CN107393911B - 一种节能型rgb-led封装体、封装模组及其显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种节能型RGB‑LED封装体、封装模组及其显示屏，包括基板以及设置在基板上的发光单元，所述发光单元包括红光芯片、绿光芯片以及蓝光芯片，所述红光芯片的正级和负极单独引出，所述绿光芯片和蓝光芯片共阳极或共阴极。所述节能型RGB‑LED封装模组，具有所述的节能型RGB‑LED封装体，所述节能型RGB‑LED封装体上的发光单元数量至少为二个。所述节能型RGB‑LED显示屏，具有所述的节能型RGB‑LED封装体。本发明改变传统的芯片驱动方式，将红光芯片与蓝、绿光芯片的驱动电路分开，为红光芯片提供单独的电源驱动，降低了驱动电压，从而极大地降低了功耗。
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，特别是涉及一种节能型RGB-LED封装体、封装模组及其显示屏。
背景技术
现有的小间距显示屏主要采用2121、1515、1010、0808等型号封装器件，均为4引脚器件，红绿蓝光芯片的一个阳极或阴极，通过共阳极或共阴极方式并联一起，另外一个引脚单独引出。红绿蓝光芯片的特性要求，红光芯片驱动电压为2V左右，蓝绿光芯片的驱动电压为3V左右，而对于目前市场上的小间距产品，应用端一般采用5V电压驱动，红绿蓝光芯片分别串联不同阻值的分压电阻。该方案虽然简单易行，但有两大缺陷：一是分压电阻产生了大量的无用功耗，大大增加了应用端产品的整体功耗；二是分压电阻产生的热量，增加应用端产品的散热负担，影响了产品的可靠性和使用寿命。
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节能型RGB-LED封装体、封装模组及其显示屏，旨在解决现有的RGB-LED产品应用端功耗大的问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种节能型RGB-LED封装体，包括基板以及设置在基板上的发光单元，所述发光单元包括红光芯片、绿光芯片以及蓝光芯片，所述红光芯片的正级和负极单独引出，所述绿光芯片和蓝光芯片共阳极或共阴极。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述红光芯片的驱动电压为2-3V；所述绿光芯片和蓝光芯片的驱动电压为3-4V。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述发光单元还包括功能区，所述功能区包括共极区、第一芯片固定区、第二芯片固定区、第一极区以及第二极区，所述绿光芯片或蓝光芯片固定在第一芯片固定区上，其余两个芯片固定在第二芯片固定区上，所述绿光芯片和蓝光芯片分别与共极区电连接，固定在第一芯片固定区的芯片与第一芯片固定区电连接，所述红光芯片分别与所述第二芯片固定区以及第二极区电连接，固定在第二芯片固定区的另一个芯片与第一极区电连接。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述功能区上均设置有贯穿基板的通孔，所述基板底部与通孔对应位置分别设置有下焊盘，所述功能区与对应的下焊盘通过通孔实现电性连接，所述通孔内填充有填充物。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述功能区和下焊盘上设置有镀层。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述发光单元表面设置有保护层。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述基板为金属底板，所述功能区之间由绝缘框架连接，所述金属底板底部与功能区对应位置分别设置有焊盘，用于与外部电路连接。
所述的节能型RGB-LED封装体，其中，所述绝缘框架在发光单元周围形成碗杯结构，所述碗杯内设置有第二保护层。
一种节能型RGB-LED封装模组，其中，具有如上所述的节能型RGB-LED封装体，所述节能型RGB-LED封装体上的发光单元数量至少为二个。
一种节能型RGB-LED显示屏，其中，具有如上所述的节能型RGB-LED封装体。
本发明的有益效果包括：本发明提供的节能型RGB-LED封装体、封装模组及其显示屏，改变传统的芯片驱动方式，将红光芯片与蓝、绿光芯片的驱动电路分开，为红光芯片提供单独的电源驱动，降低了驱动电压，从而极大地降低了功耗；本发明的发光单元采用3颗芯片，其中2个芯片共用一个热沉，另一个芯片单独一个热沉，即增加了一个直接散热的热沉，相对的降低了发光单元的热阻，提高了器件的散热性能；此外，本发明提供的封装模组，将多个发光单元集中到一个封装模组上，进一步提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
图1 为现有的RGB-LED的电性连接图。
图2 为本发明提供的一种节能型的RGB-LED封装体的电性连接图。
图3为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装体的正面结构简图。
图4为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装体的背面结构简图。
图5为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装体的剖视图。
图6为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装体的局部剖视图。
图7为本发明提供的另一种节能型RGB-LED封装体的局部剖视图。
图8为本发明提供的另一种节能型RGB-LED封装体的正面结构简图。
图9为本发明提供的另一种节能型RGB-LED封装体的背面结构简图。
图10为本发明提供的另一种节能型RGB-LED封装体的剖视图。
图11为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装模组的正面结构简图。
图12为本发明提供的另一种节能型RGB-LED封装模组的正面结构简图。
图13为本发明提供的一种节能型RGB-LED显示屏的正面结构简图。
附图标记说明：1、共阳极；2、红光芯片阴极；3、绿光芯片阴极；4、蓝光芯片阴极；5、蓝、绿芯片共阳极；6、红光芯片阳极；7、基板；8、红光芯片；9、绿光芯片；10、蓝光芯片；11、共极区；12、第一芯片固定区；13、第二芯片固定区；14、第一极区；15、第二极区；16、通孔；17、下焊盘；18、填充物；19、保护层；20、镀层；21、粘合层；22、LED芯片；23、绝缘框架；24、焊盘；25、碗杯结构；26、第二保护层；27、LED显示屏。
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1，为现有的一种RGB-LED的电性连接图，其中RGB-LED三颗芯片并联，共阳极1，在实际应用中，输入5V电压，其中在每个芯片处会分别串联一个不同阻值的分压电阻，起到降低电压的作用。
参见图2，为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装体的电性连接图，本发明采用红光芯片阳极6和红光芯片阴极2单独引出，蓝、绿芯片共阳极5的方式，将驱动电压需求较小的红光芯片单独引出，输入较低的电压，以此降低功耗。蓝、绿芯片除可共阳极外，还可采用共阴极的方式，本发明对此并不限制。在实际应用中，红光芯片阳极输入2-3V驱动电压，蓝、绿芯片共阳极5输入3-4V的驱动电压。想比较传统的采用分压电阻的形式，本发明采用的驱动电压低，且无分压电阻的功耗，大大降低了LED器件的总功耗。
参见图3-图5，为本发明提供的一种节能型RGB-LED封装体的实施例。在本实施例中，所述节能型RGB-LED封装体包括基板7以及设置在基板7上的发光单元，所述发光单元包括红光芯片8、绿光芯片9以及蓝光芯片10，所述发光单元还包括功能区，所述功能区包括共极区11、第一芯片固定区12、第二芯片固定区13、第一极区14以及第二极区15。绿光芯片9固定在第一芯片固定区12上，红光芯片8和蓝光芯片10固定在第二芯片固定区13上，绿光芯片9分别与共极区11和第一芯片固定区12电连接，红光芯片8分别与第二芯片固定区13和第二极区15电连接，蓝光芯片10分别与共极区11和第一极区14电连接。在实际应用中，蓝光芯片10和绿光芯片9的位置及连接关系可以互换。
在本实施例中，如图3-图5所示，所述功能区上均设置有贯穿基板7的通孔16，基板7底部与通孔16对应位置分别设置有下焊盘17，所述功能区与对应的下焊盘17通过通孔16实现电性连接，所述封装体通过下焊盘17实现与外部电路的电性连接。在实际应用中，通孔16作为LED芯片的热沉，降低了热阻，在本实施例中，红光芯片8和蓝光芯片10共用一个通孔16绿光芯片9使用一个通孔16，即相比传统的封装体，本发明增加了一个通孔，相对降低了基板7的热阻，提高了器件的散热性能。
在实际应用中，为方便后续的模压工序，通孔16内填充有填充物18。参见图6-图7，填充物18的种类及形式可有多种类型。如图6所示，在本实施例中，填充物18优选地采用油墨或者树脂，进一步地，采用半塞工艺，填充物18并不填满通孔16，节约成本。如图7所示，在本实施例中，选用油墨或树脂塞孔，塞孔之后上面和下面铺镀镀层20，优选地，镀层20为镀金层或镀银层，导电效果好。
在实际应用中，所述功能区和下焊盘17上设置有镀层20，进一步增强其导电性。
参见图5，所述发光单元表面设置有保护19，保护层19的材料优选为环氧树脂、有机硅树脂材料等，进一步地，可以添加扩散粉、色剂或者其他添加剂材料，增强发光效果。
参见图8至图10，为本发明提供的另一种节能型的RGB-LED封装体的实施例。在本实施例中，基板7为金属底板，所述功能区之间由绝缘框架23连接，基板7底部与功能区对应位置分别设置有焊盘24，用于与外部电路连接。基板7上设置有发光单元，所述发光单元包括红光芯片8、绿光芯片9以及蓝光芯片10，所述发光单元还包括功能区，所述功能区包括共极区11、第一芯片固定区12、第二芯片固定区13、第一极区14以及第二极区15。蓝光芯片10固定在第一芯片固定区12上，红光芯片8和绿光芯片9固定在第二芯片固定区13上，蓝光芯片10分别与共极区11和第一芯片固定区12电连接，红光芯片8分别与第二芯片固定区13和第二极区15电连接，绿光芯片9分别与共极区11和第一极区14电连接。在实际应用中，蓝光芯片10和绿光芯片9的位置及连接关系可以互换。
优选地，参见图10，绝缘框架23在发光单元周围形成碗杯结25，碗杯结构的设置可以增强所述封装体的机械强度，并使发光面唯一，增强发光效果。优选地，碗杯结构25内设置有第二保护层26。第二保护层26的材料优选为环氧树脂、有机硅树脂材料等，进一步地，可以添加扩散粉、色剂或者其他添加剂材料，增强发光效果。
参见图11-图12，本发明还提供了一种节能型RGB-LED封装模组，其中，具有如上所述的节能型RGB-LED封装体，所述节能型RGB-LED封装体上的发光单元数量至少为二个。将多个发光单元集成到一个封装模组上，可以成倍地提高生产效率，进一步地节约生产成本。在图11和图12所示的实施例中，发光单元的数量为4个。申请人已于申请专利名称为“QFN表面贴装式RGB LED封装支架及其制造方法”（申请号：201710194274.2）和“一种表面贴装式RGB-LED封装模组及其制造方法”（申请号：201710194308.8）的专利。本发明将发光单元集成到封装模组上的原理同上述两个专利。
参见图13，本发明还提供了一种节能型RGB-LED显示屏，具有如上所述的节能型RGB-LED封装体。随着小间距LED显示屏的发展，像素间距越来越小，单位面积上的封装器件数量越来越多，单颗封装体上节约的功耗体现在LED显示屏上，其降低的功耗将是数量级的增长。本发明提供的节能型RGB-LED显示屏，采用如上所述的节能型RGB-LED封装体，将极大地降低显示屏的功耗。
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 (8)
1.一种节能型RGB-LED封装体，包括基板以及设置在基板上的发光单元，所述发光单元包括红光芯片、绿光芯片以及蓝光芯片，其特征在于，所述红光芯片的正级和负极单独引出，所述绿光芯片和蓝光芯片共阳极或共阴极；
所述红光芯片的驱动电压为2-3V，所述绿光芯片和蓝光芯片的驱动电压为3-4V；
所述发光单元还包括功能区，所述功能区包括共极区、第一芯片固定区、第二芯片固定区、第一极区以及第二极区，所述绿光芯片或蓝光芯片固定在第一芯片固定区上，其余两个芯片固定在第二芯片固定区上，所述绿光芯片和蓝光芯片分别与共极区电连接，固定在第一芯片固定区的芯片与第一芯片固定区电连接，所述红光芯片分别与所述第二芯片固定区以及第二极区电连接，固定在第二芯片固定区的另一个芯片与第一极区电连接；
所述功能区上均设置有贯穿基板的通孔，所述红光芯片和所述蓝光芯片共用一个通孔，所述绿光芯片使用一个通孔。
2.根据权利要求1所述的节能型RGB-LED封装体，其特征在于，所述基板底部与通孔对应位置分别设置有下焊盘，所述功能区与对应的下焊盘通过通孔实现电性连接，所述通孔内填充有填充物。
3.根据权利要求2所述的节能型RGB-LED封装体，其特征在于，所述功能区和下焊盘上设置有镀层。
4.根据权利要求2所述的节能型RGB-LED封装体，其特征在于，所述发光单元表面设置有保护层。
5.根据权利要求1所述的节能型RGB-LED封装体，其特征在于，所述基板为金属底板，所述功能区之间由绝缘框架连接，所述金属底板底部与功能区对应位置分别设置有焊盘，用于与外部电路连接。
6.根据权利要求5所述的节能型RGB-LED封装体，其特征在于，所述绝缘框架在发光单元周围形成碗杯结构，所述碗杯结构内设置有第二保护层。
7.一种节能型RGB-LED封装模组，其特征在于，具有如权利要求1-6任一项所述的节能型RGB-LED封装体，所述节能型RGB-LED封装体上的发光单元数量至少为二个。
8.一种节能型RGB-LED显示屏，其特征在于，具有如权利要求1-6任一项所述的节能型RGB-LED封装体。
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