Đặc điểm cấu tạo và ứng dụng của các gói LED

1. LED CHIPS và LED PACKAGED (Gói LED)

LED là tên viết tắt của cụm từ Light Emitting Diode có nghĩa LED là điốt phát quang. Hiện tượng điốt phát quang đã được H.J.Round phát hiện đầu tiên vào năm 1907 ở phòng thí nghiệm Marconi. Năm 1955 Rubin Braustein phát hiện có bức xạ hồng ngoại trên hợp chất bán dẫn GaAs và các hợp chất khác, tới năm 1961 hai nhà thí nghiệm người Mỹ Robert Biard và Gary Pittman cũng phát hiện GaAs phát ra tia hồng ngoại khi có dòng điện chạy qua và nhận bằng phát minh LED hồng ngoại.

LED đầu tiên phát ra ánh sáng có thể nhìn thấy là loại LED đỏ do Nick Holonyak phát hiện vào năm 1962 khi đang làm việc cho General Electric Company và Holonyak được xem như là cha đẻ của LED. Những năm 1974, 1976, 1994 và 1995, bằng việc ứng dụng chất bán dẫn mới và kỹ thuật cấy ghép lên chất nền để tạo ra lớp bán dẫn p, các nhà khoa học đã phát minh thêm các loại led vàng, led đỏ cam, led cáp quang, led xanh da trời. Sau đó hợp chất YAG (Y3Al5O12:Ce) được nghiên cứu làm lớp phủ để trộn ánh sáng vàng với ánh sáng xanh da trời tạo ra LED có ánh sáng trắng và tới năm 2006 Nakamura được trao giải thưởng công nghệ thiên niên kỷ cho phát minh này.

Cấu tạo cơ bản của LED là được làm từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N (thường được gọi là LED chip hoặc semiconductor die) và khi 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. Tuy nhiên để có thể đưa LED thành sản phẩm thương mại hóa ứng dụng phổ biến vào thực tiễn thì cần phải có công nghệ xử lý tiếp theo với LED chip, thuật ngữ thường dùng cho công nghệ này là LED Packagging Techology hay còn gọi là công nghệ đóng gói LED và sản phẩm cuối được gọi là các gói led (led packaged).

Để có thể chế tạo được LED chip thì đòi hỏi phải có công nghệ hiện đại với trình độ rất cao và thực tế chỉ có một số ít các hãng công nghệ trên thế giới làm được LED chip. Một mặt những hãng này họ có thể kiêm luôn công đoạn đóng gói led, mặt khác họ cũng là nhà cung cấp LED chips cho rất nhiều các công ty khác chuyên về đóng gói LED, kết quả là có hàng trăm nhà sản xuất trên thế giới tham gia sản xuất LED packaged. Tiếp theo của chuỗi cung ứng là có tới hàng nghìn công ty trên thế giới sử dụng các gói led (LED packaged) này để sản xuất ra các bộ đèn chiếu sáng phục vụ cho các nhu cầu sử dụng khác nhau trong xã hội.

Cùng với sự phát triển của LED Chips thì công nghệ đóng gói LED cũng luôn được cập nhật và phát triển để cho ra đời những gói led ngày càng đa dạng hơn với hiệu suất chất lượng ngày càng cao, nhưng điều đó gần như không đồng nghĩa với việc công nghệ đóng gói ra đời trước là lạc hậu mà nên được hiểu là mỗi công nghệ đóng gói sẽ tạo ra những gói LED phục vụ cho những nhu cầu sử dụng riêng. Nhằm cung cấp thêm thông tin cho bạn đọc về vấn đề này, sau đây chúng tôi xin nêu các loại gói led hiện đang được ứng dụng phổ biến trên thị trường.

2. DIP LED (Dual In-line Package)

Dual In-line Package là công nghệ đóng gói LED đã được sử dụng trong hơn 50 năm qua. DIP LED thông dụng có cấu trúc như hình viên đạn nhỏ với phần bọc bên ngoài bằng nhựa epoxy đóng vai trò như một thấu kính để tập trung ánh sáng phát ra từ LED chip, hai điện cực phía dưới được kéo dài để có thể dễ dàng hàn gắn DIP LED lên bản mạch. Công suất của mỗi DIP LED thường rất nhỏ chỉ khoảng 0,05~0,08w với hiệu suất phát quang khoảng 35~80lm/W tùy thuộc vào từng loại cụ thể. Đặc điểm cơ bản của DIP LED là có tuổi thọ dài và cường độ sáng cao cùng với tính năng dễ sử dụng và giá rẻ cho nên mặc dù đã ra đời từ rất lâu nhưng nó vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến tận ngày nay trong các ứng dụng hiển thị như đèn hiển thị, biển hiệu, đèn tín hiệu, bảng tín hiệu hay màn hình lớn…

 (MCG-VN tổng hợp)