CN105465647A - 一种全彩cob led模组封装结构的制造方法及其封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种全彩COB？LED模组封装结构的制造方法及其封装结构，解决了户外显示屏悬挂于一定高度的建筑上，对于地面上观察者，其观察位置位于显示屏前下方，而显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能输送到观察者所在位置，造成能量浪费的技术问题。本发明全彩COB？LED模组封装结构的制造方法，包括步骤一：制备基板，并在基板上设置复数个凸台；步骤二：在每个凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；步骤三：在安放好LED芯片组的凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在凸台的上表面形成封装胶层；步骤四：将点好封装胶体的基板在常温下进行预置角度的倾斜，使得封装胶体向一侧流动形成偏光结构的封装透镜。

Description

一种全彩COB LED模组封装结构的制造方法及其封装结构
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构。
背景技术
传统户外显示屏至少包括器件封装→模组贴片→屏幕拼接三个重要环节，生产过程复杂，成本较高，将器件封装与模组贴片进行整合是未来户外显示屏的重要方向。
目前市面上已出现一些全彩COB的产品，多采用较高粘度(大于20PaS)的封装胶体，利用点胶工艺自然形成圆透镜，将红、绿、蓝三颗LED芯片封装于透镜内部，这种方法对点胶的精度要求较高，且这种方法只能用于制造圆形透镜，不能制作其他形状，例如椭圆、多边形的透镜。还有一些采用模具塑封的方法制作全彩COB封装透镜，这种方法可以精确的控制透镜的形状，但是封装效率较低，且需要预先制作精密模具，成本高。
户外显示屏一般被悬挂于具有一定高度的建筑上，对于地面上的观察者，其观察位置通常位于显示屏前下方，而目前显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能高效的输送到观察者所在位置，造成严重的能量浪费，配合具有一定偏向的透镜可使显示屏器件发光向观察者偏转，是未来户外显示屏发展的一个重要创新。
本发明的目的在于克服以上技术难题，设计一种具有一定偏向的透镜的LED器件以及将器件封装与模组贴片进行整合的全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构。
发明内容
本发明实施例提供了一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构，解决了目前由于户外显示屏一般被悬挂于具有一定高度的建筑上，对于地面上的观察者，其观察位置通常位于显示屏前下方，而显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能高效的输送到观察者所在位置，所造成的严重的能量浪费的技术问题。
本发明实施例提供的一种全彩COBLED模组封装结构的方法，包括如下步骤：
步骤一：制备基板，并在所述基板上设置复数个凸台；
步骤二：在每个所述凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；
步骤三：在安放好所述LED芯片组的所述凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在所述凸台的上表面形成封装胶层；
步骤四：将点好所述封装胶体的所述基板在常温下进行预置角度的倾斜，使得所述封装胶体向一侧流动形成偏光结构的封装透镜。
优选地，所述预置角度为所述基板与水平面形成的3°至15°的角度。
优选地，所述凸台上表面的点胶量范围为0.001mL至0.01mL。
优选地，所述封装胶体的粘度范围为2000mPa.s至10000mPa.s。
优选地，所述封装胶体为环氧树脂、硅胶或硅树脂，或添加光散射剂或光吸收剂的混合物。
优选地，步骤四中还包括封装胶体的定型步骤，具体为：将点好所述封装胶体的所述基板在常温下进行预置角度的倾斜后，将倾斜好的所述基板放置在90℃至130℃下进行所述封装胶体的定型。
优选地，定型步骤后还包括封装胶体的固化步骤，具体为：将定型好的所述封装胶体放置在150℃至180℃下进行固化。
优选地，所述凸台轮廓为圆角结构，通过点胶形成的封装透镜形状与所述凸台形状对应。
优选地，所述凸台主要由复数段直线段或复数段曲线段构成，且两两所述直线段或两两所述曲线段之间为圆弧连接。
优选地，所述凸台上设置有电极区，所述电极区为封闭电极结构。
优选地，所述封闭电极结构为四个所述电极区，且其中三个所述电极区被另一个所述电极区包围，最外围的所述电极区形成一个封闭边缘。
优选地，所述凸台上的电极区为机械加工形成的分立的四个所述电极区，所述非电极区包围四个所述电极区，最外围的所述非电极区形成一个封闭边缘。
优选地，所述LED芯片组为红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片组成，并分别与所述凸台电性连接。
本发明实施例提供的一种全彩COBLED模组封装结构，包括基板、设置在所述基板上的LED芯片组以及覆盖所述LED芯片组的封装透镜，所述基板上设置有复数个凸台；
每个所述凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；
所述凸台上表面以及所述LED芯片组周围完全覆盖有一封装透镜，所述封装透镜为偏光结构。
优选地，所述凸台轮廓为圆角结构，所述封装透镜通过点胶形成，其形状与所述凸台形状对应。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构，全彩COBLED模组封装结构的制造方法，包括：步骤一：制备基板，并在基板上设置复数个凸台；步骤二：在每个凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；步骤三：在安放好LED芯片组的凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在凸台的上表面形成封装胶层；步骤四：将点好封装胶体的基板在常温下进行预置角度的倾斜，使得封装胶体向一侧流动形成偏光结构的封装透镜。本实施例中，解决了目前由于户外显示屏一般被悬挂于具有一定高度的建筑上，对于地面上的观察者，其观察位置通常位于显示屏前下方，而显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能高效的输送到观察者所在位置，所造成的严重的能量浪费的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例中提供的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构的一个实施例的结构示意图；
图3为基板的一个结构示意图；
图4为基板的另一个结构示意图；
图5为一种全彩COBLED模组封装结构的侧视图；
图6为凸台的一个结构示意图；
图7为凸台的另一个结构示意图；
图8至图12为基板和凸台结合的形状示意图；
图13为机械锣加工凸台示意图；
附图说明：基板1、凸台2、LED芯片组3、封装透镜4、电极区5、第一电极区51、第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54、电子元件6、非电极区7、封闭边缘8。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构，解决了目前由于户外显示屏一般被悬挂于具有一定高度的建筑上，对于地面上的观察者，其观察位置通常位于显示屏前下方，而显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能高效的输送到观察者所在位置，所造成的严重的能量浪费的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中提供一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，包括如下步骤：
S01：步骤一：制备基板，并在基板上设置复数个凸台；
S02：步骤二：在每个凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；
S03：步骤三：在安放好LED芯片组的凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在凸台的上表面形成封装胶层；
S04：步骤四：将点好封装胶体的基板在常温下进行预置角度的倾斜，使得封装胶体向一侧流动形成偏光结构的封装透镜。
请参阅图2至图5，进一步地，预置角度为基板1与水平面形成的3°至15°的角度。
进一步地，封装胶体为环氧树脂、硅胶或硅树脂，或添加光散射剂或光吸收剂的混合物。
进一步地，封装胶体的粘度在2000mPa.s至10000mPa.s的范围。
进一步地，凸台2上表面点胶量控制在0.001mL至0.01mL的范围。
进一步地，步骤四中还包括封装胶体的定型步骤，具体为：将点好所述封装胶体的所述基板在常温下进行预置角度的倾斜后，将倾斜好的所述基板放置在90℃至130℃下进行所述封装胶体的定型。
进一步地，定型步骤后还包括封装胶体的固化步骤，具体为：将定型好的所述封装胶体放置在150℃至180℃下进行固化。
进一步地，凸台2轮廓为圆角结构，通过点胶形成的封装透镜4形状与凸台形状对应。
进一步地，凸台2主要由复数段直线段或复数段曲线段构成，且两两直线段或两两曲线段之间为圆弧连接。
进一步地，凸台2上设置有电极区5，所述电极区5为封闭电极结构。
进一步地，封闭电极结构为四个电极区5，且其中三个电极区被另一个电极区包围，最外围的电极区形成一个封闭边缘8，例如图3所示，电极区5为第一电极区51、第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54。其中，第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54被第一电极区51包围，第一电极区51形成一个封闭边缘8。
进一步地，凸台2上的电极区为机械加工形成的分立的四个电极区5，非电极区7包围四个电极区，最外围的非电极区7形成一个封闭边缘8，例如图4所示，电极区5为第一电极区51、第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54。第一电极区51、第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54被非电极区包围，最外围的非电极区形成一个封闭边缘8。
进一步地，LED芯片组3为红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片组成，并分别与凸台2电性连接。
进一步地，凸台2的非电极区7设置有黑色油墨。
进一步地，基板1采用黑色BT板，BT板(BismaleimideTriazine，BT树脂基板材料)，如：BT树脂基覆铜板，是重要的用于PCB(印制电路板)的一种特殊的高性能基板材料。
进一步地，基板1包括至少两层线路板。
进一步地，基板1包括上层线路板，与上层线路板连接的下层线路板；
下层线路板的排线用于贴装电子元件6。
下层线路板的排线用于贴装电子元件6，在同一基板上同时制造出满足LED芯片封装以及驱动IC及其他电子元件组装要求的线路，在基板1一侧完成LED芯片封装，另一侧完成驱动IC及电子元件6贴装，实现封装驱动集成一体化。
为了便于理解，下面对上面的制造过程进行详细的描述，应用例：
基板制备S01、制备基板，基板至少由两层线路板组成，本实施例中基板包括上层线路板以及位于上层线路板下面的下层线路板。其中，上层线路板上设置有多个具有封闭边缘的凸台，用于安装LED芯片组，其中，凸台设置有四个电极区，分别为第一电极区、第二电极区、第三电极区、第四电极区，其中一电极区为公共电极区。下层线路板上设置有电路供电子元件贴装。
固晶S02，在凸台上各放置至少一个LED芯片组，LED芯片组由一组红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片组成。本实施例中，上述四个电极区中其中一个是公共电极区，红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片分别放置在凸台上的三个非公共电极区上,红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片通过胶粘或焊接的方式固定于基板上，并分别与凸台上的电极区电性连接。
封装S03、在安放好LED芯片组的凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在凸台的上表面形成封装胶层，凸台上表面点胶量控制在0.001mL至0.01mL的范围，具体的凸台上表面的点胶量根据凸台的大小做相应的调整。利用凸台的封闭边缘的表面张力对封装胶体的约束作用形成表面为圆弧面的封装透镜，即圆顶型透镜，封装透镜材料为透明或半透明状，其材料可以是环氧树脂、硅胶或硅树脂，或添加光散射剂或光吸收剂的混合物，封装胶体是粘度在2000mPa.s至10000mPa.s的范围的低粘度胶体。
基板倾斜S04、将点好封装胶体的基板在常温下进行倾斜，倾斜角度控制在3°至15°；然后，将倾斜好的基板在90℃至130℃下放置1小时进行封装胶体的定型；最后，将定型好的封装胶体在150℃至180℃下放置2至3小时进行固化。使封装胶体形成偏置的具有偏光结构的透镜。
贴装S05、在基板的下层线路板表面贴装电子元件。
本实施例中，通过步骤一：制备基板，并在基板上设置复数个凸台；步骤二：在每个凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；步骤三：在安放好LED芯片组的凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在凸台上表面形成封装胶层；步骤四：将点好封装胶体基板进行预置角度的倾斜，使得封装胶体向一侧流动形成偏光结构的封装透镜，解决了目前由于户外显示屏一般被悬挂于具有一定高度的建筑上，对于地面上的观察者，其观察位置通常位于显示屏前下方，而显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能高效的输送到观察者所在位置，所造成的严重的能量浪费的技术问题。
为了便于理解，下面以具体的应用场景对图1所示实施例进行详细的描述。
如图2至图5所示，应用例一包括：
基板1，设置在基板1上的多个凸台2，放置在凸台2上的LED芯片组3，封装在凸台2上表面的封装透镜4，以及设置于基板1的下层线路板上的电子元件6。
基板1可以为多边形、圆形、椭圆形，如图11、图12所示，进一步地，基板1还可以为错位六边形设计。基板1包括上层线路板，与上层线路板相连接的下层线路板，以及设置在上层线路板上用于安装LED芯片组的多个凸台2。下层线路板上设置有电路供芯片及电子元件贴装。
凸台2可以为椭圆形、圆形、多边形，如图8至10所示。在凸台2表面加工出四个电极区5，分别为第一电极区51、第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54，其中一电极区为公共电极区。本实施例中，采用封闭电极设计，在基板表面加工出四个电极区5，且其中三个电极区被另一个电极区包围，最外围的电极区形成一个封闭边缘8，如图6所示。凸台采用椭圆形结构，有利于光线沿椭圆的长轴方向汇聚，避免在短轴方向发散，有利于提高显示屏正前方的亮度。其中，基板1可以采用黑色BT板或是在凸台的非电极区7印刷黑色油墨用以提高LED模组的对比度，如图4所示。
如图2所示，LED芯片组3由一组红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片组3成，红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片三颗LED芯片分别安装在凸台2的三个非公共电极区上。
封装于凸台2的封装透镜4为半透明或透明状，其材料可以是环氧树脂、硅树脂、硅胶或添加光散射剂或光吸收剂的混合物等。其中，利用凸台2的封闭边缘设计，在凸台2上点胶形成表面为圆弧面的封装透镜4。进一步的，通过将点好封装胶体的基板1倾斜，倾斜角度控制在3°至15°，使封装胶体向一侧流动形成偏置的透镜，基板1的倾斜角度随着封装胶体的粘度增大而增大。偏置的透镜可使封装器件的发光向观察者偏转，基于上述器件形成的显示模块能高效的将显示模块的亮度输送到观察者所在的位置，减少光效的损失。
应用例二：
在基板的上层线路板上直接利用机械锣加工的方法加工出凸台以及位于凸台上的四个分立的电极区5，分别是第一电极区51、第二电极区52、第三电极区53、第四电极区54，其中一电极区为公共电极区，其中，凸台上的四个电极区被非电极区包围，最外围的非电极区形成一个封闭边缘8，即凸台的边缘即为封闭边缘8，如图7所示。
请参阅图2，本发明实施例还提供一种基于图1所示实施例中提及的一种全彩COBLED模组封装结构的方法制造而成的全彩COBLED模组封装结构，包括：
基板1、设置在基板1上的LED芯片组3以及覆盖LED芯片组3的封装透镜4；
基板1上设置有复数个凸台2；
每个凸台2上表面设置有至少一个LED芯片组3；
凸台2上表面以及LED芯片组3周围完全覆盖有一封装透镜4，封装透镜4为偏光结构。
本发明实施例提供了一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法及其封装结构，全彩COBLED模组封装结构，通过基板1上设置有复数个凸台2，每个凸台2上表面设置有至少一个LED芯片组3，凸台2上表面以及LED芯片组3周围完全覆盖有一封装透镜4，封装透镜4为偏光结构，解决了目前由于户外显示屏一般被悬挂于具有一定高度的建筑上，对于地面上的观察者，其观察位置通常位于显示屏前下方，而显示屏亮度最高的方向主要是屏幕的正前方，显示屏图形的亮度不能高效的输送到观察者所在位置，所造成的严重的能量浪费的技术问题。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、凸台封闭边缘控制形成透镜可采用低粘度的透镜胶体。
2、透镜成型可通过凸台的形状控制，便于形成特殊的透镜形状。
3、利用重力让成型透镜向一侧倾斜，可形成偏向特定方向发光的透镜，可提高显示屏最佳观看方向的亮度，避免其他方向的光污染。
4、模块集成驱动设计可降低显示模块的重量，减少材料，降低成本。
5、采用错位六边形设计制作显示模块可降低显示图像中的锯齿，提高显示精细度。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备基板，并在所述基板上设置复数个凸台；
步骤二：在每个所述凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；
步骤三：在安放好所述LED芯片组的所述凸台上表面进行封装胶体的点胶操作，在所述凸台的上表面形成封装胶层；
步骤四：将点好所述封装胶体的所述基板在常温下进行预置角度的倾斜，使得所述封装胶体向一侧流动形成偏光结构的封装透镜。
2.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述预置角度为所述基板与水平面形成的3°至15°的角度。
3.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述凸台上表面的点胶量范围为0.001mL至0.01mL。
4.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述封装胶体的粘度范围为2000mPa.s至10000mPa.s。
5.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述封装胶体为环氧树脂、硅胶或硅树脂，或添加光散射剂或光吸收剂的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，步骤四中还包括封装胶体的定型步骤，具体为：将点好所述封装胶体的所述基板在常温下进行预置角度的倾斜后，将倾斜好的所述基板放置在90℃至130℃下进行所述封装胶体的定型。
7.根据权利要求6所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，定型步骤后还包括封装胶体的固化步骤，具体为：将定型好的所述封装胶体放置在150℃至180℃下进行固化。
8.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述凸台轮廓为圆角结构，通过点胶形成的封装透镜形状与所述凸台形状对应。
9.根据权利要求8所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述凸台主要由复数段直线段或复数段曲线段构成，且两两所述直线段或两两所述曲线段之间为圆弧连接。
10.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述凸台上设置有电极区，所述电极区为封闭电极结构。
11.根据权利要求10所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述封闭电极结构为四个所述电极区，且其中三个所述电极区被另一个所述电极区包围，最外围的所述电极区形成一个封闭边缘。
12.根据权利要求10所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述凸台上的电极区为机械加工形成的分立的四个所述电极区，所述非电极区包围四个所述电极区，最外围的所述非电极区形成一个封闭边缘。
13.根据权利要求1所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法，其特征在于，所述LED芯片组为红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片组成，并分别与所述凸台电性连接。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的一种全彩COBLED模组封装结构的制造方法制造而成的一种全彩COBLED模组封装结构，包括基板、设置在所述基板上的LED芯片组以及覆盖所述LED芯片组的封装透镜，其特征在于，所述基板上设置有复数个凸台；
每个所述凸台上表面设置有至少一个LED芯片组；
所述凸台上表面以及所述LED芯片组周围完全覆盖有一封装透镜，所述封装透镜为偏光结构。
15.根据权利要求14所述的全彩COBLED模组封装结构，其特征在于，所述凸台轮廓为圆角结构，所述封装透镜通过点胶形成，其形状与所述凸台形状对应。
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