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이창근 l 제279호 l 2013년 10월 28일 l 조회수:3089
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| “LED 효율 높이려면 방열 기술의 발전 수반돼야” |
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세미나 참석자들이 한국산업기술대학교 이동재 교수의 발표를 듣고 있다.
제5회 LED 조명 방열 기술 세미나 10월 21일 열려
LED 설계·제작과정서 방열 원천기술 확보하려는 노력 잇따라
LED 및 조명 분야 전문 세미나 주최사인 아이티컨퍼런스가 LED뉴스코리아와 함께 주최한 ‘제5회 LED 조명 방열 기술 세미나’가 지난 10월 21일 대한상공회의소 소회의실에서 개최됐다.
방열 기술이 LED조명의 수명 연장과 원가 절감을 가능하게 해주는 핵심인 만큼, 최근 LED 방열 소재와 방열 시스템의 구조, 설계방법 등에 대한 관심이 더욱 확대되고 있는 추세다.
이날 세미나에서는 ▲최근의 LED 방열 소재 및 기술 개발 ▲LED 방열 모듈 개발 사례 ▲SIMULIA +FloEFD 시뮬레이션 기술을 이용한 LED 조명 방열 최적 설계 ▲LED Junction 온도/열 저항 측정 및 시뮬레이션 인터페이스의 순으로, 최신 방열 소재와 기술부터 제품개발 사례에 이르기까지 다양한 주제 발표가 이어졌다.
이날 첫 번째 발표자로 나선 한국산업기술대학교 이동재 교수는 ‘최근의 LED 방열 소재 및 기술 개발’을 주제로 발표했다.
이동재 교수는 “LED칩의 효율을 100이라고 본다면 실질적으로 LED칩 효율에 비해 등기구의 효율은 50%정도밖에 안된다”면서 “광원모듈의 온도상승으로 10~20% 정도의 효율이 상실되기 때문에 열을 빠르게 빼줄 수 있는 전도성 소재를 사용하고 LED칩에서 하우징으로 방열시켜 주는 것이 중요하다”고 강조했다. 이 교수는 이어 “기판위에 칩이 올라가고 PCB가 히트싱크에 접착돼 있는 등 LED칩이 여러 층으로 이뤄져 있다는 것이 방열 부분에 있어 문제가 되는 점”이라며 “LED칩에 형성된 층 자체가 열 저항을 발생시키기 때문에 LED방열의 핵심은 이러한 층을 줄여주는 것에 있다”고 말했다.
LED 방열기술을 칩 패키지 레벨(Chip Package Level) 방열기술, 보드 레벨(Board Level) 방열기술, 시스템 레벨(System Level) 방열 기술로 분류한 이 교수는 LED 방열기술에 대한 특허동향을 언급하며 “한국, 미국, 일본, 유럽에서 현재 LED칩 구조자체에서 열을 제어하는 방식인 칩 패키지 레벨 방열기술이 LED 방열기술 특허의 주를 이루고 있다”고 설명했다.
최근의 LED 방열소재와 관련, CNT 방열소재와 금속, 세라믹, 탄소나노튜브 등 전도성 필터를 사용한 방열 플라스틱을 소개한 이 교수는 “고출력 LED 냉각을 위해 등기구를 최대한 활용해 방열면적을 넓히거나, 기존의 등기구에 히트싱크를 추가하는 구조로 냉각성능을 향상시킬 수 있다”고 말했다.
두 번째 발표자로 나선 인하대학교 서태범 교수는 ‘LED 방열모듈 개발 사례’라는 주제로 발표를 이어갔다.
서태범 교수는 “LED광원은 인가된 에너지 대비 15%가 빛으로, 나머지 85%는 열로 변환된다”면서 “LED조명의 상용화를 위해 방열 패키지의 내구성과 소형 및 경량화에 대한 연구가 필요하다”고 말했다. 이어 LED 고장의 원인으로 온도를 55%, 습기를 19%로 꼽은 서 교수는 “주변 습도에 따라 조도에 영향을 줄 수 있으며, 조명의 효율을 증대시킬 수 있는 습기제어 방법이 필요하다”며 방열 방법과 아울러 습기제어 방법에 대한 연구도 필요하다고 강조했다.
서태범 교수는 “LED의 방열을 손쉽게 계산하기 위한 방법으로 현재 열 저항법 및 수치 해석적 접근을 통한 기법이 주류를 이루고 있다”며 “LED 칩 배열 방식과 간격, 방열판의 높이에 따라 방열효과 다르기 때문에 기존에 알루미늄이나 구리로 사용했던 방열판을 동으로 도금된 엔지니어링 플라스틱으로 대체하는 등 LED 설계 및 제작과정에서 방열에 관한 원천기술을 확보하려는 노력이 다양하게 진행되고 있다”고 말했다.
이밖에도 엔지니어링 컨설팅 및 서비스 사업을 전개하고 있는 델타이에스의 박용열 이사와 정두원 선임이 각각 ‘SIMULIA +FloEFD 시뮬레이션 기술을 이용한 LED 조명 방열 최적 설계’와 ‘LED Junction 온도/열 저항 측정 및 시뮬레이션 인터페이스’라는 주제로 발표를 진행했다.
이창근 기자 [ⓒ SP투데이 무단 전재 및 재배포 금지]
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