KR101736667B1 - Lighting apparatus having heat dissipation plastic plate for insulation - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is an LED lighting device which comprises: a light emitting module (110) consisting of a printed circuit board (PCB) (111) which is horizontally arranged and an LED (112) mounted on a lower surface of the PCB (111); heat discharging means (120, 130) disposed in an upper position of the light emitting module (110) and having horizontally flat contact surfaces (121, 131) formed on a lower portion thereof, and made of a thermally conductive metal material to discharge heat transferred through the contact surfaces (121, 131) to the outside; and an insulation heat radiation plastic plate (140) horizontally arranged between the light emitting module (110) and the heat discharging means (120, 130) to be formed in a plate shape, fixed and mounted to have an upper surface thereof being in surface contact with the contact surfaces (121, 131) of the heat discharging means (120, 130), and to have a lower surface thereof being in surface contact with an upper surface of the PCB (111), injection-molded with a thermally conductive and insulated material or injection-molded in the form of mixing a thermally conductive material and an insulated material to transfer heat absorbed from the PCB (111) to the contact surfaces (121, 131), and electrically separating the light emitting module (110) and the heat discharging means (120, 130).

Description

절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치{LIGHTING APPARATUS HAVING HEAT DISSIPATION PLASTIC PLATE FOR INSULATION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an LED lighting device having a heat-dissipating plastic plate for insulation,

본 발명은 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트싱크나 바디프레임 등의 열방출수단과 발광모듈 사이에 배치되어 LED의 발광구동에 따라 발광모듈에서 발생된 열을 열방출수단으로 전달하는데 이용되는 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an LED lighting device provided with a heat-radiating plastic plate for insulation, and more particularly, to an LED lighting device provided with a heat- And a heat dissipating plastic plate used for transmitting the heat dissipating means to the heat releasing means.

일반적으로 LED 조명장치는 고휘도로 점등되는 LED의 발광구동에 따라 LED가 실장된 PCB에서 구동열이 발생하며 이러한 구동열은 LED의 발광구동을 제어하는 구동회로로 전도되어 성능을 저해하는 요인으로 작용하였다.Generally, the LED lighting device generates driving heat in the PCB mounted with the LED according to the light emission driving of the LED which is illuminated with high luminance, and this driving heat is transmitted to the driving circuit for controlling the light emission driving of the LED, Respectively.

따라서, 종래에는 발열된 구동열을 흡수하여 대기중으로 방출하고자 PCB의 상부에 히트싱크를 장착하였으며, 상기 PCB와 히트싱크 사이에는 두 부재간의 간격을 밀착시켜 열전도율을 높이기 위한 방열테이프가 이용되었다.Accordingly, in the past, a heat sink was mounted on an upper portion of a PCB to absorb the heat generated by the heat generated by the heat generated by the PCB, and a heat radiating tape for increasing the heat conductivity by closely contacting the gap between the PCB and the heat sink.

종래의 방열테이프는 열전도성 필러(Filler)가 함유된 패드 및, 이 패드의 상부면과 하부면에 도포된 본딩제로 이루어지며, 도포된 본딩제의 접착력으로 PCB의 상부면과 히트싱크의 하부면에 견고하게 고정장착될 수 있었다.The conventional heat radiation tape is made up of a pad containing a thermally conductive filler and a bonding agent applied to the upper and lower surfaces of the pad. The adhesion of the applied bonding agent causes the upper surface of the PCB and the lower surface of the heat sink As shown in Fig.

그러나, 통상 LED는 구동특성상 발광하면서 60도씨 이상으로 발열되며 종래의 방열테이프는 이러한 고온 환경에 장시간 노출됨에 따라 경년변화에 따라 본딩제가 경화되어 PCB와 히트싱크간의 밀착력이 저하될 수 있었다.However, the LED typically emits light at a temperature of 60 degrees or more while emitting light due to its driving characteristics, and the conventional heat radiation tape is exposed to such a high temperature environment for a long time, so that the bonding agent is hardened due to aging to deteriorate the adhesion between the PCB and the heat sink.

또한, 상기 본딩제의 경화가 심화되면 들뜸현상으로 PCB와 히트싱크 사이에 공기층이 형성되고 상기 공기층에 의해 PCB와 히트싱크간의 열전도율이 급격히 저하되어 히트싱크에 의한 방열효과가 대폭 감소되는 문제점이 있었다.Further, when the bonding agent is hardened, an air layer is formed between the PCB and the heat sink due to the floating phenomenon, and the thermal conductivity between the PCB and the heat sink is rapidly lowered by the air layer, thereby drastically reducing the heat radiation effect by the heat sink .

공개특허공보 제10-2011-0085718호(2011.07.27), 투광조명 장치Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0085718 (July 27, 2011), a floodlighting apparatus

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 경년변화와 무관하게 견고한 밀착력이 유지된 상태로 반영구적 사용이 가능하고, PCB와 금속재질의 열방출수단을 전기적으로 이격시켜 감전 및 누전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device which can maintain semi-permanent use in a state in which a firm adhesion force is maintained irrespective of aging, And an LED lighting device provided with a heat-dissipating plastic plate capable of preventing safety accidents such as electric shock and short-circuiting in advance.

본 발명의 특징에 따르면, 수평배치되는 PCB(111) 및, 상기 PCB(111)의 하부면에 실장되는 LED(112)로 이루어진 발광모듈(110); 상기 발광모듈(110)의 상부 위치에 배치되고 하부면에는 수평하게 평탄한 접촉면(121,131)이 형성되며 열전도성 금속재질로 이루어져 상기 접촉면(121,131)을 통해 전달된 열을 외부로 방출하는 열방출수단(120,130); 및 상기 발광모듈(110)과 열방출수단(120,130) 사이에 수평배치된 판형상으로 형성되어 상부면은 상기 열방출수단(120,130)의 접촉면(121,131)에 면접촉되고 하부면은 상기 PCB(111)의 상부면에 면접촉되도록 고정장착되며, 열전도성이면서 절연성 재질로 사출성형되거나 열전도성 재질과 절연성 재질이 혼합된 형태로 사출성형되어 상기 PCB(111)로부터 흡수한 열을 상기 접촉면(121,131)으로 전달하고 상기 발광모듈(110)과 열방출수단(120,130)을 전기적으로 이격시키는 절연용 방열플라스틱판(140);을 포함하는 LED 조명장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a light emitting module (110) comprises a PCB (111) horizontally disposed and an LED (112) mounted on a lower surface of the PCB (111); A heat discharging means (not shown) disposed at an upper position of the light emitting module 110 and having horizontal and flat contact surfaces 121 and 131 formed on a lower surface thereof and discharging the heat transmitted through the contact surfaces 121 and 131 to the outside 120,130); And the upper surface is in surface contact with the contact surfaces 121 and 131 of the heat releasing means 120 and 130 and the lower surface is in contact with the PCB 111 And the heat absorbed from the PCB 111 is injected into the contact surfaces 121 and 131 by injection molding in the form of injection molding of a thermally conductive but insulative material or mixing of a thermally conductive material and an insulating material, And a heat-dissipating plastic plate 140 for insulating the light-emitting module 110 and the heat-emitting units 120 and 130 from each other.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은, PLA(Poly Lactic Acid) 성분의 수지에 열전도성 및 절연성을 갖는 그라파이트캡슐(141)이 혼합되어 사출성형된 열전도성 절연플라스틱인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, the insulating heat dissipation plastic plate 140 is made of a thermally conductive insulating plastic material, which is injection molded by mixing graphite capsules 141 having thermal conductivity and insulating properties with a resin of PLA (Poly Lactic Acid) And the LED illumination device is characterized in that the LED illumination device is an LED illumination device.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 그라파이트캡슐(141)은, 그라파이트 입자로 이루어진 코어(142) 및, 상기 코어(142)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 멜라민외벽(143)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, the graphite capsule 141 includes a core 142 made of graphite particles and a melamine outer layer 142 formed to surround the core 142 to electrically isolate the graphite particles from the outside. (LED) lighting device according to the present invention.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 LED 조명장치는, 공장등, 수중등, 터널등, 가로등, 보안등, 투광등, 방폭등, 면조명등, 벌브 중 어느 하나의 조명수단인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided the LED lighting device according to any one of the above items, wherein the LED lighting device is any one of a lighting device such as a factory, an underwater lamp, a tunnel, a street lamp, security lamp, floodlight, explosion lamp, An LED lighting device is provided.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은, 2.0mm 내지 5.0mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an LED lighting apparatus characterized in that the insulation thermal plastic plate (140) has a thickness of 2.0 mm to 5.0 mm.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)의 상부면과 하부면에는 실리콘 성분이 함유된 서멀구리스(150)가 도포된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an LED lighting device, wherein a thermal grease 150 containing a silicon component is applied to upper and lower surfaces of the insulation thermal plastic plate 140.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 열방출수단(120,130)은, 수평배치되어 하부면에 상기 접촉면(121)이 형성된 방열판(122) 및 상기 방열판(122)의 상부에 배치된 복수의 방열핀(123)으로 이루어진 히트싱크(120)이거나, 하향 개구된 공간부가 형성된 금속프레임 구조물 형태로 이루어져 천장에 매립설치되며 상기 공간부의 하부면에는 상기 접촉면(131)이 형성된 바디프레임(130)인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, the heat dissipating means 120 and 130 include a heat sink 122 having a contact surface 121 formed on a lower surface thereof and a plurality of heat radiating fins 123 or a body frame 130 formed in a metal frame structure having a downwardly opened space formed therein and embedded in a ceiling and the contact surface 131 formed on a lower surface of the space portion. A LED lighting device is provided.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면,As described above, according to the present invention,

첫째, 절연용 방열플라스틱판(140)의 경우 수지가 경화된 플라스틱 부재로 이루어지며 체결나사 등의 고정수단(117,147)을 이용하여 히트싱크(120)나 바디프레임(130) 등의 열방출수단과 발광모듈(110)의 PCB(111) 사이에 고정장착됨으로써, 경년변화와 무관하게 견고한 밀착력이 유지된 상태로 반영구적 사용이 가능한 효과를 제공한다.First, in the case of the heat-insulating plastic plate 140 for insulation, the resin is made of a hardened plastic member, and heat dissipating means such as the heat sink 120 and the body frame 130 or the like using fixing means 117, Emitting module 110 and the PCB 111 of the light emitting module 110, thereby providing a semi-permanent use in a state in which a firm adherence is maintained regardless of aging.

둘째, 종래의 방열테이프가 본딩제에 의한 조준 부착방식으로 PCB나 히트싱크에 장착되는데 반하여, 상기와 같이 고정수단(117,147)에 의해 절연용 방열플라스틱판(140)이 압착 조립방식으로 장착됨으로써 작업성을 향상시키고 제조시간을 대폭 절감시킬 수 있으며 제조상의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.Secondly, the conventional heat dissipation tape is mounted on the PCB or the heat sink by the bonding method using the bonding agent, while the insulation heat dissipation plastic plate 140 is mounted by the fixing means 117 and 147 in the compression bonding manner, It is possible to improve the properties and drastically reduce the manufacturing time and to significantly reduce the defective ratio in the manufacturing process.

셋째, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 체결나사 등의 고정수단(147)에 의해 상부면이 열방출수단(120,130)의 접촉면(121,131)에 밀착되도록 장착되고, 상기 PCB(111)는 체결나사 등의 고정수단(117)에 의해 상부면이 절연용 방열플라스틱판(140)의 하부면에 밀착되도록 장착되는 구조로 이루어짐으로써, 종래의 방열테이프와 비교하여 보면 PCB(111)에 고열이 발생되더라도 본딩제의 경화로 인해 PCB(111)와 열방출수단(120,130) 사이에 공기층이 형성되거나 이에 따른 열전도율이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.The upper surface of the insulating thermal plastic plate 140 is fixed to the contact surfaces 121 and 131 of the heat releasing means 120 and 130 by fixing means 147 such as a fastening screw. The upper surface of the PCB 111 is closely attached to the lower surface of the insulating thermally-conductive plastic plate 140 by screws or other fixing means 117. As compared with the conventional heat-radiating tape, It is possible to prevent the formation of an air layer between the PCB 111 and the heat dissipating means 120 and 130 due to the hardening of the bonding agent and the thermal conductivity to be lowered accordingly.

넷째, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 열전도성이면서 절연성 재질로 성형되거나 열전도성 재질과 절연성 재질이 혼합되게 성형됨으로써, PCB(111)의 발열을 열방출수단(120,130)으로 전달하는 기능은 물론 두 부재를 전기적으로 이격시켜 감전 및 누전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 기능을 동시에 구현할 수 있다.Fourthly, the insulation thermal plastic plate 140 is formed of a thermally conductive, insulating material or a mixture of a thermally conductive material and an insulating material, thereby transferring the heat generated by the PCB 111 to the heat dissipation means 120 and 130 Of course, the two members can be electrically separated from each other to simultaneously realize a function of preventing a safety accident such as an electric shock and a short circuit.

특히, 220V의 상용전원이 PCB에 직접 인가되는 조명장치의 경우 PCB로부터 누설전류가 발생되면 PCB에 밀착배치되면서 외부로 노출된 금속재질의 히트싱크로 전달되어 사용자 접촉시 감전되어 부상이나 큰 충격을 받을 수 있으나, 상기와 같은 절연용 방열플라스틱판(140)을 이용하여 PCB에서 누설전류가 발생되더라도 히트싱크로의 전기전도가 차단되므로 감전으로부터 사용자를 보호할 수 있다.In particular, when a 220V commercial power source is directly applied to a PCB, leakage current from the PCB is closely attached to the PCB and is transmitted to a heat sink of a metal material exposed to the outside. However, even if a leakage current is generated in the PCB using the insulation thermal plastic plate 140, the electrical conduction to the heat sink is cut off, thereby protecting the user from electric shock.

다섯째, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(142)와 멜라민외벽(143)으로 형성된 그라파이트캡슐(141)이 혼합된 PLA(Poly Lactic Acid) 성분의 수지로 성형됨으로써, 사출성형시 그라파이트 입자인 코어(142)가 멜라민외벽(143)에 커버되어 용융되지 않고 캡슐화된 상태를 유지할 수 있음은 물론, 그라파이트 입자가 갖는 열전도 특성을 이용할 수 있으면서도 멜라민외벽(143)에 의해 그라파이트가 갖는 전기전도성이 절연되므로 열전도성과 절연성을 동시에 구현할 수 있다.Fifthly, the insulating heat dissipating plastic plate 140 is formed of resin of PLA (Poly Lactic Acid) mixed with a core 142 made of graphite particles and a graphite capsule 141 made of melamine outer wall 143, The core 142, which is graphite particles, is covered by the melamine outer wall 143 so that it can be maintained in an encapsulated state without being melted. In addition, the melamine outer wall 143 can utilize the thermal conductivity characteristics of the graphite particles, Since the electrical conductivity is insulated, thermal conductivity and insulation can be realized at the same time.

여섯째, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 2.0mm 내지 5.0mm의 두께를 갖도록 사출성형됨으로써, KS규격에서 제한하고 있는 2.0mm 이상의 절연유격거리 항목에 부합될 수 있으며 우수한 열전도성을 유지할 수 있다.Sixth, since the insulation thermal plastic plate 140 is injection-molded so as to have a thickness of 2.0 mm to 5.0 mm, it can meet the insulation clearance distance item of 2.0 mm or more, which is limited by the KS standard, and can maintain excellent thermal conductivity .

일곱째, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)의 상부면과 하부면에는 실리콘 성분이 함유된 서멀구리스(150)가 도포되어, 상기 PCB(111), 열방출수단(120,130) 및 절연용 방열플라스틱판(140)의 제조공정시 의도하지 않게 표면에 요홈이나 굴곡이 발생하더라도 상기 서멀구리스(150)가 요홈이나 굴곡을 메꾸어 PCB(111)와 열방출수단(120,130)간의 열전도율을 대폭 증대시킬 수 있다.Seventhly, a thermal grease 150 containing a silicone component is applied to the upper and lower surfaces of the insulation thermal plastic plate 140, and the PCB 111, the heat release means 120 and 130, The thermal grease 150 can fill the groove or the curvature even if a recess or a curvature occurs on the surface unintentionally during the manufacturing process of the heat dissipating unit 140 and the thermal conductivity between the PCB 111 and the heat dissipating unit 120 or 130 can be greatly increased.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치의 구성을 나타낸 분리사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치의 다양한 구조를 나타낸 측면도 및 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연용 방열플라스틱판의 상부면과 하부면에 서멀구리스가 도포된 상태를 나타낸 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로캡슐의 구성을 나타낸 측단면도,
도 6 내지 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치의 다양한 형태를 나타낸 평면도, 정면도, 저면도 및 측면도이다.1 is an exploded perspective view showing a configuration of an LED lighting apparatus having a heat-radiating plastic plate for insulation according to a preferred embodiment of the present invention;
FIGS. 2 and 3 are a side view and a plan view showing various structures of an LED lighting device having an insulation thermal plastic plate according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is a side cross-sectional view showing a state in which thermal grease is applied to upper and lower surfaces of a heat-radiating plastic plate according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a side sectional view showing the structure of a microcapsule according to a preferred embodiment of the present invention,
FIGS. 6 to 15 are a plan view, a front view, a bottom view, and a side view, respectively, illustrating various aspects of an LED lighting apparatus provided with an insulation thermal plastic plate according to a preferred embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치(100)는, 경년변화와 무관하게 견고한 밀착력이 유지된 상태로 반영구적 사용이 가능하고, PCB(111)와 열방출수단(120,130)을 전기적으로 이격시켜 감전 및 누전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 절연용 방열플라스틱판(140)이 구비된 LED 조명장치로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 발광모듈(110), 열방출수단(120,130) 및 절연용 방열플라스틱판(140)을 포함하여 구비된다.The LED lighting apparatus 100 including the insulating thermal plastic plate according to the preferred embodiment of the present invention can be used semi-permanently in a state in which a firm adhering force is maintained regardless of aging, and the PCB 111 and the heat releasing means The LED lighting apparatus includes an insulation thermal plastic plate 140 for electrically isolating the LEDs 120 and 130 from each other to prevent a safety accident such as an electric shock or a short circuit. As shown in FIGS. 1 to 3, 110, heat dissipating means 120, 130, and a heat-radiating plastic plate 140 for insulation.

먼저, 상기 발광모듈(110)은, 인가되는 구동전원에 따라 발광구동하며 조명광을 제공하는 광원수단으로서, 수평배치되며 일측에는 발광구동을 위한 회로라인이 형성된 PCB(111) 및, 상기 회로라인에 전기적으로 연결되게 PCB(111)의 하부면에 실장되는 LED(112)로 이루어진다. 여기서, 상기 PCB(111)에는 미도시된 전원케이블이 연결되어 구동전원을 인가받으며 상기 회로라인을 통해 LED(112)로 전달한다.First, the light emitting module 110 is a light source unit that emits light according to an applied driving power and provides illumination light. The light source unit includes a PCB 111 having a circuit line formed horizontally and having light emitting driving circuits formed on one side thereof, And an LED 112 mounted on the lower surface of the PCB 111 so as to be electrically connected. Here, a power cable (not shown) is connected to the PCB 111 to receive driving power, and the LED 112 is transmitted through the circuit line.

상기 열방출수단(120,130)은, 절연용 방열플라스틱판(140)을 통해 전달된 열을 외부로 방출하여 냉각시키는 냉각수단으로서, 상기 발광모듈(110)의 상부 위치에 배치되고 하부면에는 수평하게 평탄한 접촉면(121,131)이 형성되며 열전도성 금속재질로 이루어져 상기 접촉면(121,131)을 통해 전달된 열을 외부로 방출한다.The heat dissipating means 120 and 130 are cooling means for dissipating the heat transmitted through the insulating heat dissipating plastic plate 140 to the outside to cool the heat dissipating means 120 and 130. The heat dissipating means 120 and 130 are disposed at an upper position of the light emitting module 110, The flat contact surfaces 121 and 131 are formed and are made of a thermally conductive metal material to discharge the heat transmitted through the contact surfaces 121 and 131 to the outside.

여기서, 상기 열방출수단(120,130)은 LED 조명장치(100)가 도 1에 도시된 바와 같이 다운라이트등 구조를 갖는 경우 수평배치되어 하부면에 접촉면(121)이 형성된 방열판(122) 및, 상기 방열판(122)의 상부에 배치된 복수의 방열핀(123)으로 이루어진 히트싱크(120)일 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 LED 조명장치(100)가 천장이나 벽체 등에 매립설치되는 투광등이나 평판매립등 구조를 갖는 경우 하향 개구된 공간부가 형성된 금속프레임 구조물 형태로 이루어져 천장에 매립설치되며 상기 공간부의 하부면에는 상기 접촉면(131)이 형성된 바디프레임(130)일 수 있다.1, the heat dissipating means 120 and 130 may include a heat sink 122 horizontally disposed on the lower surface of the LED lighting device 100 and having a contact surface 121 formed on the lower surface thereof, The heat sink 120 may be a heat sink 120 formed of a plurality of heat radiation fins 123 disposed on the upper surface of the heat sink 122. The LED lighting device 100 may be embedded in a ceiling or a wall as shown in FIGS. A body frame 130 having a shape of a metal frame having a downwardly opened space formed therein and having a contact surface 131 formed on the lower surface of the space,

즉, 상기 열방출수단(120,130)은 알루미늄, 구리나 스틸 재질과 같이 열전도성 금속부재로 이루어지며 상기 절연용 방열플라스틱판(140)과 밀착배치되어 흡수된 열을 외부와 열교환하여 냉각시키는 수단인 것이다.That is, the heat dissipating means 120 and 130 are made of a thermally conductive metal member such as aluminum, copper or steel, and are disposed in close contact with the insulating heat-dissipating plastic plate 140 to cool the absorbed heat by exchanging heat with the outside will be.

상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 LED(112)의 발광구동에 따라 발광모듈(110)의 PCB(111)에서 발열된 열을 흡수하여 열방출수단(120,130)으로 전달하기 위한 부재로서, 상기 발광모듈(110)과 열방출수단(120,130) 사이에 수평배치된 판형상으로 형성되어 상부면은 상기 열방출수단(120,130)의 접촉면(121,131)에 면접촉되고 하부면은 상기 PCB(111)의 상부면에 면접촉되도록 고정장착되며, 열전도성이면서 절연성 재질로 사출성형되거나 열전도성 재질과 절연성 재질이 혼합되게 사출성형되어 상기 PCB(111)로부터 흡수한 열을 상기 접촉면(121,131)으로 전달하고 상기 발광모듈(110)과 열방출수단(120,130)을 전기적으로 이격시킨다.The insulating thermal plastic plate 140 is a member for absorbing heat generated from the PCB 111 of the light emitting module 110 according to the light emission driving of the LED 112 and transmitting the heat to the heat emitting means 120 and 130, The upper surface is in surface contact with the contact surfaces 121 and 131 of the heat dissipating means 120 and 130 and the lower surface is in contact with the surface of the PCB 111 And the heat absorbed from the PCB (111) is transferred to the contact surfaces (121, 131) by injection molding with injection molding of a thermally conductive but insulative material or mixing of a thermally conductive material and an insulating material, So that the light emitting module 110 and the heat releasing means 120 and 130 are electrically separated from each other.

이와 같이, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 수지가 경화된 플라스틱 부재로 이루어져 체결나사 등의 고정수단(117,147)을 이용하여 히트싱크(120)나 바디프레임(130) 등의 열방출수단과 발광모듈(110)의 PCB(111) 사이에 고정장착됨으로써, 경년변화와 무관하게 견고한 밀착력이 유지된 상태로 반영구적 사용이 가능한 효과를 제공할 수 있다.The heat dissipation plastic plate 140 for insulation is made of a resin material that is hardened by the resin and is fixed to the heat dissipation means such as the heat sink 120 and the body frame 130 using fixing means 117, The LED module 110 can be fixedly mounted between the PCBs 111 of the light emitting module 110, thereby providing a semi-permanent use in a state in which a firm adherence is maintained regardless of aging.

또한, 상기와 같이 열전도성이면서 절연성 재질로 성형되거나 열전도성 재질과 절연성 재질이 혼합되게 성형됨으로써, PCB(111)의 발열을 열방출수단(120,130)으로 전달하는 기능은 물론, 두 부재를 전기적으로 이격시켜 감전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 기능을 동시에 구현할 수 있다.Further, since the heat-conductive and insulating material is mixed with the thermally conductive material and the insulating material as described above, the heat generated by the PCB 111 is transferred to the heat dissipating means 120 and 130, It is possible to simultaneously realize a function of preventing a safety accident such as an electric shock from occurring.

특히, 220V의 상용전원이 PCB에 직접 인가되는 조명장치의 경우 PCB로부터 누설전류가 발생되면 PCB에 밀착배치되면서 외부로 노출된 금속재질의 히트싱크로 전달되어 사용자 접촉시 감전되어 부상이나 큰 충격을 받을 수 있으나, 상기와 같은 절연용 방열플라스틱판(140)을 이용하여 PCB에서 누설전류가 발생되더라도 히트싱크로의 전기전도가 차단되므로 감전으로부터 사용자를 보호할 수 있다.In particular, when a 220V commercial power source is directly applied to a PCB, leakage current from the PCB is closely attached to the PCB and is transmitted to a heat sink of a metal material exposed to the outside. However, even if a leakage current is generated in the PCB using the insulation thermal plastic plate 140, the electrical conduction to the heat sink is cut off, thereby protecting the user from electric shock.

더불어, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 접촉면(121)과 절연용 방열플라스틱판(140)에 연통된 체결공(126,146)에 회전결합되는 체결나사 등의 고정수단(147)에 의해 상부면이 열방출수단(120)의 접촉면(121)에 밀착되게 가압되면서 고정되고, 상기 PCB(111)는 절연용 방열플라스틱판(140)과 PCB(111)에 연통된 체결공(148,116)에 회전결합되는 체결나사 등의 고정수단(117)에 의해 상부면이 절연용 방열플라스틱판(140)의 하부면에 밀착되게 가압되면서 고정되는 장착구조로 이루어지는 것이 바람직하다.1, the insulating heat-radiating plastic plate 140 is fastened to a fastening hole 126 or 146, which is in communication with the contact surface 121 and the heat-insulating plastic plate 140, The upper surface of the PCB 111 is fixed by being pressed against the contact surface 121 of the heat releasing means 120 by the insulating plate 147 and the PCB 111 is fastened to the insulating thermoplastic plastic plate 140 and the PCB 111 It is preferable that the mounting structure is configured such that the upper surface thereof is pressed and fixed to the lower surface of the insulating thermal plastic plate 140 by means of fixing means 117 such as a fastening screw which is rotatably coupled to the holes 148 and 116.

이에 따라, 종래의 방열테이프와 비교하여 고열에 따른 경화로 인해 PCB(111)와 열방출수단(120,130) 사이에 공기층이 형성되거나 밀착력이 저하되어 열전도율이 감소되는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, compared with the conventional heat radiation tape, an air layer is formed between the PCB 111 and the heat releasing means 120 or 130 due to hardening due to high heat, or a decrease in thermal conductivity due to a decrease in adhesion.

더욱이, 종래의 방열테이프가 본딩제에 의한 조준부착 방식으로 PCB나 히트싱크에 접착되는데 반하여, 상기와 같이 고정수단(117,147)에 의해 압착 조립방식으로 장착됨으로써 작업성을 향상시키고 제조시간을 대폭 절감시킬 수 있으며 제조상의 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다.In addition, while the conventional heat radiation tape is bonded to the PCB or the heat sink by the bonding method using the bonding agent, the heat radiation tape is mounted by the fixing means 117 and 147 in the compression assembly manner as described above, And the manufacturing defect rate can be remarkably reduced.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 절연용 방열플라스틱판(140)의 상부면과 하부면에는 실리콘 성분이 함유된 서멀구리스(150)가 도포되는 것이 바람직하다. 이러한 서멀구리스(150)를 통해 상기 PCB(111), 열방출수단(120,130) 및 절연용 방열플라스틱판(140)의 제조공정시 의도하지 않게 표면에 요홈이나 굴곡이 발생하더라도, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)의 상부면과 하부면에는 서멀구리스(150)가 도포됨으로써 상기 요홈이나 굴곡을 메꾸어 열전도율을 대폭 증대시킬 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, a thermal grease 150 containing a silicon component is preferably applied to the upper and lower surfaces of the insulation thermal plastic plate 140. Even if recesses or bends are unintentionally generated on the surfaces of the PCB 111, the heat releasing means 120 and 130 and the heat-insulating plastic plate 140 through the thermal grease 150, The thermal grease 150 is applied to the upper and lower surfaces of the plate 140 to fill the groove or the curvature, thereby greatly increasing the thermal conductivity.

더불어, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 2.0mm 내지 5.0mm의 두께를 갖도록 사출성형됨으로써, KS규격에서 제한하고 있는 2.0mm 이상의 절연유격거리 항목에 부합될 수 있으며 우수한 열전도성을 유지할 수 있다.In addition, since the insulation thermal plastic plate 140 is injection-molded to have a thickness of 2.0 mm to 5.0 mm, it can meet the insulation clearance distance item of 2.0 mm or more, which is limited by the KS standard, and maintains excellent thermal conductivity .

한편, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 열전도성과 절연성을 동시에 갖는 형태로 사출성형되기 위해, 그라파이트캡슐(141)이 혼합된 수지로 복합플라스틱으로 성형되되, 상기 그라파이트캡슐(141)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(142) 및, 상기 코어(142)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 멜라민외벽(143)을 포함하여 이루어진다.The graphite capsules 141 are formed of a resin mixed with graphite capsules 141 so that the graphite capsules 141 can be injection-molded in a form having both thermal conductivity and insulation, And a melamine outer wall 143 formed to surround the core 142 and electrically separating the graphite particles from the outside.

여기서, 일반적으로 효과적인 캡슐레이션(Capsulation)을 위해서는 코어가 분산액 내에서 균일하게 분산되어야 하나, 상기 그라파이트는 미립자 상태로 분산성이 낮기 때문에 그라파이트의 분산성을 향상시킬 필요가 있다.Generally, for effective encapsulation, the core should be uniformly dispersed in the dispersion. However, since the graphite has a low dispersibility in a fine particulate state, it is necessary to improve the dispersibility of the graphite.

이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 그라파이트캡슐(141)은 코어(142)의 외부에 내벽부(144)가 감싸고 이 내벽부(144)의 외부를 멜라민외벽(143)이 감싸는 구조를 갖는다.5, the graphite capsule 141 has a structure in which an inner wall 144 is wrapped around the core 142 and a melamine outer wall 143 surrounds the outer wall 144. As shown in FIG.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 그라파이트를 음이온형 수지로 1차 캡슐화하여 그라파이트 표면에 내벽부(144)를 형성한다. 상기 음이온형 수지는 산기 또는 그 염을 갖는 수지로서 대표적인 산기에는 카르복실기, 산 무술물기, 인산기, 술폰산기 등이 포함된다. 이와 같이 그라파이트가 음이온형 수지로 1차 캡슐화되면 음이온형 수지의 이온 반발성으로 인해 그라파이트의 분산성이 향상되어 2캡 캡슐화과정에서 1차 캡슐이 멜라민수지에 의해 균일하게 캡슐화된다.More specifically, the graphite is first encapsulated with an anionic resin to form an inner wall 144 on the graphite surface. The anionic type resin is a resin having an acid group or a salt thereof, and typical examples of the acid group include a carboxyl group, an acid labile group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group. When the graphite is first encapsulated with the anion type resin, the dispersibility of the graphite is improved due to the ion repellency of the anion type resin, so that the primary capsule is uniformly encapsulated by the melamine resin during the 2-cap encapsulation process.

이어서, 음이온형 수지가 경화된 1차 캡슐의 분산액에 수용성 멜라민수지 고형분을 첨가하고 이를 교반함으로써 1차캡슐의 표면에 멜라민 수지에 의한 멜라민외벽(143)이 형성된다.Subsequently, a water-soluble melamine resin solid content is added to the dispersion of the primary capsule in which the anion-type resin is cured and stirred to form a melamine outer wall 143 of the melamine resin on the surface of the primary capsule.

여기서, 상기 멜라민외벽(143)이 완성된 캡슐 고형분은 멜라민수지를 15중량% 내지 20중량%로 코팅하되, 15중량% 이하일 경우 그라파이트 입자의 절연처리가 제대로 되지 않아 통전의 우려가 있으며, 멜라민 수지가 20중량%를 초과하도록 코팅되면 그라파이트 입자의 열전도율이 저하될 수 있다.When the content of the melamine outer wall 143 is less than 15% by weight, the insolubilization of the graphite particles may be insufficient and the melamine resin may be melted. When the content of the melamine resin is less than 15% by weight, Is more than 20% by weight, the thermal conductivity of the graphite particles may be lowered.

이와 같이, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 그라파이트 코어(142)의 표면에 멜라민외벽(143)이 순차 형성된 그라파이트캡슐(141)이 혼합된 수지로 성형됨으로써, 그라파이트 코어(142)가 멜라민외벽(143)에 커버되어 사출성형시 용융되지 않고 캡슐화된 상태를 유지할 수 있음은 물론, 상기 그라파이트 코어(142)가 갖는 열전도 특성을 이용할 수 있으면서도 멜라민외벽(143)에 의해 그라파이트가 갖는 열전도성이 절연되므로 열전도성과 절연성을 동시에 구현할 수 있다.The graphite core 142 is formed of a resin mixed with a graphite capsule 141 in which a melamine outer wall 143 is sequentially formed on the surface of the graphite core 142 so that the graphite core 142 is melamine- It is possible to use the thermal conductivity characteristic of the graphite core 142 and to make the thermal conductivity of the graphite by the melamine outer wall 143 be insulated by the outer wall 143. [ So that thermal conductivity and insulation can be realized at the same time.

한편, 상기 그라파이트캡슐(141)이 혼합되는 수지는 고온에 의해 결정화가 우수하고 환경친화적인 PLA(Poly Lactic Acid) 성분의 수지를 이용하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the resin in which the graphite capsules 141 are mixed is made of PLA (Poly Lactic Acid) resin which is excellent in crystallization and environment-friendly by high temperature.

상기와 같은 방식으로 PLA 49중량%, 그라파이트 절연캡슐 필러(filler) 35중량%, 무기광물계 산화알루미늄 16중량%를 컴파운딩하여 압출펠렛후 성형했을 때, 측정된 수평방향의 열전도율은 4.7W/mK(KSL 1604), 비중은 1.8 ASTM D 79, 충격강도 16J/m(izod ASTM D 256)이였으며, 절연특성은 5,000V, 10mA, 60초 인가시 통전되지 않는 우수한 절연특성을 보였다.In the same manner as above, when the extruded pellet was molded after compounding 49 wt% of PLA, 35 wt% of graphite insulated capsule filler and 16 wt% of inorganic mineral based aluminum oxide, the measured thermal conductivity in the horizontal direction was 4.7 W / mK (KSL 1604), a specific gravity of 1.8 ASTM D 79, and an impact strength of 16 J / m (izod ASTM D 256). The insulation characteristics showed excellent insulation characteristics when applied at 5,000 V, 10 mA, and 60 seconds.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명장치(100)는 사용목적에 따라 투광조명등, 수중조명등, 전조등, 가로등, 유도등, 방폭등기구, 실내조명등, 다운라이트 또는 경관조명기구 중 어느 하나의 조명수단으로 사용될 수 있다.Meanwhile, the LED lighting apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention may be used for lighting of any one of a floodlighting lamp, an underwater lighting lamp, a headlight, a streetlight, an induction lamp, an explosion- Lt; / RTI >

또한, 도 6 내지 도 15에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연용 방열플라스틱판이 구비된 LED 조명장치의 다양한 형태들이 도시되어 있다. 도면을 참고하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명장치(100)는 거실등, 안방등, 침실등, 주방등/욕실등, 식탁등/팬던트, 직부등, 지하주차장등, 터널등, 방폭등과 같이 사용용도나 목적에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.6 to 15 show various forms of the LED lighting device having the heat-insulating plastic plate according to the preferred embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the LED lighting apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention can be applied to a living room, an inner room, a bedroom, a kitchen / bathroom, a table / pendant, And the like, depending on the use purpose and purpose.

즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명장치(100)는 PCB(111)와 히트싱크(120)나 바디프레임(130) 등의 열방출수단이 상하로 면접촉될 수 있는 구조라면 상기 절연용 방열플라스틱판(140)을 그 사이에 장착하여 그 형태에 관계없이 상기 절연용 방열플라스틱판(140)에 의한 절연 및 냉각효과를 구현할 수 있다.That is, in the LED lighting apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention, if the heat emitting means such as the PCB 111, the heat sink 120, and the body frame 130 are vertically contacted, The insulation and cooling effect of the insulation thermal plastic plate 140 can be realized irrespective of the shape of the heat insulation plastic plate 140 mounted therebetween.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be clear to those who have knowledge.

100...LED 조명장치 110...발광모듈
111...PCB 112...LED
120...히트싱크 121,131...접촉면
130...바디프레임 140...절연용 방열플라스틱판
141...마이크로캡슐 142...코어
143...멜라민외벽 144...내벽부
150...서멀구리스100 ... LED lighting device 110 ... light emitting module
111 ... PCB 112 ... LED
120 ... Heat sink 121,131 ... Contact surface
130 ... body frame 140 ... heat-insulating plastic plate for insulation
141 ... microcapsules 142 ... core
143 ... melamine outer wall 144 ... inner wall portion
150 ... Thermal grease

Claims (4)

수평배치되는 PCB(111) 및, 상기 PCB(111)의 하부면에 실장되는 LED(112)로 이루어진 발광모듈(110);
상기 발광모듈(110)의 상부 위치에 배치되고 하부면에는 수평하게 평탄한 접촉면(121,131)이 형성되며 열전도성 금속재질로 이루어져 상기 접촉면(121,131)을 통해 전달된 열을 외부로 방출하는 열방출수단(120,130); 및
상기 발광모듈(110)과 열방출수단(120,130) 사이에 수평배치되고 상하면이 수평하게 평탄한 판형상으로 형성되어 상부면은 상기 열방출수단(120,130)의 접촉면(121,131)에 면접촉되고 하부면은 상기 PCB(111)의 상부면에 면접촉되도록 고정장착되며, PLA(Poly Lactic Acid) 성분의 수지에 열전도성 및 절연성을 갖는 그라파이트캡슐(141)이 혼합되게 사출성형되어 상기 PCB(111)로부터 흡수한 열을 상기 접촉면(121,131)으로 전달하고 상기 발광모듈(110)과 열방출수단(120,130)을 전기적으로 이격시키며, 2.0mm 내지 5.0mm의 상하 두께를 갖는 절연용 방열플라스틱판(140);을 포함하되,
상기 그라파이트캡슐(141)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어(142) 및, 상기 코어(142)를 감싸는 형태로 멜라민수지를 코팅하여 이루어져서 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 멜라민외벽(143)을 포함하여 이루어지고,
상기 멜라민외벽(143)은 완성된 그라파이트캡슐(141) 고형분의 15중량% 내지 20중량%를 차지하며,
상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 PLA 49중량%, 그라파이트캡슐 필러(filler) 35중량% 및 무기광물계 산화알루미늄 16중량%를 컴파운딩한 재료로 사출성형되고,
상기 절연용 방열플라스틱판(140)과 열방출수단(120,130)의 접촉면(121,131)에는 연통된 체결공(146,126)이 각각 형성되고, 상기 절연용 방열플라스틱판(140)은 각 체결공(146,126)에 회전결합되는 체결나사(147)에 의해 상부면이 열방출수단(120,130)의 접촉면(121,131)에 밀착되게 가압되면서 고정되며,
상기 PCB(111)와 절연용 방열플라스틱판(140)에는 연통된 체결공(116,148)이 각각 형성되고, 상기 PCB(111)는 각 체결공(116,148)에 회전결합되는 체결나사(117)에 의해 상부면이 절연용 방열플라스틱판(140)의 하부면에 밀착되게 가압되면서 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
A light emitting module (110) comprising a PCB (111) arranged horizontally and an LED (112) mounted on a lower surface of the PCB (111);
A heat discharging means (not shown) disposed at an upper position of the light emitting module 110 and having horizontal and flat contact surfaces 121 and 131 formed on a lower surface thereof and discharging the heat transmitted through the contact surfaces 121 and 131 to the outside 120,130); And
The upper and lower surfaces of the light emitting module 110 are horizontally disposed between the light emitting module 110 and the heat releasing means 120 and 130 and the upper surface thereof is in surface contact with the contact surfaces 121 and 131 of the heat emitting means 120 and 130, The PCB 111 is fixedly mounted on the upper surface of the PCB 111 and injection molded into a resin of polylactic acid (PLA) component to mix thermally conductive and insulating graphite capsules 141, An insulation thermal plastic plate 140 having a thickness in the range of 2.0 mm to 5.0 mm for transmitting a heat to the contact surfaces 121 and 131 and electrically isolating the light emitting module 110 from the heat dissipating means 120 and 130; Including,
The graphite capsule 141 includes a core 142 made of graphite particles and a melamine outer wall 143 formed by coating a melamine resin to surround the core 142 and electrically separating the graphite particles from the outside Lt; / RTI &
The melamine outer wall 143 accounts for 15% to 20% by weight of the solids of the finished graphite capsules 141,
The insulating heat-radiating plastic plate 140 is injection-molded from a material compounded with 49% by weight of PLA, 35% by weight of a graphite capsule filler and 16% by weight of inorganic mineral oxide aluminum oxide,
The insulation thermal plastic plate 140 and the heat dissipating means 120 and 130 are respectively connected to the contact surfaces 121 and 131 of the insulation thermal plastic plate 140. The insulation thermal plastic plate 140 is connected to the fixing holes 146 and 126, The upper surface is fixed while being pressed tightly against the contact surfaces 121 and 131 of the heat releasing means 120 and 130 by the fastening screws 147,
The PCB 111 and the insulating heat dissipating plastic plate 140 are formed with communication holes 116 and 148. The PCB 111 is fastened to the fastening holes 116 and 148 by fastening screws 117 And the upper surface is fixed while being pressed tightly against the lower surface of the insulating heat-dissipating plastic plate (140).
제 1항에 있어서,
상기 열방출수단(120,130)은,
수평배치되어 하부면에 상기 접촉면(121)이 형성된 방열판(122) 및 상기 방열판(122)의 상부에 배치된 복수의 방열핀(123)으로 이루어진 히트싱크(120)이거나,
하향 개구된 공간부가 형성된 금속프레임 구조물 형태로 이루어져 천장에 매립설치되며 상기 공간부의 하부면에는 상기 접촉면(131)이 형성된 바디프레임(130)인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
The method according to claim 1,
The heat discharging means (120, 130)
A heat sink 120 formed horizontally and having a contact surface 121 formed on a lower surface thereof and a plurality of heat radiating fins 123 disposed on the heat radiating plate 122,
Wherein the body frame (130) is formed in the shape of a metal frame having a downwardly opened space formed therein and is embedded in a ceiling and the contact surface (131) is formed on a lower surface of the space.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 LED 조명장치는,
투광조명등, 수중조명등, 전조등, 가로등, 유도등, 방폭등기구, 실내조명등, 다운라이트 또는 경관조명기구 중 어느 하나의 조명수단인 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.The method according to claim 1,
The LED lighting device includes:
Wherein the LED lighting device is any one of lighting means such as a floodlight, an underwater light, a headlight, a streetlight, an induction lamp, an explosion-proof luminaire, an indoor lighting lamp, a downlight or a landscape lighting fixture.
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WO2011010535A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 帝人株式会社 Led illuminator
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