CN108701434B - 视频墙模块和用于生产视频墙模块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频墙模块,其包括多个发光二极管芯片,发光二极管芯片具有在每种情况下被布置在接触侧上的第一接触电极和第二接触电极。发光二极管芯片被布置在多层印刷电路板的顶侧上。接触电极被以导电方式连接到布置在印刷电路板的顶侧上的第一金属化层。

Description

视频墙模块和用于生产视频墙模块的方法
本发明涉及视频墙模块和用于生产视频墙模块的方法。
本专利申请要求德国专利申请DE102016103324.3的优先权,该德国专利申请的公开内容被通过引用合并于此。
用于构造视频墙的视频墙模块是从现有技术已知的。视频墙是用于静止或运动画面的显示面板,在所述静止或运动画面中每个像素由一个或多个发光二极管芯片(LED芯片)形成。为了实现高的显示质量,想要像素彼此间的小的距离、高的对比度以及在不同空间方向上的均匀的光发射。
本发明的一个目的是提供一种视频墙模块。本发明的进一步的目的是指明一种用于生产视频墙模块的方法。这些目的是借助于根据独立权利要求的视频墙模块和用于生产视频墙模块的方法来实现的。在从属权利要求中指明了各种发展。
视频墙模块包括多个发光二极管芯片,所述多个发光二极管芯片中的每个包括被布置在接触侧处的第一接触电极和第二接触电极。发光二极管芯片被布置在多层电路板的顶侧处。接触电极被导电地连接到布置在电路板的顶侧处的第一金属化层。
有利地,在这种视频墙模块的发光二极管芯片的情况下,第一接触电极和第二接触电极被布置在发光二极管芯片的同一侧处。作为结果,在这种视频墙模块的情况下的发光二极管芯片可以以简单的方式电接触。特别是,在这种视频墙模块的情况下不要求布置在发光二极管芯片上方的接触结构。作为结果,视频墙模块可以被成本有效地生产并且以牢靠的方式形成,并且是以如下这样的方式形成的:其对于损坏不敏感。
在视频墙模块的一个实施例中,在每个发光二极管芯片的接触侧处,在每种情况下布置有导电管芯附接膜的图案化区段,其将发光二极管芯片的接触电极导电地连接到第一金属化层。有利地,这使得即使在其中发光二极管芯片包括非常小的边缘长度并且发光二极管芯片的接触电极被布置得非常接近于彼此的情况下,也能够进行发光二极管芯片的简单且可靠的电接触。特别是,通过提供导电管芯附接膜的区段以用于在发光二极管芯片的接触电极和第一金属化层之间产生导电连接,从而可以避免发光二极管芯片的接触电极之间的电短路。
在视频墙模块的一个实施例中,在电路板的顶侧处布置有各向异性导电膜,所述各向异性导电膜将发光二极管芯片的接触电极导电地连接到第一金属化层。有利地,提供各向异性导电膜使得即使在其中发光二极管芯片包括小的边缘长度的情况下,也能够进行发光二极管芯片的简单且可靠的电接触。特别是,通过提供各向异性导电膜,可以防止在发光二极管芯片的接触电极之间出现短路。
在视频墙模块的一个实施例中,发光二极管芯片被至少部分地嵌入到布置在电路板的顶侧处的灌封材料中。有利地,由此保护发光二极管芯片免受作为外部影响的结果的损坏。灌封材料附加地形成在视频墙模块的顶侧处的有利的、平滑的并且均匀的表面,该表面取决于应用可以包括想要的高的或低的光学反射率。为此目的,可以选取具有合适的光学反射特性的灌封材料。
在视频墙模块的一个实施例中,电路板包括第二金属化层。在这种情况下,第一金属化层的区段和第二金属化层的区段是通过布置在电路板中的通入接触彼此导电连接的。有利地,视频墙模块的电路板的金属化层使得能够进行视频墙模块的发光二极管芯片的复杂的电互连。特别是,通过第一金属化层和第二金属化层的存在从而使线路交叉是可能的。
在视频墙模块的一个实施例中,发光二极管芯片被逻辑地分布在矩阵的行和列当中。在这种情况下,发光二极管芯片的第一接触电极通过第一金属化层逐列地彼此导电连接。发光二极管芯片的第二接触电极通过第二金属化层逐行地彼此导电连接。因此,视频墙模块的发光二极管芯片被布置成交叉矩阵互连。后者有利地使得能够同时彼此独立地驱动矩阵的逻辑行的所有发光二极管芯片,而不驱动矩阵的其余行的发光二极管芯片。矩阵的各个行可以在多路复用操作中被临时地相继驱动。这使得视频墙模块的发光二极管芯片中的每个能够独立于视频墙模块的其余的发光二极管芯片而被操作,而不需要提供专用于视频墙模块的每个发光二极管芯片的独立的控制线路。
在视频墙模块的一个实施例中,电路板包括第三金属化层。在这种情况下,第二金属化层的区段和第三金属化层的区段是通过布置在电路板中的通入接触彼此导电连接的。有利地,提供第三金属化层提供了在视频墙模块的电接口的设计上的附加的自由度。
在视频墙模块的一个实施例中,第三金属化层形成视频墙模块的外部电接触焊盘。有利地,在这种情况下,第三金属化层使得外部电接触焊盘的几何形状能够适配于想要的应用场合。视频墙模块的一个优点可以在于如下事实:外部电接触焊盘的数目可以少于视频墙模块的发光二极管芯片的数目,作为其结果,视频墙模块可以被形成有紧凑的外部尺寸并且是以简单的方式可电接触的。
在视频墙模块的一个实施例中,电路板包括集成电子组件。集成到电路板中的电子组件可以用来驱动视频墙模块的发光二极管芯片。通过示例的方式,集成到电路板中的电子组件可以用来驱动视频墙模块的在多路复用操作中以交叉矩阵互连来进行互连的发光二极管芯片。有利地,作为将驱动电子器件集成到电路板中的结果,视频墙模块可以是以特别简单的方式可使用的。
在视频墙模块的一个实施例中,两个或三个相邻的发光二极管芯片相应地形成像素。在这种情况下,共同地形成像素的发光二极管芯片可以被配置用于发射不同色彩的光。通过示例的方式,在红色波长范围中进行发射的发光二极管芯片、在绿色波长范围中进行发射的发光二极管芯片和在蓝色波长范围中进行发射的发光二极管芯片的每种情况下,可以形成视频墙模块的像素。有利地,视频墙模块因此使得能够进行彩色表示。
在视频墙模块的一个实施例中,像素在电路板的顶侧处被布置成矩形网格。有利地,视频墙模块由此良好地适合于显示由像素组成的画面。
在视频墙模块的一个实施例中,像素的发光二极管芯片被彼此并排地线性布置。有利地,这可以导致视频墙模块的特别高的画面质量。
一种用于生产视频墙模块的方法包括:用于提供包括布置在电路板的顶侧处的第一金属化层的多层电路板的步骤:用于提供多个发光二极管芯片的步骤,其中每个发光二极管芯片包括接触侧,该接触侧包括布置在接触侧处的第一接触电极和布置在接触侧处的第二接触电极;以及用于在电路板的顶侧处布置发光二极管芯片的步骤,其中接触电极导电连接到第一金属化。
有利地,该方法使得能够使用其中第一接触电极和第二接触电极被布置在发光二极管芯片的共同侧的发光二极管芯片。作为结果,生产方法不要求提供布置在发光二极管芯片上方的布线结构,作为其结果,由该方法可获得的视频墙模块可以以牢靠的方式形成并且具有对于干扰的小的敏感性。
在该方法的一个实施例中,提供每个发光二极管芯片包括:用于在发光二极管芯片的接触侧处布置导电管芯附接膜的区段的步骤;以及用于以如下这样的方式图案化导电管芯附接膜的步骤:导电管芯附接膜的与第一接触电极接触的部分以及与第二接触电极接触的部分被彼此电隔离。在该方法的这个实施例中,发光二极管芯片被布置在电路板的顶侧处,以使得导电管芯附接膜的相应的区段将接触电极导电地连接到第一金属化层。有利地,即使在其中发光二极管芯片形成有小的边缘长度以及在接触电极之间的仅仅小的距离的情况下,该方法也由此使得能够进行电发光二极管芯片的简单且可靠的电接触。在这种情况下,特别是通过使用导电管芯附接膜来防止在发光二极管芯片的接触电极之间形成短路。
在该方法的一个实施例中,借助于激光来执行对导电管芯附接膜进行图案化。有利地,导电管芯附接膜的图案化由此可能是特别简单、快速和精确的。
在该方法的一个实施例中,导电管芯附接膜被布置在包括多个发光二极管芯片的芯片晶片处。在这种情况下,在图案化导电管芯附接膜的处理之后,将发光二极管芯片连同导电管芯附接膜一起单体化。因此在发光二极管芯片仍处于晶片组装中的同时执行对导电管芯附接膜进行图案化,作为其结果,能够特别简单、快速且成本有效地执行该方法。
在该方法的一个实施例中,在电路板的顶侧处布置发光二极管芯片包括:用于在电路板的顶侧处布置各向异性导电膜的步骤;以及用于以如下这样的方式在电路板的顶侧处布置发光二极管芯片的步骤:各向异性导电膜将发光二极管芯片的接触电极导电地连接到第一金属化层。有利地,该方法使得即使在其中发光二极管芯片包括在接触电极之间的小的大小和小的距离的情况下,也能够进行发光二极管芯片的可靠的电接触。特别是,使用各向异性导电膜可以降低在发光二极管芯片的接触电极之间形成短路的风险。
在该方法的一个实施例中,在电路板的顶侧处布置发光二极管芯片包括:用于在电路板的顶侧上施加电绝缘粘合剂的步骤;以及用于在电路板的顶侧处布置发光二极管芯片的步骤。在这种情况下,发光二极管芯片的接触电极和/或第一金属化层的微小金属尖端局部地刺穿电绝缘粘合剂,并且将发光二极管芯片的接触电极导电地连接到第一金属化层。有利地,该方法使得即使在其中发光二极管芯片包括接触电极之间的小的大小和的小的距离的情况下也能够进行发光二极管芯片到电路板的顶侧的简单并且可靠的固定以及同时进行发光二极管芯片的可靠的电接触。
在该方法的一个实施例中,后者包括:用于在电路板的顶侧处布置灌封材料的进一步的步骤,其中发光二极管芯片被至少部分地嵌入到灌封材料中。有利地,借助于嵌入到灌封材料中,从而保护发光二极管芯片免受作为外部影响的结果的损坏。灌封材料可以附加地形成包括想要的光学反射特性的均匀的顶侧。
与关联于附图更详细地解释的示例性实施例的如下描述相关联地,本发明的上面描述的特性、特征和优点以及其中实现它们的方式将变得更清楚并且被更清楚地理解。在此,在每种情况下,在示意性图示中:
图1示出视频墙模块的像素的平面图;
图2示出根据第一实施例的视频墙模块的一部分的截面侧视图;
图3示出视频墙模块的交叉矩阵互连的电路图;
图4示出视频墙模块的电路板的第一金属化层的平面图;
图5示出视频墙模块的电路板的上通入接触的平面图;
图6示出视频墙模块的电路板的第二金属化层的平面图;
图7示出视频墙模块的电路板的下通入接触的平面图;
图8示出视频墙模块的电路板的第三金属化层的平面图;
图9示出借助于导电管芯附接膜接触的发光二极管芯片的截面侧视图;
图10示出表示通过各向异性导电膜接触的发光二极管芯片的截面侧视图;
图11示出根据第二实施例的视频墙模块的一部分的截面侧视图;以及
图12示出借助于电绝缘粘合剂固定的发光二极管芯片的截面侧视图;
图1示出视频墙模块100的高度示意性的平面图。视频墙模块100在图1中没有被完整地图示并且被以简化的方式图示,以便图示视频墙模块100的基本几何形状。
视频墙模块100可以用作为用于构建更大的视频墙的模块。在这种情况下,视频墙可以包括多个相同类型的视频墙模块100。视频墙可以用于显示静止的或运动的单色或多色画面。
视频墙模块100包括被布置成规则的二维矩形网格120的多个像素110。在图1中示出的示例中,矩形网格120包括16个列122和16个行121。因此,视频墙模块100包括16×16个像素110。然而,可能的是配置具有不同数量的像素110(例如具有8×8个像素110、具有4×4个像素110或具有32×32个像素110)的视频墙模块100。对于视频墙模块100的矩形网格120的行121的数目而言同样可能的是不同于矩形网格120的列122的数目。在这种情况下,视频墙模块100可以包括例如8×16个像素110。
视频墙模块100的像素110在图1中示出的示例中被以方形形式配置。由于矩形网格120在图1中示出的示例中也是方形的,所以视频墙模块100总体上包括方形形状。然而,像素110也可以被以矩形方式配置。在这种情况下,视频墙模块100可以包括非方形的矩形形状。同样可想见的是将像素110配置为具有非方形的矩形形状并且将矩形网格120配置为具有不同数量的行121和列122,以使得视频墙模块100总体上包括方形形状。
矩形网格120的各2×2的相邻像素110分别形成相关联的像素110的块130。在图1中示出的示例中,视频墙模块100的矩形网格120因此包括8×8个块130。
视频墙模块100的各个像素110可以包括边缘长度,该边缘长度例如在0.3mm和2mm之间,特别是例如在0.5mm和1mm之间。如果像素110是以方形形式配置的,则那么它们可以因此包括例如1mm×1mm的大小。在这种情况下,视频墙模块100可以包括例如16mm的边缘长度。对于视频墙模块100而言可能有利的是包括稍微更小的边缘长度以便补偿容限,例如15.9mm的边缘长度。
视频墙模块100的每个像素110在图1中示出的示例中包括三个发光二极管芯片(LED芯片)200。像素110的三个发光二极管芯片200可以被配置为发射不同色彩的光。通过示例的方式,像素110的三个发光二极管芯片200可以被配置为发射红光、绿光和蓝光。借助于由像素110的发光二极管芯片200发射的辐射的添加混合,使得每个像素110能够发射具有在宽的限度内可调节的色彩的光。
然而,还可能的是配置按每一像素110具有不同数量的发光二极管芯片200的视频墙模块100。通过示例的方式,视频墙模块100的每个像素110可以包括一个发光二极管芯片200、两个发光二极管芯片200或多于三个的发光二极管芯片200。在这种情况下,发光二极管芯片200可以被配置为例如发射蓝色、绿色、黄色、红色或橙色光。
在图1中示出的示例中,像素110的各个发光二极管芯片200被线性地彼此并排布置。在这种情况下,发光二极管芯片200被以如下方式布置成行:视频墙模块100的矩形网格120的行121的所有像素110的所有发光二极管芯片200被布置成共同的行。然而,同样可能的是,将像素110的发光二极管芯片200线性地彼此并排布置成列,以使得视频墙模块100的矩形网格120的列122的所有像素110的所有发光二极管芯片200被布置成共同的列。同样可能的是以不同于线性的方式(例如以三角形布置或竖向偏移布置的方式)将像素110的各个发光二极管芯片200彼此并排地布置。视频墙模块100的像素110的各个发光二极管芯片200的线性布置可以在由视频墙模块100可实现的画面质量的情况下提供优点。
像素110的各个发光二极管芯片200可以包括例如在30微米和60微米之间的间隔(发光二极管芯片到发光二极管芯片的间隔)。在这种情况下,各个发光二极管芯片200可以包括例如在0.1毫米和0.5毫米之间的边缘长度。
图2示出视频墙模块100的部分的示意性截面侧视图。在图1中描绘了截面边缘的截取路径。
发光二极管芯片200中的每个包括辐射发射侧201和与辐射发射侧201相对的接触侧202。发光二极管芯片200可以被配置为倒装芯片。发光二极管芯片200的每个被配置为在它们的辐射发射侧201处发射电磁辐射。
在每种情况下,第一接触电极210和第二接触电极220被布置在每个发光二极管芯片200的接触侧202处。第一接触电极210可以是例如相应的发光二极管芯片200的阳极。在这种情况下,第二接触电极220形成相应的发光二极管芯片200的阴极。然而,对于第一接触电极210而言还可能的是形成阴极,并且对于第二接触电极220而言还可能的是形成发光二极管芯片200的阳极。第一接触电极210和第二接触电极220两者都可以被再划分为布置在接触侧202的不同位置处的多个部分电极,特别是例如采用交错布置。
视频墙模块100的发光二极管芯片200被布置在多层电路板300的顶侧301处。电路板300还可以被称为印刷电路板(PCB)。发光二极管芯片200被以如下这样的方式布置在电路板300的顶侧301处:发光二极管芯片200的接触侧202面对电路板300的顶侧301,并且发光二极管芯片200的辐射发射侧201背对电路板300的顶侧301。
在图2中示出的示例中,多层电路板300包括第一电路板层310和第二电路板层320。第一电路板层310被布置在第二电路板层320上方,以使得第一电路板层310被布置得比第二电路板层320更靠近发光二极管芯片200。
第一金属化层330被布置在第一电路板层310的面对发光二极管芯片200的顶侧处,所述第一金属化层连同第一电路板层310的顶侧一起形成电路板300的顶侧301。第二金属化层340被布置在第一电路板层310与第二电路板层320之间。第三金属化层350被布置在第二电路板层320的背对第一电路板层310的下侧处。第二电路板层320的下侧和第三金属化层350形成视频墙模块100的后侧102。
第一金属化层330的区段和第二金属化层340的区段经由布置在第一电路板层310中的第一上通入接触311和布置在第一电路板层310中的第二上通入接触311彼此导电地连接。第二金属化层340的区段和第三金属化层350的区段经由布置在电路板300的第二电路板层320中的下通入接触321彼此导电连接。
视频墙模块100的电路板300的金属化层330、340、350形成交叉矩阵互连140,来自该交叉矩阵互连的片段被示意性地图示在图3中。包括逻辑行141和逻辑列142的逻辑矩阵的发光二极管芯片200被布置成交叉矩阵互连140。发光二极管芯片200之一被布置在逻辑行141和逻辑列142的每个交叉部处。
在最简单的情况下,交叉矩阵互连140的逻辑行141与视频墙模块100的像素110的矩形网格120的行121相一致。交叉矩阵互连140的逻辑列142如像素110的矩形网格120的列122那样延伸,虽然在图示的按每像素110三个发光二极管芯片200的示例中,按像素110的矩形网格120每列122存在三个逻辑列142。
在交叉矩阵互连140中,发光二极管芯片200的每个逻辑列142的第一接触电极210被通过列线331导电地彼此连接。因此列线331的数目对应于交叉矩阵互连140的逻辑列142的数目。交叉矩阵互连140的每个逻辑行141的发光二极管芯片200的第二接触电极220被通过行线341在每种情况下导电地彼此连接。因此行线341的数目对应于交叉矩阵互连140的逻辑行141的数目。
交叉矩阵互连140使得对于逻辑行141的所有发光二极管芯片200而言能够被同时彼此独立地驱动。在该时间期间所有其它的逻辑行141的发光二极管芯片200不被驱动。交叉矩阵互连140的各个逻辑行141可以被暂时地相继驱动(多路复用方法),以便被布置成交叉矩阵互连140的所有发光二极管芯片200被以这种方式彼此独立地寻址。
图4以示意性的图示示出被布置在视频墙模块100的电路板300的第一电路板层310的顶侧处的第一金属化层330的平面图。为更容易理解,视频墙模块100的像素110的矩形网格120被附加地描绘在图4中。这也适用于下面描述的图5、图6、图7和图8。
第一金属化层330形成交叉矩阵互连140的列线331。列线331平行于像素110的矩形网格120的列122延伸。按像素110的每一列122存在三个列线331。以如下那样的方式将发光二极管芯片200布置在电路板300的顶侧301处:每个发光二极管芯片200的第一接触电极210被导电地连接到列线331。各个列线331彼此电绝缘。
图5以示意性的图示示出被布置在视频墙模块100的电路板300的第一电路板层310中的第一上通入接触311和第二上通入接触312的布置。
电路板300按每一列线331(也就是说按每一交叉矩阵互连140的逻辑列142)包括一个第一上通入接触311。每个列线331导电连接到第一上通入接触311。在图5中示出的示例中,第一上通入接触311被布置在像素110的行121之间的边界处。然而,可能的是将第一上通入接触311布置在其它位置处。
电路板300附加地按每一视频墙模块100的发光二极管芯片200包括一个第二上通入接触312,也就是说,在按每一像素110包括三个发光二极管芯片200的视频墙模块100的示例中,按每像素110三个第二上通入接触312。以如下这样的方式将发光二极管芯片200布置在电路板300的顶侧301处:每个发光二极管芯片200的第二接触电极220被导电地连接到第二上通入接触312之一。在第一电路板层310的顶侧处的第一金属化层330可以包括金属区段(在图4中未图示),其在发光二极管芯片200的第二接触电极220和第二上通入接触312之间产生导电连接。
图6以示意性的图示示出布置在视频墙模块100的电路板300的第一电路板层310和第二电路板层320之间的第二金属化层340的平面图。
第二金属化层340形成交叉矩阵互连140的行线341。行线341平行于像素110的矩形网格120的行121延伸。按每一像素110的行121存在一个行线341。
第二金属化层340的行线341被布置为使得像素110的行121的所有发光二极管芯片200的第二接触电极220在每种情况下经由第二上通入接触312导电地连接到共同的行线341。因此,每个行线341使视频墙模块100的像素110的行121的所有发光二极管芯片200的第二接触电极220电短路。各个行线341被彼此电绝缘。
除了行线341之外,第二金属化层340还包括行连接结构342和列连接结构343。行连接结构342和列连接结构343在每种情况下被布置在行线341之间。行连接结构342被导电连接到行线341。在这种情况下,每个行线341被连接到行连接结构342,并且每个行连接结构342被连接到行线341。列连接结构343彼此电绝缘、与行线341电绝缘并且与行连接结构342电绝缘。
在图6中图示的第二金属化层340的每个列连接结构343被准确地导电连接到第一电路板层310中的在图5中示出的第一上通入接触311之一。作为结果,第二金属化层340的每个列连接结构343被准确地导电连接到图4中示出的第一金属化层330的一个列线331。列连接结构343的数目对应于列线331的数目。
图7以示意性的图示示出布置在视频墙模块100的电路板的300的第二电路板层320中的下通入接触321的布置。下通入接触321的数目对应于视频墙模块100的像素110的块330的数目。按每一块130提供一个下通入接触321。在此在所图示的示例中,下通入接触321在每种情况下被布置在如下的点处:在该点处形成相应的块130的四个像素110相遇。然而,可能的是将下通入接触321布置在其它位置处。
在图6中图示的第二金属化层340的每个行连接结构342和每个列连接结构343被准确地导电连接到在图7中图示的下通入接触321之一。每个下通入接触321被准确地导电连接到一个行连接结构342或被准确地连接到一个列连接结构343。在这种情况下,行连接结构342在行线341和下通入接触321的被分配给行线341的位置之间产生连接。列连接结构343在第一上通入接触311的位置和被相应地分配的下通入接触321的位置之间产生连接。
图8以示意性的图示示出布置在视频墙模块100的电路板300的第二电路板层320下侧处的第三金属化层350的视图。视频墙模块100的电接触焊盘351形成在第三金属化层350中。电接触焊盘351可以用作为视频墙模块100的外部接触焊盘以用于电接触视频墙模块100。视频墙模块100可以例如被提供用于表面安装(SMT安装),以例如用于通过回流焊接进行表面安装。
形成在第三金属化层350中的电接触焊盘351的数目对应于布置在电路板300的第二电路板层320中的下通入接触321的数目,并且因此也对应于视频墙模块100的像素110的块130的数目。每个下通入接触321被分配有在第三金属化层350中的电接触焊盘351。在这种情况下,像相关联的下通入接触321那样,相应的电接触焊盘351居中于形成视频墙模块100的块130的四个像素110的交叉点处。在所图示的示例中,电接触焊盘351的每个包括方形形状,但是例如也可以每个包括圆盘形状或某种其它形状。
形成在第三金属化层350中的每个电接触焊盘351导电地连接到在电路板300的第二电路板层320中被分配给它的下通入接触321。因此,经由在第一电路板层310中的第一上通入接触311、在第二金属化层340中的列连接结构343以及在第二电路板层320中的下通入接触321,第一金属化层330中的每一列线331被准确地导电连接到第三金属化层350中的一个电接触焊盘351。此外,经由第二金属化层340的行连接结构342和第二电路板层320中的下通入接触321,第二金属化层340的每个行线341被准确地导电连接到第三金属化层350中的一个电接触焊盘351。视频墙模块100的电接触焊盘351因此允许视频墙模块100的所有发光二极管芯片200被经由形成在电路板300中的交叉矩阵互连140电驱动。
视频墙模块100的电路板300可以被预先生产有第一电路板层310、第二电路板层320、第一金属化层330、上通入接触311,212、第二金属化层340、下通入接触321和第三金属化层350。
此后,预先生产的发光二极管芯片200被布置在电路板300的顶侧301处,其中接触电极210,220被导电地连接到电路板300的第一金属化层330。
发光二极管芯片200的接触电极210,220可以在发光二极管芯片200的接触侧202处包括距彼此的小的距离。这可能造成如下风险:在产生向电路板300的第一金属化层的330的导电连接期间第一接触电极210和第二接触电极220被电短路。
为了降低在发光二极管芯片200的第一接触电极210与第二接触电极220之间在每个发光二极管芯片200的接触侧202处短路的风险,在每种情况下可以布置有导电管芯附接膜380的图案化的区段,其将发光二极管芯片200的接触电极210,220导电地连接到第一金属化层330。为此目的,导电管芯附接膜380的区段首先以平面方式布置在相应的发光二极管芯片200的接触侧202处,并且随后被以如下这样的方式图案化:导电管芯附接膜380的与第一接触电极210接触的部分和与第二接触电极220接触的部分被彼此电隔离。例如,可以借助于激光来执行对导电管芯附接膜380图案化。图9示出包括导电管芯附接膜380的区段的发光二极管芯片200的示意性截面侧视图,该导电管芯附接膜380的区段已经被对应地图案化,所述区段被布置在发光二极管芯片200的接触侧202处。
之后,每个发光二极管芯片200被布置在电路板300的顶侧301处,以使得导电管芯附接膜380的相应区段将相应的发光二极管芯片200的接触电极210,220导电地连接到第一金属化层330。
发光二极管芯片200可以被生产在晶片集聚体中。在这种情况下,芯片晶片包括多个整体地连续的发光二极管芯片200,其仅在即将结束生产处理时被通过划分芯片晶片而单体化。导电管芯附接膜380可以被布置在芯片晶片上,芯片晶片包括多个发光二极管芯片200,如早在晶片集聚体中的那样。然后,在实际地单体化发光二极管芯片200之前同样地在晶片集聚体中执行对导电管芯附接膜380图案化。在单体化发光二极管芯片200的处理期间,导电管芯附接膜380被与芯片晶片一起划分。
用于降低发光二极管芯片200的接触电极210,220之间的短路的风险的替换的可能性在于使用布置在电路板300的顶侧301处的各向异性导电膜390,以便将发光二极管芯片200的接触电极210,220导电地连接到第一金属化层330。
图10示出包括被布置在发光二极管芯片200的接触侧202的接触电极210,220与在电路板300的顶侧301处的第一金属化层330之间的各向异性导电膜390的区段的发光二极管芯片200的示意性截面侧视图。各向异性导电膜390首先被以平面方式布置在电路板300的顶侧301处。之后,发光二极管芯片200被以如下这样的方式布置在电路板300的顶侧301处:各向异性导电膜390将发光二极管芯片200的接触电极201,220导电地连接到第一金属化层330。这利用了如下的事实:各向异性导电膜390仅在垂直于各向异性导电膜390的平面的方向上是导电的,也就是说在垂直于电路板300的顶侧301的方向上导电,但是在各向异性导电膜390的平面内的横向方向上(也就是说,在平行于电路板300的顶侧301的方向上)不导电。可以通过由发光二极管芯片200的接触电极210,220在各向异性导电膜390上局部地施加的压力来带来或放大该各向异性导电膜390的各向异性导电性。
在图12中示意性地图示了用于将发光二极管芯片200固定在电路板300的顶侧301处并且使发光二极管芯片200在电路板300的顶侧301处进行接触以使得在发光二极管芯片200的接触电极210,220之间仅存在小的短路风险的进一步的替换的可能性。在该变型中,发光二极管芯片200被借助于电绝缘粘合剂395固定到电路板300的顶侧301。电绝缘粘合剂395可以例如在布置发光二极管芯片200的处理之前以平面方式施加在电路板300的顶侧301上。图12示出包括被布置在发光二极管芯片200的接触侧202和电路板300的顶侧301之间的电绝缘粘合剂395的区段的发光二极管芯片200的示意性截面侧视图。
在该变型中,发光二极管芯片200的接触电极210,220和/或第一金属化层330包括微观金属尖端211,221,332,其在将发光二极管芯片200放置到电路板300的顶侧301上的处理期间局部地刺穿电绝缘粘合剂395,并且由此在发光二极管芯片200的接触电极210,220和第一金属化层330之间产生导电连接。
在将发光二极管芯片200布置在电路板300的顶侧301处的处理之后,可以在电路板300的顶侧301处布置灌封材料370,其中发光二极管芯片200被部分地嵌入到灌封材料370中。图2示出被布置在电路板300的顶侧301处的灌封材料370。发光二极管芯片200被以如下这样的方式嵌入到灌封材料370中:发光二极管芯片200的在辐射发射侧201和接触侧202之间延伸的侧面被灌封材料370覆盖,但是发光二极管芯片200的辐射发射侧201未被灌封材料370覆盖。灌封材料370可以与发光二极管芯片200的辐射发射侧201齐平地终止。被布置在电路板300的顶侧301和发光二极管芯片200的辐射发射侧201之上(所述辐射发射侧未被灌封材料370覆盖)的灌封材料370形成视频墙模块100的前侧101。
灌封材料370可以对于作为外部影响的结果的损坏提供对发光二极管芯片200的保护。同时,灌封材料370可以带来视频墙模块100的前侧101的均匀外观。灌封材料370可以取决于应用而包括高的或低的光学反射率。如果灌封材料370包括具有低的光学反射率的黑色色彩,则那么这可能造成在发射辐射的发光二极管芯片200的辐射发射侧201与视频墙模块100的前侧101的其它区段之间的特别高的对比度。
灌封材料370可以包括例如塑料材料,例如环氧树脂或硅树脂。可以例如借助于通过模制方法(模制法)将灌封材料370布置在电路板300的顶侧301处。在简化的实施例中灌封材料370可以被省略。
图11以示意性的截面侧视图示出根据进一步的实施例的视频墙模块100的部分。在图11中的图示中的区段以与在图2中的图示中完全相同的方式延伸。如在图11中示出的视频墙模块100的实施例很大程度上对应于如在图2中示出的视频墙模块100的实施例。在图2和图11中,相互对应的组件部分被提供有相同的参考标号。下面仅描述在图2中示出的实施例和在图11中示出的实施例之间的差异。
在如在图11中示出的视频墙模块100的实施例的情况下,多层电路板300除了第一电路板层310和第二电路板层320之外还包括第三电路板层360。在这种情况下,第二电路板层320被布置在第一电路板层310和第三电路板层360之间。电路板300的第三金属化层350被布置在第二电路板层320和第三电路板层360之间。
第四金属化层400被布置在电路板300的第三电路板层360的背对第二电路板层320的下侧。第四金属化层400形成视频墙模块100的后侧102。电接触焊盘401被形成在第四金属化层400中,并且在如在图11中示出的视频墙模块100的实施例的情况下,形成视频墙模块100的外部电接触焊盘以用于电接触视频墙模块100。如在图11中示出的视频墙模块100的实施例也可以适合作为用于表面安装的SMT组件,例如用于通过回流焊接进行表面安装。
通入接触可以被布置在第三电路板层360中,所述通入接触将第三金属化层350的区段导电地连接到第四金属化层400的区段。此外,至少一个电子组件361被布置在第三电路板层360中。对于多个电子组件361而言还可能的是被布置在第三电路板层360中。电子组件361可以是有源的或无源的电子组件,例如电阻器、电容器、晶体管、电子半导体芯片或其它电子组件。电子组件361被导电地连接到第三金属化层350的电接触焊盘351,并且被导电地连接到形成在第四金属化层400中的电接触焊盘401。
布置在第三电路板层360中的电子组件361可以用于例如在多路复用方法中经由交叉矩阵互连140来驱动发光二极管芯片200。因此,在如在图11中示出的视频墙模块100的实施例的情况下,用于驱动发光二极管芯片200所要求的电子器件中的至少一部分被集成到视频墙模块100中。作为结果,如在图11中示出的视频墙模块100的实施例可以被特别容易地驱动。
在视频墙模块100的进一步的实施例的中,多层电路板300被与在图2和图11中示出的实施例中不相同地配置。通过示例的方式,与交叉矩阵互连140相比,电路板300可以包括不同的互连。然而在任何情况下,电路板300被以多层方式配置,并且在其顶侧301处包括第一金属化层330,被布置在电路板300的顶侧301处的发光二极管芯片200的接触电极210,220被导电地连接到该第一金属化层330。
已经基于优选的示例性实施例更详细地图示和描述了本发明。然而,本发明不局限于所公开的示例。相反,在不脱离本发明的保护范围的情况下,本领域技术人员可以从中得到其它变化。
参考标号列表
100视频墙模块
101前侧
102后侧
110像素
120矩形网格
121像素行
122像素列
130块(包括四个像素)
140交叉矩阵互连
141逻辑行
142逻辑列
200发光二极管芯片
201辐射发射侧
202接触侧
210第一接触电极
211金属尖端
220第二接触电极
221金属尖端
300电路板
301顶侧
310第一电路板层
311第一上通入接触
312第二上通入接触
320第二电路板层
321下通入接触
330第一金属化层
331列线
332金属尖端
340第二金属化层
341行线
342行连接结构
343列连接结构
350第三金属化层
351电接触焊盘
360第三电路板层
361电子组件
370灌封材料
380导电管芯附接膜
390各向异性导电膜
395电绝缘粘合剂
400第四金属化层
401电接触焊盘。

Claims (17)

1.一种视频墙模块(100),包括多个发光二极管芯片(200),每个发光二极管芯片包括被布置在接触侧(202)处的第一接触电极(210)和第二接触电极(220),
其中,发光二极管芯片(200)被布置在多层电路板(300)的顶侧(301)处,其中接触电极(210,220)被导电地连接到布置在电路板(300)的顶侧(301)处的第一金属化层(330),
其中电路板(300)包括第二金属化层(340),
其中第一金属化层(330)的区段和第二金属化层(340)的区段是通过布置在电路板(300)中的通入接触(311,312)彼此导电连接的,
其中电路板(300)还包括第三金属化层(350),
其中第二金属化层(340)的区段和第三金属化层(350)的区段是通过布置在电路板(300)中的通入接触(321)彼此导电连接的。
2.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),其中在每个发光二极管芯片(200)的接触侧(202)处分别布置有导电管芯附接膜(380)的图案化区段,所述图案化区段将发光二极管芯片(200)的接触电极(210,220)导电地连接到第一金属化层(330)。
3.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),其中在电路板(300)的顶侧(301)处布置有各向异性导电膜(390),所述各向异性导电膜将发光二极管芯片(200)的接触电极(210,220)导电地连接到第一金属化层(330)。
4.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),其中发光二极管芯片(200)被至少部分地嵌入到布置在电路板(300)的顶侧(301)处的灌封材料(370)中。
5.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),
其中发光二极管芯片(200)被逻辑地分布在矩阵(140)的行(141)和列(142)当中,
其中发光二极管芯片(200)的第一接触电极(210)通过第一金属化层(330)逐列地彼此导电连接,
其中发光二极管芯片(200)的第二接触电极(220)通过第二金属化层(340)逐行地彼此导电连接。
6.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),
其中第三金属化层(350)形成视频墙模块(100)的外部电接触焊盘(351)。
7.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),
其中电路板(300)包括集成电子组件(361)。
8.根据权利要求1所述的视频墙模块(100),
其中两个或三个相邻的发光二极管芯片(200)分别形成像素(110)。
9.根据权利要求8所述的视频墙模块(100),
其中像素(110)在电路板(300)的顶侧(301)处被布置成矩形网格(120)。
10.根据权利要求8所述的视频墙模块(100),
其中像素(110)的发光二极管芯片(200)被彼此并排地线性布置。
11.一种用于生产视频墙模块(100)的方法,包括以下步骤:
-提供多层电路板(300),其包括被布置在电路板(300)的顶侧(301)处的第一金属化层(330);
-提供多个发光二极管芯片(200),其中,每个发光二极管芯片(200)包括接触侧(202),所述接触侧(202)包括被布置在接触侧(202)处的第一接触电极(210)和被布置在接触侧(202)处的第二接触电极(220);
-在电路板(300)的顶侧(301)处布置发光二极管芯片(200),其中接触电极(210,220)被导电地连接到第一金属化层(330),
其中电路板(300)包括第二金属化层(340),
其中第一金属化层(330)的区段和第二金属化层(340)的区段是通过布置在电路板(300)中的通入接触(311,312)彼此导电连接的,
其中电路板(300)还包括第三金属化层(350),
其中第二金属化层(340)的区段和第三金属化层(350)的区段是通过布置在电路板(300)中的通入接触(321)彼此导电连接的。
12.根据权利要求11所述的方法,其中提供每个发光二极管芯片(200)包括以下步骤:
-在发光二极管芯片(200)的接触侧(202)处布置导电管芯附接膜(380)的区段;
-以如下这样的方式图案化导电管芯附接膜(380):所述导电管芯附接膜(380)的与第一接触电极(210)接触的部分以及与第二接触电极(220)接触的部分被彼此电隔离;
其中,发光二极管芯片(200)被布置在电路板(300)的顶侧(301)处,以使得导电管芯附接膜(380)的相应的区段将接触电极(210,220)导电地连接到第一金属化层(330)。
13.根据权利要求11所述的方法,
其中借助于激光来执行对导电管芯附接膜(380)进行图案化。
14.根据权利要求11所述的方法,
其中导电管芯附接膜(380)被布置在包括多个发光二极管芯片(200)的芯片晶片处,
其中在图案化导电管芯附接膜(380)的处理之后,将发光二极管芯片(200)连同导电管芯附接膜(380)一起单体化。
15.根据权利要求11所述的方法,其中在电路板(300)的顶侧(301)处布置发光二极管芯片(200)包括以下步骤:
-在电路板(300)的顶侧(301)处布置各向异性导电膜(390);
-以如下这样的方式在电路板(300)的顶侧(301)处布置发光二极管芯片(200):各向异性导电膜(390)将发光二极管芯片(200)的接触电极(210,220)导电地连接到第一金属化层(330)。
16.根据权利要求11所述的方法,其中在电路板(300)的顶侧(301)处布置发光二极管芯片(200)包括如下步骤:
-在电路板(300)的顶侧(301)上施加电绝缘粘合剂(395);
-在电路板(300)的顶侧(301)处布置发光二极管芯片(200),
其中发光二极管芯片(200)的接触电极(210,220)和/或第一金属化层(330)的微小金属尖端(211,221,332)局部地刺穿电绝缘粘合剂(395),并且将发光二极管芯片(200)的接触电极(210,220)导电地连接到第一金属化层(330)。
17.根据权利要求11所述的方法,其中所述方法包括如下的进一步的步骤:
-在电路板(300)的顶侧(301)处布置灌封材料(370),其中发光二极管芯片(200)被至少部分地嵌入到灌封材料(370)中。
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