KR20110112704A - 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구 - Google Patents

방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구 Download PDF

Info

Publication number
KR20110112704A
KR20110112704A KR1020100031977A KR20100031977A KR20110112704A KR 20110112704 A KR20110112704 A KR 20110112704A KR 1020100031977 A KR1020100031977 A KR 1020100031977A KR 20100031977 A KR20100031977 A KR 20100031977A KR 20110112704 A KR20110112704 A KR 20110112704A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat dissipation
heat
coating layer
dissipation structure
conductive material
Prior art date
Application number
KR1020100031977A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101162314B1 (ko
Inventor
신성철
한봉기
한만수
김준규
Original Assignee
주식회사 태평양기술
한봉기
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 태평양기술, 한봉기 filed Critical 주식회사 태평양기술
Priority to KR1020100031977A priority Critical patent/KR101162314B1/ko
Publication of KR20110112704A publication Critical patent/KR20110112704A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101162314B1 publication Critical patent/KR101162314B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/87—Organic material, e.g. filled polymer composites; Thermo-conductive additives or coatings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S362/00—Illumination
    • Y10S362/80—Light emitting diode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 고효율의 열 전도도 및 고강도를 유지하면서 경량화시키고, 다양한 디자인으로 제작이 가능한 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구에 관한 것으로서, 특히 본 발명에 따른 방열유닛은 광원에서 발생되는 열을 방출시키는 방열유닛으로서, 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 상기 광원이 설치되는 소정의 형상으로 제작되는 방열구조체와; 상기 방열구조체의 표면에 열전도성 물질이 포함된 재료로 코팅되는 열전도층을 포함한다.

Description

방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구{Heat sink unit and Manufacturing method of heat sink unit and Lighting device using thereof}
본 발명은 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고효율의 열 전도도 및 고강도를 유지하면서 경량화시키고, 다양한 디자인으로 제작이 가능한 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구에 관한 것이다.
종래에 조명을 위해 사용되는 일반적인 광원으로는 형광등, 백열등, 할로겐등, 메탈 네온등 등이 있으며, 이들 광원들은 대부분이 유리관 안에 가스를 주입하여 사용하는 가스 방전관 구성으로 이루어진다.
종래의 전구와 같은 광원의 경우 유리관의 소손으로 인한 가스 유출시 대기 오염의 원인이 될 수 있고, 휘도를 밝게 하고자 할 시에는 그에 따른 소비 전력이 상승하게 되며, 그에 알맞은 전력선 공사 등을 행해야 하므로 시설비용과 유지 관리비용이 과도하게 요구되는 등의 문제점이 있었다.
그래서 이러한 문제점을 해소할 대안으로 근래에는 소비전력이 낮은 LED를 이용한 조명기구의 개발이 제안되고 있는데, LED 조명기구의 경우, 길어진 수명과 함께 강렬한 발광이 가능하고, 전력소모가 매우 적어 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있으나, LED에서 발생되는 고열을 방출시키지 못하는 경우 LED의 수명을 단축시키는 동시에 LED의 휘도, 조도가 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, LED를 광원으로 사용하기 위해서는 LED의 발광시 발생되는 고열을 효과적으로 방출시키는 기술을 해결해야 하는 새로운 문제가 발생되었다.
이에 따라 일반적으로는 LED에서 발생되는 고열을 대기와 접촉시켜 방출시키는 공냉식 히트싱크를 제작하여 히트싱크를 대기 중에 노출되도록 설치하는 방법이 제안되었으며, LED의 출력(소비전력)이 높아질수록 그에 대응하여 히트싱크의 열방출 효율을 향상시켜야 하는데, 그 방법으로는 히트싱크의 부피를 늘려 대기와의 접촉 면적을 증가시키는 것이었다. 하지만, 히트싱크의 부피가 늘어남에 따라 히트싱크의 무게가 무거워지는 문제점이 발생하였고, 더불어 다양한 형상으로 제작하기 어려운 문제점이 있었다.
그리고, LED에서 발생되는 열이 히트싱크로 전달되어 대기중으로 방출되는 경우에 열은 먼저 히트싱크로 전달되고, 히트싱크의 온도가 올라가서 대기와의 온도차가 발생되었을 때 히티싱크의 열이 대기중으로 방출되는 현상이 이루어진다. 그렇기 때문에 종래 알루미늄 계열의 히트싱크는 히트싱크의 부피가 커질수록 열전도가 느려져서 열전도 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시형태는 광원에서 발생되는 열을 효과적으로 방출하면서도 고강도를 유지하고, 무게가 가벼우며, 다양한 디자인으로 제작이 가능한 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 방열유닛은 광원에서 발생되는 열을 방출시키는 방열유닛으로서, 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 상기 광원이 설치되는 소정의 형상으로 제작되는 방열구조체와; 상기 방열구조체의 표면에 열전도성 물질이 포함된 재료로 코팅되는 열전도층을 포함한다.
상기 열전도층은 상기 방열구조체의 표면에 코팅되어 도전성을 부여하는 제 1 코팅층과; 상기 제 1 코팅층에 코팅되어 상기 광원에서 전도되는 열을 상기 방열구조체 외부로 방출시키는 제 2 코팅층을 포함한다.
상기 제 1 코팅층은 전기 전도성 물질로 형성되고, 상기 제 2 코팅층은 열 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 열 전도성 물질은 단일 금속 또는 합금을 포함한다.
상기 열 전도성 물질은 니켈, 주석, 구리, 아연, 백금, 금, 은 및 탄소 나노튜브 중 선택되는 어느 하나 또는 그 혼합물 또는 화합물인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 코팅층은 화학 도금으로 형성되고, 상기 제 2 코팅층은 전기 도금으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방열유닛의 제조방법은 광원에서 발생되는 열을 방출시키는 방열유닛을 제조하는 방법으로서, 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 방열구조체를 제작하는 단계와; 상기 방열구조체의 표면에 제 1 코팅층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 코팅층의 표면에 제 2 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 방열구조체를 제작하는 단계에서, 상기 방열구조체는 사출 성형으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 코팅층을 형성하는 단계에서, 상기 제 1 코팅층은 전기 전도성 물질을 화학 도금 방법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 코팅층을 형성하는 단계는 상기 방열구조체의 표면을 스웰링 처리하는 공정과; 스웰링 처리된 상기 방열구조체의 표면을 에칭 처리하는 공정과; 에칭 처리된 상기 방열구조체의 표면에 극성을 부여하는 공정과; 극성이 부여된 상기 방열구조체의 표면에 시드층을 형성하는 공정과; 상기 방열구조체의 표면에 형성된 시드층에 화학 도금 방법으로 메인층을 형성하는 공정을 포함한다.
상기 제 2 코팅층을 형성하는 단계에서, 상기 제 2 코팅층은 열 전도성 물질을 전기 도금 방법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 조명기구는 발광칩과; 상기 발광칩이 실장되는 기판과; 상기 기판이 안착되는 안착부가 형성되고, 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 제작되며, 표면에는 열전도성 물질을 포함하는 재료로 코팅되는 열전도층이 형성되는 방열유닛을 포함한다.
상기 기판은 메탈 PCB, FR4 및 세라믹 PCB 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 방열유닛은 엔지니어링 플라스틱으로 제작되고, 상기 안착부가 형성되는 방열구조체를 포함하고, 상기 열전도층은 상기 방열구조체의 표면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 방열구조체는 파이프 형상의 본체부와, 상기 본체부의 외주면에 형성되는 방열핀부를 포함하고, 상기 본체부의 일측에는 상기 안착부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 안착부는 상기 본체부의 일단에서 상기 본체부에 수직방향으로 형성되는 플레이트 형상의 몸체영역을 포함하고, 상기 몸체영역에는 적어도 하나 이상의 몸체 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 열전도층은 상기 방열구조체의 표면에 전기 전도성 물질로 형성되는 제 1 코팅층과; 상기 제 1 코팅층의 표면에 열 전도성 물질로 형성되어 상기 광원에서 전도되는 열을 상기 방열구조체 외부로 방출시키는 제 2 코팅층을 포함한다.
상기 기판과 방열유닛의 안착부 사이에는 방열판이 구비되고, 상기 기판과 방열판 사이에는 연질의 방열 패드가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 방열판에는 적어도 하나 이상의 방열판 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔지니어링 플라스틱을 사용함에 따라 방열구조체의 제작시 사출 제작이 가능하여 복잡하면서도 다양한 디자인을 갖는 방열유닛을 제작할 수 있다.
또한, 엔지니어링 플라스틱이 고강도를 유지하면서 무게가 가볍다는 장점이 있기 때문에 종래의 알루미늄 계열의 방열유닛에 비하여 무게를 경량화시킬 수 있다.
그리고, 광원에서 발생된 열이 방열구조체의 표면에 얇게 형성되는 열전도층을 통하여 방출되기 때문에 상대적으로 종래의 알루미늄 계열 방열유닛에 비하여 열전도되는 매체의 부피가 작아 열전도가 빠르게 진행되어 열전도 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구를 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구를 보여주는 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구를 보여주는 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따를 방열유닛의 제조과정을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구를 보여주는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구를 보여주는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 조명기구는 크게 발광칩(100)과; 상기 발광칩(100)이 실장되는 기판(200)과; 상기 기판(200)이 안착되고 표면에는 열전도층(320)이 형성되는 엔지니어링 플라스틱 계열의 방열유닛(300)을 포함한다. 그리고, 상기 기판(200)과 방열유닛(300) 사이에는 방열판(400) 및 방열 패드(500)가 구비되는 것이 바람직하다.
발광칩(100)은 소비전력이 낮으면서 고휘도를 발현시키는 광원으로서, 발광 다이오드(light emitting diode；LED)를 사용한다. LED는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광되는 현상을 이용한 소자가 사용된다. LED는 소비 전력이 적고 수명이 길며 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 월등하다. 또한 협소한 공간에 설치 가능하고, 진동에 강한 특성을 갖는다. 이러한 LED는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있어 에너지 효율면에서도 효과적이다. 본 실시예에 기재된 발광칩()은 발광 다이오드 단품일 수 있고, 발광 다이오드 단품을 다양한 방법으로 패키지시킨 패키지 제품일 수 있다.
기판(200)은 상기 발광칩(100)이 실장되는 수단으로서, 특히 기판(200)은 발광칩(100)에서 발생되는 열의 발산 및 전도가 용이하게 이루어지도록 메탈(metal)을 포함하는 메탈 인쇄회로기판(printed circuit board;PCB)를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 전체가 메탈로 이루어지거나 메탈 코어 및 메탈 슬러그가 구비 또는 혼합되는 기판일 수 있다. 그래서, 상기 기판(200)의 일면으로 상기 발광칩(100)이 실장되고, 기판(200)의 타면은 상기 방열유닛에 접촉된다. 하지만 상기 기판(200)은 메탈 PCB에 한정되지 않고, 상기 발광칩(100)이 실장되는 기판이라면 어떠한 기판이라도 사용될 수 있다. 예를 들어 FR4, 세라믹 PCB 등이 사용될 수 있다.
방열유닛(300)은 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 상기 발광칩(100)이 안착되는 안착부(315)가 형성되는 소정의 형상으로 제작되는 방열구조체(310)와, 상기 방열구조체(310)의 표면에 열 전도성 물질로 코팅되는 열전도층(320)을 포함한다.
상기 방열구조체(310)는 엔지니어링 플라스틱으로 제작된다. 엔지니어링 플라스틱(engineering plastics)은 공업재료 또는 구조재료로 사용되는 강도 높은 플라스틱으로서, 강철보다도 강하고 알루미늄보다도 전성(展性)이 풍부하며, 금 및 은보다도 내약품성이 강한 고분자 구조의 고기능 수지이다. 엔지니어링 플라스틱의 종류는 다양하며 성능과 특징은 그 화학구조에 따라 다른데, 주로 폴리아마이드, 폴리아세틸, 폴리카보네이트, PBT(폴리에스터수지), 변성 PPO(폴리페닐렌옥사이드)의 5종류로 분리된다. 본 실시예에 사용되는 엔지니어링 플라스틱은 mPPO(modified polyphenylen oxide), PPS(PolyPhenylen Sulfied), PPA(Polyarylamide), PA6T(Polyamid6T), PA9T(Polyamid9T), LCP(Liquid Crystal Polyester), PEI(Polyetherimide), PSU(PolySulfone), PEEK(PolyetheretherKetone) 등이 있다.
상기와 같은 엔지니어링 플라스틱으로 제작되는 상기 방열구조체(310)는 방열유닛(300)의 기본 구조를 형성하는 파이프 형상의 본체부(311)와, 상기 본체부(311)의 외주면에 형성되는 방열핀부(313)와, 상기 본체부(311)의 일측 단부에 상기 기판(200)이 안착되도록 형성되는 안착부(315)를 포함한다.
특히 상기 안착부(315)는 상기 기판(200)이 안착되어 고정되도록 상기 본체부(311)의 일단에서 상기 본체부(311)에 수직방향으로 형성되는 플레이트 형상의 몸체영역(315a)을 포함한다. 바람직하게는 상기 안착부(315)가 상기 몸체영역(315a)을 저면으로 하는 컵(cup) 형상으로 형성되는 것이 좋을 것이다. 그리고, 상기 몸체영역(315a)에는 적어도 하나 이상의 몸체 관통홀(315b)이 형성되어 방열유닛(300)이 공기와 접촉되는 면적을 넓히고 공기의 대류가 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
상기 열전도층(320)은 상기 방열구조체(310)에 코팅되어 실질적으로 열을 전도시키는 수단으로서, 상기 방열구조체(310)의 표면에 전기 전도성 물질로 형성되는 제 1 코팅층(321)과, 상기 제 1 코팅층(321)의 표면에 열 전도성 물질로 형성되는 제 2 코팅층(322)을 포함한다.
상기 제 1 코팅층(321)은 제 2 코팅층(322)을 전기 도금으로 형성하기 위하여 절연체인 상기 방열구조체(310)의 표면에 도전성을 부여하는 수단으로서, 전기 전도성 물질을 화학 도금 방법으로 형성시킨다. 이때 사용되는 전기 전도성 물질은 절연체에 화학 도금으로 코팅될 수 있는 전기 전도성 물질이라면 어떠한 물질이 사용되어도 무방하다. 예를 들어 본 실시예에서는 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn)의 합금을 사용하였다.
그리고, 상기 제 2 코팅층(322)은 상기 발광칩(100)에서 전도되는 열을 상기 방열구조체(310) 외부로 방출시키는 수단으로서, 전기 전도성 물질로 형성된 제 1 코팅층(321)의 형성에 의해 열 전도성 물질을 전기 도금 방식으로 형성시킨다. 이때 사용되는 열 전도성 물질은 전기 도금으로 상기 제 1 코팅층(321)에 코팅될 수 있는 열 전도성 물질이라면 어떠한 물질이 사용되어도 무방하다. 예를 들어 단일 금속 또는 합금과 같은 물질이 사용될 수 있고, 특히, 열 전도도가 좋은 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag) 및 탄소 나노튜브(CNT) 중 선택되는 어느 하나 또는 그 혼합물 또는 화합물이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 은(Ag)을 사용하였다.
그리고, 상기 열전도층(320)의 두께는 대략 30 ~ 50 ㎛로 얇게 형성된다. 그래서 방열구조체(310)의 형상에 의해 결정되는 대기와의 접촉면적은 그대로 유지하면서 열전도층(320)의 부피를 작게 함에 따라 열전도 효율을 향상시킬 수 있다. 그 이유는 열전도층(320)의 부피가 작기 때문에 열전도체의 승온이 빠르게 진행되고, 이에 따라 대기와 열전도층의 온도차가 커져서 대기로 방출되는 열의 양 및 속도를 향상시킬 수 있는 것이다.
전술된 바와 같이 구성되는 방열유닛(300)은 그 형상이 제시된 실시예에 한정되지 않고, 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 그 표면에 열전도층(320)이 형성되고, 발광칩(100)이 실장된 기판(200)이 안착되면서 방열구조를 갖는 형상이라면 어떠한 형상으로 디자인되어 구현되어도 무방할 것이다.
본 실시예에서는 기판(200)과 방열유닛(300)의 사이에서 접착 및 열전도 효율을 향상시키기 위한 수단으로 상기 기판(200)과 방열유닛(300)의 사이에 방열판(400)과 방열 패드(500)를 구비할 수 있다.
상기 방열판(400)은 열 전도성 물질로 형성되어 상기 기판(200)과 방열유닛(300) 사이에서 열 전달이 용이하게 이루어지도록 한다. 이때 상기 방열판(400)에는 방열판(400)의 표면적을 넓혀 공기와의 접촉면적을 넓히고 공기의 대류가 이루어져서 열방출 효율이 향상되도록 적어도 하나 이상의 방열판 관통홀(410)이 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 방열판 관통홀(410)은 개수 및 위치는 상기 방열구조체(310)의 안착부(315)에 형성되는 몸체 관통홀(315b)의 개수 및 위치에 대응되도록 형성하는 것이 좋을 것이다.
그리고, 상기 방열 패드(500)는 접착성이 있는 연질의 열 전도성 물질로 형성되어 상기 기판(200)과 방열유닛(300) 사이에서 열 전달이 용이하게 이루어지도록 하는 동시에 상기 기판(200)이 상기 방열유닛(300)에 밀착되어 고정되도록 한다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 방열유닛의 제조방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따를 방열유닛의 제조과정을 보여주는 순서도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 방열유닛의 제조방법은 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 방열구조체(310)를 제작하는 단계와; 상기 방열구조체(310)의 표면에 제 1 코팅층(321)을 형성하는 단계와; 상기 제 1 코팅층(321)의 표면에 제 2 코팅층(322)을 형성하는 단계를 포함한다.
방열구조체(310)를 제작하는 단계는 성형성이 좋은 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 방열유닛(300)의 기본 형상을 제작하는 단계로서, 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 원하는 형상의 방열구조체를 성형한다. 본 실시예에서는 방열구조체(310)를 사출 성형으로 제작한다. 물론 방열구조체(310)의 제작은 사출 성형에 한정되지 않고 원하는 형상으로 방열구조체(310)를 구현할 수 있는 다양한 성형 방법이 사용될 수 있다.
방열구조체(310)가 제작되었다면 방열구조체(310)의 표면에 열전도층(320)을 형성시킨다.
열전도층(320)을 형성시키기 위해서는 먼저 방열구조체(310)의 표면에 전기 전도성 물질을 이용하여 제 1 코팅층(321)을 형성한다. 그 이유는 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 절연체인 방열구조체(310)의 표면에 열 전도성 물질로 이루어지는 제 2 코팅층(322)을 효과적으로 코팅하기 위함이다. 이때 제 1 코팅층(321)은 전기 전도성 물질을 화학 도금 방법으로 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 전기 전도성 물질로 전기 전도도가 좋은 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn)의 합금을 사용하였다. 물론 전기 전도성 물질은 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn)의 합금에 한정되지 않고 전기 전도성이 좋은 다양한 물질이 사용될 수 있다.
제 1 코팅층을 형성하는 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하자면, 먼저 상기 방열구조체의 표면을 스웰링 처리한다. 스웰링(swelling) 처리란 방열구조체의 표면을 부풀어 오르게 하는 것으로서, 방열구조체를 스웰링 용액에 침적시켜 방열구조체의 표면을 원하는 만큼 미세하게 부풀어 오르게 한다.
이렇게 방열구조체의 표면이 스웰링 처리되었다면 방열구조체를 에칭 용액에 침적시켜 방열구조체의 표면을 에칭 처리한다. 스웰링 처리에 의해 부풀어 오른 방열구조체의 표면은 에칭 처리에 의해 부풀어 오른 표면의 꼭지점부분이 식각되면서 앵커(anchor) 구조가 실현된다.
그런 다음, 극성 용제에 방열구조체를 침적시켜 에칭 처리된 방열구조체의 표면에 극성을 부여한다. 그리고 극성이 부여된 방열구조체를 시드층을 형성할 수 있는 물질이 포함된 용액, 예를 들어 팔라듐(Pd)rk 포함된 용액에 침적시켜 팔라듐(Pd) 시드층을 형성한다. 이렇게 방열구조체의 표면을 활성화시켜 화학 도금이 용이하게 이루어지도록 하였다면 화학 도금을 실시하여 시드층의 표면에 메인층을 형성시킨다. 상기 메인층은 전술된 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn)의 합금으로 형성한다.
이렇게 방열구조체(310)의 표면에 전기 전도성 물질로 코팅된 제 1 코팅층(321)이 형성되었다면 제 1 코팅층(321)의 표면에 전기 도금 방법을 이용하여 열 전도성 물질로 제 2 코팅층(322)을 형성시킨다. 본 실시예에서는 열 전도성 물질로 열 전도도가 좋은 은(Ag)을 사용하였다. 물론 열 전도성 물질은 은에 한정되지 않고 열 전도성이 좋은 다양한 물질이 사용될 수 있다.
이렇게 방열구조체(310)의 표면에 제 1 코팅층(321) 및 제 2 코팅층(322)이 형성되었다면 제 2 코팅층(322)을 건조하고, 건조가 완료되면 검사한다.
본 실시예에서는 열전도층(320)을 제 1 코팅층(321) 및 제 2 코팅층(322)으로 구분하여 코팅하였지만 제 1 코팅층(321)을 생략하고 제 2 코팅층(322)만을 형성시킬 수 있다. 또한 제 1 코팅층(321)과 제 2 코팅층(322)과 더불어 열 전도율을 향상시키기 위하여 제 2 코팅층(322) 표면에 적어도 1층 이상의 코팅층을 더 형성시킬 수 있을 것이다.
본 실시에에서는 광원으로 발광 다이오드를 사용하였지만, 이에 한정되지 않고 전원의 인가에 의해 빛을 발생시키면서 열의 방출을 필요로 하는 다양한 광원이 적용될 수 있다. 또한, 방열유닛의 형상은 광원의 형상, 개수 및 종류에 따라 다양하게 변경되어 구현될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
100: 발광칩 200: 기판
300: 방열유닛 310: 방열구조체
320: 열전도층 321: 제 1 코팅층
322: 제 2 코팅층 400: 방열판
500: 방열 패드

Claims (19)

  1. 광원에서 발생되는 열을 방출시키는 방열유닛으로서,
    엔지니어링 플라스틱을 사용하여 상기 광원이 설치되는 소정의 형상으로 제작되는 방열구조체와;
    상기 방열구조체의 표면에 열전도성 물질이 포함된 재료로 코팅되는 열전도층을 포함하는 방열유닛.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 열전도층은
    상기 방열구조체의 표면에 코팅되어 도전성을 부여하는 제 1 코팅층과;
    상기 제 1 코팅층에 코팅되어 상기 광원에서 전도되는 열을 상기 방열구조체 외부로 방출시키는 제 2 코팅층을 포함하는 방열유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 코팅층은 전기 전도성 물질로 형성되고,
    상기 제 2 코팅층은 열 전도성 물질로 형성되는 방열유닛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 열 전도성 물질은 단일 금속 또는 합금을 포함하는 방열유닛.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 열 전도성 물질은 니켈, 주석, 구리, 아연, 백금, 금, 은 및 탄소 나노튜브 중 선택되는 어느 하나 또는 그 혼합물 또는 화합물인 방열유닛.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 코팅층은 화학 도금으로 형성되고,
    상기 제 2 코팅층은 전기 도금으로 형성되는 방열유닛.
  7. 광원에서 발생되는 열을 방출시키는 방열유닛을 제조하는 방법으로서,
    엔지니어링 플라스틱을 사용하여 방열구조체를 제작하는 단계와;
    상기 방열구조체의 표면에 제 1 코팅층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 코팅층의 표면에 제 2 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 방열유닛 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 방열구조체를 제작하는 단계에서,
    상기 방열구조체는 사출 성형으로 제작되는 방열유닛 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 코팅층을 형성하는 단계에서,
    상기 제 1 코팅층은 전기 전도성 물질을 화학 도금 방법으로 형성하는 방열유닛 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 코팅층을 형성하는 단계는
    상기 방열구조체의 표면을 스웰링 처리하는 공정과;
    스웰링 처리된 상기 방열구조체의 표면을 에칭 처리하는 공정과;
    에칭 처리된 상기 방열구조체의 표면에 극성을 부여하는 공정과;
    극성이 부여된 상기 방열구조체의 표면에 시드층을 형성하는 공정과;
    상기 방열구조체의 표면에 형성된 시드층에 화학 도금 방법으로 메인층을 형성하는 공정을 포함하는 방열유닛 제조방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 코팅층을 형성하는 단계에서,
    상기 제 2 코팅층은 열 전도성 물질을 전기 도금 방법으로 형성하는 방열유닛 제조방법.
  12. 발광칩과;
    상기 발광칩이 실장되는 기판과;
    상기 기판이 안착되는 안착부가 형성되고, 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 제작되며, 표면에는 열전도성 물질을 포함하는 재료로 코팅되는 열전도층이 형성되는 방열유닛을 포함하는 조명기구.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판은 메탈 PCB, FR4 및 세라믹 PCB 중 어느 하나인 것인 조명기구.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 방열유닛은
    엔지니어링 플라스틱으로 제작되고, 상기 안착부가 형성되는 방열구조체를 포함하고, 상기 열전도층은 상기 방열구조체의 표면에 형성되는 조명기구.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 방열구조체는
    파이프 형상의 본체부와,
    상기 본체부의 외주면에 형성되는 방열핀부를 포함하고,
    상기 본체부의 일측에는 상기 안착부가 형성되는 조명기구.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 안착부는 상기 본체부의 일단에서 상기 본체부에 수직방향으로 형성되는 플레이트 형상의 몸체영역을 포함하고, 상기 몸체영역에는 적어도 하나 이상의 몸체 관통홀이 형성되는 조명기구.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 열전도층은
    상기 방열구조체의 표면에 전기 전도성 물질로 형성되는 제 1 코팅층과;
    상기 제 1 코팅층의 표면에 열 전도성 물질로 형성되어 상기 광원에서 전도되는 열을 상기 방열구조체 외부로 방출시키는 제 2 코팅층을 포함하는 조명기구.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판과 방열유닛의 안착부 사이에는 방열판이 구비되고,
    상기 기판과 방열판 사이에는 연질의 방열 패드가 구비되는 조명기구.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 방열판에는 적어도 하나 이상의 방열판 관통홀이 형성되는 조명기구.
KR1020100031977A 2010-04-07 2010-04-07 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구 KR101162314B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100031977A KR101162314B1 (ko) 2010-04-07 2010-04-07 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100031977A KR101162314B1 (ko) 2010-04-07 2010-04-07 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110112704A true KR20110112704A (ko) 2011-10-13
KR101162314B1 KR101162314B1 (ko) 2012-07-04

Family

ID=45028312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100031977A KR101162314B1 (ko) 2010-04-07 2010-04-07 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101162314B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103542379A (zh) * 2012-07-17 2014-01-29 东莞市长安上名模具科技有限公司 一种改良的led灯杯及其成型模具
KR101439812B1 (ko) * 2014-07-18 2014-09-12 케이씨케미칼 주식회사 고출력 엘이디 조명의 방열장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101404055B1 (ko) * 2012-09-17 2014-06-05 손재설 엘이디 램프용 도금 부재

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007179906A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明器具
KR100914901B1 (ko) * 2009-03-18 2009-08-31 (주) 반디룩스 엘이디 등기구 및 글로브 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103542379A (zh) * 2012-07-17 2014-01-29 东莞市长安上名模具科技有限公司 一种改良的led灯杯及其成型模具
KR101439812B1 (ko) * 2014-07-18 2014-09-12 케이씨케미칼 주식회사 고출력 엘이디 조명의 방열장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101162314B1 (ko) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10989363B2 (en) LED filament and LED bulb with LED filament
US10240772B2 (en) Lightweight heat sinks and LED lamps employing same
CA2622775C (en) Led lighting with integrated heat sink and process for manufacturing same
US8661660B2 (en) Process for manufacturing LED lighting with integrated heat sink
CN203907256U (zh) Led灯以及照明装置
KR101367360B1 (ko) 엘이디 조명 모듈용 플렉서블 방열기판 및 이를 구비한 엘이디 조명 모듈
US20180283619A1 (en) LED Lamp
KR101359675B1 (ko) 방열 디바이스를 구비한 ｌｅｄ 램프
KR101162314B1 (ko) 방열유닛 및 그 제조방법과 이를 이용한 조명기구
CN201621640U (zh) 一种十字型led灯头
KR101026766B1 (ko) 엘이디 조명기구 및 그 제조방법
KR101877322B1 (ko) 그래핀 핀 삽입 방열히트싱크 및 그래핀 방열 플레이트를 이용한 엘이디 패키지모듈
KR101244854B1 (ko) Ｌｅｄ 전구에서 발생하는 열을 효율적으로 방출하기 위한 ｌｅｄ 전구 방열 조립체
WO2014127594A1 (zh) 具有发光二极管的发光装置
GB2529445A (en) Method of making graphene LED bulb
EP3099974A1 (en) Led bulb
CN203517392U (zh) 一种内置风扇结构的led球形灯
US8419237B2 (en) Heat sink and light emitting diode lamp
KR20170017332A (ko) 방열유닛 및 이를 이용한 조명등
KR100910746B1 (ko) Ｌｅｄ등 방열장치
KR101135856B1 (ko) Ｌｅｄ조명유닛
CN201436441U (zh) Led照明装置
CN201779477U (zh) 一种散热高效的led灯
RU2638027C1 (ru) Светоизлучающий модуль
WO2023057380A1 (en) Led filament with heat sink

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150727

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee