Công Nghệ Chip Led SMD và Chip Cob

cấu tạo của chip Led SMD

 Led SMD là một trong những dòng chip led công nghệ hiện đại phổ biến nhất hiện nay. Led COB là gì? Chip COB có ưu nhược điểm gì? Những thông tin chi tiết về đèn chip led COB và led SMD sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn khi lựa chọn

1. Khái niệm chip đèn led 

 Chip led là một diot phát quang, gồm một khối bán dẫn loại P  ghép với khối bán dẫn loại N. Khi có nguồn điện 1 chiều chạy qua, phần tiếp giáp giữa 2 khối bán dẫn sẽ phát ra ánh sáng nằm trong dải quang phổ nhìn thấy được.

Chip Led là gì

2. Thông số chip đèn led

Ngoài việc nắm được chip đèn led là gì, bạn cũng cần nắm được 5 thông số của chip led dưới đây để đánh giá chất lượng chip led.

thống số chip led

  • Quang thông

  • Quang thông là tổng lượng ánh sáng phát ra được từ chip led. Được đo bằng đơn vị lumen
  • Quang thông của chip led quyết định đến quang thông của đèn.
  • Đại lượng này phụ thuộc vào công suất và hiệu suất phát quang của chip led
  • Chỉ số hoàn màu

  • Chỉ số hoàn màu chip led là đại lượng phản ánh độ trung thực màu sắc của vật thể được chiếu sáng bằng đèn led; so với màu sắc của vật đó khi chiếu sáng dưới ánh sáng tiêu chuẩn (ánh sáng mặt trời).
  • Chỉ số hoàn màu càng cao càng phản ánh độ trung thực của màu sắc vật thể được chiếu sáng.
  • Tuy nhiên chỉ số hoàn màu lại tỷ lệ nghịch với hiệu suất phát quang của chip led; nên các nhà sản xuất sẽ cân đối sao cho hai đại lượng này hợp lý nhất. 
  • Thông thường chỉ số hoàn màu của chip led sẽ khoảng 85-90Ra

chỉ số hoàn màu của đèn led

  • Hiệu suất chiếu sáng

  • Hiệu suất chiếu sáng của chip led hay còn gọi là hiệu suất phát quang. Đây là đại lượng phản ánh số lumen mà chip led phát ra trên một công suất.
  • Hiệu suất chiếu sáng của chip led càng cao thì đèn càng sáng và càng tiết kiệm điện.
  • Hiệu suất chiếu sáng của chip led chính là đại lượng phản ánh sự vượt trội của sản phẩm chiếu sáng LED so với các loại bóng đèn truyền thống.
  • Nhiệt độ màu

  • Nhiệt độ màu của chip led chính là đại lượng phản ánh màu sắc ánh sáng của chip led
  • Hiện tại, chip led có 3 loại ánh sáng cơ bản là; vàng, trung tính và trắng; tương ứng với nó là nhiệt độ màu: 2700-3500K (vàng), 3500-4000K(trung tính) và trên 4000K (ánh sáng trắng); bên cạnh đó nhà sản xuất có thể điều chỉnh nhiệt độ màu để chip có ánh sáng đổi màu.
  • Tuổi thọ

  • Tuổi thọ của chip led phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ đóng gói led packaged; bởi tuổi thọ chip led ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ.
  • Trong khi công nghệ đóng gói SMD chip led sẽ tỏa nhiệt nhanh hơn so với chip COB; do vậy nếu cùng một môi trường nhiệt độ thì tuổi thọ chip SMD sẽ cao hơn COB.
  • Tuy nhiên đó chỉ là kết luận ở môi trường thí nghiệm lý tưởng; thực tế còn nhiều yếu tố môi trường tác động đến tuổi thọ của chip led nói riêng và đèn led nói chung như: hệ thống tản nhiệt của đèn, môi trường chiếu sáng…

3. Cấu tạo của chip led

Cấu tạo của chip led là gì? Chip led có cấu tạo gồm 5 phần là giá đỡ, chip, keo, bột huỳnh quang và dây dẫn điện.

  • Giá đỡ vừa dùng để đặt chip vừa có tác dụng tản nhiệt cho chip.
  • Chip là hạt nhân trung tâm, có tác dụng phát sáng. Để đèn LED chiếu sáng thì chip phải hoạt động. Tùy thuộc vào cấu tạo các chất bán dẫn mà đèn LED sẽ chiếu ra ánh sáng có màu sắc khác nhau.
  • Keo có tác dụng tản nhiệt cho chip. Có loại thường gặp: keo nhựa silica, keo nhựa epoxy
  • Keo (nhựa) silica: Ưu điểm của keo là có tính năng tản nhiệt tốt, suy giảm quang thấp, giá thành tương đối cao, nhược điểm là dây dẫn điện đến chip dễ bị ép đứt.

⭐ Cấu tạo chip led

  • Keo (nhựa) epoxy: Ưu điểm là giá thành thấp, nhược điểm tính năng tản nhiệt kém, suy giảm quang thông lớn, đồng thời màu sắc phát ra để chuyển đổi sang màu vàng.
  • Bột huỳnh quang hoặc các hợp chất bán dẫn vô cơ để tạo màu cho ánh sáng
  • Dây dẫn là để nối từ cực của hai chân đến chip. Dây dẫn thường gặp đều dùng 0.999 dây dẫn vàng, đường kính 0.8mil, 1.0mil; vì khả năng dẫn điện và truyền nhiệt của dây dẫn vàng rất cao, có thể tức thời truyền nhiệt lượng từ chip đến các chân ra ngoài; đồng thời lực căng của dây dẫn vàng khá tốt, không dễ dàng có hiện tượng bóng chết do đứt dây dẫn.

Cấu tạo của chip Led

4. Nguyên lý hoạt động của Chip Led

Bên trong chip LED chứa 1 chip bán dẫn được pha các tạp chất tạo ra một lớp tiếp giáp P-N. Trong đó kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử. Khi có dòng điện bên Anot (P) chạy đến K-ốt (N) thì những lỗ trống sẽ được lấp đầy bởi các điện tử từ đó sản sinh ra bức xạ ánh sáng.

5 .Chip LED gồm những loại nào?

Loại thứ nhất Chip Led DIP

  • 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.
  • Công suất của chip chỉ có 2 công suất nhỏ là 1w và 3w. Dòng chip này rất đơn giản và thường được dùng phổ biến. 
  • Các  linh kiện cấu tạo được gắn bằng keo cố định và kem hàn. Lá đồng thêm tầng cách điện và vỏ nhôm bên ngoài.
  • Đây là dòng chip led ra đời sớm nhất và cung 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

Cấu tạo của chip Led DIP

Loại thứ 2: Chip Led SMD 

  • Led SMD được viết tắt từ cụm từ tiếng anh là Surface Mounted Device mang nghĩa linh kiện được gắn trên một bề mặt. 
  • Led SMD chính là công nghệ sử dụng mắt chip led gắn trực tiếp lên bảng mạch in của đèn led. Công nghệ này khác với công nghệ DIP có hai chân nhỏ như chip led COB.

Led SMD là gì? Linh kiện phổ biến dùng cho đèn led

  • Led SMD được đánh giá là công nghệ led phổ biến nhất khi dùng cho màn hình led. 
  • Đây là loại chip led có khả năng tản nhiệt tốt với hiệu suất phát quang cao.

CHIP LED SMD

 

Cấu tạo của Chip Led SMD

cấu tạo của chip Led SMD

Chip led SMD

  • Chip led SMD được sản xuất nhờ áp dụng công nghệ FLIP- CHIP. Đây là công nghệ sử dụng chất nền trong suốt để gắn ngược led. 
  • Led SMD được gắn trên bảng mạch với bề mạch khép kín giúp hoạt động độc lập với nhau giữa các chip led khác. 
  • Led hoạt động tốt khi được cắm vào một thiết bị tương thích có dây dẫn kết nối trực tiếp đến bảng mạch in.

Bảng mạch in

  • Bộ phận bảng mạch in chính là nơi đặt bo mạch của chip led. Đồng thời, bảng mạch in cũng là nơi giữ chip led không bị rời ra khi có tác động từ ngoại lực hay va chạm.
  • Vai trò hỗ trợ kết nối các chip led khác nhau bằng đường dây dẫn.
  • Bảng mạch sản xuất từ những tấm đồng được ép lên nhau. Sau đó, chúng được phủ bằng chất liệu cách điện tốt để giúp cách điện với bên ngoài.

Keo tản nhiệt

  • Đây là loại chất để liên kết chip led với bảng mạch. Đồng thời, keo tản nhiệt cũng có tác dụng tản nhiệt tốt để chip led không bị nóng khi hoạt động.
  • Sử dụng keo tản nhiệt chất lượng để tỏa nhiệt nhanh chóng nâng cao tuổi thọ cho đèn led.

Nhôm kỹ thuật

  • Nhôm kỹ thuật thực chất là miếng nhôm nhỏ được bọc ở đế chip led SMD. Miếng nhôm này phải là chất liệu tốt, chất lượng cao để chống oxi hóa, không bị móp méo cho tác động của ngoại lực. 
  • Sử dụng nhôm kỹ thuật để bảo vệ bảng mạch in và chip led an toàn.

Ứng dụng của chip led SMD cho đèn led

Ứng dụng led SMD cho đèn led công nghiệp

  • Loại led SMD công suất lớn để sản xuất đèn led công suất lớn. Đèn led có quang thông lớn, tuổi thọ cao thích hợp làm đèn led công nghiệp.
  • Một số loại đèn led công nghiệp dùng chip SMD: Đèn đường led SMD, đèn led nhà xưởng, đèn panel, đèn tuýp led,…

Ứng dụng led SMD cho đèn chiếu sáng dân dụng

  • Led SMD cho đèn led chiếu sáng chất lượng cao, tuổi thọ chiếu sáng, tiết kiệm điện năng.
  • Giá thành đèn led SMD thấp thích hợp cho chiếu sáng dân dụng, tiết kiệm chi phí.
  • Đèn led chip SMD như đèn led âm trần, đèn led đui xoáy, đèn led hành lang, đèn chiếu hắt,…

Đèn led âm trần chip SMD chiếu sáng nhà ở

Ứng dụng led SMD cho đèn led trang trí

  • Led SMD có khả năng đổi màu, kích thước nhỏ, công suất nhỏ. 
  • Do vậy, led SMD thích hợp làm đèn led RGB trang trí, đèn led dây, đèn hắt cỏ, đèn dưới nước,…

Ưu điểm và nhược điểm của led SMD

Ưu điểm của led SMD

  • Đèn led dùng công nghệ led SMD với tuổi thọ kéo dài lên tới 65.000 giờ. Hạn chế bị chập cháy, nhấp nháy trong quá trình sử dụng.
  • Đèn led SMD tiết kiệm điện năng tốt hơn 70% so với loại đèn led dùng công nghệ DIP hoặc đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang.
  • Đèn led SMD chất lượng cao có tuổi thọ lâu dài
  • Chip led được thiết kế theo dạng hình vuông cũng như được gắn trực tiếp nên bo mạch. Đây là cấu tạo giúp đèn led SMD có khả năng tản nhiệt tốt. 
  • Đèn chip led SMD cũng có khả đổi màu tốt với 16,7 triệu màu.

 Nhược điểm của led SMD

  • Quang thông của led SMD thấp hơn cho với led COB, chiếu sáng tập trung kém hơn.
  • Đèn led loại chip led vẫn có thể gây ra hiện tượng đổ bóng khi chiếu sáng làm ảnh hưởng đến độ chính xác khi thao tác làm việc. 
  • Đèn led SMD khó sửa chữa và bảo dưỡng hơn so với đèn chip COB. Led SMD bị hỏng sẽ mất chi phí sửa chữa hoặc thay mới cao.

Loại thứ 3 là Chip LED COB

Chip Led COB

COB là từ viết tắt của cụm từ Chip-On-Board. Đây là dòng công nghệ chip led mới nhất “đóng gói” hoặc LED package.

  • COB là chip led được tạo thành bởi nhiều mắt led nhỏ hơn có công suất từ 0.2w – 0.5w. Do vậy, chip COB có đặc điểm chiếu sáng tập trung so với các loại chip led thông thường khác.

Led COB là gì? Chip led COB được cấu tạo phức tạp

  • Led là công nghệ phát sáng từ điốt phát quang mang đến khả năng chiếu sáng cao, tuổi thọ lớn.
  • Mỗi led COB được làm từ nhiều chất liệu khác nhau sẽ mang đến khả năng phát sáng khác nhau.

a. Đèn led COB là gì?

  • Đèn led COB là loại đèn có cấu tạo chip led COB mang lại ánh sáng tập trung, độ rọi tốt hơn chip led SMD.
  • Một số loại đèn led COB phổ biến: đèn pha led, đèn đường led, đèn âm đất, đèn rọi cột,…

 b. Phân loại led COB

COB led đồng

  • COB led đồng được tạo thành bởi các chip led nhỏ hơn có công suất 1w.
  • Led COB chất liệu đồng thường được dùng để sản xuất đèn led có công suất từ 20w – 30w. 

COB led gốm

  • COB led gốm chính là công nghệ sản xuất chip led COB mới nhất hiện nay. 
  • COB led chất liệu gốm gồm các chip có công suất 0.2w. Như vậy, cứ 5 chip sẽ tạo thành 1w và công suất trung bình của chip led COB là 50w.
  • Đèn led sử dụng chip COB led gốm sẽ có chỉ số hoàn màu và chỉ số lumen cao. Trung bình độ hoàn màu đạt 85 Ra và độ lumen là 110lm/w.

Đặc điểm cấu tạo và hoạt động của chip led COB

Mắt chip led

  • Các nhóm chip nhỏ hoặc tập hợp các điốt được lắp đặt trên một bo mạch. 
  • Thông thường chip COB sẽ được cấu tạo từ 9 đi-ốt phát sáng. Điều này giúp công suất của 1 chip led COB có thể > 275W.
  • Đèn led dùng chip led COB thường là loại đèn có công suất lớn. 

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 modul đơn. 
  • Led COB có khả năng chiếu sáng tập trung hơn do các chip led được gắn kết tập trung, không riêng rẽ như chip SMD

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. 

Chip led COB được cấu tạo từ nhiều bộ phận mang lại hiệu quả chiếu sáng

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.
  • Keo tản nhiệt chất lượng cao sẽ càng giúp đèn tản nhiệt nhanh hơn, tăng tuổi thọ, chống chập cháy, giúp đèn chiếu sáng ổn định. 

c.Nguyên tắc hoạt động của led COB là gì?

  • Led COB là loại chip led đa chip đóng gói nên có khả năng chiếu sáng với diện tích lớn gấp 10 lần.
  • Chip led có kích thước rất nhỏ, hiệu suất chiếu sáng đạt 249 lm/w với điện áp là 20 mA. 
  • Đối với các loại led có kích thước lớn thì khả năng chiếu sáng chỉ đạt 161 lm/w với điện áp 350mA. 
  • Do vậy, nhiều nhà sản xuất lựa chọn led COB để sản xuất đèn led công nghiệp nhằm chiếu sáng tập trung. 

d. Đánh giá ưu điểm và nhược điểm của led COB

Ưu điểm của led COB

Led COB ít kháng nhiệt

  • Tổng số kháng nhiệt của led có công suất cao được tính bằng tổng của đèn led cùng với Slug, Epoxy và PCB: Rth-tổng = Rth-1 + Rth-2 + Rth-3 + Rth-4 2).
  • Trong khi đó, tổng số kháng nhiệt của led COB bằng tổng của đèn led cùng với PCB: Rth-tổng = rth-1 + rth-4.
  • Khi nhiệt được sinh ra do chip led phát sáng sẽ nhanh chóng được tản ra môi trường bên ngoài.
  • Đèn led sử dụng chip led COB hoạt động ổn định, ít hỏng hóc, tuổi thọ cao từ 20 – 30 năm. 

Hiệu suất ánh sáng vượt trội

  • Led COB được đánh giá có hiệu suất chiếu sáng cao. Một chip led có thể có hiệu suất nhỏ nhất là khoảng 80 lm/w, cao nhất lên tới 150 lm/w. 
  • Hiện nay, các loại đèn led chip COB  thường dùng chiếu sáng nhà xưởng, văn phòng, chiếu rọi, chiếu lối đi,…

Độ suy giảm ánh sáng thấp

  • Loại chip led COB được thiết kế gắn trực tiếp lên mạch in tản nhiệt. Chip led COB được cấu tạo: Chip – Keo cố định – Nhôm. 
  • Hiệu quả làm mát cao, hạn chế căng thẳng nhiệt cho đèn led.
  • Đèn sử dụng chip COB đảm bảo hạn chế sự suy giảm quang thông, tuổi thọ cao đạt 50000 – 65000 giờ. 

 Nhược điểm của led COB

  • Chi phí sản xuất led COB cao hơn khi đế gắn chip COB bắt buộc bằng nhôm hoặc gốm. Trong khi chip khác có thể thay bằng nhựa phíp. 
  • Công nghệ sản xuất chip COB cần hiện đại, phức tạp và tinh vi hơn dẫn đến đèn có giá thành cao. 
  • Chip COB có quy trình xử lý nhiệt phức tạp, tỏa nhiệt cục bộ. Nếu chip kém chất lượng sẽ nhanh chóng bị hỏng. 

 

6. So sánh các loại chip led khác với led SMD

  • Led SMD là loại chip led gắn lên trên bề mặt bảng mạch in. 
  • Bảng tham khảo so sánh chip SMD, led COB, chip led DIP giúp người dùng có thêm thông tin về 3 loại led phổ biến hiện nay.

Tiêu chí

Chip DIP

Chip SMD

Chip COB

Kích thước

  • Kích thước lớn hơn so với chip SMD, chip COB
  • Công nghệ cũ
  • Có kích thước nhỏ
  • Lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn
  • Chip led có kích thước lớn.
  • Lắp đặt, sửa chữa và thay mới đơn giản.

Cấu tạo

  • Thiết kế hình viên đạn, chân tiếp nối dễ dàng gắn vào bảng mạch.
  • Chip led thiết kế sơ khai.
  • Led được gắn trực tiếp lên bảng mạch.
  • Cấu tạo phức tạp.
  • Chip led có chân để gắn riêng lẻ lên bảng mạch in. 

Chỉ số hoàn màu

  • Chỉ số hoàn màu thấp hơn so với chip COB, SMD.
  • Chỉ số hoàn màu từ khoảng 40 – 50 Ra
  • Led SMD có độ hoàn màu cao. 
  • Chỉ số hoàn màu cao dao động từ 70 – 85 Ra
  • Led COB có độ hoàn màu cao lên tới hơn 85Ra. 
  • Mang đến ánh sáng với màu sắc chân thực.

Tuổi thọ

  • Tuổi thọ trung bình, dao động từ 30000 giờ – 40.000 giờ chiếu sáng. 
  • Chip led SMD có tuổi thọ đồng đều nhau với led COB.
  • Tuổi thọ chiếu sáng lên tới 65.000 giờ.
  • Có khả năng chiếu sáng lên tới 65.000 giờ

Khả năng thay đổi màu sắc

  • Chip led DIP không có khả năng thay đổi màu sắc ánh sáng
  • Chip led SMD có khả năng thay đổi màu sắc ánh sáng.
  • Được sử dụng để làm đèn led đổi màu, đèn nhấp nháy.
  • Led COB bị hạn chế khả năng thay đổi màu sắc, chỉ có 1 màu khi chiếu sáng.

Giá thành

  • Giá thành thấp do công nghệ đã lạc hậu
  • Giá thành hấp dẫn, thấp hơn so với đèn led COB.
  • Có mức giá thành cao hơn so với Led led SMD..
  •  

Bạn có thể tham khảo thêm bài viết:

11 Lý do khiến bạn không thể bỏ qua đèn năng lượng mặt trời

5 sự thật về đèn năng lượng mặt trời có thể bạn không biết

Nguồn: Kingsolar.com.vn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.