LED显示模块及其制造方法技术

一种LED显示模块，包括PCB、布置在PCB的表面上的一个或多个模制材料层、布置在远离PCB的所述一个或多个模制材料层的表面上的导电线道网、穿过所述一个或多个模制材料层的多个通孔、以及布置在所述一个或多个模制材料层中的LED芯片阵列。LED芯片上的每个电极经由导电路径连接至导电焊盘之一。该导电路径包括多个通孔中之一内的导电材料以及导电线道网的一部分。

LED Display Module and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
LED显示模块及其制造方法
本专利技术涉及电子封装，更具体地说，涉及一种可用于各种照明应用的发光二极管(LED)显示模块。
技术介绍
LED封装是容纳LED芯片的组件。当今使用的LED封装种类众多，每种都有特定的应用和优点。LED封装的功能包括保护LED芯片和焊接引线不与环境直接接触，用环氧树脂或硅树脂固定和封装芯片，并实现在LED照明应用中的多功能性和标准化。表面贴装器件(SMD)LED、板上芯片(COB)LED，多COB(MCOB)LED是一些常见的LED封装技术。作为LED的最新发展之一，COB技术提供比普通SMDLED更好的每瓦流明比和效率。COB或MCOBLED模块具有直接粘合到基板(例如印刷电路板(PCB))上的LED芯片阵列。由于COBLED不需要诸如引线框之类的附件，因此它在PCB上占用的空间较少，因而COBLED模块可具有比SMDLED模块更大的LED密度。当COBLED封装通电时，它看起来更像是一块照明板而不是多个单独的灯的阵列，就像使用紧密安装在一起的多个SMDLED一样。COBLED模块可以是两种类型的COB之一，即，引线键合COB和倒装芯片COB。在引线键合COB中，横向LED芯片通过粘性环氧树脂粘合在PCB基板上，并通过两根键合线连接至PCB上的导电焊盘。横向LED芯片产生的热能通过芯片的蓝宝石衬底、粘接环氧树脂、PCB基板依次消散。与此相反，倒装芯片COB的LED芯片直接粘合在PCB上的导电焊盘上，而无需键合线和环氧树脂。这种LED产生的热量通过芯片焊盘、导电焊盘、PCB依次消散。与引线键合COB相比，倒装芯片COB表现出较小的热阻，因为其散热路径不包括属于具有较高热阻的材料的蓝宝石衬底和粘接环氧树脂。而且，由于没有键合线及其相关的键合工艺，因此降低了封装成本。因此，希望COBLED模块在不需要键合线的同时保持较高的热阻。LEDPCB板往往会产生大量的热量，这可能需要主动冷却。因此，常常为LED应用选择金属芯PCB，因为它们具有较强的散热能力。虽然金属芯PCB的传热和散热效率比传统硬PCB高，但是价格昂贵。在COBLED模块中，其PCB的制造成本甚至更高，因为它需要在PCB中采用更多层或更精细的图案印刷以在有限空间中容纳高密度LED以及配套的导电垫和导电线道。具有复杂金属图案的多层PCB还可能难以抑制PCB上的噪声和控制其它性能参数。因此，需要一种能够制造成本更低、功能相同或更好的LED模块的新方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种LED显示模块及其制造方法，该模块和方法能降低制造成本并提供更高的设计灵活性，同时无需键合线就能实现更高的热阻。根据本专利技术的一个实施例，所述LED显示模块包括：具有布置在其表面上的多个导电焊盘的印刷电路板(PCB)；布置在PCB的表面上的一个或多个模制材料层；布置在远离PCB的所述一个或多个模制材料层的表面上的导电线道网；穿过所述一个或多个模制材料层的多个通孔，每个通孔通向多个导电焊盘之一；以及布置在所述一个或多个模制材料层中的LED芯片阵列。LED芯片阵列中的每一个LED芯片具有p电极和n电极，并且p电极和n电极中的每一个经由导电路径连接至多个导电焊盘之一。该导电路径包括多个通孔中之一内的导电材料以及导电线道网的一部分。在本专利技术的一些实施例中，所述模块包括第一模制材料层或第二模制材料层，并且所述导电线道网位于第二模制材料层内部或上面。该导电线道网是通过喷墨印刷施加的。所述模块还包括封装LED芯片阵列和导电线道网的第三模制材料层。所述模块还包括部分地遮盖第二模制材料层的黑色树脂部分。该黑色树脂部分是通过喷墨印刷施加的。该黑色树脂部分由黑色颜料与树脂、环氧树脂和硅树脂之一的混合物制成。在本专利技术的另一个实施例中，所述第三模制材料层布置在一组R、G和BLED芯片上以形成颜色混合窗口。该颜色混合窗口由透明环氧树脂或布置在其中的环氧树脂光学漫射材料构成。根据本专利技术的另一个方面，所述LED显示模块的制造方法包括：提供面板和在面板上布置LED芯片阵列的步骤，每个LED芯片具有p电极和n电极；在PCB表面上提供具有多个导电焊盘的印刷电路板(PCB)的步骤；翻转面板使其上具有LED芯片阵列并使该面板与PCB对准从而使LED芯片面向PCB的步骤；在具有LED芯片阵列的面板与PCB之间的空间中填充不透明的模制材料以形成不透明层的步骤；从不透明层移除面板的步骤，其中LED芯片阵列从面板分离，并部分地埋在不透明层中；在不透明层上覆盖透明层的步骤，其中该透明层具有多个过孔以及连接两个或多个过孔的多个沟槽；以及在透明层上布置导电材料以使用导电材料填充多个过孔和多个沟槽从而使多个LED芯片电连接至PCB并且多个LED芯片中的两个或更多个互连的步骤。在本专利技术的又一个方面中，所述提供面板和布置LED芯片阵列的步骤包括制备玻璃基板的步骤、向基板上附接热释放胶带的步骤、以及在热释放胶带上按行和列布置LED芯片阵列的步骤。所述提供面板的步骤还包括将LED芯片阵列压在热释放胶带上以最大限度减小LED芯片阵列与热释放胶带之间的缝隙的步骤。所述基板具有附着在基板表面上的多个基准标记。所述提供PCB的步骤包括制备PCB基板的步骤、在PCB基板上进行表面贴装技术(SMT)过程以将一个或多个电子元件置于PCB基板的底面上的步骤、以及在PCB基板的顶面上的多个导电焊盘上布置多个无铅焊料柱的步骤。所述方法还包括在将面板与PCB对准之后将具有LED芯片阵列的面板压在PCB上从而使多个焊料柱中的每一个的端部部分地埋在热释放胶带中的步骤。所述移除面板的步骤包括移除玻璃基板和热释放胶带的步骤、以及露出LED芯片阵列中的每一个的触点和多个焊料柱中的每一个的端部的步骤。所述在不透明层上覆盖透明层的步骤包括：在不透明层上模制透明层的步骤；雕刻透明层以形成多个过孔的步骤，其中多个过孔中的每一个通向多个焊料柱中的每一个或LED芯片阵列中的每个LED芯片的p电极和n电极中的每一个；以及蚀刻透明层以形成多个沟槽的步骤，其中多个沟槽中的每一个与两个或多个过孔相互连接。所述透明层由树脂、环氧树脂或硅树脂制成。所述雕刻透明层的步骤包括通过激光蚀刻雕刻透明层以形成多个过孔的步骤、以及通过等离子体除渣清理透明层的表面的步骤。所述在透明层上布置导电材料的步骤是通过喷墨印刷进行的。所述方法还包括在透明层上布置黑色树脂以形成部分地覆盖透明层的黑色树脂部分的步骤。所述在透明层上布置黑色树脂的步骤是通过喷墨印刷进行的。该黑色树脂是黑色颜料与树脂、环氧树脂和硅树脂之一的混合物。在本专利技术的一些其它方面中，所述方法还包括在透明层和黑色树脂上覆盖第二透明层以封装LED芯片阵列和填充在多个过孔和多个沟槽中的导电材料的步骤。所述方法还包括在透明层上覆盖黑色树脂层的步骤。该黑色树脂是黑色颜料与树脂、环氧树脂和硅树脂之一的混合物。所述方法还包括蚀刻黑色树脂层并露出一组R、G和BLED芯片以形成颜色混合腔体的步骤、以及用透明环氧树脂或布置在其中的环氧树脂光学漫射材料填充颜色混合腔体以形成颜色混合窗口的步骤。附图说明通过参照附图阅读以下详细说明更容易理解本专利技术的内容。在附图中：图1是示出本专利技术的一个实施例的COBLED封装的侧向横截面的示意图。图2是示出本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED显示模块，包括：具有布置在其表面上的多个导电焊盘的PCB；布置在PCB表面上的一个或多个模制材料层；处于远离PCB的一个或多个模制材料层内部或上面的导电线道网；穿过所述一个或多个模制材料层的多个通孔，每个通孔通向多个导电焊盘之一；和布置在所述一个或多个模制材料层中的LED芯片阵列，其中每个LED芯片阵列具有p电极和n电极，其中该p电极和n电极中的每一个通过导电路径连接至多个导电焊盘之一，其中该导电路径包括多个通孔之一内的导电材料和导电线道网的一部分。

【技术特征摘要】
2018.12.13 US 16/219,3901.一种LED显示模块，包括：具有布置在其表面上的多个导电焊盘的PCB；布置在PCB表面上的一个或多个模制材料层；处于远离PCB的一个或多个模制材料层内部或上面的导电线道网；穿过所述一个或多个模制材料层的多个通孔，每个通孔通向多个导电焊盘之一；和布置在所述一个或多个模制材料层中的LED芯片阵列，其中每个LED芯片阵列具有p电极和n电极，其中该p电极和n电极中的每一个通过导电路径连接至多个导电焊盘之一，其中该导电路径包括多个通孔之一内的导电材料和导电线道网的一部分。2.如权利要求1所述的LED显示模块，包括布置在PCB上的第一模制材料层和布置在第一模制材料层上的第二模制材料层，其中，所述导电线道网位于第二模制材料层内部或上面。3.如权利要求2所述的LED显示模块，其中，所述第二模制材料层是通过旋涂和固化光刻胶形成的，该光刻胶通过紫外线或激光蚀刻雕刻。4.如权利要求1所述的LED显示模块，其中，所述导电线道网是通过喷墨印刷施加的或者是通过电子束蒸发沉积的。5.如权利要求1所述的LED显示模块，其中，所述LED芯片阵列中的每一个构造为没有由蓝宝石或SiC制成的基底。6.如权利要求1所述的LED显示模块，还包括封装LED芯片阵列和导电线道网的第三模制材料层。7.如权利要求2所述的LED显示模块，还包括部分地遮盖第二模制材料层的黑色树脂部分。8.如权利要求6所述的LED显示模块，其中，所述第三模制材料层布置在一组R、G和BLED芯片上以形成颜色混合窗口，其中该颜色混合窗口由透明环氧树脂或布置在其中的环氧树脂光学漫散材料构成。9.一种制造LED显示模块的方法，包括：提供面板，并在面板上布置LED芯片阵列，每个LED芯片具有p电极和n电极；提供具有布置在其表面上的多个导电焊盘的PCB；翻转其上具有LED芯片阵列的面板，并将面板与PCB对准，使得LED芯片面向PCB；在具有LED芯片阵列的面板与PCB之间的空间中填充不透明的模制材料，以形成不透明层；从不透明层移除面板，其中LED芯片阵列从面板分离，并部分地埋在不透明层中；在不透明层上覆盖透明层，其中该透明层具有多个过孔以及连接两个或多个过孔的多个沟槽；和在透明层上布置导电材料，以用导电材料填充多个过孔和多个沟槽，从而使多个LED芯片电连接至PCB，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵世丰，潘昶宏，刘恒，李红化，
申请(专利权)人：广州硅芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44