일반기술

30W급 멀티어레이 패키지 기반 LED 조명 모듈 개발을 위한 설계 기술

<기술의 개요>- 기존 일반 조명을 대체하고 상품의 경쟁력을 높이기 위하여서는 모두 5가지를 고려하였다. 첫 번째로는 조명에 적합한 총 광속 만족과 배광각 구현 및 눈부심을 방지를 구비한 기능성(Functionality)과 두 번째로 백열등 및 형광등과 같은 기존 조명에 대비하여 대체가 가능한 색온도 변환 및 교환 용이성이 부여된 호환성 (Comparability)을 있어야 하며, 세 번째로는 상품화 기업에서 공정 적용이 가능하며, 부품 수급이 용이한 공정성 (Process-ability)이 확보되어야 하고, 대체 비용이 상품화에 있더 저렴하면서 유지 보수가 용이한 가격 경쟁력 (Cost Effective)이 있어야 하고, 장수명 보장을 위한 저 열저항 구현 및 결합 신뢰성 (Reliability) 확보가 무엇보다도 중요하다.- 7W급 멀티칩어레이 패키지와 20~50W 활용 가능 LED 조명 모듈 개발.- 구동 전력에 따른 광속 효율 (lm/W) : 58 (@3W급) ~ 50 (@7W)- 멀티칩 어레이 패키지 열 저항 ( K/W ) : 0.4- 소비 전력 (W) : 20W ~ 50W 모두 만족.- CRI : 80 (@ 9300 K)- 배광각 ( degree ) : Max. 100 → Floor light 기준 규격 만족.<기술의 특징>- 7W급 멀티칩어레이 패키지와 20~50W 활용 가능 LED 조명 모듈 설계 기술 확보.- 매립형 20~50W 실내 일반 조명 보다 우수한 특성의 LED 조명 개발을 통한 대체 조명 판매 및 이익 창출의 기반 조성<기술 및 시장동향>- 세계조명시장은 ‘05년 819,000억원, ’12년 1,242,000억원이며, 한국 조명시장은 ‘05년 16,380억원, ‘12년 24,840억원으로 LED 일반 조명이 18% 이상 시장을 침투할 것으로 표 1과 그림 1,2와 같이 전망되며, ’12년의 LED 조명의 세계 및 한국 시장은 각각 223,569억원 및 4,471억원으로 시장 창출이 예측된다. - 국외 조명 모듈 현황으로 일본은 1998. 8 ~ 2003. 8 (5년간) 600억원의 연구비를 사용하여 “21세기 빛” 국책 사업을 수행하였으며, 그 연구의 일환으로 “발광영역 변환형 조명시스템” 및 “LED를 이용한 신개념에 근거한 조명기구”를 연구 및 개발하고 있으며, 대만 LED 모듈 및 응용 회사는 고출력 LED 패키지에 대한 기술이 눈부시게 발전하여 선진사 Lumiled와 거의 동일한 수준의 제품을 생산하고 있으며, 중국의 LED 관련 모듈용 패키지 제작 및 개발은 양질의 방열 및 배광 특성에 대한 기술을 바탕으로 하지 않아 고출력 LED 대하여 한국 보다 기술성이 다소 뒤떨어지고 있으나 많은 수의 기업들이 저가에 생산을 하고 있으며, 미국, 대만 등의 회사와 합작회사가 설립되고 있으므로 기술이 급격히 상승하고 있다. 국내 조명 모듈 현황으로 금호전기, (주)장우엔지니어링 등은 고휘도 LED를 이용하여 1W 전구와 광색 가변 MR16(LED-288, 25W) 제품을 출시하고 있고, 중부전기전자(주)는 고출력 LED를 이용한 Line bar, Flood light, Street Lighting Controller 등의 약 40 여종 제품을 제조하고 있으나 가격이 높은 단점이 있으며, 서울반도체는 150 lm/PKG급의 Z Power 백색 LED를 생산하고 있으며, 대면적 칩을 이용한 단일 패키지에서 9 K/W 이하의 열 저항 특성을 가진 제품을 개발하여 직, 간접 조명에 응용하고 있다.