KR100907345B1 - 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등에 관한 것으로서, 집적화된 엘이디 다이칩에서 발생된 열을 효과적으로 방열하여 엘이디 다이칩의 손상을 최소화할 수 있는 구조를 갖는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등에 관한 것으로서, 세라믹 기판과; 상기 세라믹 기판상에 배열되어 다이본딩되는 복수의 엘이디 다이칩과; 와이어 본딩에 의해 상기 엘이디 다이칩 상호 간 전기적인 연결을 가능케 하는 와이어와; 상기 복수의 엘이디 다이칩이 집적화 및 와이어 본딩된 상태의 상기 세라믹 기판상에 주입 몰딩처리되어 형성되는 몰딩수지층과; 상기 세라믹 기판의 저면에 접착되는 메탈기판을 포함하는 엘이디 집적화 조명모듈과; 상기 엘이디 집적화 조명모듈에 밀착 설치되어 상기 엘이디 집적화 조명모듈에서 발생하는 열의 방열을 가능하게 하는 방열시스템과; 상기 엘이디 집적화 조명모듈 및 방열시스템이 내장되는 가로등커버를 포함하여 구성되는 것을 특징을 포함하여 구성된다.

엘이디, 조명, 가로등

Description

엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등{A Street Light Using LED Lighting Module}

본 발명은 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등에 관한 것으로서, 집적화된 엘이디 다이칩으로부터 발생된 열을 효과적으로 방열하여 엘이디 다이칩의 손상을 최소화할 수 있는 구조를 갖는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등에 관한 것이다.

LED 조명모듈을 사용하는 가로등, 공장 등 기타 조명제품은 반도체 부품 산업의 한 분야로써, 기존의 유리 전구 필라멘트 형태의 조명광원과 차별화된 고체형태의 면발광 광원이다. LED광원은 그 수명이 오랜 시간 동안 사용이 가능하기 때문에 환경의 변화 및 인위적인 물리적 충격만 가하지 않는다면 최대 80,000시간 까지도 신뢰할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 유지, 보수비용을 대폭 절감할 수 있는 최고의 장점이 있다.

또한, LED 조명모듈은 형광등, 나트륨등과 같은 수은, 방전용 유해성 가스를 사용하지 않기 때문에 자연 친환경적인 조명 제품에 해당되고, 무수은, 높은 역율, CO2발생 감소, 제품수명이 끝난 제품의 폐기시 분리수거를 통하여 재활용이 가능한 이점이 있을 뿐만 아니라 고효율의 광출력을 구현이 가능하기 때문에 차세대 광원으로 세계각국에서 기술개발에 총격을 기울이고 있는 실정이다.

본 발명은, 엘이디 다이칩의 발광시 발생된 열을 원활하게 방출하여 엘이디 다이칩의 손상을 최소화할 수 있고, 과전류에 의한 와이어 단락을 최소화할 수 있고 나아가 과전류에 의해 어느 한 와이어가 단락되더라도 엘이디 집적화 조명모듈이 구동될 수 있을 뿐만 아니라, 소형화가 가능한 구조를 갖는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등은, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판상에 집적화 배열되어 다이본딩되는 복수의 엘이디 다이칩과, 와이어 본딩에 의해 상기 엘이디 다이칩 상호 간의 전기적인 연결을 가능케 하는 와이어와, 상기 복수의 엘이디 다이칩이 집적화 및 와이어 본딩된 상태의 상기 세라믹 기판상에 주입 몰딩처리되어 형성되는 몰딩수지층과, 상기 세라믹 기판의 저면에 접착되는 메탈기판을 포함하는 엘이디 집적화 조명모듈과; 상기 메탈기판 저면에 밀착 설치되어 상기 엘이디 집적화 조명모듈에서 발생하는 열의 방열을 가능하게 하는 방열시스템; 그리고 상기 엘이디 집적화 조명모듈 및 방열시스템이 내장되는 가로등커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등은, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판상에 배열되어 다이본딩되는 복수의 엘이디 다이칩과, 상기 세라믹 기판상에 다이본딩되고 그 자체가 상기 엘이디 다이칩들에 전기적으로 연결되는 것에 의해 상기 엘이디 다이칩 상호간의 전기적 통전 상태를 가능하게 하는 복수개의 다이패드와, 와이어 본딩에 의해 상기 엘이디 다이칩과 상기 다이패드 상호 간의 전기적인 연결을 가능케 하는 와이어와; 상기 복수의 엘이디 다이칩이 집적화 및 와이어 본딩된 상태의 상기 세라믹 기판상에 주입 몰딩처리되어 형성되는 몰딩수지층, 그리고 상기 세라믹 기판의 저면에 접착되는 메탈기판을 포함하는 엘이디 집적화 조명모듈과; 상기 엘이디 집적화 조명모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위해 상기 엘이디 집적화 조명모듈 저면에 설치되는 방열시스템과; 상기 엘이디 집적화 조명모듈 및 방열시스템이 내장되는 가로등커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하나의 엘이디 다이칩과 상기 하나의 다이패드 사이에는 각각 2개의 와이어에 의해 와이어본딩 연결이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 방열시스템의 방열판 어셈블리 중앙에는 적어도 하나의 관통구 형성되고, 상기 관통구에는 히트파이프가 설치되어 방열판 어셈블리의 열을 외부로 신속히 방열시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등은 엘이디 소자로부터 발생된 열을 원활하게 외부로 방출하여 엘이디 다이칩의 손상을 최소화할 수 있고, 과전류에 의한 와이어 단락을 최소화할 수 있고, 나아가 과전류에 의해 어느 한 와이어가 단락되더라도 엘이디 집적화 조명모듈이 구동될 수 있을 뿐만 아니라 엘이디 집적화 조명모듈의 소형화가 가능한 효과가 있다.

이하 본 발명의 엘이디 집적화 조명모듈을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같고 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예인 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등의 하부커버가 상측을 향하도록 놓여진 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 상부커버의 수용부 내에 엘이디 집적화 조명모듈, 방열판 어셈블리 및 히트파이프가 설치된 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 방열판 어셈블리가 제거된 엘이디 집적화 조명모듈을 나타내는 도면이며, 도 4는 세라믹 기판상에 다이본딩된 엘이디 다이칩 사이에 와이어가 직접 본딩된 상태를 나타내는 도면이다.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예인 엘이디 집적화 조명모듈(10)은 가로등커버(1) 내에 내장되며, 본 실시예의 가로등커버(1)는 상부커버(3)와 하부커버(5)로 구성된다. 도 1에서 하부커버(5)가 상측을 향하도록 놓여진 상태에서 엘이디 집적화 조명모듈(10)의 상면이 보이도록 설치되어 엘이디 집적화 조명모듈(10)에서 발생하는 빛이 외부로 방산될 수 있는 구성이다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 엘이디 집적화 조명모듈(10)은 그 하면에 방열시스템(즉, 방열판 어셈블리(90) 및 히트파이프(98))가 설치된 상태로 상기 상부커버(3) 내측에 수용된다.

도 3, 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시예의 엘이디 집적화 조명모듈(10)은, 세라믹 기판(20)과, 상기 세라믹 기판(20)에 복수 배열되어 다이본딩되는 복수의 엘이디 다이칩(30)과, 상기 복수의 엘이디 다이칩(30)이 집적화된 상태의 상기 세라믹 기판(20) 상부에 주입 몰딩처리되어 형성되는 몰딩수지층(50)과 상기 세라믹 기판(20)의 저면에 접착되는 메탈기판(70)을 포함하여 이루어진다.

도 3, 도 4에서는 상기 복수의 엘이디 다이칩으로서 1W급 SMD LED를 사용하였고, 상기 세라믹 기판 상면에 3단 10열로 다이본딩하여 조밀도 집적화 배열하였고, 상기 복수의 엘이디 다이칩은 엘이디 다이칩 상호 간을 직접 연결하는 와이어에 의해 전기적으로 연결된다.

그리고 상기 복수의 엘이디 다이칩(30)이 집적화된 상태에서 액상 에폭시수지 등이 주입되어 경화되는 것에 의해 상기 몰딩수지층(50)이 형성되며, 이에 따라 제품의 방수 및 경량화가 가능하다.

상기 몰딩수지층(50)을 형성하는 몰딩수지는 액상 엑폭시수지, 경화제 및 발광물질이 혼합되어 이루어진다.

상기 메탈기판(70)은 상기 복수의 엘이디 다이칩(20)의 구동에 따라 발생된 열을 상기 방열판 어셈블리(90)에 원활히 전달하기 위한 것으로서, 알루미늄 등의 열전도율이 우수한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상부면에 상기 세라믹 기판(20)이 접착된다

그리고 상기 방열판 어셈블리(90)의 상면에는 상기 메탈기판(70)이 접착된다. 따라서 상기 복수의 엘이디 다이칩(30)의 구동에 따라 발생된 열은 상기 메탈기판(70)을 통해 상기 방열판 어셈블리(90)로 전달됨에 따라 외기와 열교환이 원활히 이루어져 상기 복수의 엘이디 다이칩(30)의 발광에 수반되는 발열에 의하여 엘이디 다이칩(30)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 상기 방열판 어셈블리(90)에는 하나 이상의 관통구(91)가 구비되고, 상기 관통구(91)에는 히트파이프(98)가 관통된 상태로 구비되는 것이 바람직하다. 특히 도 2와 같이 상기 히트파이프(98)의 양단부가 상부커버(3)에 접촉된 상태로 구비되거나 외부로 노출된 상태로 구비되는 것이 바람직하고 이는 상기 방열판 어셈블리(90)로부터 방열되는 열을 원활하게 상기 상부커버(3)로 전달하여 외기와 열교환이 활발하게 이루어지도록 함으로써 우수한 방열효과를 얻을 수 있고, 엘이디 다이칩(30)의 발광에 따라 발생된 열을 외부로 용이하게 방열시킬 수 있어 열에 의해 엘이디 다이칩(30)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 엘이디 집적화 조명모듈을 예시하는 도면으로, 복수의 엘이디 다이칩과 각 엘이디 다이칩 사이에 형성된 다이패드가 각각 2개의 와이어의 직접연결에 의해 전기적으로 연결된 상태를 예시한다. 그리고, 도 6은 도 5의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예의 엘이디 집적화 조명모듈(100)은 복수의 엘이디 다이칩(300)이 세라믹 기판(200) 상면에 복수 배열되어 다이본딩된다. 상기 일 열 나열된 복수의 엘이디 다이칩(300) 중 근접한 엘이디다이칩(300) 상호 간 이격된 부분에 해당하는 위치 일측에 상기 세라믹 기판(200)상에 다이본딩되고 각각 2개의 와이어(800)에 의해 근접한 2개의 엘이디 다이칩(300) 각각에 대해 직접 와이어본딩으로 전기적 연결되는 다이패드(310)가 구비되며, 와어어 본딩에 의해 상기 엘이디 다이칩(300)과 상기 다이패드(310)를 각각 전기적으로 연결하는 것에 의해 근접한 엘이디 다이칩(300) 상호 간에 통전상태가 된다.

상기 근접한 각 엘이디 다이칩(300)과 상기 다이패드(310)를 각각 2개의 와이어(800)에 의해 직접 와이어본딩 연결하여 전기적으로 연결함으로써, 과전류에 의한 와이어(800) 단락을 최소화할 수 있고, 나아가 과전류에 의해 어느 한 와이어(800)가 단락되더라도 다른 와이어(800)에 의해 전극과 전기적으로 연결됨에 따라 다른 엘이디 다이칩(300) 및 엘이디 집적화 조명모듈이 구동될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예인 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등의 하부커버가 상측을 향하도록 놓여진 상태를 나타내는 도면이고,

도 2는 상부커버의 수용부내에 엘이디 집적화 조명모듈 및 히트파이프가 설치된 상태를 나타내는 도면이며,

도 3은 방열판 어셈블리가 제거된 엘이디 집적화 조명모듈을 나타내는 도면이며,

도 4는 세라믹 기판상에 다이본딩된 엘이디 다이칩 사이에 와이어가 본딩된 상태를 나타내는 도면이다.

도 5는 복수의 엘이디 다이칩과 그 사이에 형성된 다이패드가 2개의 와이어에 의해 전기적 연결된 상태를 나타내는 도면이고,

도 6은 도 5의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1.......조명등커버 3..........상부커버
5.......하부커버 10,100.....엘이디 집적화 조명모듈
20......세라믹기판 30,300.....엘이디 다이칩
90......방열판 어셈블리 91.........관통구
98......히트파이프 310........다이패드
80,800..와이어

Claims (4)

1. 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판상에 집적화 배열되어 다이본딩되는 복수의 엘이디 다이칩과; 상기 엘이디 다이칩 상호 간을 직접 와이어 본딩하여 상기 엘이디 다이칩 상호 간의 전기적인 연결을 가능케 하는 와이어와, 상기 복수의 엘이디 다이칩이 집적화 다이본딩 및 와이어 본딩된 상태의 상기 세라믹 기판상에 주입 몰딩처리되어 형성되는 몰딩수지층과, 상기 세라믹 기판의 저면에 접착되는 메탈기판을 포함하는 엘이디 집적화 조명모듈과;

   상기 엘이디 집적화 조명모듈에서 발생하는 열의 방열을 가능하게 하는 방열시스템과;

   상기 엘이디 집적화 조명모듈 및 방열시스템이 내장되는 가로등커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등.
2. 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판상에 집적화 배열되어 다이본딩되는 복수의 엘이디 다이칩과, 상기 세라믹 기판상에 다이본딩되고 그 자체가 상기 엘이디 다이칩들에 전기적으로 연결되는 것에 의해 상기 엘이디 다이칩 상호간의 전기적 통전 상태를 가능하게 하는 복수개의 다이패드와, 상기 엘이디 다이칩과 상기 다이패드 상호 간을 직접 와이어 본딩하여 전기적인 연결을 가능케 하는 와이어와, 상기 복수의 엘이디 다이칩이 집적화 및 와이어 본딩된 상태에서 상기 세라믹 기판상에 주입 몰딩처리되어 형성되는 몰딩수지층, 그리고 상기 세라믹 기판의 저면에 접착되는 메탈기판을 포함하는 엘이디 집적화 조명모듈과;

   상기 엘이디 집적화 조명모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위해 상기 엘이디 집적화 조명모듈 저면에 설치되는 방열시스템과;

   상기 엘이디 집적화 조명모듈 및 방열시스템이 내장되는 가로등커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 하나의 엘이디 다이칩과 상기 하나의 다이패드 사이는 각각 2개의 와이어에 의해 직접 와이어본딩 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 방열시스템의 방열판 어셈블리 중앙에는 적어도 하나의 관통구가 형성되고, 상기 관통구에는 히트파이프가 설치되어 방열판 어셈블리의 열을 외부로 신속히 방열시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 집적화 조명모듈을 이용한 가로등.

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