CN114286513B - 一种非对称预应力消除型led背板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非对称预应力消除型LED背板及其制作方法，本发明采用不对称的叠构设计制作LED背板，在PCB生产阶段预存了SMT贴装过程因双面留铜差异较大而必然产生的弯曲应力的反向应力，因此解决了LED背板完成后可能产生向灯面轻微弯曲的现象。并且，驱动面上的接地区域覆盖的铜层为网格结构，网格线倾斜于封装背板的长度方向，可进一步通过不对称设计使灯面预留更多的内应力，用以抵销贴装驱动面IC过程中向驱动面弯曲的应力，从而可改善倒装LED背板在SMT环节的弯翘变形问题，提升晶片贴装效率及良率。

Description

一种非对称预应力消除型LED背板及其制作方法

技术领域

本发明属于LED背板制作领域，尤其涉及一种非对称预应力消除型LED背板及其制作方法。

背景技术

基于RGB倒装晶片的MINI LED直显产品相较于传统SMT表贴灯珠的分立器件小间距LED而言，发光效率更高，晶片及电路受到封装胶的整体保护，其使用寿命更长，显示效果更好，近两年该类产品推广极快。诸如苹果、BOE、三星均有相关产品面市。

尺寸极小的倒装晶片巨量转移至倒装背板PCB的环节是该类产品制作过程中的一大难点，倒装LED所用PCB背板多为4～10层多层电路板，受电路设计的限制，PCB的驱动面电路需考虑去耦、接地多设计有大面积的铜，留铜率一般达到70％以上；而灯面仅保留固晶焊盘及少量单走向的线路，留铜率仅20％以下且呈碎片式均匀分布。此种不对称的留铜在PCB贴装驱动元件过程中受到250℃左右的高温冲击，双面热应力变形不能相互抵消，导致PCB向留铜多、应力大的驱动面弯曲，严重的弯曲率达到2％以上，严重影响灯面晶片精密转移和贴装。所以，目前PCB在贴装驱动元件后均会发生不同程度的变形和弯翘，导致灯面晶片高精度贴装困难，影响生产效率、贴装良率及最终产品的显示效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种非对称预应力消除型LED背板及其制作方法，旨在解决现有LED背板制作过程中尺寸极小的倒装晶片巨量转移至倒装背板PCB环节所存在的PCB在贴装驱动元件后均会发生不同程度的变形和弯翘的问题。

本发明是这样实现的，一种非对称预应力消除型LED背板，包括用于焊接LED的灯面、用于焊接驱动器件的驱动面以及位于所述灯面与驱动面之间的封装背板，所述封装背板包括多个内层电路层；所述灯面通过第一表层粘结片与所述封装背板连接，所述驱动面通过第二表层粘结片与所述封装背板连接；所述第一表层粘结片的厚度大于所述第二表层粘结片的厚度；所述灯面上覆盖的铜层为实心结构；所述驱动面上的接地区域覆盖的铜层为第一网格结构，所述第一网格结构的网格线倾斜于所述封装背板的长度方向；所述灯面上的留铜率大于所述驱动面上的留铜率。

进一步的，所述灯面的边缘设有覆铜的第一工艺边，所述驱动面的边缘设有覆铜的第二工艺边，所述第一工艺边上覆盖的铜层为实心结构；所述第二工艺边上覆盖的铜层为第二网格结构，所述第二网格结构的网格线倾斜于所述封装背板的长度方向。

进一步的，所述灯面的边缘设有覆铜的第一工艺边，所述驱动面的边缘设有覆铜的第二工艺边，所述第一工艺边的宽度大于所述第二工艺边的宽度。

进一步的，所述第一工艺边、第二工艺边的宽度范围为3～10MM。

进一步的，所述第一表层粘结片与第二表层粘结片均为半固化片，所述第一表层粘结片与第二表层粘结片中的玻纤的长度方向平行或垂直于所述封装背板的长度方向。

进一步的，所述第一表层粘结片为半固化片，所述第二表层粘结片为无玻纤的覆铜树脂。

进一步的，所述第一网格结构以及第二网格结构的网络线的长度方向相对于所述封装背板的长度方向倾斜45度。

进一步的，所述灯面、驱动面的留铜率比值为100：65。

进一步的，所述第一网格结构以及第二网格结构中的网格线宽度为0.2MM～1MM，所述网格线之间的间隙为0.2MM～1MM。

本发明为解决上述技术问题，还提供了上述非对称预应力消除型LED背板的制作方法，包括以下步骤：

S1、根据封装背板在SMT后的目标翘曲程度，对灯面与驱动面上的布线做不对称设计；其中，所述灯面上的留铜率大于所述驱动面上的留铜率；所述灯面上覆盖的铜层为实心结构；所述驱动面上的接地区域覆盖的铜层为第一网格结构，所述第一网格结构的网格线倾斜于所述封装背板的边缘；

S2、制备封装背板；

S3、根据S1步骤上的布线设计，于封装背板的正面上粘接第一表层粘结片，并在第一表层粘结片上制作灯面的焊盘以及电路走线，于封装背板的背面粘接第二表层粘结片，并在第二表层粘结片上制作驱动面的网格结构以及电路走线；其中，所述第一表层粘结片的厚度大于所述第二表层粘结片的厚度；

S4、产品制作后需要模拟贴装驱动IC的参数进行回焊试验，测量板件的翘曲程度并评估影响，同时通过对驱动面上的第一网格结构的网格线宽度及第二表层粘结片厚度的改变来调节LED背板SMT后的平整度。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明采用不对称的叠构设计制作LED背板，在PCB生产阶段预存了SMT贴装过程因双面留铜差异较大而必然产生的弯曲应力的反向应力，因此解决了LED背板完成后可能产生的向灯面轻微弯曲的现象，可根据实际使用需求，对LED背板进行整平，并且此种整平不影响前述不对称设计产生的预存应力，仍可部分或完全抵消产品后端SMT加工产生的朝向灯面弯曲的应力。驱动面设置倾斜于封装背板长度方向的网格线，可进一步通过不对称设计使灯面预留更多的内应力，用以抵销贴装驱动面IC过程中向驱动面弯曲的应力，从而可改善倒装LED背板在SMT环节的弯翘变形问题，提升晶片贴装效率及良率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种非对称预应力消除型LED背板的结构示意图；

图2是图1所示LED背板的驱动面的结构示意图；

图3是图1所示LED背板的灯面的工艺边的布置示意图；

图4是图1所示LED背板的驱动面的工艺边的布置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参看图1，示出了本发明提供的一种非对称预应力消除型LED背板，包括用于焊接LED的灯面1、用于焊接驱动器件的驱动面2以及位于灯面1与驱动面2之间的封装背板3，封装背板3包括多个内层电路层。

其中，灯面1通过第一表层粘结片4与封装背板3连接，驱动面2通过第二表层粘结片5与封装背板3连接，第一表层粘结片4的厚度大于第二表层粘结片5的厚度。于本实施例中，第一表层粘结片4与第二表层粘结片5均为半固化片，第一表层粘结片4与第二表层粘结片5中的玻纤的长度方向平行或垂直于封装背板3的长度方向。或者，第一表层粘结片4为半固化片，第二表层粘结片5为无玻纤的覆铜树脂。

灯面1上覆盖的铜层为实心结构；驱动面2上的接地区域覆盖的铜层为网第一格结构(如图2所示)，第一网格结构的网格线倾斜于封装背板的长度方向；优选的，网络线的长度方向相对于封装背板3的长度方向倾斜45度。网格结构中的网格线宽度为0.2MM～1MM，网格线之间的间隙为0.2MM～1MM。

灯面1上的留铜率大于驱动面2上的留铜率，优选的，灯面1、驱动面2的留铜率比值为100：65。

请参看图3，灯面1的边缘设有覆铜的第一工艺边11，驱动面2的边缘设有覆铜的第二工艺边21，第一工艺边11上覆盖的铜层为实心结构；第二工艺边21上覆盖的铜层为第二网格结构，第二工艺边21的第二网格结构的网格线倾斜于封装背板3的长度方向。于本实施例中，第一工艺边11、第二工艺边21的宽度范围为3～10MM。

当然，也可以将第二工艺边21上覆盖的铜层设计为实心结构，但第一工艺边11的宽度大于第二工艺边21的宽度，以保证第一工艺边11上的留铜率大于第二工艺边21上的留铜率。

本实施例还提供了上述LED背板的制作方法，包括以下步骤：

S1、根据封装背板3在SMT后的目标翘曲程度，对灯面1与驱动面2上的布线做不对称设计；其中，灯面1上的留铜率大于驱动面2上的留铜率；灯面1上覆盖的铜层为实心结构；驱动面2上的接地区域覆盖的铜层为网格结构，网格结构的网格线倾斜于封装背板3的边缘。

S2、制备封装背板3；封装背板3的制作与现有HDI工艺一致，其主要流程有：开料—钻孔—沉铜电镀—树脂塞孔—研磨—内层线路—AOI—压合—(激光钻—沉铜电镀—线路—AOI—压合)—激光钻—沉铜电镀—线路—防焊文字—表面处理—成型—测试—检查。其中括号内的流程可根据需要多次重复。

S3、根据S1步骤上的布线设计，于封装背板3的正面上粘接第一表层粘结片4，并在第一表层粘结片4上制作灯面1的焊盘以及电路走线，于封装背板3的背面粘接第二表层粘结片5，并在第二表层粘结片5上制作驱动面2的第一网格结构、第二网格结构以及电路走线；其中，第一表层粘结片4的厚度大于第二表层粘结片5的厚度。

S4、产品制作后需要模拟贴装驱动IC的参数进行回焊试验，测量板件的翘曲程度并评估影响，同时通过对驱动面2上的第一网格结构的网格线宽度及第二表层粘结片5厚度的改变来调节LED背板SMT后的平整度。

本实施例采用不对称的叠构设计制作MINI LED背板，在PCB生产阶段预存了SMT贴装过程因双面留铜差异较大而必然产生的弯曲应力的反向应力，因此解决了LED背板完成后可能产生的向灯面轻微弯曲的现象，可根据实际使用需求，对LED背板进行整平，并且此种整平不影响前述不对称设计产生的预存应力，仍可部分或完全抵消产品后端SMT加工产生的朝向灯面弯曲的应力。驱动面2设置倾斜于封装背板3长度方向的网格线，可进一步通过不对称设计使灯面预留更多的内应力，用以抵销贴装驱动面IC过程中向驱动面弯曲的应力，从而可改善倒装LED背板在SMT环节的弯翘变形问题，提升晶片贴装效率及良率。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非对称预应力消除型LED背板，包括用于焊接LED的灯面、用于焊接驱动器件的驱动面以及位于所述灯面与驱动面之间的封装背板，所述封装背板包括多个内层电路层；所述灯面通过第一表层粘结片与所述封装背板连接，所述驱动面通过第二表层粘结片与所述封装背板连接；其特征在于，所述第一表层粘结片的厚度大于所述第二表层粘结片的厚度；所述灯面上覆盖的铜层为实心结构；所述驱动面上的接地区域覆盖的铜层为第一网格结构，所述第一网格结构的网格线倾斜于所述封装背板的长度方向；所述灯面上的留铜率大于所述驱动面上的留铜率。

2.如权利要求1所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述灯面的边缘设有覆铜的第一工艺边，所述驱动面的边缘设有覆铜的第二工艺边，所述第一工艺边上覆盖的铜层为实心结构；所述第二工艺边上覆盖的铜层为第二网格结构，所述第二网格结构的网格线倾斜于所述封装背板的长度方向。

3.如权利要求1所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述灯面的边缘设有覆铜的第一工艺边，所述驱动面的边缘设有覆铜的第二工艺边，所述第一工艺边的宽度大于所述第二工艺边的宽度。

4.如权利要求3所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述第一工艺边、第二工艺边的宽度范围为3～10MM。

5.如权利要求1至4中任一项所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述第一表层粘结片与第二表层粘结片均为半固化片，所述第一表层粘结片与第二表层粘结片中的玻纤的长度方向平行或垂直于所述封装背板的长度方向。

6.如权利要求1至4中任一项所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述第一表层粘结片为半固化片，所述第二表层粘结片为无玻纤的覆铜树脂。

7.如权利要求2所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述第一网格结构以及第二网格结构的网络线的长度方向相对于所述封装背板的长度方向倾斜45度。

8.如权利要求1至4中任一项所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述灯面、驱动面的留铜率比值为100：65。

9.如权利要求1至4中任一项所述的非对称预应力消除型LED背板，其特征在于，所述第一网格结构以及第二网格结构中的网格线宽度为0.2MM～1MM，所述网格线之间的间隙为0.2MM～1MM。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的非对称预应力消除型LED背板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据封装背板在SMT后的目标翘曲程度，对灯面与驱动面上的布线做不对称设计；其中，所述灯面上的留铜率大于所述驱动面上的留铜率；所述灯面上覆盖的铜层为实心结构；所述驱动面上的接地区域覆盖的铜层为第一网格结构，所述第一网格结构的网格线倾斜于所述封装背板的边缘；

S2、制备封装背板；

S3、根据S1步骤上的布线设计，于封装背板的正面上粘接第一表层粘结片，并在第一表层粘结片上制作灯面的焊盘以及电路走线，于封装背板的背面粘接第二表层粘结片，并在第二表层粘结片上制作驱动面的网格结构以及电路走线；其中，所述第一表层粘结片的厚度大于所述第二表层粘结片的厚度；

S4、产品制作后需要模拟贴装驱动IC的参数进行回焊试验，测量板件的翘曲程度并评估影响，同时通过对驱动面上的第一网格结构的网格线宽度及第二表层粘结片厚度的改变来调节LED背板SMT后的平整度。