[go: up one dir, main page]

JP2020047570A - 熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法 - Google Patents

熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020047570A
JP2020047570A JP2018231202A JP2018231202A JP2020047570A JP 2020047570 A JP2020047570 A JP 2020047570A JP 2018231202 A JP2018231202 A JP 2018231202A JP 2018231202 A JP2018231202 A JP 2018231202A JP 2020047570 A JP2020047570 A JP 2020047570A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
base plate
radiation fin
fins
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018231202A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7751370B2 (ja
Inventor
キョン 椿 權
Kyoung Chun Kweon
キョン 椿 權
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of JP2020047570A publication Critical patent/JP2020047570A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7751370B2 publication Critical patent/JP7751370B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/87—Organic material, e.g. filled polymer composites; Thermo-conductive additives or coatings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F21S45/48—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings with means for conducting heat from the inside to the outside of the lighting devices, e.g. with fins on the outer surface of the lighting device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/49—Attachment of the cooling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/75—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with fins or blades having different shapes, thicknesses or spacing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/76—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F21V29/76—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section
    • F21V29/763—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

【課題】熱飽和度が充分になることによって放熱性能が向上し、軽量化が可能な熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法を提供する。【解決手段】構造は、ベース板１００、ベース板１００の下部に離隔形成された複数の放熱フィン２１０、２２０、ベース板１００の上部に連結される基板３００及び基板３００上に連結される光源４００、を含む。複数の放熱フィン２１０、２２０のうち光源４００の下方に形成された放熱フィン２１０の断面積は、隣接する放熱フィン２２０の断面積より広く、ベース板１００の上部には下方に湾入された装着部が備えられる。基板３００は、装着部に装着される。ベース板１００及び複数の放熱フィン２１０、２２０は、プラスチック材質で形成され、ＰＡ６、ＭＰＰＯ、ＰＭＭＡ、ＰＰＳ、ＰＣ、ＰＢＴ、ＡＢＳ、ＰＰの中の１種以上を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法に係り、より詳しくは、熱飽和度が充分になることによって放熱性能が向上し、軽量化が可能な熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法に関する。
従来のライティングあるいはランプは、光を発散する光源であって、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を用いる。走行安全のためのヘッドランプは、光の明るさが徐々に高まることによって、ＬＥＤで発生する熱が大きくなる。ＬＥＤは、作動限界温度以上で明るさが低下する問題がある。したがって、従来の産業では各種照明器具物に金属材質からなる放熱構造、いわゆる「ヒートシンク」を製造してＬＥＤ光源が電気回路に実装されたＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）基板の下に付着させる。
ヒートシンクは、ＰＣＢ基板またはＬＥＤ基板などの発熱部品に密着するように設置され、これらから発生する熱を放熱させるように構成する装置である。
ＰＣＢ基板に実装（Ｍｏｕｎｔｅｄ）された各種能動及び手動素子並びに回路は、電源が印加されて作動する時多くの熱が発生する。このような発生熱は、電子部品の作動性能に大きい影響を与える。仮に、各種能動及び手動素子並びに回路から発生する熱を適切に放出できない場合は、全体部品の誤作動を誘発するので、発生した熱の温度を下げることが非常に重要である。特に、電子機器の知能化によって高集積／高性能の部品が開発されており、同時に発熱温度が大きく増加するため、温度を下げる「放熱」に対する技術の重要性が非常に大きくなっている。
光を出す光源であるＬＥＤと電源を連結するＰＣＢ基板及び放熱するヒートシンクが結合された放熱構造において、ＬＥＤは、エネルギのうち熱として放出される比率が高く、このような放出熱は効率及び寿命に絶対的な影響を与える。
従来は、図１のようにアルミニウムからなる金属ヒートシンクを使用していた。アルミニウムは熱伝導率が高く、比重が高いため重量が大きく、加工に伴うコスト上昇が大きい短所がある。また、アルミニウムヒートシンクは、アルミニウムで作られたメタルコアＰＣＢを付着させなければならないので、界面の熱抵抗が大きい。
具体的に、アルミニウムヒートシンクの場合、熱伝導率は高いが、空気中に放出する放射率は低いため、表面積を最大にすることが重要である。したがって、放熱フィンの高さを長くしなければならない。放熱フィンを短くすれば、表面積が小さくなって放熱性能が低下する。しかし、放熱性能の向上のために放熱フィンの個数を増やし、放熱フィンの高さを長くすれば高い比重のアルミニウム使用量が増えて重量が大きく増加する。
特開２０１６−１６０２７８号公報
本発明の目的とするところは、熱飽和度が充分になることによって放熱性能が向上し、軽量化が可能な熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法を提供することである。
本発明の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造は、ベース板、前記ベース板の下部に離隔形成された複数の放熱フィン、前記ベース板の上部に連結される基板、及び前記基板上に連結される光源、を含み、前記複数の放熱フィンのうち前記光源の下方に形成された放熱フィンの断面積は、隣接する放熱フィンの断面積より広いことを特徴とする。
前記ベース板の上部には下方に湾入された装着部が備えられ、前記基板は前記装着部に装着されることを特徴とする。
前記ベース板及び前記複数の放熱フィンは、プラスチック材質で形成されることを特徴とする。
前記プラスチック材質は、ＰＡ６（Ｐｏｌｙ Ａｍｉｄｅ ６）、ＭＰＰＯ（Ｍｏｄｉｆｉｄｅ Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｏｘｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）の中の１種以上を含むことを特徴とする。
前記プラスチック材質は、カーボンファイバー、黒鉛、膨張黒鉛、グラフェンの中の１種以上をさらに含むことを特徴とする。
前記ベース板の上面から下面までの厚さは、２〜３．５ｍｍであることを特徴とする。
前記光源の下方に形成された放熱フィンは第１放熱フィンであり、前記隣接する放熱フィンは第２放熱フィンであり、前記第１放熱フィンが前記ベース板から下方に延長された長さは、前記第２放熱フィンが下方に延長された長さより長いことを特徴とする。
前記光源の下方に形成された放熱フィンは第１放熱フィンであり、前記隣接する放熱フィンは第２放熱フィンであり、前記第１放熱フィンの左右に形成された幅は、前記第２放熱フィンの幅より厚いことを特徴とする。
前記第１放熱フィンの幅は４〜１０ｍｍであり、前記第２放熱フィンの幅は２〜３ｍｍであることを特徴とする。
前記複数の放熱フィン間の離隔距離は、６〜１０ｍｍであることを特徴とする。
前記複数の放熱フィンが前記ベース板から下方に延長された長さは、１０〜１５ｍｍであることを特徴とする。
また、本発明の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の製造方法は、基板をインサート射出して上部に基板が連結され、下部に複数の放熱フィンが離隔形成されたベース板を成形する段階、及び前記基板上に光源を連結する段階を含み、前記ベース板を成形する段階において、前記複数の放熱フィンのうち前記光源の下方に形成された放熱フィンの断面積は、隣接する放熱フィンの断面積より広く形成されるように成形することを特徴とする。
本発明の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造によれば、ベース板のうち光源の直下方向に放熱フィンを配置させるが、光源の下方に形成された放熱フィンの断面積を隣接する放熱フィンの断面積より広く構成することにより、熱飽和度が充分になることによって、放熱性能が向上し、隣接する放熱フィンは、断面積を相対的に小さく構成して過度に重量が増大する問題を防止することができる。
従来のアルミニウムヒートシンクを示す図である。 本発明の一実施例による熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造を示す図である。 本発明の一実施例による熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の側断面図を示す図である。 比較例によるヒートシンクを示す図である。 本発明の実施例によるヒートシンクを示す図である。
熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造
本発明の一実施例による熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造は、図２及び図３に示す通り、ベース板１００、ベース板１００の下部に離隔形成された複数の放熱フィン２００、ベース板１００の上部に連結される基板３００及び基板３００上に連結される光源４００を含み、複数の放熱フィン２００のうち光源４００の下方に形成された放熱フィン２００の断面積は、隣接する放熱フィン２００の断面積より広く形成される。
ベース板１００は、上部に基板３００が連結され、下部に複数の放熱フィン２００が形成される。具体的に、ベース板１００の上面から下面までの厚さｔは２〜３．５ｍｍである。
放熱フィン２００は、複数構成されてベース板１００の下部に離隔形成される。具体的に、ベース板１００の下面から下方に延長形成される。光源４００から発生する熱は外部に放出させる。
具体的に、複数の放熱フィン２００間の離隔距離、つまり、放熱フィン２００間の間隔ｓは６〜１０ｍｍである。放熱フィン２００間の間隔ｓが６ｍｍ未満の場合、放熱フィン２００の間で熱が閉じ込められる現象が発生する。反面、放熱フィン２００間の間隔ｓが１０ｍｍを超えるとき、表面積が低下する問題がある。
また、複数の放熱フィン２００がベース板１００から下方に延長された長さｈは１０〜１５ｍｍである。放熱フィン２００の延長された長さｈが１０ｍｍ未満の場合、放熱フィン２００の間で熱が閉じ込められる現象が発生する。反面、放熱フィン２００の延長された長さｈが１５ｍｍを超える場合、放熱性能の向上効果が大きくなく、重量のみ増加する。
ベース板１００及び複数の放熱フィン２００は、一体に構成され、プラスチック材質で形成される。具体的に、ＰＡ６（Ｐｏｌｙ Ａｍｉｄｅ ６）、ＭＰＰＯ（Ｍｏｄｉｆｉｄｅ Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｏｘｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）の中の１種以上を含む材質からなる。より具体的に、カーボンファイバー、黒鉛、膨張黒鉛、グラフェンの中の１種以上をさらに含んで複合体材質で形成さる。プラスチック材質は、１０Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導度を有する。
このように比重が低いながらも放射率の高いプラスチック材質が用いられる。そのために重量及び体積を最少化することが可能である。
基板３００は、ベース板１００の上部に連結され、メタルコアＰＣＢで構成される。アルミニウムＡ１０５０またはアルミニウムとマグネシウム合金であるＡ５０５２に形成される。具体的に、ベース板１００の上部には下方に湾入された装着部が備えられ、基板３００は装着部に装着される。
特に、熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の製造過程において、基板３００がインサート射出されてベース板１００と連結されることによって、基板３００とベース板１００との間に別の熱伝導接着剤あるいは界面熱伝達素材（ＴＩＭ）のような別の熱伝達媒介体は不要である。そのために界面抵抗を最小化し、熱伝達効率が向上できる。詳しくは後述する。光源４００は、基板３００上に連結され、ＬＥＤ光源４００で構成される。ＬＥＤ光源４００は基本的に１ｃｈｉｐパッケージで用いられ、２ｃｈｉｐ、３ｃｈｉｐ、４ｃｈｉｐ、５ｃｈｉｐなどが含まれているパッケージが用いられる。
ベース板１００の下部に形成された複数の放熱フィン２００は、側断面を基準に光源４００の下方に形成された放熱フィン２００と隣接する放熱フィン２００とに区分される。ベース板１００のうち光源４００の下方部分は、光源４００による集中発熱部であるため、放熱性能向上のために熱飽和度が十分でなければならない。したがって、光源４００の直下方に放熱フィン２００を配置させるが、光源４００の下方に形成された放熱フィン２００の断面積は、隣接する放熱フィン２００の断面積より広く構成する。
放熱フィン２００の断面積は、放熱フィン２００の長さが延長された長さｈと幅ｄとを乗じた値で計算される。
これによって熱飽和度が充分になることによって放熱性能が向上でき、隣接する放熱フィン２００は、断面積を相対的に小さく構成して過度に重量が増大する問題を防止できる。光源４００の下方に形成された放熱フィン２００の個数は、基板３００上に連結されたＬＥＤ光源４００の個数に応じて変わり得る。
本発明の一実施例による熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造は、自動車ヘッドランプを構成するロービーム（Ｌｏｗ ｂｅａｍ）モジュールに適用され、ハイビーム（Ｈｉｇｈ ｂｅａｍ）及びＤＲＬ（Ｄａｙｔｉｍｅ ｒｕｎｎｉｎｇ Ｌａｍｐ）にも適用が可能である。
具体的に、光源４００の下方に形成された放熱フィン２００を第１放熱フィン２１０とし、隣接する放熱フィン２００は、第２放熱フィン２２０とするとき、第１放熱フィン２１０がベース板１００から下方に延長された長さを第２放熱フィン２２０がベース板１００から下方に延長された長さより長く形成して第１放熱フィン２１０の熱飽和度を増大させる。この時、第１放熱フィン２１０の幅と第２放熱フィン２２０の幅とは、同一であり、長さのみが異なってもよい。
または第１放熱フィン２１０の左右に形成された幅を第２放熱フィン２２０の幅より厚く形成して第１放熱フィン２１０の熱飽和度を増大させる。この時、第１放熱フィン２１０の長さと第２放熱フィン２２０の長さは、同一であり、幅のみが異なってもよく、第１放熱フィン２１０の幅は４〜１０ｍｍであり、第２放熱フィン２２０の幅は２〜３ｍｍである。第１放熱フィン２１０の幅が４ｍｍ未満の場合、熱飽和度の向上効果が十分でない場合もある。反面、第１放熱フィン２１０の幅が１０ｍｍを超える場合、放熱性能の向上効果は大きくなく、重量のみが加できる。
一方、第２放熱フィン２２０の幅が２ｍｍ未満の場合、射出性低下現象が発生し得る。反面、第２放熱フィン２２０の幅が３ｍｍを超えるとき、同様に放熱性能の向上効果が大きくなく、重量のみが増加できる。
熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の製造方法
本発明の一実施例による熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の製造方法は、基板をインサート射出して上部に基板が連結され、下部に複数の放熱フィンが離隔形成されたベース板を成形する段階、基板上に光源を連結する段階を含み、ベース板を成形する段階において、複数の放熱フィンのうち光源の下方に形成された放熱フィンの断面積は、隣接する放熱フィンの断面積より広く形成されるようにする。
まず、ベース板を成形する段階では金型内に基板を配置させ、インサート射出成形して上部には基板が連結され、下部には複数の放熱フィンが形成されたベース板を成形する。ただし、この時、金型を介して複数の放熱フィンのうち光源の下方に形成された放熱フィンの断面積は、隣接する放熱フィンの断面積より広く形成されるようにする。
このように、基板がインサート射出されてベース板と連結されることによって、基板とベース板との間に別途の熱伝導接着剤あるいは界面熱伝達素材（ＴＩＭ）のような別途の熱伝達媒介体は不要である。そのために界面抵抗を最小化でき、熱伝達効率が向上できる。そのほかにベース板、放熱フィン及び基板に対する説明は、重複する説明を避けるために省略する。次に、基板上に光源を電気的に連結する。
以下、本発明の具体的な実施例を記載する。しかし、下記の実施例は、本発明の具体的な一実施例であり、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例
（１）熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の製造
表１に開示された条件に合わせて本発明による実施例及び比較例の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造を製造した。
Figure 2020047570
 前記表１において、連結方式は、基板とベース板の連結方式を意味し、長さ、間隔の幅は、それぞれ放熱フィンの長さ、間隔、幅を意味する。幅は、放熱フィンが第１放熱フィン及び第２放熱フィンを含む場合、左側から順に第１放熱フィンの幅と第２放熱フィンの幅を記載した。厚さはベース板の厚さを意味する。
（２）熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の評価
実施例と比較例の放熱効果を調べるために光源のジャンクション温度を測定し、熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の重量を測定した。
具体的に、ベース板及び放熱フィンを構成するプラスチック材質は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫの放熱プラスチック材質であった。基板の材質は、Ａｌ１０５０のアルミニウム合金を使用し、光源はオスラム社のＬＵＷ ＣＥＵＰモデルを用いた。外気温度は、ヘッドランプ内の環境を反映して１０５℃で実施し、重力方向は、−Ｙ ａｘｉｓ ｇｒａｖｉｔｙ−９．８ｍ／ｓ２で実施し、外部ハウジングまたはＣａｓｅがない状態で実施し、熱源はＬＥＤ１．５３３Ｗ級１ｃｈｉｐ ５個で実施した。
これによる結果は、下記の表２のとおりである。
Figure 2020047570
 前記表２において、ＬＥＤジャンクション温度は、５個のｃｈｉｐの平均温度を意味し、重量は、熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の重量を意味する。
表２、図４及び図５に示す通り、比較例のＣＡＳＥ １〜５のＬＥＤジャンクション温度（℃）は、実施例のＣＡＳＥ １２〜１８のＬＥＤジャンクション温度（℃）より高い温度値が測定された。これは放熱効果が実施例に比べて十分でないことを意味し、これは基板の下方に十分な熱飽和度を有する放熱フィンの部材に起因する。
比較例のＣＡＳＥ ６〜１１のＬＥＤジャンクション温度（℃）は、１３０℃以下で測定され、優れた放熱効果を有することが分かるが、重量が３５７ｇ以上であるため、実施例より大きい重量を有することが確認できる。これは放熱フィンの長さが過度に増加したからである。
実施例の中でもベース板と放熱フィンとがプラスチック材質で形成され、インサート射出成形でベース板に基板が連結され、基板の下方に断面積が広い第１放熱フィンが形成されるが、最適化した長さ、間隔、幅で形成されたＣＡＳＥ １３の場合、他の実施例と等しい放熱効果を示すとともに、重量が１５８ｇ以下で最も軽いことが判明した。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
１００：ベース板
２００：放熱フィン
２１０：第１放熱フィン
２２０：第２放熱フィン
３００：基板
４００：光源

Claims (12)

  1. ベース板、
    前記ベース板の下部に離隔形成された複数の放熱フィン、
    前記ベース板の上部に連結される基板、及び
    前記基板上に連結される光源、を含み、
    前記複数の放熱フィンのうち前記光源の下方に形成された放熱フィンの断面積は、隣接する放熱フィンの断面積より広いことを特徴とする熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  2. 前記ベース板の上部には下方に湾入された装着部が備えられ、
    前記基板は、前記装着部に装着することを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  3. 前記ベース板及び前記複数の放熱フィンは、プラスチック材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  4. 前記プラスチック材質は、ＰＡ６（Ｐｏｌｙ Ａｍｉｄｅ ６）、ＭＰＰＯ（Ｍｏｄｉｆｉｄｅ Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｏｘｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＰＰ（Ｐｏｌｙ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）の中の１種以上を含むことを特徴とする請求項３に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  5. 前記プラスチック材質は、カーボンファイバー、黒鉛、膨張黒鉛、グラフェンの中の１種以上をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  6. 前記ベース板の上面から下面までの厚さは、２〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  7. 前記光源の下方に形成された放熱フィンは第１放熱フィンであり、前記隣接する放熱フィンは第２放熱フィンであり、
    前記第１放熱フィンが前記ベース板から下方に延長された長さは、前記第２放熱フィンが下方に延長された長さより長いことを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  8. 前記光源の下方に形成された放熱フィンは第１放熱フィンであり、前記隣接する放熱フィンは第２放熱フィンであり、
    前記第１放熱フィンの左右に形成された幅は、前記第２放熱フィンの幅より厚いことを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  9. 前記第１放熱フィンの幅は、４〜１０ｍｍであり、
    前記第２放熱フィンの幅は、２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  10. 前記複数の放熱フィン間の離隔距離は、６〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  11. 前記複数の放熱フィンが前記ベース板から下方に延長された長さは、１０〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造。
  12. 基板をインサート射出して上部に基板が連結され、下部に複数の放熱フィンが離隔形成されたベース板を成形する段階、及び
    前記基板上に光源を連結する段階を含み、
    前記ベース板を成形する段階において、
    前記複数の放熱フィンのうち前記光源の下方に形成された放熱フィンの断面積は、隣接する放熱フィンの断面積より広く形成されるように成形されることを特徴とする熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造の製造方法。
JP2018231202A 2018-09-18 2018-12-10 熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法 Active JP7751370B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0111775 2018-09-18
KR1020180111775A KR20200032572A (ko) 2018-09-18 2018-09-18 열전도성 고분자 히트싱크 경량 방열 구조 및 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020047570A true JP2020047570A (ja) 2020-03-26
JP7751370B2 JP7751370B2 (ja) 2025-10-08

Family

ID=64870293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018231202A Active JP7751370B2 (ja) 2018-09-18 2018-12-10 熱伝導性高分子ヒートシンクの軽量放熱構造及び製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11015795B2 (ja)
EP (1) EP3627046A1 (ja)
JP (1) JP7751370B2 (ja)
KR (2) KR20200032572A (ja)
CN (1) CN110906294A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113752645A (zh) * 2021-08-09 2021-12-07 湖北航天技术研究院总体设计所 一种轻质化防高温热辐射结构及防护层

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230209782A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 Eaton Intelligent Power Limited Thermally conductive polymer enclosure for an electrical system
KR102817065B1 (ko) 2023-05-04 2025-06-05 한국생산기술연구원 전도네트워크 구조를 포함하는 폴리머히트싱크 및 그 제조방법
KR102845365B1 (ko) * 2025-04-07 2025-08-12 주식회사 이플로우 방열 구조를 갖는 휴대용 수소연료전지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1821030A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-22 IDEALED S.r.l. Unipersonale LED light unit
WO2014045522A1 (ja) * 2012-09-24 2014-03-27 パナソニック株式会社 照明用光源及び照明装置
JP2014078335A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Kaneka Corp Ｌｅｄ照明器具用放熱部材及びｌｅｄ照明器具
JP2015508563A (ja) * 2012-01-06 2015-03-19 サーマル・ソリューション・リソーシーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＴｈｅｒｍａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｌｌｃ 機能強化された無線通信を有するｌｅｄランプ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009245833A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Harison Toshiba Lighting Corp 車両用灯具
CN201219340Y (zh) * 2008-05-16 2009-04-08 荣信电力电子股份有限公司 散热片间距为8-18mm的热管散热器
US20100220469A1 (en) * 2008-05-23 2010-09-02 Altair Engineering, Inc. D-shaped cross section l.e.d. based light
JP2010073649A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 San Buraito:Kk 照明装置
CN101929627A (zh) * 2009-06-26 2010-12-29 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 照明装置
US9243758B2 (en) * 2009-10-20 2016-01-26 Cree, Inc. Compact heat sinks and solid state lamp incorporating same
US8998458B2 (en) 2011-05-31 2015-04-07 Sabic Global Technologies B.V. LED plastic heat sink and method for making and using the same
KR20130028511A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 에스엘 주식회사 차량용 램프의 방열 장치 및 그 제조 방법
CN103162112A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 海洋王照明科技股份有限公司 Led灯具
KR101353907B1 (ko) 2011-12-28 2014-01-23 주식회사 이랜텍 히트 싱크 및 히트 싱크 제조방법
JP5946365B2 (ja) 2012-08-22 2016-07-06 株式会社アルバック 静電吸着装置、残留吸着除去方法
JP2014041929A (ja) 2012-08-22 2014-03-06 Stanley Electric Co Ltd ヒートシンク及びこれを備えた高効率放熱構造
US20140272385A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Graphene Technologies, Inc. Graphene-Polymer Composite Material and Devices Utilizing the Same
KR102272782B1 (ko) 2013-04-19 2021-07-08 코베스트로 엘엘씨 몰드 내 전자 인쇄 회로 기판 캡슐화 및 조립체
KR20140132492A (ko) * 2013-05-08 2014-11-18 엘지전자 주식회사 조명장치 및 이의 제조방법
CN204408824U (zh) * 2014-12-18 2015-06-17 热流动力能源科技股份有限公司 热交换装置
JP2017224768A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 スタンレー電気株式会社 ヒートシンク

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1821030A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-22 IDEALED S.r.l. Unipersonale LED light unit
JP2015508563A (ja) * 2012-01-06 2015-03-19 サーマル・ソリューション・リソーシーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＴｈｅｒｍａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｌｌｃ 機能強化された無線通信を有するｌｅｄランプ
WO2014045522A1 (ja) * 2012-09-24 2014-03-27 パナソニック株式会社 照明用光源及び照明装置
JP2014078335A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Kaneka Corp Ｌｅｄ照明器具用放熱部材及びｌｅｄ照明器具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113752645A (zh) * 2021-08-09 2021-12-07 湖北航天技术研究院总体设计所 一种轻质化防高温热辐射结构及防护层

Also Published As

Publication number Publication date
US20200088397A1 (en) 2020-03-19
KR20230158451A (ko) 2023-11-20
JP7751370B2 (ja) 2025-10-08
EP3627046A1 (en) 2020-03-25
CN110906294A (zh) 2020-03-24
KR20200032572A (ko) 2020-03-26
US11015795B2 (en) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5683799B2 (ja) 自動車用ｌｅｄ用ヒートシンク
EP2444724B1 (en) LED bulb
WO1986002985A1 (fr) Unite de signalisation possedant une fonction de dissipation de chaleur
CN101408302A (zh) 具良好散热性能的光源模组
KR20230158451A (ko) 열전도성 고분자 히트싱크 경량 방열 구조 및 제조방법
CN101737677A (zh) 照明器具
JP4750821B2 (ja) 発光表示パネル
JP2014067728A (ja) 自動車用ｌｅｄランプ
KR101010351B1 (ko) 나노 분말을 이용한 방열장치
JP3190306U (ja) ライトモジュール用ヒートシンク
JP2014135350A (ja) ヒートシンク
KR101353907B1 (ko) 히트 싱크 및 히트 싱크 제조방법
KR101276326B1 (ko) 비아홀을 갖는 인쇄회로기판, 이를 구비한 엘이디 모듈 및 led 조명장치
Lai et al. Thermal management of bright LEDs for automotive applications
CN105276550B (zh) 散热灯杯
KR101343045B1 (ko) 엘.이.디 모듈용 방열장치
JP5390781B2 (ja) 光源冷却装置
KR101043911B1 (ko) 발광다이오드램프의 방열장치
KR101320935B1 (ko) 방열판 제작방법
KR20100111354A (ko) 스카이브핀을 이용한 엘이디램프의 방열구조
JP2017017178A (ja) 自然空冷式ヒートシンク及びこれを用いた発熱素子装置
KR102373637B1 (ko) Led 조명등용 히트싱크 모듈
TW201538898A (zh) Led散熱結構
KR101198318B1 (ko) 인쇄회로기판 장치
CN202629986U (zh) Led灯散热器及一种led灯

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210910

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230818

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230828

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20231027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250722

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7751370

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150