CN104091538B - 一种led点阵模块及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED点阵模块及其生产工艺，包括外壳、PCB板、PIN脚群和若干发光芯片，上述PCB板的背面上焊固有用于控制LED点阵模块列扫描的串行转并行控制芯片，上述串行转并行控制芯片具有若干用于接收串行数据信号的串行接口，上述PIN脚群还包括有由若干个PIN脚组成的串口信号PIN脚群，上述串口信号PIN脚群的PIN脚总个数与上述串行接口的总个数相同。与现有技术相比，通过串行转并行控制芯片可大大减少了点阵模块上PIN脚的数量，使点阵模块的加工更加简易，降低了工人的工作量。本发明还公开了一种PIN脚数量少，加工步骤少，无需使用高温胶带，环氧树脂胶用量小，可大大改善工作环境和降低工作量的LED点阵模块的生产工艺。

Description

一种LED点阵模块及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种显示屏部件，特别涉及一种用于显示屏的LED点阵模块。

背景技术

LED点阵模块是LED室内显示屏中的一个主要器件，该模块通电后可以发生8*8的阵列光源，用于显示文字、图案等信息。现有的LED点阵模块，其主要由外壳、PCB板、发光芯片和PIN脚组成的，具体生产工艺是：1、在PCB板的一侧边穿上若干个用于行扫描或者列扫描的PIN脚，PCB板的相对侧边上也穿上若干个用于列扫描或者行扫描的PIN脚；2、发光芯片按一定矩阵阵列的顺序排布在PCB板，用银胶固好各发光芯片，并用焊线机将发光芯片与PCB板焊接起来；3、在外壳具有透光孔的一侧面外贴上一高温胶带，将透光孔封堵起来；4、将环氧树脂胶灌进已贴好高温贴带的外壳内，并用真空机将环氧树脂胶内的气泡抽掉；5，将步骤2的PCB板装入步骤4的外壳内，并放进烤箱内进行烘烤，环氧树脂胶把外壳、PCB板与PIN脚固化在一起；6、将贴在外壳外的高温胶带撕掉，这样即可完成点阵模块的制作。此种结构的LED点阵模块，其用于行扫描的PIN脚的总数与发光芯片的总行数相同，用于列扫描的PIN脚的总数至少要与发光芯片的总列数相同，例如：若8*8的单色点阵模块，需要8个行扫描的PIN脚，8个列扫描的PIN脚，即8*8的单色点阵模块的PIN脚总数量是16个，若8*8的双色点阵模块，需要8个行扫描的PIN脚，16个列扫描的PIN脚，即8*8的双色点阵模块的PIN脚总数量是24个；若16*16的单色点阵模块，需要16个行扫描的PIN脚，16个列扫描的PIN脚，即16*16的单色点阵模块的PIN脚总数量是32个，若16*16的双色点阵模块，需要16个行扫描的PIN脚，32个列扫描的PIN脚，即16*16的双色点阵模块的PIN脚总数量是48个；由此可知，现有的点阵模块的PIN脚总数必须等于点阵模块上发光芯片的总行数与总列数之和，具有PIN脚的数量较多，这无疑使工人的工作量较大，且多数量的PIN脚会使点阵模块生产过程时PCB板与外壳的套装操作(即步骤5的操作)要求较高。同时，点阵模块生产过程中需要在外壳表面贴上高温胶带，灌胶完成后又要撕掉高温胶带，这不仅造成加工步骤多，还造成胶带的浪费；且环氧树脂胶覆盖在整个PCB板，使环氧树脂胶的用量很大，则在生产过程中有较大的胶水气味，使工人的工作环境较差，工作量也较大。

有鉴于此，本发明人对现有LED点阵模块的上述缺陷进行了深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种可减少PIN脚数量的LED点阵模块。

本发明的另一个目的在于提供一种PIN脚数量少，加工步骤少，无需使用高温胶带，环氧树脂胶用量小，可大大改善工作环境和降低工作量的LED点阵模块的生产工艺。

本发明的技术方案是这样的：一种LED点阵模块，包括外壳、PCB板、PIN脚群和若干发光芯片，若干发光芯片安装在PCB板的正面上，若干发光芯片呈矩阵排列，PIN脚群安装在PCB板的背面上，此PIN脚群包括由若干个PIN脚组成的，用于行扫描的行扫描PIN脚群，行扫描PIN脚群的PIN脚总个数与PCB板上发光芯片的总行数相同，该PCB板安装在外壳上，且外壳对应于发光芯片的发光面上开设有与各发光芯片一一相对应设置的透光孔；上述PCB板的背面上焊固有用于控制LED点阵模块列扫描的串行转并行控制芯片，上述串行转并行控制芯片具有若干用于接收串行数据信号的串行接口，上述PIN脚群还包括有由若干个PIN脚组成的串口信号PIN脚群，上述串口信号PIN脚群的PIN脚总个数与上述串行接口的总个数相同。

上述行扫描PIN脚群与上述串口信号PIN脚群分别处于上述PCB板的两侧。

上述行扫描PIN脚群与上述串口信号PIN脚群处于上述PCB板的同一侧。

上述外壳具有上壳体与下壳体，上述PCB板夹设于上述上壳体与上述下壳体之间，且上述上壳体、PCB板与上述下壳体一体注塑成型，上述下壳体呈网状结构，上述上壳体上开设有若干个上述透光孔，上述PIN脚群的PIN针穿出上述下壳体外，上述下壳体上开设有供上述串行转并行控制芯片裸露的芯片窗口。

上述串行转并行控制芯片的型号为74HC595或SM16126。

一种LED点阵模块的生产工艺，通过如下步骤实现：

1)穿脚：将PIN脚通过穿PIN机一一相应压入PCB板背面的PIN脚安装孔内，形成PCB板半成品；

2)注塑成型：将步骤1)的PCB板半成品放进塑胶注塑模具内，一体成型出其PCB板半成品外具有一塑胶外壳包裹的点阵模块半成品，且，成型的塑胶外壳的正面具有若干个矩阵排列的，并通至PCB板半成品正面的通孔，PCB板半成品背面的各PIN脚分别穿出成型的塑胶外壳的背面外，成型的塑胶外壳的背面具有供串行转并行控制芯片安装在PCB板半成品背面上的芯片窗口；

3)固晶：先用固晶机将银胶点入步骤2)的塑胶外壳正面的各通孔内，然后再将若干发光芯片一一对应放置于该各通孔内，最后再放入烤箱内固化，固化后通过焊线机将各发光芯片焊接在PCB板的正面上；

4)点胶、烘烤：将环氧树脂胶点入步骤3)焊接后的点阵模块半成品的通孔内，点胶后送入烤箱内进行烘烤使环氧树脂胶固化；

5)焊接：将串行转并行控制芯片放置在步骤4)固化后的点阵模块半成品的安装孔内，并将串行转并行控制芯片焊接在PCB板的背面上，这样即可形成点阵模块成品。

上述步骤2)中成型的塑胶外壳的正面的厚度与塑胶外壳的背面的厚度相同，成型的塑胶外壳的背面呈网格状结构。

在步骤2)中塑料注塑模具的用于成型塑料外壳的通孔用的型芯呈空心状结构。

采用上述方案后，本发明的一种LED点阵模块，由于PCB板上设有一个控制列扫描用的串行转并行控制芯片，这样，点阵模块列扫描只要从LED单元板的控制板上输出几个串行数据信号给串行转并行控制芯片即可完成点阵模块的列扫描，串行数据信号的个数总是少于点阵模块的发光芯片的总列数，即点阵模块上的串口信号PIN脚群的PIN脚个数少于点阵模块发光芯片的总列数，大大减少了点阵模块上PIN脚的数量，使点阵模块的加工更加简易，降低了工人的工作量，并避免了传统多数量的PIN脚会使点阵模块生产过程时PCB板与外壳的套装操作要求较高的问题。

采用上述方案后，本发明的一种LED点阵模块的生产工艺，由于点阵模块的塑胶外壳与PCB板一体注塑成型，使塑胶外壳与PCB板的接触面无空隙产生，从而使塑胶外壳与PCB板之间的固定只需在塑胶外壳的通孔内注入环氧树脂胶水即可，无需环氧树脂胶水覆盖PCB板的整个表面，节省了大量的环氧树脂胶水，极大地改善了工人的工作环境；同时环氧树脂胶水从塑胶外壳正面的通孔点入，避免了传统环氧树脂胶水从塑胶外壳的背面灌入使环氧树脂胶水会从塑胶外壳正面的通孔流出而需要使用高温胶带的问题，无需使用高温胶带，省略了及贴、撕高温胶带的工序，使整个加工步骤较少，降低了工人的劳动量，加快了生产速度；另，生产出的LED点阵模块上具有控制列扫描的串行转并行控制芯片,使LED点阵模块只需接收几个串行数据信号即可实现列扫描，从而减少了LED点阵模块的PIN脚总个数。

附图说明

图1为本发明的背面结构示意图；

图2为本发明的正面结构示意图；

图3为本发明的剖面结构示意图。

图中：

外壳 1 透光孔 10

上壳体 11 下壳体 12

芯片窗口 121 PCB板 2

发光芯片 3 PIN脚 41、42

串行转并行控制芯片 5

具体实施方式

本发明的一种LED点阵模块，如图1-3所示，包括外壳1、PCB板2、PIN脚群和若干发光芯片3，若干发光芯片3安装在PCB板2的正面上，若干发光芯片3设置有64个，64个发光芯片3按8*8的阵列排列，该PCB板2安装在外壳1上，且外壳1的正面对应于各发光芯片3的发光面上开设有与各发光芯片3一一相对应设置的透光孔10，PIN脚群安装在PCB板2的背面上，此PIN脚群包括由若干个PIN脚41组成的，用于行扫描的行扫描PIN脚群，行扫描PIN脚群的PIN脚41总个数与PCB板2上发光芯片3的总行数相同，即PIN脚41具有8个。

本发明的创新之处在于：该PCB板2的背面上焊固有用于控制LED点阵模块列扫描的串行转并行控制芯片5，串行转并行控制芯片5的型号为74HC595或SM16126，此串行转并行控制芯片5具有若干用于接收串行数据信号的串行接口，PIN脚群还包括有由若干个PIN脚42组成的串口信号PIN脚群，串口信号PIN脚群的PIN脚42总个数与串行接口的总个数相同，并与各串行接口一一相对应电连接，且行扫描PIN脚群与串口信号PIN脚群分别处于PCB板2的两侧。本发明中，串行转并行控制芯片5与PCB板的线路连接方式与传统LED单元板中控制板的串行转并行控制芯片与点阵模块的PCB板的线路连接方式相同，本申请人在此不再累述。

本发明的一种LED点阵模块，通过PCB板2上的串行转并行控制芯片5使点阵模块列扫描时只要从LED单元板的控制板上输出几个串行数据信号给串行转并行控制芯片5即可完成点阵模块的列扫描，串行数据信号的个数总是少于点阵模块的发光芯片3的总列数，即串口信号PIN脚群的PIN脚41个数少于点阵模块发光芯片3的总列数，避免了传统串行转并行控制芯片设置在LED单元板的控制板上，点阵模块需引出与发光芯片的总列数相同的PIN脚来和控制板上串行转并行控制芯片的输出端连接，而造成点阵模块上用于列扫描的PIN脚数量较多的问题，使点阵模块上PIN脚的总数小于点阵模块发光芯片3的总列数和总行数之和，大大减少了点阵模块上PIN脚的数量，使点阵模块的加工更加简易，降低了工人的工作量，并避免了传统多数量的PIN脚会使点阵模块生产过程时PCB板与外壳的套装操作要求较高的问题。

本发明中，行扫描PIN脚群与串口信号PIN脚群处于PCB板2的同一侧，即各PIN脚41和各PIN脚42均处于PCB板2的同一侧。

本发明中，串行转并行控制芯片5的型号不仅局限于74HC595或SM16126，也可采用相同功能的不同厂家生产的型号。

本发明的另一创新之处在于：该外壳1具有上壳体11与下壳体12，PCB板2夹设于上壳体11与下壳体12之间，且上壳体11、PCB板2与下壳体12一体注塑成型，PCB板2的正面朝向设置，上壳体11的侧壁与下壳体12的侧壁一体注塑连接，上壳体11上开设有若干个透光孔10，PCB板2背面上的各PIN针分别相应穿出下壳体12外，且下壳体12呈网状结构，下壳体12上开设有供串行转并行控制芯片5裸露的芯片窗口121；与现有技术相比，由于PCB板2嵌设于外壳1内，采用注塑工艺使PCB板2与外壳1一体注塑成型，这样使PCB板2与外壳1之间无间隙存在，使外壳1与PCB板2之间的固定只需在透光孔10内注入环氧树脂胶水即可，避免传统PCB板设置在外壳的背面上而需要在PCB板背面上灌入覆盖整个PCB板的环氧树脂胶水才可使外壳与PCB板固定连接而造成环氧树脂胶水用量大的问题；同时，将下壳体12设置有网格状结构可抵消上壳体11烘烤冷却时产生的应力，起到保护PCB板的作用。

本发明中，该上、下壳体11、12在注塑成型时注塑物料也可以流过PCB板2自身上的若干通孔来实现上、下壳体11、12的注塑成型连接。

本发明的LED点阵模块的生产工艺，其通过如下步骤实现：

1)穿脚：将PIN脚通过穿PIN机一一相应压入PCB板背面的PIN脚安装孔内，形成PCB板半成品；

2)注塑成型：将步骤1)的PCB板半成品放进塑胶注塑模具内，一体成型出其PCB板半成品外具有一塑胶外壳包裹的点阵模块半成品，且，注塑用的塑胶应选用非透明且反光佳的白色材料，成型的塑胶外壳的正面具有若干个矩阵排列的，并通至PCB板半成品正面的通孔(此通孔相当于透光孔10)，PCB板半成品背面的各PIN脚分别穿出成型的塑胶外壳的背面外，成型的塑胶外壳的背面具有供串行转并行控制芯片安装在PCB板半成品背面上的安装孔(此安装孔相当于芯片窗口121)；

3)固晶：先用固晶机将银胶点入步骤2)的塑胶外壳正面的各通孔内，然后再将若干发光芯片一一对应放置于该各通孔内，最后再放入烤箱内固化，固化后通过焊线机将各发光芯片焊接在PCB板的正面上；

4)点胶、烘烤：将环氧树脂胶点入步骤3)焊接后的点阵模块半成品的通孔内，点胶后送入烤箱内进行烘烤使环氧树脂胶固化；

5)焊接：将串行转并行控制芯片放置在步骤4)固化后的点阵模块半成品的安装孔内，并将串行转并行控制芯片焊接在PCB板的背面上，这样即可形成点阵模块成品。

本发明的一种LED点阵模块的生产工艺，具有如下有益效果：

一、点阵模块中塑胶外壳与PCB板一体注塑成型，使塑胶外壳与PCB板的接触面无空隙产生，从而使塑胶外壳与PCB板之间的固定只需在塑胶外壳的通孔内注入环氧树脂胶水即可，无需环氧树脂胶水覆盖PCB板的整个表面，节省了大量的环氧树脂胶水，环氧树脂胶水的用量可减少90％以上，极大地改善了工人的工作环境；

二、环氧树脂胶水是通过点胶的方式从塑胶外壳正面的通孔点入，无需使用高温胶带，避免了传统环氧树脂胶水从塑胶外壳的背面灌入使环氧树脂胶水会从塑胶外壳正面的通孔流出而需要使用高温胶带的问题，省略了及贴、撕高温胶带的工序，使整个加工步骤较少，简化生产流程，降低了工人的劳动量，加快了生产速度；同时，采用点胶方式可防止注入的环氧树脂胶水中产生气泡，避免了传统环氧树脂胶水采用灌胶方式而易产生气泡的问题，可省略对环氧树脂胶水进行抽真空的步骤。

三、生产出的LED点阵模块上具有控制列扫描的串行转并行控制芯片,使LED点阵模块只需接收几个串行数据信号即可实现列扫描，从而减少了LED点阵模块的PIN脚总个数；

四、省略了PCB板与塑料外壳的套装操作，避免了传统PCB板套装在塑料外壳上时容易压倒PCB板上的发光芯片而造成合格率低的问题，大大提高成品合格率，合格率可提高在5％以上。

本发明中，该上述步骤2)中成型的塑胶外壳的正面的厚度与塑胶外壳的背面的厚度相同，这样，通过对塑胶外壳的正面与背面的限定可防止在烘烤冷却时塑胶外壳的正面与背面的收缩应力不一致而产生塑胶外壳变形的问题，同时，成型的塑胶外壳的背面呈网格状结构；这样，网格状的背面可抵消塑胶外壳正面烘烤冷却时产生的应力，起到保护PCB板的作用。

本发明中，在步骤2)中塑料注塑模具的用于通孔成型用的型芯应设计成空心状，这样，在成型通孔时PCB板上发光芯片的线路位置可处于型芯的空心腔室内，防止通孔成型过程中PCB板上的金道被挤压划伤，脏污的问题，起到保护PCB板的作用。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种LED点阵模块，包括外壳、PCB板、PIN脚群和若干发光芯片，若干发光芯片安装在PCB板的正面上，若干发光芯片呈矩阵排列，PIN脚群安装在PCB板的背面上，此PIN脚群包括由若干个PIN脚组成的，用于行扫描的行扫描PIN脚群，行扫描PIN脚群的PIN脚总个数与PCB板上发光芯片的总行数相同，该PCB板安装在外壳上，且外壳对应于发光芯片的发光面上开设有与各发光芯片一一相对应设置的透光孔；其特征在于：上述PCB板的背面上焊固有用于控制LED点阵模块列扫描的串行转并行控制芯片，上述串行转并行控制芯片具有若干用于接收串行数据信号的串行接口，上述PIN脚群还包括有由若干个PIN脚组成的串口信号PIN脚群，上述串口信号PIN脚群的PIN脚总个数与上述串行接口的总个数相同；

上述外壳具有上壳体与下壳体，上述PCB板夹设于上述上壳体与上述下壳体之间，且上述上壳体、PCB板与上述下壳体一体注塑成型，上述下壳体呈网状结构，上述上壳体上开设有若干个上述透光孔，上述PIN脚群的PIN针穿出上述下壳体外，上述下壳体上开设有供上述串行转并行控制芯片裸露的芯片窗口。

2.根据权利要求1所述的一种LED点阵模块，其特征在于：上述行扫描PIN脚群与上述串口信号PIN脚群分别处于上述PCB板的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种LED点阵模块，其特征在于：上述行扫描PIN脚群与上述串口信号PIN脚群处于上述PCB板的同一侧。

4.根据权利要求1所述的一种LED点阵模块，其特征在于：上述串行转并行控制芯片的型号为74HC595或SM16126。

5.一种LED点阵模块的生产工艺，其特征在于，通过如下步骤实现：

1)穿脚：将PIN脚通过穿PIN机一一相应压入PCB板背面的PIN脚安装孔内，形成PCB板半成品；

2)注塑成型：将步骤1)的PCB板半成品放进塑胶注塑模具内，一体成型出其PCB板半成品外具有一塑胶外壳包裹的点阵模块半成品，且，成型的塑胶外壳的正面具有若干个矩阵排列的，并通至PCB板半成品正面的通孔，PCB板半成品背面的各PIN脚分别穿出成型的塑胶外壳的背面外，成型的塑胶外壳的背面具有供串行转并行控制芯片安装在PCB板半成品背面上的芯片窗口；

3)固晶：先用固晶机将银胶点入步骤2)的塑胶外壳正面的各通孔内，然后再将若干发光芯片一一对应放置于该各通孔内，最后再放入烤箱内固化，固化后通过焊线机将各发光芯片焊接在PCB板的正面上；

4)点胶、烘烤：将环氧树脂胶点入步骤3)焊接后的点阵模块半成品的通孔内，点胶后送入烤箱内进行烘烤使环氧树脂胶固化；

5)焊接：将串行转并行控制芯片放置在步骤4)固化后的点阵模块半成品的安装孔内，并将串行转并行控制芯片焊接在PCB板的背面上，这样即可形成点阵模块成品。

6.根据权利要求5所述的一种LED点阵模块的生产工艺，其特征在于：上述步骤2)中成型的塑胶外壳的正面的厚度与塑胶外壳的背面的厚度相同，成型的塑胶外壳的背面呈网格状结构。

7.根据权利要求5所述的一种LED点阵模块的生产工艺，其特征在于：在步骤2)中塑料注塑模具的用于成型塑料外壳的通孔用的型芯呈空心状结构。