CN114156260B - 具有分区单元格拼接的mini-LED结构及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种具有分区单元格拼接的mini‑LED结构及生产工艺，属于LED背光领域，包括PCB基层载板，PCB基层载板的一表面上设置有多个分区单元格；分区单元格包括电连接于PCB基层载板表面上的PCB分区载板以及多个mini‑LED芯片，多个mini‑LED芯片固定连接在PCB分区载板远离PCB基层载板的一表面上且mini‑LED芯片和PCB分区载板电连接。本申请改善mini‑LED芯片不便于卸焊更换的情况。
Description
技术领域
本申请涉及LED背光领域，尤其是涉及一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构及生产工艺。
背景技术
根据《Mini LED商用显示屏通用技术规范》团体标准，mini-LED定义为：芯片尺寸介于50~200μm之间的LED器件，随着 mini-LED 显示技术的迅速发展，mini-LED 显示产品已开始应用于超大屏高清显示，如监控指挥、高清演播、高端影院、医疗诊断、广告显示、会议会展、办公显示、虚拟现实等商用领域。
相关技术中mini-LED背光源使用整张FPC或PCB进行线路设计和固晶，以13.3寸的mini-LED白光背光板为例，使用的LED芯片数量高达10384颗，生产时一万多颗LED被集中的焊接在一块PCB上并配合整版的线路设计来组成一块mini-LED背光板。
针对上述中的相关技术，发明人认为当mini-LED背光板出现坏点时，尺寸介于50~200μm之间的mini-LED芯片不便于卸焊更换，在进行加热卸焊时，坏点附近的正常mini-LED芯片易发生损坏和虚焊。
发明内容
为了改善mini-LED芯片不便于卸焊更换的情况，本申请提供一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构及生产工艺。
第一方面，本申请提供的具有分区单元格拼接的mini-LED结构，采用如下的技术方案：
一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构，包括PCB基层载板，PCB基层载板的一表面上设置有多个分区单元格；
分区单元格包括电连接于PCB基层载板表面上的PCB分区载板以及多个mini-LED芯片，多个mini-LED芯片固定连接在PCB分区载板远离PCB基层载板的一表面上且mini-LED芯片和PCB分区载板电连接。
通过采用上述方案，如发现某分区单元格内的mini-LED芯片不能正常工作，工人可对此分区单元格的PCB分区载板拆焊并更换新的分区单元格。分区单元格内mini-LED芯片数量少，容易检查，标准化生产程度高，且PCB分区载板的体积大于单个mini-LED芯片便于工人拆卸更换，降低工人在拆焊过程中破坏附近正常的mini-LED芯片的概率。
优选的，相邻分区单元格之间设置有起到防护作用的封胶一。
通过采用上述方案，封胶一充填相邻PCB分区载板之间的缝隙，保护PCB基层载板与PCB分区载板之间的焊锡，提高产品的防水和防尘性能，降低产品因机械撞击和振动发生开裂的情况。
优选的，PCB分区载板远离PCB基层载板一侧设置有封胶二，且封胶二呈透明设置。
通过采用上述方案，封胶二提高mini-LED芯片的散热能力，降低mini-LED芯片因温度过高而引起光衰，减少色温漂移现象发生的可能性。
第二方面，本申请提供具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，采用如下的技术方案：
具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，包括以下步骤：
S1、芯片固晶：将PCB板作为整体载板，经SMT工艺中的高温焊锡膏处理，将多个mini-LED芯片固晶到整体载板上，制得载板A；
S2、载板贴装：在PCB基层载板上印刷低温焊锡膏，然后将载板A贴在PCB基层载板上，制得载板B；
S3、低温回流焊：对载板B进行低温回流焊，低温回流焊的峰值温度范围是170℃-200℃，制得载板C；
S4、分板：将载板C上的载板A切割成若干PCB分区载板，每个PCB分区载板分布有若干颗mini-LED芯片，若干颗mini-LED芯片呈矩形排布；
S5、检测和封装：将经过分板工序的载板C检测维修和封胶制得成品。
通过采用上述方案，将固晶好的载板A整体焊接在PCB基层载板上而后切割成PCB分区载板，整体贴装后切割的方案免去了逐个贴装PCB分区载板，简化了PCB分区载板贴装的流程，提高了PCB分区载板的贴装效率。焊接mini-LED芯片采用高温焊锡，将载板A与PCB基层载板焊接时采用低温焊锡，降低焊接载板A时回流焊炉使之前焊接的mini-LED芯片脱焊的概率。
优选的，S1中将制得的载板A切出多个预裂槽，预裂槽横竖交错构成网格，且网格每个隔间内的mini-LED芯片数量相同。
通过采用上述方案，预裂槽降低载板A整体的结构强度，使载板A更容易弯折，提高载板A的柔性，便于载板A在S2步骤的贴装时与PCB基层载板良好贴合，提高后续焊接的稳固性。同时预裂槽便于S4步骤中对载板A的切割，降低载板A的切割难度，降低切割对焊点的扰动和破坏，降低在分板过程中发生脱焊的概率。
优选的，S4中采用热切的方式切割载板A。
通过采用上述方案，热切是利用热切刀的温度融化对应位置处的载板A，降低切割过程中的机械振动，降低切割对焊点的扰动破坏。
优选的，S5检测和封装包括初检、一次返修、封胶、出厂检测和二次返修；
初检：将S4切割出的PCB分区载板进行AOI测试和ICT测试，将不良品挑选出准备返修；
一次返修：利用拆焊器对不良品进行拆焊，拆焊器将PCB分区载板区域的焊锡融化，工人用良好的PCB分区载板替换不合格的PCB分区载板，然后工人用拆焊器加热良好的PCB分区载板区域的焊锡使良好的PCB分区载板焊接到PCB基层载板；
封胶：对相邻PCB分区载板之间的缝隙充填白色胶体，对白色胶体进行UV固化形成封胶一，对PCB分区载板远离PCB基层载板一侧充填透明胶体，对透明胶体进行UV固化形成封胶二；
出厂检测：封胶完成后对具有分区单元格拼接的mini-LED结构进行二次AOI测试和ICT测试，将不良品挑选出二次返修；
二次返修：利用拆焊器对不良品进行拆焊，拆焊器将PCB分区载板区域的焊锡和封胶一融化，工人用新的PCB分区载板替换不合格的PCB分区载板，然后工人用拆焊器加热新的PCB分区载板区域的焊锡使PCB分区载板焊接到PCB基层载板，工人手动对新的PCB分区载板区域封胶。
通过采用上述方案，多次检测和返修提高成品的合格率，降低产品出厂后的质量问题，在封胶前的初检和一次返修降低返修难度，降低封胶后再拆胶的概率。拆焊器仅对PCB分区载板区域的焊锡及附近的封胶一加热，降低拆焊时对良好的分区单元格的干扰和破坏。
优选的，拆焊器包括握把、电磁加热线圈和导热棒，电磁加热线圈设置于握把的一端，导热棒为金属棒且设置于电磁加热线圈内，导热棒与电磁加热线圈同轴线设置，导热棒远离握把一端固定连接有导热凸缘，电磁加热线圈和导热凸缘均能够包围PCB分区载板。
通过采用上述方案，在拆焊时电磁加热线圈利用涡流将对应区域的PCB分区载板的焊锡加热融化，同时涡流也将金属制成的导热棒加热，导热棒利用导热凸缘将封胶一融化。封胶一和待拆卸的PCB分区载板区域的焊锡融化后，工人能够便捷的更换分区单元格，仅融化需要更换的PCB分区载板的焊锡和封胶有利于降低拆焊对正常工作的分区单元格的干扰破坏。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1．分区单元格内mini-LED芯片数量少，容易检查，标准化生产程度高，且PCB分区载板的体积大于单个mini-LED芯片便于工人拆卸更换，降低工人在拆焊过程中破坏附近正常的mini-LED芯片的概率；
2．将固晶好的载板A整体焊接在PCB基层载板上而后切割成PCB分区载板，整体贴装后切割的方案免去了逐个贴装PCB分区载板，简化了PCB分区载板贴装的流程，提高了PCB分区载板的贴装效率；
3．预裂槽降低载板A整体的结构强度，使载板A更容易弯折，提高载板A的柔性，便于载板A在S2步骤的贴装时与PCB基层载板良好贴合，提高后续焊接的稳固性，同时预裂槽便于S4步骤中对载板A的切割，降低载板A的切割难度，降低切割对焊点的扰动和破坏，降低在分板过程中发生脱焊的概率。
附图说明
图1是本申请实施例的一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的结构示意图；
图2是本申请实施例的一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的突出mini-LED芯片的结构示意图；
图3是本申请实施例的一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的剖视图；
图4是本申请实施例的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺的流程图；
图5是本申请实施例的一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的突出载板A的结构示意图；
图6是本申请实施例的一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的突出预裂槽的结构示意图；
图7是本申请实施例的一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的突出载板B的结构示意图；
图8是本申请实施例的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺中拆焊器的结构示意图；
图9是本申请实施例的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺中拆焊器的突出电磁加热线圈的结构示意图。
附图标记说明：1、PCB基层载板；2、分区单元格；21、PCB分区载板；22、mini-LED芯片；23、封胶一；24、封胶二；3、载板A；31、整体载板；32、预裂槽；4、载板B；5、拆焊器；51、握把；52、电磁加热线圈；53、导热棒；531、导热凸缘；54、隔热屏蔽罩。
具体实施方式
以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构。参照图1和2，包括PCB基层载板1，PCB基层载板1的一表面上设置有多个分区单元格2，分区单元格2包括电连接于PCB基层载板1表面上的PCB分区载板21以及多个mini-LED芯片22，多个mini-LED芯片22固定连接在PCB分区载板21远离PCB基层载板1的一表面上且mini-LED芯片22和PCB分区载板21电连接。如发现某分区单元格2内的mini-LED芯片22不能正常工作，工人可对此分区单元格2的PCB分区载板21拆焊并更换新的分区单元格2。分区单元格2内mini-LED芯片22数量少，容易检查，标准化生产程度高，且PCB分区载板21的体积大于单个mini-LED芯片22便于工人拆卸更换，降低工人在拆焊过程中破坏附近正常的mini-LED芯片22的概率。
参照图1和3，相邻分区单元格2之间设置有起到防护作用的封胶一23，PCB分区载板21远离PCB基层载板1一侧设置有封胶二24，且封胶二24呈透明设置。封胶一23充填相邻PCB分区载板21之间的缝隙，保护PCB基层载板1与PCB分区载板21之间的焊锡，提高产品的防水和防尘性能，降低产品因机械撞击和振动发生开裂的情况。封胶二24提高mini-LED芯片22的散热能力，降低mini-LED芯片22因温度过高而引起光衰，减少色温漂移现象发生的可能性。
本申请实施例具有分区单元格拼接的mini-LED结构的实施原理为：如发现某分区单元格2内的mini-LED芯片22不能正常工作，工人可对此分区单元格2的PCB分区载板21拆焊并更换新的分区单元格2。分区单元格2内mini-LED芯片22数量少，容易检查，标准化生产程度高，且PCB分区载板21的体积大于单个mini-LED芯片22便于工人拆卸更换，降低工人在拆焊过程中破坏附近正常的mini-LED芯片22的概率。
本申请实施例还公开一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺。
参照图4，具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，包括以下步骤：
参照图5和6，S1、芯片固晶：将PCB板作为整体载板31，经SMT工艺中的高温焊锡膏处理，将多个mini-LED芯片22固晶到整体载板31上，SMT工艺包括锡膏印刷、零件贴装、回流焊接。利用热切机的热切刀将整体载板31热切出多个预裂槽32，预裂槽32横竖交错构成网格，且网格每个隔间内的mini-LED芯片22数量相同，制得载板A3。
参照图4和7，S2、载板贴装：利用丝印机在PCB基层载板1上印刷低温焊锡膏，然后采用CCD对位的方式将载板A3贴在PCB基层载板1上，制得载板B4。
S3、低温回流焊：利用回流焊炉对载板B4进行低温回流焊，低温回流焊的峰值温度范围是170℃-200℃，制得载板C。
参照图2和4，S4、分板：再次采用热切将载板C上的载板A3切割成若干PCB分区载板21，每个PCB分区载板21分布有若干颗mini-LED芯片22，若干颗mini-LED芯片22呈矩形排布。
S5、检测和封装：将经过分板工序的载板C检测维修和封胶制得成品，具体包括初检、一次返修、封胶、出厂检测和二次返修。
初检：将S4切割出的PCB分区载板21进行AOI测试和ICT测试，将不良品挑选出准备返修；
一次返修：利用拆焊器5对不良品进行拆焊，拆焊器5将PCB分区载板21区域的焊锡融化，工人用良好的PCB分区载板21替换不合格的PCB分区载板21，然后工人用拆焊器5加热良好的PCB分区载板21区域的焊锡使良好的PCB分区载板21焊接到PCB基层载板1；
封胶：利用点胶机对相邻PCB分区载板21之间的缝隙充填白色胶体，对白色胶体进行UV固化形成封胶一23，对PCB分区载板21远离PCB基层载板1一侧充填透明胶体，对透明胶体进行UV固化形成封胶二24；
出厂检测：封胶完成后对具有分区单元格2拼接的mini-LED结构进行二次AOI测试和ICT测试，将不良品挑选出二次返修；
二次返修：利用拆焊器5对不良品进行拆焊，拆焊器5将PCB分区载板21区域的焊锡和封胶一23融化，工人用新的PCB分区载板21替换不合格的PCB分区载板21，然后工人用拆焊器5加热新的PCB分区载板21区域的焊锡使PCB分区载板21焊接到PCB基层载板1，工人手动对新的PCB分区载板21区域封胶。
将固晶好的载板A3整体焊接在PCB基层载板1上而后切割成PCB分区载板21，整体贴装后切割的方案免去了逐个贴装PCB分区载板21，简化了PCB分区载板21贴装的流程，提高了PCB分区载板21的贴装效率。焊接mini-LED芯片22采用高温焊锡，将载板A3与PCB基层载板1焊接时采用低温焊锡，降低焊接载板A3时回流焊炉使之前焊接的mini-LED芯片22脱焊的概率。
预裂槽32降低载板A3整体的结构强度，使载板A3更容易弯折，提高载板A3的柔性，便于载板A3在S2步骤的贴装时与PCB基层载板1良好贴合，提高后续焊接的稳固性。同时预裂槽32便于S4步骤中对载板A3的切割，降低载板A3的切割难度，降低切割对焊点的扰动和破坏，降低在分板过程中发生脱焊的概率。
热切是利用热切刀的温度融化对应位置处的载板A3，降低切割过程中的机械振动，降低切割对焊点的扰动破坏。
参照图8和9，拆焊器5包括握把51、电磁加热线圈52和导热棒53，电磁加热线圈52设置于握把51的一端，导热棒53为金属棒且设置于电磁加热线圈52内，导热棒53与电磁加热线圈52同轴线设置，导热棒53远离握把51一端固定连接有导热凸缘531，电磁加热线圈52和导热凸缘531均能够包围PCB分区载板21，握把51对应电磁加热线圈52外侧位置处固定连接有隔热屏蔽罩54。在拆焊时电磁加热线圈52利用涡流将对应区域的PCB分区载板21的焊锡加热融化，同时涡流也将金属制成的导热棒53加热，导热棒53利用导热凸缘531将封胶一23融化。封胶一23和待拆卸的PCB分区载板21区域的焊锡融化后，工人能够便捷的更换分区单元格2，仅融化需要更换的PCB分区载板21的焊锡和封胶有利于降低拆焊对正常工作的分区单元格2的干扰破坏。隔热屏蔽罩54降低导热棒53对周围正常的分区单元格2的加热，降低拆焊对正常的分区单元格2的影响。
本申请实施例具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺实施原理为：将固晶好的载板A3整体焊接在PCB基层载板1上而后切割成PCB分区载板21，整体贴装后切割的方案免去了逐个贴装PCB分区载板21，简化了PCB分区载板21贴装的流程，提高了PCB分区载板21的贴装效率。焊接mini-LED芯片22采用高温焊锡，将载板A3与PCB基层载板1焊接时采用低温焊锡，降低焊接载板A3时回流焊炉使之前焊接的mini-LED芯片22脱焊的概率。
在拆焊时电磁加热线圈52利用涡流将对应区域的PCB分区载板21的焊锡加热融化，同时涡流也将金属制成的导热棒53加热，导热棒53利用导热凸缘531将封胶一23融化。封胶一23和待拆卸的PCB分区载板21区域的焊锡融化后，工人能够便捷的更换分区单元格2，仅融化需要更换的PCB分区载板21的焊锡和封胶有利于降低拆焊对正常工作的分区单元格2的干扰破坏。
本申请实施例改善mini-LED芯片22不便于卸焊更换的情况。
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 (7)
1.一种具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：
包括mini-LED结构和mini-LED结构生产步骤；
mini-LED结构包括PCB基层载板(1)，PCB基层载板(1)的一表面上设置有多个分区单元格(2)；
分区单元格(2)包括电连接于PCB基层载板(1)表面上的PCB分区载板(21)以及多个mini-LED芯片(22)，多个mini-LED芯片(22)固定连接在PCB分区载板(21)远离PCB基层载板(1)的一表面上且mini-LED芯片(22)和PCB分区载板(21)电连接；
mini-LED结构生产步骤包括：
S1、芯片固晶：将PCB板作为整体载板(31)，经SMT工艺中的高温焊锡膏处理，将多个mini-LED芯片(22)固晶到整体载板(31)上，制得载板A(3)；
S2、载板贴装：在PCB基层载板(1)上印刷低温焊锡膏，然后将载板A(3)贴在PCB基层载板(1)上，制得载板B(4)；
S3、低温回流焊：对载板B(4)进行低温回流焊，低温回流焊的峰值温度范围是170℃-200℃，制得载板C；
S4、分板：将载板C上的载板A(3)切割成若干PCB分区载板(21)，每个PCB分区载板(21)分布有若干颗mini-LED芯片(22)，若干颗mini-LED芯片(22)呈矩形排布；
S5、检测和封装：将经过分板工序的载板C检测维修和封胶制得成品。
2.根据权利要求1所述的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：相邻分区单元格(2)之间设置有起到防护作用的封胶一(23)。
3.根据权利要求2所述的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：PCB分区载板(21)远离PCB基层载板(1)一侧设置有封胶二(24)，且封胶二(24)呈透明设置。
4.根据权利要求1所述的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：S1中将制得的载板A(3)切出多个预裂槽(32)，预裂槽(32)横竖交错构成网格，且网格每个隔间内的mini-LED芯片(22)数量相同。
5.根据权利要求1所述的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：S4中采用热切的方式切割载板A(3)。
6.根据权利要求3所述的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：S5检测和封装包括初检、一次返修、封胶、出厂检测和二次返修；
初检：将S4切割出的PCB分区载板(21)进行AOI测试和ICT测试，将不良品挑选出准备返修；
一次返修：利用拆焊器(5)对不良品进行拆焊，拆焊器(5)将PCB分区载板(21)区域的焊锡融化，工人用良好的PCB分区载板(21)替换不合格的PCB分区载板(21)，然后工人用拆焊器(5)加热良好的PCB分区载板(21)区域的焊锡使良好的PCB分区载板(21)焊接到PCB基层载板(1)；
封胶：对相邻PCB分区载板(21)之间的缝隙充填白色胶体，对白色胶体进行UV固化形成封胶一(23)，对PCB分区载板(21)远离PCB基层载板(1)一侧充填透明胶体，对透明胶体进行UV固化形成封胶二(24)；
出厂检测：封胶完成后对具有分区单元格(2)拼接的mini-LED结构进行二次AOI测试和ICT测试，将不良品挑选出二次返修；
二次返修：利用拆焊器(5)对不良品进行拆焊，拆焊器(5)将PCB分区载板(21)区域的焊锡和封胶一(23)融化，工人用新的PCB分区载板(21)替换不合格的PCB分区载板(21)，然后工人用拆焊器(5)加热新的PCB分区载板(21)区域的焊锡使PCB分区载板(21)焊接到PCB基层载板(1)，工人手动对新的PCB分区载板(21)区域封胶。
7.根据权利要求6所述的具有分区单元格拼接的mini-LED结构的生产工艺，其特征在于：拆焊器(5)包括握把(51)、电磁加热线圈(52)和导热棒(53)，电磁加热线圈(52)设置于握把(51)的一端，导热棒(53)为金属棒且设置于电磁加热线圈(52)内，导热棒(53)与电磁加热线圈(52)同轴线设置，导热棒(53)远离握把(51)一端固定连接有导热凸缘(531)，电磁加热线圈(52)和导热凸缘(531)均包围PCB分区载板(21)。
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