KR101467436B1 - Light emitting diode lamp apparatus having separable housing - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 서브 하우징부와, 상기 제 1 서브 하우징과 결합되는 제 2 서브 하우징부를 포함하는 하우징, 상기 제 1 서브 하우징부는 열전도성수지로 형성되고, 제 2 서브 하우징부는 투명소재로 이루어지고; 상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드; 상기 외부 교류 전원을 상기 전원 공급 단자를 통해 수신하여 이를 상기 발광 다이오드에 공급하기 위한 전원 공급 모듈; 상기 하우징 내의 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈을 침지시켜서 상기 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키는, 상기 공동 구조의 하우징을 채우는 투광성 절연 방열액;을 포함하는, 발광 다이오드 조명 기기에 관한 것이다.The present invention provides a housing including a first sub housing part and a second sub housing part coupled to the first sub housing, wherein the first sub housing part is formed of a thermally conductive resin, and the second sub housing part is made of a transparent material ; A light emitting diode installed in the housing; A power supply module for receiving the external AC power through the power supply terminal and supplying the external AC power to the light emitting diode; And a light-transmissive insulating heat dissipating liquid which fills the housing of the cavity structure to immerse the light emitting diode and the power supply module in the housing to dissipate heat generated from the light emitting diode and the power supply module will be.
Description
본 발명은, 우수한 방열효과를 가지게 함으로써, 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈등의 제조 수명을 보장하는분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode lighting device having a detachable housing which ensures an excellent lifetime of a light emitting diode and a power supply module.
기존의 백열램프 또는 형광램프를 대신하여, LED(Light Emitting Diode)를 백색 광원으로 이용하는 조명 장치의 개발이 늘고 있다. LED(Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의한 p-n 반도체 접합(p-n junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자이다. 이러한 LED는 배어 칩(bare chip) 형태로 이용되거나, 또는, 패키지 구조로 제작되어 이용되고 있다. 흔히, 배어 칩 형태의 LED는 'LED칩'이라 칭해지고, 패키지 구조의 LED는 'LED패키지'라 칭해진다. 위와 같은 LED는 적정가로 신뢰성이 높고 변조가 쉬우며 동작이 안정되어 있다는 등의 이점이 있다.There has been an increase in the development of a lighting apparatus that uses an LED (Light Emitting Diode) as a white light source instead of an existing incandescent lamp or a fluorescent lamp. LED (Light Emitting Diode) is a device where electrons and holes meet and emit light at a p-n semiconductor junction (p-n junction) by current application. Such an LED is used in the form of a bare chip or in a package structure. Often, the LED in the form of a bare chip is referred to as an 'LED chip', and the LED in a package structure is referred to as an 'LED package'. Such LEDs are advantageous because they are reliable, easy to modulate, and stable in operation.
백색 LED를 이용하여 백색광의 조명을 제공하는 백색 발광 조명 장치가 종래에 제안된 바 있다. 사용자의 요구, 사용 목적, 또는, 사용 공간 등에 따라, 고유의 색온도를 갖는 다른 종류의 백색 발광 조명 장치가 선택되어 이용된다. 그 중에서도, 주광색(daylight) 또는 온백색(warm white light)의 백색 조명을 제공하는 백색 발광 조명 장치가 많이 이용되고 있다.A white light emitting device for providing white light using a white LED has been conventionally proposed. Different kinds of white light emitting illumination devices having inherent color temperatures are selected and used depending on the user's demand, purpose of use, or space used. Among them, white light emitting devices which provide white light of daylight or warm white light are widely used.
한편, 종래의 백색 발광 조명 장치는, LED의 점등 과정 또는 LED 주변의 온도 상승으로 인해, 광의 파장대 변화에 의한 광의 색깔 변화, 즉, 색온도의 변화가 야기될 수 있다. 예컨대, 온백색의 백색 조명을 제공하도록 제조된 조명 장치가, 온도 증가에 의해, 푸른색이 도는 파장대로 변화된 광을 발할 수 있다. 이는 원래의 조명 장치의 조명 특성을 상실한다는 점에서 큰 문제점으로 지적되고 있다. 또한, LED 점등과정 중에서의 발열은 조명 장치의 수명을 단축시키고, 화재나 화상의 위험을 만들 수 있다는 점에서 LED 개발을 위해 우수한 방열 특성을 가지는 것이 매우 필요하게 되었다. On the other hand, in the conventional white light emitting illuminating device, a change in color of light due to a change in the wavelength of light, that is, a change in color temperature, may occur due to an LED lighting process or a temperature rise around the LED. For example, an illumination device manufactured to provide a warm white light can emit light that has been changed to a blue light wavelength band by an increase in temperature. This is pointed out as a serious problem in that it loses the illumination characteristic of the original illumination device. In addition, since the heat generated during the LED lighting process shortens the life of the lighting device and can create a risk of fire or burn, it is highly necessary to have an excellent heat radiation characteristic for LED development.
이러한, LED의 방열 문제를 해결하기 위하여 수냉식 방열 구조를 제안되고 있으나, 이 경우, 방열액이 기판이나 LED와 화학적으로 반응하여 오히려 LED의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다. 또한, 최종적으로 LED 및 전원 공급 모듈에서 발생되는 열은 외계로 방출되어야 하는데, 방열액이 열전도성이 낮은 하우징에 채워지는 경우, 하우징의 열전도성이 낮기 때문에, LED 및 전원 공급 모듈이 오랜시간동안 높은 온도의 분위기에서 동작하게 되는 문제점이 생길 수 있다.
In order to solve the heat dissipation problem of the LED, a water-cooled heat dissipation structure has been proposed. However, in this case, there is a problem that the heat dissipation solution chemically reacts with the substrate or the LED to shorten the lifetime of the LED. Finally, the heat generated by the LEDs and the power supply module must be released to the outside world. When the heat dissipation liquid is filled in the low thermal conductivity housing, the thermal conductivity of the housing is low. There arises a problem that it is operated in an atmosphere of high temperature.
본 발명은, 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제조 단가를 낮추어 경제성을 높이고, 방열 효율을 높여 LED 조명 장치의 보장 수명을 연장할 수 있는, 방열 효율이 우수한 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기를 제공하기 위한 것이다.Disclosure of the Invention The present invention is conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a light emitting diode having a detachable housing with excellent heat dissipation efficiency, which can increase the economical efficiency by lowering the manufacturing cost, And to provide a lighting device.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출한, 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명기기는, 제 1 서브 하우징부와, 상기 제 1 서브 하우징과 결합되는 제 2 서브 하우징부를 포함하며, 공동 구조를 갖는 하우징, 상기 제 1 서브 하우징부는 열전도성수지로 형성되고, 제 2 서브 하우징부는 투명소재로 이루어지고; 상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드; 외부 교류 전원을 상기 발광 다이오드에 공급하기 위한 전원 공급 모듈; 및 상기 하우징 내의 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈을 침지시켜서 상기 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키며, 상기 공동 구조의 하우징을 채우는 투광성 절연 방열액;을 포함하며, 상기 투광성 절연 방열액은, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물과, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 포함할 수 있다.A light emitting diode illuminating device according to an embodiment of the present invention, which is devised to solve the above-described problems, includes a first sub housing part and a second sub housing part coupled with the first sub housing, , The first sub housing part is formed of a thermally conductive resin, the second sub housing part is made of a transparent material; A light emitting diode installed in the housing; A power supply module for supplying external AC power to the light emitting diode; And a light-transmissive insulated heat dissipating liquid which immerses the light emitting diode and the power supply module in the housing to dissipate heat generated from the light emitting diode and the power supply module and fills the housing of the cavity structure, Is a mixture of one or more mixtures of dimethylsilicone oil, methylphenylsilicone oil, and polymethylhydrogenosiloxane, and a mixture of two or more of the foregoing in order to fill the voids between each molecule of the dimethylsilicone oil, methylphenylsilicone oil, and polymethylhydrogenosiloxane , And liquid silica.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 수지는, 폴리부틸렌 테레프타레이트 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 및 아크릴로니트릴부타디엔 스티렌 합성수지, mPRO, mPPE, PPS 중 하나이상을 포함하는 베이스 수지; 비할로겐 난연제; 및 열전도도를 높이기 위한 유리섬유를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermally conductive resin is a base resin comprising at least one of polybutylene terephthalate polycarbonate, polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene synthetic resin, mPRO, mPPE, PPS; Non-halogen flame retardants; And glass fibers for increasing the thermal conductivity.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 비할로겐 난연제는, 인계, 수산화 마그네슘, 수산화알루미늄, 및 징크보레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one aspect of an embodiment of the present invention, the non-halogen flame retardant may include at least one of phosphorus, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and zinc borate.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 투광성 수지재는, 60~90 중량% 포함되고, 난연제는 10-40 중량% 포함되고, 유리섬유 10-30중량% 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the light transmitting resin material may be contained in an amount of 60 to 90% by weight, the flame retardant may be 10 to 40% by weight, and the glass fiber may be 10 to 30% by weight.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 수지는, 안티몬 5-10 중량%, 실리카 파우더 0.5-5중량%를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermally conductive resin may further contain 5-10 wt% of antimony and 0.5-5 wt% of silica powder.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 수지는 CNT 및 그라핀 중 하나를 포함할 수 있다.According to an aspect of an embodiment of the present invention, the thermally conductive resin may include one of CNT and graphene.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 서브 하우징의 외측에는 방열핀이 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a radiating fin may be formed on the outer side of the first sub housing.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 방열핀은, 상기 제 1 서브 하우징과 동일한 소재로 제조될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the radiating fin may be made of the same material as the first sub-housing.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 방열핀을 포함하는 상기 제 1 서브 하우징은 상기 열전도성 소재를 사출성형하여 제조될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first sub housing including the radiating fin may be manufactured by injection molding the thermally conductive material.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 발광 다이오드 조명기기는, 상기 투광성 절연 방열액에 의해 침지되며, 상기 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the LED lighting apparatus may further include a power supply module that is immersed in the light-transmissive insulating heat dissipating liquid and supplies power to the LED.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 투광성 절연 방열액은, 방열액과 상기 방열액에 용해되는 열전도성 입자를 포함할 수 있다.According to one aspect of the embodiment of the present invention, the light-transmitting insulated heat radiating liquid may include a heat dissipating liquid and thermally conductive particles dissolved in the heat dissipating liquid.
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본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 입자는, 정제 탄소 나노 튜브 입자, 비정제 탄소 나노 튜브 입자, 그라파이트 입자, 세라믹 입자 중 하나일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermally conductive particle may be one of purified carbon nanotube particles, unfixed carbon nanotube particles, graphite particles, and ceramic particles.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 투광성 절연 방열액은, 상기 열전도성 입자를 용해시키기 위한 계면활성제를 포함할 수 있다.According to an aspect of the embodiment of the present invention, the translucent insulated heat radiating liquid may include a surfactant for dissolving the thermoconductive particles.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 입자는 자성체 성질을 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermally conductive particles may have magnetic properties.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 입자가 대류할 수 있도록, 상기 하우징 내에 설치되는 전자기 교반기를 더 포함할 수 있다.
According to an aspect of the embodiment of the present invention, the thermally conductive particle may further include an electromagnetic stirrer installed in the housing so that the thermally conductive particle can be convected.
본 발명의 일실시예에 따르면, LED 및 전원 공급 모듈에서 발생되는 열이 방열액에 의해 흡수된 후, 조명기기의 상부를 구성하는 열전도성 수지로 이루어지는 제 1 서브 하우징부에 의해 그 열이 외계로 방출되기 때문에, 열전도성이 높은 금속 히트탱크를 이용한 기기보다 더 우수한 방열 효과를 가지게 된다. 예컨대, 구리나 알루미늄 히트 탱크를 구비한 기존 제품이 20℃ 분위기하에서 수시간 연속동작시키는 경우 65℃ 이상에서 동작온도가 수렴되는데 비하여, 본 발명에 의하면 50℃이하에서 동작온도가 수렴된다.
According to an embodiment of the present invention, after the heat generated by the LED and the power supply module is absorbed by the heat dissipating liquid, the first sub housing part made of the thermally conductive resin constituting the upper part of the illuminating device, The heat dissipation effect is superior to that of a device using a metal heat tank having a high thermal conductivity. For example, when an existing product having copper or aluminum heat tanks is operated continuously for several hours under an atmosphere of 20 ° C, the operating temperature converges at 65 ° C or higher, whereas according to the present invention, the operating temperature converges at 50 ° C or lower.
도 1a는 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명 기기의 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 분해사시도.
도 2는, 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명 기기의 단면도.
도 3은, 본 발명의 일실시예이 발광 다이오드 조명 기기의 제 1 서브 하우징을 이루는 열전도성 재료의 열전도성을 설명하기 위한 도면들.FIG. 1A is a perspective view of a light emitting diode lighting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an exploded perspective view of FIG. 1A.
2 is a cross-sectional view of a light emitting diode lighting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining thermal conductivity of a thermally conductive material constituting a first sub housing of a light emitting diode illuminator according to one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명과 관련된 분리형 발광 다이오드 조명 기기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a separate type light emitting diode lighting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명 기기의 사시도이다. 1 is a perspective view of a light emitting diode lighting device according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명기기는, 크게, 전원 공급 단자(110)가 형성되는 베이스부(100), 그리고, 상기 베이스부(100)와 일체를 이루며, 열전도성 수지재로 이루어지는 제 1 서브 하우징부(200), 그리고, 내부에 설치된 발광 다이오드(520)로부터 발생되는 빛이 투과되도록 투광성 재질로 이루어지는 제 2 서브 하우징부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 서브 하우징부(200)와 상기 제 2 서브 하우징부(300)를 포함하는 하우징부는, 수밀구조로 이루어지고, 그 내부에는 발광 다이오드(520), 기판(500), 그리고 상기 발광 다이오드(520)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 모듈(510)이 설치되며, 투광성 절연 방열액(400)으로 채워진다. 그리고, 제 1 서브 하우징부(200)는, 방열핀(210)구조로 형성되어서, 방열 효율을 더욱 높힐 수 있게 된다.As shown in the drawing, a light emitting diode (LED) lighting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
이와 같이 구성함으로써, 발광 다이오드(520) 및 전원 공급 모듈(510)에서 발생한 열이 투광성 절연 방열액(400)에 의해 흡수되고, 최종적으로 이 열은 제 1 서브 하우징부(200) 및 제 2 서브 하우징부(300)에 의해 외계로 방출된다. 이 때, 발광 다이오드 조명기기의 상부를 구성하는 제 1 서브 하우징부(200)이 열전도성 수지로 이루어짐으로써,방열효율을 높일 수 있게 된다. The heat generated in the
또한, 제 1 서브 하우징부(200)를 열전도성 수지로 형성하고, 방열핀(210)도 동일한 소재로 만들기 때문에, 이를 일체로 하여 사출성형이 가능하게 된다. 이 경우, 제조 비용을 절약할 수 있고, 작업성이 우수하게 될 수 있다.
In addition, since the first
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명기기의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a configuration of a light emitting diode (LED) lighting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도시된 바와 같이, 제 1 서브 하우징부(200)와 제 2 서브 하우징부(300)로 이루어지는 하우징부의 내부에는, 베이스부(100)의 전원 공급 단자(110)로부터 연결되는 리드선에 의해 외부 전원과 연결되는 기판(500)과, 이 기판(500)에 부착되는 발광 다이오드(520)가 설치된다. 그리고, 제 1 서브 하우징부(200)와 제 2 서브 하우징부(300)에 의해 형성되는 수밀 구조의 공동에는 투광성 절연 방열액(400)이 채워지게 된다. 도 2a와 도 2b의 차이는 전원 공급 모듈의 위치차이이다. 도 2a에서는 전원 공급 모듈(510)이 제 1 서브 하우징부(200)와 제 2 서브 하우징부(300)에 의해 형성되는 수밀 구조의 공동내에 설치된다. 이 경우, 전원 공급 모듈(510)에서의 열은 방열액(400)에 의해 흡수되게 된다. 도 2b에서는 전원 공급 모듈(510)이 제 1 서브 하우징부(200)에 삽입된다. 이 경우, 전원 공급 모듈(510)에서의 열은 제 1 서브 하우징부(200)에서 직접 흡수하여 외계로 방출하게 된다.The power supply terminal 110 of the
한편 도면에 도시하지 않았으나, 상기 공동에는 전자기 교반기가 더 설치될 수 있다. 그리고, 후술하는 방열액(400)에 자기성 입자가 있는 경우, 상기 전자기 교반기가 자기성 입자를 이동시키고 이에 따라 대류가 더욱 원활하게 되어 방열 효율이 높아지게 된다.Meanwhile, although not shown in the drawings, an electromagnetic stirrer may be further installed in the cavity. If there is magnetic particles in the
이하에서는 본 발명의 일실시예의 제 1 서브 하우징부(200)에 사용되는 열전도성 수지의 열전도성을 높이는 이유에 대하여 도 3을 통해 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, the reason why the thermal conductivity of the thermally conductive resin used in the first
도 3은, 본 발명의 일실시예이 발광 다이오드 조명 기기의 제 1 서브 하우징부(200)을 이루는 열전도성 재료의 열전도성을 설명하기 위한 도면들이다. 여기서 A는 베이스 수지의 분자이고, B는 유리섬유의 분자이며, C는 안티몬, 실리카 파우다, 카본 파우더 CNT 등의 열전도성 분자를 나타낸다.3 is a view for explaining the thermal conductivity of a thermally conductive material constituting the first
일반적으로 플라스틱 소재는 도 3의 왼쪽 도면과 같은 분자 구조를 가지게 된다. 이에 따라, 분자 사이에 공극이 많고. 이 공극으로 인하여 열전도성이 매우 낮아지게 된다. 즉, 공극에 존재하는 공기 또는 진공상태는 열전도도가 매우 낮기 때문에 전체적으로 열전도도가 매우 낮다. 예컨대, 통상적일 폴리머(플라스틱) 소재의 열전도도는 0.15-~0.32 Kcal/Min·℃ 정도에 불과하다.Generally, the plastic material has a molecular structure as shown in the left drawing of Fig. As a result, there are many voids between molecules. This porosity results in very low thermal conductivity. That is, the air or the vacuum state existing in the pores has a very low thermal conductivity, and thus the thermal conductivity as a whole is very low. For example, the thermal conductivity of a typical polymer (plastic) material is only about 0.15 - 0.32 Kcal / Min.
본 발명의 일실시예인 열전도성 수지는 도 3의 오른쪽 도면과 같이, 베이스 수지 분자 사이의 공극에 유리 섬유와 열전도성 분자가 채워지게 되어서, 공극이 매우 적어지게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열전도성 수지의 열전도도는 50-80 Kcal/Min·℃의 열전도도를 갖게 된다. 이는 상기 일반적인 폴리머 소재의 열전도도보다 수백배 높은 열전도도를 갖는 것이다(다만 구리(332Kcal/Min·℃)나 알루미늄(250Kcal/Min·℃)보다는 다소 낮다).As shown in the right drawing of FIG. 3, the thermally conductive resin as one embodiment of the present invention is filled with glass fibers and thermally conductive molecules in the pores between the base resin molecules, so that the pores become very small. Accordingly, the thermal conductivity of the thermoconductive resin according to the present invention has a thermal conductivity of 50-80 Kcal / Min 占 폚. This is a thermal conductivity that is several hundred times higher than the thermal conductivity of the general polymer material (although it is somewhat lower than copper (332Kcal / Min.C) or aluminum (250Kcal / Min.C)).
이와 더불어, 본 발명의 일실시예인 방열액(400)에 의해 냉각 시키는 수냉식을 채택하고 있기 때문에, 구리나 알루미늄 보다 열전도성이 낮은 열전도성 수지를 사용하더라도 충분한 방열 효율을 유지할 수 있게 된다.
In addition, since the water-cooling type cooling method using the
이하에서는, 상술한 구성을 가진 발광 다이오드 조명기기에서, 제 1 서브 하우징부(200)를 구성하는 열전도성 소재에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the thermally conductive material constituting the first
제 1 서브 하우징부(200)를 구성하는 열전도성 소재는 다음과 같은 특징을 가져야 한다.The thermally conductive material constituting the first
1) 방열액에 의해 흡수된 열이 외계로 잘 방출되도록 열전도도가 높은 소재일 것1) It should be a material with high thermal conductivity so that the heat absorbed by the heat dissipating liquid is released well to the outside world.
2) 각종 안전 요건을 만족시키기 위하여, 내열성이 높은 소재일 것2) To meet various safety requirements, it should be material with high heat resistance.
3) 온도 변화에 따른 부피변화가 적은 수치안정성을 가질 것3) To have numerical stability with less volume change with temperature change.
4) 전기절연성을 가져 발광 다이오드, 기판, 및 전원 공급 모듈에 전기적인 영향을 주지 않을 것.4) Do not electrically affect light emitting diodes, boards, and power supply modules.
5) 상기 발광 다이오드, 기판, 및 전원 공급 모듈등과 반응하지 않도록 내화학성과 내약품성이 있을 것5) It should have chemical resistance and chemical resistance so as not to react with the light emitting diode, substrate, and power supply module.
6) 충격강도와 인장강도가 높은 것6) High impact strength and tensile strength
7) 컴파운딩된 복합 소재의 경우 Rubber 계열의 소재를 함유하지 않을 것(내구성을 위하여)7) Compounded composites should not contain rubber-based materials (for durability)
8) 사출성형이 가능할 것(50와트 이상은 장치가 크므로 소재의 지수의 MELT FLOW INDEX가 5 이상일 것8) Injection molding should be possible. (Since more than 50W is large, MELT FLOW INDEX of the material index should be 5 or more.
9)전기제품이므로 시장상황 요구시 난연이 UL-94기준 V1이상~5V 까지 제조 적용이 가능할 것9) Because it is an electric product, when the market situation is requested, flame retardant shall be applicable to UL-94 standard V1 ~ 5V.
10)가스차단성이 우수할 것--> 액상 기밀을 만족할 것 10) Good Gas Carrier -> Must satisfy liquid tightness
11) 열수축성형이 가능하거나 열융착 또는 접착수지의 적용이 가능한 것이어야 한다.
11) It should be capable of heat-shrinkable molding, or to be able to apply heat-seal or adhesive resin.
이를 위하여 본 발명의 일실시예인, 발광 다이오드 조명기기의 제 1 서브 하우징부(200)에 이용되는 열전도성 수지는, 폴리부틸렌 테레프타레이트 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 및 아크릴로니트릴부타디엔 스티렌 합성수지, mPRO, mPPE, PPS 중 하나이상을 포함하는 베이스 수지; 비할로겐 난연제; 및 열전도도를 높이기 위한 유리섬유를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 비할로겐 난연제는, 인계, 수산화 마그네슘, 수산화알루미늄, 및 징크보레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 때, 이들의 중량비는, 상기 베이스 수지는, 60~90 중량% 포함되고, 난연제는 10-40 중량% 포함되고, 유리섬유 10-30중량% 포함될 수 있다.To this end, the thermally conductive resin used in the first
즉 난연제가 10 중량% 이하인 경우에는 열적 안정성(즉, 높은 온도에서 화재가 발생할 우려가 있음)에 문제가 있고 난연제가 40 중량% 이상인 경우에는 베이스 수지의 중량비가 너무 적어져 수지재로서의 특성을 잃게 되어서 가공성이 급격히 나빠지게 된다.That is, when the flame retardant is 10 wt% or less, there is a problem in thermal stability (that is, there is a possibility of fire at high temperature). When the flame retardant is 40 wt% or more, the weight ratio of the base resin is too small, And the workability is deteriorated rapidly.
유리 섬유는 상술한 바와 같이 열전도도를 높이는 기능을 하게 된다. 이 유리 섬유가 10중량% 이하이면, 열전도도가 낮아져서 문제가 된다. The glass fiber functions to increase the thermal conductivity as described above. If the amount of the glass fiber is less than 10% by weight, the thermal conductivity becomes low and becomes a problem.
상기 열전도성 수지는, 안티몬 5-10 중량%, 실리카 파우더 0.5-5중량%를 더 포함할 수 있다. 이들 안티몬과 실리카 파우더를 통해 열전도도를 더욱 높일 수 있게 된다.
The thermoconductive resin may further contain 5-10 wt% of antimony and 0.5-5 wt% of silica powder. These antimony and silica powders can be used to further increase the thermal conductivity.
이하에서는 상술한 구성을 포함하는 열전도성 수지제의 구체적인 예들을 예시한다.
Hereinafter, concrete examples of the thermally conductive resin composition including the above-mentioned constitution are exemplified.
(제 1 실시예)(Embodiment 1)
Polybutylene Terephthalate : 60~90%을 기본 함량으로 포함하며, Non halogen 난연제 (Potasium 계, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄) 10~40%, 유리섬유 10~30%, 안티몬 (Sb2O3) 5~10%, CNT 0.0001~0.01 PHRS, 실리카 파우더 (3 micron under) 0.5~5%, 멜라민포스페리트 1~10%, Carbon 파우더 : 2000 mesh 이상 1~5%, 이오노머 (Ionomer-탄소계 계면활성제) 1~15%, MgO 0.1~0.005 PHR , CaCO3, Talc, White carbon, 그라핀 중에서 하나 혹은 두 가지 이상을 포함하는 열전도성 수지제.
Polybutylene Terephthalate: It contains 60 ~ 90% as a basic content, 10 ~ 40% of non-halogen flame retardant (Potasium, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide), 10 ~ 30% of glass fiber, 5-10% of antimony (Sb2O3) ~ 0.01 PHRS, 0.5 ~ 5% of silica powder (3 micron under), 1-10% of melamine phosphite, 1 ~ 5% of carbon powder and more than 2000 mesh, 1 ~ 15% of ionomer (carbonaceous surfactant) MgO 0.1 to 0.005 PHA, CaCO 3 , Talc, White carbon, and graphene.
(제 2 실시예) (Second Embodiment)
Polycarbonate : 60~90%을 기본 함량으로 포함하며, Non halogen 난연조제 (인계, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄,징크보레이트) 10~40%, 유리섬유 10~30%, 안티몬 (Sb2O3) 5~10%, CNT 0.0001~0.01 PHRS, 실리카 파우더 (1 micron under) 0.5~5%, Carbon 파우더 : 20,000 mesh 이상 1~5%, 이오노머 (Ionomer-탄소계 계면활성제) 1~15%, MgO 0.1~0.005 PHR, CaCO3, Talc, White carbon, 그라핀 에서 하나 혹은 두 가지 이상을 포함하는 열전도성 수지제.
Polycarbonate: It contains 60 ~ 90% as a basic content. It contains 10 ~ 40% of non-halogen flame retardant (phosphorus, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, zinc borate), 10 ~ 30% of glass fiber, 5-10% of antimony (Sb2O3) CNT 0.0001 to 0.01 PHRS, 0.5 to 5% of silica powder (1 micron under), Carbon powder: more than 20,000 mesh of 1 to 5%, ionomer (carbonaceous surfactant) of 1 to 15%, MgO 0.1 to 0.005 PHR, CaCO3 , Talc, white carbon, graphene, and one or more thermally conductive resins.
(제 3 실시예) (Third Embodiment)
Polycarbonate & Acrylronitril butadiene styrene Alloy : 60~90%을 기본 함량으로 포함하며, Non halogen 난연조제 (인계, 수산화마그네슘,징크보레이트,수산화알루미늄) 10~40%, 유리섬유 10~30%, 안티몬 (Sb2O3) 5~10%, CNT 0.0001~0.01 PHRS, 실리카 파우더 (3 micron under) 0.5~5%, Carbon 파우더 : 2,000 mesh 이상 1~5%, 이오노머 (Ionomer-탄소계 계면활성제) 1~15%, 멜라민포스포레이트 1~10%, MgO 0.1~0.005 PHR, CaCO3, Talc, White carbon, 그라핀 중에서 하나 혹은 두 가지 이상을 포함하는 열전도성 수지제.
10 to 40% of non-halogen flame retardant (phosphorous, magnesium hydroxide, zinc borate, aluminum hydroxide), 10 to 30% of glass fiber, antimony (Sb2O3) 5 to 10%, CNT 0.0001 to 0.01 PHRS, 0.5 to 5% of silica powder (3 micron under), Carbon powder: 1 to 5% of 2,000 mesh or more, 1 to 15% of ionomer (carbonaceous surfactant) 1 to 10% of BaO, 0.1 to 0.005 of MgO PHR, CaCO3, Talc, White carbon, and graphene.
(제 4 실시예) (Fourth Embodiment)
mPPO (Noryl) : 60~90%을 기본 함량으로 포함하며, Non halogen 난연조제 (인계, 수산화마그네슘,징크보레이트,수산화알루미늄) 10~40%, 유리섬유 10~30%, 안티몬 (Sb2O3) 5~10%, CNT 0.0001~0.01 PHRS, 실리카 파우더 (3 micron under) 0.5~5%, Carbon 파우더 : 2,000 mesh 이상 1~5%, 이오노머 (Ionomer-탄소계 계면활성제) 1~15%, MgO 0.1~0.005 PHR, CaCO3, Talc, White carbon , 그라핀 중에서 하나 혹은 두 가지 이상을 포함하는 열전도성 수지제.
mPPO (Noryl): 60 ~ 90% as a basic content, 10 ~ 40% non-halogen flame retardant additive (phosphorous, magnesium hydroxide, zinc borate, aluminum hydroxide), 10 ~ 30% glass fiber, 10%, CNT 0.0001 to 0.01 PHRS, 0.5 to 5% of silica powder (3 micron under), Carbon powder: 1 to 5% of 2,000 mesh or more, 1 to 15% of ionomer (carbonaceous surfactant) PHR, CaCO3, Talc, white carbon, and graphene.
(제 5 실시예) (Fifth Embodiment)
mPPE (Modified Polyphenylene ether) : 60~90%을 기본 함량으로 포함하며, Non halogen 난연조제 (인계, 수산화마그네슘,징크보레이트,수산화알루미늄) 10~40%, 유리섬유 10~30%, 안티몬 (Sb2O3) 5~10%, CNT 0.0001~0.01 PHRS, 실리카 파우더 (3 micron under) 0.5~5%, Carbon 파우더 : 2,000 mesh 이상 1~5%, 이오노머 (Ionomer-탄소계 계면활성제) 1~15%, MgO 0.1~0.005 PHR, CaCO3, Talc, White carbon, 그라핀 중에서 하나 혹은 두 가지 이상을 포함하는 열전도성 수지재.
mPPE (Modified Polyphenylene ether): 60 ~ 90% as basic content, 10 ~ 40% non-halogen flame retardant (phosphorous, magnesium hydroxide, zinc borate, aluminum hydroxide), 10 ~ 30% glass fiber, antimony (Sb2O3) 5 to 10%, CNT 0.0001 to 0.01 PHRS, 0.5 to 5% of silica powder (3 micron under), 1 to 5% of carbon powder and more than 2,000 mesh, 1 to 15% of an ionomer (carbonaceous surfactant) ~ 0.005 Thermally conductive resin material containing one or more of PHR, CaCO3, Talc, White carbon, and graphene.
(제 6 실시예) (Sixth Embodiment)
PPS (Poly phenylene Sulfide) : 60~90%을 기본 함량으로 포함하며, Non halogen 난연조제 (인계, 수산화마그네슘,징크보레이트,수산화알루미늄) 10~40%, 유리섬유 10~30%, 안티몬 (Sb2O3) 5~10%, CNT 0.0001~0.01 PHRS, 실리카 파우더 (3 micron under) 0.5~5%, Carbon 파우더 : 2,000 mesh 이상 1~5%, 이오노머 (Ionomer-탄소계 계면활성제) 1~15%, MgO 0.1~0.005 PHR, CaCO3, Talc, White carbon, 그라핀 중에서 하나 혹은 두 가지 이상을 포함하는 수지제.
PPS (Polyphenylene Sulfide): 60 ~ 90% as a basic content, 10 ~ 40% non-halogen flame retardant additive (phosphorous, magnesium hydroxide, zinc borate, aluminum hydroxide), 10 ~ 30% glass fiber, antimony (Sb2O3) 5 to 10%, CNT 0.0001 to 0.01 PHRS, 0.5 to 5% of silica powder (3 micron under), 1 to 5% of carbon powder and more than 2,000 mesh, 1 to 15% of an ionomer (carbonaceous surfactant) ~ 0.005 Resins containing one or more of PHR, CaCO3, Talc, White carbon, and graphene.
여기서, CNT는 전기전도성과 열전도성, 강성이 우수, 내열성이 우수한 소재로서, 상기 베이스 소재의 공극을 메움으로써, 연전도도를 높히는 기능을 한다. 그라핀도 CNT와 동일한 기능을 한다.Here, the CNT is a material having excellent electrical conductivity, thermal conductivity, rigidity and heat resistance, and functions to increase the thermal conductivity by filling the gap of the base material. Graphene also has the same function as CNT.
이오노머는 입자분산 상태로 공극을 메꾼, 열전도성 비할로겐 난연제의 공극을 액체화 된 모노머 단량체 형태로 나머지 빈틈마저 빠른 속도로 그라프팅 중합중에 메꾸고 “빠른 산화 - 즉 빠른 CARBONIZED화 하여, 즉 난연에서는 "숯효과" 돕는 기능을 한다.The ionomer is formed by pouring the pores of the thermally conductive non-halogen flame retardant in the form of dispersed particles in the form of a monomer monomer in the form of a liquid monomer monomer, filling the remaining voids at a high rate during the graft polymerization, and "rapidly oxidizing" Charcoal effect ".
MgO는 모든 열전도와 난연 조재들은 화재시에 빠른 산화를 돕는 기능을 한다. 또한 공정 중 정중에 발생하는 잔류모노머 (반응하지 않은 고분자) 및 반응하지 않은 라디칼을 잡아내어 안정화 시키는 안정제기능을 한다.All of the thermal conductivity and flame retardant additives of MgO function to help rapid oxidation in case of fire. It also acts as a stabilizer to capture and stabilize residual monomers (unreacted polymer) and unreacted radicals generated during processing.
CaCO3는: 열전도도를 위한 공극에 맞추어 투입하고, 내열도를 높여, 난연성을 높히는 기능을 한다.CaCO 3 : It is injected according to the porosity for thermal conductivity, and improves the heat resistance and improves flame retardancy.
talc는 열전도도를 높히고 난연성을 높히는 기능을 하나 사이즈가 달라서 다른 공극을 메우는 기능을 한다.
The talc has the function of increasing the thermal conductivity and improving the flame resistance, but it functions to fill other voids because of different size.
이하에서는, 상기 제 1 서브 하우징부(200)과 상기 제 2 서브 하우징부(300)에 의해 이루어지는 수밀 구조의 공동에 채워지는 투광성 절연 방열액에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the light-transmitting insulated heat radiating liquid filled in the watertight structure cavity formed by the first
상기 본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액의 물리적 화학적 특징에 대하여 다음과 같이 설명하도록 한다.The physical and chemical characteristics of the heat dissipating liquid according to one embodiment of the present invention will be described as follows.
절연 방열액은 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.The heat dissipation solution should have a high thermal conductivity as a heat transfer medium, 2) a molecular transfer state for transferring heat energy (that is, a liquid phase has a high momentum according to temperature, and 3) a molecular structure must be stable at a high temperature 4) excellent chemical resistance and chemical resistance (no reactivity), which does not cause chemical reaction, corrosion and ion exchange with other devices, 5) excellent light transmittance, no change of refractive index at high temperature, and 6) The refractive index is controlled by the self-tuning, and there is no haze (haze) in which gel or foreign matter is generated by self-synthesis or self-crosslinking, 7) the boiling point is high, 8) it is necessary to make rapid heat transfer to the material surrounding the fluid (there is no differential porosity due to van der Waals repulsion at the interface) Be), 9), and a less change in response to temperature changes, 10) and the insulation must be high for the electric device, 11) an environmentally sustainable, it should be non-toxic.
이러한 특성 중 우수한 특성을 가지는 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물이 절연 방열액으로 이용될 수 있다. A mixture of one or more of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and polymethylhydrogensiloxane having excellent properties among these properties may be used as an insulating heat dissipating liquid.
본 발명에서, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함하는 절연 방열액의 물리적, 화학적 특성을 다음과 같이 설명한다.
In the present invention, the physical and chemical properties of an insulating heat dissipating liquid including a mixture of one or two of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and polymethylhydrogen siloxane are described as follows.
[대류 열전달계수][Convective Heat Transfer Coefficient]
발광 다이오드 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 dissipating device of the light emitting diode lighting device is liquid, the thermal conductivity is not high as compared with a general metal, but the effect of heat radiation to the external system becomes very high due to the convection effect which doubles the energy transfer of molecular energy.
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 절연 방열액은 대류 효과(convetion effect)가 크기 때문에 방열 효율이 다른 물질에 비해 현격히 높아지게 된다.
That is, since the insulating radiating liquid according to the present invention has a large convetion effect, the heat dissipating efficiency is significantly higher than that of other materials.
[열전도도][Thermal Conductivity]
본 발명의 일실시예인 상술한 구성을 가진 절연 방열액의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)의 범위를 가진다. The thermal conductivity of the insulated heat radiating liquid having the above-described constitution, which is one embodiment of the present invention, is in the range of 1.9 x 10 -4 - 4.2 x 10 -1 (Cal / cm sec · 캜).
통상적으로, 발광 다이오드의 동작온도는 외부 온도가 20℃인 경우, 60℃를 넘어서게 되면, 발광 다이오드가 열충격을 받게 되어 내구성이 급격히 나빠질 수 있다.Typically, the operating temperature of the light emitting diode is 20 ° C., and when the temperature exceeds 60 ° C., the light emitting diode receives a thermal shock, and the durability of the light emitting diode may be drastically deteriorated.
열전도도는, 에너지가 분자간에 이동을 하게 되는 능력을 말한다. 열전도도가 높으면 높을수록 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈에서 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 light emitting diode and the power supply module. This thermal conductivity has a very close proportional relationship with the viscosity, and if the thermal conductivity is higher than the upper limit value, the convective heat transfer coefficient is drastically deteriorated. In addition, when the thermal conductivity becomes lower than the above lower limit value, the heat transfer effect is so weak that the function of the heat medium is so weak that only the convection transfer is meaningless.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 상기의 범위의 열전도도를 갖도록 하여, 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈의 열배출이 원활하게 이루어지도록 한다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, heat conductivity of the light emitting diode and the power supply module is smoothly discharged by having the thermal conductivity in the above range.
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 방열액의 점도는, 상기 절연 방열액의 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. The viscosity of the insulating heat-dissipating liquid, according to one embodiment of the present invention, the viscosity of the insulating heat-dissipating liquid, can be from 25 ℃, 0.65mm 2 / sec -10 6 mm 2 / sec. 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, oscillation distance 1 / r2)), the effect of convective heat transfer is reduced without moving the medium and then reduced again.
[비중][importance]
본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액의 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 발광 다이오드의 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 dissipating liquid according to one embodiment of the present invention may be 0.76 - 1.10 at 25 캜. This specific gravity is closely related to the volume change with temperature change. In particular, when the lighting apparatus is operated at a room temperature of 20 ° C, if the temperature of the light emitting diode rises to 60 ° C or higher, 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 방열액은, 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, 발광 다이오드 조명 장치 동작시 기화로 인한 손실이 전혀 없으며, 이에 따라 반영구적인 수명을 보장할 수 있게 된다.An insulated radiating liquid which is one embodiment of the present invention is a mixture of one or two of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and polymethylhydrogen siloxane, and their boiling point is 800 DEG C or higher. Accordingly, if the temperature of 60 ° C is regarded as the highest temperature of the operating temperature, there is no loss due to vaporization in the operation of the LED lighting apparatus, and thus a semi-permanent lifetime can be guaranteed.
또한, 본 발명의 일실시예인 절연 방열액은 기판, 발광 다이오드 및 하우징 등에 대하여 화학적으로 비반응성을 가지기 때문에, 오래동안 사용하더라도 기판등과의 화학적 반응으로 인한 헤이즈 현상이 없고, 기판등의 부품 수명이 보장될 수 있다.In addition, since the insulating heat dissipation liquid according to an embodiment of the present invention is chemically unreactive to a substrate, a light emitting diode, and a housing, there is no haze due to a chemical reaction with a substrate and the like, Can be guaranteed.
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 발광 다이오드로부터 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 light emitting diode as the light source is not distorted.
상기와 같이 설명된 발광 다이오드 조명 장치는 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 above-described light emitting diode lighting apparatus can be applied to a configuration and a method of the embodiments described above in a limited manner, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .
100 : 베이스부
110 : 전원 공급 단자.
200 : 제 1 서브 하우징부
210 : 방열핀
300 : 제 2 서브 하우징부
400 : 투광성 절연 방열액
500 : 기판
510 : 전원 공급 모듈
520 : LED(발광 다이오드)100: Base portion
110: Power supply terminal.
200: first sub housing part
210:
300: second sub housing part
400: Transparent insulated heat dissipating liquid
500: substrate
510: Power supply module
520: LED (Light Emitting Diode)
Claims (17)
상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드;
외부 교류 전원을 상기 발광 다이오드에 공급하기 위한 전원 공급 모듈;
상기 하우징 내의 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈을 침지시켜서 상기 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키며, 상기 공동 구조의 하우징을 채우는 투광성 절연 방열액;을 포함하며,
상기 투광성 절연 방열액은,
디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물과,
상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
A first sub housing part and a second sub housing part coupled to the first sub housing, the housing having a cavity structure, the first sub housing part is formed of a thermally conductive resin, and the second sub housing part is made of a transparent material under;
A light emitting diode installed in the housing;
A power supply module for supplying external AC power to the light emitting diode;
And a light-transmissive insulated heat dissipating liquid which absorbs heat generated from the light emitting diode and the power supply module by immersing the light emitting diode and the power supply module in the housing and fills the housing of the cavity structure,
The light-
A mixture of one or more of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and polymethylhydrogen siloxane,
And liquid silica for filling voids between each of the molecules of the dimethyl silicone oil, the methyl phenyl silicone oil, and the polymethylhydrogen siloxane.
상기 열전도성 수지는,
폴리부틸렌 테레프타레이트 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 및 아크릴로니트릴부타디엔 스티렌 합성수지, mPRO, mPPE, PPS 중 하나이상을 포함하는 베이스 수지;
비할로겐 난연제; 및
열전도도를 높이기 위한 유리섬유를 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
The method according to claim 1,
The thermoconductive resin is a thermoplastic resin,
A base resin comprising at least one of polybutylene terephthalate polycarbonate, polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene synthetic resin, mPRO, mPPE, PPS;
Non-halogen flame retardants; And
A light emitting diode lighting device comprising a detachable housing including glass fibers for increasing thermal conductivity.
상기 비할로겐 난연제는, 인계, 수산화 마그네슘, 수산화알루미늄, 및 징크보레이트 중 하나 이상을 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
3. The method of claim 2,
Wherein the non-halogen flame retardant comprises at least one of phosphorous, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and zinc borate.
상기 베이스 수지는, 60~90 중량% 포함되고, 난연제는 10-40 중량% 포함되고, 유리섬유 10-30중량% 포함되는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
3. The method of claim 2,
Wherein the base resin comprises 60 to 90% by weight, the flame retardant is 10 to 40% by weight, and the glass fiber is 10 to 30% by weight.
상기 열전도성 수지는, 안티몬 5-10 중량%, 실리카 파우더 0.5-5중량%를 더 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
5. The method of claim 4,
Wherein the thermally conductive resin further comprises 5-10% by weight of antimony and 0.5-5% by weight of silica powder.
상기 열전도성 수지는 CNT 및 그라핀 중 하나를 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
6. The method of claim 5,
Wherein the thermally conductive resin comprises one of CNT and graphene.
상기 제 1 서브 하우징의 외측에는 방열핀이 형성되는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
The method according to claim 1,
And a heat dissipation fin is formed outside the first sub housing.
상기 방열핀은, 상기 제 1 서브 하우징과 동일한 소재로 제조되는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat dissipation fin is made of the same material as the first sub housing.
상기 투광성 절연 방열액에 의해 침지되며, 상기 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 더 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
The method according to claim 1,
And a power supply module immersed in the light-transmitting heat-dissipating liquid to supply power to the light-emitting diode.
상기 투광성 절연 방열액은, 방열액과 상기 방열액에 용해되는 열전도성 입자를 포함하는,분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
The method according to claim 1,
Wherein the light-transmissive insulated heat radiating liquid includes a heat dissipating liquid and thermally conductive particles that are dissolved in the heat dissipating liquid.
상기 열전도성 입자는, 정제 탄소 나노 튜브 입자, 비정제 탄소 나노 튜브 입자, 그라파이트 입자, 세라믹 입자 중 하나인, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
14. The method of claim 13,
Wherein the thermally conductive particle is one of purified carbon nanotube particles, untreated carbon nanotube particles, graphite particles, and ceramic particles.
상기 투광성 절연 방열액은, 상기 열전도성 입자를 용해시키기 위한 계면활성제를 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
15. The method of claim 14,
Wherein the light-transmitting heat-dissipating liquid comprises a surfactant for dissolving the thermally conductive particles.
상기 열전도성 입자는 자성체 성질을 가진, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
15. The method of claim 14,
Wherein the thermally conductive particles have a magnetic property, and a detachable housing.
상기 열전도성 입자가 대류할 수 있도록, 상기 하우징 내에 설치되는 전자기 교반기를 더 포함하는, 분리형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.17. The method of claim 16,
Further comprising an electromagnetic stirrer installed in the housing so that the thermally conductive particles can be convected.
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