CN105810115A - 新型cob全彩led发光面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光二极管显示屏，提供一种新型COB全彩LED发光面板及其制造方法，包括三色的LED晶片、LED灯焊盘、金线、透光胶体及第一PCB、第二PCB和设置在所述第一PCB上的驱动电路，所述第一PCB包括相对的第一面和第二面，所述驱动电路设置在第一PCB的第一面，所述多组LED灯焊盘阵列设置在第一PCB的第二面，所述第二PCB具有阵列设置的圆形孔，第二PCB与第一PCB相贴合在一起，其中，所述圆形孔的阵列与LED灯焊盘的阵列对应，贴合后形成圆形槽的阵列，每个圆形槽底部均对应有一组LED灯焊盘，在每个圆形槽内经封装形成为一个LED灯，均匀的阵列排列在PCB上，作为全彩LED发光面板上的一个个像素点。本发明能够广泛适用于户内、外小间距的全彩显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）显示屏，尤其涉及一种基于板上芯片封装（ChipOnBoard，COB）技术的全彩LED显示屏。
背景技术
发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）显示屏是一种通过控制半导体LED灯的显示方式，是由几万、几十万、甚至几百万个以上的半导体LED灯像素点均匀排列组成，它利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点，以显示文字、图形、图像、动画、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED灯是LED显示屏的核心器件，LED灯是一个或多个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。LED灯的封装一般是：先采用固晶机将LED晶片绑定在支架上，经过高温烧烤后，再利用焊线机对晶片进行焊线，将测试合格的制品利用点胶机对绑定好的灯杯进行点胶封装处理，再经过高温烘烤，然后，利用切割设备将LED灯从支架上分离下来，利用分光编带机对封装好的LED灯进行分档编带。LED发光面板是LED显示屏的主体组成单元，由印刷电路板（PrintedCircuitBoard，PCB）、LED灯、集成电路及其它电子元器件、接插件和结构套件组成。现有的LED发光面板制造过程，一般包括：首先，利用贴片机或手工将LED灯、驱动集成电路及其它电子元器件、接插件贴或焊接到PCB的相应位置；然后，用结构套件将该PCB装设其中；最后，连接信号，通电老化。
现有的LED灯封装，需要通过金属支架将多颗的灯杯相连，封装完成后需利用切割或冲压设备将LED灯从支架上脱离，脱离后的LED灯需要通过分光设备进行分档，然后编带包装。贴片机只能对编带好的LED灯进行贴片处理。这就导致现有的LED发光面板存在一些缺陷：LED灯的封装工艺复杂且成本高；由于LED灯与PCB是通过锡膏焊接相连，LED灯珠的散热也仅通过PCB焊盘散热，散热能力有限；另外，由于加工过程中采用锡膏材料，加工温度要求很高，使得制品在后期使用过程易老化、虚焊，使用寿命较短；并且，LED灯的点间距越小，LED发光面板的贴片生产工艺及成品维护越困难。这些缺陷致使将LED发光面板应用到小间距的全彩显示屏，存在很大的局限。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种新型COB全彩LED发光面板及其制造方法，能广泛适用于户内、外小间距的全彩显示。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种新型COB全彩LED发光面板，包括多个三色的LED晶片、多组LED灯焊盘、多条金线、多个透光胶体及第一PCB、第二PCB和设置在所述第一PCB上的驱动电路，所述第一PCB包括相对的第一面和第二面，所述驱动电路设置在所述第一PCB的第一面，所述第一PCB的第一面具有驱动电路的线路及电子元器件的焊盘，所述LED灯焊盘呈圆形状，多组LED灯焊盘阵列设置在所述第一PCB的第二面，所述第一PCB的第二面涂有一层黑油覆盖了多组LED灯焊盘以外的区域，所述第二PCB具有阵列设置的圆形孔，所述圆形孔的直径与LED灯焊盘的直径一致，所述第二PCB包括相对的正面和反面，所述第二PCB的反面与第一PCB的第二面相贴合在一起，其中，圆形孔的阵列与LED灯焊盘的阵列一一对应，贴合后形成一个个圆形槽的阵列，每个圆形槽底部均对应有一组LED灯焊盘，通过绑定方式在每组LED灯焊盘上固定三色的LED晶片和焊金线，再通过点胶方式在圆形槽内灌入环氧树脂并完全覆盖成形封闭所述圆形槽的透光胶体，每个圆形槽经上述封装形成为一个LED灯，均匀的阵列排列在PCB上，作为全彩LED发光面板上的一个个像素点。
本发明的更进一步优选方案是：所述第一PCB和第二PCB均采用黑芯料PCB，其中，第二PCB厚度较第一PCB薄，所述第二PCB的正面为PCB被腐蚀掉表面覆铜层后所形成的黑色亚光磨砂面。
本发明的更进一步优选方案是：所述每组LED灯焊盘包括四个焊盘；所述三色的LED晶片包括发红光的第一晶片、发绿光的第二晶片和发蓝光的第三晶片，这三个晶片分别固定于每组LED灯焊盘的其中一个焊盘上。
本发明的更进一步优选方案是：每组LED灯焊盘包括：第一焊盘，其为长条形，长条形的一端向其一侧略微凸出一些，位于圆形LED灯焊盘的一侧；第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘组合成为一个“H”字形，位于相对第一焊盘的另一侧，其中，第三焊盘、第四焊盘分别位于“H”字形斜对角的两个位置，第二焊盘呈反“Z”字形分割开了第三焊盘与第四焊盘、第一焊盘与第四焊盘，所述第三焊盘与所述第一焊盘相邻，所述第一焊盘靠近所述第三焊盘的一端向所述第三焊盘的一侧延伸凸出一些，使得更靠近所述第三焊盘。
本发明的更进一步优选方案是：所述发红光的第一晶片固定于所述第三焊盘上或所述第一焊盘上具有略微凸出的一端，所述发绿光的第二晶片固定于第二焊盘的中间位置，所述发蓝光的第三晶片固定于第二焊盘上靠近第四焊盘的一端，三色的LED晶片形成一个三角形且三角形的中点接近于圆形槽的圆心。
本发明的更进一步优选方案是：所述第二焊盘与所述第二晶片的一个电极电连接；所述第三焊盘与所述第一晶片的一个电极电连接；所述第四焊盘与所述第三晶片的一个电极电连接；所述第一焊盘与这三个晶片的公共电极电连接。
本发明的更进一步优选方案是：所述透光胶体是通过在圆形槽处点环氧树脂胶水经固化后形成，并在圆形槽槽口处形成圆形的透光平面，所述透光平面相对所述第二PCB的正面是平齐、向外凸出或者向内凹进的。
本发明的更进一步优选方案是：所述驱动电路进一步可包括集成电路、电阻、电容、二极管、三极管以及其它电子元器件。
本发明的更进一步优选方案是：所述第一PCB和第二PCB还可包括设置的其它多个安装孔，以进行所述PCB组装时固定螺丝用。
本发明的更进一步优选方案是：所述全彩LED发光面板还可包括装设在所述第一PCB的第一面的插座。具体的，所述插座用以连接外部设备，可包括连接信号或连接电源用的插座。
本发明的更进一步优选方案是：所述全彩LED发光面板还可包括装设在所述第一PCB的第一面的安装铜柱等安装件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种新型COB全彩LED发光面板的制造方法，包括以下步骤：
A、成形印刷电路板，所述第一PCB包括相对的第一面和第二面，所述第一PCB的第一面具有驱动电路的线路及电子元器件的焊盘，所述第一PCB的第二面阵列排列多组LED灯焊盘，所述第一PCB的第二面涂有一层黑油覆盖了多组LED灯焊盘以外的区域；
B、所述第二PCB包括相对的正面和反面，所述第二PCB的正面为PCB被腐蚀掉表面覆铜层后所形成的黑色亚光磨砂面，在所述第二PCB的反面附上半固化的胶水，再进行打孔，形成圆形孔的阵列；
C、将上述第二PCB的反面与第一PCB的第二面进行压合/贴合在一起；
D、在第一PCB的第一面网印锡膏，之后贴片放置集成电路、电阻、电容、二极管、三极管以及其它等电子元器件，且过回流焊炉焊接于第一PCB的第一面，完成后优选地，对PCB进行目视检板及QC检查；
E、用扩晶机将多个三色的LED晶片均匀扩张，且用银胶将三色的LED晶片固定在LED灯焊盘上，完成后优选地，进行QC检查；
F、烘烤，优选地，进行推力测试；
G、用焊线机将金线焊接于三色的LED晶片和LED灯焊盘之间，完成后优选地，进行拉力测试、IPQC检查、功能前测、镜检和漏电测试；
H、用环氧树脂原材料进行配胶、搅拌、抽真空、灌入针筒，再用点胶机对LED晶片进行点胶，完成后优选地，进行灯光目视、补胶；
I、进行高温固化，完成后优选地，进行修外观、QC全检、测电性、FQC抽检；
J、焊接插座、安装铜柱等其它连接件和安装件，完成后优选地，进行老化；
K、分拣入库。
本发明公开的新型COB全彩LED发光面板及其制造方法中，不仅采用了COB封装技术将LED晶片直接封装于PCB上，省略了传统的先将LED晶片封装好再贴片到PCB上的步骤；还利用两块PCB的贴合方式，防止相邻的LED灯发出的光色彩穿插，影响显示效果；以及采取先贴片元器件，后封装灯的生产流程，避免LED灯经过回流炉，因高温环境影响LED灯的稳定性及使用寿命；同时由于LED晶片与PCB的良好结合，更加有利于借助PCB而进行散热，有效改善全彩LED发光面板的热散发，使得LED显示屏的整体性能和品质都得以提升。
附图说明
图1是本发明全彩LED发光面板的第一PCB的第一面正视图。
图2是本发明全彩LED发光面板的第一PCB的第二面正视图。
图3是本发明全彩LED发光面板的第一PCB和第二PCB贴合的示意图。
图4是本发明全彩LED发光面板的第一PCB和第二PCB贴合后的立体图。
图5为图4所示全彩LED发光面板的圆形槽的局部放大正视图。
图6是本发明全彩LED发光面板的LED灯的固晶、焊线示意图。
图7是本发明全彩LED发光面板的LED灯的一种替代高亮方案的固晶、焊线示意图。
图8至图10为本发明全彩LED发光面板中LED灯的剖视图，其中，所述透光平面相对所述第二PCB的外表面，在图8中是平齐的，在图9中是向外凸出的，在图10中是向内凹进的。
图11是本发明全彩LED发光面板制造方法的流程图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
本发明提出一种新型COB全彩LED发光面板及其制造方法。该新型COB全彩LED发光面板，包括多个三色的LED晶片5、多组LED灯焊盘3、多条金线6、多个透光胶体7及第一PCB1、第二PCB2和设置在所述第一PCB1上的驱动电路9。
参见图1至图4，所述第一PCB1包括相对的第一面11和第二面12，所述驱动电路9设置在所述第一PCB1的第一面11，所述第一PCB1的第一面11具有驱动电路9的线路及电子元器件的焊盘，所述LED灯焊盘3呈圆形状，多组LED灯焊盘3阵列设置在所述第一PCB1的第二面12，所述第一PCB1的第二面12涂有一层黑油覆盖了多组LED灯焊盘3以外的区域，所述第二PCB2具有阵列设置的圆形孔4，所述圆形孔4的直径与LED灯焊盘3的直径一致，所述第二PCB2包括相对的正面22和反面21，所述第二PCB的反面21与第一PCB1的第二面12相贴合在一起，其中，圆形孔4的阵列与LED灯焊盘3的阵列一一对应，贴合后形成一个个圆形槽8的阵列，每个圆形槽8底部均对应有一组LED灯焊盘3。
所述第一PCB1和第二PCB2均采用黑芯料PCB，其中，第二PCB2厚度较第一PCB1薄，所述第二PCB2的正面22为PCB被腐蚀掉表面覆铜层后所形成的黑色亚光磨砂面。
参见图5至图6，所述每组LED灯焊盘3包括四个焊盘；所述三色的LED晶片5包括发红光的第一晶片51、发绿光的第二晶片52和发蓝光的第三晶片53，这三个晶片分别固定于每组LED灯焊盘3的其中一个焊盘上。
所述每组LED灯焊盘3包括：第一焊盘31，其为长条形，长条形的一端向其一侧略微凸出一些，位于圆形的LED灯焊盘3的一侧；第二焊盘32、第三焊盘33和第四焊盘34组合成为一个“H”字形，位于相对第一焊盘31的另一侧，其中，第三焊盘33、第四焊盘34分别位于“H”字形斜对角的两个位置，第二焊盘32呈反“Z”字形分割开了第三焊盘33与第四焊盘34、第一焊盘31与第四焊盘34，所述第三焊盘33与所述第一焊盘31相邻，所述第一焊盘31靠近所述第三焊盘33的一端向所述第三焊盘33的一侧延伸凸出一些，使得更靠近所述第三焊盘33。
所述发红光的第一晶片51固定于第三焊盘33上，所述发绿光的第二晶片52固定于第二焊盘32的中间位置，所述发蓝光的第三晶片53固定于第二焊盘32上靠近第四焊盘34的一端，这种排列方式使得三色的LED晶片5形成一个三角形且向圆形槽8的圆心更靠拢，三角形的中点接近于圆形槽8的圆心，这有利于增大三色的LED晶片5发出光束的可视角度范围。
参见图7，在替代高亮方案的实施例中：所述发红光的第一晶片51反极性固定于第一焊盘31上具有略微凸出的一端，所述发绿光的第二晶片52固定于第二焊盘32的中间位置，所述发蓝光的第三晶片53固定于第二焊盘32上靠近第四焊盘34的一端，这种方案提高了发红光的第一晶片51所发出光束的亮度，从而可提高单个LED灯的亮度，进而增加全彩LED发光面板的白平衡亮度。
所述第二焊盘32与所述第二晶片52的一个电极电连接；所述第三焊盘33与所述第一晶片51的一个电极电连接；所述第四焊盘34与所述第三晶片53的一个电极电连接；所述第一焊盘31与这三个晶片的公共电极电连接。
参见图8至图10，所述透光胶体7是通过在圆形槽8处点环氧树脂胶水经固化后形成，并在圆形槽8槽口处形成圆形的透光平面71，所述透光平面71相对所述第二PCB2的正面22是平齐、向外凸出或者向内凹进的。
本实施例中，通过绑定方式在每组LED灯焊盘3上固定三色的LED晶片5和焊金线6，再通过点胶方式在圆形槽8内灌入环氧树脂并完全覆盖成形封闭所述圆形槽8的透光胶体7，每个圆形槽8经上述封装形成为一个LED灯，均匀的阵列排列在PCB上，作为全彩LED发光面板上的一个个像素点。
参见图1，所述驱动电路9进一步可包括集成电路91、电阻92、电容93、二极管94、三极管95以及其它电子元器件。
所述第一PCB1和第二PCB2还可包括设置的其它多个安装孔，以进行所述PCB组装时固定螺丝用（图未示出）。
所述全彩LED发光面板还可包括装设在第一PCB1的第一面11的插座96。具体的，所述插座用以连接外部设备，可包括连接信号或连接电源用的插座。
所述全彩LED发光面板还可包括装设在所述第一PCB1的第一面11的安装铜柱97等安装件。
参见图11，本发明的全彩LED发光面板的制造方法，具体包括以下步骤：
A、成形印刷电路板，所述第一PCB1包括相对的第一面11和第二面12，所述第一PCB1的第一面11具有驱动电路9的线路及电子元器件的焊盘，所述第一PCB1的第二面12阵列排列多组LED灯焊盘3，所述第一PCB1的第二面12涂有一层黑油覆盖了多组LED灯焊盘3以外的区域；
B、所述第二PCB2包括相对的正面22和反面21，所述第二PCB的正面22为PCB被腐蚀掉表面覆铜层后所形成的黑色亚光磨砂面，在所述第二PCB的反面21附上半固化的胶水，再进行打孔，形成圆形孔4的阵列；
C、将上述第二PCB2的反面21与第一PCB1的第二面12进行压合/贴合在一起；
D、在第一PCB1的第一面11网印锡膏，之后贴片放置集成电路91、电阻92、电容93、二极管94、三极管95以及其它等电子元器件，且过回流焊炉焊接于第一PCB1的第一面11，完成后，对PCB进行目视检板及QC检查；
E、用扩晶机将多个三色的LED晶片5均匀扩张，且用银胶将三色的LED晶片5固定在LED灯焊盘3上，完成后，进行QC检查；
F、烘烤，并进行推力测试；
G、用焊线机将金线6焊接于三色的LED晶片5和LED灯焊盘3之间，完成后，进行拉力测试、IPQC检查、功能前测、镜检和漏电测试；
H、用环氧树脂原材料进行配胶、搅拌、抽真空、灌入针筒，再用点胶机对LED晶片进行点胶，完成后，进行灯光目视、补胶；
I、进行高温固化，完成后，进行修外观、QC全检、测电性、FQC抽检；
J、焊接插座96、安装铜柱97等其它连接件和安装件，完成后，进行老化；
K、分拣入库。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型COB全彩LED发光面板，包括多个三色的LED晶片、多组LED灯焊盘、多条金线、多个透光胶体及第一PCB、第二PCB和设置在所述第一PCB上的驱动电路，所述第一PCB包括相对的第一面和第二面，所述驱动电路设置在所述第一PCB的第一面，所述第一PCB的第一面具有驱动电路的线路及电子元器件的焊盘，所述LED灯焊盘呈圆形状，多组LED灯焊盘阵列设置在所述第一PCB的第二面，所述第一PCB的第二面涂有一层黑油覆盖了多组LED灯焊盘以外的区域，所述第二PCB具有阵列设置的圆形孔，所述圆形孔的直径与LED灯焊盘的直径一致，所述第二PCB包括相对的正面和反面，所述第二PCB的反面与第一PCB的第二面相贴合在一起，其中，圆形孔的阵列与LED灯焊盘的阵列一一对应，贴合后形成一个个圆形槽的阵列，每个圆形槽底部均对应有一组LED灯焊盘，通过绑定方式在每组LED灯焊盘上固定三色的LED晶片和焊金线，再通过点胶方式在圆形槽内灌入环氧树脂并完全覆盖成形封闭所述圆形槽的透光胶体。
2.根据权利要求1所述的新型COB全彩LED发光面板，其特征在于，所述第一PCB和第二PCB均采用黑芯料PCB，其中，第二PCB厚度较第一PCB薄，所述第二PCB的正面为PCB被腐蚀掉表面覆铜层后所形成的黑色亚光磨砂面。
3.根据权利要求1所述的新型COB全彩LED发光面板，其特征在于，所述每组LED灯焊盘包括四个焊盘；所述三色的LED晶片包括发红光的第一晶片、发绿光的第二晶片和发蓝光的第三晶片，这三个晶片分别固定于每组LED灯焊盘的其中一个焊盘上。
4.根据权利要求1所述的新型COB全彩LED发光面板，其特征在于，所述每组LED灯焊盘包括：第一焊盘，其为长条形，长条形的一端向其一侧略微凸出一些，位于圆形LED灯焊盘的一侧；第二焊盘、第三焊盘和第四焊盘组合成为一个“H”字形，位于相对第一焊盘的另一侧，其中，第三焊盘、第四焊盘分别位于“H”字形斜对角的两个位置，第二焊盘呈反“Z”字形分割开了第三焊盘与第四焊盘、第一焊盘与第四焊盘，所述第三焊盘与所述第一焊盘相邻，所述第一焊盘靠近所述第三焊盘的一端向所述第三焊盘的一侧延伸凸出一些，使得更靠近所述第三焊盘。
5.根据权利要求3-4所述的新型COB全彩LED发光面板，其特征在于，所述发红光的第一晶片固定于所述第三焊盘上或所述第一焊盘上具有略微凸出的一端，所述发绿光的第二晶片固定于第二焊盘的中间位置，所述发蓝光的第三晶片固定于第二焊盘上靠近第四焊盘的一端，三色的LED晶片形成一个三角形且三角形的中点接近于圆形槽的圆心。
6.根据权利要求3-5所述的新型COB全彩LED发光面板，其特征在于，所述第二焊盘与所述第二晶片的一个电极电连接；所述第三焊盘与所述第一晶片的一个电极电连接；所述第四焊盘与所述第三晶片的一个电极电连接；所述第一焊盘与这三个晶片的公共电极电连接。
7.根据权利要求1所述的新型COB全彩LED发光面板，其特征在于，所述透光胶体是通过在圆形槽处点环氧树脂胶水经固化后形成，并在圆形槽槽口处形成圆形的透光平面，所述透光平面相对所述第二PCB的正面是平齐、向外凸出或者向内凹进的。
8.一种新型COB全彩LED发光面板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、成形印刷电路板，所述第一PCB包括相对的第一面和第二面，所述第一PCB的第一面具有驱动电路的线路及电子元器件的焊盘，所述第一PCB的第二面阵列排列多组LED灯焊盘；
B、所述第二PCB包括相对的正面和反面，所述第二PCB的正面为PCB被腐蚀掉表面覆铜层后所形成的黑色亚光磨砂面，在所述第二PCB的反面附上半固化的胶水，再进行打孔，形成圆形孔的阵列；
C、将上述第二PCB的反面与第一PCB的第二面进行压合/贴合在一起；
D、在第一PCB的第一面网印锡膏，之后贴片放置集成电路、电阻、电容、二极管、三极管以及其它等电子元器件，且过回流焊炉焊接于第一PCB的第一面，完成后，对PCB进行目视检板及QC检查；
E、用扩晶机将多个三色的LED晶片均匀扩张，且用银胶将三色的LED晶片固定在LED灯焊盘上，完成后，进行QC检查；
F、烘烤，并进行推力测试；
G、用焊线机将金线焊接于三色的LED晶片和LED灯焊盘之间，完成后，进行拉力测试、IPQC检查、功能前测、镜检和漏电测试；
H、用环氧树脂原材料进行配胶、搅拌、抽真空、灌入针筒，再用点胶机对LED晶片进行点胶，完成后，进行灯光目视、补胶；
I、进行高温固化，完成后，进行修外观、QC全检、测电性、FQC抽检；
J、焊接插座、安装铜柱等其它连接件和安装件，完成后，进行老化；
K、分拣入库。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |