제 .품 .소 .개 .?
선행개발팀 | 최진명 | [email protected]
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LUCON 9000 Series 제품소개_방열소재
01 서론
최근휴대폰, 모바일기기, TV, 노트북, 모니터등전자
제품의박형화에따라이들제품에서발생하는열로인해
여러 가지 문제점이 야기되고 있다. 이들 전자제품의
발열은제품의성능을저하시키는데, 특히LED 제품의
경우발열로인해제품의수명이짧아지고빛의파장이
바뀌게 된다. 이러한 발열 문제점을 해결하기 위하여,
알루미늄이나마그네슘등의금속을사용한방열소재가
사용되고있으나, 이들제품은제조단가가비싸며무겁고
부식문제가발생한다.
한편, 금속 방열소재를 대체하기 위하여 고분자를
사용한방열소재가활발히연구개발되고있는데, 대부분
의고분자는0.6 W/m·K 이하의열전도도를나타내며
결정성고분자가비결정성고분자에비해높은열전도도
를갖는다. 반면, 금속및세라믹재료들의열전도도는
30~200 W/m·K 사이의 높은 열전도도를 나타내며,
이들필러들을이용하여복합체를제조하면고분자재료
의장점인가공성, 경량화, 제품설계다양성등을유지
하면서도필러들의특성인열전도성을부여할수있다는
장점이있다. 따라서, 고분자방열소재는금속방열소재와
유사한수준의열전도성을구현하면서원가절감, 성형성
및가공성우수, 경량화를구현하는장점이있다.
●● 그림 1 | The Concept of Thermally Conductive Plastic
Heat
Electric
Thermal ConductiveElectric Conductive
Thermal Conductive
Electric ConductiveElectric Insulation
Thermal InsulationElectric Insulation
● k : Thermal Conductivity (W/mK)
Metalk >70
→→
→
→
ThermallyConductive
Plastics2.0>k>1.0
Polymerk<0.25
General Plastic(k=0.2 W/mK)
ThermallyConductive Plastic
(k=5 W/mK)
40506070
Temp.(℃) 8090100
LUCON은다양한플라스틱소재에전도성필러를첨가
하여전도성을부여한LG화학컴파운드제품으로, 전기
전도성을 가지는 LUCON 6000 계열과 열전도성을
가지는LUCON 9000 계열이있다. LUCON 6000 계열은
대전방지수준에서정전기분산, 전자파차폐에이르는
광범위한전기전도성영역을가진다. 반면, 열전도성을
가지는 LUCON 9000 계열은전기절연성을가진절연
타입과전기전도성을가진비절연타입으로나누어진다.
이번 호에서는 LG화학의 LUCON 9000 계열에 대해
소개하고자한다.
02 LUCON 9000 Series 소개
LG화학LUCON 9000 계열은사용하는필러들에따라
크게 절연타입과 비절연타입으로 나누어진다. Base
resin은 주로 내열성이 우수한 poly(phenylene
sulfide)(PPS), polycarbonate(PC), polyamide(PA) 등
이사용된다.
전기절연타입에사용되는필러들은주로세라믹계열
의 재료들로 boron nitride(BN), aluminium nitride
(AlN), silicone carbide(SiC), magnesium oxide
(MgO), aluminium oxide(Al2O3) 등을사용하며, 전기
비절연타입의 경우 금속(합금 포함) 또는 carbon
nanotube(CNT)나Graphite, Graphene Nanoplate와
같은카본계열필러들를사용한다.
전기절연/열전도성소재
전기절연/열전도성소재는 2~7 W/m·K 범위의열
전도도를나타내며1015Ω/sq.이상의전기저항값및높은
절연파괴전압 특성을 가진다. 이들 제품은 주로 LED
heat sink, LED housing, 열저항기, 릴레이부품등과
같은높은열을발생시켜방열성능이요구되는전기전자
및산업용부품분야에사용되고있다.
●● 그림 2 | The Advantage of Thermally Conductive Plastic
31LG POLYMER JOURNAL | 2016 SUMMER.
Aluminum Heat Sink LUCON 9000 Heat Sink
Weight Reducing Effect
- Lower Specific Gravity than metals
(Al: 2.7, LUCON 9000: 1.2~1.9)
Design Flexibility and Productivity
- Higher Degree of Freedom in Design
- Improved Productivity by Injection
Cost Reduction
- No post processing or surface treatment
제 .품 .소 .개 .?32
기존금속(Al)의비중이 2.6~2.7인것에비해비중이
1.3~1.9로가볍고사출성형성이우수하고, 전기절연성
을구현하고있기때문에후공정이필요없이매우다양
한형태의제품을빠르고대량생산할수있다는장점이
있다. 또한안료등을이용하여백색이외에다양한색상
을구현할수있는특징도가지고있다.
비절연/열전도성소재
전기 비절연/열전도성 소재는 제품의 경우 1~20
W/m·K 사이의열전도도값을가지며카본계열필러들
에의해색상은주로블랙색상을나타낸다. 이들제품의
비중은 1.2~1.7으로 매우 가벼우며, 전기저항은
104~1010Ω 사이의 값을 나타내 LED heat sink 또는
housing 이외에자동차부품에도사용가능하다.
●● 그림 3 | The Types of Thermally Conductive Plastic
LUCON 9xx5 (Electrical Insulator)
Ceramic Filler
PPS, PC, PBT, PA etc.
LUCON 9xx1 (Electrical Conductor)
Metalic & Carbonic Filler
PPS, PC, PA, PBT, PP etc.
LUCON 9000 Series
●● 그림 4 | The Development of LG Chem
15W/mk
10W/mk
5W/mk
2W/mk
Electrical Conducting Electrical Insulating
열전도도
PA9151
PA9101
PA9071
PA9051
PA9031
PA9021
PA9055
PA9025
CP9101
CP9071
CP9051
CP9031
CP9021
PX9151
PX9101
PX9071
PX9051
PX9031
PX9021
PN9101
PN9071
PN9051
PN9031
PN9021 PL9033
CP9075
CP9055
CP9035
CP9025
PN9075
PN9055
PN9025
PN9008 PX9025
33LG POLYMER JOURNAL | 2016 SUMMER.
기능성방열복합소재 : 전자기파차폐/방열복합소재
최근자동차스마트화에따른자동차내전장부품의
사용량이 급격히 증가하고 있다. 또한, 자동차의 전장
부품은 집적화 및 고효율화로 인하여 전력 사용량은
급격히증가하고있으며, 이에따라전자기파차폐이슈
외에 발열 이슈가 추가적으 로 제기되고 있다. 이러한
이슈를 해결하고자 LG화학에서는 열전도도를 가지면
서, 전자기파 차폐 특성을 동시에 구현하는 차폐/방열
복합소재를개발하였다. 개발된수준은전자기파차폐
수준 10~40dB에 열전도도 1~15W/mK 수준이며,
지속적인연구로더높은열전도도와차폐특성을동시
구현하는소재를개발진행중이다. 이러한기능성복합
소재는 자동차 레이더 부품, Cluster Rear Cover,
ECU, 인버터등에금속대체로사용될수있다.
●● 그림 5 | Application : Automotive Electric Parts
●● 그림 6 | Application : E&E Parts
Turn Signal Lamp Heat SinkLUCON CP9021, PO9021
EV Battery Pack
ESS
LED
HomeAppliances
Profile Tubes
Reducing CostSaving Energy
LED Rear Lamp Heat SinkLUCON CP9021LCD Cluster Rear Case
LUCON PX9101EM
H/L Heat SinkLUCON PX9101
EV/HEV Inverter
제 .품 .소 .개 .?34
03 LUCON 9000 Series 명명법
LUCON은LG화학의전도성Grade이다. 그중열전도
성을가지는Grade는9000 Series이다. 열전도성소재는
다양한 Base에전도성 Filler 및보강재를첨가하는것
으로 Base Resin대한 구분이 필요하기 때문에 Base
Resin에 대한 표가와 전기 절연과 비절연을 구분하는
것이 필요하다. 예를 들어, LUCON CP9025라 하면,
LG화학의전도성소재인LUCON, PC Base를나타내는
CP, 열전도성 Series인 9, 가운데두숫자는열전도도
(2W/mK), 5는전기절연을나타낸다.
04 맺음말
현재방열소재시장은현재크게형성되어있는것은
아니지만, 앞으로계속해서성장해갈것으로판단된다.
특히대형LED 업체들이기존LED Heat Sink에사용
하던금속을경량화및원가절감가능한열전도성플라
스틱소재로대체개발이끊임없이요구되고있다. 또한,
스마트폰, LED TV 및자동차부품등박형화로인하여
발열문제가야기되고있는제품에적용가능성이높아질
것이며, EV/HEV 시장및전장부품의사용량증대에
따른기능성복합소재에대한요구는지속적으로높아질
것이다.
LG화학은다양한Base에1~15 W/m·K의넓은범위의
제품군이개발되어있으며, 고객의사용환경및제품
용도에따라적합한Solution을제공할것이다.
●● 그림 7 | The Designation of LUCON 9000 Series
CP 9 02 5ex) CP9025Thermal
Conductive Plastic Nomenclature
1 : Electrical Conductor5 : Electrical Insulator
Thermal Conductivity : 2W/m·K
Thermal Conductive Plastic
Base Resin- CP : PC Base- PA : PA Base- PX : PBT Base- PN : PPS Base- PL : PP Base
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