CN103135267B - 驱动印刷电路板和包括该驱动印刷电路板的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用在显示装置中的印刷电路板（PCB）。更特别地，提供了一种通过防止PCB翘曲而改进粘合的驱动印刷电路板。后表面加强板包括多边形图案，以防止驱动印刷电路板的PCB翘曲，所述PCB翘曲是由于在表面安装技术（SMT）工艺过程中加强板与驱动印刷电路板不同的热收缩而引起的。

Description

驱动印刷电路板和包括该驱动印刷电路板的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板（PCB），更特别地，涉及一种粘合失效的可能性有所降低的PCB，所述粘合失效是由于用于安装电子器件的表面安装技术（SMT）工艺引起的翘曲而发生。

背景技术

由于平板显示器，例如有机电致发光显示装置变得更薄和更集成，因此，液晶显示装置被构造为利用安装有多个集成电路（ICs）的柔性PCB（FPCB）或刚性-柔性PCB，以提供与液晶面板的连接。这些PCB采用线粘合或带自动粘合（TAB）工艺来连接平板显示器的部件。

图1A是示出设置在液晶显示装置中的传统的驱动印刷电路板的前表面的透视图。驱动印刷电路板1可包括基部10、粘合至基部10的前表面的多个控制元件15以及将基部10连接至液晶面板的柔性部分17。

用于控制构成液晶显示装置的液晶面板和外部元件的多个控制元件15通过表面安装技术（SMT）工艺被安装到基部10的前表面上。基部10制成单层或多层结构，并且粘合至所安装的控制元件15的多个焊盘和电连接在焊盘之间的布线形成在基部10上。

至少一个控制元件15可通过SMT工艺粘合至基部10的前表面，并通过在基部10上形成的焊盘和布线彼此电连接，还通过柔性部分17连接至液晶面板和其它的外部元件。

柔性部分17可被容易地弯曲而不会破裂或断裂，以与驱动印刷电路板1电连接。柔性部分17在液晶显示装置的模块装配工艺过程中可弯曲。

图1B是示出传统的驱动印刷电路板的后表面的透视图。后表面加强板20可以贴附至驱动印刷电路板的后表面，以保持基部10的刚性。

可设置后表面加强板20以防止焊盘与布线断开，这种断开是由于当安装有控制元件15的基部10弯曲时导致的粘合部分的损害而造成的。聚酰亚胺膜通常可以用作后表面加强板20。商用的聚酰亚胺膜包括例如（DuPont公司的）KAPTON。

但是，利用贴附至后表面加强板20的驱动印刷电路板执行SMT工艺的方法可能具有下面的问题。

图2A和图2B是示出传统的驱动印刷电路板2的前表面和相同的驱动印刷电路板2的后表面在进行了传统的SMT工艺之后的视图。如在图2A和图2B中所示，驱动印刷电路板2是柔性的，并且它的热膨胀系数与贴附至驱动印刷电路板的后表面加强板21的热膨胀系数不同。热膨胀系数的差异导致驱动印刷电路板2在SMT工艺的加压和加热步骤下如在图2A和图2B中所示的那样翘曲。

换句话说，在SMT工艺之后的冷却阶段过程中，聚酰亚胺膜（形成后表面加强板21）的收缩程度大于基部11的收缩程度。不同的收缩程度导致基部11在SMT工艺之后沿后表面方向弯曲。结果，安装的控制元件15会变形，或者印刷电路板2中的布线图案会断开。

印刷电路板的这种PCB翘曲会降低驱动印刷电路板的可靠性。此外，会需要额外的工作以使进行SMT工艺之后的电路板变平，这导致制造印刷电路板的时间增加。

发明内容

实施例涉及包括基部和加强板的印刷电路板（PCB），所述加强板被构造为具有几何图案，以防止在用于将电子部件安装至基部的表面的PCB的加热过程中或之后PCB的翘曲。基部包括布线图案并具有平面形状。电子部件安装在基部的第一表面上。

在一个或多个实施例中，几何图案包括多边形形状或弯曲形状。几何图案可以是六边形单元和连接多个六边形单元的边的桥路。

在一个或多个实施例中，多个六边形单元中的每一个具有相同的尺寸和形状。

在一个或多个实施例中，桥路比六边形单元的宽度更薄并且更短。

在一个或多个实施例中，加强板包括聚酰亚胺膜。

在一个或多个实施例中，加强板至少覆盖第二表面的与第一表面上安装有一个或多个部件的区域相对的区域。

在一个或多个实施例中，呈现多边形图案的每一个多边形的宽度为4.5mm至5.5mm，并且每一个多边形之间的距离为0.7mm至0.9mm。

在一个或多个实施例中，PCB还包括从基部延伸出来的柔性部分，用于将PCB连接至显示装置中的另一个部件。

在一个或多个实施例中，PCB连接至用于显示图象的液晶面板。PCB将信号传输至液晶面板，用于控制液晶面板中的像素区域。

附图说明

给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。图1A是示出设置在液晶显示装置中的传统的驱动印刷电路板的前表面的透视图。

图1B是示出图1A的传统的驱动印刷电路板的后表面的透视图。

图2A和图2B是示出进行了SMT工艺之后的传统的驱动印刷电路板的视图。

图3A是示出根据本发明一个实施例的驱动印刷电路板的前表面的透视图。

图3B是示出图3A的驱动印刷电路板的后表面的透视图。

图4是示出根据本发明一个实施例的驱动印刷电路板的后表面，以及贴附至后表面的后表面加强板的一个区域的放大视图。

图5是示出包括本发明的驱动印刷电路板的液晶显示装置的分解透视图。

图6是根据本发明的一个实施例的用于制造驱动印刷电路板的SMT工艺的流程图。

具体实施方式

在下文中，根据本发明的一个优选实施例，将参照附图描述一种驱动印刷电路板和包括该驱动印刷电路板的液晶显示装置。在下面的描述中，参考附图并非将元件的形状和位置限制为所公开的特定形式。特别地，在附图中，某些这些元件的尺寸可以任意放大或缩小，以增进对作为本发明的技术特征的驱动印刷电路板的结构和形状的理解。

图3A是示出根据本发明的一个实施例的驱动印刷电路板200的前表面的透视图。图3B是示出按照本发明的一个实施例的驱动印刷电路板200的后表面的透视图。根据本发明的驱动印刷电路板200可包括安装有多个元件的基部210、粘合至基部210的前表面的多个控制元件215、被配置为将基部210电连接至液晶面板的柔性部分217、和设置在基部210的后表面的后表面加强板220。

更具体地，用于控制包括在液晶显示装置中的液晶面板和其它外部元件的多个控制元件215可通过表面安装技术（SMT）工艺被安装到基部210上。基部由单层或多个层制成。

多个焊盘和多个布线（用于电连接焊盘）可在基部210上形成。控制元件215可以通过（ⅰ）将焊接剂涂覆在每个焊盘上，（ⅱ）将一个或多个控制元件215设置在焊接剂上和然后（ⅲ）执行SMT工艺的加压和加热步骤而安装。

控制元件215中的至少一个可被粘合至基部210的前表面，并通过在基部210上形成的焊盘和布线彼此电连接。控制元件215也可通过柔性部分217连接至液晶面板和其它的外部元件。

柔性部分217形成有从基部210延伸出来的多个布线，以将驱动印刷电路板200电连接至外部元件。柔性部分是柔性的，并且可轻易地弯曲。此外，可在柔性部分217的一端形成连接器，以用于连接至例如液晶面板或驱动IC的外部元件。柔性部分217可弯曲，用于当驱动印刷电路板200被安装在液晶显示装置上时实现连接。基部210可设置在液晶显示装置的后表面。

可设置后表面加强板220以保持基部210的刚性，并且后表面加强板220可形成或贴附在在基部210的后表面上。后表面是不设置控制元件215的表面。后表面加强板220可形成或贴附在除了柔性部分217的区域之外、基部210的后表面的宽阔区域上。后表面加强板220可包括例如KAPTON或类似的聚酰亚胺膜。

实施例包括在后表面加强板220上形成的几何图案。具有预定尺寸的所述几何图案重复出现并以预定的距离彼此分开。所述几何图案可包括通过桥路连接的多边形形状、椭圆形、圆形和不规则的形状中的一种或多种。

所述图案可被构造，使得后表面加强板220的总的热膨胀减小。基部210通常具有低的热膨胀系数，因此，与加强板220相比，基部不会明显地膨胀或收缩。相反，加强板220具有较高的热膨胀系数。通过减少加强板220的材料（例如，聚酰亚胺膜）使用量，可减轻加强板220的热膨胀或热收缩。热膨胀或热收缩的减轻使得应力和应变减小，因此，减轻了驱动印刷电路板200的翘曲或弯曲。

此外，所述几何图案具有这样一种结构，即，使邻接的几何图案的相互作用力平衡以使基部210的弯曲最小化。在一个实施例中，所述几何图案包括六边形形状，所述六边形形状通过桥路连接为蜂窝形状结构，如下面参照图4详细描述的。六边形形状是有利的，除了其它的原因之外，当六边形形状被排列成蜂窝形状结构时，加强板220不会特别容易被损坏为沿一个轴或方向折叠。也就是说，六边形图案具有这样一种优势，即，降低了沿图案之间的间断部分折叠的可能性。

在下文中，将参照附图描述根据本发明的一个实施例的驱动印刷电路板的后表面加强板及其几何图案结构。图4是示出根据本发明的一个实施例的驱动印刷电路板200的后表面和形成于或贴附至后表面的后表面加强板200的一个局部区域的放大视图。驱动印刷电路板200的后表面加强板220形成或贴附在驱动印刷电路板200的后表面上，除了基部的顶部部分210和柔性部分227。具有预定宽度d的几何图案223可在后表面加强板220上重复地形成。

参照后表面加强板220的放大图，几何图案223是具有120°内顶角并且以预定的距离彼此分开的规则的六边形单元。六边形单元在全部边缘处彼此面对。

在一个实施例中，六边形单元通过具有宽度w和长度g的桥路221彼此连接。如图4所示，六边形单元的宽度由互相面对的两个顶点之间的距离d表示。六边形单元的宽度（d）与桥路的宽度（w）的比（w/d）为5至7.9。六边形单元的宽度（d）与桥路的长度（g）的比（g/d）为5.56至11.3。具体来说，六边形单元的宽度w可以是4.5至5.5mm，相邻的多边形图案223之间的分隔距离g可为0.7-0.9mm。此外，桥路221的宽度w可为0.4至0.6mm。

前述分隔距离（g）应当形成为具有用于形成图案的最小的允许值，因为当增大分隔距离（g）时，支撑基部210的力减小。此外，如果其宽度太窄，那么桥路在热收缩过程中很可能断开，并且如果其宽度太宽，那么由于热收缩，邻接的六边形图案221很可能发生互相拉伸。

加强板220中的单元可以具有除了六边形形状之外的形状。例如，单元可具有弯曲的形状（例如，圆形或椭圆形），不规则的形状或其它多边形形状（例如，三角形或正方形）。

即使当后表面加强板220因在SMT工艺之后的冷却而收缩，每一个六边形图案221独立地收缩，而不会因收缩而在相邻的图案中产生应变或应力。因此，驱动印刷电路板200不会由于热处理而翘曲。此外，虽然未在图4中示出，但是多边形图案223可仅形成在或贴附于基部210的后表面的经受剧烈的压力和热的部分上。例如，压力和热可被集中在基部210的前表面上的通过SMT工艺粘合有控制元件的区域。在这样的实例中，后表面加强板220仅形成在或贴附于与中心部分相对应的区域上。或者，如果控制元件被粘合至基部210的侧部，那么多边形图案223可形成在或贴附于该侧部区域上。

在下文中，将参照附图来描述具有根据本发明的一个实施例的驱动印刷电路板的液晶显示装置。图5是示出包括本发明的驱动印刷电路板的液晶显示装置的分解透视图。如图5中所示，根据本发明的液晶显示装置可包括用于显示图象的液晶面板100，和用于向液晶面板100提供光的背光单元300。液晶面板100和背光单元300通过导向板400彼此组合。

首先，液晶面板100可包括第一基板101、与第一基板101分隔预定距离的第二基板102以及位于第一基板101和第二基板102之间的液晶层。通常，第一基板101形成为比第二基板102大，并且驱动集成电路（IC）150可安装在第一基板的不与第二基板102重叠的区域上。第一基板101可被连接至驱动印刷电路板200的连接器（未示出），该连接器电连接至该驱动印刷电路板200。

前述液晶面板100可响应于从驱动IC150接收到的各种信号而产生图象。薄膜晶体管（起开关元件的作用）、多个布线以及像素电极形成在第一基板101上。滤色器和黑矩阵形成滤色器基板。面对像素电极的公共电极形成在第二基板102上。前述公共电极可根据液晶面板的驱动方式而形成在第一基板101上而不是形成在第二电极102上。

更具体地，在第一基板101上形成多条栅极线和数据线。数据线布置为矩阵形式，以在交叉点处限定像素区域。薄膜晶体管（起开关元件的作用）在每个像素区域处形成。此外，薄膜晶体管可包括连接至栅极线的栅极、在栅极的上部形成有或沉积有非晶硅的半导体层。在半导体层上形成源极和漏极，用于电连接至数据线和像素电极。

第二基板102可包括滤色器，所述滤色器包括多个实现红、绿和蓝色的子滤色器，用于分开每个子滤色器并阻挡穿过液晶层的光的黑矩阵，以及面对第一基板101的像素电极的公共电极。根据液晶面板100的驱动方式，在面内切换模式的情形中，公共电极可与像素电极平行地形成在第一基板101上，而不是形成在第二基板102上。

具有前述构造的第一基板101和第二基板102通过在图象显示区域的外部形成的密封剂被装配而彼此面对。液晶设置在第一基板101和第二基板102之间，以构成液晶面板100。此外，虽然在图5中未示出，但是第一偏振板和第二偏振板形成在或贴附到第一基板101和第二基板102的外表面上，以偏振入射到液晶面板100或从液晶板100出射的光，以显示图象。

驱动IC150可包括用于提供扫描信号以导通或截止前述薄膜晶体管的栅驱动单元，和用于向像素电极提供数据信号的数据驱动单元，所述栅驱动单元和数据驱动单元通过驱动印刷电路板的柔性部分227彼此电连接。

在驱动印刷电路板200中，控制元件215中的至少一个采用刚性-柔性SMT工艺安装在基部210的前表面，并且具有柔性材料并沿一个方向从基部210的侧表面伸出的柔性部分227连接至液晶面板100的第一基板101，当柔性部分227沿液晶面板100的后表面方向折叠时，柔性部分227被安装在液晶显示装置上。

此外，虽然在附图中未示出，用于防止弯曲和保持刚性的后表面加强板（未示出）可形成在或贴附于驱动印刷电路板200的后表面上。后表面是基部210上具有控制元件的驱动印刷电路板的前表面的相对侧。与柔性部分227相反，印刷电路板200的安装有控制元件的部分保持为平面的形状而不会弯曲。

背光单元300可包括具有沿液晶面板100的较低一侧方向布置以发射光的多个光源的LED灯311，与粘合至LED灯311的灯基板312构造在一起的LED阵列310，设置在液晶面板100的下部以将从LED灯311发射的光导向至液晶面板100的导光板320，由一个或多个扩散片和棱镜片制成并设置在液晶面板100和导光板320之间以扩散和汇聚由导光板320导向的光的光学片330，以及被构造为将从导光板320沿向下方向射出的光再次朝导光板320的方向反射的反射板340。

虽然LED灯311设置在导光板320的一个侧表面处（在图5中起边缘型背光单元的作用），但也可采用LED灯311设置在液晶面板100的后表面而不使用导光板320的直下式背光单元。

具有前述结构的液晶面板100和背光单元300可安装在导向板400中。导向板400可以在其中放置有液晶面板100的矩形合成树脂框结构。背光单元300可由导向板400包围。

因此，液晶面板100可被放置在导向板400的每个边缘的上部，而背光单元300可设置在导向面板400内部的液晶面板100的后表面。虽然在图5中未示出，但可在导向板400和液晶面板100之间的结合部分设置用于有效地遮挡从缝隙泄漏的光的遮光带。

此外，前述反射板340可被贴附至导向板400的后表面，以支撑液晶显示装置的后表面部分。

在下文中，将参照图6描述根据本发明的一个实施例的用于粘合控制元件的驱动印刷电路板的SMT工艺。图6是解释根据本发明的驱动电路板的SMT工艺的流程图，具有多边形图案的后表面加强板被贴附至该驱动电路板。

根据本发明的驱动印刷电路板的SMT工艺可包括将柔性印刷电路板放置在装载机上S510。柔性印刷板与在基部的后表面上以多边形图案形成的后表面加强板被装载到装载机上，以准备粘合工艺。用于稳定地支撑基部的运载夹具可设置在装载机上，以防止在SMT工艺过程中柔性印刷电路板的粘合失效。因此，在装载机上安装柔性印刷电路板之前，可添加在后表面加强板上形成多边形图案和将其粘附至驱动电路板的后表面的工艺。

焊膏被涂覆在柔性印刷电路板上的端部处S520。焊膏被涂覆在基部的元件的粘合位置上，例如涂覆在与控制元件的输入/输出端相对应的电极上。

控制元件被安装在涂覆的焊膏上S530。控制元件利用SMT自动设备被放置在涂覆有焊膏的电极上。

然后执行加压和加热工艺S540。涂覆在印刷电路板上的焊膏因利用回流焊接设备施加热量而熔化，以将控制元件焊接到基部的端部上。加热温度可为约220℃。

然后执行加压和加热工艺S540。在基部和后表面加强板上都会发生因热量而产生的收缩。后表面加强板的收缩程度比基部的大。然而，在后表面加强板上彼此间隔形成的多个多边形图案单独地收缩，以使它们之间的相互影响最小化，因此，由于收缩而产生的应力未被传递至基部。

然后，从装载机移除柔性印刷电路板S550。从之前的设备提供的已完成回流焊接工艺的柔性印刷电路板从装载机取出，以完成驱动印刷电路板。

结果，根据本发明的驱动印刷电路板可保持原始的基部的水平程度。

虽然已在上文描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应当理解的是，可通过这里呈现的实施例得到本发明的多种变形和等效的其它实施例。

Claims (20)

1.一种包括印刷电路板的显示装置，该印刷电路板包括：

包括布线图案并具有平面形状的基部；

安装在所述基部的第一表面上并连接至所述布线图案的一个或多个电子部件，其中所述一个或多个电子部件通过加压或加热所述基部的至少一个部分而被安装在所述基部的所述第一表面上；以及

贴附至所述基部的与所述第一表面相对的第二表面上的加强板，其中所述加强板包括多个单元和桥路，

其中，所述单元以预定的距离彼此分开，并通过所述桥路连接。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述多个单元中的每一个是多边形形状或弯曲形状。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中所述多边形形状包括六边形形状，并且其中所述弯曲形状包括圆形。

4.如权利要求3所述的显示装置，其中所述多个单元中的每一个具有相同的尺寸和形状。

5.如权利要求1所述的显示装置，其中所述桥路比单元的宽度更薄并且更短。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中所述加强板包括聚酰亚胺膜。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中所述加强板至少覆盖第二表面的与第一表面上安装有一个或多个部件的区域相对的区域。

8.如权利要求1所述的显示装置，其中每个单元的宽度与连接至所述单元的桥路的宽度之间的比为5至7.9，并且每个单元的宽度与所述桥路的长度之间的比为5.56至11.3。

9.如权利要求8所述的显示装置，其中每个单元的宽度为4.5mm至5.5mm，每个单元之间的距离为0.7mm至0.9mm。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中所述印刷电路板还包括从所述基部延伸出来的柔性部分，用于将所述印刷电路板连接至显示装置中的另一个部件，其中所述加强板不覆盖所述柔性部分。

11.一种印刷电路板，包括：

包括布线图案并具有平面形状的基部；

安装在所述基部的第一表面上并连接至所述布线图案的一个或多个电子部件，其中所述一个或多个电子部件通过加压或加热所述基部的至少一个部分而被安装在所述基部的所述第一表面上；以及

贴附至所述基部的与所述第一表面相对的第二表面上的加强板，其中所述加强板包括多个单元和桥路，

其中，所述单元以预定的距离彼此分开，并通过所述桥路连接。

12.如权利要求11所述的印刷电路板，其中所述多个单元中的每一个是多边形形状或弯曲形状。

13.如权利要求12所述的印刷电路板，其中所述多边形形状包括六边形形状，并且其中所述弯曲形状包括圆形。

14.如权利要求13所述的印刷电路板，其中所述多个单元中的每一个具有相同的尺寸和形状。

15.如权利要求11所述的印刷电路板，其中所述桥路比单元的宽度更薄并且更短。

16.如权利要求11所述的印刷电路板，其中所述加强板包括聚酰亚胺膜。

17.如权利要求11所述的印刷电路板，其中所述加强板至少覆盖第二表面的与第一表面上安装有一个或多个部件的区域相对的区域。

18.如权利要求11所述的印刷电路板，其中每个单元的宽度与连接至所述单元的桥路的宽度之间的比为5至7.9，并且每个单元的宽度与所述桥路的长度之间的比为5.56至11.3。

19.如权利要求18所述的印刷电路板，其中每个单元的宽度为4.5mm至5.5mm，每个单元之间的距离为0.7mm至0.9mm。

20.如权利要求11所述的印刷电路板，其中所述印刷电路板还包括从所述基部延伸出来的柔性部分，用于将所述印刷电路板连接至显示装置中的另一个部件，其中所述加强板不覆盖所述柔性部分。