KR101425062B1

KR101425062B1 - 전자파차폐 조성물 및 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치

Info

Publication number: KR101425062B1
Application number: KR1020140039288A
Authority: KR
Inventors: 박인주
Original assignee: 인지전기공업 주식회사
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2014-08-01

Abstract

본 발명은 엘이디기판과 엘이디칩과 회로에서 발생되는 열을 대기중으로 방사시키는 방열과 전자파 차폐를 극대화시킬 수 있는 전자파차폐 조성물 및 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 엘이디기판의 방열 및 차폐를 위한 전자파차폐 조성물에 있어서, 그라파이트 60중량%, 전자파흡수차폐혼합체 20중량%, 바인더용 합성수지 15중량%, 유연 가소제 5중량%로 이루어진 혼합물과, 물이 8:2의 비율로 혼합되고, 전자파흡수차폐혼합체는 자성손실제와 전자파흡수제가 4~6:4~6의 비율로 혼합되고, 자성손실제는 페라이트로 구성되고, 전자파흡수제는 제강슬러지와 폐산화철분말로 구성된다.

Description

전자파차폐 조성물 및 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치{ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING RESIN COMPOSITION AND ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING APPARATUS FOR ＬＥＤ LAMP}

본 발명은 엘이디기판과 엘이디칩과 회로에서 발생되는 열을 대기중으로 방사시키는 방열과 전자파 차폐를 극대화시킬 수 있는 전자파차폐 조성물 및 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘이디 램프는 엘이디 기판의 회로에 반도체 소자인 엘이디 칩을 수동이나 자동으로 SMD(surface-mount devices)를 하여 SMPS라는 파워에서 AC 교류를 DC 직류로 정류기를 통하여 입력되는 외부 전원에 의해 발광되는 광원으로써 고광량과 고출력으로 발광시켜 간접조명과 직접조명으로 사용하게 된다.

전술한 발광방법은 고출력으로 간접조명보다는 직접조명에서 광속이 높아서 에너지소비가 증대되면서, 이와 동시에 상대적으로 엘이디용 기판에서의 칩과 칩 사이의 정크션 온도가 회로기판의 급속히 올라가며 발생되는 온도를 물리적이나 자연적인 공랭식을 이용하여 방열을 하고 있다. 또한, 전자파가 발생하게 됨에 따라 발생되는 전자파를 파워의 회로를 이용하여 제어하고 있는 실정이다.

그러나, 도 1에 도시된 바와 같이 엘이디(L)가 장착된 엘이디기판(1)의 이면에 공랭식 방열핀(2)을 설치하여 방열하지만, 방열핀(2)에 의해 전체적인 가격이나 조명기구의 부피 및 중량이 가중되는 문제점과, 전자기파가 발생하여 인체나 각종 주변장비에 피해를 입히는 문제점이 있다.

본 발명의 방열기술에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1260492에 게시되어 있다.

본 발명의 전자파차폐기술에 대한 배경기술은 대한민국 특허출원 10-2003-0034510에 게시되어 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 엘이디기판과 엘이디칩과 회로에서 발생되는 열을 대기중으로 방사시키는 방열 및 전자파 차폐를 증대시킬 수 있는 전자파차폐 조성물 및 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전자파차폐 조성물은, 엘이디기판의 방열 및 차폐를 위한 전자파차폐 조성물에 있어서, 그라파이트 60중량%, 전자파흡수차폐혼합체 20중량%, 바인더용 합성수지 15중량%, 유연 가소제 5중량%로 이루어진 혼합물과, 물이 8:2의 비율로 혼합되고, 전자파흡수차폐혼합체는 자성손실제와 전자파흡수제가 4~6:4~6의 비율로 혼합되고, 자성손실제는 페라이트로 구성되고, 전자파흡수제는 제강슬러지와 폐산화철분말로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 그라파이트는 순도 99%이상이면서 5㎛에서 15㎛의 입자를 사용하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치는, 전자파차폐 조성물이 함침되는 함침부재(100)와, 함침부재(100)의 상부면에 구비되어서 함침부재(100)의 상부를 보호하는 보호필름(200)과, 함침부재(100)의 하부면에 구비되어서 함침부재(100)를 부착시키는 부착필름(300)을 포함하고, 함침부재(100)는 수분과 혼합된 전자파차폐 조성물이 스며들어서 함침되는 다공체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게, 보호필름(200) 및 부착필름(300)은 접착테이프로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전자파차폐 조성물 및 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치은, 엘이디 조명기구에 구비되는 엘이디기판의 부피 및 무게를 증대시키기 않으면서 엘이디기판과 엘이디칩과 회로에서 발생되는 열의 방열을 극대화시키면서, LED회로에서 발생하는 전자파를 차폐하여서 방출되는 전자파를 최소화시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 엘이디기판에 방열핀이 형성된 상태를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 조성물을 교반하는 슈퍼밀을 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자파차폐 조성물이 엘이디기판에 적용된 상태를 보인 단면도.
도 4는 본 발명이 엘이디기판의 방열핀에도 적용된 상태를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치를 보인 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치의 내부구성을 보인 단면도.
도 7은 본 발명의 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치가 엘이디기판에 부착된 상태를 보인 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 살펴본다.

본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 조명기구의 방열조성물은, 그라파이트 60중량%, 전자파흡수차폐혼합체 20중량%, 바인더용 합성수지 15중량%, 유연 가소제 5중량%로 이루어진다. 이러한, 방열 및 전자파 차폐 조성물은 도 3에 도시된 바와 같이 엘이디 조명기구에 구비되는 엘이디기판(1)의 방열 및 전자파차폐를 위한 것이다.

실 시 예

그라파이트는 순도 99%이상의 그라파이트 5㎛에서 15㎛ 미만의 입자를 사용한다.

전자파흡수차폐혼합체는 자성손실제와 전자파흡수제가 4~6:4~6의 비율 또는 5:5의 비율로 혼합되며, 자성손실제는 페라이트로 구성되고, 전자파흡수제는 제강슬러지와 폐산화철분말로 구성된다. 여기서, 제강슬러지와 폐산화철분말은 제철소 전기로의 연돌에서 발생한 폐분진으로 구성될 수 있다. 따라서, 페라이트에 의해 엘이디기판(1)에서 발생되는 자성이 손실되고, 제강슬러지와 폐산화철분말에 의해 엘이디기판(1)에서 발생되는 전자파가 유입되면서 흡수 및 방출시켜서 전자파를 차단한다. 또한, 폐분진은 탄소계로서 탄소분말이 음이온을 발생하고 탈취작용도 수행한다.

바인더용 합성수지는 형체를 유지하기 위한 것으로 PP, PE, EPDM, PVC, EVA 중에서 선택된 1종 이싱이 사용될 수 있고, 유연 가소제는 그라파이트와 전자파흡수차폐혼합체 및 바인더용 합성수지의 혼합을 돕는다.

이와 같은, 본 발명의 조성물(3)은 탄소계 물질중에서 순도 99% 알루미늄과 같은 부피와 중량비나 제조단가를 다면비교시 방사효과가 약 4.5배가 높은 물질인 순도 99%의 흑연 즉 그라파이트를 5㎛에서 15㎛ 미만의 미립자의 파우더와 제철소의 전기로의 연돌에서 발생한 폐분진과 바인더인 바인더용 합성수지를 수퍼밀에 수용시킨 상태로 교반한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 더욱 상세히 설명하면 교반용기(4)에 그라파이트, 전자파흡수차폐혼합체, 바인더용 합성수지, 유연 가소제를 넣고 교반뚜껑(5)으로 교반용기(4)를 폐쇄한 상태에서 모터(8)를 고속으로 회전시키면 교반날개(9)가 회전되어서 혼합물이 고르게 혼합된다. 이때, 교반날개(9)는 분당 약850RPM의 회전속도로 약30분에서60분 동안 회전되게 한다. 그리고, 히팅코일(10)을 작동시켜서 혼합물에 약 80℃에서 90℃의 온도로 열을 제공한다. 또한, 소정시간이 경과된 후에 밸브(7)를 작동시켜서 배출구(6)를 개방하여 혼합물을 교반용기(4)의 외측으로 배출시킨다.

도 3에 도시된 바와 같이, 혼합되어서 완성된 조성물(3)을 페인팅용과 테이핑용 그리고 성형용으로 구분 포장하여 건조 및 경화용 경화용제를 첨가사용 하도록 한다. 즉, 페인팅용은 액상으로 구성되어 엘이디기판(1)에 도포되고, 테이핑용은 겔상태로 구성되어 테이프의 이면에 구비된 상태로 테이프가 엘이디기판(1)에 부착됨에 따라 엘이디기판(1)에 구비되며, 성형용은 액상으로 구성되어 엘이디기판(1)에 전체적으로 고르게 도포하여 자연건조 시킨다. 즉, 본 발명의 조성물(3)은 엘이디기판(1)에 구비되어 엘이디(L)에 대한 방열구성과 전자파 차폐를 완성할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 엘이디기판(1)에 방열핀(3)이 형성된 경우 엘이디기판(1)과 방열핀(3)도 함께 액상의 본 발명이 도포되어서 마련될 수도 있다. 따라서, 방열핀(3)의 방열효율이 더욱 극대화될 수 있다.

그리고 그라파이트의 배합율을 약간 조절함에 따라 전자파흡수차폐혼합체와 바인더용 합성수지의 비율도 적절하게 조절될 수 있다.

구 분	배 합 율
그라파이트	60%
자성손실용 제철소 전기로 분진	20%
수성 바인더용 합성수지	15%
유연가소제	5%
경화제	0.1%
알루미늄 대비 방사율	300%

표 1에서는 본 발명의 조성물(3)에 유연가소제와 경화제가 더 포함되어 사용되는 것을 보이고 있다.

측정시간	엘이디 조명기구의 방열 특성 테스트				비고
	기판블록온도	amb	T	최종 T	비고
	41.5	12.5	29		기준온도
	2시간	35	13.1	12.5	5	비교예
	12시간	33.1	14	19.1	5	비교예
2시간	34.3	14	20.3	8.1	실시예1
12시간	33	14	19	9	실시예1
2시간	34.8	13	21.8	8.4	실시예2
12시간	34.2	13	21.2	8.1	실시예2
2시간	34	14	20	9	실시예3
12시간	34.6	14	20.6	9.3	실시예3

방열 특성 평가

표 2에서와 같이 본 발명의 조성물에 의해 실시예1-3은 3~4도(℃)는 비교예보다 극대화되는 방열특성을 보이는 것이 확인 되었다.

이와 같은, 본 발명은 엘이디기판(1)과 엘이디칩과 회로에서 발생되는 열을 대기중으로 방사시키는 방열과 방사효과를 극대화 시킬 수 있다.

또한, 전자기파가 발생하여 인체나 각종 장비에 피해를 입히는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 폐산화철분말과 중금속 분진 등의 폐기물로 제조된 전자파 흡수차폐막을 형성함으로써 제강공정시 발생하는 제강슬러지 등의 폐산화철분말과 가열소각 당금 잔여물인 중금속 함유 분진의 성분이 자석을 만드는 폐라이트 코아 성분의 90%에 가까워 전자파 차폐제로 사용할 수 있어서, 폐기물로 처리하거나 매립 또는 아스콘에 혼합하지 않고 재활용하여 환경오염을 줄임은 물론, 전자파를 감쇠 시키거나 방지할 수 있는 소제로 사용될 수 있다.

또한, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치는 전자파차폐 조성물이 함침되는 함침부재(100)와, 함침부재(100)의 상부면에 구비되어서 함침부재(100)의 상부를 보호하는 보호필름(200)과, 함침부재(100)의 하부면에 구비되어서 함침부재(100)를 부착시키는 부착필름(300)을 포함한다.

함침부재(100)는 수분과 혼합된 전자파차폐 조성물이 스며들어서 함침되는 다공체로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한, 다공체는 수분과 혼합된 전자파차폐 조성물이 용이하게 스며들어서 함침되도록 일예로 스펀지로 구성될 수 있다. 따라서, 스펀지에 수분과 함께 전자파차폐 조성물이 함침된 상태에서도 부드럽게 구부려질 수 있어서 전자파차폐가 요구되는 전자기기의 표면이 평탄하지 않아도 용이하게 밀착되어서 전자파를 차폐할 수 있다.

보호필름(200)과 부착필름(300)은 래미네이트(laminate) 또는 PE 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한, 보호필름(200)과 부착필름(300)은 함침부재(100)의 상하면에 도포되는 접착제(400)에 의해 함침부재(100)의 상하면에 각각 부착될 수 있다.

이와 같이, 함침부재(100)의 상하면에 보호필름(200)과 부착필름(300)이 부착되어서 접착성분이 외부에 노출되지 않으므로 함침부재(100)의 휴대 및 보관이 용이하게 이루어질 수 있다. 더욱이, 전자파차폐가 요구되는 전자기기의 표면에 적합한 넓이로 절단하여서 필요한 만큼만 편리하게 사용할 수 있다.

여기서, 부착필름(300)을 함침부재(100)의 하부에서 제거한 후에 함침부재(100)의 하부면을 전자파차폐가 요구되는 전자기기의 표면에 부착시켜서 고정시킬 수 있다. 즉, 함침부재(100)의 하부면에 도포된 접착제(400)에 의해 함침부재(100)가 엘이디기판(1)의 표면에 부착되어서 고정될 수 있다. 이러한 상태에서 보호필름(200)이 함침부재(100)의 상부에 부착되어 있어서 함침부재(100)의 상부면이 외부로부터 보호될 수 있다.

이와 같이, 함침부재(100)는 보호필름(200)에 의해 외부로부터 보호되면서 부착필름(300)에 의해 엘이디기판(1)의 표면에 부착된 상태로 엘이디(L)에서 발산되는 전자파를 용이하게 차폐할 수 있으면서 방열할 수 있다.

따라서, 본 발명은 전자파차폐 및 방열이 요구되는 조명기구에 적용되어 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 엘이디기판 2 : 방열핀
3 : 조성물 4 : 교반용기
5 : 교반뚜껑 6 : 배출구
7 : 밸브 8 : 모터
9 : 교반날개 10 : 히팅코일
L : 엘이디 100 : 함침부재
200 : 보호필름 300 : 부착필름
400 : 접착제

Claims

엘이디기판의 방열 및 차폐를 위한 전자파차폐 조성물에 있어서,
그라파이트 60중량%, 전자파흡수차폐혼합체 20중량%, 바인더용 합성수지 15중량%, 유연 가소제 5중량%로 이루어진 혼합물과, 물이 8:2의 비율로 혼합되고,
전자파흡수차폐혼합체는 자성손실제와 전자파흡수제가 4~6:4~6의 비율로 혼합되고,
자성손실제는 페라이트로 구성되고, 전자파흡수제는 제강슬러지와 폐산화철분말로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파차폐 조성물.
청구항 1에 있어서, 그라파이트는 순도 99%이상이면서 5㎛에서 15㎛의 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자파차폐 조성물.
삭제
청구항 1 또는 청구항 2항에 의한 전자파차폐 조성물이 함침되는 함침부재(100)와,
함침부재(100)의 상부면에 구비되어서 함침부재(100)의 상부를 보호하는 보호필름(200)과,
함침부재(100)의 하부면에 구비되어서 함침부재(100)를 부착시키는 부착필름(300)을 포함하고,
함침부재(100)는 수분과 혼합된 전자파차폐 조성물이 스며들어서 함침되는 다공체로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치.
삭제
청구항 4에 있어서, 보호필름(200) 및 부착필름(300)은 접착테이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기구용 전자파차폐장치.