기술기고

LED 조명에 적합한 열전도성 플라스틱

 

고유의 EMI/RFI 차폐 효과를 가지고 있으며, 부식 또한 일어나지 않는 CoolPoly®- (Cool Polymers.Inc의 열전도성 플라스틱 상표명)는 낮은 선 팽창계수와 우수한 열전도성을 가지고 있어 타 기구물과의 조립, 장착 시 추가적인 interface material(열 전달 패드, 실리콘 페이스트 등)의 필요 없이, LED로부터 발생하는 열을 분산, 전달하는데 있어 매우 효과적인 수지이다. PCB 공정에서 적용하려는 경우에는, 사출성형을 통하여, 3D 형태로 제품을 성형하여, 기존의 LED용 세라믹 기판과 메탈 PCB와 거의 동등한 수준의 열 전달효과를 기대할 수가 있다. 또한 사출성형을 이용함으로써 금속제품으로는 구현이 어려운 복잡한 형태의, 표면적을 최적화한 heat sink 또는 enclosure로도 사용 될 수 있다.

 

열전도성 플라스틱 기술을 이용한 LED 조명의 연장 및 발전의 가능.
열전도성 플라스틱 만을 개발해 온 미국의 Cool Polymers 사에서, 점차적으로 수요가 증가하고 있는 LED의 가장 큰 문제인 열관리에 대한 해결을 위해, CoolPoly®의 신규 그레이드를 소개하고 있다. 일반적인 플라스틱이 열을 차단하며 절연체로의 역할을 하는 반면, 이 새로운 열전도성 플라스틱은 LED에서 발생하는 열은 방사함으로써, LED 조명 개발자들이 플라스틱을 사용한 heat sink, 하우징의 개발을 가능하게 하고 있다. 또한 이러한 방식으로 적용될 경우, 현재의 금속재질을 사용하는 방식보다 40~50%의 중량감소가 이루어지며, 더욱 효과적인 열 방출을 위한 복잡한 디자인의 구현이 가능해져, 궁극적으로 LED의 수명 및 효율의 상승이라는 결과를 얻을 수 있다.

백열전구를 대체함으로써 60~90% 정도의 전기소모량의 감소효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 잘 알려져 있다시피, LED는 백열전구보다 그 효율이 10배 이상 우수하다. 장기적으로는 그 10배 이상의 이 수명이 다한 경우에도 램프의 폐기를 위해 특정한 처리 방법을 거치지 않아도 되며, 환경오염의 원인이 되지 않는다.

LED는 이론적으로 예상되는 15년 이상의 획기적인 사용수명을 가지고 있으나, 다른 형태의 조명에서처럼, 열관리가 잘 이루어 지지 않을 경우, 사용수명의 단축이라는 큰 문제점을 안고 있다. 이러한 문제들을 Cool Polymers 사의 열전도성 플라스틱 CoolPoly®를 사용함으로써, Die, board 그리고 enclosure, 어떠한 부분에 적용하더라도, LED에서 방출되는 열을 효과적으로 관리하여, 제품의 온도를 낮추고, 조도의 향상, 수명의 연장에 기여할 수 있다.

 

그 이외의 CoolPoly® 사용의 이점
O 손쉬운 사출성형이 가능
O 낮은 열 저항을 통한 제품의 열손상 방지
O 복잡한 3차원 구조의 성형이 가능
O 낮은 비중을 통한 제품중량의 감소
O 효과적인 대류를 위한 표면적의 증가가 용이
O 열전도성 인슐레이팅 패드의 일체화 공정 가능
O 전기절연 및 낮은 선 팽창 계수를 통한 LED에 직접 마운팅 가능
O 고유의 EMI/RFI 차폐 효과
O 금속과 달리 부식이 없으며, RoHS 통과

 

CoolPoly® 열전도 비전기전도성 플라스틱은 낮은 선 팽창계수와 우수한 열 전달 기술을 통해 chip에 직접 인가될 경우에도, 별도의 interface material의 추가 사용 없이, LED로부터 발생되는 열의 효과적인 방열 성능을 낼 수 있다.
또한 사출성형을 통해 가공 없이 3차원 형태의 제품을 성형할 수 있어, PCB 부분에 적용할 경우에는 LED의 열에너지를 세라믹 기판이나 금속 PCB와 동등한 수준으로 열 방출을 할 수 있게 한다.

마지막으로 기존의 알루미늄 heat sink, body등의 enclosure를 대체할 경우, 기본적인 열전달 전기전도 CoolPoly® 그레이드로 동일 사이즈에서 더 낮은 중량의 제품을 실현할 수 있으며, 기존 금속 재질의 외장 heat sink보다 더 우수하거나 동일한 열관리 성능을 가져올 수 있다. 물론, 전체 제조 공정비의 절감효과도 기대해 볼 수 있다.
 
Cool Polymers 사는 현재 조명 기구 개발자 및 제조자들에게 어플리케이션에 따른 최대한의 가이드 라인 뿐만 아니라, 부품 디자인과 사출 재료의 선택에 대한 원천적인 지원을 제공하고 있다.
Cool Polymers 사는 열전도성 플라스틱의 창시자일 뿐 아니라, 세계적으로 1억 개 이상의 업체가 CoolPoly®를 사용하고 있는 명백한 선두주자이다. 또한 기성화된 heat sink 제품 및 커스텀 제품을 공급하고 있으며, 더 나아가 설계 지원 및 시 금형 지원까지 제공하고 있다. 한국에서는 이 모든 서비스를 ㈜일광폴리머를 통해 지원하고 있다.

 

  

문의
㈜일광폴리머
담당: 이 재 성 계장
TEL: 031-908-3400
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