KR101544190B1

KR101544190B1 - 엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101544190B1
Application number: KR1020140010165A
Authority: KR
Inventors: 손장배
Original assignee: (주)에스앤비라이팅
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-12
Also published as: KR20150089486A

Abstract

본 발명은 엘이디 조명등 내부에 구성되어 조명을 밝히는 엘이디에서 발생하는 고열을 빠르게 흡수한 다음 조명등 외부에 구성되는 방열판으로 고르게 확산하여 신속하게 전달하여 조명등 내부에서 발생하는 고열을 외부로 배출하도록 하는 엘이디 조명등용 방열시트 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.
즉 에폭시수지를 주원료로 하여 전도체분말을 포함하는 방열시트 조성물에 있어서; 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 20~24중량%와 액상의 실리콘 변성에폭시수지 16~20중량%와 액상의 모노에폭시수지 9~11중량%와 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 8~10중량%와 혼합경화제 33~46중량%와 첨가제 1~2중량%가 포함하도록 혼합하여 형성하는 것으로, 상기 경화제는 폴리아민 45~65중량%와 촉진제 15~20중량%와 소포제 2~5중량%와 아민부가물 18~30중량%를 혼합하여 구성하고, 상기 첨가제는 분산제 45~55중량%와 침강방제제 45~55중량%를 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법{LED lighting lamp heat conduction sheet and manufacture method thereof}

본 발명은 엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 엘이디 조명등 내부에 구성되어 조명을 밝히는 엘이디에서 발생하는 고열을 빠르게 흡수한 다음 조명등 외부에 구성되는 방열판으로 고르게 확산하여 신속하게 전달하여 조명등 내부에서 발생하는 고열을 외부로 배출하도록 하는 엘이디 조명등용 방열시트 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 조명을 위해 사용되는 조명등은 형광등, 백열등 이외에 공장등, 가로등, 보안등, 직부등 다양한 형태로 사용되고 있으며, 근래에는 지구온난화 현상에 대한 자연환경을 보호하고 소비전력과 자원의 소비를 현저히 줄이는 반면 광원효율을 높일 수 있는 고출력의 새로운 조명원으로서 발광다이오드를 이용한 엘이디(LED-Light Emitting Diode) 램프를 이용하여 전력 소모량이 적으면서 사용 수명이 반 영구적으로 제공되는 등의 다양한 이점 제공하는 엘이디 조명등을 많이 적용하고 있는 추세이다.

이에 통상적인 엘이디 가로등의 구성은 상단부에 히트싱크(7)를 구성한 하우징(6) 내부에 공간을 유지하여 공간에 다수의 엘이디(3)를 실장한 피시비기판(2)을 내장하되 그 하단으로 강화유리(4)와 커버(5)를 차례로 구성하되 피시비기판(2)과 히트싱크(7) 사이에 방열시트(1)를 구성하여 엘이디에서 발생하는 고열을 방열시트(1)를 통해 외부로 노출된 히트싱크(7)로 신속하게 전달하여 엘이디(4) 자체와 피시비기판(2)이 가열되는 것을 방지하도록 구성하고 있다.

이와 같은 엘이디를 이용한 조명등은 조명 밝기에 따라 필요한 수량의 엘이디가 실장된 기판을 이용하여 조명을 행하되, 상기 엘이디의 발생열이 높아 장치의 부하가 심각하게 발생하므로 소비 전력을 높이는데 한계가 있어 실제 이용상의 제약을 갖는 기본적인 문제점이 있어 이를 보완하고자 통상적으로 알루미늄과 같은 금속소재 등을 다이캐스팅이나 압출에 의해 방열판을 성형하여 엘이디 기판에 밀착 설치하므로 엘이디의 발생열을 방열 냉각하여 장치의 부하를 줄이도록 하는 것이다.

하지만, 상기한 종래 다이캐스팅이나 압출 성형된 방열판은 방열 효과에 한계가 있어 표면적을 더 크게 하기 위해 방열판의 부피, 무게를 크게 형성할 수밖에 없고, 이로 인해 조명등의 부피, 무게가 커져 상품성이 저하됨은 물론 단순히 부피 무게를 크게 형성하는 것만으로 방열 효과도 크게 개선할 수 없어 엘이디 기판의 발생열이 조명등 내부에 구성된 컨버터와 내부 부품에서 발생하는 열과 중복되면서 조명 효율을 저하하는 등의 문제점이 있었다.

이에 열전도성 시트를 이용하여 방열효율을 높이고자 하는데 일 예로 선출원 된 등록특허 10-1148784호에를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 에폭시 수지를 기지물질로 하고, 세라믹 절연코팅 된 탄소나노튜브와, 질화알루미늄/질화붕소 및 알루미나/질화붕소 중에서 선택되는 적어도 어느 하나,를 필러로서 포함하는 방열시트용 조성물과, 액상의 에폭시 수지와, 고상의 에폭시 수지와, 세라믹 절연코팅 된 탄소나노튜브와, 분산제와 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 슬러리에 질화알루미늄/질화붕소 및 알루미나/질화붕소 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 필러를 가하는 단계를 통해 생산함으로써, 방열시트가 가지고 있는 본연의 절연 내전압을 저하시키지 않으면서도 방열시트의 열전도성과 접합강도를 현저히 향상시키도록 함은 물론 방열시트의 균일한 물성의 달성은 물론 재현성을 확보하여 방열시트의 대량생산에 적합하게 하도록 하거나, 등록특허 10-1238013호를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 바인더, 분산제 및 상기 바인더의 내부에 구비된 필러를 포함하는 방열시트에 있어서, 바인더 11.5 내지 20 중량부; 분산제 1.5 내지 15 중량부; 및 수평으로 배열된 복수개의 플레이크 타입의 전도성 세라믹스를 포함하는 필러 1.5 내지 17 중량부를 포함하며, 전체 두께가 20 내지 40㎛로 구성함으로써, 방열시트의 방열판과 전자기기의 열원 간에 공극이나 간극이 없이 두 개의 구성요소를 최대한 밀착하게 점착시킴으로써 방열효율을 월등하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전기가 통하지 않게 되므로, 슬림화된 구조를 구현할 수 있도록 하는 것이다.

하지만 상기의 선행기술들은 방열시트는 생산하기 위한 원재료 비용이 높을 뿐만 아니라 생산공정 또한 까다로워 생산단가가 높아짐에 따라 고가의 장비에만 적용할 수 있어 통상적인 가로등과 같은 조명등에 적용하기에는 전체생산비용이 증가하는 문제점이 있어 조명등에 실제로 사용되지 못하고 있는 실정에 있음에도 조명등이나 방열시트를 생산하는 생산업체나 관련업체에서는 이를 해결할 근본적인 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정에 있다.

KR 등록특허 10-1148784 KR 등록특허 10-1238013

이에 본 발명에서는 상기와 같은 제반 문제점들을 일소하기 위하여 개발한 것으로서, 니트릴고무 에폭시 수지를 바인드로 하여 모노에폭시와 전도체분말 및 경화제와 첨가물을 혼합하여 탄력을 유지하면서도 열전도가 높은 방열시트를 형성함으로써, 엘이디 조명등 내부에 구성되어 조명을 밝히는 다수의 발광다이오드를 장착시킨 인쇄회로기판과 방열판 사이에 구비하여 발광다이오드에서 발생되는 고열을 방열시트를 통해 조명등 외부에 구성되는 방열판으로 고르고 신속하게 확산하여 전달하도록 하는 것으로 조명등 내부에서 발생하는 고열을 외부로 배출하도록 하면서도 조명등 외부에서 발생하는 충격을 완화하는 완충기능을 포함하는 저가의 엘이디 조명등용 수지방열시트를 제공하기 위하여 위 과제를 해결하고자 하는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면과 함께 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

에폭시수지를 주원료로 하여 전도체분말을 포함하는 방열시트 조성물에 있어서; 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 20~24중량%와 액상의 실리콘 변성에폭시수지 16~20중량%와 액상의 모노에폭시수지 9~11중량%와 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 8~10중량%와 혼합경화제 33~46중량%와 첨가제 1~2중량%가 포함하도록 혼합하여 형성하는 것으로, 상기 경화제는 폴리아민 45~65중량%와 촉진제 15~20중량%와 소포제 2~5중량%와 아민부가물 18~30중량%를 혼합하여 구성하고, 상기 첨가제는 분산제 45~55중량%와 침강방제제 45~55중량%를 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이때, 상기 전도체분말는 엘이디 조명등에 따라 그라핀이나 은, 구리, 알루미늄 또는 이들을 각각 혼합한 혼합물로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법은 주성분을 탄력성이 좋은 니트릴고무 변성에폭시수지로 구성함으로써, 방열시트의 형상과 두께를 사용처에 따라 용이하게 다양한 범위로 설정하여 생산할 수 있을 뿐만 아니라 방열시트의 탄성이 탁월하여 방열판과 인쇄회로기판 사이에 밀착하여 공간으로 인한 간극을 방지하여 발광다이오드에서 발생되는 고열이 전부 방열시트의 전도체분말로 직접전도되어 조명등 외부에 구성되는 방열판으로 고르게 확산되어 전달하도록 하여 조명등 내부에서 발생하는 고열을 외부로 신속하게 배출하도록 하는 구조가 되는 것이다.

또한, 방열시트의 탄성으로 인해 외부에서 방열판으로 직접 가해지는 외부압력에 의한 충격을 방열시트가 흡수하여 인쇄회로기판이나 발광다이오드로 충격이 가해지는 것을 방지하는 효과가 있으면서도 생산비용을 절감한 방열시트이므로 통상의 조명등에 적용하여 조명등의 생산비용을 낮추면서도 품질과 안전성을 상승시키는 다양한 효과가 있어 가로등과 같은 한번 설치하면 관리가 용이하지 못한 조명등에 반드시 사용되어야할 명확한 이점이 있는 그 기대되는 바가 매우 큰 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 제조 공정을 순차적으로 도시한 제조방법 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 통상의 가로등에 적용한 상태를 도시한 사용상태도.

이하, 첨부된 도면 1 내지 도 2에 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 제조 공정을 순차적으로 도시한 제조방법 블록도로서 이를 통하여 본 발명에서 제공하는 엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법에 대한 실시 예를 상세하게 설명키로 하며, 이하 본 발명의 실시 예는 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐 하기 실시 예에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

에폭시수지를 바인더로 하여 전도체분말이 고르게 분포되어 포함시키는 방열시트를 구성하는 것으로서, 우선 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지와 액상의 실리콘 변성에폭시수지와 액상의 모노에폭시수지를 혼합하여 구성하는 바인드에 전도체분말과 첨부제를 각각 혼합하여 방열시트 주원료 배합단계(10)와;

폴리아민과 촉진제와 소포제와 아민부가물을 각각 혼합하여 상기 방열시트 조성물을 경화하는 혼합경화제를 형성하는 경화제 배합단계(20)와;

상기 방열시트 주원료 배합공정을 통해 형성한 방열시트 주원료와 상기 경화제 배합공정을 통해 형성한 혼합경화제를 탈포기에 각각 주입하여 방열시트 주원료과 경화제를 혼합하는 형성하는 방열시트 조성물 생성과정에서 발생하는 기포를 제거하는 방열시트 조성물 탈포단계(30)와;

상기 방열시트 탈포공정을 통해 기포가 제거되어 고르게 혼합된 액상의 방열시트 조성물을 생산하고자 하는 두께와 면적을 유지할 수 있는 형틀에 주입한 다음 경화하는 방열시트 성형단계(40)와;

상기 방열시트 성형단계(40)를 통해 형성된 방열시트를 형틀에서 배출하여 상온에서 건조하는 방열시트 건조단계(50)를 순차적으로 진행하여 형성하고자 하는 모양의 방열시트를 생산한 다음 포장 및 반출단계(E)를 통해 완성하는 것이다.

이때, 상기의 방열시트 조성물 배합단계와 경화제 배합단계에 주입되는 성분과 배합비율에 따라 생산하고자 하는 방열시트의 열전도성은 물론 내구성과 내열성 및 탄성력이 결정됨은 물론 방열시트 성형단계(40)의 성형온도와 성형압력에 따라 방열시트의 생산성이 달라짐 유추할 수 있다.

즉 상기와 같은 방열시트(1)의 제조방법에 사용되는 주원료를 살펴보면 다음과 같다.

우선 상기 전도체분말은 방열시트(100)의 내부에 충진되어 엘이디 가로등의 엘이디에서 발생하는 열을 방열판으로 전달시키는 핵심 성분으로 열전도율이 높은 금, 은, 구리, 알루미늄을 비롯한 그래핀(graphene), 그라파이트(graphite), 카본(carbon) 중 하나의 제품만 사용하거나 필요에 따라 이들을 복수 또는 삼중 사중 혼합하여 사용할 수 있으나 방열시트의 품질과 원자재비 및 생산비용을 고려하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

이에 본원 발명에서는 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높으며, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는 그라핀(graphene)을 평균입자가 10~30㎛인 분말로 구비하여 전도체분말로 적용하여 구성한 것으로 하기의 일실시 예를 통해 확인할 수 있다.

또한, 본원 발명에 적용하는 바인드(binder)는 발열시트(1)의 형태를 형성하는 기본 구성으로 상기 전도체분말이 방열시트(1) 내부에 균일하게 분포하도록 하면서 내구성과 내마모성뿐만 아니라 내열성, 방염성 및 유연성과 내전압성을 유지할 수 있도록 하여야 하는 중요한 주원료임을 알 수 있다.

하여, 분원 발명에서는 내열성과 내마모성뿐만 아니라 방염성, 유연성, 내전압성을 발휘할 수 있으나 인장강도가 낮은 성질을 유지하는 니트릴고무(NRB)변성 에폭시수지와;

내열성과 내한성이 우수하며 또한 저독성이면서도 흡수성이 낮기 때문에 주로 우수한 밀봉 재료로 사용하며, 중합도 등을 화합물의 투입 비율에 의해 자유롭게 조정하여 성능을 적합하게 할 수 있는 장점을 갖는 실리콘변성 에폭시수지를 혼합하여 발열시트(1)의 바인드로 사용함으로써, 내열성과 내한성은 물론 내마모성, 내노화성, 내전압성 및 유연성과 저독성의 우수한 변성에폭시수지가 만들어 짐에 따라 최근에는 주로 LED나 반도체의 밀봉 재료, 도료 등의 폭넓은 용도에 적용하고 있는 공지기술로 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.

뿐만 아니라 상기 모노에폭시수지는 통상적으로 분자 내에 에폭시기 2개 이상을 갖는 수지상 물질 및 에폭시기의 중합에 의해서 생긴 열경화성 수지인 에폭시수지와 달리 분자내에 에폭시기 1개로 이루어지므로 점도가 매우 낮아 상기 니트릴고무(NRB)변성 에폭시수지와 실리콘변성 에폭시수지를 결합하는 용매기능을 하게 되므로 별도의 휘발성 용매가 필요하지 않게 되는 것이다.

즉 통상적으로 방열시트(1)를 생산하기 위한 조성물 제조용 용매(solvent)는 바인더와 전도체분말이 균일하게 혼합되도록 하는 역할을 하는 것으로서 방열시트를 제작하기 위하여 바인드를 건조시키는 과정에서 휘발되어 방열시트의 성분으로 남아있지 않는 소모품으로 주로 톨루엔(toluene), 이소프로필 알코올(IsoPropylAlcohol : IPA), 디메틸 포름아미드(DiMethylFormamide : DMF), 또는 디메틸 아세트아미드(DiMethylAcetamide : DMAc)와 같이 휘발성으로 그 사용량이 전체 조성물의 절반 이상이 사용되고 있으므로 방열시트(1)를 생산하기 위해 사용되는 많은 양의 용매가 필요 이상으로 생산과정에서 소모되므로 방열시트(1) 생산공장의 환경오염을 유발하는 등의 문제점이 있어왔다.

하여 본원발명에서와 같이 모노에폭시수지를 용매대용으로 사용함으로써, 방열시트(1)의 생산환경을 좋게 하면서도 용매 휘발로 인한 환경오염을 방지하기 위한 다양한 설비비용을 줄일 수 있도록 하고, 방열시트(1)를 생산하기 위한 생산설비와 사용재료를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산 생산환경을 좋게 할 수 있도록 하는 친환경적 재료가 되는 것이다.

또한, 상기 분산제와 침강방지제를 주성분으로 하는 첨가제는 주로 통상의 바인더에 전도성 분말 입자가 균일하게 분산될 수 있도록 첨가하는 것으로서, 특히 분산제는 방열시트 조성물을 구성하는데 사용되는 것이라면 어떠한 분산제를 사용하여도 방열시트 조성물의 성질이나 품질에 무관하지만 생산과정이나 방열시트(1)를 생산하여 사용할 때, 환경적인 문제점을 생각한다면 무극성 분산제를 사용하는 것이 당연할 것이다.

즉, 분산제로는 알킬에테르계, 소르비탄에스테르계, 알킬폴리에테르아민계, 고분자계 등을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 보편적이며, 더욱 구체적으로 설명하면 국내에서 판매되는 Croda korea사에서 판매하는 KD-15, G-265, KD-2, KD-22나 Jephrym Series를 사용하거나 BYK-Chem.GmbH사의 D-2150, N-21116와 같은 유기 분산제를 구매하여 각각의 권장사용량의 범위 내에 맞추어 사용하는 것이 바람직할 것이다.

뿐만 아니라 분산제와 함께 사용하는 침강 방지제 또한, 바인더에서 밀도가 높은 전도성 분말 입자가 하부로 침강하지 않도록 하여 분산제의 효능을 더욱 효과적으로 활용할 수 있도록 첨가하는 것으로서, BYK-chem. Gman사의 다양한 침강 방지제를 이용하는 것이 바람직할 것이다.

그리고, 상기 경화제 배합단계(20)를 통해 배합되는 혼합경화제는 액상의 에폭시수지를 경화하여 고체로 변환시키기 위한 부자재로서, 경화전 사용조건 및 작업조건에 적합하도록 변성시키거나 경화된 수지에 특성을 부여할 목적으로 사용하는 것으로 이 두 조건을 동시에 만족시키는 것도 있으나 어느 한쪽은 만족시킬 수 있으나 다른 쪽에는 역효과를 줄수 있는 것도 있으므로 적절한 선택사용 및 배합비율이 중요함을 알 수 있는 것이다.

이중 상기의 폴리아민은 주사슬에 -NH-기를 가진 올리고머 또는 폴리머. 다가 아민이라고도 하며, n이 큰 폴리머는 고리모양 아민의 개환 중합으로는 얻어지지 않고 옥사졸리디논의 개환 이성질화 중합 후의 가수분해 등으로 얻어지는 물질이며, H2N(CH2CH2NH)nH로, n＝5~6 정도까지의 폴리아민은 에폭시 수지의 경화제로 사용된다.

또한, 촉진제는 액상의 에폭시수지를 고체로 경화시키는 주요 부자재로 사용하는 것이 바람직할 것이다.

이러한 촉진제는 시중에 판매되는 제 3급 아민 및 알코올류를 주로 상용하는 것이 바람직할 것이다.

뿐만 아니라 소포제는 유해한 기포를 제거하는 데 사용되는 약품으로, 에탄올, 아세톤 등이 있고, 소포작용에는 거품을 깨는 작용과 거품을 억제하는 작용이 있으며, 에틸알코올은 전자의 작용이 있어 생성된 거품을 없앨 수 있으나 거품 발생을 방지할 수는 없고, 실리콘유는 후자의 작용이 있어 거품 발생을 방지할 수 있어도 생성된 거품을 없앨 수는 없다.

소포제로는 일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질인 옥틸알코올·시크로헥산올·기타 고급 알코올·에틸렌글리콜 등이 있으며, 수용성의 계면 활성제인 소르비탄 지방산에스테르를 주성분으로 하는 비이온 계면 활성제, 기타 비이온 계면 활성제와 실리콘 소포제는 화학적으로 안정하여 뛰어난 효과가 있으므로 용도가 매우 넓다.

또한, 아민 부가물을 경화촉진제로 사용할 경우 종래의 이미다졸류와 비교하여 저장안정성이 우수하고, 상온에서 경화가 가능합니다. 최근에는 마이크로캡슐형 경화제와 경화촉진제도 많이 제안되고 있으며, 저온 속경화가 기대되고 있습니다.

즉 마이크로캡슐 재료로는 폴리스티렌, 폴리메타크릴산메틸, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리우레아수지, 폴리우레탄수지등이 검토되고 있으며, 디시안디아미드 이외의 접착성이 우수한 잠재성 경화제로서는 아민 부가물 경화제와 유기산히드라지드 등이 있으며, 디시안디아미드계와 비교하여 첨가량이 매우 많아지고, 에폭시 수지의 점도가 높아지는 문제가 있으나, 현재로서는 열 경화형으로써 일액형 에폭시계 접착제로는 디시안디아미드와 경화촉진제를 조합하는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있습니다

일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질, 또는 수용성의 계면활성제가 이용된다

상기와 같이 니트릴고무변성 에폭시수지와 실리콘변성 에폭시수지의 혼합을 유도하고 변성에폭시수지가 각자의 성질을 유지할 수 있도록 하기 위해 일정량의 모노에폭시수지를 용매로 하여 전도체분말을 투입하고 필요한 첨가제와 경화제를 첨가하여 필요로 하는 방열시트(1)를 제조하고자 하는 것으로, 이를 구체적인 복수 이상의 실시 예를 통해 더욱 구체적으로 기술하여 보면 아래와 같으며, 이러한 실시 예는 본원 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로서 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니 됨을 알 수 있다.

일실시 예 1)

우선 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 240㎎과, 액상의 실리콘 변성에폭시수지 200㎎과, 액상의 모노에폭시수지 100㎎과 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 50㎎에 분산제와 침강방지제를 혼합시킨 첨부제 10㎎을 각각 혼합하여 고르게 교반하는 방열시트 주재료 배합단계(10)를 통해 방열시트 주재료 600㎎을 형성하고;

폴리아민 224㎎과 촉진제 60㎎와 소포제 16㎎와 아민부가물 100㎎을 각각 혼합하여 고르게 교반하는 경화제 배합단계(20)를 통해 상기 방열시트 조성물을 경화시키는 혼합경화제 400㎎을 형성하며;

상기 방열시트 주재료 600㎎과 혼합경화제 400㎎을 통상의 탈포기에 주입하여 상기 방열시트 주재료 배합단계()과 경화제 배합단계(20)를 통해 발생된 기포를 탈포기로 탈포함과 동시에 탈포기 내부에서 방열시트 조성물 혼합하는 과정에서 방열시트 조성물에 발생하는 기포까지도 제거하여 불순물이나 기포가 없는 액상의 방열시트 조성물 생성하는 방열시트 조성물 탈포단계(30)를 거친 다음;

상기 방열시트 탈포공정을 통해 고르게 혼합된 액상의 방열시트 조성물을 생산하고자 하는 길이와 폭과 두께가 각각 100 x 100 x 2 ㎜를 유지하는 공간의 면적을 유지할 수 있는 형틀에 주입한 다음 고체의 방열시트를 형성하는 방열시트 성형단계(40)를 통해 형성된 방열시트(1); 형틀에서 배출하여 건조하는 방열시트 건조단계(50)를 통해 100 x 100 x 2 ㎜를 유지하는 방열시트(1)를 완성하였다.

일실시 예 2)

우선 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 220㎎과, 액상의 실리콘 변성에폭시수지 180㎎과, 액상의 모노에폭시수지 100㎎과 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 90㎎에 분산제와 침강방지제를 혼합시킨 첨부제 10㎎을 각각 혼합하여 고르게 교반하는 방열시트 주재료 배합단계(10)를 통해 방열시트 주재료 600㎎을 형성하고;

상기 방열시트 탈포공정을 통해 고르게 혼합된 액상의 방열시트 조성물을 생산하고자 하는 길이와 폭과 두께가 각각 100 x 100 x 2 ㎜를 유지하는 공간의 면적을 유지할 수 있는 형틀에 주입하여 고체의 방열시트를 형성하는 방열시트 성형단계(40)를 통해 형성된 방열시트(1); 형틀에서 배출하여 건조하는 방열시트 건조단계(50)를 통해 100 x 100 x 2 ㎜를 유지하는 방열시트(1)를 완성하였다

일실시 예 3)

우선 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 200㎎과, 액상의 실리콘 변성에폭시수지 160㎎과, 액상의 모노에폭시수지 100㎎과 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 130㎎에 분산제와 침강방지제를 혼합시킨 첨부제 10㎎을 각각 혼합하여 고르게 교반하는 방열시트 주재료 배합단계()를 통해 방열시트 주재료 600㎎을 형성하고;

상기와 같이 각각의 실시 예를 통해 생산한 각각의 방열시트(1)를 통해 열전도율, 탄성력, 경도, 및 강도를 측정한 결과가 주요결합물의 포함 함유량에 따라 아래의 표 1)에서와 같이 나타남을 알 수 있다.

구분	주요첨부조성물(중량%)
구분	니트릴	실리콘	모노	전도체 (분말)	첨부제	경화제
일실시 예 1	240	200	100	50	10	400
일실시 예 2	220	180	100	90	10	400
일실시 예 3	200	160	100	130	10	400

상기의 표 1)에 도시된 바와 같이 본원 발명에서의 실시 예를 통해 생산한 방열시트를 비교한 결과 전체적인 품질의 차이가 미비하나 전도체의 투입량에 따라 열전도율의 차이가 있음을 알 수 있는 것으로 본원 발명의 방열시트(1) 는 에폭시수지를 주원료로 하여 전도체분말를 포함시키는 방열시트 조성물에 있어서;

액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 20~24중량%와 액상의 실리콘 변성에폭시수지 16~20중량%와 액상의 모노에폭시수지 9~11중량%와 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 8~10중량%와 혼합경화제 33~46중량%와 첨가제 1~2중량%가 포함하도록 혼합하여 형성하는 것으로, 상기 경화제는 폴리아민 45~65중량%와 촉진제 15~20중량%와 소포제 2~5중량%와 아민부가물 18~30중량%를 혼합하여 구성하고, 상기 첨가제는 분산제 45~55중량%와 침강방제제 45~55중량%를 혼합하여 구성하는 것이 가장 효율적임을 알 수 있는 것이다.

또한, 본원 발명의 엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법은 주성분을 탄력성이 좋은 니트릴고무 변성에폭시수지로 구성함으로써, 방열시트의 형상과 두께를 사용처에 따라 용이하게 다양한 범위로 설정하여 생산할 수 있을 뿐만 아니라 방열시트의 탄성이 탁월하여 방열판과 인쇄회로기판 사이에 밀착하여 공간으로 인한 간극을 방지하여 발광다이오드에서 발생되는 고열이 전부 방열시트의 전도체분말로 직접전도되어 조명등 외부에 구성되는 방열판으로 고르고 확산되어 전달하도록 하여 조명등 내부에서 발생하는 고열을 외부로 신속하게 배출하도록 하는 구조가 되는 것임을 알 수 있다.

뿐만 아니라 방열시트의 탄성으로 인해 외부에서 방열판으로 직접 가해지는 외부압력에 의한 충격을 방열시트가 흡수하여 인쇄회로기판이나 발광다이오드로 충격이 가해지는 것을 방지하는 효과가 있으면서도 생산비용을 절감한 방열시트로 통상의 조명등에 적용하여 조명등의 생산비용을 낮추면서도 품질과 안전성을 상승시키는 다양한 효과가 있어 가로등과 같이 저비용으로 한번 설치하면 관리가 용이하지 못한 조명등에 적용하여 에너지 절감과 환경오염을 방지하여야할 엘이디 가로등 사업에 용이하게 사용할 수 있도록 하는 발명인 것이다.

1: 방열시트 2: 피시비 기판
3: 엘이디 4: 강화유지
5: 커버 6: 하우징
7: 히트싱크 10: 방열시트 주원료 배합단계
20: 경화제 배합단계 30: 방열시트 조성물 탈포단계
40: 방열시트 성형단계 50: 방열시트 건조단계

Claims

액상의 니트릴고무 변성에폭시수지와 액상의 실리콘 변성에폭시수지와 액상의 모노에폭시수지를 혼합하여 구성하는 바인드에 전도체분말과 첨가제를 각각 혼합하여 방열시트 주원료 배합단계(10)와;
폴리아민과 촉진제와 소포제와 아민부가물을 각각 혼합하여 상기 방열시트 조성물을 경화하는 혼합경화제를 형성하는 경화제 배합단계(20)와;
상기 방열시트 주원료 배합공정을 통해 형성한 방열시트 주원료와 상기 경화제 배합공정을 통해 형성한 혼합경화제를 탈포기에 각각 주입하여 방열시트 주원료과 경화제를 혼합하는 형성하는 방열시트 조성물 생성과정에서 발생하는 기포를 제거하는 방열시트 조성물 탈포단계(30)와;
상기 방열시트 탈포공정을 통해 기포가 제거되어 고르게 혼합된 액상의 방열시트 조성물을 생산하고자 하는 두께와 면적을 유지할 수 있는 형틀에 주입한 다음 경화하는 방열시트 성형단계(40)와;
상기 방열시트 성형단계(40)를 통해 형성된 방열시트를 형틀에서 배출하여 상온에서 건조하는 방열시트 건조단계(50)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 방열시트의 제조방법.
제 1항에 있어서;
상기 주원료 배합단계(10)에서 액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 20~24중량%와 액상의 실리콘 변성에폭시수지 16~20중량%와 액상의 모노에폭시수지 9~11중량%와 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 8~10중량%와 첨가제 1~2중량%가 포함하도록 혼합하고, 상기 경화제 배합단계(20)를 통해 형성한 혼합경화제 33~46중량%가 포함하도록 하여 형성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 방열시트의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서;
경화제 배합단계(20)를 통해 형성하는 혼합경화제는 폴리아민 45~65중량%와 촉진제 15~20중량%와 소포제 2~5중량%와 아민부가물 18~30중량%를 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 방열시트의 제조방법.
액상의 니트릴고무 변성에폭시수지 20~24중량%와 액상의 실리콘 변성에폭시수지 16~20중량%와 액상의 모노에폭시수지 9~11중량%와 평균입자가 10~30㎛인 분말의 전도체분말 8~10중량%와 혼합경화제 33~46중량%와 첨가제 1~2중량%가 포함하도록 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 방열시트.
제 4항에 있어서;
상기 혼합경화제는 폴리아민 45~65중량%와 촉진제 15~20중량%와 소포제 2~5중량%와 아민부가물 18~30중량%를 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 방열시트.
제 4항에 있어서;
상기 전도체분말은 엘이디 조명등에 따라 그라핀이나 은, 구리, 알루미늄 또는 이들을 각각 혼합한 혼합물로 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등용 방열시트.