CN113779922A

CN113779922A - Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法及其应用

Info

Publication number: CN113779922A
Application number: CN202111083850.9A
Authority: CN
Inventors: 张秀; 蔡勇; 庞佳鑫; 岳瑞
Original assignee: Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2041-09-15
Also published as: CN113779922B

Abstract

本发明公开了一种Mini‑LED显示模组的焊点布局设计方法及其应用。所述设计方法包括先设定Mini‑LED显示模组的相邻两个第一焊点、相邻第一焊点与第二焊点的期望最小间距为a、b，之后在第一行任取一点，并计算第二行所有点与第一行选取点的距离，取其中最小值d与期望值a比较，得到符合d＞＝a的第二行的点后终止第二行的循环，然后将下一行的点依次与每行已取点的距离比较，并寻找到下一行符合条件的点，直到每行都有一个符合条件的点，终止行的循环，之后采用同样的方式找到每一列上符合条件的点，并终止列的循环。本发明采用编程算法进行焊点布局设计，焊点间的中心间距能够实现最大化，有利于焊点对准，并提高封装良率。

Description

Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法及其应用

技术领域

本发明属于半导体照明技术领域，具体涉及一种Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法及Mini-LED显示模组的制作方法。

背景技术

以半导体技术为基础的Mini-LED技术是一种新型的高亮度和高分辨率显示技术。Mini-LED尺寸在50到200μm之间，它既可用作阵列像素显示，又可用作LCD的背光源，在电视机、显示屏、笔记本等领域有着广阔的市场前景。与LCD和OLED显示相比，Mini-LED具有很多优势：亮度高、功率低、寿命长、热稳定性好等。但Mini-LED比传统LED器件尺寸缩小很多，密度也相对较高，从而带来了许多技术和物理上的挑战，如巨量转移技术、全彩化显示等。

其中，在将巨量Mini-LED芯粒转移到线路基板的过程中，如何保证Mini-LED芯粒的焊接凸点与线路基板上焊点的对准，避免发生虚焊、漏焊的情况，对Mini-LED显示模组来说是至关重要的，对于此问题，现有技术中大多通过后期的检测来进行排查，耗时耗力，且增加制造成本。如何有效降低Mini-LED模组焊接凸点与基板焊点的对准难度和提升多芯粒模组的封装良率，已经成为本领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种Mini-LED显示模组及其焊点布局设计方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法，所述Mini-LED显示模组呈n行、m列排布，n、m均为正整数；每一行Mini-LED显示模组上均设置有至少一个第一焊点，每一列Mini-LED显示模组上均设置有至少一个第二焊点，所述焊点的布局方法包括：

定义一个n行、m列的矩阵或数组，用于存放m+n个焊点，其中，每一行上有至少一个对应所述第一焊点的点、每一列上有至少一个对应所述第二焊点的点；

设定期望的相邻两个第一焊点的最小间距为a、期望的相邻第一焊点与第二焊点的最小间距为b，其中，a大于或等于b；

选填第一焊点，其包括：

在所述矩阵或数组的第一行任意选取一个与第一焊点对应的点，之后依次在第二行至第n行的每一行上取点，并计算该点与之前每一行上的已选取点及已选取点左移或右移m个单位、上移或下移n个单位以及先左移或右平移m个单位再上移或下移n个单位后的间距，取其中的最小间距，设为d₁；

将最小间距d₁与a比较，分别以第二行至第n行每一行中的满足d₁大于或等于a的点作为第二行至第n行每一行的第一焊点，分别确定这些点的坐标并依次回填至所述矩阵或数组中；

选填第二焊点，其包括：

依次在所述矩阵或数组的第一列至第m列的每一列上取点，并逐一计算该点与之前每一行和每一列上的已选取点及已选取点左移或右移m个单位、上移或下移n个单位以及先左移或右平移m个单位再上移或下移n个单位后的间距，取其中的最小间距，设为d₂；

将最小间距d₂与b比较，分别以每一列中的满足d₂大于或等于b的点作为每一列的第二焊点，分别确定这些点的坐标并回填至所述矩阵或数组中；

调整期望的a和b的数值，并重复上述过程，直至第一焊点和第二焊点的分布满足实际应用需求。

进一步的，在将d₁与a比较之后，若d₁小于a，则在相应的行内选取其余的点进行比较，直至找到满足d₁大于或等于a的点为止。

进一步的，在完成第一焊点的选填之后，需要判断总的取点数是否为n个，即保证每一行都已取到相应的点，若总的取点数小于n，则重新选填第一焊点。

进一步的，在将d₂与b比较之后，若d₂小于b，则在相应的列内选取其余的点进行比较，直至找到满足d₂大于或等于b的点为止。

进一步的，在完成第二焊点的选填之后，需要判断总的取点数是否为n+m个，即保证每一行和每一列都已取到相应的点，若总的取点数小于n+m，则重新选填第二焊点。

进一步的，通过调整a和b的数值，使两相邻焊点的中心间距最大化。

本发明实施例还提供了一种Mini-LED显示模组的制作方法，其包括制作Mini-LED芯粒阵列的步骤，所述Mini-LED芯粒阵列包括呈n行、m列排布的多个Mini-LED芯粒，n、m均为正整数。

进一步的，所述制作方法还包括：

采用上述的方法设计所述Mini-LED显示模组的焊点布局；

依据所述的焊点布局制作与所述Mini-LED芯粒阵列适配的多个焊点。

进一步的，每一所述Mini-LED芯粒的第一电极、第二电极分别与第一导电线路、第二导电线路电性结合；

所述Mini-LED芯粒阵列中的每一行配合设置一个第一焊点，每一列配合设置一个第二焊点；

所述第一焊点、第二焊点分别与第一导电线路、第二导电线路电性结合。

进一步的，所述第一电极和第二电极中的任一者为p型电极，另一者为n型电极。

进一步的，所述第一焊点、第二焊点呈交错分散排布。

与现有技术相比，本发明提供的一种Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法，通过采用编程算法实现Mini-LED显示模组行列焊点的最优布局，使两相邻焊点的中心间距最大化，以能够制备更大面积的焊点，利于与封装基板上焊点的对准以及与相应金属导电线路的电性连接，防止发生虚焊、漏焊的情况，能够有效地提升封装良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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中记载的一些实施例，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是本发明实施例中一种Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法流程图；

图2是本发明实施例中一种Mini-LED显示模组的结构示意图；

图3是根据本发明实施例中的焊点布局方法所得到的焊点布局矩阵；

图4是本发明实施例中的Mini-LED显示模组在紧邻贴封时对应的焊点布局矩阵示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。

首先，定义一个n行、m列的矩阵或数组，用于存放m+n个焊点，其中，每一行上有至少一个对应所述第一焊点的点、每一列上有至少一个对应所述第二焊点的点；

进一步的，设定期望的相邻两个第一焊点的最小间距为a、期望的相邻第一焊点与第二焊点的最小间距为b，其中，a大于或等于b；

其中，a的值可以适当设定的大一些，以便于有效插入第二焊点，但设定的过大，会导致后面某些行上找不到合适的对应第一焊点的点。

进一步的，选填第一焊点，其包括：

将最小间距d₁与a比较，分别以第二行至第n行每一行中的满足d₁大于或等于a的点作为第二行至第n行每一行的第一焊点，分别确定这些点的坐标并依次回填至所述矩阵或数组中。

此处需要说明的是，实际应用时，各模组紧邻贴封在一起，每一模组边缘的焊点与其周围8个模组边缘的焊点的距离也需要被考虑，因此，在做比较时有一个边缘约束条件，下一行的点除了要依次与每行已取点的距离比较，还要与每行已取点左移或右移m个单位、上移或下移n个单位以及先左移或右平移m个单位再上移或下移n个单位后的点的距离比较，并取距离最小值d₁＞＝a的点，对于下述的第二焊点的选填同样如此。

进一步的，选填第二焊点，其包括：

将最小间距d₂与b比较，分别以每一列中的满足d₂大于或等于b的点作为每一列的第二焊点，分别确定这些点的坐标并回填至所述矩阵或数组中。

进一步的，调整期望的a和b的数值，并重复上述过程，直至第一焊点和第二焊点的分布满足实际应用需求。

其中，通过对a和b动态调整，得到所述矩阵或数组的最优解或近似最优解，即得到最分散或近似最分散的焊点分布，以便能够尽可能的制备面积更大的焊点，利于和封装基板上焊点的对准，防止发生漏焊和虚焊的情况。

需要说明的是，本实施例中所述的布局方法，考虑到运行时间问题，将期望的相邻两个第一焊点的最小间距、相邻第一焊点与第二焊点的最小间距设定为具体的数值a、b，通过调整a、b的数值并重复上述运算过程，最终得到最优的焊点分布。

但在一些实施方式中，也可以将期望的相邻两个第一焊点的最小间距、相邻第一焊点与第二焊点的最小间距设定为一个适当的范围，并对此范围内的所有数值进行比较运算，进而可一次性得到最优的焊点分布，但此实施方式运算量较大，会大大增加时间成本，故考虑到运行时间问题，本发明采取选用某一固定的数值a和b，并调整a和b进行多次运算的方案。

进一步的，所述制作方法还包括：

采用上述的方法设计所述Mini-LED显示模组的焊点布局；

进一步的，所述第一焊点、第二焊点呈交错分散排布。

作为一个典型的实施案例，请参阅图2，为由十六个Mini-LED芯粒1形成的规模为四行、四列的Mini-LED显示模组，其中，每一行Mini-LED显示模组上均设置有一个第一焊点2，每一列Mini-LED显示模组上均设置有一个第二焊点3，第一焊点2、第二焊点3分别与第一导电线路4、第二导电线路5电性结合。

本实施例中，每一行中的Mini-LED芯粒1通过第一导电线路4串联连接，每一列中的Mini-LED芯粒1通过第二导电线路5串联连接；且每一行上设置有一个第一焊点2，每一列设置有一个第二焊点3。

具体的，每一行Mini-LED显示模组通过第一焊点2与Mini-LED芯粒1的第一电极(图中未示出)电连接，每一列Mini-LED显示模组通过第二焊点3与Mini-LED芯粒1的第二电极电连接(图中未示出)。

具体的，第一电极可以是p型电极或n型电极，而第二电极相应的为n型电极或p型电极。

具体的，对该四行、四列的Mini-LED显示模组进行焊点布局的算法流程包括：

首先，定义一个四行、四列的空矩阵，并预设期望的两个相邻第一焊点2间的最小间距a为

相邻第一焊点2与第二焊点3间的最小间距b为

进一步的，选填第一焊点。

首先，以第一行的第一个点作为第一行上的第一焊点，之后在第二行上依次取点，并逐一计算其与第一行上的第一个点以及第一个点左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后的间距，取其中的最小间距d₁与a比较，其中，第二行的第二个点满足d₁＞＝a的条件，因此以第二行的第二个点作为第二行上的第一焊点。

进一步的，在第三行依次取点，并分别计算其与第一行的第一个点以及第一个点左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后的间距，以及与第二行上的第二个点以及第二个点左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后的间距，取其中的最小间距d₁与a比较，其中，第三行的第三个点满足d₁＞＝a的条件，因此以第三行的第三个点作为第三行上的第一焊点。

进一步的，按照同样的方法，确定以第四行的第四个点作为第四行上的第一焊点。

进一步的，选填第二焊点。

首先，在第一列上依次取点，并分别计算其与之前每一行选取的第一焊点以及已选取点左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后的间距，取其中的最小间距d₂与b比较，其中，第一列的第三个点满足d₂＞＝b的条件，因此以第一列的第三个点作为第一列上的第二焊点。

进一步的，在第二列上依次取点，并分别计算其与第一列的第三个点以及第三个点左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后的间距，以及与之前每一行已选取的第一焊点以及已选取的第一焊点左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后的间距，取其中的最小间距d₂与b比较，其中，第二列的第四个点满足d₂＞＝b的条件，因此以第二列的第四个点作为第二列上的第二焊点。

进一步的，按照同样的方法，分别确定以第三列的第一个点和第四列的第二个点作为第三列和第四列上的第二焊点。

最终得到如图3所示的矩阵，其中数字1代表选填的第一焊点2，数字2代表选填的第二焊点3，根据此矩阵即可在图1所示的Mini-LED显示模组上的相应位置布置焊点。

需要特别说明的是，若在某一行或某一列上没有找到符合条件的点，则需相应的调整a和b的值，并重新进行上述的找点过程，直到每一行上都有一个第一焊点，每一列上都有一个第二焊点，且第一焊点和第二焊点足够分散，能够满足实际应用的需求。

还需要特别说明的是，采用本发明中的算法得到的计算结果不唯一，工程实践中会选取适当的计算结果应用到实际工程中。

此外，请参阅图4，由于本发明的算法中加入了边缘约束条件，因此图3所示的矩阵中对应第一焊点2和第二焊点3的各点在左移或右移4个单位、上移或下移4个单位以及先左移或右平移4个单位再上移或下移4个单位后仍能够满足最相邻的两个数值1以及最相邻的数值1和数值2之间的最小间距为根号

即本实施例中的Mini-LED显示模组在大面积紧邻贴贴封时，仍能够保证所布置的焊点布局是最优的。

应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种Mini-LED显示模组的焊点布局设计方法，其特征在于，所述Mini-LED显示模组呈n行、m列排布，n、m均为正整数；每一行Mini-LED显示模组上均设置有至少一个第一焊点，每一列Mini-LED显示模组上均设置有至少一个第二焊点，所述焊点的布局设计方法包括：

选填第一焊点，其包括：

选填第二焊点，其包括：

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于包括：在将d₁与a比较之后，若d₁小于a，则在相应的行内选取其余的点进行比较，直至找到满足d₁大于或等于a的点为止。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于包括：在完成第一焊点的选填之后，需要判断总的取点数是否为n个，即保证每一行都已取到相应的点，若总的取点数小于n，则重新选填第一焊点。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于包括：在将d₂与b比较之后，若d₂小于b，则在相应的列内选取其余的点进行比较，直至找到满足d₂大于或等于b的点为止。

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于包括：在完成第二焊点的选填之后，需要判断总的取点数是否为n+m个，即保证每一行和每一列都已取到相应的点，若总的取点数小于n+m，则重新选填第二焊点。

6.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于还包括：调整a和b的数值，使相邻两个焊点的中心间距最大化。

7.一种Mini-LED显示模组的制作方法，其包括制作Mini-LED芯粒阵列的步骤，所述Mini-LED芯粒阵列包括呈n行、m列排布的多个Mini-LED芯粒，n、m均为正整数；

其特征在于，所述制作方法还包括：

采用权利要求1-6任一项所述的方法设计所述Mini-LED显示模组的焊点布局；

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：每一所述Mini-LED芯粒的第一电极、第二电极分别与第一导电线路、第二导电线路电性结合；

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述第一电极和第二电极中的任一者为p型电极，另一者为n型电极。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第一焊点、第二焊点呈交错分散排布。