내부의 열을 외부로 배출시키는 금속판
LED조명 신뢰성 위해서는 필수
복사나 대류 등의 열전도현상을 이용해 제품 내부의 열을 외부로 배출시키는 금속판을 ‘히트싱크(방열판)’라고 한다.
형광등, 백열등과 같은 일반조명기구는 열과 빛이 함께 발생하지만 LED의 경우 빛은 앞으로 발생하지만 열은 뒤쪽으로 흘러 발생해 모듈 내부로 향하게 된다. 이 열이 외부로 배출되지 않으면 고스란히 모듈 내부에 머무르게 되고, 이는 LED칩, PCB 등의 부품의 파손 및 변형을 일으켜 LED 제품의 수명이 줄어들게 된다. 결국 발열은 LED의 단수명화를 초래하게 되는 가장 큰 요인인 것. 때문에 제품 내부의 열이 신속하게 외부로 배출될 수 있도록 하는 것이 바로 히트싱크의 역할이다.
히트싱크는 열전도성이 높을수록 효과적이기 때문에 동판을 사용하는 것이 가장 유리하지만 동판의 경우 가격대가 매우 높기 때문에 대체로 알루미늄 소재를 사용하는 경우가 많다. 또한 외부공간과의 접촉 면적이 넓을수록 방열이 효율적으로 이뤄지기 때문에 히트싱크의 면적은 넓을수록 좋다. 때문에 히트싱크의 표면에 요철을 둬 방열이 보다 효과적으로 이뤄지게 하는 경우가 많다.
고출력의 LED가 적용되는 일반조명용 LED램프의 경우, 대부분의 제품이 케이스 전체를 알루미늄 제작해 히트싱크의 역할을 하게 하지만, 저전력이 사용되는 간판용 LED모듈의 경우 히트싱크를 장착하지 않는 제품이 대부분이다.
하지만 최근 간판용 LED모듈의 출력이 높아져감에 따라 PCB와 연결되는 부분 일부에 히트싱크를 장착하거나 모듈의 케이스 전체를 알루미늄으로 제작해 방열특성을 강화하는 경향도 높아지고 있다.
히트싱크가 제품 내부의 열을 잘 배출하기 위해서는 PCB와 히트싱크의 접착시 방열구리스나 실리콘, 방열테이프 등의 열전도성 접착제를 사용해 부착해야 하는 것도 중요한 부분이다.
한편 열전도성이 우수하고, 빠르게 냉각되는 CNT(카본나노튜브) 즉, 탄소소재를 히트싱크로 활용하기 위한 연구도 꾸준히 진행되고 있다. CNT를 사용할 경우 또한 메탈소재보다 훨씬 가벼움에도 열전도성 및 강도는 더욱 높일 수 있기 때문이다.
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