Chip LED là bộ phận quan trọng có vai trò như trái tim của đèn, vì nó giúp phát sáng và quyết định ánh sáng của một chiếc Đèn Led. Vậy Chip LED là gì? Cấu tạo, phân loại và ứng dụng nó như thế nào?  Hãy cùng ZALAA Lighting tìm hiểu qua bài tổng hợp dưới đây:

 

1, Chip LED là gì

Hiện nay, đèn led là loại đèn sử dụng rộng rãi trên thị trường. Có rất nhiều loại đèn phát sáng với kiểu dáng, mẫu mã, màu sắc, chất lượng khác nhau. Khi lựa chọn mua các loại sản phẩm này, người tiêu dùng luôn phải cân nhắc kỹ lưỡng. Chọn được loại đèn đảm bảo chất lượng phát sáng tốt, ổn định đồng thời phù hợp với mục đích sử dụng.

Một trong những yếu tố quan trọng, được xem xét khi quyết định mua các sản phẩm đèn chiếu sáng. Là các chip led của đèn, vì đây là bộ phận quan trọng nhất. Quyết định tới 80% độ bền của đèn.

Vậy chip led là gì?

Chip LED hay còn gọi là led – Light Emitting Diode (điốt phát quang). Chip led được coi là bộ phận trái tim của đèn, đóng vai trò quan trọng, giúp phát sáng và quyết định ánh sáng của một chiếc đèn led.

Cấu tạo gồm có hai phần chính một khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N. Led phát sáng khi có sự chuyển hóa điện năng từ Anode (cực +) đến Cathode (cực – ), thành quang năng nhờ nguồn cung cấp điện cho hệ thống đèn phát sáng.

2, Các loại chip led

Chúng ta hãy cùng xem xét một số loại công nghệ chip cơ bản. Mà đang được ứng dụng phổ biến trong đời sống hiện nay nhé:

2.1, Chíp led DIP

DIP là tên viết tắt của từ Dual in-line package là kiểu chip led đóng gói theo phương pháp truyền thống lâu đời. Do nhà phát triển học Nick Holonyak phát minh ra, được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống đến nay hơn 50 năm.

Bên ngoài, được bao bọc bởi hình trụ hình viên đạn. Có tác dụng tương tự như chiếc thấu kính để tập trung ánh sáng phát ra, chúng thường được làm bằng nhựa epoxy.

Bên trong, chứa hai chân nối bằng chì, một bên dài gọi là anode (cực dương), một bên ngắn hơn, gọi là Cathode (cực âm). Chúng được gắn lên bảng mạch điện bằng các lỗ bảng.

2.2, Chíp led SMD

SMD là tên viết tắt của Surface Mounted Diode, bạn có thể hiểu tức là các linh kiện gắn trên bề mặt. Cấu tạo của chip led SMD khá nhỏ, dạng phẳng, mảnh, có chứa nam châm.

Trên mỗi con chíp, thường được thiết kế tối đa gồm 3 điốt phát quang. Mỗi điốt là một mạch điện với cực âm và cực dương riêng biệt. Do đó chip SMD có thể có 2, 4 hoặc lên tới tối đa 6 tiếp điểm với khả năng phát sáng mạnh nhất.

Chính điều này khiến chip led SMD có khả năng linh hoạt cao hơn. Đồng thời có độ bền tương đối tốt và sử dụng điện năng ít hơn khoảng 70% so với chip led DIP. Khác với chip DIP chỉ có khả năng phát sáng một màu, trên thiết bị tiêu thụ điện. Chúng ta có thể kết hợp màu sắc đa dạng với nhau, bằng chip SMD gắn 3 điốt phát ra ba màu sắc cơ bản. Gồm: đỏ, xanh lá cây, xanh dương bằng cách điều chỉnh đầu ra tiếp điểm.

Dựa vào kích thước sản xuất, SMD được chia thành nhiều loại khác nhau. Một số chip led đặc biệt được thiết kế với kích thước siêu nhỏ, dùng làm các linh kiện thiết bị điện thoại, máy tính…

Trên thị trường hiện nay, có các loại chip SMD đang được sử dụng rộng rãi như SMD 2835, SMD 3014, SMD 3528 và SMD 5050. Các ký hiệu chỉ số được hiểu là kích thước chiều rộng và chiều dài.

Ví dụ: Chíp led SMD 2835 có kích thước rộng 2.8mm dài 3.5mm. Loại chip 5050 có kích thước rộng 5.0mm dài 5.0mm là lớn nhất hiện nay. Còn được gọi là tri-chip bao gồm 3 con chip led nhỏ tạo thành cụm, với khả năng phát sáng đạt mức cao nhất.

2.3, Chip led COB

COB là tên viết tắt của từ Chip On Board, cấu tạo của chúng khác với chip led SMD và DIP. Với chíp COB chỉ sử dụng 1 chíp led duy nhất để phát sáng. Do đó chip led COB đạt được công suất rất cao, cường độ chiếu sáng đạt cực đại so với chip led DIP hay SMD.

Có thể nói công nghệ đóng gói chip led COB, là thành tựu khá mới mẻ trong thời gian gần đây. Tạo ra một cuộc các mạng của vấn đề chiếu sáng, dựa trên nền tảng công nghệ DIP truyền thống. Và tiếp tục phát triển thêm những thiết kế nổi trội của SMD, tạo nên một kỷ nguyên COB mạnh mẽ ưu việt. Ứng dụng trong chiếu sáng đơn sắc, với khả năng đóng gói hiện đại chứa 9 điốt trong mỗi con chip.

Tuy nhiên, không giống như SMD đòi hỏi phải có từng mạch riêng cho mỗi điốt COB. Chỉ có cấu tạo một mạch và hai tiếp điểm cho toàn bộ hệ chip (thiết kế mạch đơn). Nên các ứng dụng cần thay đổi màu sắc linh hoạt, chúng ta vẫn ưu tiên sử dụng công nghệ đóng gói SMD.

3, Ưu điểm và nhược điểm của các loại chip led

• Ưu điểm & nhược điểm chip led DIP

Ưu điểm: 

• Độ bền và cường độ ánh sáng cao, được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày.
• Chúng có các chân tiếp xúc, nên dễ dàng gắn vào các bản mạch. Chi phí cài đặt thấp đồng thời khả năng chống chịu tốt hơn so với các công nghệ đóng gói khác như SMD hay COB.
• Vỏ bọc bên ngoài bằng nhựa Epoxy nên khả năng chống chịu được va đập cao. Do cấu tạo linh hoạt, vững chắc, độ bền cao nên DIP phù hợp với các thiết kế thi công ngoài trời. Như biển hiệu quảng cáo, màn hình hiển thị cỡ lớn…

Nhược điểm: Chip led DIP là công nghệ xuất hiện đầu tiên với kỹ thuật đóng gói chip cơ bản cũ, lạc hậu và khá cồng kềnh.

• Ưu điểm & nhược điểm chip led SMD

Ưu điểm:

• Khác với chip led DIP, SMD có công nghệ đóng gói vượt trội hơn. Chúng gắn trên bản mạch kích thước nhỏ, phẳng nên đèn led đóng gói công nghệ này. Có thiết kế gọn, nhẹ, chiếm ít không gian hơn so với đèn chứa chip led COB.
• Khả năng tiết kiệm điện cao, giảm được khá nhiều chi phí tiền điện.
• Ánh sáng phát ra từ đèn led chip SMD có độ sáng trung thực. Chất lượng ánh sáng cao, ổn định, không có hiện tượng nhấp nháy. Đèn led SMD có tuổi thọ cao do khả năng tản nhiệt của chip rất nhanh.
• So với chip led DIP, COB chỉ có thể phát ánh sáng đơn sắc. Thì chip led SMD có khả năng đổi màu linh hoạt với nhiều màu sắc đa dạng.

Nhược điểm:

• Đèn led dùng chip SMD công suất thấp nhưng giá cả vẫn khá cao so với chip led COB.
• Trong một chiếc đèn chứa nhiều chip led SMD, nên đèn thường bị đổ bóng nhiều. Điều này gây khó khăn đối với môi trường làm việc có độ chính xác cao.
• Khó khăn trong bảo dưỡng và sửa chữa hơn đèn COB.

• Ưu điểm & nhược điểm chip led COB

Ưu điểm:

• Ưu điểm lớn của loại đèn sử dụng chip COB, là nguồn phát sáng cực mạnh công suất cao. Do thiết kế đóng gói được tích hợp 9 điốt trở lên trong một con chip, nên cho ra khả năng phát sáng tốt nhất.
• Công nghệ đóng gói chip COD khá dễ dàng, từ đó giúp giảm giá thành sản phẩm đèn led. Tạo ra khả năng cạnh tranh với các sản phẩm chiếu sáng khác trên thị trường.
• Khả năng chịu được nhiệt độ tốt, ít xảy ra lỗi dù hoạt động ở điều kiện nhiệt độ cao. Do cấu tạo có bo mạch chịu nhiệt, một số loại đèn còn lắp thêm hệ thống tản nhiệt. Giúp đèn led COB có tuổi thọ khá cao, đồng thời việc sửa chữa bảo dưỡng cũng đơn giản.

Nhược điểm: Kích thước của COB khá cồng kềnh, nên không phù hợp trong việc trang trí nội thất. Việc tùy chỉnh màu sắc bị hạn chế, đồng thời khả năng sinh nhiệt cực cao.

4, Ứng dụng chip led trong ngành chiếu sáng

Qua các phần trên, chúng ta đã phần nào hiểu rõ được chip led là gì?  và cơ bản có các loại chip led nào hiện nay. Vậy thì ứng dụng của chip led trong cuộc sống như thế nào?

Chúng ta có thể xem xét một số ứng dụng cụ thể như sau

• Trong ngành công nghệ cao, ví dụ như ngành công nghệ ô tô. Hầu hết các hãng xe hơi lớn.

Hiện nay, đều sử dụng đèn led trong các dòng ô tô cao cấp. Họ sử dụng để trang trí viền, đèn xi nhan, đèn báo hiệu phanh, đèn báo nhiên liệu và khởi động…

• Trong ngành xây dựng các kiến trúc lớn: Ánh sáng đèn led có khả năng lan tỏa đi rất xa. Bằng cách kết hợp các công nghệ đóng gói led, có thể tạo ra nguồn ánh sáng trang trí đa dạng. Áp dụng vào các công trình công cộng lớn, các biểu tượng, tượng đài lịch sử… Giúp các kiến trúc này nổi bật, rực rỡ hơn.
• Trong giao thông: Được sử dụng đèn led trên các cột đèn giao thông. Đèn chiếu sáng đường phố do cường độ chiếu sáng mạnh, độ bền tốt và tính thẩm mỹ cao.
• Trong công nghiệp: Sử dụng đèn led chiếu sáng tại bên trong, bên ngoài các khu vực nhà xưởng sản xuất, kho lưu trữ lớn. Đảm bảo hoạt động sản xuất diễn ra liên tục.
• Trong nông nghiệp: Sử dụng đèn led trong nông nghiệp kích thích cây trồng. Tác động mạnh mẽ đến sự tăng trưởng của cây trồng một cách tự nhiên, giúp tăng năng suất nhiều hơn.