CN109243313A - 一种高对比度cob封装小间距led显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高对比度COB封装小间距LED显示面板包括驱动电路板，封装胶层、像素单元和驱动IC；每个像素单元包含有红、绿、蓝三基色LED发光芯片，至少一个基色的LED发光芯片采用倒装LED发光芯片；封装胶层采用环氧树脂，其厚度为0.4‑0.65mm，并且其中配比环氧树脂总重量1‰～6‰的黑色素；本发明中至少一个基色的LED发光芯片采用倒装LED发光芯片，不仅降低了焊盘设计面积，减少了发光芯片的焊线面积，而且提高了显示屏亮度；同时由于在封装胶层内添加了黑色素，能够有效提高显示屏的对比度。
Description
技术领域
本发明属于LED显示屏的技术领域，涉及一种高对比度COB封装小间距LED显示面板。
背景技术
随着COB封装的小间距技术的发展，COB小间距封装产品逐渐成为热点，最主要的原因是相比当下主流的表贴技术，COB小间距集成封装可以做到更小的点间距。
COB小间距产品的技术优势主要有两点：其一，COB小间距产品表面的胶层更有利于保护发光面；其二，采用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。COB集成小间距封装的技术路线是将芯片直接安放在PCB板上，通过焊线机使芯片正负极与PCB连接。为保护芯片，提升发光效果，在PCB上方使用封装胶水将其封装到固定厚度。但其受限于由于COB封装必须考虑固晶焊盘及打线焊盘，并且由于打线面积过大，固晶焊盘面积无法做到很小，垂直封装的LED发光芯片亮度不高，以上的几点原因导致了COB封装小间距产品对比度无法做到更大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高对比度COB封装小间距LED显示面板，该显示面板能够大大提高显示屏对比度。
为了解决上述技术问题，本发明的高对比度COB封装小间距LED显示面板包括驱动电路板，封装胶层、像素单元和驱动IC；每个像素单元包含有红、绿、蓝三基色LED发光芯片，其特征在于至少一个基色的LED发光芯片采用倒装LED发光芯片；封装胶层采用环氧树脂，其厚度为0.4-0.65mm，并且其中配比环氧树脂总重量1‰～6‰的黑色素。
本发明中至少一个基色的LED发光芯片采用倒装LED发光芯片，不仅降低了焊盘设计面积，减少了发光芯片的焊线面积，而且提高了显示屏亮度；同时由于在封装胶层内添加了黑色素，能够有效提高显示屏的对比度。
所述倒装LED发光芯片的固晶结构包括PCB板、固定在PCB板上的正极焊盘和负极焊盘；倒装LED发光芯片的正极和负极分别通过正极焊料、负极焊料焊到正极焊盘和负极焊盘上；正极焊盘和负极焊盘相对的边缘处分别印刷正极焊料、负极焊料；正极焊料和负极焊料分别部分印制于正极焊盘和负极焊盘上，部分印制于PCB板上；阻焊印制于PCB板上并位于正极焊料与负极焊料之间；阻焊采用绝缘材料。
由于焊料部分印制于焊盘上，部分印制于PCB板上，两焊盘的间距可以大略等于倒装LED发光芯片两电极的间距，即降低了工艺难度，又能够保证倒装LED发光芯片两电极与焊料的接触面积，从而避免虚焊；在正极焊料与负极焊料之间增加了阻焊，能够避免由于焊料流淌引起短路。
上述倒装LED发光芯片的固晶方法包括下述步骤：
步骤一、固晶时，将钢网铺设在PCB板上，并使得钢网开口的位置与正极焊盘和负极焊盘对应；其中PCB板上正极焊盘和负极焊盘的宽度6mil-12mil，长度6mil-12mil，两焊盘间距M为3mil-12mil；钢网开口宽度范围6mil—9mil，长度6mil-9mil，钢网开口的间距S为3mil-10mil，S＜M；钢网厚度0.03mm-0.10mm；
步骤二、使用印刷机将焊料通过钢网开口印刷到PCB板的正极焊盘和负极焊盘相对的边缘处，得到正极焊料和负极焊料；焊料选择12000-18000粘度的导电材料，印刷机的印刷压力为0.10N-0.25N，印刷速度为50mm/s-110mm/s，刮刀角度为45-60度；
步骤三、通过固晶设备将倒装LED发光芯片放置于PCB板上，使倒装LED发光芯片的正极与负极分别通过正极焊料和负极焊料焊接到正极焊盘和负极焊盘。
本发明通过有效设计焊盘大小及间距、钢网开口大小及间距，以及通过大量实验确定焊料粘度、印刷压力、印刷速度、刮刀角度等，既能保证有效印刷焊料，又能避免焊料流淌面积过大引起短路。
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是本发明的高对比度COB封装小间距LED显示面板剖面图。
图2a～2g是实施例1～7的像素单元俯视图。
图3是倒装LED发光芯片主视图。
图4是现有技术的倒装LED发光芯片固晶结构示意图。
图5是本发明的倒装LED发光芯片固晶结构示意图。
图6是焊料印刷方法示意图。
图7是钢网剖视图。
图8是单元箱体分体示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的高对比度COB封装小间距LED显示面板包括驱动电路板101，封装胶层102、像素单元103和驱动IC104；每个像素单元103包含有红、绿、蓝三基色LED发光芯片，至少一个基色的LED发光芯片采用倒装LED发光芯片；封装胶层102采用环氧树脂，其厚度为0.4-0.65mm，并且其中配比环氧树脂总重量1‰～6‰的黑色素。
每块LED显示面板为一个单元模块105，多个单元模块105安装到箱体106中组成单元箱体，单元箱体表面粘贴黑膜107，黑膜的作用是提高表面一致性，护眼、混光并且提高对比度。
实施例1
如图2a所示，红色LED发光芯片501采用垂直固晶结构，需要进行焊线作业，绿色LED发光芯片502、蓝色LED发光芯片503采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量1‰的黑色素，进一步提高对比度。
实施例2
如图2b所示，红色LED发光芯片501、蓝色LED发光芯片503采用垂直固晶结构，需要进行焊线作业；绿色LED发光芯片502采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量4‰的黑色素，进一步提高对比度。
实施例3
如图2c所示，红色LED发光芯片501、绿色LED发光芯片502采用垂直固晶结构，需要进行焊线作业；蓝色LED发光芯片503采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量1‰的黑色素，进一步提高对比度。
实施例4
如图2d所示，绿色LED发光芯片502、蓝色LED发光芯片503采用垂直固晶结构，需要进行焊线作业；红色LED发光芯片501采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量6‰的黑色素，进一步提高对比度。
实施例5
如图2e所示，绿色LED发光芯片502采用垂直固晶结构，需要进行焊线作业；红色LED发光芯片501、蓝色LED发光芯片503采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量6‰的黑色素，进一步提高对比度。
实施例6
如图2f所示，蓝色LED发光芯片503采用垂直固晶结构，需要进行焊线作业，红色LED发光芯片501、绿色LED发光芯片502采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量3‰的黑色素，进一步提高对比度。
实施例7
如图2g所示，红色LED发光芯片501、绿色LED发光芯片502、蓝色LED发光芯片503均采用倒装固晶结构，不需要焊线作业，有效节省了焊盘设计面积，降低焊线面积，提高对比度。封装胶层102中配比环氧树脂总重量4‰的黑色素，进一步提高对比度。
如图3所示，常规的倒装LED发光芯片5，其正极51与负极52的间距L为4mil，正极51和负极52的大小W为2.3mil。
现有技术的倒装LED发光芯片固晶结构如图4所示，PCB板1上固定正极焊盘11和负极焊盘12，正极焊盘11和负极焊盘12上分别印刷正极焊料13、负极焊料14；倒装LED发光芯片的正极51和负极52分别通过正极焊料13、负极焊料14焊到正极焊盘11和负极焊盘12上。由于倒装LED发光芯片的正极51与负极52的间距L仅为4mil，正极51和负极52的大小W为2.3mil。因此要求正极焊盘11和负极焊盘12之间的距离M足够小，以保证倒装LED发光芯片的正极51与负极52与正极焊盘11和负极焊盘12充分接触，但由于PCB板的加工工艺，正极焊盘11和负极焊盘12的间距M做到4mil以下比较难，易出现虚焊现象；假设正极焊盘11和负极焊盘12的间距M可以做到很小，由于两焊盘距离较近及焊料的流淌性等问题，会导致正极51与负极52短路。
针对虚焊、短路等问题，考虑到倒装LED发光芯片的正、负电极是与焊料接触，焊料与焊盘接触，所以如果要保证正负电极与焊料有足够的接触面积，焊料连接到焊盘，就可以解决虚焊的问题；保证接触面积后，在正负极焊盘中间增加阻焊可以确保由于焊料流淌引起的短路问题。
如图5所示，本发明采用的倒装LED发光芯片固晶结构包括PCB板1、固定在PCB板1上的正极焊盘11和负极焊盘12；正极焊盘11和负极焊盘12相对的边缘处分别印刷正极焊料13、负极焊料14；正极焊料13和负极焊料14分别部分印制于正极焊盘11和负极焊盘12上，部分印制于PCB板1上；阻焊15印制于PCB板上并位于正极焊料13与负极焊料14之间；阻焊15采用绝缘油墨，也可以采用其他绝缘材料。倒装LED发光芯片的正极51和负极52分别通过正极焊料13、负极焊料14焊到正极焊盘11和负极焊盘12上。
由于焊料部分印制于焊盘上，部分印制于PCB板上，能够保证倒装LED发光芯片两电极与焊料的接触面积，从而避免虚焊；并且两焊盘的间距M可以大略等于倒装LED发光芯片两电极的间距L，降低了工艺难度；在正极焊料13、负极焊料14之间增加了阻焊15，能够避免由于焊料流淌引起短路。
倒装LED发光芯片的固晶方法，包括下述步骤：
步骤一、如图6所示，印刷时，将钢网铺设在PCB板1上，并使得钢网开口21的位置与正极焊盘11和负极焊盘12对应；PCB板1上正极焊盘11和负极焊盘12的宽度6mil-12mil，长度6mil-12mil，两焊盘间距M为3mil-12mil；相应的钢网选用网框29inch×29inch，平整度0.2以上，绷网工艺选用露纱方式，钢网开口21宽度范围6mil-9mil，长度6mil-9mil，钢网开口21的间距S为3mil-10mil，S＜M；钢网厚度0.03mm-0.10mm。
步骤二、使用印刷机将焊料3通过钢网2上的开口印刷到PCB板1的正极焊盘11和负极焊盘12相对的边缘处得到正极焊料13和负极焊料14；焊料选择12000-18000粘度的导电材料，印刷机的印刷压力为0.10N-0.25N，印刷速度为50mm/s-110mm/s，刮刀角度为45-60度，钢网与印刷机的升降机之间的间隙量为-0.3mm--0.5mm。有效设计焊盘大小及间距，钢网开口大小及间距，以及焊料粘度、印刷压力、印刷速度以及刮刀角度，既能保证有效焊接，又避免短路。
步骤三、通过固晶设备将倒装LED发光芯片放置于PCB板1上，使倒装LED发光芯片的正极51与负极52分别通过正极焊料13和负极焊料14焊接到正极焊盘11和负极焊盘12。
Claims (3)
1.一种高对比度COB封装小间距LED显示面板，包括驱动电路板(101)，封装胶层(102)、像素单元(103)和驱动IC(104)；每个像素单元(103)包含有红、绿、蓝三基色LED发光芯片，其特征在于至少一个基色的LED发光芯片采用倒装LED发光芯片；封装胶层(102)采用环氧树脂，其厚度为0.4-0.65mm，并且其中配比环氧树脂总重量1‰～6‰的黑色素。
2.根据权利要求1所述的高对比度COB封装小间距LED显示面板，其特征在于所述倒装LED发光芯片的固晶结构包括PCB板(1)、固定在PCB板(1)上的正极焊盘(11)和负极焊盘(12)；倒装LED发光芯片的正极(51)和负极(52)分别通过正极焊料(13)、负极焊料(14)焊到正极焊盘(11)和负极焊盘(12)上；正极焊盘(11)和负极焊盘(12)相对的边缘处分别印刷正极焊料(13)、负极焊料(14)；正极焊料(13)和负极焊料(14)分别部分印制于正极焊盘(11)和负极焊盘(12)上，部分印制于PCB板(1)上；阻焊(15)印制于PCB板上并位于正极焊料(13)与负极焊料(14)之间；阻焊(15)采用绝缘材料。
3.根据权利要求2所述的高对比度COB封装小间距LED显示面板，其特征在于所述倒装LED发光芯片的固晶方法包括下述步骤：
步骤一、固晶时，将钢网(2)铺设在PCB板(1)上，并使得钢网开口(21)的位置与正极焊盘(11)和负极焊盘(12)对应；其中PCB板(1)上正极焊盘(11)和负极焊盘(12)的宽度6mil—12mil，长度6mil—12mil，两焊盘间距M为3mil—12mil；钢网开口(21)宽度范围6mil—9mil，长度6mil—9mil，钢网开口(21)的间距S为3mil—10mil，S＜M；钢网厚度0.03mm—0.10mm；
步骤二、使用印刷机将焊料(3)通过钢网开口(21)印刷到PCB板(1)的正极焊盘(11)和负极焊盘(12)相对的边缘处，得到正极焊料(13)和负极焊料(14)；焊料选择12000—18000粘度的导电材料，印刷机的印刷压力为0.10N—0.25N，印刷速度为50mm/s—110mm/s，刮刀角度为45-60度；
步骤三、通过固晶设备将倒装LED发光芯片放置于PCB板(1)上，使倒装LED发光芯片的正极(51)与负极(52)分别通过正极焊料(13)和负极焊料(14)焊接到正极焊盘(11)和负极焊盘(12)。
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