KR20240080823A - 방열판에 형성된 led 구동회로 패턴을 포함하는 led 조명 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방열판(히트 싱크, heat sink) 표면에 형성된 LED 구동회로 패턴을 포함하는 LED 조명 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열판 표면에 유전체층을 형성한 후에, 유전체층 위에 LED 구동회로 패턴을 형성한 LED 조명 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, LED 소자에서 발생한 열이 효과적으로 방출될 수 있으므로, LED 조명 모듈의 제조 비용을 절감하고 무게를 줄이는 효과가 있다. 더 나아가, 방열판에 직접적으로 LED 구동회로 패턴을 형성하므로, PCB 기판을 사용하는 종래의 방식과 비교하여 제조 공정이 간단하게 되는 장점도 있다.
본 발명에 따르면, LED 소자에서 발생한 열이 효과적으로 방출될 수 있으므로, LED 조명 모듈의 제조 비용을 절감하고 무게를 줄이는 효과가 있다. 더 나아가, 방열판에 직접적으로 LED 구동회로 패턴을 형성하므로, PCB 기판을 사용하는 종래의 방식과 비교하여 제조 공정이 간단하게 되는 장점도 있다.
Description
본 발명은 방열판(히트 싱크, heat sink) 표면에 형성된 LED 구동회로 패턴을 포함하는 LED 조명 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열판 표면에 유전체층을 형성한 후에, 유전체층 위에 LED 구동회로 패턴을 형성한 LED 조명 모듈에 관한 것이다.
LED 조명 장치는 발광 다이오드(LED) 소자를 이용한 조명기구로서, 기존 조명 방식과 비교하여, 소비전력이 낮고 수명이 길어 운영 비용을 절감할 수 있으며, 수은, 온실가스 등의 배출이 없는 친환경 소재로서 다양한 조명 연출이 가능한 장점이 있다.
그러나, LED 조명 장치는 LED 구조상 열에 상대적으로 약하고, 열에 의한 열화는 LED 조명 장치의 수명을 단축시키는 주요한 요인이다. LED 소자는 작은 면적에서 빛이 발생하면서 해당 부분에 국부적인 열이 발생하여, 그 구조상 열 발산이 원활하지 않다. 특히, LED 소자들을 밀집하여 설치하는 경우에는, LED 소자들로부터 발생하는 열에 의하여 LED 구동 회로가 오작동하거나, LED 수명이 단축되는 문제점이 발생한다.
이를 해결하기 위하여, LED 조명 모듈에 방열판(히트 싱크, heat sink) 등의 방열 구조를 추가한 제품들이 사용되고 있다. 그러나, LED 소자들은 PCB 기판의 일면 위에 실장되고, PCB 기판의 반대면이 방열판에 접촉하는데, PCB 기판은 방열판과 비교하여 열전도율이 낮고, PCB 기판과 방열판의 접촉 부분에서 열이 제대로 전달되지 않으므로, 전체적인 방열 성능이 저하되고, 결과적으로는 PCB 기판이나 LED 소자가 열에 의하여 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
결국, LED 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방열하면서, 제조가 간단한 LED 조명 모듈에 대한 요구가 있었으나, 종래의 기술에 따르면 이를 제공할 수 없는 문제점이 있었고, 본 발명은 이를 해결하기 위한 것이다.
본 발명은 LED 소자의 구동을 위한 회로를 방열판의 일면에 구현한 LED 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 LED 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 LED 조명 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 LED 조명 모듈의 제작 공정을 간소화하고, LED 조명 모듈의 제조를 위한 재료비를 낮추기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈은, 방열판; 상기 방열판 위에 형성된 유전체층; 및 상기 유전체층 위에 형성된 LED 구동회로 패턴을 포함하고, 상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층 상면에 도체 패턴을 형성한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층 상면에 전도성 금속잉크에 의하여 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 금속잉크는 은, 구리 또는 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 금속잉크는 구리 입자의 표면에 여러 층으로 이루어진 고결정성 그래핀을 용액상에서 직접 합성한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층 상면에 LDS(Laser Direct Structuring) 공법에 의하여 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유전체층은 상기 방열판에 LDS용 도료를 도장하여 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층에 레이저 조사에 의한 각층의 회로 패턴을 형성하고, 각층 회로 패턴을 도금한 후에 LDS용 도료를 도포하는 과정을 반복하여 형성한 다층 회로일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열판은 금속, 탄소 소재 또는 탄소 복합소재 중 어느 하나 이상으로 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열판은 하나의 재료로 일체로 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열판은 둘 이상의 부품이 결합되어 형성되고, 상기 부품들 중 어느 하나에 상기 유전체층 및 상기 LED 구동회로 패턴이 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈에 따르면, LED 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 조명 모듈에 필요한 방열판의 크기 또는 무게를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, LED 조명 모듈의 제작 공정을 간소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LED 조명 모듈의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 LED 구동회로 패턴을 방열판의 일면에 형성한 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 방열판의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴에 LED 소자를 결합한 구성을 도시한 사시도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 5은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 방열판의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴에 LED 소자를 결합한 구성을 도시한 사시도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 LED 구동회로 패턴을 방열판의 일면에 형성한 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 방열판의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴에 LED 소자를 결합한 구성을 도시한 사시도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 5은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 방열판의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴에 LED 소자를 결합한 구성을 도시한 사시도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명에 관한 설명에서 사용하는 용어는 다음과 같이 이해되어야 한다. 먼저, 본 명세서에서 단수형 또는 복수형으로 표현된 부분은 필수불가결한 경우를 제외하고는 단수형 및 복수형인 경우를 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 용어로서만 사용되고, 이들 용어들에 의하여 권리범위가 한정되어서는 안 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 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. 즉, 본 개시 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
"적어도 하나의"와 같은 표현은, 구성요소들의 리스트 전체를 수식하고, 그 리스트의 구성요소들을 개별적으로 수식하지 않는다. 예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나" 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"는 오직 A, 오직 B, 오직 C, A와 B 모두, B와 C 모두, A와 C 모두, A와 B와 C 전체, 또는 그 조합을 가리킨다.
또한, 본 발명의 설명에 기재된 “...부”, “...모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 설명 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 설명 전체에서 사용된 표현 “~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)”은 상황에 따라, 예를 들면, “~에 적합한(suitable for)”, “~하는 능력을 가지는(having the capacity to)”, “~하도록 설계된(designed to)”, “~하도록 변경된(adapted to)”, “~하도록 만들어진(made to)”, 또는 “~를 할 수 있는(capable of)”과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 “~하도록 구성된(또는 설정된)”은 하드웨어적으로 “특별히 설계된(specifically designed to)” 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, “~하도록 구성된 시스템”이라는 표현은, 그 시스템이 다른 장치 또는 부품들과 함께 “~할 수 있는” 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 “A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서”는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명은 방열판(히트 싱크, heat sink) 표면에 형성된 LED 구동회로 패턴을 포함하는 LED 조명 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열판 표면에 유전체층을 형성한 후에, 유전체층 위에 LED 구동회로 패턴을 형성한 LED 조명 모듈에 관한 것이다.
본 발명에서, 방열판은 열 접촉을 직간접적으로 사용하여 다른 물체로부터 열을 흡수하고, 발산하는 환경이나 물체를 의미하는 것으로, 히트 싱크(heat sink or heatsink)라는 용어로도 표현될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 방열판은 열전도율이 높은 하나 이상의 재료로 만들어질 수 있으나, 그 재료나 제조 방법에 의하여 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명에 사용되는 방열판은 열전달을 높일 수 있는 형상을 가질 수 있으나, 그 형상에 의하여 한정되지 않는다.
본 발명에서, 유전체층은 전기가 통하지 않는 유전체(dielectric material)로 형성된 층(layer)로서, 절연체층 또는 부도체층(insulator layer)으로 표현될 수도 있다. 유전체층은 그 위에 형성되는 LED 구동회로에 흐르는 전기가 통하지 않는 층으로, 유전체층을 형성하는 재료의 종류나 제조 방법에 의하여 한정되지 않는다.
도 1은 종래의 기술에 따른 LED 조명 모듈의 일 실시예를 도시한 것이다.
종래의 기술에 따른 LED 조명 모듈은 방열판(100)과 LED 모듈(200)을 포함할 수 있다. LED 모듈(200)은 다수의 LED 소자(300)가 실장된 PCB 기판(220), 상기 PCB 기판의 가장자리에 설치되는 방수용 개스킷(230, gasket), 상기 PCB 기판의 전면을 커버하는 LED 커버(240)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 다르면, LED 모듈(200)은 접착제 및/또는 결합 나사(250)를 이용하여 방열판(100)와 결합될 수 있다.
LED 소자에서 발생한 열은 PCB 기판(220)을 통하여 방열판(100)으로 전달되는데, PCB 기판(220)은 종이 페놀(FR-1, 2, 3), 유지 기재 에폭시(CEM-1, CEM-3), 유리포 에폭시(FR-4) 등으로 형성되고, 일반적으로 방열판(100)과 비교하여 열전도율이 낮다. 또한, PCB 기판(220)과 방열판(100) 사이에서 열 전달이 효과적으로 이루어지지 않으므로, 종래의 기술에 의하면 충분한 방열 성능을 확보하기 위하여 크고 복잡한 형태의 방열판(100)이 요구되고, 결과적으로 LED 모듈의 무게가 무거워지고 제조 비용이 증가한다. 또한, LED 조명 모듈을 제조하기 위하여 복수의 개별 부품을 결합하여야 하므로, 제조 공정이 복잡하고 비용이 증가한다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 LED 구동회로 패턴을 방열판의 일면에 형성한 것을 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 방열판(100)의 일면에 유전체층(400)을 형성한 후에, 그 위에 LED 구동회로 패턴(500)을 직접 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 유전체층(400)은 액상 형태의 유전체(또는 절연체)를 방열판(100)의 일면에 도포한 후에 이를 경화하고, 다시 열처리하는 과정을 통하여 형성할 수 있다.
일 실시예에서, LED 구동회로 패턴(500)은 유전체층(400)의 상면에 도체 패턴을 형성한 것일 수 있다. 예를 들어, LED 구동회로 패턴(500)은 유전체층(400)의 상면에 전도성 금속잉크로 패턴을 형성하고, 이를 경화시킨 것일 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 금속잉크는 은, 구리 또는 그래핀(graphene) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 전도성 금속잉크는 구리 입자의 표현에 여러 층으로 이루어진 고결정성 그래핀을 용액상에서 직접 합성한 것일 수 있다.
일 실시예에서, LED 구동회로 패턴(500)은 유전체층의 상면에 LDS(Laser Direct Structuring) 공법에 의하여 형성된 도체 패턴일 수 있다. 이 경우, 방열판(100)의 일면에 형성된 유전체층(400)은 LDS용 도료를 도장하여 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, LED 구동회로 패턴(500)은 유전체층(400)에 레이저 조사에 의한 각층의 회로 패턴을 형성하고, 각층 회로 패턴을 도금한 후에 LDS용 도료를 도포하는 과정을 반복하여 형성한 다층 회로일 수 있다.
일 실시예에서, 방열판(100)은 금속, 탄소 소재 또는 탄소 복합소재 중 어느 하나 이상으로 형성된 것일 수 있다. 또한, 방열판(100)은 LED 조명 모듈의 외형을 이루면서, LED 구동회로 패턴(500)이 형성될 수 있는 베이스부(110) 및 LED 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 배출하는 방열부(150)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 방열판(100)의 베이스부(110)는 직사각형 형상으로 LED 조명 장치에 결합될 수 있도록 설치 브라켓(115)을 포함할 수 있고, 설치 브라켓(115)에는 LED 조명 장치에 결합될 수 있는 결합홀(117)을 포함할 수 있다. LED 조명 모듈은 결합홀(117)을 이용하여 LED 조명 장치에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열판(100)의 베이스부(110)에는 LED 구동회로 패턴(500)에 전원을 공급하는 케이블을 연결할 수 있는 케이블 인출공(119)를 포함할 수 있다. 또한, 방열판(100)의 베이스부(110)에는 LED 구동회로 패턴(500)의 다층 연결 또는 전원 연결을 위한 비아홀(via hole), 관통 홀(through hole), 블라인드 홀(blind hole)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열판(100)의 방열부(150)는 베이스부(110)의 상면에 돌출 형성되는 복수의 방열혼(heat-dissipating horn, 160)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방열혼(160)은 부착면인 베이스부(110)에서 멀어질수록 단면이 커지거나 작아지는 형상일 수 있다. 예를 들어, 방열혼(160)은 단면이 원형이고 부착면인 베이스부(110)에 멀어질수록 원의 반지름이 커지거나 작아지는 원뿔(또는 역원뿔) 모양으로 제작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열판(100)는 탄소 소재 또는 고분자 화합물에 탄소 소재를 첨가한 탄소 복합소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 탄소 소재로는 탄소 나노튜브(carbon nano-tube), 카본 그라파이트(carbon graphite), 탄소 섬유(carbon fiber), 탄소 그래핀(carbon graphene) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 고분자 화합물로는 에폭시(epoxy) 수지, 페놀(phenol) 수지, 폴리이미드(poly-imide) 수지, 폴리 프로필렌(poly-propylene) 수지, 폴리 아미드(poly-amide) 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
탄소 소재는 아래표와 같이, 방열 구조에 널리 사용되는 금속인 알루미늄과 비교하면, 상대적으로 무게는 가벼우면서, 열전도도 및 강도가 높고, 부식성이 낮아서 방열 구조에 사용되기에 적합하다.
| 구분 | 알루미늄 소재 | 탄소 소재 |
| 1. 무게(비중) | 2.71 (g/cm3, 20°C) | 1.84~2.0 |
| 2. 열전도도 | 237 W/mk | 3000~5000 W/mk |
| 3. 강도 | 강도가 낮음 | 강도가 높음 |
| 4. 부식성 | 전기전위가 낮아 부식됨무기산류에 잘 침식됨 | 부식성이 없음 |
일 실시예에 따르면, 방열판(100)는 탄소 복합소재를 압출(또는 사출)하거나 다이 캐스팅(die casting)하는 방법에 의하여 형성될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 히트 싱크(100)는 금속으로 형성된 베이스판(112)을 기초로 그 위에 탄소 소재 또는 탄소 복합소재를 사출 성형하여 형성될 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 히트 싱크(110)는 금속으로 형성된 기본 구조에 탄소 소재 또는 탄소 복합소재를 코팅하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열판(100)는 금속으로 형성된 베이스판(112)에 탄소 소재 또는 탄소 복합소재를 코팅하고, 별도의 압출 또는 다이 캐스팅 방법으로 제작된 방열혼(160)을 포함하는 방열 구조를 제작하여, 베이스판(112)과 방열 구조를 방열접착제 및/또는 나사를 이용하여 고정하는 방법으로 조립될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 방열판의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴에 LED 소자를 결합한 구성을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 방열판(100)의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴(500)에 복수의 LED 소자(300)들이 실장될 수 있고, LED 구동회로 패턴(500)로부터 전원을 공급받아 LED 소자(300)들이 작동할 수 있다. 결국, LED 소자(300)들은 방열판(100)에 직접적으로 결합되므로, LED 소자(300)에서 발생한 열이 효과적으로 방출될 수 있고, 작은 사이즈의 방열판(100)을 사용하여도 충분한 방열 효과를 낼 수 있어서, 제조 비용을 절감하고 LED 조명 모듈의 무게를 줄이는 장점이 있다. 더 나아가, 방열판(100)에 직접적으로 LED 구동회로 패턴(500)을 형성하므로, PCB 기판(220)을 사용하는 종래의 방식과 비교하여 제조 공정이 간단하게 되는 장점도 있다.
일 실시예에 따르면, 방열판(100)의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴(500)에 복수의 LED 소자(300)들이 실장한 후에, 그 위에 제2 유전체층(450)을 다시 형성하여 LED 구동회로 패턴(500)을 외부로부터 보호하고, 외부와 절연하도록 할 수 있다. 예를 들어, LED 소자(300)들을 실장한 후에 형성하는 제2 유전체층(450)은 투명한 재질로서 LED 소자(300)의 발광 성능을 저해하지 않는 물질일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 유전체층(450)을 형성하기 위한 물질을 도포한 후에, 해당 물질이 경화되기 전에 LED 커버(240)과 결합할 수 있다. 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)와 결합한 후에 LED 소자(300)들의 위에 형성된 제2 유전체층(450)을 제거할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 방열판(100)의 일면에 제1 유전체층(400)을 형성하고, 그 위에 LED 구동회로 패턴(500)을 형성한 후에, 다시 제2 유전체층(450)을 형성한 후에, LED 소자(300)들을 LED 구동회로 패턴(500)에 실장할 수 있다. 예를 들어, 제2 유전체층(450)은 LED 소자(300)들을 실장할 수 있는 부분을 제외하고 형성될 수 있다. 다른 예로서, 제2 유전체층(450)이 LED 구동회로 패턴(500)이 형성된 부분의 위에도 형성된 후에, 별도의 공정을 통하여 LED 소자(300)들을 실장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 유전체층(450)을 형성하기 위한 물질을 도포한 후에, 해당 물질이 경화되기 전에 LED 커버(240)과 결합할 수 있다. 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)는 유전체층(450)을 접착층으로 이용할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)는 유전체층(450)을 접착층으로 이용하고 추가적인 결합 수단을 이용하여 고정될 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 4a는 도 3의 LED 조명 모듈을 A 방향으로 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도 4a를 참조하면, 방열판(100)의 일면 위에 유전체층(400)이 형성되고, 그 위에 LED 구동회로 패턴(500)이 형성되며, 그 위에 LED 소자(300)들이 실장된 것을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다시 그 위에 제2 유전체층(450)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)가 결합될 수 있다.
도 4b는 도 3의 LED 조명 모듈을 B 방향으로 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도 4b를 참조하면, 방열판(100)의 일면 위에 유전체층(400)이 형성되고, 그 위에 LED 구동회로 패턴(500)이 형성되며, 그 위에 LED 소자(300)들이 LED 구동회로 패턴(500)의 두 도체 패턴으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 실장된 것을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다시 그 위에 제2 유전체층(450)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)가 결합될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 방열판(100)의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴(500)에 LED 소자(300)를 결합한 구성을 도시한 사시도이다.
본 발명에 사용되는 방열판(100)은 일 실시예에서 하나의 재료로 일체로서 형성되거나(도 2 내지 4 참조), 다른 일 실시예에서 복수의 부품들이 사후적으로 하나의 방열판(100)으로 결합되어 사용될 수 있다(도 5 및 6 참조).
도 5를 참조하면, 일 실시예에서 방열판(100)은 베이스부(110) 및 방열혼(160)들이 하나의 부품으로 형성되고, 제2 베이스부(180)가 다른 하나의 부품으로 형성되어, 사후적으로 양자가 결합되어 방열판(100)으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, LED 구동회로 패턴(500)은 제2 베이스부(180)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스부(180)이 별도로 형성되고, 제2 베이스부(180)에 유전체층(400) 및 LED 구동회로 패턴(500)이 형성된 후에, 베이스부(110)에 결합될 수 있고, 이러한 공정에 의하면 유전체층(400) 및 LED 구동회로 패턴(500)을 형성하는 것이 더욱 용이하다.
다른 일 실시예에서, 방열혼(160)을 포함하는 방열부(150)가 하나의 부품으로 형성되고, 베이스부(110)이 다른 하나의 부품으로 형성된 후에, 양자가 사후적으로 결합되어 방열판(100)으로 사용될 수 있다. 또한, 방열판(100)은 복수의 부품이 결합되어 형성될 수 있고, 그 부품의 종류, 수 및 결합 방법은 다양한 방식으로 구현될 수 있고, 그에 의하여 본 발명에 사용되는 방열판(100)이 한정되는 것으로 볼 수 없다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 모듈의 단면도를 도시한 것이다.
도 6a는 도 5의 LED 조명 모듈을 A 방향으로 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도 6a를 참조하면, 제2 베이스부(180)의 일면 위에 유전체층(400)이 형성되고, 그 위에 LED 구동회로 패턴(500)이 형성되며, 그 위에 LED 소자(300)들이 실장된 것을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다시 그 위에 제2 유전체층(450)이 형성될 수 있다. 또한 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)가 결합될 수 있다.
도 6b는 도 3의 LED 조명 모듈을 B 방향으로 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도 6b를 참조하면, 제2 베이스부(180)의 일면 위에 유전체층(400)이 형성되고, 그 위에 LED 구동회로 패턴(500)이 형성되며, 그 위에 LED 소자(300)들이 LED 구동회로 패턴(500)의 두 도체 패턴으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 실장된 것을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다시 그 위에 제2 유전체층(450)이 형성될 수 있다. 또한 일 실시예에 따르면, LED 커버(240)가 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 방열판(100)의 일면에 형성된 LED 구동회로 패턴(500)에 복수의 LED 소자(300)들이 실장될 수 있고, LED 구동회로 패턴(500)로부터 전원을 공급받아 LED 소자(300)들이 작동할 수 있다. 결국, LED 소자(300)들은 방열판(100)에 직접적으로 결합되므로, LED 소자(300)에서 발생한 열이 효과적으로 방출될 수 있고, 작은 사이즈의 방열판(100)을 사용하여도 충분한 방열 효과를 낼 수 있어서, 제조 비용을 절감하고 LED 조명 모듈의 무게를 줄이는 장점이 있다. 더 나아가, 방열판(100)에 직접적으로 LED 구동회로 패턴(500)을 형성하므로, PCB 기판(220)을 사용하는 종래의 방식과 비교하여 제조 공정이 간단하게 되는 장점도 있다. 본 발명에 의한 LED 구동 모듈을 기존 방식에 의한 LED 구동 모듈과 비교한 실험 결과에 의하면, 열전도율을 30% 개선하여 방열에 필요한 방열판의 사이즈를 최소화함으로써 그 무게를 대략 60% 경량화할 수 있고, LED 기판의 동작온도를 60도 이하로 유지함으로써 기존의 방식과 비교하여 LED 소자의 수명을 연장하고, 광 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방열판에 형성된 LED 구동회로 패턴를 포함하는 LED 조명 모듈에 대하여 본원의 도면에 따라 상기와 같이 설명하였으나, 본 발명은 본원에 도시 및 설명된 구성 및 방법으로만 국한되는 것이 아니다. 본원에 개시된 것 이외의 다양한 재료 및 구조가 본 발명의 구성으로 사용될 수 있고, 그 권리범위에 있어서도 본원에 개시된 구성 및 방법으로 한정되는 것이 아니다. 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 당해 기술분야의 통상의 기술을 이용하여 다양한 변형 및 수정이 가능함을 이해할 것이다.
100: 방열판
110: 베이스부
115: 설치 브라켓
117: 결합홀
118: 비아홀, 관통홀
119: 케이블 인출공
150: 방열부
160: 방열혼
180: 제2 베이스부
200: LED 모듈
220: PCB 기판
230: 방수용 개스킷
240: LED 커버
250: 결합 나사
300: LED 소자
400: 유전체층
450: 제2 유전체층
500: LED 구동회로 패턴
110: 베이스부
115: 설치 브라켓
117: 결합홀
118: 비아홀, 관통홀
119: 케이블 인출공
150: 방열부
160: 방열혼
180: 제2 베이스부
200: LED 모듈
220: PCB 기판
230: 방수용 개스킷
240: LED 커버
250: 결합 나사
300: LED 소자
400: 유전체층
450: 제2 유전체층
500: LED 구동회로 패턴
Claims (10)
- LED 조명 모듈로서,
방열판;
상기 방열판 위에 형성된 유전체층; 및
상기 유전체층 위에 형성된 LED 구동회로 패턴을 포함하고,
상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층 상면에 도체 패턴을 형성한 것인,
LED 조명 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층 상면에 전도성 금속잉크에 의하여 형성된 것인,
LED 조명 모듈.
- 제2항에 있어서,
상기 전도성 금속잉크는 은, 구리 또는 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인,
LED 조명 모듈.
- 제3항에 있어서,
상기 전도성 금속잉크는 구리 입자의 표면에 여러 층으로 이루어진 고결정성 그래핀을 용액상에서 직접 합성한 것인,
LED 조명 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층 상면에 LDS(Laser Direct Structuring) 공법에 의하여 형성된 것인,
LED 조명 모듈.
- 제5항에 있어서,
상기 유전체층은 상기 방열판에 LDS용 도료를 도장하여 형성되는,
LED 조명 모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 LED 구동 회로패턴은 상기 유전체층에 레이저 조사에 의한 각층의 회로 패턴을 형성하고, 각층 회로 패턴을 도금한 후에 LDS용 도료를 도포하는 과정을 반복하여 형성한 다층 회로인,
LED 조명 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 방열판은 금속, 탄소 소재 또는 탄소 복합소재 중 어느 하나 이상으로 형성된 것인,
LED 조명 모듈.
- 제8항에 있어서,
상기 방열판은 하나의 재료로 일체로 형성되는 것인,
LED 조명 모듈.
- 제8항에 있어서,
상기 방열판은 둘 이상의 부품들이 결합되어 형성되고, 상기 부품들 중 어느 하나에 상기 유전체층 및 상기 LED 구동회로 패턴이 형성되는 것인,
LED 조명 모듈.
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220164520A KR20240080823A (ko) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 방열판에 형성된 led 구동회로 패턴을 포함하는 led 조명 모듈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240080823A true KR20240080823A (ko) | 2024-06-07 |
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ID=91480668
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101406515B1 (ko) | 2014-04-01 | 2014-06-27 | 안철정 | 엘이디 조명모듈 |
| KR101894522B1 (ko) | 2018-01-22 | 2018-10-04 | 주식회사 엘아이티씨 | Led 조명장치용 탄소계 방열 인쇄회로기판의 제조방법 |
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2022
- 2022-11-30 KR KR1020220164520A patent/KR20240080823A/ko unknown
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| KR101894522B1 (ko) | 2018-01-22 | 2018-10-04 | 주식회사 엘아이티씨 | Led 조명장치용 탄소계 방열 인쇄회로기판의 제조방법 |
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