CN103594463B - 晶圆倒置式集成led显示封装模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种晶圆倒置式集成LED显示封装模块，该包括驱动电路板、LED晶圆；LED晶圆固定于驱动电路板上；所述LED晶圆中至少一个基色的LED芯片倒置安装，其正极通过导电银胶与驱动电路板上的印制电极正极粘接固定，负极通过导电银胶与驱动电路板上的印制电极负极粘接固定；所述倒置安装的LED芯片采用透明基底。本发明省去了大部分繁琐的焊线过程，节约了生产时间和成本，并且避免了正置情况时的电极挡光问题，提高了出光率；芯片电极通过导电银胶与驱动电路板连接，避免了连接导线存在导路长且横截面积过小的缺点，加快了散热速度，结构机械强度也得到了加强。

Description

晶圆倒置式集成LED显示封装模块
技术领域
本发明属于LED平板显示技术领域，涉及一种晶圆倒置安装的集成LED显示封装模块。
背景技术
集成式LED显示模块包括由驱动IC、驱动电路板和红、绿、蓝三基色LED晶元构成的LED显示模块。目前的通常做法是：将驱动IC焊接在驱动电路板背面，LED晶元通过胶粘剂正置固定于驱动电路板的前表面的相应像素位置，再以打线的方式将蓝、绿LED晶元的正、负电极和红色LED晶元（单电极）的正电极通过连接导线（金线或铝线）焊接连接到电路板的相应电路位置处，最后在上面进行封胶和面罩保护。
上述结构中，连接导线存在导路长且横截面积过小的缺点，造成发热量过大，结构机械强度低。而且，由于晶圆上电极遮挡了部分发光面积，使得LED晶圆的出光率降低，影响显示亮度。另外，目前的焊线工艺占用了大量模块的生产时间，造成生产效率下降、成本上升等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种晶圆倒置式集成LED显示封装模块，该显示封装模块具有生产成本低、散热快、出光率高、可靠性好等优点。
为了解决上述技术问题，本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括驱动IC、驱动电路板、LED晶圆；所述驱动IC焊接在驱动电路板的背面，LED晶圆固定于驱动电路板的正面；其特征在于所述LED晶圆中至少一个基色的LED芯片倒置安装，其正极通过导电银胶与驱动电路板上的印制电极正极粘接固定，负极通过导电银胶与驱动电路板上的印制电极负极粘接固定；所述倒置安装的LED芯片采用透明基底。
所述LED晶圆中的蓝、绿LED芯片倒置安装，蓝、绿LED芯片的基底采用蓝宝石衬底基片；红LED芯片正置安装，其一个电极通过导电银胶与驱动电路板上的对应印制电极粘接固定，另一个电极通过导线与驱动电路板上的对应印制电极连接。
所述蓝、绿LED芯片采用长方形，在面积不变的情况下拉大两个电极间的距离，在印制电极上点导电银胶时不易粘连。
所述用于粘接蓝、绿LED芯片每个电极的导电银胶为0.001mm-3～0.003mm-3。
本发明还可以包括透明封装胶体，所述透明封装胶体包覆于LED晶圆上，形成凸点状发光体。
本发明还可以包括黑漆层和透明保护胶层，黑漆层喷涂于驱动电路板上避开LED晶圆的表面，透明保护胶层附着于LED晶圆和驱动电路板上。
本发明还可以包括面罩和透明灌封胶体，所述面罩附于驱动电路板上，且其对应于LED晶圆的位置带有出光孔，透明灌封胶体灌封于面罩的出光孔中。
所述面罩的正面呈黑色，面罩的各出光孔侧壁涂有作为高反射率漫反射表面的高反射率漫反射膜；面罩和透明灌封胶体的正面粘贴棱镜膜。
本发明中蓝、绿LED芯片采用倒置安装，其正极通过导电银胶与驱动电路板上的印制电极正极粘接固定，负极通过导电银胶与驱动电路板上的印制电极负极粘接固定；省去了大部分繁琐的焊线过程，节约了生产时间和成本；倒置安装的蓝、绿LED芯片背面为透光性良好的蓝宝石基底，芯片倒置，避免了正置情况时的电极挡光问题，提高了出光率；芯片电极通过导电银胶与驱动电路板连接，避免了连接导线存在导路长且横截面积过小的缺点，加快了散热速度，结构机械强度也得到了加强。驱动电路板上面附有透明胶体、面罩可以对LED模块进行封装保护和配光、修饰。粘接电极时导电银胶的用量与LED芯片尺寸（面积）、形状、电路布局等因素有关。点胶量多，牢固性好，但容易粘连。本发明中粘接蓝、绿LED芯片每个电极的导电银胶为0.001mm-3～0.003mm-3，既能保证电极粘接牢固，又能避免相互粘连。
本发明还可以包括粘贴于透明封装胶体上的透光修饰薄膜；所述透光修饰薄膜颜色为灰色，透光率大于等于60%小于等于90%，厚度大于等于0.5mm小于等于2mm。
LED显示模组中各拼接模块所用的透光修饰薄膜由一整张薄膜母材剪切而成，拼接后模组整体的表面平整度高、颜色一致性好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明晶圆倒置式集成LED显示封装模块的蓝、绿LED芯片倒置安装剖面结构示意图。
图2为本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块实施例1的剖面结构示意图。
图3为本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块实施例2、3的剖面结构示意图。
图4为本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块实施例4的剖面结构示意图。
图5为本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块实施例5的剖面结构示意图。
图6为本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块实施例6的剖面结构示意图。
具体实施方式
本发明的蓝、绿LED芯片倒置安装在驱动电路板5上，如图1所示，11为LED芯片的N区，12为LED芯片的P区，13为蓝宝石衬底基片，14为LED芯片的电极，15为导电银胶。
上述晶圆倒置式集成LED显示封装模块制作方法包括下述步骤：
1)将驱动IC安装固定在驱动电路板的一侧；
2)使用全自动固晶机将导电银胶点到驱动电路板另一侧的相应位置上；
3)使用全自动固晶机把各LED芯片固定在驱动电路板上，蓝、绿LED芯片采用倒置安装形式，LED芯片的正负电极位置与导电银胶点的位置对应；
4)全自动焊接机把红色LED芯片的电正极和驱动电路板上的对应引脚焊牢；这样就形成了完整的LED发光点；
5)最后，在模块上层选择性的附上透明保护胶体、面罩、透光修饰膜对模块进行封装保护和配光、修饰。
实施例1
如图2所示，本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括：驱动IC6、驱动电路板5、LED晶圆1、面罩4、透明灌封胶体3、透光修饰薄膜2构成。点间距为d=1mm，分辨率为64×64。所述驱动IC6焊接在驱动电路板5的背面上，LED晶圆1固定于驱动电路板5的正面；蓝、绿LED芯片倒置安装，红色LED芯片正置安装；蓝、绿LED芯片尺寸为：8mils×8mils，蓝、绿LED芯片的正、负电极通过导电银胶与驱动电路板5上相应的印制电极相连并固定，固定每个电极所需的导电银胶约为：0.0015mm-3；面罩4对应于LED晶圆1的位置开有出光孔，各LED晶圆1嵌入灌封有透明灌封胶体3的出光孔中；面罩4背面与驱动电路板5的正面通过双面胶粘接复合，面罩4的正面呈黑色，面罩4的其它部分可以为黑色或其它任意颜色。透光修饰薄膜2粘贴于面罩4的正面。透光修饰薄膜2的颜色为灰色，透光率为60%，厚度为0.5mm，材质为PC材料。透光修饰薄膜2外表面经过亚光处理，已减少镜面反射效应，提高显示对比度和显示的空间亮、色分布一致性。
实施例2
如图3所示，本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括：驱动IC6、驱动电路板5、LED晶圆1、黑漆层7、透明保护胶层8、透光修饰薄膜2构成。点间距为d=1.5mm，分辨率为64×64。所述驱动IC6焊接在驱动电路板5的背面，LED晶圆1固定于驱动电路板5的正面；蓝、绿LED芯片倒置安装，红色LED芯片正置安装；蓝、绿LED芯片尺寸为：7mils×12mils，蓝、绿LED芯片的正、负电极通过导电银胶与驱动电路板5上相应电极相连并固定，固定每个电极所需的导电银胶约为：0.003mm-3；驱动电路板5正面避开LED晶圆1的表面喷涂有黑漆层7，透明保护胶层8附着于驱动电路板5正面，透明保护胶层8材质为透明环氧绝缘胶或硅胶等其它透明胶。透光修饰薄膜2粘贴于透明保护胶层8的前表面上。所述透光修饰薄膜2的颜色为灰色，透光率为70%，厚度为0.8mm，材质为PC材料。透光修饰薄膜2外表面经过亚光处理，已减少镜面反射效应，提高显示对比度和显示的空间亮、色分布一致性。
实施例3
如图3所示，本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括：驱动IC6、驱动电路板5、LED晶圆1、黑漆层7、透明保护胶层8、透光修饰薄膜2构成。点间距为d=1.5mm，分辨率为64×64。所述驱动IC6焊接在驱动电路板5的背面，LED晶圆1固定于驱动电路板5的正面；蓝、绿LED芯片倒置安装，红色LED芯片正置安装；蓝、绿LED芯片尺寸为：7mils×12mils，蓝、绿LED芯片的正、负电极通过导电银胶与驱动电路板上相应电极相连并固定，固定每个电极所需的导电银胶约为：0.002mm-3；驱动电路板5正面避开LED晶圆1的表面喷涂有黑漆层7，透明保护胶层8附着于驱动电路板5正面，透明保护胶层8材质为透明环氧绝缘胶或硅胶等其它透明胶。透光修饰薄膜2粘贴于透明保护胶层8的前表面上。所述透光修饰薄膜2的颜色为灰色，透光率为90%，厚度为2mm，材质为PC材料。透光修饰薄膜2外表面经过亚光处理，已减少镜面反射效应，提高显示对比度和显示的空间亮、色分布一致性。
实施例4
如图4所示，本发明的晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括：驱动IC6、驱动电路板5、LED晶圆1、透明封装胶体9。点间距为d=1mm，分辨率为64×64。所述驱动IC6焊接在驱动电路板5的背面上，LED晶圆1固定于驱动电路板5的正面；蓝、绿LED芯片倒置安装，红色LED芯片正置安装；蓝、绿LED芯片尺寸为：6mils×10mils，蓝、绿LED芯片的正、负电极通过导电银胶与驱动电路板5上相应电极相连并固定，固定每个电极所需的导电银胶约为：0.001mm-3；透明封装胶体9通过喷涂方式覆盖于LED晶圆1上，由于液体的自然张力和粘滞力作用，透明封装胶体9呈凸点状。
实施例5
点间距为d=1.875mm，分辨率为64X64的点阵排布封装集成LED显示模块。
如图5所示，晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括驱动IC6、驱动电路板5、LED晶圆1、对应于LED晶圆1位置开有出光孔的面罩4；LED晶圆1固定于驱动电路板5前表面，蓝、绿LED芯片倒置安装，红色LED芯片正置安装；蓝、绿LED芯片尺寸为：5mils×12mils，蓝、绿LED芯片的正、负电极通过导电银胶与驱动电路板5上相应电极相连并固定，固定每个电极所需的导电银胶约为：0.003mm-3；驱动IC6固定于驱动电路板5的后表面，驱动IC6通过驱动电路板5直接与LED晶圆1连接；面罩4选用FR-4材料的板材，其各出光孔侧壁涂有作为高反射率漫反射表面22的高反射率漫反射膜；面罩4的背面通过3M双面胶带21与驱动电路板5的前表面粘接复合；面罩4的出光孔内填充有透明灌封胶体3，透明灌封胶体3为环氧树脂；面罩4和透明灌封胶体3的正面粘贴棱镜膜23，棱镜膜23的作用为根据具体使用需求压缩显示模块的光出射角度，从而在观看视角范围内，增加光亮度。
实施例6
点间距为d=1.875mm，分辨率为64×64的点阵排布高密度集成LED显示模块。
如图6所示，晶圆倒置式集成LED显示封装模块包括：驱动IC6、驱动电路板5、LED晶圆1、面罩4、遮光层24和透明灌封胶体3。所述LED晶圆1固定于驱动电路板5前表面，蓝、绿LED芯片倒置安装，蓝、绿LED芯片尺寸为：6mils×12mils，蓝、绿LED芯片的正、负电极通过导电银胶与驱动电路板5上相应电极相连并固定，固定每个电极所需的导电银胶约为：0.003mm-3；红色LED芯片正置安装；驱动IC6固定于驱动电路板5的后表面，驱动IC6通过驱动电路板5直接与LED晶圆1连接。面罩4为PMMA材料的透明板，其上对应于LED晶圆1的位置开有出光孔，LED晶圆1嵌入在这些出光孔中。遮光层24为黑色树脂遮光膜，黑色树脂遮光膜粘接于驱动电路板5与面罩4之间。透明灌封胶体3采用紫外固化胶，紫外固化胶灌封于面罩4的出光孔中。
根据上述说明书的提示和指导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。除此之外，LED显示模块还可以采用其它任意的结构形式。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当属于本发明的权利要求的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种晶圆倒置式集成LED显示封装模块，包括驱动IC(6)、驱动电路板(5)、LED晶圆(1)；所述驱动IC(6)焊接在驱动电路板(5)的背面，LED晶圆(1)固定于驱动电路板(5)的正面；其特征在于所述LED晶圆(1)中的蓝、绿LED芯片倒置安装，蓝、绿LED芯片的基底采用蓝宝石衬底基片，且蓝、绿LED芯片的正极通过导电银胶与驱动电路板(5)上的印制电极正极粘接固定，负极通过导电银胶与驱动电路板(5)上的印制电极负极粘接固定；红LED芯片正置安装，其一个电极通过导电银胶与驱动电路板(5)上的对应印制电极粘接固定，另一个电极通过导线与驱动电路板(5)上的对应印制电极连接；蓝、绿LED芯片采用长方形；用于粘接蓝、绿LED芯片每个电极的导电银胶为0.001mm-3～0.003mm-3。
2.根据权利要求1所述的晶圆倒置式集成LED显示封装模块，其特征在于还包括透明封装胶体(9)，所述透明封装胶体(9)包覆于LED晶圆(1)上，形成凸点状发光体。
3.根据权利要求1所述的晶圆倒置式集成LED显示封装模块，其特征在于还包括黑漆层(7)和透明保护胶层(8)，黑漆层(7)喷涂于驱动电路板(5)上避开LED晶圆(1)的表面，透明保护胶层(8)附着于LED晶圆(1)和驱动电路板(5)上。
4.根据权利要求1所述的晶圆倒置式集成LED显示封装模块，其特征在于还包括面罩(4)和透明灌封胶体(3)，所述面罩(4)附于驱动电路板(5)上，且其对应于LED晶圆(1)的位置带有出光孔，透明灌封胶体(3)灌封于面罩(4)的出光孔中。
5.根据权利要求4所述的晶圆倒置式集成LED显示封装模块，其特征在于所述面罩(4)的正面呈黑色，面罩(4)的各出光孔侧壁涂有作为高反射率漫反射表面(21)的高反射率漫反射膜；面罩(4)和透明灌封胶体(3)的正面粘贴棱镜膜(22)。
6.根据权利要求3所述的晶圆倒置式集成LED显示封装模块，其特征在于还包括粘贴于透明保护胶层(8)上的透光修饰薄膜(2)；所述透光修饰薄膜(2)颜色为灰色，透光率大于等于60％小于等于90％，厚度大于等于0.5mm小于等于2mm。
7.根据权利要求4所述的晶圆倒置式集成LED显示封装模块，其特征在于还包括粘贴于面罩(4)和透明灌封胶体(3)上的透光修饰薄膜(2)；所述透光修饰薄膜(2)颜色为灰色，透光率大于等于60％小于等于90％，厚度大于等于0.5mm小于等于2mm。
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