WO2017123024A1 - 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법 - Google Patents

조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법 Download PDF

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WO2017123024A1
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lighting device
lead frame
heat
heat dissipation
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PCT/KR2017/000427
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이동우
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주식회사 비케이테크놀로지
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    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device and a method for controlling the heating value thereof, and in particular, a lighting device having excellent heat dissipation characteristics including at least one semiconductor package including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto, and applicable to various forms, and a lighting device thereof.
  • a calorific value control method is a method for controlling the heating value thereof.
  • LEDs light emitting diodes
  • LEDs are used as replacements for existing metal halide bulbs due to the falling prices of LEDs and regulatory policies of incandescent and fluorescent lamps. Usage is gradually increasing.
  • the existing LED lighting requires a separate heat dissipation means or heat sink due to the heat generation problem due to the LED characteristics, and accordingly the volume and shape of the light due to the volume and shape of the separate heat dissipation means itself,
  • the lighting fixtures that is, luminaires
  • the lighting fixtures must be replaced when the lighting is replaced, and thus there is a problem in that a lot of manufacturing, replacement, waste disposal costs are required.
  • Korean Patent No. 1446122 discloses an LED lighting device having improved heat dissipation efficiency.
  • the patent also requires a heat sink, which is still impossible to apply in various forms. Accordingly, there is a demand for a lighting device having excellent heat dissipation characteristics and applicable to various forms.
  • An object of the present invention is to provide a lighting device having excellent heat dissipation characteristics including at least one semiconductor package including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto, and which can be applied in various forms, and a method for controlling heat generation thereof.
  • the lighting device includes at least one semiconductor package 100 including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto, wherein the lead frame includes a heat dissipation hole 40 and openings 60, 70, 71, and 80. At least one of the heat dissipation generated from the semiconductor chip.
  • Another embodiment of the present invention includes one or more semiconductor packages 100 including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto, wherein the heat dissipation holes 40 and the openings 60, 70, 71, Provided is at least one of the 80) provides a method for controlling the amount of heat of the lighting device for dissipating heat generated from the semiconductor chip.
  • the heating value control method of the lighting device the step of monitoring the temperature inside the lighting device using a sensor (150); Monitoring an operating state of the fan 160 for dissipating heat to the outside using convection; And if the operating error of the fan 160 or the internal temperature of the lighting device equal to or greater than the reference value is detected, controlling the polyswitch to limit the amount of current supplied to the semiconductor chip.
  • a lighting device having a good heat dissipation characteristics including at least one semiconductor package including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto, and applicable to various forms, and a method of controlling heat generation thereof.
  • the lead frame has at least one of a heat dissipation hole and an opening without a separate heat dissipation means, and the lead frame itself serves as a heat dissipation means, and direct heat using convection rather than conduction through a fan with respect to heat to be dissipated.
  • the lead frame itself serves as a heat dissipation means, it is not necessary to separately provide heat dissipation means (or heat sinks), and since it is not necessary to provide a separate heat dissipation means, an empty interior formed by connection of one or more semiconductor packages.
  • the large fan can fit in the space, and the large fan can quickly dissipate the heat dissipated from the leadframe to the outside, enabling high power lamps and outward in confined spaces (eg lighting fixtures). It is possible to provide a lighting device capable of dissipating heat quickly to keep the temperature inside the enclosed space low.
  • one or more semiconductor packages to form a lighting device, it can give an angle in all directions, can emit light in an area of more than 90% of the entire product, thereby utilizing 100% of the reflector of the luminaire A lighting device can be provided.
  • the design, size, shape and mounting method of the existing metal halide bulb and the existing LED lighting is almost the same, and the lighting device can be reused without replacing the existing lighting fixtures. Can provide.
  • FIG. 1 shows a method of assembling a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows an internal structure of a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a method of assembling a lighting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a lead frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of a leadframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a bottom view of a leadframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view and an enlarged side view of a lead frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 shows a state in which the electrodes are arranged in series according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows a state in which the electrodes are arranged in parallel in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Figure 13 shows the heat radiation characteristics of the lead frame of the prior art and the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a heat generation control method of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 3 show a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • a lighting apparatus includes one or more semiconductor packages 100 including semiconductor chips (eg, LED chips) and lead frames electrically connected thereto. ); A body 110 in which one or more semiconductor packages 100 are disposed; An upper cover 120 and a lower cover 130 of a transparent or translucent material disposed on the outer side of the body 110 and connected to the outside to prevent foreign matter from invading; A fan 160 inserted into an inner space formed by the connection of one or more semiconductor packages to dissipate heat to the outside; A bracket unit 190 connected to the fan 160; The sensor 150, the fan detector 165, and the controller 170 are disposed in the bracket 190.
  • semiconductor packages 100 including semiconductor chips (eg, LED chips) and lead frames electrically connected thereto. );
  • a body 110 in which one or more semiconductor packages 100 are disposed;
  • An upper cover 120 and a lower cover 130 of a transparent or translucent material disposed on the outer side of the body 110 and connected to the outside to prevent foreign matter from invading;
  • a fan 160 inserted into an inner space formed by
  • the bracket part 190 may include: a first bracket 190-1 having one side connected to one side of the fan 160 and the other side screwed to the inside of the upper cover 120; And one side is connected to the other side of the fan 160, the other side includes a second bracket (190-2) that is screwed to the inside of the lower cover (130).
  • a lighting apparatus includes at least one semiconductor package 100 including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto; A body 110 in which one or more semiconductor packages 100 are disposed; An upper cover 120 and a lower cover 130-1 made of a transparent or translucent material disposed on the outer side of the body 110 to prevent foreign substances from invading the outside; A socket part 140 disposed on one side of the body 110 and having a support 142 penetrating through one side and the other side of the body 110; A sensor 150, a fan 160, a fan detector 165, and a controller 170 disposed in the socket 140 and inserted into the body 110; It is disposed on the other side of the body 110 and includes a fastening member 180 is fastened to the support 142 of the socket portion 140 penetrating one side and the other side of the body (110).
  • the lead frame has at least one of one or more heat dissipation holes and one or more openings without a separate heat dissipation means or heat sink to dissipate heat generated from the semiconductor chip, and the fan 160 dissipates the dissipated heat to the outside using convection.
  • the lead frame itself serves as a heat dissipation means. The detailed structure of the lead frame will be described in detail later with reference to FIGS. 7 to 9.
  • the sensor 150 monitors the temperature inside the lighting device.
  • the fan detector 165 monitors an operation state of the fan 160.
  • the controller 170 detects an operation error of the fan 160 or an internal temperature of a lighting device that is greater than or equal to a reference value, and the polyswitch (not shown) is supplied to the semiconductor chip from a switch-mode power supplies (not shown). Control to limit the amount of current.
  • the controller 170 controls the predetermined amount of current to be continuously supplied from the SMPS (not shown) to the semiconductor chip when an operation error of the fan 160 or an internal temperature of a lighting device that is equal to or greater than a reference value is not detected.
  • SMPS is a power supply for supplying a predetermined amount of current to the semiconductor chip
  • the external SMPS may be applied in the case of 1 to 3
  • the internal SMPS may be applied in the case of FIGS.
  • Polyswitches are overcurrent blocking devices.
  • the body 110 may increase the heat dissipation effect by using a metal (for example, aluminum) having excellent heat dissipation effect.
  • a portion between one side and the other side of the body 110 may be made of aluminum and the remaining portion may be made of plastic.
  • various combinations are possible.
  • the upper cover 120 and the lower cover 130, 130-1 has a curved shape and induces the refraction of light through the curved shape.
  • the upper cover 120 and the lower cover 130, 130-1 may be made of high heat resistant plastic.
  • a method of arranging one or more semiconductor packages 100 wherein a predetermined number (for example, three) of semiconductor packages 100 are connected in series to form a semiconductor package set, and one or more semiconductor package sets are connected in parallel. And may be disposed on the body 110.
  • the LED output can be increased through series connection and parallel connection of one or more semiconductor packages 100 as described above. In this case, a distance of at least 1 mm or more may be provided between the semiconductor packages 100 to minimize the increase in the ambient temperature that may occur as the semiconductor packages 100 are too close together.
  • the lower structure of the LED lighting lower cover 130, 130-1 may be provided with a plurality of holes as the vents.
  • the heat exchange between the inside and the outside of the cover can be performed.
  • the heat is released by the air temperature difference with respect to the heat generated at a certain level in the at least one semiconductor package 100, and maintains a constant temperature as the heat exchange is made according to the heat exchange conditions inside and outside the cover
  • At least one semiconductor package 100 may also maintain a constant temperature.
  • the lead frame itself serves as a heat dissipation means, and the heat dissipation means (or heat sink) is designed by direct heat dissipation using convection rather than conduction through the fan with respect to the heat dissipated. Since there is no need to provide a volume, space restrictions due to the heat dissipation means can freely make the LED light in the desired shape.
  • a large fan can enter the empty inner space formed by the connection of one or more semiconductor packages, and a large fan can quickly dissipate heat radiated from the lead frame to the outside.
  • a high power lamp can be realized. For example, when 2.5W output is possible in one semiconductor package, a high power lamp of 180W can be realized by connecting 72 semiconductor packages.
  • the angle can be given in all directions, and light can be emitted in an area of 90% or more of the entire product, thereby utilizing the reflector of the luminaire 100%.
  • the lighting apparatus may further include a camera module (not shown).
  • the camera module (not shown) captures an image around the lighting apparatus and transmits the image to the controller 170, and the controller 170 may utilize the captured image in various fields such as crime prevention.
  • Lighting device is to replace the existing lamp, ultra-light weight products, it can be applied to security lights, street lights, factory lights, park lights, floodlights and the like. Lighting device according to an embodiment of the present invention can reduce the power consumption and CO 2 up to 2/3 compared to the metal halide bulb, long life and easy maintenance. In addition, there is no color deterioration due to ultraviolet rays or infrared rays, and the same identity can be maintained at an omnidirectional irradiation angle like conventional light sources.
  • Lighting device is designed in the same size, shape and mounting method of the existing metal halide bulb and the existing LED light, the lamp is replaced only 1: 1 when replacing the light and do not discard the existing luminaire Can be reused.
  • the existing LED lighting is a heat radiation problem due to the LED characteristics, so a separate heat dissipation means or heat sink is necessary because of this, the shape is not free, and to replace the lighting fixture when replacing the light, according to an embodiment of the present invention
  • the device can be applied in various forms as well as using existing lighting fixtures and replacing only lamps.
  • a lead frame included in a semiconductor package in a lighting apparatus will be described.
  • a specific shape of the lead frame is taken as an example, but various sizes and shapes of the lead frame may be applied to at least one of the heat dissipation holes and the openings without any heat dissipation means.
  • FIG. 7 to 9 illustrate a leadframe according to an embodiment of the present invention.
  • the lead frame according to an embodiment of the present invention is one or more anodes 10 and one or more cathodes 20 (not shown in Figures 7 to 9) are spaced apart ;
  • Terminal portions 90 and 91 are disposed at the ends of each of the positive electrode 10 and the negative electrode 20.
  • a chip attaching part 50 may be formed on an upper portion of the lead frame, that is, the front part, so that the semiconductor chip may be attached.
  • the heat dissipation hole 40 for heat dissipation is formed on the lead frame. 7 to 8, one or more upper openings 70 and 71 which are not sealed by the molding part 30 and expose the positive electrode 10 and the negative electrode 20 to the outside of the lead frame. ) Is formed.
  • Separate fastening holes 95 and 96 are formed in the electrodes at both ends of the lead frame so that the lead frames can be connected to each other. It is preferable that the electrode separation holes 45, 46, 47 are formed on the lead frame to electrically separate the anode 10 and the cathode 20.
  • a lower first opening 60 is formed at a lower portion of the lead frame, that is, a rear portion, at a position corresponding to the upper chip attaching portion 50.
  • the lower first opening 60 is an area that exposes the anode 10 to the outside without being sealed by the molding part 30.
  • the heat dissipation opening 60 is for dissipating heat generated from the semiconductor chip, and is preferably formed in a larger area than the chip attaching part 50 so as to include all regions corresponding to the chip attaching part 50. Do.
  • a lower portion of the lead frame includes heat dissipation holes 40 formed through the molding part 30 and the electrodes 10 and 20.
  • a lower second opening 80 is formed at the lower part of the lead frame to expose the electrodes 10 and 20 without being molded around the heat dissipation hole 40.
  • the lower first opening 60 and the lower second opening 80 together with the heat dissipation hole 60 allow heat generated from the semiconductor chip 55 to be more easily dissipated.
  • electrode separation holes 45 and 48 formed through the upper part of the lead frame to electrically separate the anode 10 and the cathode 20 are formed.
  • anode 10 and cathode 20 may be used.
  • Various conductive metals may be used as the anode 10 and the cathode 20, and the kind thereof is not particularly limited.
  • copper, aluminum, or the like may be used.
  • Other graphenes, ceramics and the like can also be used. They may also be used in combination.
  • anode 10 and the cathode 20 consist of a flat plate-shaped single layer.
  • the positive electrode 10 and the negative electrode 20 may be fastened in various ways known in the art.
  • the fastening method of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is not limited, such as a screw fastening method, a male-female fastening method, but preferably made of a male and female fastening method. No extra screws are required, making the operation much simpler and reducing manufacturing costs.
  • the molding part 30 is an injection molded product that seals the positive electrode 10 and the negative electrode 20. That is, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 have a structure inserted into the molding part 30.
  • Terminals 90 and 91 for applying power are exposed to the electrodes at both ends of the lead frame without being molded.
  • the lead frame may be electrically connected to the outside through the terminal units 90 and 91.
  • the terminal portions 90 and 91 at both ends of the lead frame have a male and female structure so that the lead frames can be connected to each other by a male and female fastening method.
  • the fastening holes 95 and 96 are formed in the terminal parts 90 and 91, respectively. Since the fastening holes 95 and 96 can radiate heat accumulated in the terminal portions 90 and 91 to the outside, this hole is also a kind of heat dissipation hole.
  • the heat dissipation hole 40 penetrates the upper and lower portions of the lead frame according to one embodiment of the present invention, that is, molding with one or more of the anode 10 and the cathode 20. It is formed through the portion 30.
  • the lead frame according to an embodiment of the present invention includes one or more heat dissipation holes 40. Through the heat dissipation hole 40, the heat of the lead frame may be discharged to the outside. In particular, since the heat dissipation hole 40 is formed through the upper and lower portions, heat can be released to both the upper and lower portions, thereby increasing the heat dissipation effect.
  • At least one of the heat dissipation holes 40 is formed through the upper opening 71 and the lower second opening 80 (see FIG. 10). Since the heat dissipation hole 40 is formed through the openings 71 and 80, air flow may be formed, and heat may be emitted in both directions, thereby improving the effect of temperature improvement. To this end, the heat dissipation hole 40 is preferably formed in the center of the upper opening (71).
  • the electrode separation hole 45 that electrically separates the positive electrode and the negative electrode may include at least one of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 and the molding part 30 at a portion where the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are adjacent to each other. At the same time formed through.
  • the electrode separation hole 45 may adjust the size and number of the electrode separation hole 45 according to the desired purpose, such as a series arrangement and a parallel arrangement. For example, by providing two or more electrode separation holes in one package, it is possible to facilitate the series and parallel arrangement of the electrodes without changing the lead frame.
  • the diameter of the electrode separation hole 45 is not limited, but is preferably 5 mm or less. 7 shows a lead frame having three electrode separation holes as shown in FIG. 7 as a lead frame according to an embodiment of the present invention (shown as 45, 46, and 47, respectively), but optionally one or two electrode separation holes. It can also be provided so that dogs may be provided.
  • the chip attachment part 50 is connected to the semiconductor chip and serves to allow electricity to pass through.
  • a lead frame according to an embodiment of the present invention includes at least one chip attaching portion 50 having a larger surface area than the semiconductor chip 55 to be attached.
  • the surface area of the chip attaching part 50 may be adjusted according to the heat dissipation characteristics of the semiconductor chip 55 to be attached.
  • the surface area of the chip attaching part 50 is preferably 2.5 times or more larger than the surface area of the semiconductor chip 55 to be attached.
  • the chip attaching part 50 is a portion to which a semiconductor chip or LED chip which generates heat is attached and corresponds to a heat generating part.
  • a direct heat dissipation means for example, the heat conduction coefficient is high and the surface area of the metal electrode part is increased so that the free electrons can be moved better, that is, the mounting area of the semiconductor chip 55 is increased.
  • the resistance can be increased to increase the heat dissipation effect.
  • thermal resistance is proportional to thermal conductivity and area.
  • the present invention since the chip attaching part 50 corresponds to the heat generating part and the heat radiating part, heat may quickly escape to the outside. That is, the present invention is characterized in that the heat resistor itself is removed by integrating the heat generating portion and the heat dissipating portion.
  • the number of semiconductor chips 55 to be attached is not particularly limited, and this is determined in consideration of light quantity and heat radiation effect.
  • the number of semiconductor chips can be properly adjusted to use the leadframe mass production equipment used in the existing package technology.
  • the lead frame according to the exemplary embodiment of the present invention exposes the positive electrode 10 or the negative electrode 20 to the outside without being sealed by the molding part 30.
  • the above upper openings 70 and 71 are provided.
  • the heat dissipation effect may be improved by directly contacting the electrode through the upper openings 70 and 71.
  • the lead frame according to an embodiment of the present invention has an upper opening (70, 71) in addition to the lower opening in that heat can be released in both directions The effect has been dramatically improved.
  • heat generated from the semiconductor chip or LED device is transferred to the anode or cathode, the heat may be emitted not only in the downward direction but also in the upward direction, thereby maximizing the heat dissipation effect.
  • the heat dissipation hole 40 may be formed in one of the upper openings 71. This can further increase the heat dissipation effect. Since the heat dissipation hole 40 is formed through the opening 71, an air flow may be formed and heat may be emitted in both directions, thereby improving the effect of temperature improvement.
  • the lead frame according to the exemplary embodiment of the present invention is positioned at a position corresponding to the chip attaching portion 50 at a lower portion thereof, and is not sealed by the molding portion 30, and moves the anode 10 to the outside.
  • the chip attaching portion 50 corresponds to a heat generating portion that generates heat.
  • the lower first opening 60 is provided at a position corresponding to the chip attaching part 50, heat generated from the chip may be lower first opening. Through the 60 may be discharged to the lower portion of the lead frame. Therefore, the lower first opening 60 also serves to increase the heat dissipation effect.
  • the lead frame according to the exemplary embodiment of the present invention is not sealed by the molding part 30 in a position corresponding to the upper openings 70 and 71 at the bottom thereof, and is the anode 10 and the cathode.
  • One or more lower second openings 80 exposing the outside 20.
  • the lower second opening 80 also serves to increase the heat dissipation effect by exposing the anode 10 and the cathode 20 to the outside. Since the lower second openings 80 are disposed at positions corresponding to the two upper openings 70 and 71, the lower second openings 80 preferably have a larger area than the upper openings 70 and 71, respectively.
  • the area of the lower first opening 60 and the lower second opening 80 is preferably 2.5 times or more of the device.
  • the upper openings 70 and 71 and the lower openings 60 and 80 have an area sufficient to dissipate heat generated when the power is applied, so that they can act as heat sinks themselves.
  • a separate heat dissipation means such as a heat sink is not required in the lead frame of the present invention.
  • the lead frame according to an embodiment of the present invention is modularized into one so that a plurality of semiconductor chips can be attached by connecting several electrodes to each other. Conventionally, it is difficult to implement both the series arrangement and the parallel arrangement of electrodes in one module. However, in the lead frame according to the exemplary embodiment of the present invention, both a series arrangement and a parallel arrangement of electrodes can be implemented as one module.
  • 11 is a view showing electrodes arranged in series in a lead frame according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a view showing electrodes arranged in parallel in a lead frame according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode separation hole is added and the internal pattern is specialized to enable the series separation and the parallel separation using the position of the electrode separation hole.
  • the electrode separation hole 47 is formed by cutting a portion where the anode 10 and the cathode 20 are connected, and thereafter, two electrode separation holes 45 and 46 per electrode.
  • the positive electrode and the negative electrode may be sequentially connected to form a series circuit.
  • the anode and the cathode may be connected in parallel to each other to form a parallel circuit.
  • a series circuit and a parallel circuit can be easily formed by adjusting the position and number of electrode separation holes.
  • Figure 13 shows the heat radiation characteristics of the conventional lead frame and the lead frame of the present invention.
  • the semiconductor device (chip) and the lead frame are regarded as one package, and a printed circuit board (PCB) made of metal or ceramic having high thermal conductivity is used, and then the metal behind the PCB.
  • the heat sink is made of material.
  • semiconductor chip-> leadframe-> solder-> PCB solder pad-> PCB-> TIM (Thermal Interface Material)-> heat sink Moved to and released to the outside.
  • TIM here refers to a material for reducing contact resistance and improving thermal conduction, such as thermally conductive grease.
  • heat generated from the package may be released into the atmosphere through the PCB and the heat sink.
  • the lead frame according to the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 13 is provided with a heat dissipation hole, and openings are provided at upper and lower portions of the lead frame, thereby directly dissipating heat to the outside.
  • the heat is released to the semiconductor chip-> lead frame in order.
  • heat is discharged to the upper part of the lead frame through the upper opening and the heat dissipation hole, and heat is discharged to the lower part through the first lower opening and the second lower opening and the heat dissipation hole.
  • the lead frame of the present invention can easily dissipate heat without a PCB and a heat sink, and is particularly effective in that heat can be dissipated both up and down.
  • the lead frame according to the embodiment of the present invention increases heat dissipation efficiency by increasing the mounting area of the chip attaching part 50, which is a part of which heat is generated the most. Therefore, the lead frame according to the embodiment of the present invention has high heat conductivity and low heat resistance, and has excellent heat dissipation characteristics. That is, the lead frame according to the embodiment of the present invention can quickly release the heat of the semiconductor device to the atmosphere by minimizing the thermal resistance, improving the heat transfer rate, and optimizing the heat dissipation area.
  • the lead frame itself serves as a heat dissipation means
  • the lead frame according to an embodiment of the present invention may have excellent heat dissipation characteristics by itself without having to separately provide a heat dissipation means or a heat sink. As a result, it is possible to reduce costs and simplify the manufacturing process in leadframe manufacturing. In addition, since a separate heat dissipation design, such as a heat sink, is not required, deterioration of the semiconductor device can be prevented, so that reliability and efficiency can be ensured even in a long time use.
  • the lead frame according to an embodiment of the present invention does not require a separate heat dissipation means and a PCB, there is no restriction in the form of the product, thereby making it possible to manufacture various types of products.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a heat generation control method of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting apparatus monitors an operating state of the fan 160 through the fan sensing unit 165 and monitors a temperature inside the lighting apparatus using the sensor 150.
  • the lighting device includes one or more semiconductor packages 100 including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected thereto, and includes at least one of heat dissipation holes 40 and openings 60, 70, 71, and 80 in the lead frame. And dissipate heat generated from the semiconductor chip.
  • the fan 160 discharges the dissipated heat to the outside using convection.
  • the lighting apparatus determines whether an operation error of the fan 160 or an internal temperature of the lighting apparatus that is equal to or greater than the reference value is detected.
  • the fan 160 continues to rotate normally, and when stopped, it may be determined that the fan 160 is an operation error.
  • the lighting device determines that the polyswitch (not shown) is connected to the semiconductor chip from the SMPS (not shown) in step S1405. After controlling to limit the amount to reduce the calorific value itself, the process returns to step S1401 and repeats the following steps. Accordingly, the output of the lighting device can be forced to be limited to, for example, the output 150W to 60W or less under the normal state (the state in which the fan 160 keeps rotating and the temperature inside the lighting device is kept below the reference value).
  • the temperature inside the lighting device can be prevented from increasing any more. Since the amount of is reduced, it can notify itself of a bad state.
  • step S1403 if the operating error of the fan 160 or the internal temperature of the lighting device that is greater than the reference value is not detected in step S1403, the lighting device continues to supply a predetermined amount of current to the semiconductor chip in SMPS (not shown) in step S1407. After the control, the process returns to step S1401 and the following steps are repeated.
  • the output of the lighting device can thus be kept at, for example, the output 150W under steady state.
  • Lighting device and a method for controlling the heat generation thereof comprising at least one semiconductor package including a semiconductor chip and a lead frame electrically connected to each other according to the present invention, the heat dissipation hole and the opening of the lead frame without a separate heat dissipation means
  • the lead frame itself serves as a heat dissipation means, and since the heat can be designed to direct heat dissipation using convection instead of conduction through the fan, it exhibits excellent heat dissipation characteristics and various shapes. Can be applied as
  • the lead frame itself serves as a heat dissipation means, it is not necessary to separately provide heat dissipation means (or heat sinks), and since it is not necessary to provide a separate heat dissipation means, an empty interior formed by connection of one or more semiconductor packages.
  • the large fan can fit in the space, and the large fan can quickly dissipate the heat dissipated from the leadframe to the outside, enabling high power lamps and outward in confined spaces (eg lighting fixtures). It can quickly dissipate heat, keeping the temperature inside the enclosed space low.
  • the reflector of the luminaire can be utilized 100%.
  • the lamp can be replaced 1: 1 and reused without discarding the existing lighting fixture.

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Abstract

본 발명은 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 조명 장치는, 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100)를 포함하며, 상기 리드프레임은 방열 홀(40)과 개구부(60, 70, 71, 80) 중 적어도 하나를 구비하여 상기 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산한다.

Description

조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법
본 발명은 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지를 포함하는 방열 특성이 우수하면서 다양한 형태로 적용 가능한 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 중에서도 LED(light emitting diode)는 수명이 길고 친환경적이라는 점 등으로 인하여 최근 많이 사용되고 있으며 특히 조명분야에서는 LED의 가격 하락과 백열등, 형광등에 대한 각국의 규제 정책 등으로 인하여 기존 메탈할라이드 전구 대체용으로서 점차 사용량이 증가하고 있다.
그러나 기존 LED 조명은 LED 특성상 발열문제로 인해 별도의 방열수단이나 히트싱크(heat sink)를 반드시 필요로 하며, 이에 따라 별도의 방열수단 자체가 가지는 부피와 형상 등으로 인하여 조명의 부피가 크고 조명의 형태 및 용도에 제약이 있는 문제점이 있다. 또한, 이와 같은 조명 형태의 제약으로 인해 조명 교체 시 조명기구(즉, 등기구)까지 교체해야 하며 이에 따라 많은 제작, 교체, 폐기물처리 비용 등이 요구되는 문제점이 있다.
이러한 LED 발열문제를 해결하기 위하여 한국등록특허 제1446122호에는 방열 효율을 개선한 LED 조명 장치가 개시되어 있다. 하지만, 상기 특허 역시 히트싱크를 필요로 하며, 이로 인해 다양한 형태로 적용이 여전히 불가능하다. 이에 방열 특성이 우수하면서 다양한 형태로 적용 가능한 조명 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지를 포함하는 방열 특성이 우수하면서 다양한 형태로 적용 가능한 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시태양은 조명 장치를 제공한다. 상기 조명 장치는, 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100)를 포함하며, 상기 리드프레임은 방열 홀(40)과 개구부(60, 70, 71, 80) 중 적어도 하나를 구비하여 상기 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산한다.
본 발명의 다른 실시태양은 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100)를 포함하며, 상기 리드프레임에 방열 홀(40)과 개구부(60, 70, 71, 80) 중 적어도 하나를 구비하여 상기 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산하는 조명 장치의 발열량 제어 방법을 제공한다. 상기 조명 장치의 발열량 제어 방법은, 센서(150)를 이용하여 조명 장치 내부의 온도를 모니터링하는 단계; 열을 대류를 이용하여 외부로 방출하는 팬(160)의 동작 상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되면, 폴리스위치가 반도체 칩으로 공급되는 전류의 양을 제한하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지를 포함하는 방열 특성이 우수하면서 다양한 형태로 적용 가능한 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법을 제공할 수 있다.
특히, 리드프레임에 별도의 방열수단 없이 방열 홀과 개구부 중 적어도 하나를 구비하여 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 하고, 여기서 방열되는 열에 대하여 팬을 통해 전도(Conduction)가 아닌 대류를 이용한 직접 열 방출이 이루어지도록 설계함으로써, 방열 특성이 우수하면서 다양한 형태로 적용 가능한 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 하므로 별도로 방열수단(또는 히트싱크)을 구비할 필요가 없고, 별도의 방열수단을 구비할 필요가 없기 때문에 하나 이상의 반도체 패키지의 연결에 의해 형성된 텅 빈 내부 공간에 큰 팬이 들어갈 수 있으며, 큰 팬이 리드프레임에서 방열된 열을 외부로 빠르게 방출할 수 있기 때문에, 고출력의 램프 구현이 가능하고, 밀폐된 공간(예를 들어, 조명 기구)에서도 외부로 열을 빠르게 발산하여 밀폐된 공간 내부의 온도를 낮게 유지할 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 하나 이상의 반도체 패키지를 연결하여 조명 장치를 구성함으로써, 전방향에서 각도를 줄 수 있고, 제품 전체의 90% 이상의 면적에서 빛을 발산할 수 있으며, 이에 따라 등기구의 반사판을 100% 활용할 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 기존 메탈할라이드 전구 및 기존 LED 조명과 크기, 모양 및 장착방법을 거의 동일하게 설계하여, 조명 교체 시 램프만 1:1로 교체하며 기존 조명기구를 폐기하지 않고 재사용하도록 할 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 조립 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 조립 결과물이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 내부 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 조립 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임의 측면도 및 측면확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극이 직렬 배치된 모습을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극이 병렬 배치된 모습을 나타낸다.
도 13은 종래기술과 본 발명의 리드프레임의 방열 특성을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 발열량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지를 포함하는 조명 장치에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는 반도체 칩(예를 들어, LED 칩) 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100); 하나 이상의 반도체 패키지(100)가 배치되는 바디(110); 외부의 이물질 침입을 차단하기 위해 바디(110)의 외측에 배치되며 상호 연결되는 투명 또는 반투명 재질의 상부 커버(120) 및 하부 커버(130); 하나 이상의 반도체 패키지의 연결에 의해 형성된 내부 공간에 삽입되어 외부로 열을 방출하는 팬(160); 팬(160)과 연결되는 브라켓부(190); 브라켓부(190)에 배치되는 센서(150), 팬 감지부(165), 및 제어부(170)를 포함한다. 브라켓부(190)는, 일측이 팬(160)의 일측과 연결되며, 타측이 상부 커버(120)의 내측에 스크류 체결되는 제1 브라켓(190-1); 및 일측이 팬(160)의 타측과 연결되며, 타측이 하부 커버(130)의 내측에 스크류 체결되는 제2 브라켓(190-2)을 포함한다.
도 4 내지 도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치가 도시되어 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치는 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100); 하나 이상의 반도체 패키지(100)가 배치되는 바디(110); 외부의 이물질 침입을 차단하기 위해 바디(110)의 외측에 배치되며 상호 연결되는 투명 또는 반투명 재질의 상부 커버(120) 및 하부 커버(130-1); 바디(110)의 일측에 배치되며 바디(110)의 일측과 타측을 관통하는 지지대(142)를 구비하는 소켓부(140); 소켓부(140)에 배치되어 바디(110) 내부로 삽입되는 센서(150), 팬(160), 팬 감지부(165), 및 제어부(170); 바디(110)의 타측에 배치되며 바디(110)의 일측과 타측을 관통한 소켓부(140)의 지지대(142)에 체결되는 체결부재(180)를 포함한다.
도 1 내지 도 3, 그리고 도 4 내지 도 6에서, 리드프레임은 별도의 방열수단 또는 히트싱크 없이 하나 이상의 방열 홀과 하나 이상의 개구부 중 적어도 하나를 구비하여 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산하고, 팬(160)은 상기 발산된 열을 대류를 이용하여 외부로 방출한다. 즉, 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 한다. 리드프레임의 상세 구조에 대해서는 이후 도 7 내지 도 9를 통해 자세히 설명하기로 한다.
센서(150)는 조명 장치 내부의 온도를 모니터링한다.
팬 감지부(165)는 팬(160)의 동작 상태를 모니터링한다.
제어부(170)는 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되면, 폴리스위치(도시하지 않음)가 SMPS(switch-mode power supplies)(도시하지 않음)에서 반도체 칩으로 공급되는 전류의 양을 제한하도록 제어한다. 제어부(170)는 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되지 않으면, SMPS(도시하지 않음)에서 반도체 칩으로 미리 정해진 양의 전류가 계속 공급되도록 제어한다. 여기서, SMPS는 미리 정해진 양의 전류를 반도체 칩으로 공급하는 전원공급장치로서, 1 내지 도 3의 경우 외장형의 SMPS가 적용될 수 있고, 도 4 내지 도 6의 경우 내장형의 SMPS가 적용될 수 있다. 폴리스위치는 과전류차단소자이다.
바디(110)는 방열 효과가 우수한 금속(예를 들어, 알루미늄)을 이용하여 구성함으로써 방열 효과를 높일 수 있다. 예를 들어, 바디(110)의 일측과 타측 사이의 일부분을 알루미늄으로 구성하고 나머지 부분을 플라스틱으로 구성할 수 있으며, 그 외에도 다양한 조합의 구성이 가능하다.
상부 커버(120) 및 하부 커버(130, 130-1)는 곡선 형태를 가지며 상기 곡선 형태를 통해 빛의 굴절을 유도한다. 상부 커버(120) 및 하부 커버(130, 130-1)는 고내열성 플라스틱으로 구성할 수 있다.
하나 이상의 반도체 패키지(100)의 배치 방법으로서, 미리 결정된 개수(예를 들어 3개)의 반도체 패키지(100)가 직렬 연결되어 반도체 패키지 셋(set)을 구성하고, 하나 이상의 반도체 패키지 셋이 병렬 연결되어 바디(110)에 배치될 수 있다. 이와 같은 하나 이상의 반도체 패키지(100)의 직렬 연결 및 병렬 연결을 통해 LED 출력을 높일 수 있다. 이때, 반도체 패키지(100)들 간에 최소 1mm 이상 거리를 두어, 반도체 패키지(100)들이 너무 가까이 붙어있음에 따라 발생할 수 있는 주변 온도 상승을 최소화하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따라 LED 조명 하부 커버(130, 130-1)의 하부 구조는 송풍구로서 복수의 홀을 구비할 수 있다. 이 경우, 하부 구조에 송풍구로서 복수의 홀이 있기 때문에 커버 내부와 외부의 열교환을 해줄 수 있다. 이렇게 될 경우, 하나 이상의 반도체 패키지(100)에서 일정수준으로 발생하는 열에 대하여 대기온도차에 의한 열 방출이 빠르게 이루어지고, 커버 내부와 외부의 열교환 조건에 맞는 열교환이 이루어짐에 따라 일정 온도를 유지하게 되며, 하나 이상의 반도체 패키지(100) 또한 일정온도를 유지할 수 있게 된다.
이와 같이, 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 하고, 여기서 방열되는 열에 대하여 팬을 통해 전도(Conduction)가 아닌 대류를 이용한 직접 열 방출이 이루어지도록 설계함으로써, 별도의 방열수단(또는 히트싱크)을 구비할 필요가 없게 되어 방열수단으로 인한 부피, 공간 상의 제약이 없게 됨으로써 LED 조명을 원하는 모양으로 자유롭게 만들 수 있다.
또한, 별도의 방열수단을 구비할 필요가 없기 때문에 하나 이상의 반도체 패키지의 연결에 의해 형성된 텅 빈 내부 공간에 큰 팬이 들어갈 수 있으며, 큰 팬이 리드프레임에서 방열된 열을 외부로 빠르게 방출할 수 있기 때문에, 고출력의 램프 구현이 가능하다. 예를 들어, 하나의 반도체 패키지에서 2.5W의 출력이 가능한 경우, 72개의 반도체 패키지를 연결함으로써 180W의 고출력 램프 구현이 가능하다.
또한, 큰 팬이 열을 외부로 빠르게 방출할 수 있기 때문에 밀폐된 공간(예를 들어, 조명 기구)에서도 외부로 열을 빠르게 발산하여 밀폐된 공간 내부의 온도를 낮게 유지할 수 있다.
또한, 하나 이상의 반도체 패키지를 연결하여 조명 장치를 구성함으로써, 전방향에서 각도를 줄 수 있고, 제품 전체의 90% 이상의 면적에서 빛을 발산할 수 있으며, 이에 따라 등기구의 반사판을 100% 활용할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는 카메라 모듈(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 카메라 모듈(도시하지 않음)은 조명 장치 주변의 영상을 촬영하여 제어부(170)로 전송하고, 제어부(170)는 촬영 영상을 방범 등 여러 분야에 활용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는 기존 램프 대체용으로서, 초 경량화 제품으로, 보안등, 가로등, 공장등, 공원등, 투광등 등에 적용 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는 메탈할라이드 전구에 비해 소비 전력 및 CO2를 최대 2/3까지 줄일 수 있으며, 수명이 길고 유지 보수가 간편하다. 또한, 자외선 또는 적외선에 의한 색상 열화가 없으며, 기존 광원과 같이 전 방향 조사각도로 동일성을 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는 기존 메탈할라이드 전구 및 기존 LED 조명과 크기, 모양 및 장착방법을 거의 동일하게 설계하여, 조명 교체 시 램프만 1:1로 교체하며 기존 조명기구를 폐기하지 않고 재사용하도록 할 수 있다. 즉, 기존 LED 조명은 LED 특성상 발열문제로 인해 별도의 방열수단이나 히트싱크가 반드시 필요하므로 이로 인해 그 형태가 자유롭지 못하며, 조명 교체 시 조명기구까지 교체해야 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치는 다양한 형태에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 기존 조명기구를 그대로 사용하고 램프만 교체할 수 있다. 이와 같이 기존 조명기구를 재사용함에 따라, 조명기구 전체를 교체해야 하는 번거로움을 피하는 동시에 제작, 교체, 폐기물처리 비용 등을 크게 절감할 수 있고, 조명 교체 시 문제가 될 수 있는 기존 배광곡선 설계에 대해서도 기존 조명기구의 리플렉터를 그대로 사용하여 해결할 수 있으며, 제각기 다른 형태의 조명 제품을 만들어내지 않아도 되는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치 내 반도체 패키지에 포함되는 리드프레임에 대하여 설명한다. 이하 설명은 특정 형태의 리드프레임을 예로 들고 있으나, 별도의 방열수단 없이 방열 홀과 개구부 중 적어도 하나를 구비하여 열을 외부로 방출하는 다양한 크기 및 형태의 리드프레임이 적용될 수 있다.
도 7 내지 도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임이 도시되어 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 이격되어 배치되는 하나 이상의 양극(10) 및 하나 이상의 음극(20)(도 7 내지 도 9에는 도시되지 않음); 양극(10)과 음극(20)을 밀봉하는 몰딩부(30); 양극(10)과 음극(20) 각각의 말단에 배치되는 단자부(90, 91)를 포함한다.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 리드프레임의 상부, 즉 전면부에는 칩 부착부(50)가 형성되어 반도체 칩이 부착될 수 있다. 리드프레임의 상부에는 방열을 위한 방열 홀(40)이 형성되어 있다. 또한, 리드프레임의 상부에는 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 몰딩부(30)에 의하여 밀봉되지 않고 양극(10) 및 음극(20)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 상부 개구부(70, 71)가 형성되어 있다. 리드프레임의 양단의 전극에는 별도의 체결 홀(95, 96)이 형성되어 리드프레임끼리 서로 연결될 수 있도록 한다. 리드프레임의 상부에는 양극(10)과 음극(20)을 전기적으로 분리시키는 전극분리홀(45, 46, 47)이 형성되는 것이 바람직하다.
도 9에 도시된 바와 같이 리드프레임의 하부, 즉 후면부에는 상부의 칩 부착부(50)에 대응하는 위치에 하부 제1 개구부(60)가 형성되어 있다. 하부 제1 개구부(60)는 몰딩부(30)에 의해 밀봉되지 않고 양극(10)을 외부로 노출시키는 영역이다. 이러한 방열용 개구부(60)는 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산시키기 위한 것으로서, 칩 부착부(50)에 대응하는 영역을 모두 포함할 수 있도록 칩 부착부(50)보다 넓은 영역으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 리드프레임의 하부에는 도 10에 도시된 바와 같이 상부로부터 몰딩부(30), 전극(10, 20)를 관통하여 형성된 방열 홀(40)이 구비되어 있다.
또한, 리드프레임의 하부에는 방열 홀(40)의 주변에 전극(10, 20)이 몰딩되지 않고 노출되는 하부 제2 개구부(80)가 더 형성되어 있다. 하부 제1 개구부(60) 및 하부 제2 개구부(80)는 방열 홀(60)과 더불어 반도체 칩(55)으로부터 발생하는 열이 더욱 용이하게 발산될 수 있도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이 리드프레임의 하부에는 상부로부터 관통하여 형성되어, 양극(10)과 음극(20)을 전기적으로 분리시키는 전극분리홀(45, 48)이 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임의 각각의 구성요소들에 대하여 설명한다.
양극(10) 및 음극(20)
본 발명에서 양극(10)과 음극(20)은 하나 이상 사용될 수 있다.
양극(10)과 음극(20)으로는 다양한 전도성 금속이 사용될 수 있고, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 구리, 알루미늄 등이 사용될 수 있다. 기타 그래핀, 세라믹 등도 사용될 수 있다. 또한 이들이 혼합되어 사용될 수도 있다.
양극(10)과 음극(20)은 평판 형상의 단일층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
양극(10)과 음극(20)은 당업계에 알려진 다양한 방법으로 체결될 수 있다. 양극(10)과 음극(20)의 체결 방법에는 스크류 체결방식, 암수(male-female)체결방식 등 제한이 없으나 암수체결방식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 별도의 스크류가 필요하지 않아 작업이 훨씬 간단하고 제조비용도 줄일 수 있기 때문이다.
몰딩부 (30)
몰딩부(30)는 양극(10)과 음극(20)을 밀봉하는 사출물이다. 즉 양극(10)과 음극(20)은 몰딩부(30) 안으로 삽입되는 구조로 되어 있다.
단자부 (90, 91)
리드프레임의 양단의 전극에는 전원을 인가하기 위한 단자부(90, 91)가 몰딩되지 않고 노출되어 형성되어 있다. 리드프레임은 단자부(90, 91)를 통하여 외부와 전기가 통할 수 있다. 리드프레임 양 말단의 단자부(90, 91)는 서로 암수 구조로 되어 있어 리드프레임끼리 암수체결방식에 의하여 연결될 수 있다. 단자부(90, 91)에는 각각 체결 홀(95, 96)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 체결 홀(95, 96)은 단자부(90, 91)에 축적된 열을 외부로 방출할 수 있으므로 이 홀도 일종의 방열 홀이라고 할 수 있다.
방열 홀(40)
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 방열 홀(40)은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임의 상부와 하부를 관통하여, 즉, 양극(10)과 음극(20) 중 하나 이상과 몰딩부(30)를 관통하여 형성된다. 본 발명의 일 실시예 따른 리드프레임은 방열 홀(40)을 하나 이상 포함한다. 방열 홀(40)을 통하여 리드프레임이 가진 열이 외부로 방출될 수 있다. 특히 방열 홀(40)은 상부와 하부를 관통하여 형성되어 있기 때문에 열이 상부와 하부로 모두 방출될 수 있어 방열 효과를 높일 수 있다.
방열 홀(40) 중 적어도 하나는 상부 개구부(71)와 하부 제2 개구부(80)를 관통하여 형성된다(도 10 참조). 방열 홀(40)이 개구부(71, 80)를 관통하여 형성됨으로써 공기의 흐름이 형성될 수 있으며 양 방향으로 열이 방출될 수 있으므로 온도 개선의 효과도 향상된다. 이를 위하여 방열 홀(40)은 상부 개구부(71)의 중앙에 형성되는 것이 바람직하다.
전극분리홀 (45, 46, 47)
양극과 음극을 전기적으로 분리시키는 전극분리홀(45)은 양극(10)과 음극(20)이 인접하는 부분에, 양극(10)과 음극(20) 중 어느 하나 이상과 몰딩부(30)를 동시에 관통하여 형성된다.
전극분리홀(45)은 직렬 배치와 병렬 배치 등 목적하는 바에 따라 그 크기와 개수를 조절할 수 있다. 예를 들면 하나의 패키지 당 두 개 이상의 전극분리홀이 구비되도록 함으로써 리드프레임의 변경 없이 전극의 직렬 배치와 병렬 배치를 용이하게 할 수 있다. 또한 전극분리홀(45)의 지름에는 제한이 없으나 5mm 이하인 것이 바람직하다. 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임으로서 전극분리홀을 3개 구비한 리드프레임이 도시되어 있으나(각각 45, 46, 47로 도시됨), 선택적으로 전극분리홀을 1개 또는 2개 구비하도록 형성할 수도 있다.
칩 부착부 (50)
칩 부착부(50)는 반도체 칩과 연결되어 전기가 통하도록 하는 역할을 한다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 그 상부에, 부착될 반도체 칩(55) 보다 넓은 표면적을 갖는 하나 이상의 칩 부착부(50)를 구비한다. 여기서 칩 부착부(50)의 표면적은 부착될 반도체 칩(55)의 방열특성에 따라 조절될 수 있다. 칩 부착부(50)의 표면적은 부착될 반도체 칩(55)의 표면적보다 2.5배 이상 큰 것이 바람직하다.
칩 부착부(50)는 열이 발생되는 반도체 칩 또는 LED 칩이 부착되는 부위로서 발열부에 해당한다. 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 반도체 칩(55)의 실장 면적을 크게 함으로써 이를 직접적인 방열 수단으로 활용하였다. 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에서는 예를 들면 열 전도계수가 높고 자유전자를 보다 잘 이동시킬 수 있도록 금속 전극부의 표면적을 증가시킴으로써, 즉 반도체 칩(55)의 실장 면적을 확대함으로써, 열저항이 커지게 하여 방열 효과를 높일 수 있다. 여기서 열저항은 열전도도 및 면적과 비례한다.
이와 같이 본 발명에서는 칩 부착부(50)가 발열부인 동시에 방열부에 해당하기 때문에 열이 외부로 빨리 빠져나갈 수 있다. 즉, 본 발명은 발열부와 방열부를 일체화하여 열 저항체 자체를 제거하였다는 점에 특징이 있다.
부착될 반도체 칩(55)의 개수에는 특별히 제한이 없으며 이는 광량 및 방열효과 등을 고려하여 결정한다. 기존의 패키지 기술에서 사용되던 리드프레임 양산 장비를 그대로 이용하기 위하여 반도체 칩의 수를 적절하게 조절할 수 있다.
상부 개구부(70, 71)
본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 그 상부에, 몰딩부(30)에 의하여 밀봉되지 않고 양극(10) 또는 음극(20)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 상부 개구부(70, 71)를 구비한다. 상부 개구부(70, 71)를 통하여 전극이 외부의 대기와 직접 접촉하게 됨으로써 방열 효과가 향상될 수 있다. 종래에도 하부에 개구부가 구비된 리드프레임은 존재하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 하부 개구부 외에 상부 개구부(70, 71)도 구비함으로써 열을 양 방향으로 방출시킬 수 있다는 점에서 방열 효과를 획기적으로 개선한 것이다. 반도체 칩 또는 LED 소자에서 발생된 열이 양극 또는 음극으로 전달되면 이 열이 아래 방향뿐 아니라 위 방향으로도 방출될 수 있으며, 이를 통하여 방열 효과를 극대화할 수 있다.
상부 개구부 중 하나(71)에는 방열 홀(40)이 형성될 수 있다. 이를 통하여 방열 효과를 더 높일 수 있다. 방열 홀(40)이 개구부(71)를 관통하여 형성됨으로써 공기의 흐름이 형성될 수 있으며 양 방향으로 열이 방출될 수 있으므로 온도 개선의 효과도 향상된다.
하부 제1 개구부(60)
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 그 하부에서 칩 부착부(50)에 대응하는 위치에, 몰딩부(30)에 의해 밀봉되지 않고 양극(10)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 하부 제1 개구부(60)를 구비한다.
앞서 설명한 바와 같이 칩 부착부(50)는 열을 발생시키는 발열부에 해당한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 칩 부착부(50)에 대응하는 위치에 하부 제1 개구부(60)가 구비되어 있으므로 칩으로부터 발생되는 열이 하부 제1 개구부(60)를 통하여 리드프레임의 하부로 방출될 수 있다. 따라서 하부 제1 개구부(60) 또한 방열 효과를 높이는 역할을 한다.
하부 제2 개구부(80)
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 그 하부에서 상부 개구부(70, 71)에 대응하는 위치에, 몰딩부(30)에 의해 밀봉되지 않고 양극(10) 및 음극(20)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 하부 제2 개구부(80)를 구비한다.
하부 제2 개구부(80)도 양극(10) 및 음극(20)을 외부로 노출시켜 방열 효과를 높이는 역할을 한다. 하부 제2 개구부(80)는 두 개의 상부 개구부(70, 71)와 대응하는 위치에 배치되어 있기 때문에 상부 개구부(70, 71) 각각 보다 더 큰 면적을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 하부 제1 개구부(60)와 하부 제2 개구부(80)의 면적은 소자의 2.5배 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 상부 개구부(70, 71)와 하부 개구부(60, 80)는 전원 인가시 발생되는 열을 방출하기에 충분한 면적을 가져 그 자체가 히트싱크로서 작용할 수 있는 것이 바람직하다. 이 경우 본 발명의 리드프레임에서는 히트싱크와 같은 별도의 방열 수단이 필요하지 않다.
본 발명의 일 실시예 따른 리드프레임은 여러 개의 전극을 서로 연결하여 여러 개의 반도체 칩이 부착될 수 있도록 하나로 모듈화한 것이다. 종래에는 하나의 모듈로 전극의 직렬 배치와 병렬 배치를 모두 구현하기 어려웠다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임에서는 하나의 모듈로 전극의 직렬 배치와 병렬 배치를 모두 구현할 수 있다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임에서 전극이 직렬로 배치된 모습을 나타내고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임에서 전극이 병렬로 배치된 모습을 나타낸다. 본 발명에서는 전극 분리홀을 추가하고 내부 패턴을 특수화함으로써 전극분리홀의 위치를 이용하여 직렬 분리, 병렬 분리가 가능하도록 하였다. 이에 따라 종래와 달리 직렬 분리 회로와 병렬 분리형 회로를 별도로 만들 필요가 없다. 구체적으로 살펴보면, 도 11에 도시된 바와 같이 양극(10)과 음극(20)이 연결된 부위를 절단하여 전극분리홀(47)을 형성하고 이후 하나의 전극 당 2개의 전극분리홀(45, 46)을 형성하면 양극과 음극이 순차적으로 연결되어 직렬 회로를 형성할 수 있다. 한편, 도 12에 도시된 바와 같이 하나의 전극 당 1개의 전극분리홀(47)을 형성하면 양극과 음극이 서로 병렬로 연결되어 병렬 회로를 형성할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 전극분리홀의 위치 및 개수를 조절하여 직렬 회로와 병렬 회로를 손쉽게 형성할 수 있다.
방열 특성
도 13은 종래의 리드프레임과 본 발명의 리드프레임의 방열 특성을 나타낸다.
도 13에서 좌측에 도시된 종래의 리드프레임은 반도체 소자(칩)와 리드프레임을 하나의 패키지로 보고, 열 전도율이 높은 금속이나 세라믹 재질의 PCB(printed circuit board)를 설계한 다음, PCB 뒤에 금속 재질의 히트싱크(heat sink)가 부착된 구조로 되어 있다. 외부에서 전원을 인가하여 리드프레임 패키지에서 열이 발생되면 열은 반도체 칩 -> 리드프레임 -> 솔더(solder) -> PCB 솔더 패드 -> PCB -> TIM(Thermal Interface Material) -> 히트싱크의 순으로 이동하여 외부로 방출되었다. 여기서 TIM은 열전도 그리스와 같이 접촉 저항을 감소시키고 열 전도를 향상시키기 위한 재료를 나타낸다. 이와 같이 종래의 리드프레임은 패키지에서 발생한 열이 PCB와 히트싱크를 통하여 대기 중으로 방출될 수 있다.
반면 도 13에서 우측에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 방열 홀이 구비되어 있으며 리드프레임의 상부와 하부에 개구부가 구비되어 있어 이를 통하여 열을 외부로 직접적으로 방출시킬 수 있다. 외부에서 전원을 인가하여 리드프레임 패키지에서 열이 발생되면 열은 반도체 칩 -> 리드프레임 순으로 이동하여 외부로 방출된다. 구체적으로 리드프레임의 상부로는 상부 개구부와 방열 홀을 통하여 열이 방출되며 하부로는 제1 하부 개구부와 제2 하부 개구부, 방열 홀을 통하여 열이 방출된다. 개구부와 방열 홀을 통하여 양극(10)과 음극(20)의 일부가 대기와 직접 접촉하는 구조로 되어 있기 때문이다. 이에 따라 본 발명의 리드프레임은 PCB와 히트싱크 없이도 손쉽게 열을 방출할 수 있으며, 특히 열을 상부, 하부로 모두 방출할 수 있다는 점에서 매우 효과적이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 특히 열이 가장 많이 발생하는 부분인 칩 부착부(50)의 실장 면적을 높여 방열 효율을 높인다. 따라서 본 발명의 일태양에 따른 리드프레임은 열전도율이 높고 열저항이 낮은, 우수한 방열특성을 갖는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 열 저항을 최소화하고 열 전달율을 향상시키며 방열 면적을 최적화하여 반도체 소자의 열을 대기 중으로 빠르게 방출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 하므로, 별도로 방열수단 또는 히트싱크를 구비할 필요 없이, 그 자체로 우수한 방열 특성을 보유할 수 있다. 이에 따라 리드프레임 제조시 원가를 절감하고 제조공정을 단순화할 수 있다. 아울러 히트싱크 등 별도의 방열설계가 필요하지 않아 반도체 소자의 열화를 방지할 수 있어 장시간 사용에도 신뢰성과 효율성이 보장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임은 별도의 방열 수단과 PCB 등이 필요하지 않기 때문에 제품의 형태에 제약이 없어 다양한 형태의 제품을 만들 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 발열량 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 발열량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 도 14를 참조하면, 단계 S1401에서 조명 장치는 팬 감지부(165)를 통해 팬(160)의 동작 상태를 모니터링하고, 센서(150)를 이용하여 조명 장치 내부의 온도를 모니터링한다. 조명 장치는 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100)를 포함하며, 리드프레임에 방열 홀(40)과 개구부(60, 70, 71, 80) 중 적어도 하나를 구비하여 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산한다. 팬(160)은 상기 발산된 열을 대류를 이용하여 외부로 방출한다.
단계 S1403에서 조명 장치는 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되는지 여부를 검사한다. 팬(160)은 계속 회전하는 것이 정상이며, 멈출 경우 동작 오류라고 판단할 수 있다.
상기 단계 S1403에서 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되면, 단계 S1405에서 조명 장치는 폴리스위치(도시하지 않음)가 SMPS(도시하지 않음)에서 반도체 칩으로 공급되는 전류의 양을 제한하도록 제어하여 발열량 자체를 감소시킨 후, 상기 단계 S1401로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이에 따라 조명 장치의 출력이 예를 들어, 정상 상태(팬(160)이 계속 회전하고 조명 장치 내부 온도가 기준값 미만으로 유지되는 상태) 하에서의 출력 150W에서 60W 이하로 강제 제한될 수 있다. 이와 같이, 팬(160)이 멈추거나 조명 장치 내부의 온도가 기준값 이상일 경우, 출력 제한을 통해 발열량 자체를 감소시킴으로써, 조명 장치 내부의 온도가 더 이상 높아지지 않도록 할 수 있으며, 출력 제한에 따라 빛의 양이 줄어들기 때문에 자체적으로 불량상태를 알릴 수 있다.
반면, 상기 단계 S1403에서 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되지 않으면, 단계 S1407에서 조명 장치는 SMPS(도시하지 않음)에서 반도체 칩으로 미리 정해진 양의 전류가 계속 공급되도록 제어한 후, 상기 단계 S1401로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이에 따라 조명 장치의 출력이 예를 들어, 정상 상태 하에서의 출력 150W로 계속 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지를 포함하는 조명 장치 및 이의 발열량 제어 방법은, 리드프레임에 별도의 방열수단 없이 방열 홀과 개구부 중 적어도 하나를 구비하여 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 하고, 여기서 방열되는 열에 대하여 팬을 통해 전도(Conduction)가 아닌 대류를 이용한 직접 열 방출이 이루어지도록 설계할 수 있기 때문에, 우수한 방열 특성을 나타내면서도 다양한 형태로 적용될 수 있다.
또한, 리드프레임 자체가 방열수단으로서의 역할을 하므로 별도로 방열수단(또는 히트싱크)을 구비할 필요가 없고, 별도의 방열수단을 구비할 필요가 없기 때문에 하나 이상의 반도체 패키지의 연결에 의해 형성된 텅 빈 내부 공간에 큰 팬이 들어갈 수 있으며, 큰 팬이 리드프레임에서 방열된 열을 외부로 빠르게 방출할 수 있기 때문에, 고출력의 램프 구현이 가능하고, 밀폐된 공간(예를 들어, 조명 기구)에서도 외부로 열을 빠르게 발산하여 밀폐된 공간 내부의 온도를 낮게 유지할 수 있다.
또한, 하나 이상의 반도체 패키지를 연결하여 조명 장치를 구성함으로써, 전방향에서 각도를 줄 수 있고, 제품 전체의 90% 이상의 면적에서 빛을 발산할 수 있으기 때문에, 등기구의 반사판을 100% 활용할 수 있다.
또한, 기존 메탈할라이드 전구 및 기존 LED 조명과 크기, 모양 및 장착방법을 거의 동일하게 설계할 수 있기 때문에, 조명 교체 시 램프만 1:1로 교체하며 기존 조명기구를 폐기하지 않고 재사용하도록 할 수 있다.
<부호의 설명>
100: 반도체 패키지 110: 바디
120, 130, 130-1: 커버 140: 소켓부
150: 센서 160: 팬
165: 팬 감지부 170: 제어부
180: 체결부재 190: 브라켓부
190-1, 190-2 : 브라켓
10: 양극 20: 음극
30: 몰딩부 40: 방열 홀
45, 46, 47, 48: 전극분리홀 50: 칩 부착부
55: 반도체칩 60: 하부 제1 개구부
70, 71: 상부 개구부 80: 하부 제2 개구부
90: 수(male)단자부 91: 암(female) 단자부
95, 96: 체결 홀

Claims (11)

  1. 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100)
    를 포함하며,
    상기 리드프레임은 방열 홀(40)과 개구부(60, 70, 71, 80) 중 적어도 하나를 구비하여 상기 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반도체 패키지(100)가 배치되는 바디(110);
    상기 바디(110)의 외측에 배치되는 상부 커버(120);
    상기 바디(110)의 외측에 배치되는 하부 커버(130);
    상기 발산된 열을 대류를 이용하여 외부로 방출하는 팬(160); 및
    브라켓부(190)
    를 더 포함하며,
    상기 브라켓부(190)는,
    일측이 상기 팬(160)의 일측과 연결되며, 타측이 상기 상부 커버(120)의 내측에 스크류 체결되는 제1 브라켓(190-1); 및
    일측이 상기 팬(160)의 타측과 연결되며, 타측이 상기 하부 커버(130)의 내측에 스크류 체결되는 제2 브라켓(190-2)
    을 포함하는 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조명 장치 내부의 온도를 모니터링하는 센서(150);
    상기 팬(160)의 동작 상태를 모니터링하는 팬 감지부(165); 및
    상기 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되면, 폴리스위치가 상기 반도체 칩으로 공급되는 전류의 양을 제한하도록 제어하는 제어부(170)
    를 더 포함하며,
    상기 센서(150), 팬 감지부(165), 및 제어부(170)는 상기 브라켓부(190)에 배치되는 조명 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 커버(120) 및 상기 하부 커버(130)는 곡선 형태를 가지며 상기 곡선 형태를 통해 빛의 굴절을 유도하는 조명 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하부 커버(130)의 하부 구조는 송풍구로서 복수의 홀을 구비하는 조명 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 바디(110)는 알루미늄을 이용하여 구성되는 조명 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    미리 결정된 개수의 반도체 패키지(100)가 직렬 연결되어 반도체 패키지 셋(set)을 구성하고, 하나 이상의 상기 반도체 패키지 셋이 병렬 연결되어 상기 바디(110)에 배치되는 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반도체 패키지(100)가 배치되는 바디(110);
    상기 바디(110)의 외측에 배치되는 커버(120, 130-1);
    상기 바디(110)의 일측에 배치되며 상기 바디(110)의 일측과 타측을 관통하는 지지대(142)를 구비하는 소켓부(140);
    상기 바디(110)의 타측에 배치되며 상기 바디(110)의 일측과 타측을 관통한 상기 지지대(142)에 체결되는 체결부재(180); 및
    상기 발산된 열을 대류를 이용하여 외부로 방출하는 팬(160)
    을 더 포함하며,
    상기 팬(160)은 상기 소켓부(140)에 배치되는 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조명 장치 내부의 온도를 모니터링하는 센서(150);
    상기 팬(160)의 동작 상태를 모니터링하는 팬 감지부(165); 및
    상기 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되면, 폴리스위치가 상기 반도체 칩으로 공급되는 전류의 양을 제한하도록 제어하는 제어부(170)
    를 더 포함하며,
    상기 센서(150), 팬 감지부(165), 및 제어부(170)는 상기 소켓부(140)에 배치되는 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 리드프레임은,
    이격되어 배치되는 하나 이상의 양극(10) 및 하나 이상의 음극(20);
    상기 양극(10)과 상기 음극(20)을 밀봉하는 몰딩부(30);
    상기 양극(10)과 상기 음극(20) 각각의 말단에 배치되는 단자부(90, 91);
    그 상부와 하부에, 상기 양극(10)과 상기 음극(20) 중 하나 이상과 상기 몰딩부(30)를 관통하는 하나 이상의 방열 홀(40);
    그 상부에, 부착될 반도체 칩(55)보다 넓은 표면적을 갖는 하나 이상의 칩 부착부(50);
    그 상부에, 상기 몰딩부(30)에 의하여 밀봉되지 않고 상기 양극(10) 또는 상기 음극(20)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 상부 개구부(70, 71);
    그 하부에서 상기 칩 부착부(50)에 대응하는 위치에, 상기 몰딩부(30)에 의해 밀봉되지 않고 상기 양극(10) 또는 상기 음극(20)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 하부 제1 개구부(60); 및
    그 하부에서 상기 상부 개구부(70, 71)에 대응하는 위치에, 상기 몰딩부(30)에 의해 밀봉되지 않고 상기 양극(10) 또는 상기 음극(20)을 외부로 노출시키는 하나 이상의 하부 제2 개구부(80)
    를 포함하는 조명 장치.
  11. 반도체 칩 및 이와 서로 전기적으로 연결되는 리드프레임을 포함하는 하나 이상의 반도체 패키지(100)를 포함하며, 상기 리드프레임에 방열 홀(40)과 개구부(60, 70, 71, 80) 중 적어도 하나를 구비하여 상기 반도체 칩으로부터 발생하는 열을 발산하는 조명 장치의 발열량 제어 방법에 있어서,
    센서(150)를 이용하여 조명 장치 내부의 온도를 모니터링하는 단계;
    열을 대류를 이용하여 외부로 방출하는 팬(160)의 동작 상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 팬(160)의 동작 오류 또는 기준값 이상의 조명 장치 내부 온도가 감지되면, 폴리스위치가 반도체 칩으로 공급되는 전류의 양을 제한하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 조명 장치의 발열량 제어 방법.
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