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一种led背光板集成封装结构及封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED背光板集成封装结构及封装方法，其封装结构包括基板(1)及基板(1)上设置的反射层(6)，在所述设置有反射层(6)的基板(1)上方自下而上依次设有导光扩散板(7)及棱镜板(8)，其特征在于：在所述基板(1)上呈阵列分布有LED蓝光管芯(2)。其封装方法采用LED蓝光管芯植入，在高导热基板材料上涂焊膏，回流焊“固晶”，将LED蓝光管芯固定在基板上，采用超声波压焊技术将LED和电路板连接。LED蓝色管芯上覆盖黄色荧光粉和环氧树脂，导热基板上镀反射层，提高LED的发光效率和散热效果，且其光线扩散和光线平行均匀。该封装降低了功耗，提高了发光效率、延长了器件寿命，并节约能源。其体积的减小，使背板更加轻薄化。

Description

一种LED背光板集成封装结构及封装方法
技术领域
本发明涉及一种新型的LED背光板封装技术，特别是可以应用于需要节约能源的大面积光源、医疗领域的无影灯照明光源、平板显示领域、液晶电视背光等领域的一种LED背光板集成封装结构及封装方法。
背景技术
LED的耐用、低功耗、色彩多变已经获得照明行业认可。凭借LED可以让产品功耗更低，显示屏幕的亮度更加均匀，外形更轻薄时尚，环境更友好等方面的优势，目前LED背光在手机、数码相机、MP4等小尺寸屏幕，以及便携式DVD、笔记本、车载导航仪、医疗用的无影灯照明等领域已经获得了广泛的应用。但其在大屏幕尺寸的LED背光中，仍然面临着成本，散热等诸多问题需要解决。
目前在大屏幕的背光中仍然是以CCFL技术为主，LED背光技术相对较少。与小尺寸屏幕仅需要几个LED不同，对于中大尺寸屏幕，需要几十甚至上百个高亮度LED同时点亮来提供足够的光源，这就需要更高的驱动电压，更好的散热，以及灵活的控制方式。目前存在的问题是：
1).LED背光与CCFL相比：CCFL冷阴极管是液晶显示器中带有污染的部件，也是影响色彩饱和度的关键部件之一。
2).LED背光与LCD相比：LED背光液晶在体积、亮度、功耗、材质、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有更广泛的应用前景。
3).目前在LED背光应用中，散热是一个待突破的问题，尤其是大尺寸屏显，散热增加的成本导致的价格太高是需要面对的一个重要问题。散热会影响到LED的寿命，使LED光衰变大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED背光板集成封装结构及其封装方法，该结构能够降低LED功耗，减少原材料使用量，使背板更轻薄，降低了成本，具有广泛的应用前景。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种LED背光板集成封装结构，包括基板及基板上设置的反射层，在所述设置有反射层的基板上方自下而上依次设有导光扩散板及棱镜板，其特征在于：在所述基板上呈阵列分布有LED蓝光管芯。
所述LED蓝光管芯呈品字型、正方形、三角形、四边形、六边形或五角星的阵列分布，并在该LED蓝光管芯阵列的中设置调光调色点。
所述LED蓝光管芯的周边涂覆有黄色光荧光粉和环氧树脂层。
所述导光扩散板为高折射率的透光材料，其上分布有三角形、锥形、半圆型或棱锥形凹槽，该凹槽与呈阵列分布的LED蓝光管芯相对应。其高折射率的透光材料为高透光塑料或玻璃固体材料。
所述棱镜板为一层或两层。
本发明还给出了该LED背光板的集成封装方法，该方法包括：
1)在高导热的基板上印刷电路，并涂上焊膏，用回流焊将LED蓝光管芯阵列按照品字形、正方形、三角形、四边形、六边形或五角星的阵列排列固定在基板材料上；并在LED蓝光管芯阵列上预留调光调色点；
2)采用超声铝丝压焊的方法将LED蓝光管芯用铝线焊接在印刷电路上，印刷电路板作为电路连接导电部件，同时又和基板材料一同对LED蓝光管芯进行及时散热；
3)在基板上焊接好的蓝光管芯周边涂覆黄色光荧光粉和环氧树脂层；
4)在导热基板上镀反射层；
5)在焊有LED蓝光管芯的基板上固定导光扩散板，并将导光扩散板上所设凹槽与LED蓝光管芯阵列对应；
6)在导光扩散板上固定棱镜板，即完成LED背光板的集成封装。
所述预留调光调色点为单独受控的管芯，该管芯在LED蓝光管芯阵列中心。所述调光调色点为红、绿、蓝、白或黄色管芯。
本发明LED蓝光管芯植入的优点在于：
1)封装成本的降低，散热效果的提高，可以加速它的应用，扩大它的应用领域。特别是大屏幕显示急需解决散热、高成本问题。
2)超声铝线压焊技术保证了小型化、密集度的焊接封装。
3)采用回流焊“固晶”，去掉了发光二极管的塑料封装，有利于LED蓝光管芯发光所产生的热量及时散去，降低能耗，保护器件。
4)去掉了发光二极管的塑料封装，以及省去了电极材料，使得发光源小型化，有利于显示器件朝着轻薄化发展。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图。
图中：1、基板；2、LED蓝光管芯；3、回流焊；4、铝丝压焊；5、黄色光荧光粉和环氧树脂层；6、反射层；7、导光扩散板；8、棱镜板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见附图1所示，该LED背光板集成封装结构，包括基板1及基板1上设置的反射层6，在所述设置有反射层6的基板1上方自下而上依次设有导光扩散板7及棱镜板8，其中：在所述基板1上呈阵列分布有LED蓝光管芯2，该LED蓝光管芯2呈品字型、正方形、三角形、四边形、六边形或五角星几何形状阵列形式分布；LED蓝光管芯2的周边涂覆有黄色光荧光粉和环氧树脂层5；导光扩散板7为高折射率的透光材料，该高折射率的透光材料可为高透光的塑料或玻璃固体材料，其上分布有三角形、锥形、半圆型或棱锥形凹槽，该凹槽与呈阵列分布的LED蓝光管芯2相对应，使得光线均匀扩散。所述棱镜板8为一层或两层，使光线平行均匀射出。
上述LED蓝光管芯2及导光扩散板7的分布形式不限于所述几何形状，凡是采用本发明几何形状设计思路的技术方案均落入本发明的保护范围内。
上述结构中根据需要可以在LED蓝光管芯2呈几何形状阵列分布中设置调光调色点，所述预留调光调色点为单独受控的管芯，该管芯在LED蓝光管芯2阵列中心进行调光调色，从而达到更佳的发光效果。
所述调光调色点设为红、绿、蓝、白或黄色管芯。
本发明LED背光板集成封装方法，包括如下步骤：
1)在高导热的基板1上印刷电路，并涂上焊膏，用回流焊将LED蓝光管芯2阵列按照品字形阵列或正方形阵列及如上所述几何形状排列固定在基板1材料上，在LED蓝光管芯2周边形成回流焊3；
2)采用超声铝丝压焊的方法将LED蓝光管芯2用铝线焊接在印刷电路上形成铝丝压焊4；
3)在基板1管芯阵列中预留的调光调色点，根据调试需要焊接受控管芯；
4)在基板1上焊接好的LED蓝光管芯2周边涂覆黄色光荧光粉和环氧树脂层5；
5)在导热基板1上镀反射层6；
6)在焊有LED蓝光管芯2的基板1上固定导光扩散板7，并将导光扩散板7上所设凹槽与LED蓝光管芯2阵列对应；
7)在导光扩散板7上固定棱镜板8，即完成LED背光板的集成封装。
本发明集成封装方法采用LED管芯植入，在高导热基板材料上涂焊膏，回流焊“固晶”，将LED管芯固定在导热基板上，采用超声波压焊技术，用铝线将LED和电路板连接起来。蓝色管芯上覆盖黄色荧光粉和环氧树脂，导热基板上镀反射层，提高了LED的发光效率和散热效果，导光扩散板使得光线均匀扩散，高折射率棱镜板使光线平行均匀。降低了原LED连接的功耗，并减小了LED的体积，从反射折射角度使得光线均匀，进而减小了功耗和体积，在应用上，体积的减小，使背板更加轻薄化。并且提高了发光效率、延长了器件寿命，并节约能源。有利于LED背光技术的应用。

Claims (9)

1.一种LED背光板集成封装结构，包括基板(1)及基板(1)上设置的反射层(6)，在所述设置有反射层(6)的基板(1)上方自下而上依次设有导光扩散板(7)及棱镜板(8)，其特征在于：在所述基板(1)上呈阵列分布有LED蓝光管芯(2)。
2.根据权利要求1所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述LED蓝光管芯(2)呈品字形、正方形、三角形、四边形、六边形或五角星的阵列分布，并在该LED蓝光管芯(2)阵列中预留调光调色点。
3.根据权利要求2所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述预留调光调色点为单独受控的管芯，该管芯在LED蓝光管芯(2)阵列中心。
4.根据权利要求2所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述调光调色点为红、绿、蓝、白或黄色管芯。
5.根据权利要求1所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述LED蓝光管芯(2)的周边涂覆有黄色光荧光粉和环氧树脂层(5)。
6.根据权利要求1所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述导光扩散板(7)为高折射率的透光材料，其上分布有三角形、锥形、半圆型或棱锥形凹槽，该凹槽与呈阵列分布的蓝光管芯(2)相对应。
7.根据权利要求6所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述高折射率的透光材料为高透光的塑料或玻璃固体材料。
8.根据权利要求1所述的一种LED背光板集成封装结构，其特征在于：所述棱镜板(8)为一层或两层。
9.一种LED背光板集成封装方法，其特征在于：该封装方法包括：
1)在高导热的基板(1)上印刷电路，并涂上焊膏，用回流焊将LED蓝光管芯(2)阵列按照品字形、正方形、三角形、四边形、六边形或五角星的排列固定在基板(1)材料上；
2)采用超声铝丝压焊的方法将LED蓝光管芯(2)用铝线焊接在印刷电路上；
3)在基板(1)管芯阵列中预留的调光调色点，根据调试需要焊接受控管芯；
4)在基板(1)上焊接好的LED蓝光管芯(2)周边涂覆黄色光荧光粉和环氧树脂层(5)；
5)在导热基板(1)上镀反射层(6)；
6)在焊有LED蓝光管芯(2)的基板(1)上固定导光扩散板(7)，并将导光扩散板(7)上所设凹槽与LED蓝光管芯(2)阵列对应；
7)在导光扩散板(7)上固定棱镜板(8)，即完成LED背光板的集成封装。
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