Chip Led là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động & các loại chip led phổ biến hiện nay

Chip LED hay còn gọi là Light Emitting Diode chip, là bộ phận bán dẫn phát quang giữ vai trò trung tâm trong các thiết bị chiếu sáng LED. Chip LED hoạt động dựa trên hiện tượng phát quang điện (electroluminescence): khi dòng điện một chiều đi qua lớp tiếp giáp P-N, electron kết hợp với lỗ trống tạo ra photon ánh sáng. Nhờ vậy, chip LED có khả năng tạo ra nguồn sáng bền bỉ, tiết kiệm điện năng và duy trì độ sáng ổn định trong thời gian dài.

Bài viết này từ Elmall sẽ cung cấp cho bạn đầy đủ các thông tin như chip LED là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại và ứng dụng. Từ đó, giúp bạn lựa chọn được giải pháp chiếu sáng tối ưu cho dự án và công trình của mình.

Chip LED là gì?

Chip LED (Light Emitting Diode Chip) là bộ phận bán dẫn phát sáng quan trọng nhất trong đèn LED, quyết định hiệu suất chiếu sáng, tuổi thọ và khả năng tiết kiệm điện. Chip LED là nơi diễn ra quá trình chuyển đổi điện năng thành ánh sáng, là bộ phận quan trọng nhất, chiếm tới khoảng 60% giá trị của toàn bộ đèn LED. Vì vậy, chất lượng chip LED cũng chính là yếu tố giúp phân biệt giữa các dòng đèn phổ thông và đèn cao cấp.

Khi lựa chọn chip LED, người dùng nên quan tâm đến năm thông số cốt lõi: hiệu suất phát quang (lượng ánh sáng tạo ra từ một đơn vị điện năng tiêu thụ), chỉ số hoàn màu (khả năng tái hiện màu sắc trung thực), nhiệt độ màu (màu sắc ánh sáng phát ra), mức độ suy giảm quang thông theo thời gian và độ bền của chip trong các môi trường khác nhau. Chip LED hiện được ứng dụng rộng rãi trong chiếu sáng dân dụng, công nghiệp, thương mại, nông nghiệp, giao thông và các thiết bị điện tử hiện đại. Chip LED là bộ phận bán dẫn phát sáng quan trọng nhất trong đèn LED

Cấu tạo của chip LED

Chip LED được thiết kế từ nhiều lớp vi linh kiện, liên kết chặt chẽ để đảm bảo ánh sáng ổn định và tuổi thọ cao. Nhờ cấu trúc này, chip LED có khả năng phát sáng mạnh, bền bỉ và tiết kiệm năng lượng vượt trội. Chip LED được cấu tạo từ 7 thành phần chính bao gồm:

• Đế chip LED (MCPCB – Metal Core Printed Circuit Board): Lớp đế kim loại vừa là nơi cố định chip, vừa đảm nhiệm chức năng tản nhiệt và dẫn điện. Thông thường, đế được làm từ nhôm hoặc đồng để tối ưu khả năng truyền nhiệt, trong khi một số dòng LED cao cấp sử dụng gốm nhằm tăng độ bền cơ học và khả năng cách điện.
• LED chip (bán dẫn phát quang): Đây là phần tử bán dẫn chủ đạo phát ra ánh sáng khi có dòng điện đi qua. Kích thước cũng như công nghệ chế tạo như SMD, COB, Flip-Chip hay CSP sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát sáng và sự ổn định màu sắc trong quá trình hoạt động.
• Keo tản nhiệt (Thermal Adhesive/Die Attach Material): Lớp keo này đóng vai trò liên kết LED chip với đế kim loại, đồng thời đảm bảo khả năng truyền dẫn nhiệt hiệu quả. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, vật liệu có thể là keo dẫn nhiệt, hợp kim hàn eutectic hoặc chất kết dính chuyên dụng.
• Dây nối (Bonding Wire): Những sợi vàng, đồng hoặc hợp kim nhôm mảnh giúp dẫn truyền điện từ chip LED đến mạch điện. Với các dòng chip LED truyền thống, dây nối là bộ phận không thể thiếu, trong khi ở công nghệ tiên tiến hơn như Flip-Chip hay CSP, dây nối đã được loại bỏ để nâng cao hiệu suất và độ bền.
• Lớp phủ phốt pho (Phosphor Layer): Lớp phủ này có nhiệm vụ biến đổi ánh sáng xanh từ chip LED thành ánh sáng trắng hoặc các gam màu khác theo nhu cầu sử dụng. Độ dày, độ đồng đều và chất lượng của lớp phủ ảnh hưởng lớn đến chỉ số hoàn màu (CRI) cũng như hiệu suất phát sáng tổng thể.
• Thấu kính (Lens/Dome Cover): Lớp vỏ che trong suốt thường làm từ epoxy hoặc silicone, giúp định hình góc chiếu sáng, tăng cường khả năng truyền quang và bảo vệ chip LED khỏi bụi bẩn, độ ẩm hay va đập cơ học. Một số loại đèn LED chuyên dụng còn sử dụng thấu kính quang học đặc biệt để tập trung hoặc khuếch tán ánh sáng theo yêu cầu.
• Lớp bảo vệ & vật liệu đóng gói (Encapsulation): Đây là lớp cuối cùng bao bọc toàn bộ chip LED, giúp ngăn chặn các tác nhân gây hại như oxy hóa, độ ẩm hay tia UV từ môi trường. Vật liệu thường được lựa chọn là nhựa epoxy trong suốt, silicone hoặc nhựa chuyên dụng có khả năng kháng tia cực tím.

Nguyên lý hoạt động của chip LED

Chip LED hoạt động dựa trên nguyên lý bán dẫn. Cấu trúc của chip LED gồm khối P và khối N, trong đó khối P chứa nhiều lỗ trống mang điện tích dương, trong khi khối N lại chứa các electron tự do mang điện tích âm. Khi có dòng điện một chiều chạy qua lớp tiếp giáp P-N, các electron từ khối N sẽ tái hợp với lỗ trống từ khối P, từ đó giải phóng năng lượng dưới dạng photon ánh sáng.

Chính cơ chế tái hợp này quyết định bước sóng và màu sắc ánh sáng chip LED phát ra, vốn phụ thuộc vào đặc tính năng lượng của vật liệu bán dẫn. Nhờ đó, chip LED có khả năng tạo ra nhiều dải màu khác nhau. Đặc biệt, để tạo ra ánh sáng trắng phục vụ chiếu sáng phổ thông, chip LED thường được phủ thêm một lớp phosphor giúp biến đổi quang phổ ánh sáng xanh thành ánh sáng trắng tự nhiên.

Trên thị trường có những phân loại chip LED nào?

Trên thị trường hiện nay, chip LED được phân chia thành 6 loại phổ biến, mỗi loại sở hữu đặc tính riêng phù hợp cho từng ứng dụng chiếu sáng: DIP, SMD, COB, High Power, MCOB và CSP. Mỗi dòng chip mang ưu – nhược điểm khác nhau, hãy cùng tìm hiểu chi tiết từng loại.

COB (Chip On Board)

COB là công nghệ đóng gói trong đó nhiều chip LED nhỏ gắn trực tiếp lên tấm nền dẫn nhiệt, phủ lớp phosphor tạo ánh sáng trắng đồng đều. Đặc điểm nhận dạng là bề mặt phát sáng rộng, độ sáng cao, hiệu suất quang tốt, thường thấy trong đèn pha, đèn đường và các thiết bị chiếu sáng công suất lớn.

SMT (Surface Mount Technology)

SMT là công nghệ hàn linh kiện điện tử,mà ở đây là chip LED, trực tiếp lên bề mặt bảng mạch (PCB) bằng kỹ thuật hàn bề mặt. Đặc điểm nhận dạng loại chip LED này là chip LED không cần chân cắm xuyên qua mạch mà được gắn phẳng, giúp tối ưu không gian, tăng độ bền mạch.

SMD (Surface Mount Device)

SMD là loại chip LED được gắn trực tiếp lên bề mặt bảng mạch điện tử. Mỗi chip SMD có thể chứa một hoặc nhiều đi-ốt phát sáng nhỏ bên trong. Khi hoạt động, ánh sáng được phát ra từ nhiều điểm sáng nhỏ nằm cạnh nhau, nhờ vậy tạo hiệu ứng chiếu sáng đều và rõ. Loại chip này có khả năng tản nhiệt tốt, cho hiệu suất cao nên được sử dụng rất phổ biến trong các loại đèn LED chiếu sáng gia đình, văn phòng và cửa hàng thương mại.

DIP (Dual In-line Package)

DIP là dạng chip LED truyền thống với vỏ nhựa epoxy hình viên đạn và hai chân kim loại dài cắm xuyên qua bảng mạch. Đặc điểm nhận dạng của chip DIP là kích thước nhỏ, độ bền cao, chi phí thấp, chủ yếu được sử dụng trong bảng quảng cáo, đèn tín hiệu và các ứng dụng chiếu sáng cơ bản như đèn pin cầm tay, đèn chiếu trang trí ngoài trời hoặc đèn cảnh báo an toàn.

MCOB (Multiple Chip On Board)

Chip MCOB là biến thể nâng cao của COB, kết hợp nhiều cụm chip COB trên cùng tấm nền lớn để tạo nguồn sáng mạnh. Đặc điểm nhận dạng của chip MCOB là vùng phát sáng rộng, cường độ chiếu sáng cao, phù hợp cho đèn pha công suất lớn, đèn đường cao áp và hệ thống chiếu sáng sân vận động hoặc sân golf.

COG (Chip On Glass)

COG là công nghệ gắn chip LED trực tiếp lên bề mặt kính hoặc thủy tinh thay vì trên mạch PCB thông thường. Đặc điểm nhận dạng của loại chip này là thiết kế mỏng, trong suốt, liên kết chặt với kính, thường dùng trong màn hình hiển thị LED, đèn nền LCD hoặc các ứng dụng yêu cầu tính thẩm mỹ cao.

COG gắn chip LED trực tiếp lên kính, thiết kế mỏng, thẩm mỹ, ứng dụng màn hình, đèn nền LCD hiện đại CSP (Chip Scale Package) CSP là công nghệ đóng gói chip LED có kích thước gói gần bằng chip gốc, loại bỏ các lớp bao bọc phức tạp. Đặc điểm nhận dạng của chip CSP là kích thước siêu nhỏ, hiệu suất tản nhiệt tốt, hiệu suất quang cao, phù hợp với thiết bị điện tử hiện đại yêu cầu thu nhỏ tối đa như smartphone, TV và đèn mini.

CSP là công nghệ đóng gói chip LED có kích thước gói gần bằng chip gốc, loại bỏ các lớp bao bọc phức tạp. Đặc điểm nhận dạng của chip CSP là kích thước siêu nhỏ, hiệu suất tản nhiệt tốt, hiệu suất quang cao, phù hợp với thiết bị điện tử hiện đại yêu cầu thu nhỏ tối đa như smartphone, TV và đèn mini.

Chip LED được ứng dụng ở đâu?

Chip LED hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong 5 lĩnh vực chính, mỗi lĩnh vực tận dụng đặc tính riêng của công nghệ để tối ưu hiệu quả chiếu sáng và năng lượng:

• Chiếu sáng dân dụng: Ứng dụng trong đèn LED âm trần, ốp trần, đèn bàn và gắn tường, mang lại ánh sáng ổn định, tiết kiệm điện.
• Chiếu sáng công nghiệp: Dùng cho đèn pha, đèn nhà xưởng, đèn đường phố với độ bền cao, chịu được môi trường khắc nghiệt.
• Nông nghiệp công nghệ cao: Hỗ trợ cây trồng quang hợp nhờ LED phổ màu chuyên biệt, tăng năng suất và rút ngắn thời gian sinh trưởng.
• Y học và thẩm mỹ: Ứng dụng LED bước sóng đặc thù trong trị liệu da liễu, trẻ hóa da, thiết bị y tế và thẩm mỹ hiện đại.
• Điện tử và hiển thị: Được dùng trong TV, màn hình, smartphone và các thiết bị di động nhờ khả năng tạo màu sắc đa dạng, tiết kiệm năng lượng.

Top 12 hãng sản xuất chip LED nổi bật nhất hiện nay

Thị trường LED toàn cầu hiện ghi nhận 12 thương hiệu sản xuất chip LED hàng đầu, mỗi hãng đều sở hữu công nghệ đặc trưng, phục vụ các lĩnh vực chiếu sáng từ dân dụng đến công nghiệp và công nghệ hiển thị, tạo nên sự khác biệt rõ rệt về hiệu suất và chất lượng ánh sáng.

• Cree (Mỹ): Cree tập trung mạnh vào phân khúc LED công suất lớn và chiếu sáng ngoài trời. Chip LED của hãng có ưu thế về hiệu suất quang học cao, khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, thích hợp cho đèn đường, nhà xưởng và đèn pha.
• Samsung LED (Hàn Quốc): Thương hiệu tiên phong trong công nghệ ánh sáng, cung cấp sản phẩm đa dạng từ chiếu sáng, màn hình, ô tô đến giải pháp smart lighting tích hợp IoT. Đèn LED Rạng Đông hiện sử dụng chủ yếu chip LED COB và SMT cao cấp từ Samsung, đảm bảo hiệu suất và độ bền vượt trội.
• Lumileds (Mỹ – Philips): Lumileds nổi tiếng với LED dùng trong ngành ô tô và đèn chiếu sáng công suất cao. Chip LED Lumileds có ưu điểm hiệu suất quang thông lớn, tuổi thọ dài, phân khúc từ LED dân dụng đến LED chuyên dụng cho ô tô. Một số dòng đèn chiếu sáng Rạng Đông đang sử dụng loại chip LED này như: đèn pha LED Rạng Đông CP07, đèn LED chiếu pha 200W…
• Nichia (Nhật Bản): Nichia là tập đoàn tiên phong phát minh ra LED xanh lam, nổi tiếng trong lĩnh vực LED công suất cao và LED trắng. Chip LED của Nichia được ứng dụng rộng rãi trong chiếu sáng dân dụng và công nghiệp nhờ tuổi thọ bền bỉ, CRI vượt trội và độ suy giảm quang thông cực thấp.
• TOYODA GOSEI (Nhật Bản): Toyoda Gosei chuyên sản xuất chip LED xanh lam và LED trắng công suất nhỏ đến trung bình. Chip LED của hãng có độ ổn định cao, ứng dụng trong chiếu sáng nội thất, thiết bị điện tử và hệ thống chiếu sáng dân dụng.
• OSRAM (Đức): Osram nổi bật với các giải pháp LED cho ngành ô tô, y tế và chiếu sáng chuyên dụng. Chip LED Osram có đặc điểm là độ tin cậy cao, độ sáng mạnh, nhiệt độ màu đa dạng, được ứng dụng nhiều trong đèn pha ô tô, thiết bị y tế và điện tử.
• Bridgelux (Mỹ): Bridgelux tập trung vào LED COB công suất cao cho chiếu sáng công nghiệp và thương mại. Chip LED Bridgelux có ưu điểm ánh sáng đồng đều, chỉ số CRI cao, ứng dụng trong chiếu sáng nhà xưởng, trung tâm thương mại và đèn pha.
• Seoul Semiconductor (Hàn Quốc): Seoul Semiconductor tập trung vào công nghệ LED không dây (WICOP) và LED UV. Chip LED của hãng nổi bật với khả năng phát sáng mạnh, không cần dây kết nối, ứng dụng trong chiếu sáng công nghiệp, y tế và các thiết bị khử khuẩn.
• Edison Opto (Đài Loan): Nổi bật với chip LED công suất cao, hãng cung cấp dải sản phẩm SMD và COB đến 200W. Edison Opto chuyên cho đèn đường, đèn pha, chiếu sáng ngoài trời, ô tô và ứng dụng đặc biệt, với ưu điểm độ bền và khả năng hoạt động ổn định.
• Epistar (Đài Loan): Epistar là nhà sản xuất hàng đầu về chip LED dùng trong màn hình và chiếu sáng dân dụng. Chip LED của hãng nổi bật với công nghệ sản xuất quy mô lớn, chất lượng ánh sáng ổn định, phục vụ phân khúc từ LED trang trí đến màn hình quảng cáo.
• San’an (Trung Quốc): Là nhà sản xuất chip LED lớn nhất Trung Quốc, San’an chiếm thị phần áp đảo trong ngành chiếu sáng. Hãng cung cấp đầy đủ chip cho dân dụng, thương mại và công nghiệp, từ indoor đến outdoor. Với lợi thế chi phí thấp, sản lượng lớn và nguồn cung ổn định, San’an trở thành thương hiệu phổ biến hàng đầu tại thị trường nội địa.
• Everlight (Đài Loan): Everlight tập trung ở phân khúc LED SMD dân dụng và LED cho thiết bị điện tử. Chip LED Everlight có ưu điểm giá thành cạnh tranh, hiệu suất quang học ổn định, phù hợp cho thị trường chiếu sáng phổ thông và thiết bị điện tử gia dụng.

Bài viết này đã mang đến cái nhìn tổng quan về toàn bộ nội dung từ định nghĩa, nguyên lý hoạt động, cấu tạo, phân loại chip LED phổ biến đến các hãng sản xuất hàng đầu thế giới. Những kiến thức này không chỉ giúp bạn hiểu rõ lý do LED trở thành lựa chọn tối ưu cho các dự án dân dụng, thương mại và công nghiệp, mà còn hỗ trợ các kỹ sư, nhà thầu và đơn vị thi công đưa ra quyết định đúng đắn, tối ưu chi phí và nâng cao chất lượng công trình.

Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp đèn LED Rạng Đông với chip LED chất lượng cao, bền bỉ và đa dạng nhiệt độ màu, hãy liên hệ Elmall để được tư vấn chi tiết:

• Địa chỉ: Căn số 3, đường số 5, Sunrise E, The Manor Central Park Nguyễn Xiển, Hoàng Mai, Hà Nội
• Hotline: 1900 2150
• Email: info@elmall.vn