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국내 연구진이 고출력 LED(Light Emitting Diode)를 구동할 때 발생하는 열을 효과적으로 방출해 발광 효율과 수명을 획기적으로 향상시킬 수 있는 초고방열 접착기술을 세계 처음으로 개발했다.
한국광기술원은 김재필 광원소재연구센터 연구팀이 은나노입자로 구성된 LED 접착층에 레이저로 열을 가해 은나노 입자를 소결함으로써 LED칩을 기판에 접착하는 기술 개발에 성공했다고 7월16일 발표했다.
연구팀은 플래스틱 LED 패키지 소재에 열 손상을 주지 않는 공정에 열전도가 높은 순수 금속을 활용함으로써 기존 LED 접착제와 동등한 수준의 접착력을 구현하는 초고방열 접착기술을 개발한 것으로 알려졌다.
LED칩 접착제는 LED칩을 기판에 부착하고 칩에서 발생한 열을 방출하는 역할을 하는 고출력 LED 핵심기술로 기존에는 열전도율이 낮아 방열 성능이 제한되는 한계가 있었다.
연구팀은 레이저로 LED칩을 부착할 부분만 짧은 시간 가열해 접착하는 방식을 사용함으로써 열 손상에 의한 기판 변형을 막고 열전도도를 극대화한 것으로 알려졌다.
또 정격전류 2배 이상의 과전류 구동환경에서 LED칩 표면 온도증가가 거의 없어 발광효율이 유지되고 수명도 기존 접착 기술에 비해 2.5배 이상 향상된 고출력 LED를 구현할 수 있다.
연구팀 김재필 박사는 “LED에서 발생한 열을 효과적으로 배출시키는 방열설계 및 소재개발은 고출력 LED의 핵심기술이지만 그동안 기술적 한계에 부딪쳐 왔다”며 “나노 금속을 이용한 접착기술은 제반 문제점을 완벽하게 해결할 수 있어 고출력 LED의 글로벌화에 기여할 수 있을 것”이라고 강조했다.
연구결과는 세계적인 반도체 패키지 전문 학술지 IEEE Transaction on Components 7월호에 게재됐다.