CN107248546B - 表面平整一致的集成封装显示模组及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表面平整一致的集成封装显示模组，该模组包括驱动IC、PCB板、RGB发光芯片、封装胶体；驱动IC固定在PCB板背面，RGB发光芯片固定在PCB板正面，封装胶体压合于PCB板的正面；所述PCB板的基材，其TG点在200‑250℃之间，基材厚度在1mm～3mm之间；封装胶体厚度为0.4‑0.6mm，热膨胀系数为25‑50μm/m.℃，TG点为100℃～120℃。本发明通过采用高TG点材料的PCB板，配合低热膨胀系数、低热应力的封装胶体材料，及超薄的封装胶体厚度，解决了胶体封装后的形变翘曲问题，封装胶体的平整一致性好，实现了大面积集成封装模块面板的工业化快速生产。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示屏的技术领域，涉及一种表面平整一致的集成封装显示模组及其制造方法。
背景技术
随着LED显示技术的不断发展，其间距不断减小，目前在市场上已经形成以点距为P1.5的批量化生产和应用。LED小间距显示技术以其色域广泛、显示亮度高、无缝拼接易于维护等技术特点，正逐步取代控制室内显示领域中常用的DLP拼接，LCD拼接。而在户内显示制式屏方面，在大尺寸显示中，也对现有液晶技术在成本和显示效果方面逐步构成竞争优势。基于以上技术发展现状，LED小间距技术正得到快速的发展，并有这广阔的市场空间。
在目前LED小间距领域中，在技术路线方面有以表面贴装技术为代表的表贴式显示技术，其技术优势在于其可在灯珠封装后段实行像素点的混合技术，实现屏幕芯片的均匀性。但由于采用分立器件与SMT技术设备精度，在小间距情况下表贴技术方案难以实现。而同时存在的另外一条技术路线是以COB集成小间距封装为代表的集成封装技术，其技术在更小间距领域有着天然的技术优势。其技术路线是将芯片直接安装在PCB板上，形成集成阵列封装。有利于实现更小的点距的集成封装。而在集成COB封装模组技术中，封装模组在胶水灌封上目前主要采取的技术路线为直接灌封，即将胶水直接灌注到集成模块的LED芯片安放面。在通过后续加工实现厚度及尺寸的一致性。但其不足在于工艺路径较长，可靠性差，后续平面化加工难度大，切不能实现表面的结构化封装，封装出的成品会出现光学串扰等技术问题。业界也有采用高触变性胶水直接在像素点上点胶来实现像素点的封装，但其点胶速度较慢。胶水均匀性难移控制，并且胶水所形成的透镜形状一致性也差，最终导致显示效果和角度一致性变差。因此目前业界普遍希望找到更加快速，更加稳定，并且能够实现结构化光学设计的方案。根据业界技术，有人提出利用成熟的模压技术实现集成COB显示模组的封装(专利号CN 103531108B)。并且可在胶水表面形成结构化的光学设计图形。但在具体实施中，由于模压技术本身工艺要求，及材料问题，模压技术在大尺寸(面积大于50mm*50mm)PCB封装中会出现严重的形变翘曲。如何能够解决大面积模压技术难题，实现集成COB模组的模压化生产成为集成COB实现快速封装的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够解决大面积模压形变翘曲问题的表面平整一致的集成封装显示模组及其制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明的表面平整一致的集成封装显示模组包括驱动IC、PCB板、RGB发光芯片、封装胶体；驱动IC固定在PCB板背面，RGB发光芯片固定在PCB板正面，封装胶体压合于PCB板的正面；其特征在于所述PCB板的基材，其TG点(熔点)在200-250℃之间，基材厚度在1mm～3mm之间；封装胶体厚度为0.4-0.6mm，热膨胀系数为25-50μm/m.℃，TG点(熔点)为100℃～120℃。
所述封装胶体的固化温度为130℃～150℃。
所述PCB板的基材可以采用BT树脂材料或FR-4材料。
所述封装胶体由环氧树脂100重量份、准球形硅微粉75-85重量份、ZrW_2O_8粉体10-30重量份、甲基六氢邻苯二甲酸酐60-140重量份、硅烷偶联剂1-5重量份、催化剂1-5重量份混合调制而成。
所述催化剂采用四丁基溴化铵。
上述表面平整一致的集成封装显示模组的制作方法如下：
步骤一、将驱动IC贴装到PCB板的背面，将RGB发光芯片贴装到PCB板的正面，驱动IC通过PCB板内部线路与RGB发光芯片连接，得到显示单元；
步骤二、将步骤一组装完成的显示单元放入模压机，在模压温度为90℃～100℃的条件下进行模压处理，将封装胶体压合于PCB板的正面；经过5-8分钟时间，开启模压机的模具取出固化好的封装显示单元；
步骤三、将步骤二得到封装显示单元放入烤箱，在130℃～150℃温度下长烤1～4h，使封装胶体完全固化，得到集成封装显示模组。
本发明通过采用高TG点材料的PCB板，配合低热膨胀系数、低热应力的封装胶体材料，及超薄的封装胶体厚度，解决了胶体封装后的形变翘曲问题，封装胶体的平整一致性好，实现了大面积集成封装模块面板的工业化快速生产。
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是集成封装显示模组侧视图。
图2集成封装显示模组立体图。
图3a、图3b是结构化的集成封装显示模组侧视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的表面平整一致的集成封装显示模组包括PCB板1、驱动IC2、RGB发光芯片3、封装胶体4；驱动IC2固定在PCB板1的背面，RGB发光芯片3固定在PCB板1的正面，封装胶体4压合于PCB板的正面。
PCB板的基材可以采用BT树脂材料或FR-4材料，基材厚度在1mm～3mm之间，TG点在200-250℃之间。封装胶体厚度为0.4-0.6mm，热膨胀系数为25-50μm/m.℃，TG点为100℃～120℃。
所述封装胶体中各组分的配比如下：环氧树脂100重量份，准球形硅微粉75-85重量份，ZrW_2O_8粉体10-30重量份，甲基六氢邻苯二甲酸酐60-140重量份，硅烷偶联剂1-5重量份，TBAB(四丁基溴化铵)1-5重量份。该封装胶体热膨胀系数为27，固化温度为80度，tg点为100度。
所述封装胶体的制备方法如下：
按所述组分及重量百分比含量称量原料加入到预混合器中进行均匀混合。混合时间为10-15分钟，再将混合后的原材料通过挤出机加热挤炼，挤出机出料口温度在60-80℃，再经冷输送、粗碎后在进行粉碎。再经磁选。后混合，形成粉料产品，再经预成形为饼料产品。
如图2所示，本发明的集成封装显示模组制作方法如下：
首先通过SMT技术(表面贴装技术)将驱动IC 2贴装到PCB板1的背面，实现驱动IC2与PCB板1内部线路的相互连接；通过封装工艺技术将RGB发光芯片3贴装到PCB板1的正面，并形成电路连接，得到显示单元；将上面制作完成的显示单元放入模压机进行模压处理，模压温度设定在100℃5-8分钟时间，开启模压机的模具取出，得到封装显示单元，此时封装胶体4封装覆盖在PCB板1的正面。将封装完成的封装显示单元放入烤箱，在150℃下长烤2h，让封装胶体4完全固化。最后经过切边步骤完成集成封装显示模块的封装。
以P1.5点距，封装面积为80*80mm产品为例，采用常规模压封装方法，模压后PCB出现形变翘曲，难以实现后续的拼接。
以P1.25点距，封装面积为80*80mm产品为例，采用结构化的封装表面，即在表面构造沟槽的方式来模压，如图3a、图3b所示。
表面结构化在一定程度上可以减小翘曲发生，但在更大面积上仍然翘曲明显，而且在点距进一步缩小的情况下，像素点之间的缝隙难以通过磨具或者后续加工的方式构造。
本发明封装胶体通过模压等方式直接与PCB板压合，在PCB板正面形成具有一定厚度的封装胶体，起到对RGB发光芯片和PCB板正面的保护作用。
以点距P1.25，PCB板面积120*120mm为例，PCB板的基材采用BT树脂材料，厚度采用1.5mm设计；封装胶体采用上述由环氧树脂、准球形硅微粉、ZrW_2O_8粉体、甲基六氢邻苯二甲酸酐、硅烷偶联剂TBAB制备的胶体材料，厚度采用0.45mm设计，既能保障封装芯片可靠，又能保障厚度低，解决了大面积集成封装COB集成模组模压封装大面积面板的形变翘曲问题。用激光平面度测试仪测试，能够达到0.04-0.06mm。未采用本发明以前平面度约为0.4-0.5m。
所述封装胶体材料还可以采用在硅树脂、硅胶或UV固化胶水中添加无机散热填料、负热膨胀填料、固化剂、偶联剂及催化剂等配制，只要能够满足封装胶体材料固化后热膨胀系数在25-50μm/m.℃之间，固化温度在130℃～150℃之间，TG点在100℃～120之间即可。
Claims (5)
1.一种表面平整一致的集成封装显示模组，包括驱动IC(2)、PCB板(1)、RGB发光芯片(3)、封装胶体(4)；驱动IC(2)固定在PCB板(1)背面，RGB发光芯片(3)固定在PCB板(1)正面，封装胶体(4)压合于PCB板(1)的正面；其特征在于所述PCB板(1)的基材，其TG点在200-250℃之间，基材厚度在1mm～3mm之间；封装胶体(4)的厚度为0.4-0.6mm，热膨胀系数为25-50μm/m.℃，TG点为100℃～120℃；所述PCB板的基材采用BT树脂材料或FR-4材料。
2.根据权利要求1所述的表面平整一致的集成封装显示模组，其特征在于所述封装胶体的固化温度为130℃～150℃。
3.根据权利要求1所述的表面平整一致的集成封装显示模组，其特征在于所述封装胶体由环氧树脂100重量份、准球形硅微粉75-85重量份、ZrW_2O_8粉体10-30重量份、甲基六氢邻苯二甲酸酐60-140重量份、硅烷偶联剂1-5重量份、催化剂1-5重量份混合而成。
4.根据权利要求3所述的表面平整一致的集成封装显示模组，其特征在于所述催化剂采用四丁基溴化铵。
5.一种如权利要求1所述的表面平整一致的集成封装显示模组的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、将驱动IC(2)贴装到PCB板(1)的背面，将RGB发光芯片(3)贴装到PCB板(1)的正面，驱动IC(2)通过PCB板(1)内部线路与RGB发光芯片(3)连接，得到显示单元；
步骤二、将步骤一组装完成的显示单元放入模压机，在模压温度为90℃～100℃的条件下进行模压处理，将封装胶体(4)压合于PCB板(1)的正面；经过5-8分钟时间，开启模压机的模具取出固化好的封装显示单元；
步骤三、将步骤二得到封装显示单元放入烤箱，在130℃～150℃温度下长烤1～4h，使封装胶体(4)完全固化，得到集成封装显示模组。
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