• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.125-126
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• 2011

본 논문은 방열판 재질에 따른 열 해석에 관한 것으로서 구리와 알루미늄 재질의 방열판에 LED를 배치하여 COMSOL Multi physics를 사용한다. 시뮬레이션 결과 구리 재질의 방열판이 알루미늄 재질의 방열판보다 Min. 온도가 약 $20^{\circ}C$ 높게 측정되었다. 실험결과 실제 제작을 하지 않고 시뮬레이션을 통해 열해석이 가능함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.305-305
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• 2015

알루미늄 방열판 위에 MPCVD(Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치를 이용하여 DC 바이어스 전압을 기판에 인가하면서 $Ar+CH_4$ 가스 분위기에서 증착한 나노결정질 다이아몬드(Nanocrystalline Diamond; NCD) 박막의 방열 특성을 평가하였다. XRD와 Raman spectroscopy를 이용하여 증착된 박막이 NCD인지를 확인하였으며 FE-SEM 및 FIB로 박막의 표면 및 단면의 형상을 관찰하였다. 다이아몬드가 증착된 방열판에 LED를 부착하여 발열시키고 열유동측정기의 하나인 T3-ster를 사용하여 방열 특성을 분석하였다. 기존 알루미늄(Al) 기판(5.55 K/W)보다 다이아몬드 증착(Dia-Al) 기판(3.88 K/W)의 열저항 값이 현저히 작았다, 또한 LED 접합온도는 Dia-Al 기판이 Al 기판보다 약 $3.5^{\circ}C$만큼 낮았다. 적외선 열화상 카메라로 발열 중인 시편의 전면과 후면을 촬영한 결과, LED가 부착된 전면부에서는 최고 발열 부위(hot spot)의 면적이 Al 기판의 경우가 Dia-Al 기판보다 높았고, 후면부에서는 그 반대의 경향을 보였다. 이들 데이터로부터 다이아몬드 증착 방열판이 기존의 방열판보다 방열특성이 우수한 것으로 해석할 수 있으며, 다이아몬드 박막을 방열판으로 사용하면 LED의 사용 수명과 효율이 높아질 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.279-279
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• 2011

본 연구는 LED 등기구에서 방열코팅소재에 따른 방열 효과를 연구하여 LED 등기구를 안정적으로 유지 제어 할 수 있는 방법을 찾고자 한다. 그에 따라 동일한 기구물에서 방열코팅만 변화하여 LED chip 온도의 Steady State 온도를 비교 측정하였다. 방열코팅은 동일한 알루미늄 Heat Sink에 일반분체코팅, Anodizing 처리, 알루미나 방열도료, Graphene이 섞인 알루미나도료, Graphene 잉크 등의 방열코팅소재를 아무 처리를 하지 않은 알루미늄 Heat Sink 와 비교 하였다. 온도는 LED chip, LED base plate, 코팅이 된 표면, 코팅 내부 2 mm 부분의 온도를 각각 Steady State가 될 때까지 측정하였다. 또한 LED의 power를 7 watt에서 13 watt 변화하면서 방열 원리를 분석하였다. 본 연구를 통하여 각 코팅소재에 따른 방열효과와 그 방열 원리를 연구 분석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.2243_2244
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• 2009

본 논문에서는 알루미늄 재질로 된 방열판과 PCB에 1[W]급 LED 14개를 모듈 방열 설계 하여 COMSOL Multiphysics로 시뮬레이션을 통한 결과, 경계면 온도는 약 $80^{\circ}C$, Max.온도$141^{\circ}C$, Min.온도$20^{\circ}C$까지 변화로 실 제작에 근접한 온도 확인이 가능함을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.1
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• pp.170-178
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• 2019

Recently, as the interest in energy savings has increased, there has been increasing use of LED lighting, which is an eco-friendly device that replaces high energy consuming fluorescent lamps and incandescent lamps. In the case of a high output LED, however, the life time is shortened due to deterioration caused by heat generation. As a solution to this problem, this paper evaluated the LED life extension effect by increasing the convective heat transfer coefficient of the heat sink surface for LED packaging. A roughing process was carried out using sandpaper and sand blasting. The changes in surface roughness and surface area after each surface treatment process were evaluated quantitatively and the convective heat transfer coefficient was measured. When sandblasting and sandpaper were used to roughen the aluminum surface, a higher convection heat transfer coefficient was obtained compared to the untreated case, and a high heat dissipation efficiency of 82.76% was obtained in the sandblast treatment. Therefore, it is expected that the application of heat dissipation to the heat sink will extend the lifetime of the LED significantly and economically by increasing the heat efficiency.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.247-247
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• 2012

기존형광등보다 에너지소비가 적고, 수명이 길다는 장점을 가진 LED소자는 조명분야뿐만 아니라 선박 및 해양플랜트시장에까지 적용분야가 확대되고 있다. 그러나 LED소자의 수명연장 및 제품신뢰성을 위해서 방열에 관한 연구가 필수적이며 특히, 해양환경적용을 위해서는 내부식성을 요구하는 방열 재료개발에 대한 연구가 필요하다. 일반적으로 방열판소재로 사용되는 알루미늄의 경우 열전도도가 우수하며, 대기 중에서 쉽게 생기는 자연산화막보다 내부식특성을 향상시키기 위해 현재 국내 외의 표면처리 방법으로 전기화학적 방법을 이용한 Anodizing기술을 적용하고 있다. 하지만, Anodizing에 사용되는 질산과 황산액을 처리하는 과정에서 유독물질을 발생시킴으로 유해물질사용제한 등 국제적으로 환경규제가 강화되고 있어 Anodizing기술의 적용이 제한적인 단점이 있다. 본 연구에서는 친환경적 기술인 Plasma Immersion Ion Implantation (PIII)방식을 사용하여 알루미늄표면에 $Al_2O_3$을 형성하였다. 최적의 산화막증착 조건을 찾기 위해 Gas Flow양, Pulse Voltage, 공정온도, 시간 등을 변수로 실험을 진행하였다. SIMS (Secondary ion mass spectroscopy)를 통해 $Al_2O_3$ 박막두께 및 Oxygen의 정량분석을 하였으며, Anodizing처리된 알루미늄시편과 열전도특성과 내부식특성을 비교하기 위해 각각 Hot Disk 열전도율측정기와 Salt water tester chamber를 사용하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.137-138
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• 2015

본 논문은 알루미늄 재질로 된 방열판을 LED조명기구에 적용해서 열 해석을 한 것으로서, PCB에 25[W]급 LED를 배치하여 COMSOL Multi-physics로 시뮬레이션 하였다. 그 결과 LED와 PCB 경계면의 온도는 $69^{\circ}C$이고, PCB바닥면의 온도는 $28^{\circ}C$로 실제작한 FR-4 재질의 LED Module과 근접한 온도임을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.14 no.3
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• pp.51-59
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• 2020

In the case of cubesat, a PCB-based deployable solar panel advantageous in terms of weight reduction and electrical circuit design is widely used considering the limited weight and volume of satellites. However, because of the low thermal conductivity of PCB, there is a limit relative to heat dissipation. In this paper, the thermal gap pad is applied to the contact between the PCB-based solar panel and the aluminum stiffener mounted on the outside of the panel. Thus, the heat transfer from the solar cell to the rear side of the panel is facilitated. It maximizes the heat dissipation performance while maintaining the merits of PCB panel, and thus, it is possible to improve the power generation efficiency from reducing the temperature of the solar cell. The effectiveness of the thermal design of the 6U cubesat's deployable solar panel using the thermal gap pad has been verified through on-orbit thermal analysis based on the results, compared with the conventional PCB-based solar panel.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.17.1-17.1
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• 2009

발포금속은 1948년에 Sosnik에 의해 알루미늄에 수은을 증발시키는 방법으로 발포 알루미늄을 제조한 이래, 1951년 Elliot에 의해 진보된 방식인 발포 매개체를 용탕에혼입하는 방법으로 발포금속을 제조하기 시작하였다. 현재 이들 선진국가의 생산방법 및 현황은 균질 기공의 조절, 연속주조 방식과 원가절감, 그리고 제조기술의 진보를 통하여 다양한 분야에 적용되고 있다. 그러나 실용화를 위해서는 요구특성을 만족하고 동시에 가격 경쟁력을 가진 제조기술의 보유 및 개발과 독특한 특성을활용한 새로운 적용 분야의 개척이 필요하다고 생각되며, 이를 위해 Harvard, MIT, Aachen, HMI 등 구미 유수 대학과 NASA, 미국방성등의 연구기관, ERG, 신강(新鋼) wire등 산업체를 중심으로제조 및 특성평가에 관한 기초연구와 활용방안이 활발히 모색중에 있다. 그리고 일부 자동차 생산 업체를중심으로 발포금속을 적용한 초경량, 에너지 절감형의 자동차 부품 소재,항공기 방열판 등에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속 기체의 GASAR 공법은 Lotus 공법으로 Osaka 대학에서 개발되어 열교환기, 항공기, 방열기 등으로 응용이 확대되고 있다 국내에서 완제품생산은 실내장식용 복합패널로서 한소 프라임이 운영상의 문제로 생산을 중단하였으며, 유닉슨(주), 금강(주)에서 Batch식, 금성산업에서 Pot식이 일부 생산 및 연구가 진행되었으나 현재는 본연구실의 협조로 (주) 폼텍에서 발포패널을 주로 생산하고 있고 (주)드림메탈과 (주)아크로폼텍에서일부 생산되고, (주)동일알루미늄에서는 폐 scrap을 이용한 발포 Al 제조가 연구단계에 있다. 생기원에서는 분말 가열 흡음패널이 개발되었으나 강도와 내열성이 낮아 이들 특성을 향상시크는 연구가 진행중이다. 이들 제품은 성능상으로는 동양강판의 흡음패널과 KIMM의 필터용은연구개발이 낮은 수준이며, 본 연구팀과 공동 개발한 (주)폼텍의 복합패널은 10여 가지의 실용특허로 건축마감재로서 오히려 선진국수준을능가한 상태이다, 한편, 발포금속 기능성 개발은, 이들이 가지고 있는 우수한 특성 때문에 군수용으로부터 민수 산업용까지 전분야에 적용이 가능한 소재이므로 수요처를확장하고 있으므로 제품의 균질성, 안정성과 기능성 개발 향상을 위해 지속적이고 체계적인 연구가 필요하다고 생각된다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.138-143
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• 2018

In general, the operating temperature of electronic equipment is closely related to product life and reliability, and it is recognized that effectively cooling the parts is an important problem. In this paper, an experimental study on the cooling characteristic according to the pin array of the heat sink is conducted. The experiment on the heat sink was based on the natural convection and temperature distribution changes. The experimental results indicate that the pin array of the heat sink has an effect on the thermoelectric module's cooling characteristic.