Cấu tạo của chip LED là gì? Phân loại và ứng dụng trong chiếu sáng

Vậy chip led là gì? Nó hoạt động dựa trên nguyên lý nào? Tại sao nó lại có sức ảnh hưởng đến đời sống hiện nay như vậy? Hẳn sẽ nhiều độc giả muốn biết và hiểu sâu hơn về vấn đề này. Vậy thì hãy cùng các chuyên gia tại Led Xanh phân tích kỹ hơn về nó nhé.

I. Vậy thì chip LED là gì?

Chip led còn được gọi là led ( viết tắt của cụm từ Light-Emitting-Diode) nghĩa là điốt phát sáng. Chip led phát sáng khi có sự chuyển hóa điện năng thành quang năng nhờ nguồn của đèn led. 

II. Nguyên lý hoạt động của chip LED

Chip led thực chất là một điốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để tạo ra một tiếp giáp P-N; kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A-nốt (kênh P) đến K-tốt (kênh N); khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng. Hiểu đơn giản như sau:

Chip led có chứa một led bán dẫn được tạo nên từ các tạp chất. Và led được phân chia thành 2 tiếp giáp P – N. Trong đó:

Kênh P chứa lỗ trống và kênh N chứa hạt điện tử. Khi chúng được cấp nguồn điện một chiều thì chỗ tiếp giáp giữa hai khối bán dẫn của LED chip sẽ phát ra phổ ánh sáng nhìn thấy được.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chip Led

III. Phân loại và ứng dụng từng loại chip led SMD, COB, DIP

1. Thông tin về chip LED SMD

1.1. Chip LED SMD là gì?

Chip SMD là viết tắt của từ “Surface Mounted Device” hay còn gọi là thiết bị gắn trên bề mặt của đèn led, là loại chip đèn LED phổ biến nhất trên thị trường hiện nay. Chip LED SMD là loại được hợp nhất vĩnh viễn với một bảng mạch in và rất phổ biến do tính linh hoạt của nó. 

1.2. Phân loại chip SMD

Theo module và công suất

• Module nhỏ

• Module trung bình

• Module lớn

Theo màu sắc ánh sáng

Chip SMD là loại led có nhiều màu ánh sáng xanh, đỏ, vàng chuyên dùng cho đèn led đổi màu.  

1.3. Cấu tạo của chip SMD

Cấu tạo của chip SMD

Mắt chip SMD (vi mạch): Mắt chip chính là bộ phận quan trọng nhất của led. Trong mắt chip bao gồm chất bán dẫn gồm có các tạp chất giữa hai khối P – N. Khi dòng điện chạy qua, chất bán dẫn của cực N sẽ lấp đầy lỗ trống trong chất bán dẫn P. Mắt chip được thiết kế với nhiều kích thước khác nhau quy định nên công suất của led. Các thương hiệu sản xuất mắt chip chất lượng: Nichia – Nhật Bản, Cree – Mỹ, Bridgelux – Mỹ, Osram – Đức,..

Giá đỡ (Bảng mạch): Giá đỡ còn được gọi là bảng mạch được dùng để gắn mắt chip lên trên bề mặt. Bảng mạch còn được sử dụng để tản nhiệt, hạn chế bị nóng do chiếu sáng trong thời gian dài. Giá đỡ thường được dùng chất liệu lõi kim loại PCB để gắn mắt led hiệu quả.

Keo tản nhiệt: Tản nhiệt của chip SMD giúp led không bị nóng khi phát sáng. Bộ phận tản nhiệt sử dụng keo tản nhiệt là Keo nhựa silica:có khả năng tản nhiệt tốt, giá thành cao giúp suy giảm quang thông thấp hoặc Keo nhựa epoxy: giá rẻ nhưng khả năng tản nhiệt thấp. 

Nhôm kỹ thuật: Có chức năng tương tự như bảng mạch in; nhôm kỹ thuật giúp bảo vệ các thành phần khác của chip led được an toàn. Lớp nhôm được bọc ở cuối cùng của chip bằng chất liệu nhôm kỹ thuật; giúp chip led không bị bào mòn cũng như bị bóp méo khi bị tác động.

1.4. Ứng dụng của chip LED SMD 

Công nghệ chip led SMD được ứng dụng để làm ra rất nhiều các loại đèn khác nhau phục vụ cho công việc chiếu sáng. Một số đèn nổi bật được làm từ chip SMD như: đèn led panel siêu sáng, đèn LED tuýp, đèn LED ốp trần, đèn LED bulb, đèn led pha, đèn led thả trần …..

Ứng dụng của chip LED SMD

2. Thông tin về chip LED COB

2.1. Chip led COB là gì?

Chip led COB là viết tắt của Chip-On-Board, là dòng công nghệ mới nhất của LED “đóng gói” (LED package). Đó là nhiều chip LED (0.2W hoặc 0.5W hoặc 1W) được gom lại cùng một bảng mạch đèn. Vật liệu để làm board mạch đèn có thể là nhôm hoặc đồng hoặc gốm.

2.2. Phân loại chip COB

Chip COB được dùng chủ yếu hiện nay là chip COB có điện áp 220V, 110V với nhiều công suất khác nhau cho mỗi nhu cầu sử dụng và yêu cầu khác nhau về hiệu suất chiếu sáng. Đơn cử một vài công suất như: COB 10W, 20W, 30W, 40W, 50W,.... 

2.3. Cấu tạo chip LED COB

 

Cấu tạo chip LED COB

Chip COB về cơ bản có các thành phần cấu tạo giống như chip SMD. Tuy nhiên về mắt chip, Chip COB có nhiều hơn hẳn chip SMD về số lượng điốt phát sáng. Một số bộ phận cấu tạo thành chip led COB như sau:

• Mắt chip led: Các nhóm chip nhỏ hoặc tập hợp các điốt được lắp đặt trên một bo mạch. Do chúng được cấu thành để tạo nên một mắt chip lớn nên khi nhìn thì sẽ giống như 1 chip chấm tròn hoặc vuông cực lớn. Chip COB được cấu tạo từ 9 điốt phát sáng. Điều này giúp công suất của 1 chip led COB có thể > 275W.

• Bảng mạch chip: Bảng mạch COB được thiết kế đơn giản, chỉ có từ 1 đến 2 mạch để cấp nguồn điện, không phụ thuộc vào số đi-ốt. Các điốt được thiết kế kiểu chân cắm lên bảng mạch để tạo nên module đơn. Led COB có khả năng chiếu sáng tập trung hơn do các chip led được gắn kết tập trung.

• Nhôm tản nhiệt: Led COB sử dụng chất liệu nhôm đặc biệt từ nhôm kỹ thuật để nâng cao khả năng tản nhiệt. Nhôm tản nhiệt còn có khả năng bảo vệ an toàn cho chip led, ngăn chặn những tác động từ môi trường bên ngoài. 

• Keo cố định: Các loại keo tản nhiệt của led COB chính là keo dẫn nhiệt. Keo tản nhiệt là hỗn hợp của keo và chất liệu có khả năng truyền nhiệt (gốm, kim loại, silicon). Keo tản nhiệt sẽ lấp đi phần không khí gây dẫn nhiệt kém giữa 2 bề mặt. Điều này giúp đèn led tản nhiệt nhanh, hạn chế gây nóng cho chip led.

2.4. Ứng dụng của chip led COB

Chip LED COB có công suất cực cao, hiệu suất phát quang tốt giúp mang đến ứng dụng đa dạng vào đời sống. Đặc biệt là các dòng đèn công nghiệp như đèn đường led, đèn led nhà xưởng, đèn led pha, đèn led âm nước, đèn rọi ray….

Ứng dụng của chip led COB

3. Thông tin về chip LED DIP

Các loại chip Led thế hệ mới

3.1. Chip DIP là gì?

Chip led DIP hay còn được gọi là chip led đơn xuất hiện rất sớm vào thời gian đâu; khi đèn led mới được thương mại hóa bán ra thị trường. Đây là dòng chip led ra đời sớm nhất và cũng là chip led có công nghệ lạc hậu nhất. Sau này đã ra đời những dòng led với công nghệ hiện đại như SMD và COB.

3.2. Cấu tạo chip DIP

• Thấu kính epoxy: tập trung ánh sáng phát ra từ diode. 
• Đĩa phản quang và phiến bán dẫn 
• Chip LED DIP được thiết kế hình viên đạn, rộng < 5mm, với các tiếp điểm dài kéo dài từ dưới cùng của đèn và có thể dễ dàng chèn hoặc hàn vào bảng mạch.

3.3. Phân loại chip led DIP

Chip LED DIP kích thước phổ biến nhất hiện nay là: 346: 10mm/ 12mm/ 16mm/ 20mm/ 25mm/ 30mm/ 50mm, 246:8mm, 546: 16mm/20mm.

Công suất: Công suất của loại chip LED này thường rất nhỏ, khoảng 0,05 đến 0,08w, hiệu suất phát quang khoảng 35 đến 80 lumen/watt tuỳ vào từng loại cụ thể.

3.4. Ứng dụng của chip led dip 

Tuy chip Dip đã lỗi thời và lạc hậu tuy nhiên nó vẫn được ứng dụng ở một số lĩnh vực do tuổi thọ cao và cường độ ánh sáng mạnh. Có thể kể đến các thiết bị điện như: đèn báo, biển hiệu quảng cáo, đèn tín hiệu, ......

IV. So sánh 3 loại chip led SMD, COB, DIP phổ biến nhất hiện nay

Tùy từng nhu cầu và mục đích chiếu sáng mà nhà sản xuất sẽ lựa chọn sử dụng loại chip nào. Tuy nhiên phổ biến nhất hiện nay vẫn là chip SMD và COB

V. Liệt kê 7 thương hiệu sản xuất chip led nổi tiếng hiện nay

VI. Kết luận

Qua bài viết chi tiết ở trên, chắc hẳn bạn đã phần nào hiểu được chip led là gì và có bao nhiêu loại chip led và thương hiệu sản xuất ra chúng hiện nay.

Nguồn: https://ledxanh.vn/