CN108807356B - 一种四合一mini-LED模组、显示屏及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种四合一mini‑LED模组、显示屏及制造方法，包括基板和设置在基板上呈阵列式排列的多组RGB‑LED芯片组，所述RGB‑LED芯片组上设置有胶层，每组RGB‑LED芯片组包括一个R芯片、一个G芯片以及一个B芯片，每个芯片均有一个第一电极和一个第二电极，所述第一电极和第二电极极性相反，同一行所有芯片的第一电极电连接，同一列所有R芯片的第二电极电连接，同一列所有G芯片的第二电极电连接，同一列所有B芯片的第二电极电连接；所述基板上设置有若干个电连接区，用于放置芯片和/或实现所述芯片的电连接，基板底部设置有焊盘，所述焊盘与所述电连接区通过导电孔电连接，所有焊盘均位于所述基板底部内侧。

Description

一种四合一mini-LED模组、显示屏及制造方法

技术领域

本发明涉及到LED封装技术，特别是涉及一种四合一mini-LED模组、显示屏及制造方法。

背景技术

LED诞生于1923年，罗塞夫在研究半导体sic时发现掺有杂质的p-n结，通电后会有光发射出来，由此研制出了发光二极管(LED: light emitting diode)，但之后LED的应用一直不受重视。随着电子工业的快速发展，在60年代，显示技术得到迅速发展，人们研究出等离子显示板、LED液晶显示器、发光二极管LED等多种显示技术。由于半导体的制作和加工工艺逐步成熟和完善，发光二极管已日趋在固体显示器中占主导地位。

LED之所以受到广泛重视并得到迅速发展，是因为它本身有很多优点。例如:亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定，其发展前景极为广阔。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展。随着发展，人们需要—种大屏幕的显示设备，于是有了投影仪，但是其亮度无法在自然光下使用，于是出现了LED显示器(屏)，它具有视角大、亮度高、色彩艳丽的特点。

第一代LED显示屏以单红色为基色，显示文字及简单图案为主，主要用于通知、通告及客流引导系统。第二代LED显示屏为双基色多灰度显示屏，以红色及黄绿色为基色，因没有蓝色，只能称其为伪彩色，可以显示多灰度图像及视频，目前在国内广泛应用于电信，银行，税务，医院，政府机构等场合，主要显示标语，公益广告及形象宣传信息。第三代LED显示屏为全彩色(full color)多灰度显示屏，以红色，蓝色及黄绿色为基色，可以显示较为真实的图像。第四代LED显示屏为真彩色(true color)多灰度显示屏，以红色，蓝色及纯绿色为基色，可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。可以显示各种视频图像及彩色广告，其艳丽的色彩，鲜亮的高亮度，细腻的对比度，在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。真彩色5mm户内大屏幕属于上述第四代产品。它具有高亮度，不受环境亮度影响，厚度薄，占用场地小，色彩鲜艳丰富，视角宽，可以在宽敞的厅堂环境应用，没有拼接图像损失。

目前，LED显示屏正在往小间距乃至微间距方向发展，一块LED显示屏上往往要集成几十万到上百万颗LED。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。小间距LED显示屏是指LED点间距在P2.5及以下的室内LED显示屏，主要包括P2.5、P2.083、P1.923、P1.8、P1.667、P1.5等LED显示屏产品。目前已经有厂商在往P1.5以下的方向在做微间距LED显示屏。但是随着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，使得封装难度呈指数上升。

现有的LED显示屏多采用单颗封装的形式，即将LED一颗一颗进行贴装，随着单位面积上封装器件数量的增多，其贴装工作量及贴装难度也会极大的增加。为了解决这个问题，目前很多厂商采用COB（chip On board）封装，即板上芯片封装，是一种区别于SMD（Surface Mounted Devices，表面贴装器件）表贴封装技术的新型封装方式，具体是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在PCB板上，然后进行引线键合实现其电气连接，并用胶把芯片和键合引线包封。COB封装的应用在照明领域已经应用了多年，能有效提高生产效率，且相比传统的封装形式具有明显优势。但是COB封装在LED显示屏领域至今都没有得到大规模运用。原因是COB封装屏面墨色不好掌控，在灯不点亮的时候，表面墨色不一致。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，且芯片直接安装在电路板上，缺乏保护，无法保证可靠性，LED芯片失效的维修成本高。

针对单颗贴装的问题，申请人曾采用封装模组的形式，即同一模组上封装多组RGB-LED芯片，如公告号为CN106847801A、CN106847800A的中国专利，如图1所示。上述专利在单个封装模组上集成了多个发光单元，可以有效解决单颗封装效率低下的问题，且并非直接在PCB板上焊接芯片，解决了COB封装整屏一致性差及维修成本高等问题。

但上述专利在实际生产中会存在一些问题，具体如下：

一是基板背面引脚焊盘数量过多。现有的小间距显示屏主要采用1515、1010、0808、0606、0505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。采用CN106847801A、CN106847800A等专利的方案时，是将多个发光单元集成到一个封装模组，但是引脚的数量并未减少，如图2所示，集成的发光单元数量越多，引脚越多，导致后续生产工序中，PCB板的线路也会变得更加复杂，且在进行测试工序时，测试座的设计也相对更加困难。另一方面，随着LED模组尺寸的进一步缩小，基板底部焊盘数量过多，还有的焊盘处于基板底部边缘地带，导致在进行焊接时容易出现焊锡外漏的问题，影响成品的视觉效果，而溢出的锡与周围的焊盘接触还容易造成器件短路。

二是过孔数量多，基板正面电极连接线路复杂的问题。在生产封装模组时，先要将基板按照设计好的线路进行蚀刻，以方便后续的电镀及固晶焊线等工艺，如图4所示，但上述专利的线路设计复杂，过孔数量多，基板正面每一个连接区都需要进行过孔，如果需要想办法减少底部焊盘的数量，则连接线路更加复杂，过孔数量甚至更多，进而导致封装模组的尺寸难以进一步缩小。

三是使用寿命短的问题。在生产RGB-LED封装模组时，通常是在基板上先设计好蚀刻线路，并进行电镀，然后设置RGB-LED芯片，固晶焊线，并在芯片上模顶上一层环氧树脂胶，最后将基板切割，得到目标模组。但是经切割后得到的模组边缘会存在被切割的金属线路，如图1所示，通常为镀金的铜。随着时间的推移，由于金属材料与树脂材料为不同类材料，结合性较差，边缘处镀金的铜和环氧树脂胶的结合处便会出现分层现象，直接影响封装模组的气密性，导致封装模组的使用寿命减短。在实际生产中，也有人采用在金属材料表面喷涂表面处理剂等方式来解决分层的问题，但是其成本也会相应的提高。

四是焊接良品率低的问题。现有的LED模组的焊盘高度较低或高低不平，且在引脚焊盘数量众多的情况下，该情况尤为突出。在后续产品工序中，通常是将LED模组焊接到PCB板上，但是由于焊盘高度较低或高低不平的情况，导致焊接时发生短路或部分焊盘没焊接上等问题。

五是生产的LED显示屏锐度低，容易产生混光问题。LED显示屏中，RGB LED在同一光介质内混合，形成混色光发射。在单颗封装中，单颗封装进行拼接组合后，光源是独立存在的，光源与光源之间存在空隙，不容易产生混光现象，其锐度相对较高。而在封装模组中，基板上具有多个发光单元，多个发光单元是上模顶有同一块胶层，如图3所示，不同的发光单元是在同一导光介质中的。光在同一光介质中反射、漫射、散射，就会出现多个发光单元混光混色的情况，从而影响LED显示屏的锐度和清晰度。

六是功耗浪费的问题。由于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。

七是器件散热的问题。散热问题一直是制约LED行业发展的问题，温度过高将会直接时LED失效，而在LED显示屏中存在上百万颗LED同时工作，将会产生大量的热量，上述专利未能有效解决该问题。

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四合一mini-LED模组、显示屏及制造方法，旨在现有技术的基础上，至少解决现有技术存在的问题之一，提供一种具有可适应微尺寸级封装、线路简单、焊盘数量少、生产效率高、可靠性高、耐候性高、使用寿命长、锐度高、清晰度高、散热性能好的微间距型LED封装模组及其显示屏。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种四合一mini-LED模组，包括基板和设置在基板上呈阵列式排列的四组RGB-LED芯片组，所述基板和RGB-LED芯片组上密封有透光胶层，每组RGB-LED芯片组包括R芯片、G芯片以及B芯片，每个芯片均有一个第一电极和一个第二电极，所有第一电极的极性相同，所述第一电极和第二电极极性相反；所述模组中同一行所有芯片的第一电极电连接，同一列所有R芯片的第二电极电连接，同一列所有G芯片的第二电极电连接，同一列所有B芯片的第二电极电连接；所述基板正面设置有图案化线路层，用于放置芯片和/或实现所述芯片的电性连接，所述图案化线路层上设置有若干个贯穿基板的导电孔，所述基板底部设置有焊盘，所述焊盘与所述图案化线路层通过导电孔电连接，所述焊盘用于实现与外部电路的电性连接，呈阵列式排列，均位于基板底面内侧，所述基板背面涂覆有绝缘阻焊层，仅露出焊盘，所述焊盘包括设置在焊盘上的镀层或植球。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述焊盘的高度比阻焊层的厚度高0.05~0.8㎜。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述R芯片为垂直结构芯片，其第二电极位于芯片底部，所述G芯片和B芯片为横向结构芯片，所述R芯片通过导电胶固定在所述图案化线路层上，形成电性连接，所述G芯片和B芯片通过绝缘胶固定在所述图案化线路层上，所述图案化线路层包括若干个相互绝缘的电连接区，每个电连接区上均设有所述导电孔，实现与基板背面对应焊盘的电连接，所述R芯片的第一电极、G芯片和B芯片的第一电极和第二电极通过键合线实现与电连接区的电性连接，同一列所述R芯片固定在同一个电连接区上，通过所述电连接区实现电性连接。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述电连接区的数量为8个，所述导电孔的数量为8个，所述焊盘的数量为8个。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述RGB-LED芯片组之间设置有光虚拟隔离区，所述光虚拟隔离区包括设置在基板上的黑色吸光层，所述黑色吸光层包括炭黑或石墨或碳纳米管或黑色素或铁黑或石墨烯或其他同类型黑色或深棕色或灰色吸光材料中的一种或多种的组合。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述透光胶层为掺有黑色素和扩散粉的透明/半透明的环氧树脂层或有机硅胶层。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述透光胶层还掺有红外辐射散热材料，所述红外辐射散热材料包括由红外发射率大于0.8的辐射材料与高导热率材料混合而成。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述基板为多层板，中间设置有至少一层电路层，所述基板正面、背面及电路层通过所述导电孔电连接，所述基板正面的图案化线路层均位于基板内侧。

所述的四合一mini-LED模组，其中，所述R芯片、G芯片及B芯片为倒装芯片。

所述的四合一mini-LED模组，其中，同一行所有R芯片的第一电极电连接，并单独引出。

一种mini-LED显示屏，具有如上所述的四合一mini-LED模组。

一种四合一mini-LED模组的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：基板制作工序：依次进行钻孔、电镀、贴膜、曝光、蚀刻工序，得到具有图案化线路层的基板；

步骤2：把RGB-LED芯片组固定在基板上，并形成电性连接；

步骤3：在基板正面molding透光胶层，在基板背面印制阻焊层，留出焊盘区域，设置镀层或植球，使焊盘高度不低于阻焊层的厚度；

步骤4：依次进行切割、光电测试、编带、包装等工序，得到所述四合一mini-LED模组。

本发明的有益效果包括：本发明提供的四合一mini-LED模组、显示屏及制造方法，在申请人原先申请的具有多个发光单元的封装模组的基础上，通过利用显示屏工作的行扫描、场扫描的原理，简化器件的连接方式，使引脚焊盘的数量减少一半；采用BGA封装的原理，保证了模组的气密性、耐候性，提高了器件的使用寿命，且使模组能够实现更小尺寸的封装；通过利用R芯片底部为导电体，将同一列的R芯片放置在同一电连接区上实现电性连接，进一步简化了连接线路，减少了导电孔的数量，进而缩小了间距；通过设置光光虚拟隔离区，解决了封装模组存在的混光问题，提高了显示屏的锐度和清晰度；通过将R芯片的第一电极单独引出，并单独供电，解决了功耗浪费的问题；通过将焊盘设置在基板底部内部，及设置多层基板等，有效解决了封装模组的气密性问题，提高了器件的耐候性，延长了器件的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中的一种四连体RGB-LED封装模组的正面结构示意图。

图2为现有技术中的一种四连体RGB-LED封装模组的背面结构示意图。

图3为现有技术中的一种四连体RGB-LED封装模组的剖视图。

图4为现有技术中的一种四连体RGB-LED封装模组的未切割基板图。

图5为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的正面结构示意图。

图6为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的基板正面结构示意图。

图7为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的背面结构示意图。

图8为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的A-A剖视图。

图9为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的B-B剖视图。

图10为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的电路连接结构示意图。

图11为本发明提供的另一种四合一mini-LED模组的结构示意图。

图12为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的电路结构示意图。

图13为本发明提供的一种四合一mini-LED模组的制作流程图。

附图标记说明：1、基板；2、图案化线路层；201、R芯片电连接区；202、G芯片电连接区；203、B芯片电连接区；204、公共电连接区；3、RGB-LED芯片组；301、R芯片；302、G芯片；303、B芯片；4、键合线；5、第一电极；6、第二电极；7、焊盘；701、镀层或植球；8、导电孔；9、透光胶层；10、光虚拟隔离区；11、电路层；12、阻焊层；13、导电胶；14、绝缘胶。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参见图5-图10，为本发明提供的一种四合一mini-LED模组，包括基板1和设置在基板1上呈阵列式排列的四组RGB-LED芯片组3，在之前申请人申请的专利中，基板1上可以设置多组RGB-LED芯片组3，在本申请中，申请人将RGB-LED芯片组3的数量限定为4组，即可满足提高生产效率的要求，又可避免集成的芯片组数量至于过多而导致的不同批次存在色差，进而影响整屏一致性的问题。另一方面，四组RGB-LED芯片组3呈阵列式排列，符合LED驱动行列扫描的要求，便于后续的生产与应用。

在本实施例中，每组RGB-LED芯片组3包括一个R芯片301、一个G芯片302以及一个B芯片303，应当注意的是，R芯片301、G芯片302以及B芯片303的数量也可以为多个，为了某些特殊要求或增强某种颜色，如可以设置R芯片301的数量为两个，G芯片302和B芯片303的数量为一个等。

每个芯片均有一个第一电极5和一个第二电极6，所有第一电极5的极性相同，第一电极5和第二电极6极性相反，在本实施例中，第一电极5为阳极，第二电极6为阴极。当然，第一电极5还可以为阴极，此时第二电极6为阳极。

参见图12，为解决基板1背面焊盘7数量过多的问题，本发明利用LED显示屏行扫描和场扫描的原理，将所述模组中同一行所有芯片的第一电极5电连接，同一列所有R芯片301的第二电极6电连接，同一列所有G芯片302的第二电极6电连接，同一列所有B芯片303的第二电极6电连接。采用此种电路连接的方式，将原本16个的电极引脚缩减到了8个，对应的焊盘7的数量也就缩减到了8个，解决了引脚焊盘数量过多的问题。

所述基板1上设置有图案化线路层2，用于放置芯片和/或实现所述芯片的电连接，图案化线路层2上设置有至少一个贯穿基板1的导电孔8，所述基板1底部设置有焊盘7，所述焊盘7与所述电连接区2通过导电孔8电连接，所有焊盘7均位于所述基板1底部内侧。在该实施例中，所有的焊盘7均位于基板1底面的内部，均没有外露至基板1的边缘。焊盘7没有外露的设计解决了焊锡外露引起的视效问题，进一步提高了光源器件的耐候性，延长了使用寿命，达到了类似集成电路长寿命的封装效果。

参见图7和图8，在该实施例中，所述焊盘7呈阵列式排列，所述焊盘7上均设置有镀层或植球701。随着封装模组尺寸越来越小，基板1背面的焊盘7数量越来越多，其密度也将越来越大。本发明采用阵列式排列焊盘7的方式，极大地提高器件的焊盘数，缩小封装模组的尺寸，节省了占位空间。同时，通过设置镀层或植球701的方式，增加了其导电性能，使得所述封装模组更加适应高密度、微间距封装。

上述的封装方式为本发明吸纳了BGA (Ball Grid Array Package)封装的特点得到的。在当今信息时代，随着电子工业的迅猛发展，计算机、移动电话等产品日益普及。人们对电子产品的功能要求越来越多、对性能要求越来越强，而体积要求却越来越小、重量要求越来越轻。这就促使电子产品向多功能、高性能和小型化、轻型化方向发展。为实现这一目标，IC 芯片的特征尺寸就要越来越小，复杂程度不断增加，于是，电路的I／O 数就会越来越多，封装的I／O 密度就会不断增加。为了适应这一发展要求，一些先进的高密度封装技术就应运而生，BGA 封装技术就是其中之一。BGA 封装出现于90 年代初期，现已发展成为一项成熟的高密度封装技术。但BGA封装目前都是运用在集成电路领域，并未出现在LED封装领域。这是因为在集成电路领域，封装只需要要考虑电参数的影响即可，而在LED封装领域，除考虑电参数的影响外，更重要的是还要考虑光参数的影响。本发明转用了BGA封装的思想，在基板1正面设置透光胶层9，基板1背面设置呈阵列式排列的焊盘7，焊盘7上设置镀层或植球701，所有焊盘7均位于基板1底面内侧，不设置于基板1的边缘。与传统的脚形贴装器件(如QFP、PLCC等)相比，本发明的焊盘是以阵列形式排布在基板1背面，因而可极大地提高器件的可封装焊盘数量，缩小封装体尺寸，节省组装的占位空间。通常，在引线数相同的情况下，封装体尺寸可减小30％以上。

参见图5，本发明通过图案化线路层2实现上述电性连接。在本实施例中，参见图5和图9，同一列的R芯片301固晶在同一个R芯片电连接区201上。如此设计的原因是，R芯片通常为砷化镓材料做成的垂直结构芯片，底部是导电体，也是LED芯片的电极之一，而G芯片和B芯片的衬底是绝缘的，是在蓝宝石上做MOCVD（Metal-organic Chemical VaporDeposition ，金属有机化合物化学气相沉淀）、外延层PN结。在生产工艺上，G芯片和B芯片采用绝缘胶14固定芯片，一般采用绝缘固晶胶，让芯片上的电极与基板1没有电极连接的关系，而R芯片则采用导电胶13，一般采用银浆，让芯片底部通过导电类固晶胶与基板连接，完成电极连通，这是本领域技术人员的常用技术手段。而本发明此处正是利用了R芯片底部为导电体的特性，结合利用行扫描和场扫描的原理，将同一列的R芯片301放置在同一个R芯片电连接区201上，以实现电性连接。区别于以往复杂的线路设计，如图5所示，本发明将同一列R芯片301放置在同一个R芯片电连接区201上，同一列的G芯片302和同一列的B芯片303可分别从R芯片电连接区201两侧的G芯片电连接区202和B芯片电连接区203实现电性连接，极大地简化了线路设计，进而缩小了模组的尺寸，使模组可实现更小间距的制作。

如图7所示，通过上述设计，本发明成功使基板1背面的焊盘7数量减少了一半，在本实施例中，共有4组的RGB-LED芯片组3，按照现有技术，背面的焊盘7的数量为16个，而本发明背面焊盘7的数量只有8个，方便了后续的测试、贴装等生产工艺。

参见图5和图8，在该实施例中，所述RGB-LED芯片3之间设置有光虚拟隔离区10，所述光虚拟隔离区10可以包括设置在基板1上的黑色吸光层，所述黑色吸光层包括炭黑或石墨或碳纳米管或黑色素或铁黑或石墨烯或其他同类型黑色或深棕色或灰色吸光材料中的一种或多种的组合。还可以包括在RGB-LED芯片组3之间，透光胶层9上开设的隔离槽。通过设置黑色吸光层，利用黑色吸光层吸收发光单元之间可能造成相互干扰的光线，同时，通过设置隔离槽，利用空气折射率与封装胶的折射率不一致，使得RGB-LED芯片组3发出的光线反射回去，减少对相邻RGB-LED芯片组3的影响；进一步地，在隔离槽内还填充黑色隔离框，最大限度地避免RGB-LED芯片组3之间的干扰。

在实际生产中，所述透光胶层9为掺有黑色素和扩散粉的透明/半透明的环氧树脂层或有机硅胶层。黑色素的添加可以用来调整期间外观颜色的深浅，即调整封装模组的灰度。扩散粉可以在封装模组中起到混光的作用。

进一步地，所述胶层还掺有红外辐射散热材料，所述红外辐射散热材料包括由红外发射率大于0.8的辐射材料与高导热率材料混合而成。所述红外发射率大于0.8的辐射材料包括云母粉、氧化铝、莫来石、氧化硅、碳化硅中的任一种。所述云母粉可以为白云母粉或绢云母（Sericite）等。除上述列举的材料外，其他本领域技术人员可以预见的红外发射率大于0.8的辐射材料也应落入本发明的保护范围。本发明优选采用云母粉，将云母粉与高导热率材料混合，可以使热量能更加有效地传递到云母粉上，从而转换成红外波，辐射出去。云母粉本体表面的化学功能键比较多，又是层状结构，能和高导热率材料很好地结合，是非常好的分散剂，还可以解决高导热率材料的抱团问题。

参见图11，所述基板1为多层板，中间设置有至少一层电路层11，所述基板1正面、背面及电路层11通过所述导电孔8电连接。在该实施例中，基板1正面的所有电连接区2都在基板1正面内部，不接触边缘。通过多层基板的设置，将连接电路设置在基板内部，不设置在基板正面，避免了与正面胶层之间产生的分层现象，极大地提高了封装模组的气密性，延长了其使用寿命。

在实际应用中，所述R芯片301、G芯片302及B芯片303还可以为倒装芯片，只需电连接区做相应的适应性调整即可。

在实际应用中，同一行所有R芯片301的第一电极5电连接，可以单独引出。通过改变传统的芯片驱动方式，将R芯片301与G芯片302、B芯片303的驱动电路分开，为R芯片301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。

本发明还提供了一种mini-LED显示屏，其中，具有如上所述的四合一mini-LED模组。

本发明还提供了一种四合一mini-LED模组的制造方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：基板制作工序：依次进行钻孔、电镀、贴膜、曝光、蚀刻工序，得到具有图案化线路层的基板；

步骤2：把RGB-LED芯片组固定在基板上，并形成电性连接；

步骤3：在基板正面molding透光胶层，在基板背面印制阻焊层，留出焊盘区域，设置镀层或植球，使焊盘高度不低于阻焊层的厚度；

步骤4：依次进行切割、光电测试、编带、包装等工序，得到所述四合一mini-LED模组。

在实际应用中，所述基板可以选用FR-4板材、覆铜板、PCB板、BT板材等，所述基板制作工序，具体可以包括以下步骤：在所述基板上钻出通孔；对基板进行电镀，所述电镀可以为进行沉铜处理，使所述通孔内沉积一层铜使所述通孔形成导电孔。在实际生产中，形成导电孔后，还可以在所述导电孔内填充导电材料或树脂等非导电材料；在完成电镀沉铜工序后，进行贴膜、曝光工序，即贴上感光干膜进行曝光，形成图形转移；对得到的基板进行蚀刻工序，得到带有图案化线路层的基板。

在实际生产中，步骤2中，可以采用导电胶将R芯片固定在基板图案化线路层上，采用绝缘胶将G芯片和B芯片固定在基板图案化线路层上，采用键合线将各芯片与图案化线路层进行电性连接。

参见图13，为本发明提供的四合一mini-LED模组的制造方法的一个实施例，即具体流程可以为：基板钻孔、电镀沉铜、贴膜、曝光、蚀刻、印制阻焊层和光虚拟隔离区、固晶焊线、molding透光胶层、焊盘电镀或植球、切割、光参数测试、编带、包装。

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 (9)

1.一种四合一mini-LED模组，其特征在于，包括基板和设置在基板上呈阵列式排列的四组RGB-LED芯片组，所述基板和RGB-LED芯片组上密封有透光胶层，所述透光胶层为掺有黑色素和扩散粉的透明/半透明的环氧树脂层或有机硅胶层；所述透光胶层掺有红外辐射散热材料，所述红外辐射散热材料包括由红外发射率大于0.8的辐射材料与高导热率材料混合而成，所述红外发射率大于0.8的辐射材料为云母粉或莫来石；每组RGB-LED芯片组包括R芯片、G芯片以及B芯片，每个芯片均有一个第一电极和一个第二电极，所有第一电极的极性相同，所述第一电极和第二电极极性相反；所述模组中同一行所有芯片的第一电极电连接，同一列所有R芯片的第二电极电连接，同一列所有G芯片的第二电极电连接，同一列所有B芯片的第二电极电连接；所述基板正面设置有图案化线路层，用于放置芯片和/或实现所述芯片的电性连接，所述图案化线路层上设置有若干个贯穿基板的导电孔，所述基板底部设置有焊盘，所述焊盘与所述图案化线路层通过导电孔电连接，所述焊盘用于实现与外部电路的电性连接，呈阵列式排列，均位于基板底面内侧，所述基板背面涂覆有绝缘阻焊层，所述焊盘的高度比阻焊层的厚度高0.05~0.8㎜，仅露出焊盘，所述焊盘包括设置在焊盘上的镀层或植球；所述RGB-LED芯片组之间形成有光虚拟隔离区，所述光虚拟隔离区包括设置在基板上的黑色吸光层；所述黑色吸光层呈“十”字型，且所述黑色吸光层的横轴和竖轴宽度相同，将RGB-LED芯片组隔离为均等的四组。

2.根据权利要求1所述的四合一mini-LED模组，其特征在于，所述R芯片为垂直结构芯片，其第二电极位于芯片底部，所述G芯片和B芯片为横向结构芯片，所述R芯片通过导电胶固定在所述图案化线路层上，形成电性连接，所述G芯片和B芯片通过绝缘胶固定在所述图案化线路层上，所述图案化线路层包括若干个相互绝缘的电连接区，每个电连接区上均设有所述导电孔，实现与基板背面对应焊盘的电连接，所述R芯片的第一电极、G芯片和B芯片的第一电极和第二电极通过键合线实现与电连接区的电性连接，同一列所述R芯片固定在同一个电连接区上，通过所述电连接区实现电性连接。

3.根据权利要求2所述的四合一mini-LED模组，其特征在于，所述电连接区的数量为8个，所述导电孔的数量为8个，所述焊盘的数量为8个。

4.根据权利要求1所述的四合一mini-LED模组，其特征在于，所述RGB-LED芯片组之间设置有光虚拟隔离区，所述光虚拟隔离区包括设置在基板上的黑色吸光层，所述黑色吸光层包括炭黑或石墨或碳纳米管或黑色素或铁黑或石墨烯或其他同类型黑色或深棕色或灰色吸光材料中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的四合一mini-LED模组，其特征在于，所述基板为多层板，中间设置有至少一层电路层，所述基板正面、背面及电路层通过所述导电孔电连接，所述基板正面的图案化线路层均位于基板内侧。

6.根据权利要求1所述的四合一mini-LED模组，其特征在于，所述R芯片、G芯片及B芯片为倒装芯片。

7.根据权利要求1所述的四合一mini-LED模组，其特征在于，同一行所有R芯片的第一电极电连接，并单独引出。

8.一种mini-LED显示屏，其特征在于，具有如权利要求1-7任意一项所述的四合一mini-LED模组。

9.一种四合一mini-LED模组的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-7任意一项所述的四合一mini-LED模组，包括以下步骤：

步骤1：基板制作工序：依次进行钻孔、电镀、贴膜、曝光、蚀刻工序，得到具有图案化线路层的基板；

步骤2：把RGB-LED芯片组固定在基板上，并形成电性连接；

步骤3：在基板正面molding透光胶层，在基板背面印制阻焊层，留出焊盘区域，设置镀层或植球，使焊盘高度不低于阻焊层的厚度；

步骤4：依次进行切割、光电测试、编带、包装工序，得到所述四合一mini-LED模组。

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