CN112804832A - 一种提升模组焊点推力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED封装技术领域，特别涉及一种提升模组焊点推力的方法，首先在电路基板的焊接位置形成焊脚，在焊脚周围形成第一胶层，然后将发光件贴于焊脚上，最后同时固化焊脚和第一胶层，第一胶层固化后形成焊点保护层抵住焊脚，提升了焊脚抵抗外力的能力，解决了现有LED模组焊点推力小的问题。

Description

一种提升模组焊点推力的方法
【技术领域】
本发明涉及LED封装技术领域，特别涉及一种提升模组焊点推力的方法。
【背景技术】
随着电子产品显示的更高要求，LED显示技术得到迅速发展，尤其是MINI LED、Micro LED的出现，LED芯片向集约化、精细化有了很大进步。LED芯片向集约化发展必然导致其体积更小，所能利用的焊接点面积更加有限，进一步导致LED芯片焊接于基板上后，焊点推力小，易造成芯片的脱落，不利于后期工序操作及使用寿命的控制。
【发明内容】
为解决现有LED模组焊点推力小的问题，本发明提供了一种提升模组焊点推力的方法。
本发明解决技术问题的方案是提供一种提升模组焊点推力的方法，所述模组包括电路基板，所述电路基板提前预设有焊接位置，所述方法包括如下步骤：步骤S10：在所述焊接位置形成焊脚；步骤S20：在所述焊脚周围形成第一胶层；步骤S30：将发光件贴于所述焊脚上；步骤S40：固化所述焊脚以固定所述发光件，同时固化所述第一胶层以形成焊点保护层。
优选地，步骤S20具体包括如下步骤：步骤S201：通过钢网印刷方式在焊脚周围印刷固定胶；步骤S202：刮平固定胶形成第一胶层。
优选地，在步骤S40后还包括：步骤S50：涂布第二胶层覆盖发光件和焊点保护层；步骤S60：固化第二胶层形成模组保护层。
优选地，在步骤S10中，通过钢网印刷方式在所述焊接位置印刷锡膏形成所述焊脚。
优选地，所述锡膏粒径小于20μm。
优选地，钢网印刷过程压力为1Kg，速度为20mm/s。
优选地，在步骤S201中，固定胶避开所述焊脚。
优选地，所述第一胶层抵接所述焊脚，所述第一胶层高度等于所述焊脚高度。
优选地，在步骤S40中，所述第一胶层的固化方式为热固化或光固化的一种。
优选地，在步骤S40中，通过回流焊方式同时固化所述焊脚和所述第一胶层；回流焊过程温度不超过245℃。
与现有技术相比，本发明的一种提升模组焊点推力的方法具有以下优点：
1、本发明的提升模组焊点推力的方法，首先在电路基板的焊接位置形成焊脚，在焊脚周围形成第一胶层，然后将发光件贴于焊脚上，最后同时固化焊脚和第一胶层，可以理解地，焊脚的体积和质量远小于电路基板，焊脚通过刷锡膏的方式附着与电路基板上后，还需将发光件固定在焊脚上，而后还要封胶、模压、切割、拼接等后续工艺流程，而在这些后续工艺流程中，因焊脚与电路基板的粘结面小、推力小而易松动脱落，造成接触不良、死灯现象，而通过在焊脚周围设置第一胶层，第一胶层固化后抵住焊脚周围，相当于和焊脚形成一个整体，相当于扩大了焊脚的粘结面，提升了焊脚抵抗外力的能力，解决了现有LED模组焊点推力小的问题。
2、本发明的方法中通过钢网印刷方式在焊脚周围印刷热固胶，然后刮平热固胶形成第一胶层，刮平步骤使热固胶充满焊脚的四周，使固化后形成的焊点保护层可以从周向任意方向给予焊脚已支撑，保证焊点推力提升效果，另外，此步骤使热固胶的高度均一且不影响焊脚后续焊接发光件。
3、本发明的方法涂布第二胶层覆盖发光件和焊点保护层，固化第二胶层形成模组保护层，通过涂布第二胶层形成模组保护层，对提升焊点推力后的发光件进一步封装保护，使本发明的成品中发光件不再直接接触外界的外力，在后期运输、再加工、使用的过程中得到更好的保护，焊点同样也不会被破坏，实用性更强。
4、本发明的方法通过钢网印刷的方式印刷焊锡膏形成焊脚及印刷热固胶形成第一胶层，此方式可精确区分焊脚位置和第一胶层位置，两个印刷采用互相避让的不同钢网，互不影响，使成型时效果更好。
5、本发明的方法采用的锡膏粒径小于15μm，适用于集约化、精细化的微小发光件的上锡，活性强，适用范围更广，实用性强。
6、本发明的方法中钢网印刷过程压力为1Kg，速度为20mm/s，此设置使焊脚成型性好，锡量合适。
7、本发明的方法通过回流焊方式同时固化焊脚和第一胶层，回流焊过程温度可阶段控制，在保证固化效果的同时，节约步骤和时间，降低工艺流程中的二次破坏概率，工艺流程简单，实用性强。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的一种LED模组的结构示意图一。
图2是本发明第一实施例提供的一种LED模组的结构示意图二。
图3是本发明第二实施例提供的一种提升模组焊点推力的方法的步骤流程图一。
图4是本发明第二实施例提供的一种提升模组焊点推力的方法中步骤S20的步骤流程图。
图5是本发明第二实施例提供的一种提升模组焊点推力的方法中回流焊的温控曲线示例图。
图6是本发明第二实施例提供的一种提升模组焊点推力的方法的步骤流程图二。
图7是本发明第二实施例提供的一种提升模组焊点推力的方法中焊点保护层和模组保护层的工艺流程示例图。
附图标识说明：
1、LED模组；
10、电路基板；11、锡膏；20、发光件；30、电子元器件；40、焊点保护层；41、固定胶；42、第一胶层；50、模组保护层；51、第二固定胶；
201、焊脚。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“左上”、“右上”、“左下”、“右下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
需要说明的是，本发明的LED模组适用于直显产品。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种LED模组1，包括电路基板10，电路基板10的相背两侧分别设置有发光件20和电子元器件30，电路基板10上布置有电路，发光件20和电子元器件30均通过电路基板10上的电路电性连接。
在一些实施方式中，电路基板10可以为铝基板或陶瓷基板。
在一些实施方式中，发光件20可以为圆形、长条形或者正方形。
在一些实施方式中，发光件20的数量可以为一个或者多个。为了使发光件20之间光线均匀，可进一步将对相邻设置的发光件20之间的间距进行限定。相邻设置的两个发光件20之间的间距可以为0.01mm-5mm。优选地，相邻设置的两个所述发光件20之间的间距还可为0.01mm-0.025m、0.025mm-0.037mm、0.037mm-0.052mm、0.052mm-0.09mm、0.09mm-0.14mm、0.14mm-0.31mm、0.31mm-0.75mm、0.75mm-1mm、1mm-1.5mm、1.5mm-2mm、2.5mm-3mm。更进一步地，相邻设置的两个所述发光件20之间的间距还可优选为0.01mm、0.07mm、0.08mm、0.19mm、0.251mm、0.31mm或0.75mm中的任一值。更进一步地，为了获得更优的发光效果，在本发明实施例的一些具体实施方式中，多个所述发光件20等间距分布。在本发明中，间距的设置，可有效提高LED模组1的发光均匀度。
在一些实施方式中，发光件20可以包括LED芯片或灯珠。LED芯片可以为长条形、方形或者圆片等形状。LED芯片可以为单色芯片或RGB三基色芯片。
进一步地，发光件20通过至少一个焊脚201固定在电路基板10上，具体地，在本发明实施例中，每个发光件通过2个焊脚201固定在电路基板10上，焊脚201采用锡膏刷制，2个焊脚201高度相等，通过设置2个焊脚201固定发光件20，可以保证发光件20的平稳性，同时不会使每个焊脚201过小而导致刷锡膏困难。
可以理解地，焊脚201根据刷锡膏工具的不同可以呈圆柱体或方柱体，且柱体顶底面分别连接发光件20和电路基板10。
进一步地，电路基板10上还设置有焊点保护层40，焊点保护层40与发光件20同侧设置且抵接焊脚201的外周侧。
可以理解地，焊脚201的体积和质量远小于电路基板10，焊脚201通过刷锡膏的方式附着与电路基板10上后，还需将发光件20固定在焊脚201上，而后还要封胶、模压、切割、拼接等后续工艺流程，而在这些后续工艺流程中，因焊脚201与电路基板10的粘结面小、推力小而易松动脱落，造成接触不良、死灯现象，而本发明在焊脚201附着于电路基板10后，设置一层焊点保护层40包裹焊脚201，使焊脚201的推力增大，解决了后续工艺中可能造成的松动、脱落问题。
可选地，焊点保护层40可以仅围绕焊脚201局部涂布；或者，焊点保护层40可以围绕焊脚201全部涂布并延伸至电路基板10设置发光件20一侧的整个表面，此时，焊点保护层40覆盖的面积与焊脚201覆盖的面积之和等于电路基板10设置发光件20一侧的面积。优选地，在本发明实施例中，焊点保护层40围绕焊脚201全部涂布并延伸至电路基板10设置发光件20一侧的整个表面，通过此设置，使焊点保护层40抵接每一个焊脚201的所有外露面，不会因留有空隙而影响焊脚201某一方向的推力，另外，焊点保护层40覆盖非焊点区域，提高了LED模组1颜色一致性。
请结合图1和图2，可以理解地，为达到更好地提升推力的效果，焊点保护层40的厚度大于或等于焊脚201的高度。当焊点保护层40的厚度等于焊脚201的高度时，发光件20整体漏出焊点保护层40(如图1所示)；当焊点保护层40的厚度大于焊脚201的高度时，发光件20可以一部分嵌入焊点保护层40内(如图2所示)。具体地，在本发明实施例中，焊点保护层40的厚度等于焊脚201的高度。
可选地，焊点保护层40的材料为环氧树脂、硅氧烷聚合物、丙烯酸树酯、聚酰亚胺或聚碳酸酯中的一种。
可以理解地，焊点保护层40中可以加入着色剂，着色剂均匀混合于焊点保护层40中，可选地，着色剂的颜色可以为黑色、灰色或白色中的一种，从而使焊点保护层40的颜色呈现黑色、灰色或白色，颜色可以根据不同的客户需求和不同的应用场景进行选择，在提高颜色一致性的同时，提高本发明LED模组1的实用性。
进一步地，LED模组1进一步包括模组保护层50，模组保护层50设置在焊点保护层40远离电路基板10的一侧。
可以理解地，模组保护层50在焊点保护层40固化完成和发光件20固定于焊脚201后再进行涂布，以不影响焊点保护层40的成型。通过模组保护层50对提升焊点推力后的发光件20进一步封装保护，使本发明的成品中发光件20不再直接接触外界的外力，在后期运输、再加工、使用的过程中得到更好的保护，焊脚201同样也不会被破坏，实用性更强。
可以理解地，为使模组保护层50更好地保护发光件20，模组保护层50需要完全覆盖发光件20，模组保护层50的厚度大于发光件20高度，优选地，模组保护层50的厚度为发光件20高度的2-3倍。
可选地，模组保护层50的材料为环氧树脂、硅氧烷聚合物、丙烯酸树酯、聚酰亚胺或聚碳酸酯中的一种。
请参阅图3，本发明第二实施例提供一种提升模组焊点推力的方法，该方法适用于本发明第一实施例中的LED模组，第二实施例中的模组为第一实施例中的LED模组，其中，模组包括电路基板，电路基板提前预设有焊接位置，包括如下步骤：
步骤S10：在焊接位置形成焊脚；
步骤S20：在焊脚周围形成第一胶层；
步骤S30：将发光件贴于焊脚上；
步骤S40：固化焊脚以固定发光件，同时固化第一胶层以形成焊点保护层。
可以理解地，作为一种实施方式，在步骤S10中，可以通过钢网印刷方式在焊接位置印刷锡膏形成焊脚，每块电路基板上的焊接位置的数量提前设定，印刷钢网上设置有通孔，通孔数量与电路基板上的焊接位置数量相同，当印刷钢网和电路基板布置于印刷工作台时，通孔与焊接位置一一对应。
可选地，为适应小型发光件的上锡需求，锡膏粒径小于20μm，具体地，在本发明实施例中，选用粒径为5-15μm的6号粉。
可以理解地，在钢网印刷过程中，不同的印刷压力和印刷速度，印刷出的焊脚的形态不同，印刷压力和印刷速度过大或过小会导致不同的缺陷，具体如下表：
印刷压力 印刷速度 焊脚成型效果
＞1.5Kg ＞25mm/s 锡量不足，粘度变低
＞1.5Kg 18-25mm/s 锡量不足
＞1.5Kg ＜18mm/s 锡量不足，粘度变大
0.8-1.5Kg ＞25mm/s 粘度变低，连锡
0.8-1.5Kg 18-25mm/s 锡量合适，粘度合适
0.8-1.5Kg ＜18mm/s 粘度变大
＜0.8kg ＞25mm/s 锡量多出，粘度变低
＜0.8kg 18-25mm/s 锡量多出
＜0.8kg ＜18mm/s 锡量多出，粘度变大
根据上表，可以理解地，为使焊脚成型性好，锡量合适，钢网印刷过程压力可以优选为0.8-1.5Kg，速度可以优选为18-25mm/s，具体地，作为本发明一种实施方式，钢网印刷过程压力进一步优选为1Kg，速度进一步优选为20mm/s。
请参阅图4，作为一种实施方式，步骤S20具体包括如下步骤：
步骤S201：通过钢网印刷方式在焊脚周围印刷固定胶；
步骤S202：刮平固定胶形成第一胶层。
可以理解地，在步骤S201中，印刷固定胶时避开焊脚，作为一种实施方式，可以在印刷钢网上开设避让槽避开焊脚，当印刷固定胶的钢网设置于工作台时，其开设的避让槽一一对应电路基板上的焊脚。
可以理解地，固定胶刮平后均匀涂布在电路基板表面除去焊脚位置的其他位置，形成的第一胶层高度均一，第一胶层充分抵接焊脚外周侧，可选地，第一胶层高度可以大于或等于焊脚高度，具体地，在本发明实施例中，为使后续贴装发光件的便捷性，第一胶层高度等于焊脚高度。
可选地，固定胶可以为热固胶或光固胶，当采用光固胶时，在高温固化焊脚的同时，还需提供固胶光源以使光固胶同时进行光固化；当采用热固胶时，在高温固化焊脚的同时，可以利用同一热源使热固胶同时进行热固化。
具体地，本发明实施例中采用热固胶作为固定胶以形成第一胶层，第一胶层材料为环氧树脂、硅氧烷聚合物、丙烯酸树酯、聚酰亚胺或聚碳酸酯中的一种。作为一种实施方式，在步骤S40中，通过回流焊方式同时固化焊脚和第一胶层。
可以理解地，固定胶中可以提前混合着色剂，在保证提升焊点推力效果的同时可提高模组的颜色一致性。可选地，着色剂的颜色可以为黑色、灰色或白色中的一种，从而使固定胶的颜色呈现黑色、灰色或白色，颜色可以根据不同的客户需求和不同的应用场景进行选择，在提高颜色一致性的同时，提高实用性。
可以理解地，回流焊固化焊脚过程中需严格控制温度，保证焊接品质的同时还要确保发光件及电子元器件不受损害，为达到这一目的，回流焊过程温度不超过245℃，220℃以上的时间控制在为20-30秒，具体回流焊过程温控曲线如图5所示。
请参阅图6，作为一种实施方式，在步骤S40后还包括：
步骤S50：涂布第二胶层覆盖发光件和焊点保护层；
步骤S60：固化第二胶层形成模组保护层。
可以理解地，第二胶层所用的固定胶可以与第一胶层采用的固定胶相同或不同。第二胶层所用的固定胶可以为热固胶或光固胶，当采用光固胶时，还需提供固胶光源以使光固胶同时进行光固化；当采用热固胶时，还需提供热源使热固胶进行热固化。
具体地，本发明实施例中采用热固胶作为固定胶以形成第二胶层，第二胶层材料为环氧树脂、硅氧烷聚合物、丙烯酸树酯、聚酰亚胺或聚碳酸酯中的一种。
可以理解地，为更好地保护发光件，模组保护层的厚度大于发光件的高度，作为一种实施方式，在步骤S60中采用高温模压成型的方式对第二胶层进行固化。
请参阅图7，为方便理解，本发明实施例给出一示例，将锡膏11通过钢网印刷方式印刷在电路基板10的焊接位置形成焊脚201，通过钢网印刷方式在焊脚201周围印刷固定胶41，刮平固定胶41形成第一胶层42，第一胶层42与焊脚201高度相同，将发光件20和电子元器件30固定在电路基板10上，发光件20对应焊脚201固定，然后对焊脚201和第一胶层42进行回流焊固化，焊脚201固化后固定住发光件20，第一胶层42固化后形成焊点保护层40，焊点保护层40与焊脚201充分接触，然后涂布第二固定胶51形成第二胶层并固化形成模组保护层50，此时模组保护层50、发光件20、焊脚201、焊点保护层40、电路基板10和电子元器件30组成整体的成品模组。
可以理解地，后续可以针对成品模组进行切割和矩阵拼接，以适应不同用户的需求。
与现有技术相比，本发明的一种提升模组焊点推力的方法具有以下优点：
1、本发明的提升模组焊点推力的方法，首先在电路基板的焊接位置形成焊脚，在焊脚周围形成第一胶层，然后将发光件贴于焊脚上，最后同时固化焊脚和第一胶层，可以理解地，焊脚的体积和质量远小于电路基板，焊脚通过刷锡膏的方式附着与电路基板上后，还需将发光件固定在焊脚上，而后还要封胶、模压、切割、拼接等后续工艺流程，而在这些后续工艺流程中，因焊脚与电路基板的粘结面小、推力小而易松动脱落，造成接触不良、死灯现象，而通过在焊脚周围设置第一胶层，第一胶层固化后抵住焊脚周围，相当于和焊脚形成一个整体，相当于扩大了焊脚的粘结面，提升了焊脚抵抗外力的能力，解决了现有LED模组焊点推力小的问题。
2、本发明的方法中通过钢网印刷方式在焊脚周围印刷热固胶，然后刮平热固胶形成第一胶层，刮平步骤使热固胶充满焊脚的四周，使固化后形成的焊点保护层可以从周向任意方向给予焊脚已支撑，保证焊点推力提升效果，另外，此步骤使热固胶的高度均一且不影响焊脚后续焊接发光件。
3、本发明的方法涂布第二胶层覆盖发光件和焊点保护层，固化第二胶层形成模组保护层，通过涂布第二胶层形成模组保护层，对提升焊点推力后的发光件进一步封装保护，使本发明的成品中发光件不再直接接触外界的外力，在后期运输、再加工、使用的过程中得到更好的保护，焊点同样也不会被破坏，实用性更强。
4、本发明的方法通过钢网印刷的方式印刷焊锡膏形成焊脚及印刷热固胶形成第一胶层，此方式可精确区分焊脚位置和第一胶层位置，两个印刷采用互相避让的不同钢网，互不影响，使成型时效果更好。
5、本发明的方法采用的锡膏粒径小于15μm，适用于集约化、精细化的微小发光件的上锡，活性强，适用范围更广，实用性强。
6、本发明的方法中钢网印刷过程压力为1Kg，速度为20mm/s，此设置使焊脚成型性好，锡量合适。
7、本发明的方法通过回流焊方式同时固化焊脚和第一胶层，回流焊过程温度可阶段控制，在保证固化效果的同时，节约步骤和时间，降低工艺流程中的二次破坏概率，工艺流程简单，实用性强。
以上对本发明实施例公开的一种提升模组焊点推力的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提升模组焊点推力的方法，所述模组包括电路基板，所述电路基板提前预设有焊接位置，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤S10：在所述焊接位置形成焊脚；
步骤S20：在所述焊脚周围形成第一胶层；
步骤S30：将发光件贴于所述焊脚上；
步骤S40：固化所述焊脚以固定所述发光件，同时固化所述第一胶层以形成焊点保护层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S20具体包括如下步骤：
步骤S201：通过钢网印刷方式在焊脚周围印刷固定胶；
步骤S202：刮平固定胶形成第一胶层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤S40后还包括：
步骤S50：涂布第二胶层覆盖发光件和焊点保护层；
步骤S60：固化第二胶层形成模组保护层。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤S10中，通过钢网印刷方式在所述焊接位置印刷锡膏形成所述焊脚。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述锡膏粒径小于20μm。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：钢网印刷过程压力为1Kg，速度为20mm/s。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在步骤S201中，固定胶避开所述焊脚。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一胶层抵接所述焊脚，所述第一胶层高度等于所述焊脚高度。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤S40中，所述第一胶层的固化方式为热固化或光固化的一种。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤S40中，通过回流焊方式同时固化所述焊脚和所述第一胶层；回流焊过程温度不超过245℃。
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