KR101318288B1 - Heat radient insulating liquid filled in led lighting device and led lighting device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 무독성이며, 상기 엘이디 패키지에 대하여 비반응성이고, 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)인, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함하는, 엘이디 조명 장치의 엘이디 패키지로부터 발생되는 열을 흡수 방출하기 위한, 상기 엘이디 조명 장치의 하우징에 채워지는 절연 방열액에 관한 것이다.The present invention is non-toxic, non-reactive with respect to the LED package and has a convective heat transfer coefficient of 15000-70000 (W / m 2 K) at 20 ° C. to 80 ° C., dimethyl silicone oil, methyl panyl silicone oil, and poly methyl An insulating heat dissipating solution filled in a housing of an LED lighting device for absorbing and dissipating heat generated from the LED package of the LED lighting device, comprising a mixture of one or two or more of hydrogen siloxanes.
Description
본 발명은 방열성이 우수하며, 저렴한 비용으로 엘이디 조명 장치의 발열 문제를 해결할 수 있는, 엘이디 조명 장치의 하우징에 채워지는 절연 방열액 및 이를 이용하는 엘이디 조명기기에 관한 것이다.
The present invention is excellent heat dissipation, and can be solved the heat problem of the LED lighting apparatus at a low cost, and relates to an insulating heat dissipating liquid filled in the housing of the LED lighting apparatus and the LED lighting apparatus using the same.
낮은 전력으로 기존의 백열등과 유사한 광도를 발생할 수 있는 전구로 LED (Light-Emitting Diode) 백열등이 각광을 받고 있다. Light-emitting diode (LED) incandescent lamps are attracting attention as a light bulb that can generate a brightness similar to that of conventional incandescent lamps at low power.
그러나, 가정 조명, 사무실 조명, 공장 조명, 가로등, 집어등, 경관 조명, 레저시설용 조명 등 다양한 분야에서 사용하고 있는 LED 백열등의 경우, 기존 백열등과 다른 전류 및 전압으로 구동되기 때문에 이미 설치된 전구소켓을 포함한 전원시설을 모두 교체해야 하는 문제점이 있다. 또한, LED 백열등은 LED로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열해야 하는 단점을 갖고 있다. However, in the case of LED incandescent lamps used in various fields such as home lighting, office lighting, factory lighting, streetlight, headlight, landscape lighting, and leisure facilities, LED incandescent lamps are driven by currents and voltages different from those of existing incandescent lamps. There is a problem in that all the power facilities must be replaced. In addition, LED incandescent lamps have a drawback that heat generated from LEDs must be efficiently dissipated.
LED 조명기기에서의 발열 문제는 발광 다이오드 패키지 자체의 수명을 단축시킬 뿐 아니라, LED에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈의 수명을 단축시키고, 발광효율을 낮추기 때문에 방열 문제를 해결하기 위한 노력들이 있어 왔다. The heat generation problem in the LED lighting apparatus not only shortens the lifetime of the LED package itself but also shortens the lifetime of the power supply module that supplies power to the LED and lowers the luminous efficiency, .
이에, 최근에는, LED 조명기기에 있어서, LED 및 전원 공급모듈의 열을 방열하기 위하여 대형 금속 방열판을 부착하고 있다. 또한 방열효율을 높이기 위하여 다양한 형태 및 재료들이 제안되고 있다. In recent years, a large metal heat sink is attached to the LED lighting device to dissipate the heat of the LED and the power supply module. Various shapes and materials have been proposed to increase the heat radiation efficiency.
그 방법의 일예로, LED 조명 장치에 방열액을 채워서 이 방열액으로 LED에서 발생하는 열을 방출하는 방식이 제안되었다, 그러나, 그 방열액이 기판과 반응하여 오히려 LED 조명 장치의 내구성을 악화시키거나, LED의 열에 따라 폭발하는 문제가 있었다. 또한, 시간이 경과함에 따라 투명성이 떨어져서 원하는 휘도를 발휘하지 못하는 경우가 발생하게 되었다.
As an example of the method, a method has been proposed in which a heat dissipation liquid is filled in an LED lighting device to release heat generated by the LED with the heat dissipation liquid. Or, there was a problem exploding according to the heat of the LED. In addition, as time passes, transparency may be degraded, thereby preventing a desired luminance from being exhibited.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로, 전기에 대하여 절연성을 가지고, 기판에 대하여 비반응성이며, 투과율이 높고, 제조 비용이 저렴하며, 열전달 매체로서 열전도도가 우수한, 엘이디 조명 장치의 하우징에 채워지는 절연 방열액및 이를 이용하는 엘이디 조명기기를 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an insulating property against electricity, non-reactivity with a substrate, high transmittance, low manufacturing cost, and excellent thermal conductivity as a heat transfer medium. It is to provide an insulating heat dissipation and an LED lighting device using the same.
본 발명의 일실시예인, 엘이디 조명 장치의 엘이디 패키지로부터 발생되는 열을 흡수 방출하기 위한, 상기 엘이디 조명 장치의 하우징에 채워지는 절연 방열액은, 무독성이며, 상기 엘이디 패키지에 대하여 비반응성이고, 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)인, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함할 수 있다.Insulating heat dissipation filled in the housing of the LED lighting device for absorbing and dissipating heat generated from the LED package of the LED lighting device, which is an embodiment of the present invention, is non-toxic and non-reactive with respect to the LED package. And a mixture of one or more of dimethyl silicone oil, methyl panyl silicone oil, and poly methyl hydrogen siloxane, having a convective heat transfer coefficient of 15000-70000 (W / m 2 K) at 80 ° C. at 80 ° C.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 절연 방열액의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermal conductivity of the insulating heat dissipating liquid may be 1.9 × 10 −4-4.2 × 10 −1 (Cal / cm · sec · ° C.).
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 절연 방열액의 비중은, 25℃에서, 0.76 - 1.10 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the specific gravity of the insulating heat dissipating liquid may be 0.76-1.10 at 25 ° C.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 절연 방열액의 점도는, 25℃에서, 0.65mm2/sec -106 mm2/sec일 수 있다.According to one aspect of one embodiment example of the invention, the viscosity of the insulating heat-dissipating liquid, can be from 25 ℃, 0.65mm 2 / sec -10 6
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, and polysilica may further include a liquid silica, to fill the pores between the molecules of the siloxane.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 절연 방열액의 나트륨 D 선에 대한 굴절율은 2.0CS 이하가 1.374-1.392, 10CS 이상에서는 1.398-1.404일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인, 엘이디 조명기기는, 공동 구조의 하우징; 상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드 패키지; 외부 교류 전원을 상기 발광 다이오드 패키지에 공급하기 위한 전원 공급 모듈; 상기 발광 다이오드 패키지 및 상기 전원 공급 모듈을 고정시키는 지지구조체; 및 상기 공동 구조의 하우징을 채우져서 상기 하우징 내의 발광 다이오드 패키지 및 상기 전원 공급 모듈을 함침시킴으로써, 상기 발광 다이오드 패키지 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키는 투광성 절연 방열액, 상기 투광성 절연 방열액은, 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)이고, 점도는, 25℃에서, 0.65mm2/sec -106 mm2/sec인, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함하며, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 더 포함하는; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 조명기기는 상기 발광다이오드 패키지 전면에 부착되어 LED로부터 방출된 광을 확산하는 렌즈;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 절연 방열액의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)일 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the refractive index of the insulating heat dissipating solution with respect to the sodium D line may be 1.374-1.392 or less at 2.0CS or less and 1.398-1.404 at 10CS or more.
In another embodiment, the LED lighting device, the housing of the cavity structure; A light emitting diode package installed in the housing; A power supply module for supplying external AC power to the LED package; A support structure for fixing the light emitting diode package and the power supply module; And a light-transmitting insulating heat dissipating liquid which dissipates heat generated from the light-emitting diode package and the power supply module by filling the housing having the cavity structure and impregnating the LED package and the power supply module in the housing. is, and the convective heat transfer coefficient at 80 ℃ in 20 ℃ 15000-70000 (W / m 2 K), a viscosity of, at 25 ℃, 0.65mm 2 / sec -10 6
According to an aspect of another embodiment of the present invention, the lighting device may further include a lens attached to the front surface of the light emitting diode package to diffuse the light emitted from the LED.
According to another embodiment of the present invention, the thermal conductivity of the insulating heat dissipating liquid may be 1.9 × 10 −4-4.2 × 10 −1 (Cal / cm · sec · ° C.).
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따른 방열액을 LED 조명 장치에 이용하게 되면, 제조 비용을 낮추고, 무독성이어서 친환경적이며, 열전도도 및 열전달계수가 높기 때문에 방열 효율이 우수하며, 화학적으로 기판등에 비반응성이므로, 조명 장치에 우수한 내구성을 담보할 수 있게 된다.
When the heat dissipating liquid according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration is used in the LED lighting device, the manufacturing cost is low, it is non-toxic and environmentally friendly, and the heat dissipation efficiency is excellent because of high thermal conductivity and heat transfer coefficient, and chemically Since it is non-reactive with a board | substrate etc., it becomes possible to ensure the outstanding durability to a lighting apparatus.
도 1은, 본 발명의 일실시예와 관련된 조명기기의 사시도.1 is a perspective view of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명과 관련된 엘이디 조명 장치의 하우징에 채워지는 절연 방열액및 이를 이용하는 엘이디 조명기기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는 벌브형 LED 조명기기를 본 발명의 일실시예인 절연 방열액이 채워지는 조명기기의 일예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 실린더형(형광등 스타일) LED 조명기기나, 평판형 조명 기기에도 본 발명의 일실시예인 절연 방열액이 사용될 수 있음이 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, an insulating heat dissipation liquid filled in a housing of an LED lighting apparatus according to the present invention and an LED lighting apparatus using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the bulb-type LED lighting device is described as an example of a lighting device filled with an insulating heat dissipating liquid, which is an embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited thereto, and a cylindrical (fluorescent lamp) LED lighting device or a flat plate type is provided. It will be appreciated that an insulating heat dissipation liquid, which is an embodiment of the present invention, may also be used in a lighting device.
도 1은, 본 발명에 따른 발광 다이오드 조명기기의 일실시예를 나타내는 사시도이다. 도 1에는 직류형 LED 조명장치가 개시되어 있다.1 is a perspective view showing an embodiment of a light emitting diode lighting device according to the present invention. Fig. 1 shows a direct current type LED lighting apparatus.
LED 조명기기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(1), 하우징(2), 교류 전원 도입선(3), 전원 공급 모듈(4), 직류 전원 도입선(5), 발광 다이오드 패키지(6), 렌즈(7), 방열액(9)을 포함한다.1, the LED lighting apparatus includes a
베이스(1)는 일반적인 백열등 소켓에 결합할 수 있는 나선형의 돌기 구조를 가지며, 외부 교류전원과 전기 접속을 할 수 있는 전원단자를 포함한다. 베이스(1)의 재료는 전기 전도성 금속이다.The
벌브형 하우징(2)은 하우징 공동(8)에 방열액(9)을 가둘 수 있도록 밀폐되어 있고, 재질은 유리 혹은 플라스틱이다. 플라스틱으로 만들어진 하우징(2)은 외부 충격에 의한 파손을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 조명 특성에 따라 벌브형 하우징(2) 내부 혹은 외부에 광확산 코팅을 하거나, 외부에 광확산 필름이 부착된다. 또한 광확산을 위해 하우징 표면에 나노 패턴이 형성될 수도 있다. 벌브형 하우징(2)에 광확산 필름을 부착하면 외부 충격시 유리의 비산을 최소화할 수 있다. The bulb-
교류 전원 도입선(3)은 본 발명에 따른 조명기기의 외부로부터 공급되는 교류 전원을 전원 공급 모듈(4)에 공급하는 전원선으로 에나멜 코팅된 구리선이 주로 사용된다.The AC
전원 공급 모듈(4)는 조명기기 외부로부터 공급되는 교류 전원을 발광다이오드 패키지(6)의 특성에 맞게 직류 전원으로 공급해 주는 장치로 도 3에 도시된 바와 같이 교류-직류 변환기(11)와 일정한 직류 전압을 공급해 주는 정류 회로(12) 및 상기 직류 전압의 전류량을 조절하여 빛의 밝기를 조절 할 수 있는 디밍 회로(13)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 3, the
직류 전원 도입선(5)은 전원 공급 모듈(4)로부터 공급되는 직류 전원을 발광 다이오드 패키지(6)에 공급하는 전원선으로 에나멜 코팅된 구리선이 주로 사용된다.The DC power lead-in
발광 다이오드 패키지(6)는 한 개 이상의 발광다이오드를 조명 특성에 맞게 실장한 PCB (Printed Circuit Board) 혹은 FPCB (Flexible Printed Circuit Board), COB (Chip on Board) 일 수 있다.The light
발광 다이오드 패키지(6)에 사용되는 LED는 발광원으로 백색 LED를 주로 사용하나, 조명 특성에 따라 적색, 청색, 녹색을 개별적 혹은 혼합하여 사용할 수 있다.The LED used in the light
렌즈(7)는 발광 다이오드 패키지(6) 전면에 장착되며 발광 다이오드 패키지(6)로 부터 나온 빛을 조명 특성에 따라 모으거나 확산하는 기능을 갖는다. 렌즈(7)는 플라스틱으로 제조되며 광확산을 위해 제조된 렌즈 표면에 광학용 필름을 부착이거나 광확산제 코팅, 광확산용 나노 패턴을 적용하여 사용한다.The
도 1에서 지지 구조체(40)는 발광 다이오드 패키지(6), 전원 공급 모듈(4)을 고정해준다. 즉, 발광 다이오드 패키지(6), 전원 공급 모듈(4)의 흔들림을 방지하는 역할을 한다.In FIG. 1, the
방열액(9)은 전원 공급 모듈(4)와 발광 다이오드 패키지(6)로부터 발생하는 열을 하우징(2) 외부로 방열하고 발광 다이오드 패키지(6)로부터 방출된 빛을 하우징(2) 밖으로 방출하는 기능을 갖는다. 따라서 방열액(9)은 방열성, 투광성, 전기 절연성이 모두 갖추어야 한다. The heat dissipating solution 9 radiates heat generated from the
보다 구체적으로 설명하면, 1) 열전달매체로서 열전도도가 우수하여야 하며, 2) 열에너지를 전달하기 위한 분자 전달 상태(즉, 액상의 점도가 온도에 따른 운동량이 높아야 하며, 3) 분자구조가 고온에서 안정적이어야 하며, 4) 다른 장치와 화학반응, 부식성, 이온 교환등이 발생하지 않는 내약품성, 내화학성이 우수하며(비반응성), 5)광투과율이 우수하며, 고온에서 굴절율의 변화가 없으며, 6) 굴절율이 자유자조로 조절되고, 자가 합성 또는 자가 가교에 의한 gel 또는 이물질 이 생성되는 헤이즈(haze:빛의 굴절, 소멸 간섭등을 일으키는 가로막힘 현상)현상이 없어야 하며, 7)비등점이 높아, 고온에서 동작시 기화 증발이 발생하지 말하야 하며, 8)유체를 둘러싸고 있는 소재에 대하여 빠른 열전달이 이루어져야 하며(계면에서 반데르발스 반발력에 의한 미분공극이 없어야 한다), 9) 온도변화에 따라 변화가 적어야 하며, 10) 전기 장치에 대한 절연성이 높아야 하며, 11) 환경적으로 친환경적이며, 무독성이어야 한다.
In more detail, 1) the thermal conductivity as a heat transfer medium should be excellent, 2) the state of molecular transport to transfer the heat energy (that is, the viscosity of the liquid phase must be high in motion with temperature, and 3) the molecular structure at high temperature 4) Excellent chemical resistance, chemical resistance (non-reactive) that does not occur chemical reaction, corrosion, ion exchange, etc. with other devices, 5) Excellent light transmittance, no change in refractive index at high temperature, 6) Refractive index is controlled freely, and there should be no haze phenomenon that gel or foreign substance is generated by self-synthesis or self-crosslinking. 7) High boiling point , Evaporation should not occur when operating at high temperature, and 8) rapid heat transfer should be made to the material surrounding the fluid (the fine powder by van der Waals' repulsion at the interface) There should be no voids), 9) The change should be small according to the temperature change, 10) The insulation of electric devices should be high, 11) It is environmentally friendly and non-toxic.
이에 따라, 본 발명에서 사용되는 방열액(9)은 폴리디메틸 실록산(Polydemetylsiloxane)계 중 스트레이트 성격의 디메틸실리콘오일(dimetylsilicon oil), 메틸페닐실리콘 오일(methylphenyl silicon oil) 또는 폴리메틸 하이드로젠 실리콘(Polymethyl hydrogen siloxane) 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
Accordingly, the heat dissipating solution 9 used in the present invention is a straight dimethylsilicone (dimetylsilicon oil), methylphenylsilicone oil (methylphenyl silicon oil) or polymethyl hydrogen of the polydimethylsiloxane (Polydemetylsiloxane) type (polymethyl hydrogen siloxane) or a mixture of two or more thereof.
상기 본 발명의 일실시예에 따른 방열액(9)의 물리적 화학적 특징에 대하여 다음과 같이 설명하도록 한다.
Physical and chemical characteristics of the heat radiation solution 9 according to the embodiment of the present invention will be described as follows.
[대류 열전달계수][Convective Heat Transfer Coefficient]
엘이디 조명 장치의 방열장치의 소재가 액상인 경우, 열전도도는 일반적인 금속에 비하여 높지 않지만, 분자 에너지의 에너지 이동을 배가시키는 대류 효과로 인하여 외부계로의 열방출 효과가 매우 높아진다.When the material of the heat dissipation device of the LED lighting device is a liquid phase, the thermal conductivity is not higher than that of a general metal, but due to the convection effect of doubling the energy transfer of molecular energy, the heat release effect to the external system becomes very high.
대류 열전달 매체에 따른 대류 열전달 계수는 다음 표와 같다.Convective heat transfer coefficients according to convective heat transfer media are shown in the following table.
(20℃-80℃)Convection heat transfer medium
(20 ° C-80 ° C)
도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 폴리디메틸 실록산(Polydemetylsiloxane)계 중 스트레이트 성격의 디메틸실리콘오일(dimetylsilicon oil), 메틸페닐실리콘 오일(methylphenyl silicon oil) 또는 폴리메틸 하이드로젠 실리콘(Polymethyl hydrogen siloxane) 중 하나 또는 둘이상의 혼합물은 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)이기 때문에, 다른 매개체(공기, 물, 일반 오일)에 비하여 그 값이 크게 되어 열전달 효과가 높다. As shown in FIG. 1, a straight-type dimethylsilicone oil, methylphenyl silicone oil, or polymethyl hydrogen siloxane among polydimethylsiloxane series according to an embodiment of the present invention, (W / m 2 K) at 20 ° C and 80 ° C is higher than that of other media (air, water, common oil), resulting in a heat transfer effect high.
즉, 본 발명에 따른 방열액(9)은 대류 효과(convetion effect)가 크기 때문에 방열 효율이 다른 물질에 비해 현격히 높아지게 된다.
That is, the heat radiation solution 9 according to the present invention has a large convection effect (convetion effect) is significantly higher heat dissipation efficiency than other materials.
[열전도도][Thermal Conductivity]
본 발명의 일실시예인 상술한 구성을 가진 절연 방열액(9)의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)의 범위를 가진다. The thermal conductivity of the insulating heat dissipating solution 9 having the above-described configuration, which is one embodiment of the present invention, has a range of 1.9 × 10 −4-4.2 × 10 −1 (Cal / cm · sec · ° C.).
통상적으로, LED의 동작온도는 외부 온도가 20℃인 경우, 60℃를 넘어서게 되면, LED 패키지가 열충격을 받게 되어 내구성이 급격히 나빠질 수 있다.In general, when the operating temperature of the LED is more than 60 ° C. when the external temperature is 20 ° C., the LED package may be thermally shocked and its durability may be rapidly deteriorated.
열전도도는, 에너지가 분자간에 이동을 하게 되는 능력을 말한다. 열전도도가 높으면 높을수록 엘이디 패키지(6) 및 전원 공급 모듈(4)에서 발생되는 열을 방출할수 있다. 이 열전도도는 점도와 매우 밀접한 비례관계를 갖게 되며, 열전도도가 상기 상한값보다 높아지게 되면, 상기 대류 열전달계수가 급격하게 나빠지게 된다. 또한, 열전도도가 상기 하한값보다 낮아지게 되면 열전달효과에도 불구하고, 열매체로서의 기능이 너무 약해저서 의미 없는 대류 전달만 이루어질 뿐이다. Thermal conductivity refers to the ability of energy to move between molecules. The higher the thermal conductivity, the higher the heat generated by the
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 상기의 범위의 열전도도를 갖도록 하여, 엘이디 패키지(6) 및 전원 공급 모듈(4)의 열배출이 원활하게 이루어지도록 한다.Therefore, in one embodiment of the present invention to have a thermal conductivity in the above range, the heat discharge of the
한편, 열전도도를 높이기 위하여, 본발명의 일실시예인 액상 실리카를 더 포함할 수 있다. 액상 실리카는, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한 것이다. 상기 액상 실리카는 1-3중량% 정도로 함유될 수 있다. 이는 온도에 따른 비중 변화를 고려하여 결정된다.
Meanwhile, in order to increase the thermal conductivity, it may further include liquid silica which is one embodiment of the present invention. The liquid silica is for filling voids between each molecule of the dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and polymethylhydrogen siloxane. The liquid silica may be contained in an amount of about 1 to 3% by weight. This is determined by considering the change in specific gravity with respect to temperature.
[점도][Viscosity]
점도는 대류 열전달효과와 관련이 있으며, 열전달매체의 중요한 요소중에 하나인 열전도도보다 액상장치에서의 열전달속도보다 훨씬 더 많은 비중을 차지한다. 본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액(9)의 점도는, 상기 절연 방열액(9)의 점도는, 25℃에서, 0.65mm2/sec -106 mm2/sec일 수 있다. 상기 상한값 보다 점도가 크게 되면, 대류열전달효과가 급감하며 (정확히는 격막효과의 감소 film coefficiency) 열전달 효율이 급감하게 된다. 또한, 상기 하한값 보다 작게 되면, 점도가 너무 낮아서 Si를 기본 구조로 한 액상의 분자간 에너지전달 분자간 유격이 발생하여 열전달매체로서의 기능이 급감하여 (분자간거리 - 액상은 폴리머 구조라고 하더라도 분자간 결합에너지가 매우 약한 단량체에 가까운-(자유도, 진동거리 1/r2)) 실질적인 대류열전달효과는 매체없이 이동하여 또 다시 급감하여 총괄열전달량은 줄어들게 된다.
Viscosity is related to the convective heat transfer effect and is much more than the heat transfer rate in the liquid phase device, which is one of the important factors of the heat transfer medium. Viscosity of the insulating heat dissipation solution 9 according to an embodiment of the present invention, the viscosity of the insulating heat dissipation solution 9 may be 0.65mm 2 / sec -10 6 mm 2 / sec at 25 ℃. If the viscosity is higher than the upper limit value, the convective heat transfer effect is reduced (precisely, the film efficiency is reduced), and the heat transfer efficiency is reduced drastically. When the lower limit is set, the viscosity is too low, so that a liquid-phase intermolecular energy transfer molecular clearance with Si as a basic structure is generated, and the function as a heat transfer medium is reduced rapidly (intermolecular distance- Near the weak monomer - (degree of freedom,
[비중][importance]
본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액(9)의 비중은, 25℃에서, 0.76 - 1.10일 수 있다. 이 비중은 온도의 변화에 따른 부피 변화와 밀접한 관계를 가진다. 특히, 통상적으로 실내 20℃ 온도에서 조명 장치가 동작하는 경우, 60℃이상으로 엘이디 패키지의 온도가 상승하게 되면 열손상으로 인해 제품의 수명이 급격하게 줄어들게 된다. 즉, 실내등의 경우 20℃에서 60℃의 사용 범위를 갖게 되는데, 이 때, 비중이 상기 범위 밖인 경우, 급격한 팽창 및 수축으로 인하여 하우징 자체가 물리적으로 파손될 우려가 있다.The specific gravity of the insulating heat dissipation solution 9 according to an embodiment of the present invention may be 0.76 to 1.10 at 25 ° C. This specific gravity is closely related to the volume change with temperature change. In particular, when the lighting device operates at a room temperature of 20 ° C. in general, when the temperature of the LED package rises to 60 ° C. or more, the life of the product is drastically reduced due to heat damage. That is, in the case of an interior lamp, the lamp has a usable range of 20 ° C to 60 ° C. If the specific gravity is out of the above range, the housing itself may be physically damaged due to rapid expansion and contraction.
[기타 특성][Other characteristics]
본 발명의 일실시예인 절연 방열액(9)은, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물로서, 이들의 비등점은 800℃이상이다. 따라서, 60℃가 동작 온도의 최고온도로 보게 되면, 엘이디 조명 장치 동작시 기화로 인한 손실이 전혀 없으며, 이에 따라 반영구적인 수명을 보장할 수 있게 된다.Insulating heat dissipation solution 9, which is an embodiment of the present invention, is a mixture of one or two or more of dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, and polymethyl hydrogen siloxane, and their boiling point is 800 占 폚 or higher. Therefore, when 60 ℃ is viewed as the maximum temperature of the operating temperature, there is no loss due to vaporization during the operation of the LED lighting device, thereby ensuring a semi-permanent life.
또한, 본 발명의 일실시예인 절연 방열액(9)은 기판, LED 패키지 모듈, 및 하우징 등에 대하여 화학적을 비반응성을 가지기 때문에, 오래동안 사용하더라도 기판등과의 화학적 반응으로 인한 헤이즈 현상이 없고, 기판등의 부품 수명이 보장될 수 있다.In addition, since the insulating heat dissipating solution 9 according to the embodiment of the present invention has no chemical reaction with respect to the substrate, the LED package module, the housing, and the like, there is no haze phenomenon due to the chemical reaction with the substrate, even if used for a long time. Parts life can be ensured.
또한, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산은 무독성이라는 점에서 취급이 용이하게 되고, 폐기 처리에 비용이 적게 들게 된다.In addition, since dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and polymethylhydrogen siloxane are non-toxic, they are easy to handle and costly to dispose of.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액은 나트륨 D 선에 대한 굴절율은 2.0CS 이하가 1.374-1.392, 10CS 이상에서는 1.398-1.404로 유지된다. 이에 따라, 광원인 엘이디 패키지로부터 나오는 광이 왜곡되지 않는다.
In addition, the refractive index of the insulating heat dissipating liquid according to an embodiment of the present invention is maintained at 1.374 to 1.392 for the sodium D line, and at 1.398 to 1.404 for the 10 Cs or more. Accordingly, the light emitted from the LED package which is the light source is not distorted.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따른 방열액을 LED 조명 장치에 이용하게 되면, 제조 비용을 낮추고, 무독성이어서 친환경적이며, 열전도도 및 열전달계수가 높기 때문에 방열 효율이 우수하며, 화학적으로 기판등에 비반응성이므로, 조명 장치에 우수한 내구성을 담보할 수 있게 된다.
When the heat dissipating liquid according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration is used in the LED lighting device, the manufacturing cost is low, it is non-toxic and environmentally friendly, and the heat dissipation efficiency is excellent because of high thermal conductivity and heat transfer coefficient, and chemically Since it is non-reactive with a board | substrate etc., it becomes possible to ensure the outstanding durability to a lighting apparatus.
상기와 같이 설명된 엘이디 조명 장치의 하우징에 채워지는 절연 방열액 및 엘이디 조명기기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
The insulation heat dissipation liquid and the LED lighting device filled in the housing of the LED lighting device described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but the embodiments may be modified in various ways. All or some of the embodiments may be optionally combined.
1 : 베이스 2 : 하우징
3 : 교류전원 도입선 4 : 전원공급 모듈
5 : (직류)전원 도입선 6 : LED 패키지
7 : 렌즈 8 : 백열등 하우징 공동
9 : 방열액(도트형태) 1: Base 2: Housing
3: AC power supply line 4: Power supply module
5: (DC) power supply lead 6: LED package
7: Lens 8: Incandescent housing joint
9: heat radiation liquid (dot form)
Claims (9)
무독성이며, 상기 엘이디 패키지에 대하여 비반응성이고, 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)이고, 상기 절연 방열액의 점도는, 25℃에서, 0.65mm2/sec -106 mm2/sec인, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함하고, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 1~3 중량%의 액상 실리카를 더 포함하는, 절연 방열액.
An insulating heat dissipating solution filled in a housing of the LED lighting device for absorbing and dissipating heat generated from the LED package of the LED lighting device,
Non-toxic, non-reactive with respect to the LED package, the convective heat transfer coefficient is 15000-70000 (W / m 2 K) at 20 ℃ to 80 ℃, the viscosity of the insulating heat dissipation, at 25 ℃, 0.65mm 2 / dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, and a mixture of one or more of polymethyl hydrogen siloxane, wherein the dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, and poly methyl hydrogen are sec-10 6 mm 2 / sec. The insulating heat dissipation liquid further containing 1-3 weight% liquid silica for filling the space | gap between each molecule of a siloxane.
상기 절연 방열액의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)인, 절연 방열액.
The method of claim 1,
The thermal conductivity of the said insulating heat dissipation liquid is 1.9 * 10 <-4> -4.2 * 10 <-1> (Cal / cm * sec * degreeC).
상기 절연 방열액의 비중은, 25℃에서, 0.76 - 1.10 인, 절연 방열액.
The method of claim 1,
The specific gravity of the said insulated heat dissipation liquid is 0.76-1.10 in 25 degreeC.
상기 절연 방열액의 나트륨 D 선에 대한 굴절율은 2.0CS 이하가 1.374-1.392, 10CS 이상에서는 1.398-1.404인, 절연 방열액.The method of claim 1,
The refractive index with respect to the sodium D line of the said heat insulating liquid is 1.374-1.392 in 2.0CS or less, and 1.398-1.404 in 10CS or more.
상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드 패키지;
외부 교류 전원을 상기 발광 다이오드 패키지에 공급하기 위한 전원 공급 모듈;
상기 발광 다이오드 패키지 및 상기 전원 공급 모듈을 고정시키는 지지구조체; 및
상기 공동 구조의 하우징에 채워져서 상기 하우징 내의 발광 다이오드 패키지 및 상기 전원 공급 모듈을 함침시킴으로써, 상기 발광 다이오드 패키지 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키는 투광성 절연 방열액, 상기 투광성 절연 방열액은, 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)이고, 점도는, 25℃에서, 0.65mm2/sec -106 mm2/sec인, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함하며, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 더 포함하는; 을 포함하는, 엘이디 조명 기기.
A hollow housing;
A light emitting diode package installed in the housing;
A power supply module for supplying external AC power to the LED package;
A support structure for fixing the light emitting diode package and the power supply module; And
The transparent insulating heat dissipation liquid filled in the housing of the cavity structure to impregnate the light emitting diode package and the power supply module in the housing, thereby dissipating heat generated from the light emitting diode package and the power supply module. , and the convective heat transfer coefficient at 80 ℃ in 20 ℃ 15000-70000 (W / m 2 K), a viscosity of, at 25 ℃, 0.65mm 2 / sec -10 6 mm 2 / sec in, dimethyl silicone oil, methyl paenil Silicone oil, and a mixture of one or two or more of poly methyl hydrogen siloxane, and further comprising liquid silica to fill voids between each molecule of the dimethyl silicone oil, methyl panyl silicone oil, and poly methyl hydrogen siloxane. doing; Including, LED lighting device.
상기 발광다이오드 패키지 전면에 부착되어 LED로부터 방출된 광을 확산하는 렌즈;를 더 포함하는, 엘이디 조명 기기.
The method of claim 7, wherein
And a lens attached to the front surface of the light emitting diode package to diffuse the light emitted from the LED.
상기 절연 방열액의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)인, 엘이디 조명 기기.The method of claim 7, wherein
The thermal conductivity of the said insulated heat dissipation liquid is the LED illuminating device of 1.9 * 10 <-4> -4.2 * 10 <-1> (Cal / cm * sec * degreeC).
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