CN111710667B - 一种背光led模组及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED技术领域,尤其涉及一种背光LED模组及其封装方法,其中,背光LED模组包括线路板和多个LED芯片,多个LED芯片设置在线路板上,LED芯片上覆盖有胶层组,胶层组包括十字交叉的第一胶层和第二胶层,第一胶层和第二胶层在LED芯片的顶面相交并叠加,胶层组的顶面呈弧形。通过采用十字交叉的方式对LED芯片点胶,可以在LED芯片的顶部实现胶体叠加,进而在LED芯片的顶部成型透镜结构,使得背光LED模组的出光分布更大,混光效果更好,实现良好的面光源,无需缩小LED芯片的间距或者增大OD距离也能满足良好的混光效果,降低了产品的制造难度,另外,十字交叉点胶的方式无需在线路板的表面整面刷胶,降低了胶使用量,进而降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域,尤其涉及一种背光LED模组及其封装方法。
背景技术
背光LED分为SMD和COB两种封装模式,其中COB封装模式为:半导体芯片贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性。目前COB封装多为平面封装,平面封装对LED出光没有特定的控制,对于混光效果只能通过减小芯片间距、增加OD距离等方式改善效果,这样的方式成本高,不良率也高。
发明内容
本发明实施例提供一种背光LED模组,以解决上述技术问题。
第一方面,提供一种背光LED模组,包括线路板和多个LED芯片,多个所述LED芯片设置在所述线路板上,所述LED芯片上覆盖有胶层组,所述胶层组包括十字交叉的第一胶层和第二胶层,所述第一胶层和所述第二胶层在所述LED芯片的顶面相交并叠加,所述胶层组的顶面为外凸的弧面。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述线路板上的每一横排的所述LED芯片共用一个所述第一胶层,所述线路板上的每一竖排的所述LED芯片共用一个所述第二胶层。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述线路板包括基板和油墨层,所述油墨层位于所述基板设置有所述LED芯片的一侧面,所述油墨层对应所述第一胶层和所述第二胶层的位置设置有凹槽。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述油墨层的厚度大于等于15微米。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述第一胶层或所述第二胶层与所述油墨层接触角α为:45°~90°。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述第一胶层的长度沿第一方向延伸,所述第二胶层的长度沿第二方向延伸,所述第一胶层的宽度大于所述LED芯片沿所述第二方向的宽度,所述第二胶层的宽度大于所述LED芯片沿所述第一方向的宽度。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述第一胶层与所述第二胶层的叠加位置呈半球形或椭球形。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述胶层组覆盖所述LED芯片的部分形成透镜结构,所述透镜结构的最大直径与所述LED芯片的长度比大于等于4。
作为背光LED模组的一种优选方案,所述胶层组覆盖所述LED芯片的部分形成透镜结构,相邻两个所述透镜结构之间的胶层的宽度与厚度比值范围为:5~10。
第二方面,提供一种背光LED模组的封装方法,用于制造所述的背光LED模组,提供带有多个LED芯片的线路板,在所述LED芯片上分别沿相垂直两个方向点第一胶层和第二胶层,使所述第二胶层与所述第一胶层的交叉位置位于所述LED芯片的顶部。
作为背光LED模组的封装方法的一种优选方案,多个所述LED芯片呈矩阵排列在所述线路板上,先将每一横排的所述LED芯片点所述第一胶层,再将每一竖排的所述LED芯片点所述第二胶层。
作为背光LED模组的封装方法的一种优选方案,点胶结束后立即水平移动所述线路板至烘箱内进行硬化处理。
作为背光LED模组的封装方法的一种优选方案,先将模具放置在所述线路板上,所述LED芯片位于所述模具内,对所述模具进行注胶形成所述第一胶层和第二胶层,去除所述模具,然后移动所述线路板至烘箱内进行硬化处理。
本发明实施例的有益效果:通过采用十字交叉的方式对LED芯片点胶,可以在LED芯片的顶部实现胶体叠加,进而在LED芯片的顶部成型透镜结构,使得背光LED模组的出光分布更大,混光效果更好,实现良好的面光源,无需缩小LED芯片的间距或者增大OD距离也能满足良好的混光效果,降低了产品的制造难度,另外,十字交叉点胶的方式无需在线路板的表面整面刷胶,降低了胶使用量,进而降低了制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例或相关技术的简化示意图,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的背光LED模组的俯视示意图。
图2为本发明实施例的背光LED模组的剖视示意图。
图3为图2的B处局部放大示意图。
图4为本发明实施例的线路板的局部剖视示意图。
图5为本发明实施例的背光LED模组的局部俯视示意图(未示出LED芯片)。
图6为图1的A处局部放大示意图。
图7为图2的C-C剖视示意图。
图中:
1、线路板;11、基板;12、油墨层;13、凹槽;2、LED芯片;3、第一胶层;4、第二胶层;5、弧面;6、透镜结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;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,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中,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。
参照图1至3和图5、图6所示,本发明实施例的背光LED模组包括线路板1和多个LED芯片2,多个所述LED芯片2设置在所述线路板1上,所述LED芯片2上覆盖有胶层组,所述胶层组包括十字交叉的第一胶层3和第二胶层4,所述第一胶层3和所述第二胶层4在所述LED芯片2的顶面相交并叠加,所述胶层组的顶面为外凸的弧面5。通过采用十字交叉的方式对LED芯片2点胶,可以在LED芯片2的顶部实现胶体叠加,进而在LED芯片2的顶部成型透镜结构6,使得背光LED模组的出光分布更大,混光效果更好,实现良好的面光源,无需缩小LED芯片2的间距或者增大OD距离也能满足良好的混光效果,降低了产品的制造难度,另外,十字交叉点胶的方式无需在线路板1的表面整面刷胶,降低了胶使用量,进而降低了制造成本。
本发明的十字交叉点胶的方式与现有的整版平面封装的方式相比,在相同胶层高度下,十字交叉点胶的方式混光效果更好,因为十字交叉点胶在LED芯片2的顶部形成了透镜结构6,所述透镜结构可扩大LED芯片的发光角度,使相邻LED芯片之间的混光效果更好。与只在LED芯片2处点透镜封装相比较,本发明的十字交叉点胶可以在相同胶层高度情况下实现相同的效果,同时,本发明的十字交叉点胶的第一胶层和第二胶层在相邻两个LED芯片2之间的部分还可以充当导光柱的作用,减轻目前直下式背光模组普遍存在“光晕”现象。
在本实施例中,多个所述LED芯片2矩阵排列在所述线路板1上。矩阵排列的LED芯片2不仅能够增加背光LED模组各个位置的发光均匀度,提升显示效果,还能降低点胶难度,矩阵排列的LED芯片2便于点胶定位。
具体地,所述线路板1上的每一横排的所述LED芯片2共用一个所述第一胶层3,所述线路板1上的每一竖排的所述LED芯片2共用一个所述第二胶层4。此设计使得线路板1采用的是纵横交错的方式点胶,点胶时可以将每一横排或者每一竖排的所有LED芯片2直线点胶,降低点胶难度,提升点胶速度。
在其他实施例中,还可以对LED芯片2逐个进行十字形点胶,或者将线路板1上的局部区域内的按照指定直线排列的LED芯片2进行同步的点胶。
胶层组采用的胶水的粘度不小于4000cp,所述胶水的透光度大于95%,可有效的减少光损,提高所述LED芯片光线的利用率。所述胶水内添加抗沉淀粉,所述抗沉淀粉含量为1%~10%,所述抗沉淀粉可提高胶水的黏性,减少胶水的流动性,便于完成胶水封装定型形成所述胶层组。
一实施例中,如图6所示,所述胶层组覆盖所述LED芯片2的部分形成透镜结构6,所述透镜结构6的最大直径D与所述LED芯片2的长度L比值大于等于4,保证所述胶层组完全包覆所述LED芯片,在满足LED模组出光要求的情况下,满足所述胶体组与所述线路板的接触面积,避免在后续使用过程中,因胶体组受热膨胀等与线路板剥离,从而导致水汽进入,影响LED芯片的使用等问题,提高了LED模组的可靠性及使用寿命。
进一步地,相邻两个所述透镜结构6之间的胶层的宽度与厚度比值范围为:5~10。相邻两个所述透镜结构6之间的胶层为半圆柱状结构,即所述相邻两个所述透镜结构6之间的胶层的横截面为半圆形或半椭圆形,两个所述透镜结构6之间的胶层可以充当导光柱的作用,将所述LED芯片的光进行导出扩散,减轻目前直下式背光模组普遍存在“光晕”现象。
第一胶层3和第二胶层4的结合处圆滑过渡,使所述透镜结构表面光滑,可将LED芯片的光均匀扩散,达到较好的光学效果。所述LED芯片2的出光角度大于140°,使用大发光角度的LED芯片可在达到发光效果的情况下减少LED芯片的使用,降低成本。一实施例中,如图4所示(部分附图标记沿用图1至3和图5),所述线路板1包括基板11和油墨层12,所述油墨层12位于所述基板11设置有所述LED芯片2的一侧面,所述油墨层12对应所述第一胶层3和所述第二胶层4的位置设置有凹槽13。通过设置凹槽13,可以对第一胶层3和第二胶层4的点胶位置进行标识,提升点胶精度,另外,凹槽13的结构还可以在一定程度上控制第一胶层3和第二胶层4成型后的形状,辅助LED芯片2顶部的透镜结构能够成型。
在本实施例中,所述凹槽13的深度小于所述第一胶层3和所述第二胶层4的厚度。通过将凹槽13的深度设置为小于各个胶层的厚度,在保证了标识效果和辅助胶体成型形状后,还能减小油墨层12的厚度,进而降低材料的使用量。
优选地,所述油墨层12的厚度大于等于15微米,优选的,所述油墨层为白色油墨层,所述白色油墨层具有光反射作用,所述油墨层12的厚度大于等于15微米,具有较好的反射率,可以提高LED芯片的光利用率,减少光损失。
凹槽13可以贯穿油墨层12,也可以不贯穿油墨层12。优选的,两所述LED芯片之间的凹槽13不贯穿油墨层12,保留较多的油墨层面积,可以提高LED芯片的光利用率。
另外,凹槽13的布置模式与第一胶层3和第二胶层4的点胶区域相对应。
如图7所示,所述第一胶层3或所述第二胶层4与所述油墨层12接触角α为:45°~90°。所述接触角可保证所述第一胶层和第二胶层的成型,从而保证所述第一胶层和第二胶层交叉处透镜的形成。
一实施例中,所述第一胶层3的长度沿第一方向延伸,所述第二胶层4的长度沿第二方向延伸,所述第一胶层3的宽度大于所述LED芯片2沿所述第二方向的宽度,所述第二胶层4的宽度大于所述LED芯片2沿所述第一方向的宽度。通过将两个胶层的宽度设置大于LED芯片2对应位置的宽度,可以对LED芯片2实现全面的包裹,同时也有足够的胶量在LED芯片2的顶部形成透镜结构。
可选地,所述第一胶层3与所述第二胶层4为透明的封装胶,封装胶为环氧树脂或硅胶,其可以降低光损耗。更加优选地,第一胶层3和第二胶层4的成分一致,颜色一致。透明的封装胶不会遮挡光线,保证背光LED模组的发光亮度高,而第一胶层3和第二胶层4成分和颜色一致,可以保证封装后的背光LED模组的外观一致性好。
或者,所述第一胶层3与所述第二胶层4为黄色荧光粉胶、高色域R、G色KSF粉混合的封装胶或红色与绿色量子点保护膜中的任意一种,从而得到白光。
在本实施例中,所述第一胶层3与所述第二胶层4的叠加位置呈半球形或椭球形。半球形和椭球形的结构可以极大地提升LED芯片2的出光角度,进而提升混光效果。
基板11可选用高导热、低膨胀、耐高温的材料制成,例如白色BT料、FR或铝基板。
FR4是一种环氧玻璃布层压板,其是以环氧树脂作粘合剂,以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板。FR4的粘结片和内芯薄型覆铜板,是制作多层印制电路板的重要基材。FR4的主要技术特点为:电绝缘性能稳定,平整度好,表面光滑,无凹坑,厚度公差标准,吸光率低,适用于高性能电子绝缘要求的产品。BT料是一种白芯料,其吸光率比FR4黄芯料更低,通常情况FR4吸光率比BT料高2%-5%,因此BT料反射效果非常好。
铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板,一般单面板由三层结构组成,分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。用于高端产品的也有设计为双面板,结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。铝基板具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能,铝基板与传统的FR4相比,采用相同的厚度,相同的线宽,铝基板能够承载更高的电流,铝基板耐压可达4500V,导热系数大于1.0。
油墨层12为耐高温的白色油墨层12,白色油墨层12的光反射率大于80%。
本发明实施例还提供一种背光LED模组的封装方法,用于制造如上任意实施例的背光LED模组,提供带有多个LED芯片2的线路板1,在所述LED芯片2上分别沿相垂直两个方向点第一胶层3和第二胶层4,使所述第二胶层4与所述第一胶层3的交叉位置位于所述LED芯片2的顶部。十字点胶的方式封装LED芯片2,不仅能够在LED芯片2的顶部形成透镜结构,还能降低胶体的使用量,节约成本,整个操作过程简单,生产效率高,制造成型的背光LED模组的混光效果好。
在本实施例中,多个所述LED芯片2呈矩阵排列在所述线路板1上,先将每一横排的所述LED芯片2点所述第一胶层3,再将每一竖排的所述LED芯片2点所述第二胶层4。逐排点胶,不仅可以降低点胶的难度,还能极大地提升点胶的速度,而LED芯片2矩阵排列在线路板1上,可以实现逐排点胶方式。
当然,不限于将每一横排的所述LED芯片2点胶再将每一竖排的LED芯片2点胶,还可以先将每一竖排的LED芯片2点胶后再将每一横排的LED芯片2进行点胶,或者横排和竖排交替进行点胶操作。
在其他实施例中,还可以对LED芯片2逐个进行十字形点胶操作,或者将线路板1上的所有的LED芯片2分区域,对每个区域内的LED芯片2进行逐个或者纵横逐排点胶。
LED芯片2的排布方式不限于矩阵排列,还可以按照其他方式排列,比如:错列排列、同心圆排列等等。
一实施例中,点胶结束后立即水平移动所述线路板1至烘箱内进行硬化处理。硬化处理便于快速成型透镜结构。
具体地,线路板1上的所有的LED芯片2点胶结束再水平移动至烘箱内进行硬化处理。这样可以有效防止不同胶层分段硬化后出现分层的情况。
在其他实施例中,先将模具放置在所述线路板1上,所述LED芯片2位于所述模具内,对所述模具内进行注胶形成覆盖所述LED芯片2的所述第一胶层3和第二胶层4,去除所述模具,然后移动所述线路板1至烘箱内进行硬化处理。此方式可以根据需要调整模具的结构以成型需要的透镜结构。
在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种背光LED模组,包括线路板和多个LED芯片,多个所述LED芯片设置在所述线路板上,其特征在于:所述LED芯片上覆盖有胶层组,所述胶层组包括十字交叉的第一胶层和第二胶层,所述第一胶层和所述第二胶层在所述LED芯片的顶面相交并叠加,所述胶层组的顶面为外凸的弧面;
所述线路板包括基板和油墨层,所述油墨层位于所述基板设置有所述LED芯片的一侧面,所述油墨层对应所述第一胶层和所述第二胶层的位置设置有凹槽。
2.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述线路板上的每一横排的所述LED芯片共用一个所述第一胶层,所述线路板上的每一竖排的所述LED芯片共用一个所述第二胶层。
3.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述油墨层的厚度大于等于15微米。
4.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述第一胶层或所述第二胶层与所述油墨层接触角α为:45°~90°。
5.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述第一胶层的长度沿第一方向延伸,所述第二胶层的长度沿第二方向延伸,所述第一胶层的宽度大于所述LED芯片沿所述第二方向的宽度,所述第二胶层的宽度大于所述LED芯片沿所述第一方向的宽度。
6.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述第一胶层与所述第二胶层的叠加位置呈半球形或椭球形。
7.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述胶层组覆盖所述LED芯片的部分形成透镜结构,所述透镜结构的最大直径与所述LED芯片的长度比大于等于4。
8.根据权利要求1所述的背光LED模组,其特征在于:所述胶层组覆盖所述LED芯片的部分形成透镜结构,相邻两个所述透镜结构之间的胶层的宽度与厚度比值范围为:5~10。
9.一种背光LED模组的封装方法,其特征在于:用于制造如权利要求1至8任一项所述的背光LED模组,提供带有多个LED芯片的线路板,在所述LED芯片上分别沿相垂直两个方向点第一胶层和第二胶层,使所述第二胶层与所述第一胶层的交叉位置位于所述LED芯片的顶部。
10.根据权利要求9所述的背光LED模组的封装方法,其特征在于:多个所述LED芯片呈矩阵排列在所述线路板上,先将每一横排的所述LED芯片点所述第一胶层,再将每一竖排的所述LED芯片点所述第二胶层。
11.根据权利要求9或10所述的背光LED模组的封装方法,其特征在于:点胶结束后立即水平移动所述线路板至烘箱内进行硬化处理。
12.根据权利要求9或10所述的背光LED模组的封装方法,其特征在于:先将模具放置在所述线路板上,所述LED芯片位于所述模具内,对所述模具进行注胶形成所述第一胶层和第二胶层,去除所述模具,然后移动所述线路板至烘箱内进行硬化处理。
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