Ni 그래파이트 코어-쉘을 이용한 방열 접착제 제작 및 LED 조명으로의 적용 = Fabrication of Thermal Conductive Adhesive Using Ni Graphite Core-shell and Application to LED Lighting

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

High-power light-emitting diode (LED) lighting exhibits excessive heat generation owing to the need to drive an LED chip, development of heat dissipation technology is required to resolve that problem. Until now, most of the studies on heat dissipation in LED lighting have been limited to research on heat dissipation of the chip itself and research into the manufacture of heat sinks.
However, a solution in a new direction is required owing to the quantity of heat generated from dense LED chips found in high-power LED lighting or in situations where the space for the lighting is limited owing to its location. In this research, heat dissipation characteristics were improved by adding a Ni-graphite core-shell (Ni-GCS) to the thermally conductive adhesive used to bond the LED chip’s substrate to the heat sink in high-power LED lighting applications. Ni-GCS was synthesized through thermal chemical vaper deposition (thermal-CVD), and the Ni nanoparticles were confirmed are to be wrapped by a graphite layer. When high-power LED lighting using the novel thermally conductive adhesive was driven over a long period of time, improved heat dissipation characteristics were observed when the properties of the thermal changes were analyzed.

국문 초록 (Abstract)

고출력 발광다이오드 (Light-emitting Diode, LED) 조명은 LED 칩 구동에 따른 발열의 문제를 가지며, 이 발열을 해결하기 위해 방열 기술의 개발이 필요하다. 그동안 LED 조명에서의 방열 연구는 대부분 칩자체의 방열 연구와 방열판의 제작 연구에 그쳤다. 하지만 고출력 LED 조명과 같은 밀집된 LED 칩에서 발생하는 높은 열이나 활용 장소에 따른 제한된 조명의 크기 문제가 있으므로 새로운 방향의 해결책이필요하다. 본 연구에서는 고출력 LED 조명에서 LED칩 기판과 방열판을 접합하는데 사용되는 방열접착제에 Ni 그래파이트 코어-쉘(Ni graphite core-shell, Ni-GCS)을 첨가해서 방열 특성을 개선하였다.
Ni-GCS는 열화학기상증착법 (thermal chemical vaper deposition, thermal-CVD) 을 이용하여 합성하였고, 나노 크기의 Ni 입자가 그래파이트 층으로 둘러싸인 형태임을 확인하였다. 제작된 방열 접착제를 사용한 고출력 LED 조명을 장시간 구동하면서 열 변화 특성을 분석하여 향상된 방열 특성을 관찰하였다.

참고문헌 (Reference)

1 V. Georgakilas, 115 : 4744-, 2015

2 H. Kim, 48 : 445-, 2008

3 S. Mao, 2 : 2643-, 2012

4 D. Chen, 112 : 6027-, 2012

5 J. Costa, 49 : 451-, 2012

6 I. Ahmad, 5 : 90-, 2015

7 A. Bachmatiuk, 7 : 10552-, 2013

8 F. Bonaccorso, 15 : 564-, 2012

9 A. Rammohan, 9 : 165-, 2016

10 A. I. Bezugly, 42 : 636-, 2016

11 R. Prasher, 94 : 1571-, 2006

12 K. Zhang, 19 : 215706-, 2008

13 C. Kim, 223 : 557-, 2019

14 C. Kim, 202 : 215-, 2017

15 J. Lu, 160 : 49-, 2015

16 Y. Wang, 2 : 9478-, 2014

17 M. Ma, 190 : 71-, 2017

18 N. A. Luechinger, 19 : 445201-, 2008

19 J. S. Jin, 92 : 171910-, 2008

20 Philip Kim, "Graphene nanoribbon devices at high bias" 나노기술연구협의회 1 (1): 1-11, 2014