CN112786576A - 一种内置数字芯片的led及其封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及照明显示器件的领域，尤其是涉及一种内置数字芯片的LED，其包括封装底板以及发光芯片，所述封装底板上设置有数字芯片，所述封装底板上靠近所述数字芯片一侧设置有连接区，所述数字芯片靠近所述封装底板一侧设置有与所述连接区对准的焊区，所述连接区与所述焊区电连接；所述数字芯片远离所述封装底板一侧设置有第一导电组，所述发光芯片靠近所述数字芯片一侧设置有与所述第一导电组对准的第二导电组，所述第一导电组与所述第二导电组电连接。本申请具有精简灯板内的电路结构以及缩小灯板展示面面积的效果。
Description
技术领域
本申请涉及照明显示器件的领域，尤其是涉及一种内置数字芯片的 LED及其封装工艺。
背景技术
LED为发光二极管，发光二极管是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，它在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。
在LED的使用过程中，可以在灯板上根据不用展示效果，在电路板上安装芯片以及安装不同颜色的LED，并且通过电路板上的导线将电路板上的LED与芯片连接，通过芯片实现对灯板上LED闪烁控制，从而形成不同的展示效果。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有缺陷：设计灯板不同展示效果时，芯片与LED之间采用导线的连接线路较为复杂，所需电路板整体电路面积增加，导致展示不同效果的灯板展示面面积增大。
发明内容
为了精简灯板内的电路结构以及缩小灯板展示面面积，本申请提供一种内置数字芯片的 LED及其封装工艺。
本申请第一目的提供的一种内置数字芯片的 LED采用如下的技术方案：
一种内置数字芯片的 LED，包括封装底板以及发光芯片，所述封装底板上设置有数字芯片，所述封装底板上靠近所述数字芯片一侧设置有连接区，所述数字芯片靠近所述封装底板一侧设置有与所述连接区对准的焊区，所述连接区与所述焊区电连接；所述数字芯片远离所述封装底板一侧设置有第一导电组，所述发光芯片靠近所述数字芯片一侧设置有与所述第一导电组对准的第二导电组，所述第一导电组与所述第二导电组电连接。
通过采用上述技术方案，在将数字芯片与发光芯片组装时，通过设置的连接区与焊区，将封装底板与数字芯片固定后，可以实现封装底板与数字芯片之间的电连接；通过设置的第一导电组与第二导电组，将数字芯片发光芯片固定后可以实现两者之间的电连接，可以实现数字芯片对发光芯片的控制，在组装时可以省去数字芯片与发光芯片之间的导线连接；将封装底板、数字芯片以及发光芯片固定后，数字芯片位于封装底板上，并且发光芯片位于数字芯片远离封装底板一侧上，即是封装底板、数字芯片以及发光芯片竖向安装，可以减小组装后LED整体的平面面积，在后续将LED安装在灯板上时，可以减小每一个LED在灯板平面上的占用面积，从而可以缩小整个展示面面积。
优选的，所述第一导电组包括两个并排设置在所述数字芯片上的第一导电区，所述第二导电组包括两个并排设置在所述发光芯片上的第二导电区。
通过采用上述技术方案，通过设置的两个第一导电区与两个第二导电区，其中一个第二导电区作为发光芯片正极、另一个第二导电区作为发光芯片负极，在发光芯片与数字芯片固定后，与数字芯片形成闭合回路，实现数字芯片对发光芯片的单点控制。
优选的，所述发光芯片朝向所述数字芯片一侧为方形，两个所述第二导电区设置为长条状，其中一个所述第二导电区长条状开设有凹陷部。
通过采用上述技术方案，通过将第二导电区设置为长条状，可以使得两个第二导电区将朝向数字芯片一侧的两端遍布，在将发光芯片固定在数字芯片上时，可以增大第二导电区与第一导电区之间的接触面积，确保数字芯片与发光芯片之间电连接的稳定性，。
优选的，所述封装底板上设置有将数字芯片与发光芯片包裹的保护罩。
通过采用上述技术方案，在发光芯片与数字芯片固定后，通过设置的保护罩，在后续LED安装以及使用过程中，可以起到保护数字芯片与发光芯片不受外力破坏的作用。
优选的，所述封装底板朝向所述数字芯片一侧面积大于数字芯片朝向封装底板一侧面积。
通过采用上述技术方案，将封装底板的面积设置为大于数字芯片的面积，一方面在封装底板上可以提供更多的空间用于放置数字芯片，便于封装底板与数字芯片的之间固定；另外在后续增设保护罩时，可以在发光芯片周侧提供保护罩的成型空间。
优选的，所述保护罩采用环氧树脂材料模压成型形成。
通过采用上述技术方案，保护罩采用模压成型方式形成封装底板上，并且保护罩采用环氧树脂材料，一方面防护罩具有耐高温以及防紫外线的作用，另一方面，可以利用胶体小分子结构折射、反射发光芯片所发出的光线，可以提高发光芯片的发光效率。
优选的，所述连接区在所述封装底板上设置有5个，所述封装底板上设置有用于将所有连接区分隔的第一绝缘区，所述连接区设置在所述封装底板朝向数字芯片一侧相对两边沿处，所述焊区在所述数字芯片上设置有5个，所述数字芯片上设置有将所述焊区分隔的第二绝缘区，5个所述焊区与5个所述连接区位置相对应。
通过采用上述技术方案，通过将连接区设置在封装底板一侧相对两边沿处，即是封装底板相对两边沿上的连接区数量不同，在将数字芯片固定于封装底板上时，可以根据封装底板上连接区位置与数字芯片上焊区位置确定数字芯片的固定角度，可以提高辨识度。
本申请第二目的提供的一种内置数字芯片的 LED封装工艺采用如下的技术方案：一种内置数字芯片的 LED封装工艺，步骤如下：
S1：在封装底板的连接区上放置导电胶；
S2：将数字芯片上贴合于封装底板上，将数字芯片上的焊区与连接区一一对应，实现数字芯片与固定于封装底板表面上；
S3：在数字芯片上的第一导电区放置导电胶；
S4：逐个将发光芯片呈方形一侧贴合于数字芯片上，将发光芯片的第二导电区与第一导电区一一对应，并且可以根据两个第二导电区的形状不同将发光芯片固定于数字芯片相对应表面上；
S5：在封装底板、数字芯片和发光芯片固定后，在封装底板上模压形成保护罩。
通过采用上述技术方案，通过在连接区点上导电胶，将连接区与焊区进行固定后，实现封装底板与数字芯片之间的固定与电连接，随后将在第一导电区上点上导电胶，便可以实现发光芯片与数字芯片的固定与电连接，此时封装底板、数字芯片以及发光芯片竖向安装，可以减小组装后LED整体的平面面积，在后续将LED安装在灯板上时，可以减小每一个LED在灯板平面上的占用面积，从而可以缩小整个展示面面积；最后在封装底板上且位于数字芯片和发光芯片周围形成保护罩，可以起到保护作用。
优选的，所述封装底板与所述数字芯片通过导电胶固定后进行高温固化，所述数字芯片与所述发光芯片通过导电胶固定后进行高温固化。
通过采用上述技术方案，在封装底板与数字芯片通过导电胶固定后，再次进行高温烘烤，可以起到加固的作用，同时使得封装底板与数字芯片之间更加贴合；同理，在发光芯片固定后再次进行高温烘烤，可以加固发光芯片与数字芯片之间的连接，另外使得发光芯片与数字芯片之间更佳贴合。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
在将数字芯片与发光芯片组装时，通过设置的连接区与焊区，将封装底板与数字芯片固定后，可以实现封装底板与数字芯片之间的电连接；通过设置的第一导电组与第二导电组，将数字芯片发光芯片固定后可以实现两者之间的电连接，可以实现数字芯片对发光芯片的控制，在组装时可以省去数字芯片与发光芯片之间的导线连接；将封装底板、数字芯片以及发光芯片固定后，数字芯片位于封装底板上，并且发光芯片位于数字芯片远离封装底板一侧上，即是封装底板、数字芯片以及发光芯片竖向安装，可以减小组装后LED整体的平面面积，在后续将LED安装在灯板上时，可以减小每一个LED在灯板平面上的占用面积，从而可以缩小整个展示面面积。
通过在第二导电区条形状上开设凹陷部，在将发光芯片安装时，可以便于区分发光芯片的正负极，提高辨识度。
附图说明
图1是本申请隐藏保护罩后的整体结构示意图。
图2是封装底板的结构示意图。
图3中A部分是数字芯片朝向封装底板一侧的结构示意图；B部分是数字芯片远离封装底板一侧的结构示意图。
图4是发光芯片朝向数字芯片一侧的结构示意图。
图5是封装底板与保护罩的结构示意图。
附图标记说明：1、封装底板；2、发光芯片；3、数字芯片；4、连接区；5、焊区；6、第一导电区；7、第二导电区；8、凹陷部；9、保护罩；10、第一绝缘区；11、第二绝缘区。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种内置数字芯片的 LED，参照图1和图2，包括封装底板1以及发光芯片2，发光芯片2为LED芯片，在封装底板1上安装有数字芯片3，本实施例中采用miniLED芯片，数字芯片3为驱动IC，并且封装底板1以及数字芯片3均为方形，为了实现将数字芯片3固定于封装底板1上，在封装底板1上靠近数字芯片3一侧形成有连接区4，在数字芯片3靠近封装底板1一侧形成有与连接区4对准的焊区5，并且连接区4与焊区5之间电连接。
参照图1，为了将发光芯片2固定在数字芯片3上，在数字芯片3远离封装底板1一侧设置有第一导电组，同时在发光芯片2靠近数字芯片3一侧设置有与第一导电组对准的第二导电组，并且第一导电组与第二导电组电连接，将发光芯片2安装在数字芯片3上时，第二导电组与第一导电组相互贴合，可以实现发光芯片2与数字芯片3之间电连接，数字芯片3可以实现对发光芯片2的单点控制。
另外，第一导电组在数字芯片3远离封装底板1一侧的数量可以设置为多个，本实施例中，第一导电组的数量为3个，相应的，在数字芯片3上可以安装3个发光芯片2，并且可以根据灯板的展示效果安装发出不同颜色的发光芯片2；
参照图3和图4，第一导电组包括两个并排设置在数字芯片3上的第一导电区6，同时第二导电组包括两个并排设置在发光芯片2上的第二导电区7，其中一个第二导电区7位于发光芯片2的正极，另一个第二导电区7为发光芯片2的负极；在将发光芯片2安装于数字芯片3上时，为了便于区分发光芯片2上的正负极，将发光芯片2朝向数字芯片3一侧为方形，并且两个第二导电区7设置为长条状，在将发光芯片2固定在数字芯片3上时，可以增加第一导电区6与第二导电区7的接触面积，可以确保数字芯片3与发光芯片2之间的电连接。
参照图4，其中一个第二导电区7长条状开设有凹陷部8，发光芯片2上的两个第二导电区7的形状不同，可以便于区分发光芯片2的正负极，确保发光芯片2的安装精确性，避免将发光芯片2的正负极装反。
参照图5，在将数字芯片3与发光芯片2组装后，为了在后续使用过程中避免被损坏，在封装底板1上成型有将数字芯片3与发光芯片2包裹的保护罩9，保护罩9采用环氧树脂材料模压成型在封装底板1上形成，保护罩9一方面在使用过程中保护内部结构不外力损坏，另一方面通过环氧树脂的胶体小分子结构可以对发光芯片2发出的光进行折射和反射，可以提升发光芯片2的发光效率。
参照图2和图3，连接区4在封装底板1上设置有5个，并且封装底板1上设置有用于将所有连接区4分隔的第一绝缘区10，将连接区4设置在封装底板1朝向数字芯片3一侧相对两边沿处，封装底板1一侧相对两边沿处的连接区4数量不同，同时焊区5在数字芯片3上设置有5个，数字芯片3上设置有将焊区5分隔的第二绝缘区11，5个焊区5与5个连接区4位置相对应，在将数字芯片3固定在封装底板1上时，通过封装底板1一侧相对两边沿处不同数量的连接区4，便可以方便判别数字芯片3在封装底板1的安装位置。
在本实施例中，连接区4、焊区5、第一导电区6以及第二导电区7均为金属焊盘，5个连接区4分别是接地 GND﹑信号输入 DIN﹑备用信号FDIN﹑电源输入VDD和信号输出DOUT；5个焊区5分别是接地GND﹑信号输入DIN﹑备用信号FDIN﹑电源输入 VDD和信号输出 DOUT。
在将封装底板1、数字芯片3以及发光芯片2组装后，数字芯片3的 FDIN 与封装底板1的备用信号FDIN相连﹑数字芯片3的DIN与封装底板1的信号输入 DIN相连﹑数字芯片3的GND与封装底板1的接地 GND相连﹑数字芯片3的DOUT与封装底板1的信号输出DOUT相连﹑数字芯片3的 VDD与封装底板1的电源输入VDD相连；此时接地GND与电源VDD形成电源闭合回路，为发光芯片2进行供电，信号输入DIN或备用信号输入 FDIN与信号输出DOUT形成信号数据传输回路，控制数据信号通过DIN 或FDIN 传入数字芯片3，数字芯片3再通过OUTG﹑OUTR和OUTB 驱动输出端口对发光芯片2进行数据传输控制，控制发光芯片2单独发光﹑两两发光或着三颗同时发光，控制各发光芯片2亮度程度和发光时间。
本申请实施例一种内置数字芯片的 LED的实施原理为：通过将数字芯片3上的5个焊区5与封装底板1上的5个连接区4一一对应，并且将数字芯片3固定于封装底板1上，然后将3个发光芯片2的第二导电区7与相对应的第一导电区6一一对应，将发光芯片2固定于数字芯片3上，此时封装底板1、数字芯片3以及发光芯片2在同一竖向安装固定，从而减小组装后LED整体的平面面积，在后续将LED安装在灯板上时，可以减小每一个LED在灯板平面上的占用面积，从而可以缩小整个展示面面积。
基于上述，本申请实施例还公开一种内置数字芯片的 LED封装工艺，步骤如下：
S1：在封装底板1的连接区4上点上导电胶，导电胶可以采用导电锡膏或者导电银胶，本实施例中采用导电银胶；
导电银胶是通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起， 形成导电通路，实现被粘材料的导电连接；在封装底板1上的每一个连接区4上都刷涂上一层导电银胶，并且每个连接区4的导电银胶的厚度一致；
S2：将数字芯片3上贴合于封装底板1上，将数字芯片3上的焊区5与连接区4一一对应，实现将数字芯片3固定于封装底板1表面上；
由于每个连接区4上的导电银胶厚度一致，将数字芯片3贴合于封装底板1上时，能够保持数字芯片3在封装底板1上的平整性；在将封装底板1与数字芯片3通过导电银胶固定后进行高温固化，可以采用高温烘烤或者回流焊的方式，以此增加封装底板1与数字芯片3之间连接牢固性；
S3：在数字芯片3上的第一导电区6点上导电银胶；同理，在数字芯片3上的每一个第一导电区6上刷涂的导电银胶厚度一致；
S4：逐个将发光芯片2呈方形一侧贴合于数字芯片3上，将发光芯片2的第二导电区7与第一导电区6一一对应，并且可以根据两个第二导电区7的形状不同将发光芯片2固定于数字芯片3相对应表面上；
由于每个第一导电区6上的导电银胶厚度一致，将发光芯片2贴合于数字芯片3上时，能够保持3个发光芯片2在数字芯片3上的平整性，同理，采用同样高温固化的方式以此增加数字芯片3与发光芯片2之间连接牢固性；
S5：在封装底板1、数字芯片3和发光芯片2固定后，在封装底板1上模压形成保护罩9。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：包括封装底板（1）以及发光芯片（2），所述封装底板（1）上设置有数字芯片（3），所述封装底板（1）上靠近所述数字芯片（3）一侧设置有连接区（4），所述数字芯片（3）靠近所述封装底板（1）一侧设置有与所述连接区（4）对准的焊区（5），所述连接区（4）与所述焊区（5）电连接；所述数字芯片（3）远离所述封装底板（1）一侧设置有第一导电组，所述发光芯片（2）靠近所述数字芯片（3）一侧设置有与所述第一导电组对准的第二导电组，所述第一导电组与所述第二导电组电连接。
2.根据权利要求1所述的一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：所述第一导电组包括两个并排设置在所述数字芯片（3）上的第一导电区（6），所述第二导电组包括两个并排设置在所述发光芯片（2）上的第二导电区（7）。
3.根据权利要求2所述的一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：所述发光芯片（2）朝向所述数字芯片（3）一侧为方形，两个所述第二导电区（7）设置为长条状，其中一个所述第二导电区（7）长条状开设有凹陷部（8）。
4.根据权利要求1所述的一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：所述封装底板（1）朝向所述数字芯片（3）一侧面积大于数字芯片（3）朝向封装底板（1）一侧面积。
5.根据权利要求1所述的一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：所述封装底板（1）上设置有将数字芯片（3）与发光芯片（2）包裹的保护罩（9）。
6.根据权利要求5所述的一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：所述保护罩（9）采用环氧树脂材料模压成型形成。
7.根据权利要求1所述的一种内置数字芯片的 LED，其特征在于：所述连接区（4）在所述封装底板（1）上设置有5个，所述封装底板（1）上设置有用于将所有连接区（4）分隔的第一绝缘区（10），所述连接区（4）设置在所述封装底板（1）朝向数字芯片（3）一侧相对两边沿处，所述焊区（5）在所述数字芯片（3）上设置有5个，所述数字芯片（3）上设置有将所述焊区（5）分隔的第二绝缘区（11），5个所述焊区（5）与5个所述连接区（4）位置相对应。
8.根据权利要求1-7中任意一项的所述的一种内置数字芯片的 LED封装工艺，其特征在于：步骤如下：
S1：在封装底板（1）的连接区（4）上放置导电胶；
S2：将数字芯片（3）上贴合于封装底板（1）上，将数字芯片（3）上的焊区（5）与连接区（4）一一对应，实现数字芯片（3）与固定于封装底板（1）表面上；
S3：在数字芯片（3）上的第一导电区（6）放置导电胶；
S4：逐个将发光芯片（2）呈方形一侧贴合于数字芯片（3）上，将发光芯片（2）的第二导电区（7）与第一导电区（6）一一对应，并且可以根据两个第二导电区（7）的形状不同将发光芯片（2）固定于数字芯片（3）相对应表面上；
S5：在封装底板（1）、数字芯片（3）和发光芯片（2）固定后，在封装底板（1）上模压形成保护罩（9）。
9.根据权利要求8所述的一种内置数字芯片的 LED封装工艺，其特征在于：所述封装底板（1）与所述数字芯片（3）通过导电胶固定后进行高温固化，所述数字芯片（3）与所述发光芯片（2）通过导电胶固定后进行高温固化。
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