CN106847803B - 一种集成ic的表面贴装式rgb-led封装模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种集成IC的表面贴装式RGB‑LED封装模组，包括封装支架以及设置在所述封装支架上的发光单元，所述发光单元的数量至少为两个，所述封装支架上集成有IC驱动模块，所述发光单元与IC驱动模块电连接。本发明提供的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，将多个发光单元集成在一个封装模组上，进一步提高了生产效率，降低了生产成本。另外，多个发光单元集成在一个封装模组上，能有效提高显示屏整体抗外界机械强度能力。同时，在所述封装模组上集成IC，控制模组上的多个发光单元，从而简化了后续PCB板的电路设计，简化了生产工艺。
Description
技术领域
本发明涉及到SMD LED（Surface Mounted Devices，表面贴装器件）封装技术，特别是涉及一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组。
背景技术
现有的小间距LED显示屏主要采用2121、1515、1010、0808等型号封装器件。随着LED显示屏像素间距的缩小，单位面积上的封装器件数量越来越多，使得封装器件在整屏的成本中，占比呈上升趋势。根据测算，在小间距LED显示屏P1.9及更小间距型号的产品，封装器件成本占比已经达到70%以上。只要密度提升一个级别，灯珠需求的增涨是提高50%左右，也就是所有灯珠的生产厂家生产能力需增加50%以上。目前小间距采用的全彩灯珠主要为单颗形态（如图1和图2所示），应用时由于数量巨大，生产效率低，同时容易出品质问题。而且由于灯珠数量巨大，在进行表面贴装前，PCB板的设计将更加复杂，导致生产效率进一步降低。
针对单颗贴装的问题，采用COB（chip On board）集成模组的生产效率有所提高，但是COB集成模组同样存在诸多问题，如模组中不同批次芯片中心值差异或基板油墨差异导致显色差异，整屏一致性差，另一方面，芯片直接安装在电路板上，缺乏保护，无法保证可靠性，且发光单元失效维修成本高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，旨在解决现有的RGB LED单颗贴装生产效率低、后续贴装所用PCB板电路设计复杂的问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，包括封装支架以及设置在所述封装支架上的发光单元，所述发光单元的数量至少为两个，所述封装支架上集成有IC驱动模块，所述发光单元与IC驱动模块电连接。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述封装支架包括金属底板和绝缘框架，所述IC驱动模块集成在金属底板上，所述金属底板在每个发光单元所在区域设置有用于固晶和焊线的支架电极，所述发光单元包括固定在所述金属底板上的RGB LED芯片以及连接所述RGB LED芯片与支架电极的键和线，所述支架电极和IC驱动模块通过设置在金属底板背面的焊盘与外部电路电连接。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述绝缘框架在所述发光单元周围形成碗杯。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述金属底板正面和/或反面设置有台阶。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述金属底板上还设有与所述焊盘高度平齐的支撑区。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述支撑区为圆形、方形或不规则形状的支撑结构。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述发光单元上设有保护层。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述保护层表面粗糙不反光。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述碗杯的高度为0.2-0.8mm。
所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，其中，所述台阶的数量至少为一个。
本发明的有益效果包括：本发明提供的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，将多个发光单元集成在一个封装模组上，进一步提高了生产效率，降低了生产成本。另外，多个发光单元集成在一个封装模组上，能有效提高显示屏整体抗外界机械强度能力。同时，在所述封装模组上集成IC，控制模组上的多个发光单元，从而简化了后续PCB板的电路设计，简化了生产工艺。另一方面，与现有集成式模组对比，本发明一个封装模组包含发光单元较少，可有效避免因不同批次芯片中心值差异或基板油墨差异导致显色差异，整屏一致性差问题，并且现在集成式模组若出现发光单元失效维修成本高，本发明维修成本低。此外，本发明通过使用金属底板代替现有的电镀薄金属的方式，增强了导电性能，通过金属底板直接与PCB板接触，散热路径较短，芯片热量能够快速导出；通过正面形成碗杯的结构，集中光线，使发光面唯一，进而使LED显示屏分辨率、亮暗对比度等更优。
附图说明
图1为本发明提供的一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的正面结构简图。
图2为本发明提供的一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的封装模组的剖视图。
图3为本发明提供的一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的封装模组的反面结构简图。
图4为本发明提供的一种1×2 集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的封装模组的正面结构简图。
图5为本发明提供的一种1×3 集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的封装模组的正面结构简图。
图6为本发明提供的一种1×3 集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的封装模组的正面结构简图。
附图标记说明：1、RGB LED显示屏；2、封装模组；100、金属底板；101、支架电极；102、焊盘；103、台阶；104、支撑区；200、绝缘框架；201、碗杯；301、RGB LED芯片；302、键和线；400、保护层；500、IC驱动模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
参见图3至图5，为本发明提供的一种集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组，包括封装支架以及设置在所述封装支架上的发光单元，所述发光单元的数量至少为两个，所述封装支架上集成有IC驱动模块500，所述发光单元与IC驱动模块500电连接，而传统的将IC驱动模块置于PCB板上，需控制的灯珠数量众多，PCB板电路设计复杂，本发明通过IC驱动模块500控制所述封装模组上的发光单元，极大地简化了PCB板的电路设计，进一步简化了生产工艺，提高了生产效率。所述封装支架包括金属底板100和绝缘框架200，在实际应用中，金属底板100的材料可以为铜或铁，优选地，表面镀金或镀银，以增强导电性，方便焊接。绝缘框架的材料可以为环氧树脂、PPA、PCT等材料，在本实施例中为环氧树脂。金属底板100在每个发光单元所在区域设置有用于固晶和焊线的支架电极101，在实际应用中，支架电极101的数量为四个，由金属底板100经蚀刻或冲压而成。所述发光单元包括固定在所述金属底板上的RGB LED芯片301以及连接所述RGB LED芯片与支架电极的键和线302，所述发光单元上设置有保护层400，所述支架电极通过设置在金属底板100背面的焊盘102与外部电路连接。本发明通过使用金属底板100直接与PCB板接触，散热路径短，芯片热量能够快速导出。特别是随着LED显示屏单位面积上的封装器件数量越来越多，只要密度提升一个级别，其产生的热量都是非常巨大的，采用本发明的结构可以非常有效地将热量排出。另一方面，本发明的封装模组具有多个发光单元，其贴装效率相比单颗形态的灯珠将提升N倍（N为封装模组上的发光单元数量）。
参见图2，绝缘框架200在所述发光单元周围形成碗杯201。通过碗杯201的设置，可以使RGB LED的光线更加集中，发光面唯一，避免了周围其他发光单元的影响，进而使做成的显示屏分辨率、亮暗对比度等更优。同时，碗杯201的设置进一步增强了对发光单元的机械保护，避免了因外力作用导致的表面保护层脱落的问题。优选地，碗杯201的高度为0.2-0.8mm。
在实际生产中，参见图2，金属底板100上设置有台阶103，用于加强金属底板100与绝缘框架200结合的紧密性和稳定性，防止水及水汽的进入，同时进一步加强了模组的机械强度。优选地，台阶103可以设置在金属底板100正面，也可以设置在金属底板100反面，还可以在金属底板100正反面同时设置，台阶103的数量至少为一个。优选地，台阶103位于金属底板100的正反面。
参见图3，在实际生产中，金属底板100上还设有与焊盘102高度平齐的支撑区104。支撑区104的设置可以保证所述封装模组在制作过程中金属底板100的平整性，防止金属底板100在模压绝缘框架时变形或倾斜。优选地，支撑区102可以为圆形、方形或其他不规则形状的支撑区或支撑柱。支撑区102的数量可以为一个，也可以为多个，本发明对此也不做进一步的限定。
参见图2，优选地，保护层400表面粗糙不反光，进一步地保护层400为带有扩散剂的半透明环氧树脂层。保护层400与碗杯201无缝结合，进一步防止水及水汽的进入，防水效果比现有的金属和塑料粘合要好得多。另一方面，保护层400表面粗糙不反光，减少了外界光线的影响，进一步地，所述半透明环氧树脂胶带有扩散剂，结合碗杯201的结构，形成光透镜，使LED光线更加集中。
在实际生产中，保护层400的制作方式可以为将胶液体通过点或灌的方式注入碗杯201腔内，优选地，选用带有扩散剂的半透明环氧树脂胶液体，再使用加温的方式将其固化，加温的温度优选为100-300摄氏度。此种方式为全碗杯保护层，保护层400与碗杯201的高度平齐，碗杯201的高度可以为0.5-0.7mm，该种方式制成的保护层400稳定性更高。
所述注胶方式还可以为通过设计好的MGP模具将胶压入碗杯201腔内，所述胶为液体胶或固体胶饼。此种方式为半碗杯保护层，碗杯201的高度略低于保护层400的高度，碗杯201的高度可以为0.3-0.5mm，该种方式支撑的保护层成本较低。
参见图4至图6，为本发明提供的具有不同数量发光单元的封装模组实施例。如图4所示，该实施例中，所述发光单元的数量为2个，图5中发光单元的数量为3个，在本发明中，所述发光单元的数量至少为2个，优选地，所述发光单元的数量为2-16个。参见图6，所述发光单元的排列形态还可以是倒“L”形的。对于所述发光单元的排列方式本发明并不做限制，既可以是“一”字形排列，也可以是M×N（M和N均为整数）的行列组合排列，还可以是其他不规则的排列形状，本发明对此并不做限制。应当注意的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
在实际生产中，由于支架电极101需相互独立，否则将导致短路，而如需对支架电极101进行电镀，则必须将所有支架电极101连在一起。本发明通过先将金属底板100做成导电线路，此时所有支架电极101还连在一起，在进行电镀后，再将金属底板100通过切割机进行切割，使所有支架电极101连接处断开，从而解决了上述问题。针对所述封装模组上具有不同数量发光单元的情形，可以将所有支架电极101的连接处设置在切割机切割的位置上，如此可以保证在切割工序时将所有支架电极101的连接处均切断。需要注意的是，本发明对支架电极101的连接方向及金属底板100蚀刻或冲压形成的具体形状及线路并不做限定，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
本发明所述的集成IC的表面贴装式RGB LED封装模组的制造流程，包括以下步骤：
步骤1：将金属底板100通过蚀刻或冲压的方式做成导电线路；
步骤2：通过模压机将胶包裹在金属底板100上，留出固晶和焊线的支架电极101及焊接IC驱动模块500的位置，形成封装支架；
步骤3：在封装支架上镀上金属；
步骤4：将RGB LED芯片301固晶在支架电极101上，并进行焊线，形成物理电性连接，焊接上IC驱动模块500；
步骤5：在所述发光单元上注压保护层400；
步骤6：通过切割机切成单个封装模组；
步骤7：将封装模组贴装到PCB板上，进一步制成RGB LED显示屏。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，包括封装支架以及设置在所述封装支架上的发光单元，其特征在于，所述发光单元的数量至少为两个，所述封装支架上集成有IC驱动模块，所述发光单元与IC驱动模块电连接，所述发光单元上设有保护层，所述保护层表面粗糙不反光，所述保护层为带有扩散剂的半透明环氧树脂层，所述封装支架包括金属底板和绝缘框架，所述IC驱动模块集成在金属底板上，所述金属底板在每个发光单元所在区域设置有用于固晶和焊线的支架电极，所述发光单元包括固定在所述金属底板上的RGBLED芯片以及连接所述RGB LED芯片与支架电极的键和线，所述支架电极和IC驱动模块通过设置在金属底板背面的焊盘与外部电路电连接。
2.根据权利要求1所述的集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，其特征在于，所述绝缘框架在所述发光单元周围形成碗杯。
3.根据权利要求1所述的集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，其特征在于，所述金属底板正面和/或反面设置有台阶。
4.根据权利要求1所述的集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，其特征在于，所述金属底板上还设有与所述焊盘高度平齐的支撑区。
5.根据权利要求4所述的集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，其特征在于，所述支撑区为圆形、方形或不规则形状的支撑结构。
6.根据权利要求2所述的集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，其特征在于，所述碗杯的高度为0.2-0.8mm。
7.根据权利要求3所述的集成IC的表面贴装式RGB-LED封装模组，其特征在于，所述台阶的数量至少为一个。
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