• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.561-566
• /
• 2014

발광 반도체칩을 주재료로 하는 LED의 열 문제를 해결하기 위해 1개의 보드에 밀집형으로 배열한 COB(Chip on Board)에 관한 관심이 증가하고 있다. 고출력 COB LED의 경우, 소비전력이 높아 발생되는 열을 해결하기 위한 방열이 필수적이며 소자의 온도가 상승하면 효율적인 광 방출을 저해하게 되며 열적 스트레스에 따라 소자의 수명이 급격히 저하된다. 이러한 열적인 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 13.5W급 COB LED와 형상이 다른 4 개의 방열판을 패키징하여 Solidworks Flow Simulation을 통한 열적 특성을 분석한 후, 가장 우수한 특성을 가진 방열판 형상을 실물로 제작하여 13.5W급 COB LED 다운라이트 소자와 결합시킨 다음, $1m^3$ 공간에서 접촉식 온도계와 비접촉식 온도계를 사용하여 LED 소자와 방열판 간의 열적 특성을 실물 실험을 통하여 분석 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권11호
• /
• pp.5117-5122
• /
• 2011

본 논문에서는 열 해석 시뮬레이션 프로그램인 COMSOL Multiphysics를 활용하여, LED Module의 제작 시, 가장 선호되는 패키지 종류인 COB Type과 보드를 생략한 COH Type의 열 해석 시뮬레이션을 진행한다. LED Module의 시뮬레이션 결과 방열판을 통과하는 위치에 따라 COB Type은 Max. 약 $78^{\circ}C$ ~ Min. 약 $62^{\circ}C$, COH Type은 Max. 약 $88^{\circ}C$ ~ Min. 약 $67^{\circ}C$에서 온도가 안정이 됨을 확인하였다. COB Type과 비교하여 Max. 온도는 약 $10^{\circ}C$ 차이가 나지만, Min. 온도에서 약 $5^{\circ}C$정도로 격차가 감소함을 확인하였으며, LED Point 온도특성곡선을 확인 한 결과 COB Type은 Max. 약 $100^{\circ}C$ ~ Min. 약 $77^{\circ}C$, COH Type은 Max. 약 $100^{\circ}C$ ~ Min. 약 $86^{\circ}C$온도가 안정이 됨을 확인하였으며, COB Type에 비해 COH Type이 약 $10^{\circ}C$ 온도가 높게 측정되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.189-194
• /
• 2015

본 논문에서는 열전소자의 구조에 따른 COB LED의 방열성능을 비교 분석하였다. COB LED의 발열부분과 접합하는 열전소자는 구리박판 구조와 세라믹 구조의 열전소자를 사용하였다. COB LED와 열전소자의 접합부분은 접촉식 온도계를 통해 온도 분포를 측정하였고, 각각의 열전소자는 0.1A, 0.3A, 0.5A, 0.7A의 전류를 입력시켜서 온도 변화를 측정하였다. COB LED의 열 응집현상이 나타나는 접합부분의 온도는 0.7A를 인가하였을 때 구리박판 구조의 열전소자에서 $59^{\circ}C$로 측정되었고, 세라믹 구조의 열전소자는 $67^{\circ}C$로 나타났으며, 구리박판 열전소자가 세라믹 구조의 열전소자 보다 $9^{\circ}C$가 낮게 측정됨으로써 방열성능이 더 우수함을 보였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.20-25
• /
• 2014

차세대 친환경 조명인 LED소자는 온도가 올라갈수록 LED의 발광효율이 떨어지고 $80^{\circ}C$이상 올라갈수록 수명이 감소하고 스펙트럼선의 파장이 본래의 파장보다 장파장 쪽으로 이동하는 Red Shift현상 및 $T_j$ 상승에 따라 광 출력이 감소되는 큰 문제점이 대두되고 있어 열을 최소화 할 수 있는 방열설계 연구가 진행 중이다. COB Type LED의 경우 보드에 LED 칩을 직접 결합시켜 열 저항을 낮췄지만 주거용 13.5W의 경우 방열판을 통해 발열 문제를 해결해야한다. 본 논문에서는 주거용 13.5W COB LED 다운라이트에 맞게 Heat Sink를 설계하고, 그 설계한 Heat Sink와 13.5W COB를 패키징하여 Solidworks flow simulation을 통해 최적의 Fin두께를 선정하여 접촉식 온도계를 사용한 열적 특성을 분석 하고 평가 하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제9권12호
• /
• pp.1435-1440
• /
• 2014

본 논문에서는 13.2W급 COB LED의 공랭식 방열을 위해 열전소자를 이용하여 열적 특성을 분석하였다. 기존 방식과의 방열 성능을 비교 분석하기 위하여 Heat Sink를 설계 및 제작 하였고 실험은 100분간 COB LED를 구동시켜 접촉식 온도계를 통하여 온도 분포를 측정하였다. 접합부의 온도 측정 결과 열전소자를 사용하지 않는 방식에서는 약 $75^{\circ}C$로 나타났고, 열전소자에 0.8A의 전류를 인가하여 구동하였을 때 $57^{\circ}C$로 열 응집현상이 가장 심한 COB LED 접합부분의 열은 기존의 방식보다 약 31% 감소됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.401-407
• /
• 2014

열에 관한 문제를 해결하기 위해 여러 개의 LED 칩을 1개의 보드에 밀집으로 배열한 COB(Chip On Board)에 관한 관심이 증가하고 있다. LED소자의 온도가 올라갈수록 수명이 감소하고 스펙트럼선의 파장이 본래의 파장보다 장파장 쪽으로 이동하는 적색 이동 현상 및 접합부 온도 상승에 따라 광 출력이 감소되는 큰 문제점이 대두되고 있다. 이러한 열 문제점을 해결하기위해 본 논문에서는 최적의 Fin 두께와 길이를 선정하여 15W급 COB LED 최적의 2차 방열판을 설계하고, 그 설계한 방열판과 15W COB를 패키지하여 Solid Works Flow Simulation을 통한 열적 특성을 분석하여 제작된 15W COB 다운라이트 방열판을 접촉식 온도계를 사용해 열적 특성, 키슬리 2430을 통한 전기적 특성을 분석하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.118-122
• /
• 2010

절연층이 부분 제거된 MCPCB에 기반을 둔 변화된 COB 개념의 고출력 LED 램프 구조를 제안하였다. 제안된 구조의 경우, LED 소자와 금속 base 사이에 절연층이 제거됨에 따라 칩으로부터 발생된 열이 기판의 금속 base로 손쉽게 방출된다. 그 결과 제안된 구조의 LED 램프는, 열 시뮬레이션은 물론 광출력 및 스펙트럼의 구동시간에 따른 변화 상에서도, MCPCB에 부착된 SMD형 LED 램프나 기존의 COB개념에 바탕을 두고 있는 LED 램프에 비해서도 우수한 열적특성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권10호
• /
• pp.4757-4761
• /
• 2012

알루미늄 기판 및 양극산화 공정을 사용하여 LED Chip on Board(COB) 패키지를 제작하였다. 선택적 양극산화 공정을 적용하여 알루미늄 기판 상에 알루미나를 형성하고 이를 COB 패키지 절연층으로 사용하였으며, 비아홀 내부가 충진된 구조의 Thermal Via를 구현하였다. 패키지 기판 종류에 따른 열저항 및 발광효율 변화를 파악하기 위해 알루미늄 기판과 알루미나 기판을 제작하고 이를 각각 비교 분석하였다. Thermal Via가 적용된 알루미늄 기판이 51%의 열저항 개선 및 14%의 발광효율 향상 특성을 보여주었다. 이러한 결과는 선택적 양극산화 공정 및 Thermal Via 구조적용으로 COB 패키지의 방열 특성이 향상되었음을 의미한다. 또한 동일한 전력 소모시 LED 칩 개수에 따른 COB 패키지의 열저항 및 발광효율 변화를 분석함으로써 다수 칩의 효율적인 배치가 열저항 및 발광효율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.158-163
• /
• 2013

In this paper, thermal analysis of heatsink for 30 W class Chip-on-Board (COB) LED light source is performed by using SolidWorks Flow Simulation package. In order to increase the convection heat transfer, number of fin and shape of the heatsink is optimized. Furthermore, a copper spread is applied between the COB LED light source and the heatsink to mitigate the heat concentration on the heatsink. With the copper spread, the junction temperature between the COB LED light source and the heatsink is $50.9^{\circ}C$, which is $5.4^{\circ}C$ lower than the heatsink without the copper spread. Due to the improvement of the junction temperature, the light output is improved by 5.8% when the LED light source is stabilized. The temperature difference between the simulation and measured result of the heatsink with the copper spread is within $2^{\circ}C$, which verifies the validity of the thermal design method using a simulation package.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.1722-1723
• /
• 2011

LED는 광학적 특성을 유지하기 위해서는 방열설계가 매우 중요한 문제로 요구된다. 대부분의 반도체 소자의 고장 원인은 85%정도가 열로 인한 것이며 고출력 LED의 인가된 에너지는 20%정도가 광으로 출력되며 나머지 80%정도가 열로 전환된다. 이러한 이유 때문에 LED소자의 신뢰성과 효율 향상을 위한 방열성능의 극대화가 필요하다. 본 연구에서는 AI MCPCB 기판에 기반을 둔 COB Type의 고출력 LED모듈의 구조를 제안 하였으며, LED Chip과 금속base 사이의 절연층 유무의 관점에서의 비교 열 시뮬레이션을 통해 결과를 분석하여 고출력 COB LED모듈의 방열 특성을 최적화 하였다.