록특허 제10-1980584호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다. For example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0060499, Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0106431, Korean Patent No. 10-1689592, Korean Patent No. 10-1870596, and Korean Patent No. 10- In 1980584, etc., the technology related to the above is presented.
그러나 종래 기술에 따른 LED 조명장치는, 예를 들어 다음과 같은 문제점이 있다. However, the LED lighting device according to the prior art has the following problems, for example.
먼저, 부품 수 및 조립 공정이 많다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 종래 LED 조명장치를 제조(조립)함에 있어서는 인쇄회로기판(PCB)(1), LED 패키지(2) 및 LED 구동 소자를 각각 별도로 제조하여 준비한다. 그리고 인쇄회로기판(PCB)(1) 상에 도전성의 회로 패턴(3)을 형성한 다음, 인쇄회로기판(PCB)(1)의 회로 패턴(3)에 LED 패키지(2) 및 LED 구동 소자를 납땜이나 와이어 본딩을 통해 연결, 고정하여 모듈화하고 있다. 아울러, 상기 인쇄회로기판(PCB)(1)과 LED 패키지(2)의 전극(2b) 사이에는 도전성 접착층(2c)을 형성하고, 상기 인쇄회로기판(PCB)(1)과 방열 부재(5)의 방열판(5a) 사이에는 열전도층(6)을 형성하고 있다. First, there are many parts and assembly processes. Referring to FIG. 1, in general, in manufacturing (assembling) a conventional LED lighting device, a printed circuit board (PCB) 1, an
이에 따라, 종래 기술에 따른 LED 조명장치는 적어도 인쇄회로기판(PCB)(1)을 포함하여 부품 수가 많고, 이와 함께 인쇄회로기판(PCB)의 제조공정은 물론 납땜이나 와이어 본딩 등의 접합 공정, 도전성 접착층(2c)의 형성 공정 및 열전도층(6)의 형성 공정 등이 소요되어 제조공정이 복잡한 문제점이 있다. Accordingly, the LED lighting device according to the prior art has a large number of components including at least a printed circuit board (PCB) 1, and a bonding process such as soldering or wire bonding as well as a manufacturing process of a printed circuit board (PCB), There is a problem in that the manufacturing process is complicated because a process of forming the conductive adhesive layer 2c and a process of forming the thermally
또한, 종래 기술에 따른 LED 조명장치는 인쇄회로기판(PCB)(1)에 의해 LED 모듈의 형태가 결정되어 LED 모듈의 크기나 디자인이 제한적이고, 방열 부재(5)의 형태나 접합 등에도 제약이 따르고 있다. 부가적으로, 종래 기술에 따른 LED 조명장치는 구조적 및 형태적인 이유로 LED 패키지(2)와 방열 부재(5)의 사이에 인쇄회로기판(PCB)(1)이 배치되어, LED 패키지(2)와 방열 부재(5)가 직접 접촉되지 않아 방열성이 떨어지는 문제점이 있다. In addition, in the LED lighting device according to the prior art, the shape of the LED module is determined by the printed circuit board (PCB) 1, so the size and design of the LED module are limited, and the shape or bonding of the
이에, 본 발명은 개선된 LED 조명장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an improved LED lighting device and a method of manufacturing the same.
본 발명은 하나의 실시형태에 따라서, 3D 프린팅(Three-Dimensional Printing)을 이용하여 회로 패턴을 형성함으로써, 적어도 인쇄회로기판(PCB)이 제거되어 부품 수 및 제조공정이 감소된 LED 조명장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, by forming a circuit pattern using 3D printing (Three-Dimensional Printing), at least a printed circuit board (PCB) is removed to reduce the number of parts and manufacturing processes, and the LED lighting device thereof. It is an object to provide a manufacturing method.
또한, 본 발명은 LED 모듈의 구조적 및 형태적 개선을 통하여, LED 모듈이 컴팩트(compact)하고, 방열성 등이 향상된 고방열성의 LED 조명장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a highly heat-dissipating LED lighting device and a method of manufacturing the same, wherein the LED module is compact and heat dissipation is improved through structural and morphological improvement of the LED module.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, In order to achieve the above object, the present invention,
지지체; Support;
상기 지지체에 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 도전성의 회로 패턴; A conductive circuit pattern formed on the support and formed through 3D printing;
상기 도전성의 회로 패턴 상에 설치된 LED 패키지와 LED 구동 소자; 및 An LED package and an LED driving element installed on the conductive circuit pattern; And
상기 도전성의 회로 패턴 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 보호층을 포함하는 LED 조명장치를 제공한다. Doedoe formed on the conductive circuit pattern, it provides an LED lighting device including a protective layer formed through 3D printing.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
방열 부재; Heat dissipation member;
상기 방열 부재에 형성된 음각; An intaglio formed on the heat dissipating member;
상기 음각 내의 안착면 상에 형성된 절연층; An insulating layer formed on the seating surface in the intaglio;
상기 음각 내의 절연층 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 도전성의 회로 패턴;A conductive circuit pattern formed on the insulating layer in the intaglio and formed through 3D printing;
상기 음각에 삽입, 설치되되, 상기 음각 내의 도전성의 회로 패턴 상에 설치된 LED 패키지와 LED 구동 소자; 및 An LED package and an LED driving element inserted into the intaglio and installed on the conductive circuit pattern in the intaglio; And
상기 도전성의 회로 패턴 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 보호층을 포함하는 LED 조명장치를 제공한다. Doedoe formed on the conductive circuit pattern, it provides an LED lighting device including a protective layer formed through 3D printing.
이에 더하여, 본 발명은, In addition to this, the present invention,
음각이 형성된 방열 부재를 준비하는 단계; Preparing a heat dissipation member having an intaglio formed thereon;
상기 음각 내의 안착면 상에 절연층을 형성하는 단계; Forming an insulating layer on the seating surface in the intaglio;
상기 음각 내의 절연층 상에 형성하되, 3D 프린팅을 통해 도전성의 회로 패턴을 형성하는 단계; Forming a conductive circuit pattern through 3D printing, which is formed on the insulating layer in the intaglio;
상기 음각에 삽입, 설치하되, 상기 음각 내의 도전성의 회로 패턴 상에 LED 패키지와 LED 구동 소자를 설치하는 단계; 및 Inserting and installing in the intaglio, but installing an LED package and an LED driving element on the conductive circuit pattern in the intaglio; And
상기 도전성의 회로 패턴 상에 형성하되, 3D 프린팅을 통해 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 LED 조명장치의 제조방법을 제공한다. It is formed on the conductive circuit pattern, it provides a method of manufacturing an LED lighting device comprising the step of forming a protective layer through 3D printing.
본 발명에 따르면, 개선된 LED 조명장치 및 그 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따르면, 하나의 실시형태에 따라서 3D 프린팅(Three-Dimensional Printing)을 통해 회로 패턴이 형성되고 적어도 인쇄회로기판(PCB)이 제거되어, 부품 수 및 제조공정이 감소된 효과를 갖는다. According to the present invention, an improved LED lighting device and a method of manufacturing the same are provided. According to the present invention, according to one embodiment, a circuit pattern is formed through three-dimensional printing and at least a printed circuit board (PCB) is removed, thereby reducing the number of parts and manufacturing processes.
또한, 본 발명에 따르면, LED 조명장치를 구성하는 구성요소들이 컴팩트(compact)한 구조로 배치되고, LED 패키지와 방열 부재가 직접 접촉되어 방열성이 우수한 효과를 갖는다. 부가적으로, 본 발명에 따르면, 광효율(광반사능)이 향상된 효과를 갖는다. In addition, according to the present invention, the components constituting the LED lighting device are arranged in a compact structure, and the LED package and the heat dissipating member are directly in contact with each other to have excellent heat dissipation properties. Additionally, according to the present invention, the light efficiency (light reflectivity) is improved.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조 공정을 설명하기 위한 사시도로서, 이는 3D 프린팅 공정을 보인 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조 공정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 조명장치의 요부를 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 조명장치의 요부를 보인 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of an LED lighting device according to the prior art.
2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention, which shows a 3D printing process.
4 is a plan view for explaining the manufacturing process of the LED lighting device according to the second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a main part of an LED lighting device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a main part of an LED lighting device according to a second embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. 본 발명에서 사용되는 용어 "제1", "제2", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. The term "and/or" used in the present invention is used to mean including at least one or more of the components listed before and after. The term "one or more" used in the present invention means one or two or more pluralities. The terms “first”, “second”, “one side” and “the other side” used in the present invention are used to distinguish one component from other components, and each component is included in the above terms. Is not limited by.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "상에 형성", "상부(상측)에 형성", "하부(하측)에 형성", "상에 설치", "상부(상측)에 설치" 및 "하부(하측)에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다. In addition, the terms "form on the top", "form on the top (top)", "form on the bottom (bottom)", "install on the top", "install on the top (top)" and "bottom ( "Installation on the lower side)" does not mean that the components are directly in contact with each other to form a stack (installation), but includes a meaning in which other components are further formed (installed) between the components. For example, "formed on" and "installed on" means that the second component is formed (installed) in direct contact with the first component, as well as the first component and the second component. It includes a meaning that a third component can be further formed (installed) between the elements.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서, 각 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께는 확대하여 나타낸 것일 수 있고, 도면에 표시된 두께, 크기 및 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show exemplary embodiments of the present invention, which are provided only to aid understanding of the present invention. In the accompanying drawings, the thickness may be enlarged to clearly express each layer and region, and the scope of the present invention is not limited by the thickness, size, and ratio indicated in the drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of related known general-purpose functions and/or configurations are omitted.
[제1 실시형태][First Embodiment]
본 발명에 따른 LED 조명장치(또는, LED 발광장치)는 LED 광(빛)을 발광하는 것으로서, 그 적용분야 및 용도 등은 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 LED 조명장치는, 일반 건물에는 물론 자동차나 항공기 등에 사용(설치)될 수 있으며, 이는 예를 들어 자동차용 LED 조명장치, 배터리를 사용하는 LED 조명장치 및/또는 DC 전원을 사용하는 LED 조명장치 등으로부터 선택될 수 있다. The LED lighting device (or LED light emitting device) according to the present invention emits LED light (light), and its application fields and uses are not limited. The LED lighting device according to the present invention may be used (installed) in a general building as well as a vehicle or an aircraft, which is, for example, an LED lighting device for a vehicle, an LED lighting device using a battery, and/or a DC power source. It can be selected from LED lighting devices and the like.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조 공정을 설명하기 위한 사시도로서, 도 3의 (a)는 3D 프린팅을 통해 회로 패턴(40)을 형성하고 있는 모습이고, 도 3의 (b)는 3D 프린팅을 통해 보호층(50)을 형성하고 있는 모습이다. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention. And Figure 3 is a perspective view for explaining the manufacturing process of the LED lighting device according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 (a) is a state in which the
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 LED 조명장치는 지지체(10), 상기 지지체(10) 상에 형성된 도전성의 회로 패턴(40), 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 설치된 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30), 및 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 형성된 보호층(50)을 포함한다. 이때, 상기 회로 패턴(40)과 보호층(50)은 3D 프린팅(Three-Dimensional Printing)을 통해 형성된다. 2 and 3, the LED lighting device according to the present invention includes a
본 발명에 따른 LED 조명장치는 위와 같은 구성요소들(10)(20)(30)(40)(50)을 LED 모듈로 하고, 이러한 LED 모듈을 1개 또는 다수 개를 포함할 수 있다. 또한, 각 LED 모듈에서, 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)의 개수는 제한되지 않으며, 이들(20)(30)은 각각 1개 또는 다수 개가 회로 패턴(40)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. The LED lighting device according to the present invention includes the
또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치의 제조방법은, 지지체(10)를 준비하는 단계; 상기 지지체(10) 상에 3D 프린팅을 통해 도전성의 회로 패턴(40)을 형성하는 단계; 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)를 설치하는 단계; 및 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 3D 프린팅을 통해 보호층(50)을 형성하는 단계를 포함한다. In addition, the manufacturing method of the LED lighting device according to the present invention, the steps of preparing a support (10); Forming a
본 발명에 따른 LED 조명장치는, 종래의 LED 조명장치에서 필수 구성요소로 사용하는 인쇄회로기판(PCB)이 제거된 구조로서, 상기 지지체(10) 상에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 탑재, 고정된다. 즉, 상기 지지체(10)가 기존의 인쇄회로기판(PCB)를 대체하여 LED 모듈화를 위한 모듈 본체의 기능을 갖는다. 이때, 상기 지지체(10)는 LED 조명장치를 구성하는 케이스(또는 하우징), 광학 렌즈 및/또는 방열 부재(100)(도 4 참고) 등으로부터 선택되며, 이는 인쇄회로기판(PCB)를 제외한다. The LED lighting device according to the present invention is a structure in which a printed circuit board (PCB) used as an essential component in a conventional LED lighting device is removed, and the
구체적으로, 본 발명은 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)를 탑재하기 위한 기존의 인쇄회로기판(PCB)을 포함하지 않고, 이를 대체하는 기술적 수단으로서, 케이스(또는 하우징), 광학 렌즈 및/또는 방열 부재(100) 등으로부터 선택되는 지지체(10) 자체에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 탑재된 것이라는 점과; 3차원의 3D 프린팅 공정을 통해 상기 지지체(10) 자체에 회로 패턴(40)을 형성하여 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30) 간을 전기적으로 연결, 고정하였다는 점과, 3차원의 3D 프린팅 공정을 통해 상기 회로 패턴(40) 상에 보호층(50)을 형성하여 단선을 방지하고 내구성 및 견고한 결합력 등을 갖게 하였다는 점에서 기술적 의의가 있다. 구체적인 제조 공정을 설명하면 다음과 같다. Specifically, the present invention does not include a conventional printed circuit board (PCB) for mounting the
먼저, 지지체(10)를 준비한다. 상기 지지체(10)는 LED 조명장치의 구성요소 중에서 인쇄회로기판(PCB)을 제외한 구성요소로부터 선택된다. 상기 지지체(10)는 전술한 바와 같이 LED 조명장치를 구성하는 것으로서, LED 모듈용 케이스(또는 하우징), 광학 렌즈 및/또는 방열 부재(100) 등으로부터 선택된다. First, the
상기 지지체(10)의 재질 및 형상 등은 제한되지 않다. 상기 지지체(10)는, 예를 들어 금속재, 합성수지재, 세라믹재, 목재, 석재 및/또는 유리재 등으로 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 지지체(10)는 방열 부재(100)로부터 선택될 수 있으며, 이는 구체적으로 방열성의 금속 및/또는 세라믹 등을 재질로 하는 방열 부재(100)로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 지지체(10)는 평면이나 곡면 등을 가질 수 있으며, 예를 들어 평판 등의 형상을 갖거나 임의의 입체적 형상을 가질 수 있다. 하나의 실시예에 따라서, 상기 지지체(10)는 소정의 두께를 가지는 평판 형상을 가질 수 있다. The material and shape of the
도 2 및 도 3에는 평판 형상의 지지체(10)가 예시되어 있다. 도 2를 참조하면, 상기 지지체(10)에 3D 프린팅 공정을 이용하여 도전성의 회로 패턴(40)을 형성한다. 다른 실시예에 따라서, 상기 회로 패턴(40)을 형성하기 이전에, 상기 지지체(10) 상에 요철(roughness)(11)을 형성하거나 절연층(45)을 형성할 수 있다. 2 and 3 illustrate a plate-shaped
상기 요철(11)은, 절연층(45) 및/또는 회로 패턴(40)이 지지체(10)에 양호한 결합력으로 접합되게 하는 것으로서, 이는 물리적 및/또는 화학적 처리를 통하여 형성될 수 있다. 상기 요철(11)은, 예를 들어 밀링, 연마, 부식, 에칭, 레이저 식각 및/또는 NC(Numerical Control) 등의 가공 공정을 통해 미세 조도를 갖도록 형성할 수 있다. 도 2에 보인 바와 같이, 상기 요철(11)은 지지체(10)의 표면에 형성되되, 적어도 절연층(45) 및/또는 회로 패턴(40)과의 접촉되는 계면에는 형성되는 것이 좋다. The
상기 절연층(45)은 선택적인 구성으로서, 이는 상기 지지체(10)가 도전성을 가지는 경우에 형성될 수 있다. 상기 절연층(45)은 절연성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 에폭시(Epoxy), 폴리이미드(Polyimide), 실리콘(Silicon), 폴리우레탄(PU), 폴리카보네이트(PC), 폴리에스터(Polyester) 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 등으로부터 선택된 1종 이상의 접착-절연성 수지를 포함할 수 있다. 상기 절연층(45)의 형성 방법은 제한되지 않으며, 이는 일반 코팅 방식으로 형성할 수 있다. 상기 절연층(45)은, 예를 들어 0.01㎛ ~ 100㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. The insulating
다음으로, 상기 지지체(10) 상에 도전성의 회로 패턴(40)을 형성한다. 이때, 상기 회로 패턴(40)은 지지체(10)에 절연층(45)이 형성되어 있는 경우, 상기 절연층(45)의 상부에 형성한다. 지지체(10) 자체가 절연성을 가져, 절연층(45)이 필요 없는 경우에는 지지체(10)의 요철(11) 상에 도전성의 회로 패턴(40)을 형성한다. Next, a
상기 도전성의 회로 패턴(40)은 LED 패키지(20)의 전극, LED 구동 소자(30)의 리드 패드(Lead pad) 및/또는 전원 패드 등을 서로 전기적으로 연결하는 것으로서, 이는 본 발명에 따라서 3D 프린팅을 통해 형성한다. 이러한 회로 패턴(40)은 다양한 패턴을 갖는다. 상기 회로 패턴(40)은 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)의 개수, 형상 및 크기 등에 따라 다양한 형상과 크기(두께, 폭 및 너비) 등을 가질 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어, 경우에 따라서는 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)를 부품(20)(30)이라 한다. The
상기 3D 프린팅은, 예를 들어 PolyJET(Photopolymer Jetting Technology), MJF(multi jet fusion), DLP(Digital Light Processing), DMT(Direct Metal Tooling), FFF(Fused Filament Fabrication), MJM(Multi Jet Modeling), SLA(Stereolithography Apparatus), LOM(Laminated Object Manufacturing), FDM(Fused Deposition Modeling), SLM(Selective Laser Melting) 및/또는 3D Projet 등의 3D 프린팅 공정으로부터 선택될 수 있다. The 3D printing is, for example, PolyJET (Photopolymer Jetting Technology), MJF (multi jet fusion), DLP (Digital Light Processing), DMT (Direct Metal Tooling), FFF (Fused Filament Fabrication), MJM (Multi Jet Modeling), It may be selected from 3D printing processes such as Stereolithography Apparatus (SLA), Laminated Object Manufacturing (LOM), Fused Deposition Modeling (FDM), Selective Laser Melting (SLM), and/or 3D Projet.
하나의 실시예에 따라서, 상기 회로 패턴(40)은 3D 프린팅 장치(200)의 노즐(210)을 통해 도전성 재료가 3D 프린팅되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 3D 프린팅 장치(200)는, 예를 들어 도전성 재료가 수용된 수용부와, 상기 수용부로부터 도전성 재료를 공급받아 회로 패턴(40)을 프린팅하는 노즐(210)과, 상기 노즐(210)을 3차원 공간(x-y-z 방향)으로 자유롭게 이동되게 하는 3차원 이동 유닛(unit)과, 상기 3차원 이동 유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 각 부품(20)(30)의 배열 위치에 따라 3차원 이동 유닛(unit)을 제어하거나, 미리 설계(입력)된 패턴 정보에 따라 3차원 이동 유닛(unit)을 제어하여 회로 패턴(40)이 형성되게 할 수 있다. 부가적으로, 상기 3D 프린팅 장치(200)는 노즐(210)을 통해 프린팅된 도전성 재료를 경화(또는 건조)시키는 경화부를 포함할 수 있으며, 상기 경화부는 열 공급원 및/또는 자외선(UV) 광원 등을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the
또한, 상기 도전성 재료는 액상이거나 소정 점도의 페이스트(paste) 제형을 가질 수 있으며, 이는 전기전도성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 도전성 재료는 금속, 카본 및/또는 전도성 고분자 등을 포함할 수 있다. 상기 도전성 재료는, 예를 들어 은(Ag) 및/또는 구리(Cu) 등의 금속 입자를 포함하는 도전성 페이스트를 사용할 수 있으며, 상기 금속 입자는 나노미터(nm) 크기를 가질 수 있다. In addition, the conductive material may be liquid or may have a paste formulation having a predetermined viscosity, and this is not particularly limited as long as it has electrical conductivity. The conductive material may include metal, carbon, and/or a conductive polymer. As the conductive material, for example, a conductive paste including metal particles such as silver (Ag) and/or copper (Cu) may be used, and the metal particles may have a nanometer (nm) size.
본 발명에 따르면, 위와 같은 3D 프린팅에 의해 지지체(10) 및 각 부품(20)(30)의 형상이나 배열 위치 등에 상관없이 회로 패턴(40)을 자유롭게 형성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따르면, 상기 지지체(10) 및 각 부품(20)(30)의 형상에 있어, 이들(10)(20)(30)이 평면형, 곡면형, 돌출형 및/또는 함몰형 등의 형상을 갖더라도 이러한 형상에 구애받지 않고 상기 3D 프린팅에 의해 자유롭게 회로 패턴(40)을 형성할 수 있다. 아울러, 상기 3D 프린팅에 의해 폭과 두께의 조절이 자유롭고 정밀도가 높은 회로 패턴(40)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 회로 패턴(40)은, 예를 들어 0.01㎛ 이상의 폭과 0.01㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 회로 패턴(40)은 0.01㎛ ~ 2mm의 폭과 0.01㎛ ~ 1,000㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. According to the present invention, the
도 2의 (a)에 보인 바와 같이, 위와 같이 회로 패턴(40)을 형성한 후에는 상기 회로 패턴(40) 상에 각 부품(20)(30)을 설치한다. 즉, 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)를 설치하여 전기적으로 연결한다. 예를 들어, LED 패키지(20)의 전극과 LED 구동 소자(30)의 리드 패드(Lead pad) 등을 회로 패턴(40)에 접촉시켜 각 부품(20)(30)이 전기적으로 통전되게 한다. As shown in (a) of FIG. 2, after forming the
또한, 경우에 따라서, 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)는 도전성 접착제를 통해 회로 패턴(40)에 부착, 고정할 수 있다. 상기 도전성 접착제는, 예를 들어 투명이다. 상기 도전성 접착제는 솔더나 전도성 고분자 등으로부터 선택될 수 있다. 그리고 전도성 고분자는, 예를 들어 폴리아닐린, 폴리피롤 및/또는 폴리티오펜 등을 포함할 수 있다. 상기 도전성 접착제는 보호층(50)을 형성하기 이전에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 회로 패턴(40)에 임시적으로 고정하거나 완전히 고정할 목적으로 사용될 수 있다. In addition, in some cases, the
상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)는 통상과 같이 구성될 수 있으며, 이들은 특별히 제한되지 않는다. 상기 LED 패키지(20)는 LED 광원 및 전극을 포함한다. 상기 LED 패키지(20)는 LED 광원과 전극 이외에 드라이버 IC(Driver IC), 보호 칩 및/또는 정전류 칩 등을 더 포함하는 구조로 패키징될 수 있다. 상기 LED 구동 소자(30)는 LED 패키지(20)를 구동하기 위한 부품 소자로서, 이는 예를 들어 커패시터(capacitor), 트랜지스터(transistor) 및/또는 저항 등의 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 LED 구동 소자(30)는 드라이버 IC, 보호 칩 및/또는 정전류 칩 등을 포함할 수 있다. The
다음으로, 상기 회로 패턴(40) 상에 보호층(50)을 형성한다. 도 3의 (b)는 3D 프린팅을 통해 보호층(50)이 형성되고 있는 모습을 예시한 것이다. 상기 보호층(50)은 적어도 회로 패턴(40)을 커버링(covering)할 수 있는 폭(너비)로 형성되어 회로 패턴(40)을 보호할 수 있으면 좋다. 다른 실시예에 따라서, 상기 보호층(50)은 적어도 회로 패턴(40)을 커버링(covering)하되, 이에 더하여 부품(20)(30)의 일부 또는 전체 표면을 커버링하여 보호할 수 있는 폭(너비)을 가질 수 있다. 즉, 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)의 외부 노출 표면 중에서, 일부면(측면)에 보호층(50)을 형성하거나 표면 전체에 보호층(50)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 보호층(50)은 회로 패턴(40) 및/또는 부품(20)(30)의 표면에는 물론, 상기 지지체(10)의 표면의 일부 또는 전체 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. Next, a
상기 보호층(50)은 외부의 물리적 및 화학적 충격 등으로부터 회로 패턴(40) 및 부품(20)(30)을 보호할 수 있는 것이면 그 재질은 특별히 제한되지 않는다. 상기 보호층(50)은 투명이며, 이는 접착성 및 절연성을 가질 수 있다. 상기 보호층(50)은 접착성 및 절연성의 투명 수지를 포함할 수 있으며, 예를 들어 에폭시(Epoxy), 폴리이미드(Polyimide), 실리콘(Silicon), 폴리우레탄(PU), 폴리카보네이트(PC), 폴리에스터(Polyester) 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 등으로부터 선택된 1종 이상의 접착-절연성 수지를 포함할 수 있다. The material of the
위와 같은 보호층(50)에 의해, 적어도 회로 패턴(40) 및/또는 부품(20)(30)은 외부로부터 보호된다. 또한, 지지체(10)와 부품(20)(30)은 보호층(50)의 접착력에 의해 견고한 결합력을 갖는다. By the
도 3의 (b)에 보인 바와 같이, 상기 보호층(50)은 3D 프린팅을 통해 형성될 수 있다. 즉, 회로 패턴(40)을 설명한 바와 같이, 상기 보호층(50)의 경우에도 3D 프린팅 장치(200)의 노즐(210)을 통해 상기 접착-절연성 수지가 3D 프린팅되어 형성될 수 있다. 상기 보호층(50)은 3D 프린팅을 통해 형성되되, 예를 들어 1,000㎛ 이하의 두께, 구체적인 예를 들어 0.01㎛ ~ 1,000㎛의 두께를 가질 수 있다. As shown in (b) of FIG. 3, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따라서, 상기 각 부품(20)(30)을 설치하기 이전에 보호층(50)을 먼저 형성할 수 있다. 이를 도 2의 (b)를 참고하면 다음과 같다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, before installing each of the
도 2의 (b)을 참고하면, 상기와 같이 3D 프린팅을 통해 절연층(45) 상에 회로 패턴(40)을 형성한 후, 상기 회로 패턴(40)의 주위에 보호층(50)을 형성할 수 있다. 즉, 각 부품(20)(30)이 설치되어야 할 부분은 제외하고, 회로 패턴(40)의 측면 및 주위에 보호층(50)을 형성할 수 있다. 이와 같이 보호층(50)을 먼저 형성한 후에는 각 부품(20)(30)이 설치되어야 할 부분에 상기 각 부품(20)(30)을 설치한다. 이 경우에는, 예를 들어 전체 제조 공정이 단조로울 수 있다. 구체적으로, 지지체(10)의 표면 처리(요철 및 절연 처리 등)와 3D 프린팅을 위한 생산라인에서 회로 패턴(40)과 보호층(50)을 연속적으로 모두 진행하고, 이후 반도체 칩 조립을 위한 생산라인에서 부품(20)(30)을 조립할 수 있어 전체 공정이 단조로울 수 있다. Referring to (b) of FIG. 2, after forming the
이하, 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 조명장치 및 그 제조방법을 설명한다. 본 발명의 제2 실시형태를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시형태와 동일하게 사용되는 용어 및 도면 부호는 동일한 기능을 나타내므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 구체적으로 설명되지 않는 부분이 있다면, 이는 상기 제1 실시형태를 설명한 바와 같다. Hereinafter, an LED lighting device according to a second embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 4 to 6. In describing the second embodiment of the present invention, terms and reference numerals used in the same manner as in the first embodiment represent the same functions, and thus detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, if there are parts that are not specifically described below, these are the same as those described in the first embodiment.
[제2 실시형태] [Second Embodiment]
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조 공정을 설명하기 위한 평면도이다. 그리고 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 LED 조명장치 및 이의 제조 공정을 보인 보인 단면도로서, 도 5는 LED 구동 소자(30)의 모습이고, 도 6은 LED 패키지(20)의 모습을 보인 것이다. 4 is a plan view for explaining a manufacturing process of the LED lighting device according to the second embodiment of the present invention. And Figures 5 and 6 are cross-sectional views showing an LED lighting device and a manufacturing process thereof according to a second embodiment of the present invention, Figure 5 is a state of the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따라서, 상기 지지체(10)는 음각(60)이 형성되어 있다. 또한, 상기 지지체(10)는 방열 부재(100)로부터 선택될 수 있다. 4 to 6, according to this embodiment, the
본 실시형태에 따른 LED 조명장치는 방열 부재(100); 상기 방열 부재(100)에 형성된 음각(60); 상기 음각(60) 내의 안착면(101) 상에 형성된 절연층(45); 상기 음각(60) 내의 절연층(45) 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 도전성의 회로 패턴(40); 상기 음각(60)에 삽입, 설치되되, 상기 음각(60) 내의 도전성의 회로 패턴(40) 상에 설치된 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30); 및 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 보호층(50)을 포함한다. The LED lighting device according to the present embodiment includes a
또한, 본 실시형태에 따른 LED 조명장치의 제조방법은, 음각(60)이 형성된 방열 부재(100)를 준비하는 단계; 상기 음각(60) 내의 안착면(101) 상에 절연층(45)을 형성하는 단계; 상기 음각(60) 내의 절연층(45) 상에 형성하되, 3D 프린팅을 통해 도전성의 회로 패턴(40)을 형성하는 단계; 상기 음각(60)에 삽입, 설치하되, 상기 음각(60) 내의 도전성의 회로 패턴(40) 상에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)를 설치하는 단계; 및 상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 형성하되, 3D 프린팅을 통해 보호층(50)을 형성하는 단계를 포함한다. In addition, the manufacturing method of the LED lighting device according to the present embodiment, the steps of preparing a
본 실시형태에 따라서, 상기 방열 부재(100)는 기존의 인쇄회로기판(PCB)를 대체하여, 방열 부재(100)로서의 본래 기능을 가짐과 함께 상기 방열 부재(100) 자체가 LED 모듈화를 위한 모듈 본체의 기능을 갖는다. 본 실시형태에 따른 LED 조명장치는 컴팩트(compact)한 구조를 가지면서 우수한 방열성을 갖는다. According to this embodiment, the
본 실시형태에 따른 LED 조명장치를 제조 공정을 통해 설명하면 다음과 같다. 도 4의 (a)는 방열 부재(100)에 음각(60)이 형성된 모습을 보인 평면도이고, 도 4의 (b)는 음각(60) 내에 절연층(45)이 형성된 모습을 보인 평면도이며, 도 4의 (b)는 음각(60) 내의 절연층(45) 상에 회로 패턴(40)이 형성된 모습을 보인 평면도이다. 그리고 도 4의 (d)는 음각(60) 내의 회로 패턴(40) 상에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)이 삽입, 설치된 모습을 보인 평면도이고, 도 4의 (e)는 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30) 상에 보호층(50)이 형성된 모습을 보인 평면도이다. The LED lighting device according to the present embodiment will be described through a manufacturing process as follows. 4(a) is a plan view showing a state in which an
도 4를 참고하면, 먼저 방열 부재(100)를 준비한다. 상기 방열 부재(100)는 방열성을 가지면 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 방열 부재(100)는 소정 두께를 가지는 평판형의 방열판(112)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방열 부재(100)는 방열판(112)을 포함하되, 상기 방열판(112)의 하부에 형성된 방열핀 구조(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 방열 부재(100)는 방열판(112) 및/또는 방열핀에 형성된 것으로서, 외부의 공기가 통과되는 통풍용 관통구가 형성된 구조를 가질 수 있다. 상기 방열 부재(100)는, 예를 들어 금속재이며, 구체적인 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및/또는 이들의 합금(Al 합금이나 Cu 합금) 등의 재질로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4, first, a
상기 방열 부재(100)는 음각(60)을 포함한다. 즉, 상기 방열 부재(100)의 방열판(112)에는 1개 또는 2개 이상 복수개의 음각(60)이 형성되어 있다. 이러한 음각(60)에는 LED 패키지(20) 및 LED 구동 소자(30) 등의 구성요소가 삽입, 설치된다. 상기 음각(60)은 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)의 개수, 형상 및 크기 등에 따라 다양한 형상과 크기(깊이, 폭, 너비) 등을 가질 수 있다. The
상기 방열 부재(100)는 위와 같은 음각(60)의 형성에 의해, LED 패키지(20) 및 LED 구동 소자(30)가 삽입될 수 있는 공간과, 상기 음각(60)의 측면 방향에 형성된 내벽면(102)과, 상기 음각(60)의 아랫면 방향에 형성된 안착면(101)을 가질 수 있다. 그리고 소정 두께(T1)의 바닥부(111)를 가질 수 있다. 이때, 상기 바닥부(111)는, 예를 들어 50㎛ 이상의 두께(T1)를 가질 수 있으며, 구체적인 예를 들어 50㎛ ~ 1,000㎛의 두께(T1)를 가질 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. The
상기 음각(60)은 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)의 두께보다 더 큰 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 음각(60)은 해당 부품(20)(30)의 두께에 약 0.01㎛ ~ 1,000㎛를 더한 깊이를 가질 수 있다. 즉, 도 5에서, 도면 부호 T2는 깊이 여분으로서 약 0.01㎛ ~ 1,000㎛가 될 수 있으며, 구체적으로 깊이 여분(T2)은 약 20㎛ ~ 500㎛가 될 수 있다. 또한, 상기 음각(60)의 폭이나 너비는 해당 부품(20)(30)의 폭이나 너비보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 상기 부품(20)(30), 즉 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)는 방열 부재(100)의 내벽면(102)과 공차(D)(도 5 참고)를 갖도록 상기 음각(60)에 삽입, 설치될 수 있다. 상기 음각(60)은, 예를 들어 내벽면(102)과 해당 부품(20)(30)의 사이에 약 10㎛ ~ 100㎛의 공차(D)가 형성될 수 있는 폭이나 너비를 가질 수 있다. The
상기 음각(60)은, 예를 들어 방열 부재(100)의 제조 시 방열 부재(100)의 성형 과정(예, 사출 성형 등)에서 형성되거나, 별도의 절삭 가공을 통해 형성될 수 있다. 상기 음각(60)은, 예를 들어 드릴(Drill)이나 레이저(Laser) 등을 이용한 절삭 가공을 통해 형성될 수 있다. 상기 음각(60)은 LED 패키지(20) 및 LED 구동 소자(30)의 개수, 형상 및 크기 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 상기 음각(60)은 LED 패키지(20)가 삽입, 설치되는 적어도 하나의 패키지 음각(62)과, LED 구동 소자(30)가 삽입, 설치되는 적어도 하나 이상의 소자 음각(63)을 포함할 수 있다. The
위와 같이 음각(60)이 형성된 방열 부재(100)를 준비한 다음, 상기 음각(60)이 형성된 부분의 안착면(101)에 회로 패턴(40)을 형성한다. 다른 실시예에 따라서, 상기 회로 패턴(40)을 형성하기 이전에 안착면(101)에 요철(11) 및/또는 절연층(45)을 형성할 수 있다. 상기 요철(11) 및 절연층(45)은 제1 실시형태를 설명한 바와 같다. 도 4 내지 도 6에는 음각(60) 내의 안착면(101) 상에 절연층(45)이 형성되고, 상기 절연층(45) 상에 회로 패턴(40)이 형성된 모습을 예시하였다. After preparing the
상기 회로 패턴(40)을 형성한 후, 상기 음각(60) 내의 회로 패턴(40) 상에 해당 부품(20)(30)을 삽입, 설치한다. 구체적으로, 상기 패키지 음각(60)(62) 내의 회로 패턴(40) 상에는 LED 패키지(20)를 삽입, 설치하고, 상기 소자 음각(60)(63) 내의 회로 패턴(40) 상에는 LED 구동 소자(30)를 삽입, 설치한다. 이때, 경우에 따라서, 해당 부품(20)(30)과 음각(60)(62)(63)의 사이에는 도전성 접착제가 코팅되어 부착, 고정될 수 있다. After the
또한, 도 6을 참고하면, 상기 LED 패키지(20)의 경우, 광반사층(140)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, LED 패키지(20)가 삽입, 설치되는 패키지 음각(60)(62)에는 광반사층(140)이 형성될 수 있다. 이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 방열 부재(100)는 음각(60)(62)에 의해 형성된 안착면(101)과 내벽면(102)을 가지되, 상기 내벽면(102)은 경사면(103)으로 구성될 수 있다. 상기 패키지 음각(60)(62)은 상부 쪽으로 확개된 단면을 가질 수 있다. 이와 같이 확개된 단면을 가지는 경우, LED 광이 확산될 수 있다. In addition, referring to FIG. 6, the
상기 광반사층(140)은 LED 패키지(20)로부터 방사된 LED 광을 반사시켜 광효율을 개선할 수 있으면 좋다. 도 6에 보인 바와 같이, 상기 광반사층(140)은 안착면(101) 및 경사면(103)의 표면 상에 형성될 수 있다. 그리고 이러한 광반사층(140) 상에 절연측(45)과 회로 패턴(40)이 형성될 수 있다. 상기 광반사층(140)은 물리적 및/또는 화학적 방법으로 형성될 수 있으며, 이는 예를 들어 연마, 샌딩, 코팅, 도금, 아노다이징 및/또는 에칭 등의 방법으로 표면 처리되어 형성될 수 있다. 하나의 실시예에 따라서, 상기 광반사층(140)은 금속 입자, 세라믹 입자 및/또는 유색 안료 등으로부터 선택된 광반사 재료를 코팅하여 형성할 수 있으며, 구체적인 예를 들어 높은 광효율을 위해 은(Ag)을 코팅하여 형성할 수 있다. The
다음으로, 상기 각 음각(60)(62)(63) 내에 해당 부품(20)(30)을 삽입, 설치한 후에는 3D 프린팅 장치(200)를 이용하여 회로 패턴(40) 상에 보호층(50)을 형성한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 보호층(50)은 적어도 회로 패턴(40)을 커버링할 수 있도록 형성한다. 다른 실시예에 따라서, 상기 보호층(50)은 부품(20)(30) 및/또는 방열 부재(100)의 표면에도 형성될 수 있다. 이러한 보호층(50)에 의해, 회로 패턴(40) 및/또는 부품(20)(30)이 외부로부터 보호되면서 방열 부재(100)와 부품(20)(30) 간의 결합력이 향상될 수 있다. Next, after inserting and installing the corresponding
또한, 도 5를 참조하면, 상기 보호층(50)은 내벽면(102)과 해당 부품(20)(30)의 사이에 형성된 공차(D) 내에도 형성될 수 있다. 구체적으로, 보호층(50)을 형성하는 상기 접착-절연성 수지는 회로 패턴(40) 및/또는 부품(20)(30)의 표면에 도포됨은 물론, 상기 공차(D)에도 삽입, 형성될 수 있다. 이에 따라, 공차(D)에는 보호층(50)으로부터 연장된 매입층(52)이 형성된다. 이 경우, 접착성의 보호층(50)에 의해, 방열 부재(100)와 해당 부품(20)(30) 간의 결합력이 강화되어 견고한 조립 구조를 가질 수 있다. In addition, referring to FIG. 5, the
본 실시형태에 따라서, 위와 같이 방열 부재(100)에 음각(60)이 형성되고, 상기 음각(60) 내에 회로 패턴(40), LED 패키지(20) 및 LED 구동 소자(30) 등이 삽입된 경우, LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 외부로부터 보호되면서 이들 부품(20)(30) 간을 전기적으로 연결하는 회로 패턴(40)의 단선을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 음각(60)에 의해, LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 방열 부재(100) 내에 삽입된 구조로 모듈화되어 LED 모듈의 컴팩트(compact)화가 도모된다. 아울러, 상기 LED 패키지(20)는 음각(60) 내에서 방열 부재(100)와 최대한 근거리로 밀착되어 있어, 우수한 방열성이 도모된다. According to this embodiment, the
부가적으로, 상기 보호층(50)을 형성한 후에는 코팅층(도시하지 않음)을 더 형성할 수 있다. 이때, 상기 코팅층은 LED 패키지(20)의 광효율을 저해하지 않는 범위에서 상기 보호층(50) 상에 형성될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 코팅층은 색상층으로부터 선택되고, 상기 색상층은 방열 부재(100)의 색상과 동일/유사한 색상을 가질 수 있다. 이러한 색상층은 LED 패키지(20)의 광효율(휘도 등)을 저해하지 않는 범위에서, 예를 들어 LED 패키지(20)의 상부는 제외하고, LED 구동 소자(30) 및/또는 방열판(112)의 상부에 형성된 보호층(50) 상에 형성할 수 있다. Additionally, after the
한편, 본 실시형태에 따른 LED 조명장치는 상기 LED 패키지(20) 상에 설치된 광학 렌즈(도시하지 않음)를 포함하거나, 상기 각 구성요소들을 보호하고 내장하기 위한 케이스(도시하지 않음) 등을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the LED lighting device according to the present embodiment further includes an optical lens (not shown) installed on the
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 적어도 다음과 같은 효과를 갖는다. According to the present invention described above, it has at least the following effects.
먼저, 본 발명에 따르면, 전술한 바와 같이 기존의 인쇄회로기판(PCB)을 사용하지 않고, 방열 부재(100) 등의 지지체(10) 자체에 3D 프린팅을 통해 직접 패터닝하는 방식으로 회로 패턴(40)이 형성되고, 이와 함께 방열 부재(100) 자체에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 탑재, 고정된 것으로서, 적어도 인쇄회로기판(PCB)이 제거되어 부품 수 및 제조공정이 감소되고, 이와 함께 3차원의 자유로운 형상이 가능한 3D 프린팅에 의해 회로 패턴(40)이 형성되어 공정이 단순화된 효과를 갖는다. First, according to the present invention, as described above, the
아울러, 본 발명에 따르면, LED 모듈의 크기나 디자인이 비제한적이고 간결한 디자인을 구현할 수 있는 효과를 갖는다. 구체적으로, 인쇄회로기판(PCB)이 제거되고, 3D 프린팅을 통해 회로 패턴(40)이 형성되어, 지지체(10)(100)의 크기나 형상에 구애받지 않고 다양하고 간결한 디자인을 구현할 수 있다. In addition, according to the present invention, the size or design of the LED module is non-limiting and has an effect of implementing a concise design. Specifically, the printed circuit board (PCB) is removed, and the
또한, 본 발명에 따르면, 지지체(10)(100)에 음각(60)이 형성되고, 상기 음각(60) 내에 회로 패턴(40), LED 패키지(20) 및 LED 구동 소자(30) 등이 삽입, 설치되어, 상기 각 구성요소들(20)(30)(40)이 음각(60)에 의해 외부로부터 보호되면서 이와 함께 상기 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)가 지지체(10)(100) 내에 삽입된 구조로 모듈화되어, 적어도 LED 모듈의 컴팩트(compact)화가 도모되는 효과를 갖는다. In addition, according to the present invention, an
아울러, 본 발명에 따르면, 종래와 대비하여 방열성이 향상된 효과를 갖는다. 종래의 경우 LED 패키지와 방열 부재(5)(도 1 참고)의 사이에 인쇄회로기판(PCB)이 배치되어, LED 패키지와 방열 부재(5)가 직접 접촉되지 않아 방열성이 떨어지나, 본 발명에 따르면 인쇄회로기판(PCB)이 제거되고 LED 패키지(20)와 방열 부재가 최단 거리로 배치되어 방열성이 향상된다. 구체적으로, 도 6를 참고하면, 상기 LED 패키지(20)는 음각(60) 내에 삽입되어 있되, 방열 부재(100)의 바닥부(110)와 최대한 근거리로 밀착되어 있어, 우수한 방열성을 갖는다. In addition, according to the present invention, it has an effect of improved heat dissipation compared to the prior art. In the conventional case, a printed circuit board (PCB) is disposed between the LED package and the heat dissipation member 5 (refer to FIG. 1), so that the LED package and the
부가적으로, 본 발명에 따르면, 광효율이 향상된 효과를 갖는다. 구체적으로, 지지체(10)(100)에 음각(60)이 형성되고, 상기 음각(60) 내에 LED 패키지(20)가 삽입되어 있되, 상기 음각(60) 내의 안착면(101)과 경사면(103) 상에 광반사층(140)이 형성된 경우 광반사능 및 집광도 등이 향상되어 우수한 광효율을 갖는다. Additionally, according to the present invention, the light efficiency is improved. Specifically, the
10 : 지지체 20 : LED 패키지
30 : LED 구동 소자 40 : 회로 패턴
45 : 절연층 50 : 보호층
60 : 음각 100 : 방열 부재
111 : 바닥부 112 : 방열판
140 : 광반사층 10: support 20: LED package
30: LED driving element 40: circuit pattern
45: insulating layer 50: protective layer
60: intaglio 100: heat dissipation member
111: bottom part 112: heat sink
140: light reflection layer
Claims (4)
상기 지지체(10)에 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 도전성의 회로 패턴(40);
상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 설치된 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30); 및
상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 보호층(50)을 포함하고,
인쇄회로기판(PCB)이 제거된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
Support 10;
A conductive circuit pattern 40 formed on the support 10 and formed through 3D printing;
An LED package 20 and an LED driving element 30 installed on the conductive circuit pattern 40; And
Is formed on the conductive circuit pattern 40, including a protective layer 50 formed through 3D printing,
LED lighting device, characterized in that the printed circuit board (PCB) is removed.
상기 지지체(10)는 LED 조명장치를 구성하는 케이스, 광학 렌즈 또는 방열 부재(100)인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
The method of claim 1,
The support 10 is an LED lighting device, characterized in that the case constituting the LED lighting device, an optical lens or a heat radiation member (100).
상기 방열 부재(100)에 형성된 음각(60);
상기 음각(60) 내의 안착면(101) 상에 형성된 절연층(45);
상기 음각(60) 내의 절연층(45) 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 도전성의 회로 패턴(40);
상기 음각(60)에 삽입, 설치되되, 상기 음각(60) 내의 도전성의 회로 패턴(40) 상에 설치된 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30); 및
상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 형성되되, 3D 프린팅을 통해 형성된 보호층(50)을 포함하고,
인쇄회로기판(PCB)이 제거된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
A heat radiation member 100;
An intaglio 60 formed on the heat dissipation member 100;
An insulating layer 45 formed on the seating surface 101 in the intaglio 60;
A conductive circuit pattern 40 formed on the insulating layer 45 in the intaglio 60 and formed through 3D printing;
Doedoe inserted into the intaglio 60, the LED package 20 and the LED driving element 30 installed on the conductive circuit pattern 40 in the intaglio 60; And
Is formed on the conductive circuit pattern 40, including a protective layer 50 formed through 3D printing,
LED lighting device, characterized in that the printed circuit board (PCB) is removed.
상기 음각(60) 내의 안착면(101) 상에 절연층(45)을 형성하는 단계;
상기 음각(60) 내의 절연층(45) 상에 형성하되, 3D 프린팅을 통해 도전성의 회로 패턴(40)을 형성하는 단계;
상기 음각(60)에 삽입, 설치하되, 상기 음각(60) 내의 도전성의 회로 패턴(40) 상에 LED 패키지(20)와 LED 구동 소자(30)를 설치하는 단계; 및
상기 도전성의 회로 패턴(40) 상에 형성하되, 3D 프린팅을 통해 보호층(50)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 제조방법.
Preparing the heat dissipation member 100 in which the intaglio 60 is formed;
Forming an insulating layer 45 on the seating surface 101 in the intaglio 60;
Forming a conductive circuit pattern 40 through 3D printing, which is formed on the insulating layer 45 in the intaglio 60;
Inserting and installing the intaglio 60, but installing the LED package 20 and the LED driving element 30 on the conductive circuit pattern 40 in the intaglio 60; And
It is formed on the conductive circuit pattern 40, the method of manufacturing an LED lighting device comprising the step of forming a protective layer 50 through 3D printing.
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