KR101977125B1 - method for fabricating PCB using carbon-based materal for LED lighting - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a carbon-based printed circuit board for an LED lighting device, which directly radiates heat to the outside using a carbon material having excellent thermal conductivity and heat radiation, and applies the same to a lighting device to reduce the weight thereof and to be slim. The method of the present invention comprises the steps of: homogenizing carbon fillers including a graphite material, carbon nanotubes, and graphene by crushing and surface-treating the same, separately; drying, mixing, and stirring the homogenized carbon fillers; dispersing and freeze-drying the mixed and stirred carbon fillers; crushing the dried carbon fillers to form a carbon nano-composite powder; mixing an organic solvent of a surfactant, a dispersant, and a reducing agent with the carbon nano-composite powder, and dispersing the same with ultrasonic waves; stirring and drying the ultrasonic-dispersed carbon nano-composite powder; dissolving a polymer material in a solvent to mix the same; mixing the stirred and dried carbon nano-composite powder with the mixed polymer material to disperse the same; drying and crushing the dispersed carbon nano-composite powder and the polymer material to form a raw material of a compound or pellet type; and extruding, molding, and processing the raw material manufactured in the compound or pallet type to form a heat radiation plate which is a base of a printed circuit board.

Description

LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법{method for fabricating PCB using carbon-based materal for LED lighting}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon-based printed circuit board (PCB)

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로, 특히 방열 효과가 우수한 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting apparatus, and more particularly, to a method of manufacturing a carbon-based printed circuit board for an LED lighting apparatus having excellent heat radiation effect.

일반적으로 인쇄회로기판(printed circuit board)에는 IC(integrated circuit), TR(transistor), LED(light emitting diode) 등과 같은 다양한 전자 부품이 실장된다.2. Description of the Related Art Various electronic components such as an integrated circuit (IC), a transistor (TR), and a light emitting diode (LED) are mounted on a printed circuit board.

최근 전기 전자 기술 분야에서는 고효율, 고집적, 고기능, 경박단소화 등을 고려하여 전자 부품을 설계하고 있으며, 상기 인쇄회로기판에 요구되는 사항도 이러한 전자 산업 분야에서의 고속화 및 고밀도화와 밀접하게 연관되어 있다.Recently, in the field of electric and electronic technology, electronic components are designed in consideration of high efficiency, high integration, high performance, light weight and short life, and the requirements of the printed circuit board are also closely related to high speed and high density in the electronic industry .

상기 인쇄회로기판에 있어서 이와 같은 요구 사항들을 충족하기 위해서는 미세 회로화, 전기적 특성 향상, 고신뢰성, 고기능화 등 많은 제반 과제들을 해결하여야 한다.In order to meet such requirements in the printed circuit board, it is necessary to solve various problems such as fine circuitization, improvement of electrical characteristics, high reliability, and high functionality.

이러한 전자 산업 분야에서의 설계 경향에 따라 인쇄 회로 기판에 실장되는 전자 부품들은 많은 열을 발생하게 되며, 발생된 열을 효과적으로 방출할 수 있는 방안이 더욱 요구된다.In accordance with design trends in the electronics industry, electronic components mounted on a printed circuit board generate a lot of heat, and a method of effectively emitting generated heat is further required.

특히, 발열 소자가 실장된 인쇄회로기판에서 발생된 열이 효과적으로 방출되지 않으면, 인쇄회로기판의 온도를 상승시켜 실장된 발열 소자의 오작동 및 동작 불능을 야기할 뿐 아니라, 제품의 신뢰성을 저하시키게 된다.Particularly, if the heat generated from the printed circuit board on which the heat generating element is mounted is not effectively discharged, the temperature of the printed circuit board is increased to cause malfunction and inoperability of the mounted heat emitting element, .

예를 들어, LED 등과 같은 광소자는 특히 많은 열을 방출하게 되고, 발생된 열은 화면의 화질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 해상도가 높아지고 화면의 크기가 커질수록 열에 의한 영향은 더욱 커지게 되어, 방열, 열확산, 열분산, 열전달과 같은 열관련 문제를 효과적으로 해결하기 위한 연구가 계속되고 있다.For example, optical devices such as LEDs emit a lot of heat in particular, and the generated heat may have a large influence on the image quality of the screen. As the resolution increases and the screen size increases, the effect of heat becomes larger, and studies are continuing to effectively solve heat-related problems such as heat dissipation, thermal diffusion, heat dissipation, and heat transfer.

또한, LED 소자의 가장 큰 장점은 고효율에 의한 저전력 소자라는 점이며, 이로 인해 발휘되는 전기에너지 절감 및 사용수명 연장 등의 특징은 기존 일반조명등과 매우 차별화된 기술적 부분이라 할 수 있다.In addition, the major advantage of the LED device is that it is a low power device due to high efficiency. Therefore, characteristics such as reduction of electric energy and prolongation of service life can be said to be a technical part different from conventional general lighting.

이에, 최근에는 LED를 조명분야에 활용하는 것에 대한 관심이 늘고 있는 추세이며, 이는, 다수의 LED를 직렬 또는 병렬형태로 적절하게 연결한 구조로 이루어진다.In recent years, there is an increasing interest in utilizing LEDs in the field of lighting, and this is a structure in which a plurality of LEDs are properly connected in series or in parallel.

예를 들면, 전극패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB) 상부 면에 다수개의 LED 소자를 배열시키고, 그 배열된 LED 소자를 상기 전극패턴과 직렬 또는 병렬로 연결되도록 하여 각 LED 소자에서 발광이 이뤄지도록 한다.For example, a plurality of LED elements are arranged on a top surface of a printed circuit board (PCB) on which electrode patterns are formed, and the arranged LED elements are connected in series or in parallel with the electrode patterns, do.

그러나, 이와 같은 LED 조명장치의 단점은 열적 스트레스로 인한 특성 열화 및 고장의 원인이라 할 수 있다. 즉, LED를 동작시키기 위해 입력되는 전원이 높을수록 발생하는 열이 많아지기 때문에 고장 및 특성 열화가 발생하게 된다.However, a disadvantage of such an LED lighting device is the deterioration of characteristics and the failure due to thermal stress. That is, the higher the power input to operate the LED, the more heat is generated, so that the failure and the characteristic deterioration occur.

따라서, 기존의 LED 조명용 인쇄회로기판은 열전도성이 우수한 금속 물질을 이용한 히트 싱크(heat sink) 또는 슬러그와 같은 방열판을 장착하여 LED 발광에 의한 열적 스트레스를 해소하고자 하였으나, 이는 방열판을 구성하는 금속 물질의 한계성으로 인해 요구되는 방열 효율을 만족시키기 위해서는 방열판의 두께가 두꺼워지게 되므로, LED 조명장치가 무거워지고 동시에 그 크기가 증가하는 문제점이 발생한다.Accordingly, the conventional printed circuit board for LED lighting is intended to solve thermal stress caused by LED light emission by mounting a heat sink such as a heat sink or slug using a metal material having excellent thermal conductivity. However, The thickness of the heat sink is increased to satisfy the required heat dissipation efficiency due to the limitation of the size of the LED lighting device.

(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1294943호(Patent Document 1) Patent Registration No. 10-1294943

(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-1210419호(Patent Document 2) Patent Registration No. 10-1210419

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 열전도성 및 방열성이 우수한 탄소 재료를 이용하여 열을 외부로 직접 방출시킴과 함께 이를 조명장치에 적용하여 무게를 줄이면서 슬림화가 가능하도록 한 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems and to provide a lighting device capable of emitting light directly to the outside using a carbon material having excellent thermal conductivity and heat dissipation, And a method for manufacturing a carbon-based printed circuit board for a lighting device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법은 흑연재, 탄소나노튜브 및 그래핀을 각각 파쇄 및 표면 처리에 의해 균질화하는 단계; 상기 균질화된 흑연재, 탄소나노튜브 및 그래핀을 건조하고 혼합 교반하여 탄소 충진제를 형성하는 단계; 상기 혼합 교반된 탄소 충진제를 분산하고 액체질소에 의한 급랭 동결 건조하는 단계; 상기 건조된 탄소 충진제를 분쇄하여 탄소나노 복합분말을 형성하는 단계; 상기 탄소나노 복합분말에 계면 활성제, 분산제 및 환원제의 유기용제를 혼합하고 초음파 분산하는 단계; 상기 초음파 분산된 탄소나노 복합분말을 교반 및 건조하는 단계; 고분자 재료를 용매에 용해하여 혼합하는 단계; 상기 교반 건조된 탄소나노 복합분말과 혼합된 고분자 재료를 혼합하고 분산하는 단계; 상기 분산된 탄소나노 복합분말과 고분자 재료를 건조하고 분쇄하여 컴파운드 또는 펠렛 형태의 원재료를 형성하는 단계; 상기 컴파운드 또는 펠렛 형태로 제조된 원재료를 압출 성형 가공하여 인쇄회로기판의 베이스인 방열 플레이트를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 탄소나노 복합분말에 규산염을 주성분으로 하는 유리섬유를 추가하여 성형 가공하고, 상기 고분자 재료에 카본 블랙이 포함되고, 상기 카본 블랙 말단에 에틸렌디아민을 치환하여 말단의 아민기에 아크릴아마이드를 결합하고 오존 처리를 통해 표면 개질하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon-based printed circuit board, comprising: homogenizing a graphite sheet, carbon nanotube, and graphene by crushing and surface treatment; Drying and homogenizing the homogenized graphite, carbon nanotubes and graphene to form a carbon filler; Dispersing the mixed and stirred carbon filler and lyophilizing by freezing with liquid nitrogen; Pulverizing the dried carbon filler to form carbon nanocomposite powder; Mixing the carbon nanocomposite powder with an organic solvent such as a surfactant, a dispersant, and a reducing agent, and ultrasonic dispersion; Stirring and drying the ultrasound-dispersed carbon nanocomposite powder; Dissolving and mixing the polymer material in a solvent; Mixing and dispersing the polymer material mixed with the agitated and dried carbon nanocomposite powder; Drying and pulverizing the dispersed carbon nanocomposite powder and the polymer material to form a raw material in the form of a compound or a pellet; And forming a heat dissipation plate, which is a base of a printed circuit board, by extrusion-molding a raw material prepared in the compound or pellet form. The carbon nanocomposite powder is formed by addition of glass fiber containing silicate as a main component, Characterized in that carbon black is contained in the polymer material, ethylene diamine is substituted for the carbon black terminal, and acrylamide is bonded to the terminal amine group and the surface is modified through ozone treatment.

본 발명의 실시예에 의한 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The method for manufacturing a carbon-based printed circuit board for an LED lighting apparatus according to an embodiment of the present invention has the following effects.

첫째, 우수한 방열 성능을 갖는 탄소계 혼합재료를 이용하여 인쇄회로기판을 제작함으로써 탄소계 인쇄회로기판을 통해 직접적으로 열을 외부로 방출하여 방열성 및 열전도성을 향상시킬 수 있다.First, a printed circuit board is manufactured using a carbon-based mixed material having an excellent heat radiation performance, so that heat can be directly discharged to the outside through the carbon-based printed circuit board to improve heat radiation and thermal conductivity.

둘째, 균질한 입도 분포를 갖도록 조절된 탄소계 혼합재료를 이용하여 탄소계 인쇄회로기판을 성형 가공하여 형성함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.Second, productivity can be improved by forming and forming a carbon-based printed circuit board by using a carbon-based mixed material adjusted to have a uniform particle size distribution.

셋째, LED 조명장치의 제작시 탄소계 인쇄회로기판에 적용하여 별도의 방열판을 부착시킬 필요가 없어 방열 성능 및 열전도 성능을 향상시키면서 동시에 경량화 및 슬림화를 이룰 수 있다.Third, since it is not necessary to apply a separate heat sink to the carbon-based printed circuit board when manufacturing the LED lighting device, it is possible to improve the heat dissipation performance and the heat conduction performance while achieving weight reduction and slimness.

넷째, LED 조명장치의 방열을 위해 탄소계 인쇄회로기판을 제작함으로써 내식성이 우수하므로 장기간 사용에 따른 방열 성능의 저하가 없고 유지보수 관리비를 줄일 수 있다.Fourth, since the carbon-based printed circuit board is manufactured for the heat dissipation of the LED lighting device, the corrosion resistance is excellent, so there is no deterioration of the heat radiation performance according to long-term use, and the maintenance management cost can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 탄소계 방열 인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 탄소계 방열 인쇄회로기판을 이용한 LED 조명장치를 나타낸 개략적인 정면 및 배면 사시도
도 4는 도 2의 LED 조명장치를 분해한 분해 사시도
1 is a flowchart showing a manufacturing method of a carbon-based heat-radiating printed circuit board according to the present invention.
2 and 3 are schematic front and rear perspective views of an LED lighting apparatus using a carbon-based heat-dissipating printed circuit board according to the present invention.
Fig. 4 is an exploded perspective view of the LED lighting device of Fig. 2,

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법 및 이에 제조된 탄소계 인쇄회로기판 및 이를 적용한 LED 조명장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing a carbon-based printed circuit board according to an embodiment of the present invention, a carbon-based printed circuit board manufactured thereby, and an LED lighting apparatus using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced have.

도 1은 본 발명에 따른 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a carbon-based printed circuit board according to the present invention.

본 발명에 의한 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 흑연재, 탄소나노튜브, 그래핀 및 카본 파이버를 각각 파쇄 및 표면 처리에 의해 균질화한다(S110).In the method of manufacturing a carbon-based printed circuit board according to the present invention, graphite, carbon nanotubes, graphene and carbon fibers are homogenized by crushing and surface treatment, respectively, as shown in FIG. 1 (S110).

여기서, 상기 흑연재, 탄소나노튜브, 그래핀 및 카본 파이버를 각각 별도로 볼 밀링, 어트리션 밀링 또는 액화 질소를 이용하는 파쇄 공정을 통해 표면 처리하여 균질화한다.Here, the graphite, carbon nanotube, graphene, and carbon fiber are surface-treated and homogenized separately by ball milling, induction milling, or crushing process using liquefied nitrogen.

한편, 상기 흑연재는 인상흑연(crystalline graphite), 인조흑연(synthetic graphite), 토상흑연(amorphous graphite) 및 팽창흑연(expandable graphite) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진다.Meanwhile, the graphite material may be formed of any one or a combination of two or more of crystalline graphite, synthetic graphite, amorphous graphite, and expandable graphite.

상기 흑연재의 입자 크기는 2~20㎛로서, 입자 크기가 2㎛ 미만인 경우에는 파쇄 과정이 어렵고, 크기 감소에 따른 방열 성능의 변화가 미미하며, 20㎛를 초과하는 경우에는 성형품의 표면층에 수지의 비율이 높아져 방열 성능을 저하시키게 된다.The particle size of the graphite is 2 to 20 μm. When the particle size is less than 2 μm, the crushing process is difficult, and the change in the heat radiation performance is small as the size decreases. When the particle size is more than 20 μm, The heat radiation performance is degraded.

아울러, 상기 탄소나노튜브는 흑연재의 변형된 형태로 한 겹의 그래파이트가 튜브로 말려있는 형태의 단일벽 탄소나노튜브(Single-wall carbon nanotubes, SWCNT)와 여러 겹으로 구성된 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotubes, MWCNTs)로 구분할 수 있다.In addition, the carbon nanotubes may be formed of single-wall carbon nanotubes (SWCNTs) in which a graphite layer of a single layer is deformed in a deformed shape of a graphite material and multi-walled carbon nanotubes Multi-wall carbon nanotubes, and MWCNTs.

상기 그래핀은 탄소 원자로 만들어진 원자 크기의 벌집 형태 구조를 가진 소재로, 0.2㎚의 두께로 물리적 및 화학적 안정성이 매우 높으며, 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빠르다.The graphene is a material having a honeycomb structure having an atomic size made of carbon atoms. The thickness of the graphene is 0.2 nm. The physical and chemical stability is very high. The graphene is 100 times more electricity than copper, This is fast.

또한, 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 나타내는 다 이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높고, 빛을 대부분 통과시키므로 투명하고 신축 성도 매우 우수하다.In addition, strength is more than 200 times stronger than steel, more than twice as high as that of diamond, which has the highest thermal conductivity, and is transparent and stretchable because it passes most of the light.

아울러, 상기 탄소나노튜브 또는 그래핀의 입자 크기는 200㎚ 내지 1㎛인 것이 바람직하며, 그 입자 크기가 200㎚ 미만인 경우에는 응집이 일어나기 쉽고, 1㎛를 초과하는 경우에는 이미 응집이 일어난 상태로 균질한 분산이 어렵다.The particle size of the carbon nanotube or graphene is preferably 200 nm to 1 μm, and when the particle size is less than 200 nm, agglomeration tends to occur. When the particle size is larger than 1 μm, Homogeneous dispersion is difficult.

상기 카본 파이버는 10~20g/d의 강도 및 1.5~2.1의 비중을 가지면, 내열성, 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하고 해충에 대한 저항성이 크다. 가열과정에서 산소, 수소, 질소 등의 분자가 빠져나가 중량이 감소되므로 금속(알루미늄)보다 가볍고 반면에 금속(철)에 비해 탄성과 강도가 뛰어나다. 이런 특성으로 인해 스포츠용품(낚싯대, 골프채, 테니스 라켓), 항공우주산업(내열재, 항공기 동체), 자동차, 토목건축(경량재, 내장재), 전기전자, 통신(안테나), 환경산업(공기정화기, 정수기) 등 각 분야의 고성능 산업용 소재로 널리 이용된다.When the carbon fiber has a strength of 10 to 20 g / d and a specific gravity of 1.5 to 2.1, it has excellent heat resistance and impact resistance, is resistant to chemicals, and is highly resistant to pests. In the heating process, molecules such as oxygen, hydrogen, and nitrogen escape and lose weight, so they are lighter than metal (aluminum) while they are more elastic and stronger than metal (iron). These characteristics have made it possible to produce sports goods (fishing rods, golf clubs, tennis racquets), aerospace industries (heat-resistant materials, aircraft fuselages), automobiles, civil engineering constructions (lightweight materials, interior materials) , Water purifier) and so on.

이어서, 상기 밀링 및 표면처리에 의해 균질화된 흑연재, 탄소나노튜브, 그래핀 및 카본 파이버를 건조한다(S120). 이때 상기 건조 공정은 60~80℃의 온도에서 12~36시간 동안 건조 공정을 추가로 진행할 수 있다.Subsequently, the graphite, carbon nanotube, graphene and carbon fiber homogenized by the milling and surface treatment are dried (S120). At this time, the drying process may be further performed at a temperature of 60 to 80 ° C. for 12 to 36 hours.

이어서, 상기 건조된 충진 충진제들을 혼합 교반하여 탄소 충진제를 형성한다(S130).Subsequently, the dried fillers are mixed and stirred to form a carbon filler (S130).

여기서, 상기 혼합 교반은 건조된 흑연재, 탄소나노튜브, 그래핀 및 카본 파이버를 진공교반기에 넣고 혼합 교반한다. 이는 흑연재, 탄소나노튜브, 그래핀 및 카본 파이버가 진공교반기를 통해 상호 혼합 교반함으로 탄소 충진제가 균일하게 혼합된다.Here, in the mixing and stirring, the dried graphite, carbon nanotube, graphene and carbon fiber are put into a vacuum stirrer and mixed and stirred. This is because the graphite, carbon nanotubes, graphene and carbon fibers are mixed and stirred through a vacuum stirrer to uniformly mix the carbon filler.

한편, 상기 진공교반기에서 혼합되는 탄소 충진제 중 흑연재는 97 중량%, 탄소나노튜브는 2 중량%, 그래핀은 1 중량%로 혼합되어 소재간 결합 및 분산성, 안정성, 표면 개질, 상용성 개선으로 높은 열 방사율을 가질 수 있다.On the other hand, among the carbon fillers mixed in the vacuum stirrer, the graphite was mixed with 97 wt% of carbon black, 2 wt% of carbon nanotubes and 1 wt% of graphene to improve bonding, dispersibility, stability, surface modification and compatibility Can have a high heat emissivity.

여기서, 상기 진공교반기는 진공도 약 10-1 torr, 온도 80~120℃, 교반 속도 100~120rpm의 질소 분위기하에서 40~100분 동안 이루어질 수 있다.Here, the vacuum stirrer may be performed under a nitrogen atmosphere at a vacuum degree of about 10 -1 torr, a temperature of 80 to 120 ° C, and a stirring rate of 100 to 120 rpm for 40 to 100 minutes.

이어서, 상기 혼합 교반된 탄소 충진제를 분산한다(S140). 즉, 상기 진공교반기에 의해 상호 혼합된 탄소충진제에 용매를 첨가하여 상호 균일하게 혼합 분산한다.Subsequently, the mixed and stirred carbon filler is dispersed (S140). That is, a solvent is added to the carbon filler mixed with each other by the vacuum stirrer, and the mixture is homogeneously mixed and dispersed.

이때 상기 탄소 충진제의 분산 공정에 사용되는 용매는 증류수, 알코올, 디메틸포름아마이드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK), 폴리올 및 스티렌 중 어느 하나 또는 그 이상을 혼합하여 사용한다. 한편, 상기 용매는 침전성, 장기성, 소재 단가, 제조 환경 등 다양한 공정 조건을 고려하여 적합하게 선택될 수 있다.At this time, the solvent used in the dispersion process of the carbon filler is a mixture of distilled water, alcohol, dimethylformamide (DMF), methyl ethyl ketone (MEK), polyol and styrene. Meanwhile, the solvent can be suitably selected in consideration of various process conditions such as sedimentation property, long-term property, unit cost, manufacturing environment, and the like.

이어서, 상기 균일하게 분산된 탄소 충진제를 동결 건조한다(S150). 여기서, 상기 탄소 충진제의 동결 건조는 액체질소에 의한 급랭 동결 건조하는데, 이때, 영하 170℃ 이하의 초저온 액화질소로 급속 동결하여 건조한다.Subsequently, the uniformly dispersed carbon filler is freeze-dried (S150). Here, lyophilization of the carbon filler is performed by freeze-drying by rapid cooling with liquid nitrogen. At this time, it is rapidly freeze-dried with ultra-low temperature liquefied nitrogen below 170 ° C.

이어서, 상기 건조된 탄소 충진제를 분쇄하여 탄소나노 복합분말을 형성한다(S160). 이때 상기 탄소나노 복합분말의 분쇄 공정은 나노 기술을 적용하여 평균 150㎚까지 초미세하게 분쇄한다.Subsequently, the dried carbon filler is pulverized to form a carbon nanocomposite powder (S160). At this time, the carbon nanocomposite powder is pulverized to an average of 150 nm by nanotechnology.

즉, 상기 분쇄 공정은 원하는 입자 크기 및 균질한 분포를 얻을 수 있는 다양한 건식 분쇄 또는 동결 분쇄 방법, 예를 들면, 볼 밀링, 어트리션 밀링, 또는 액화 질소를 이용하는 분쇄 방법 등이 적합하게 선택될 수 있다.That is, the pulverizing step may be suitably selected from a variety of dry pulverizing or freezing pulverizing methods, such as ball milling, attrition milling, or pulverizing method using liquefied nitrogen, in order to obtain a desired particle size and a homogeneous distribution .

이어서, 상기 탄소나노 복합분말에 계면 활성제, 분산제 및 환원제의 유기용제를 혼합하고 초음파 분산을 실시한다(S170). 여기서, 상기 유기용제는 이후에 진행된 탄소나노 복합분말의 용액상 분산을 위해 실시하고 있다.Subsequently, an organic solvent such as a surfactant, a dispersant, and a reducing agent is mixed with the carbon nanocomposite powder and subjected to ultrasonic dispersion (S170). Here, the organic solvent is used for solution-phase dispersion of the carbon nanocomposite powder to be subsequently conducted.

여기서, 상기 계면 활성제는 입자 표면을 코팅처리하기 위해 첨가되고, 상기 분산제는 입자분포 및 크기를 조절하기 위해 첨가되며, 상기 환원제는 분산성을 향상시키기 위해 첨가된다.Here, the surfactant is added to coat the surface of the particles, and the dispersant is added to adjust the particle distribution and size, and the reducing agent is added to improve the dispersibility.

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이어서, 상기 초음파 분산된 탄소나노 복합분말을 교반 및 건조한다(S180). 이때 상기 교반 및 건조는 교반기에서 25~300℃ 온도로 진행한다. 여기서, 상기 건조 온도는 용매 및 기타 첨가제의 끓는점을 고려하여 설정될 수 있으며, 25~300℃, 구체적으로 용매의 기화 온도 이상에서 300℃의 범위일 수 있으며, 온도가 높을수록 건조속도가 증가하므로 생산성이 향상될 수 있다.Subsequently, the ultrasound-dispersed carbon nanocomposite powder is stirred and dried (S180). At this time, the stirring and drying are continued at a temperature of 25 to 300 ° C in an agitator. Here, the drying temperature may be set in consideration of the boiling point of the solvent and other additives, and may range from 25 to 300 ° C, specifically from the vaporization temperature of the solvent to 300 ° C. Productivity can be improved.

한편, 상기 용액에 의해 초음파 분산된 탄소나노 복합분말을 교반기에 넣어 교반함과 더불어 상온에서 서서히 건조함으로써 탄소나노 복합분말의 분산효과를 극대화할 수 있다.Meanwhile, the carbon nanocomposite powder ultrasonically dispersed by the solution is stirred in a stirrer, and slowly dried at room temperature, thereby maximizing the dispersion effect of the carbon nanocomposite powder.

이어서, 고분자 재료를 용매에 용해하여 혼합한다(S190). 여기서, 상기 고분자 재료는 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), PA66(homopolyamide based on hexamethylenediamine and adipic acid), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리 비닐 부티랄(PVB) 및 폴리 에테르 케톤(PEK)으로 이루어진 군으로부터 1종 또는 2종 이상을 사용하고, 상기 고분자 재료의 열적 특성(열가소성, 열경화성)에 따라 경화제 및 분산 안정제를 추가로 혼합하여 사용할 수 있다.Subsequently, the polymer material is dissolved in a solvent and mixed (S190). The polymeric material may be selected from the group consisting of polycarbonate (PC), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), homopolyamide based on hexamethylenediamine and adipic acid PA66, polypropylene (PP) (PMMA), ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB), and polyether ketone (PEK) Depending on the properties (thermoplasticity, thermosetting property), a curing agent and a dispersion stabilizer may be further mixed and used.

이때 상기 고분자 재료는 탄소계 인쇄회로기판의 제조시 베이스가 되는 방열 플레이트의 압출 또는 사출 성형을 위해 가공성 및 경제성을 갖는 것으로, 열전도도가 우수한 탄소나노 복합분말과 혼합되어 방열 특성이 우수한 방열 플레이트를 형성할 수가 있다.At this time, the polymer material has processability and economy for extrusion or injection molding of a heat dissipation plate as a base in the production of a carbon-based printed circuit board. The polymer material is mixed with the carbon nanocomposite powder having excellent thermal conductivity to provide a heat dissipation plate Can be formed.

이와 같은 고분자 재료는 방열 플레이트의 제조시 사출 성형을 위한 용이한 가공성 및 경제성을 갖는 것으로, 열전도도가 우수한 탄소계 혼합재료와 혼합되어 방열 특성을 갖는 성형 구조체를 형성할 수 있다.Such a polymer material has an easy processability and economic efficiency for injection molding in the production of a heat dissipation plate, and can be mixed with a carbon-based mixed material having excellent thermal conductivity to form a molding structure having heat radiation characteristics.

여기서, 상기 고분자 재료에 카본 블랙을 혼합하여 고분자 재료의 물성 및 가공성과 더불어 성능을 향상시킬 수가 있는데, 상기 카본 블랙은 카본 블랙 DC 2500G 50g을 60% 질산 500㎖, 95% 황산 200㎖ 용액에 서서히 첨가한 후, 반응액을 110℃로 승온하여 24시간 동안 가열 교반한 후 반응액을 상온으로 냉각하고 10% NaOH 용액 300㎖에 반응액을 서서히 적하여 1시간동안 교반한다. 이로 인하여 석출된 고체를 여과, 수세, 건조하여 82% 수율을 갖는 카본 블랙의 고체를 얻는다. 이후 상기 카본 블랙의 화학적 아민 표면 개질을 통한 산화포텐셜이 향상을 위해 카본 블랙의 말단에 에틸렌디아민을 치환하여 말단기의 아민기에 아크릴아마이드를 결합한다.The carbon black may be prepared by gradually mixing 50 g of carbon black DC 2500G with 500 ml of 60% nitric acid and 200 ml of 95% sulfuric acid by mixing the carbon black with the polymer material, thereby improving the physical properties and workability of the polymer material. After the addition, the temperature of the reaction solution was elevated to 110 DEG C, and the mixture was heated and stirred for 24 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was gradually added to 300 mL of 10% NaOH solution and stirred for 1 hour. As a result, the precipitated solid is filtered, washed with water and dried to obtain a carbon black having a yield of 82%. Then, in order to improve the oxidation potential through chemical amine surface modification of the carbon black, ethylenediamine is substituted at the terminal of the carbon black to bond the acrylamide to the amine group of the terminal group.

상기 카본 블랙은 물리적 즉 오존 처리를 통해 카르복실 표면 개질을 통한 산화포텐셜을 향상시킬 수가 있다. 이로 인하여 카본 블랙의 표면 산소 함량이 증가 및 pH 변화에 따른 전도성 및 열방사율이 향상되고 표면 개질을 통해 pH 3이하의 카본 블랙을 형성할 수 있다.The carbon black can improve the oxidation potential through the physical modification of the carboxyl surface through ozone treatment. This increases the surface oxygen content of the carbon black and improves the conductivity and thermal emissivity as a function of the pH change, and forms a carbon black having a pH of 3 or less through surface modification.

이어서, 상기 교반 건조된 탄소나노 복합분말과 혼합된 고분자 재료를 혼합하고 분산한다(S200). 여기서 상기 탄소나노 복합분말 20~60 중량%와 고분자 재료 40~80 중량%를 각각 적량 토출장치로 공급하여 혼합한다. Next, the polymer material mixed with the carbon nanocomposite powder is stirred and dispersed (S200). 20 to 60% by weight of the carbon nanocomposite powder and 40 to 80% by weight of the polymer material are respectively supplied and mixed in an appropriate amount discharge device.

여기서, 상기 탄소나노 복합분말의 함량이 60 중량%를 초과하는 경우에는 펠릿 형태로 제조하기가 어려우며 성형된 구조체의 기계적 성질이 저하될 수 있어 성형 구조체로 부적합하며, 20 중량% 미만인 경우에는 방열 성능이 미미하므로 방열구조체로서의 효과를 얻을 수 없다.When the content of the carbon nanocomposite powder is more than 60% by weight, it is difficult to produce the carbon nanocomposite powder in the form of pellets and the mechanical properties of the molded structure may be deteriorated, which is unsuitable as a molding structure. The effect as a heat radiation structure can not be obtained.

또한, 상기 탄소나노 복합분말과 고분자 재료는 공자전 혼합기를 사용하여 혼합한다.Also, the carbon nanocomposite powder and the polymer material are mixed using a pre-confinement mixer.

이때 상기 탄소나노 복합분말과 고분자 재료의 분산 공정은 상기 탄소나노 복합분말과 상호 혼합되는 고분자 재료가 용매에 의해 용해되며, 용해된 고분자 재료의 열적 특성을 고려하여 경화제 또는 분산 안정제를 첨가하여 용해된 고분자 재료와 탄소나노 복합분말이 공자전 혼합기에서 혼합된다.At this time, in the process of dispersing the carbon nanocomposite powder and the polymer material, the polymer material that is intermixed with the carbon nanocomposite powder is dissolved by the solvent, and the curing agent or the dispersion stabilizer is added in consideration of the thermal characteristics of the dissolved polymer material, The polymer material and the carbon nanocomposite powder are mixed in a pre-confinement mixer.

한편, 상기 탄소나노 복합분말과 고분자 재료가 균일하게 분산되었는지를 확인하기 위하여 점도 및 특성을 검사하는 공정을 추가로 진행할 수 있다.Meanwhile, in order to confirm whether or not the carbon nanocomposite powder and the polymer material are uniformly dispersed, a process of checking viscosity and characteristics may be further performed.

이어서, 상기 분산 건조된 탄소나노 복합분말과 고분자 재료를 건조하고 분쇄하여 컴파운드 형태 또는 건조 분쇄 압출 성형하여 펠렛 형태로 제조하여 인쇄회로기판용 베이스로 사용되는 원재료를 제조한다(S210).Then, the carbon nanocomposite powder and the polymer material are dried and pulverized, and the carbon nanocomposite powder and the polymer material are formed into a pellet form by compound or dry-milling extrusion molding to produce a raw material used as a base for a printed circuit board (S210).

한편, 상기 탄소나노 복합분말과 고분자 재료에 경화제 또는 분산 안정제를 첨가하여 컴파운드 또는 펠렛 형태로 방열 플레이트의 원재료를 제조하는데, 이때 규산염을 주성분으로 하는 유리섬유를 고분자 재료와 함께 추가하여 진행할 수 있다. 상기 규산염의 함량은 5~20 중량%을 사용할 수 있다. 이때 상기 규산염의 함량이 20 중량%을 초과하면 농도가 높아 점도 상승으로 인해 펠렛 형성이 어렵고 5 중량%보다 낮으면 역시 펠렛 형성이 어려워서 내화성 개선에 효과적이지 못하다.Meanwhile, the carbon nanocomposite powder and the polymer material may be prepared by adding a curing agent or a dispersion stabilizer to the raw material of the heat dissipation plate in the form of a compound or a pellet. In this case, the glass fiber containing silicate as a main component may be added together with the polymer material. The content of the silicate may be 5 to 20% by weight. If the content of the silicate exceeds 20 wt%, the pellet is difficult to form due to the high viscosity and the pellet is difficult to form if it is lower than 5 wt%, which is not effective in improving the fire resistance.

여기서, 상기 규산염은 규산칼륨, 규산나트륨, 산화규소, 질화규소 및 탄화규소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용한다.Here, the silicate is one or more selected from the group consisting of potassium silicate, sodium silicate, silicon oxide, silicon nitride, and silicon carbide.

그리고 상기 컴파운드 또는 펠렛 형태로 제조된 원재료를 압출 성형 가공하여 인쇄회로기판의 베이스인 방열 플레이트를 형성한다(S220). 이때 상기 압출 성형 가공 공정은 압출기의 실린더 온도를 260~320℃로 유지한 상태에서 스크류의 회전에 의해 공급된 소재를 수송, 용융, 압출, 균질한 계량 및 압력으로 진행한다.Then, a raw material manufactured in the compound or pellet form is extruded and formed to form a heat radiation plate, which is the base of the printed circuit board (S220). At this time, in the extrusion molding process, the material fed by the rotation of the screw is transported, melted, extruded, and homogenously metered and pressurized while maintaining the cylinder temperature of the extruder at 260 to 320 ° C.

상기 압출 성형을 통해 형성된 탄소계 방열 플레이트를 진공 냉각기에 삽입하여 냉각하고, 상기 방열 플레이트를 원하는 규격에 따라 압착 인출 또는 컷팅을 통해 원하는 사이즈로 형성한다.The carbon-based heat dissipation plate formed through the extrusion molding is inserted into a vacuum cooler and cooled, and the heat dissipation plate is formed into a desired size through a compression drawing or cutting according to a desired standard.

여기서, 상기 냉각 공정은 방열 플레이트의 두께 등 정확한 규격을 얻기 위해 싸이징 금형의 형상에서 일정한 인장 및 진공에 의해 형태를 갖추고 변형이 일어나지 않도록 진공 냉각기에서 진행한다.Here, the cooling step is performed in a vacuum cooler so as to prevent the deformation from occurring due to the shape and shape of the squeezing mold by a predetermined tension and vacuum in order to obtain accurate specifications such as the thickness of the heat dissipating plate.

또한, 상기 진공 냉각기를 통해 냉각된 방열 플레이트를 원하는 두께의 규격을 얻기 위해 롤링을 하고 일정한 속도로 인출하여 치수 절단을 진행한 후 검사 공정을 추가로 진행한다.In order to obtain a desired thickness of the heat dissipating plate cooled through the vacuum cooler, rolling is carried out, and the cut is performed at a constant speed to perform the inspection process further.

따라서 본 발명에 의해 제조된 탄소계 방열 플레이트는 폴리아미드에 함침되는 흑연재, 탄소나노튜브, 그래핀의 탄소 충진제들과 규산화합물을 각각 균질한 입도 분포를 갖도록 조절 혼합하여 제조함으로써 우수한 방열 성능을 갖는 인쇄회로기판에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조되는 탄소계 인쇄회로기판에 사용되는 방열 플레이트는 일반적인 금속 인쇄회로기판보다 현저하게 가벼운 중량을 가지므로, 전도 및 방열 성능을 향상시키면서도 슬림화, 경량화될 수 있어, 각종 LED 조명장치에 더욱 광범위하게 적용될 수 있다.Accordingly, the carbon-based heat dissipation plate manufactured according to the present invention is manufactured by mixing carbon black fillers and silicate compounds of graphite, carbon nanotubes, and graphene impregnated with polyamide with a uniform particle size distribution, The present invention can be applied to a printed circuit board having a printed circuit board. In addition, since the heat dissipation plate used in the carbon-based printed circuit board manufactured by the present invention has a significantly lighter weight than a general metal printed circuit board, it can be made slim and lightweight while improving conduction and heat radiation performance, And can be applied to devices more widely.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 탄소계 인쇄회로기판을 이용한 LED 조명장치를 나타낸 개략적인 정면 및 배면 사시도이고, 도 4는 2의 LED 조명장치를 분해한 분해 사시도이다.FIGS. 2 and 3 are a front view and a rear perspective view schematically showing an LED lighting apparatus using a carbon-based printed circuit board according to the present invention, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the LED lighting apparatus of FIG.

본 발명에 의한 탄소계 인쇄회로기판을 이용한 LED 조명장치(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부가 개구되고 내부 공간(111)을 갖는 본체 케이스(110)와, 상기 본체 케이스(110)의 저면에 다수의 LED 소자(121)가 일정한 간격으로 실장된 탄소계 PCB 기판(200)과, 상기 탄소계 PCB 기판(200)을 내부에 장착하고 실내 천장에 결합되는 본체 케이스(110)와, 상기 본체 케이스(110)에 결합되는 확산판(130)과, 상기 본체 케이스(110)에 확산판(130)을 고정시키는 고정프레임(140)과, 상기 본체 케이스(110)의 배면에 구성되어 상기 LED 소자(121)에 공급되는 전류를 변환하는 컨버터(150)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 2 to 4, the LED lighting apparatus 100 using the carbon-based printed circuit board according to the present invention includes a main body case 110 having an upper opening and an inner space 111, A carbon-based PCB 200 having a plurality of LED elements 121 mounted on a bottom surface of the body 110 at predetermined intervals, a body case 110 A diffusion plate 130 coupled to the body case 110, a fixing frame 140 for fixing the diffusion plate 130 to the body case 110, And a converter 150 configured to convert a current supplied to the LED element 121.

한편, 본 발명의 실시예에서 LED 조명장치(100)로서 직사각형의 면조명장치를 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 정사각형, 삼각형 이상의 다각형 형상과, 원형 또는 타원형의 형상으로 형성될 수 있으며, 사이즈 또한 장착 부분의 여러가지 조건을 고려하여 더 크거나 작게 형성할 수 있고, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다.However, the present invention is not limited thereto. The LED lighting apparatus 100 may be formed into a square, triangular or more polygonal shape, a circular or elliptical shape, and a size It can be formed larger or smaller in consideration of various conditions of the mounting portion, and the scope of right of the present invention is not limited thereto.

상기 LED 소자(121)는 복수개의 LED 소자(121)가 설정된 패턴으로 피씨비(PCB) 기판(122) 상에 구비되고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 발광다이오드 중에서 적어도 하나 또는 복수의 발광다이오드를 혼합하여 사용할 수 있다.The LED element 121 is provided on a PCB substrate 122 in a pattern in which a plurality of LED elements 121 are arranged in a predetermined pattern and the red, green, At least one or a plurality of light emitting diodes may be mixed and used.

상기 본체 케이스(110)는 실내 천장에 고정되며, 경우에 따라서는 측벽이나 바닥면에 설치될 수도 있다. 상기 본체 케이스는 일 단면이 대략 'ㄴ' 또는 'ㄷ'자 형상으로 형성되며, 배면 또는 측면은 방열 효과를 극대화시키기 위해 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The main body case 110 is fixed to the ceiling of the room, and may be installed on the side wall or the floor in some cases. It is preferable that the body case is formed in a substantially 'C' shape or a 'C' shape on one end face, and the back face or the side face is made of a metal material in order to maximize the heat radiating effect.

또한, 상기 본체 케이스(110)의 내부 표면은 은(Ag), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 알루미늄(Al), PET 등과 같이 반사효율이 우수한 재질로 백색 코팅되는 것이 바람직하다.The inner surface of the body case 110 may be coated with a white material such as silver (Ag), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum .

그리고 본 발명은 상기 본체 케이스(110)의 측면 및 배면을 관통하도록 루버 타입 구조를 갖는 복수개의 통기공을 형성하여 밀폐된 내부에서 발생된 열을 상기 통기공을 통해 외부로 신속하게 배출하여 방열 효과를 극대화시킬 수 있다.In the present invention, a plurality of ventilation holes having a louver-type structure are formed to penetrate through the side surface and the back surface of the main body case 110, so that the heat generated in the hermetically sealed interior is rapidly discharged to the outside through the ventilation holes, Can be maximized.

이때 상기 본체 케이스(110)는 고정면에 패스너로 직접 고정되거나, 또는 별도의 고정수단(미도시)을 이용하여 탈착 가능하도록 결합될 수도 있다.At this time, the main body case 110 may be directly fixed to the fixing surface by a fastener or may be detachably attached using a separate fixing means (not shown).

상기 본체 케이스(110)의 하측에는 상기 고정프레임(140)이 결합된다. 상기 고정프레임(140)은 상기 본체 케이스(110)의 모서리 부분의 형상에 대응하도록 형성되고, 상기 모서리 부분을 따라서 탈착 가능하도록 결합된다.The fixed frame 140 is coupled to the lower side of the main body case 110. The fixed frame 140 is formed to correspond to the shape of the corner portion of the main body case 110, and is detachably coupled along the corner portion.

그리고 상기 확산판(130)은 상기 고정프레임(140)과 본체 케이스(110) 사이에 개재되어 상기 고정프레임(140)과 본체 케이스(110)가 결합되면서 동시에 상기 고정프레임(140)의 중앙 부분을 커버하도록 결합된다.The diffusion plate 130 is interposed between the fixed frame 140 and the main body case 110 so that the fixed frame 140 and the main body case 110 are coupled to each other, Respectively.

상기 확산판(130)은 상기 고정프레임(140)이 본체 케이스(110) 상에 고정되면서 동시에 결합될 수도 있고, 이와 다른 실시예로 상기 본체 케이스(110) 또는 고정프레임(140) 상에 별도의 슬라이딩홈을 형성하여 상기 확산판(130)이 슬라이딩 결합되도록 구성할 수도 있다.The diffusion plate 130 may be fixed at the same time while the fixing frame 140 is fixed on the main body case 110 and may be coupled to the main body case 110 or the fixing frame 140 And the diffusion plate 130 may be slidingly coupled by forming a sliding groove.

상기 확산판(130)은 투명 또는 반투명 재질로 이루어지며, 각각의 LED 소자(121)로부터 조사되는 광원의 투과량에 따라서 투명 또는 반투명의 정도를 보정하여 장착될 수 있다.The diffusion plate 130 is made of a transparent or translucent material and can be mounted with the degree of transparency or translucency corrected according to the amount of light transmitted from each LED element 121.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명장치에서는 면조명과 다운다이트 조명에 관해서만 실시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 방열이 필요한 모든 LED 조명장치에 탄소계 방열 플레이트를 적용할 수가 있다. 예를 들면, 5W, 10W, 20W, 25W, 30W, 50W, 70W, 100W, 125W, 180W, 200W의 형광등, 가로등, 터널등, 보안등, 투광등에 적용하여 사용할 수가 있다.In the LED lighting apparatus according to the embodiment of the present invention, only the surface illumination and the down-down illumination are performed. However, the present invention is not limited thereto, and the carbon-based heat dissipation plate can be applied to all the LED illumination apparatuses requiring heat dissipation. For example, it can be applied to a floodlight of 5W, 10W, 20W, 25W, 30W, 50W, 70W, 100W, 125W, 180W and 200W fluorescent lamps,

한편, 이상에서 설명한 것은 본 발명의 인쇄회로기판용 탄소계 방열 플레이트와 그 제조방법 및 이를 적용한 LED 조명장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

100 : LED 조명장치 200 : 탄소계 인쇄회로기판100: LED lighting device 200: carbon-based printed circuit board

Claims (13)

흑연재, 탄소나노튜브 및 그래핀을 각각 파쇄 및 표면 처리에 의해 균질화하는 단계;
상기 균질화된 흑연재, 탄소나노튜브 및 그래핀을 건조하고 혼합 교반하여 탄소 충진제를 형성하는 단계;
상기 혼합 교반된 탄소 충진제를 분산하고 액체질소에 의한 급랭 동결 건조하는 단계;
상기 건조된 탄소 충진제를 분쇄하여 탄소나노 복합분말을 형성하는 단계;
상기 탄소나노 복합분말에 계면 활성제, 분산제 및 환원제의 유기용제를 혼합하고 초음파 분산하는 단계;
상기 초음파 분산된 탄소나노 복합분말을 교반 및 건조하는 단계;
고분자 재료를 용매에 용해하여 혼합하는 단계;
상기 교반 건조된 탄소나노 복합분말과 혼합된 고분자 재료를 혼합하고 분산하는 단계;
상기 분산된 탄소나노 복합분말과 고분자 재료를 건조하고 분쇄하여 컴파운드 또는 펠렛 형태의 원재료를 형성하는 단계;
상기 컴파운드 또는 펠렛 형태로 제조된 원재료를 압출 성형 가공하여 인쇄회로기판의 베이스인 방열 플레이트를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 탄소나노 복합분말에 규산염을 주성분으로 하는 유리섬유를 추가하여 성형 가공하고,
상기 고분자 재료에 카본 블랙이 포함되고, 상기 카본 블랙 말단에 에틸렌디아민을 치환하여 말단의 아민기에 아크릴아마이드를 결합하고 오존 처리를 통해 표면 개질하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법.
Homogenizing the graphite, carbon nanotube and graphene by crushing and surface treatment, respectively;
Drying and homogenizing the homogenized graphite, carbon nanotubes and graphene to form a carbon filler;
Dispersing the mixed and stirred carbon filler and lyophilizing by freezing with liquid nitrogen;
Pulverizing the dried carbon filler to form carbon nanocomposite powder;
Mixing the carbon nanocomposite powder with an organic solvent such as a surfactant, a dispersant, and a reducing agent, and ultrasonic dispersion;
Stirring and drying the ultrasound-dispersed carbon nanocomposite powder;
Dissolving and mixing the polymer material in a solvent;
Mixing and dispersing the polymer material mixed with the agitated and dried carbon nanocomposite powder;
Drying and pulverizing the dispersed carbon nanocomposite powder and the polymer material to form a raw material in the form of a compound or a pellet;
Forming a heat dissipation plate which is a base of the printed circuit board by extrusion-molding the raw material manufactured in the compound or pellet form,
The carbon nanocomposite powder is further subjected to a forming process by adding a glass fiber containing a silicate as a main component,
The carbon-based printed circuit board for LED lighting device according to claim 1, wherein the polymer material comprises carbon black, the carbon black terminal is substituted with ethylenediamine, acrylamides are bonded to the terminal amine groups and the surface is modified through ozone treatment Gt;
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 흑연재, 탄소나노튜브 및 그래핀의 혼합 교반은 진공 교반기에서 진행하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법.The method according to claim 1, wherein mixing and stirring the graphite material, carbon nanotube, and graphene are performed in a vacuum stirrer. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 규산염은 규산칼륨, 규산나트륨, 산화규소, 질화규소 및 탄화규소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법.The carbon-based printed circuit board for LED lighting device according to claim 1, wherein the silicate is one or more selected from the group consisting of potassium silicate, sodium silicate, silicon oxide, silicon nitride, and silicon carbide. Gt; 제 1 항에 있어서, 상기 흑연재는 인상흑연, 인조흑연, 토상흑연 및 팽창흑연 중 어느 하나 또는 둘 이상의 흑연재를 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법.The method of manufacturing a carbon-based printed circuit board for LED lighting device according to claim 1, wherein the graphite material is one or more of graphite, graphite, artificial graphite, graphite and expanded graphite. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노 복합분말과 고분자 재료는 공자전 혼합기를 사용하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 탄소계 인쇄회로기판의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the carbon nanocomposite powder and the polymer material are mixed using a pre-emitter mixer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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