CN116314534A - 封装结构、封装结构的制作方法以及led光源组件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种封装结构、封装结构的制作方法以及LED光源组件。该封装结构包括透光层和黑胶层,其中,黑胶层位于透光层的表面上,黑胶层中开设有多个间隔设置的窗口,窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。该封装结构具有包括多个间隔设置的窗口的黑胶层,在后续封装过程中,黑胶层的窗口可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
Description
技术领域
本申请涉及显示领域,具体而言,涉及一种封装结构、封装结构的制作方法以及LED光源组件。
背景技术
随着显示技术的不断发展,MiniLED技术正逐渐成为研究热点,MiniLED芯片大小100μm~300μm,芯片间距在0.1mm~1mm之间,采用SMD(Surface Mounted Devices,表面贴装器件)、COB(Chips on Board,软包封)或IMD(Integrated Matrix Devices,矩阵集成封装)形式封装。在直接显示领域,MiniLED作为小间距显示屏的升级,提高了可靠性和像素密度,能够用于RGB显示,在技术难度上更高。作为小间距显示屏的升级替代产品,MiniLED可以提升可靠性和像素密度,在商显、专显、普通消费市场对显示屏显示能力的现阶段需求增大。同时,MiniLED显示具有高效率、低功耗、高稳定、长寿命、低成本等特性,是当前主流显示技术的重要选择,在众多领域均有替代现有技术的潜力。
MiniLED为高附加值产品,其尺寸更小,LED灯珠排列更紧密,PPI更高,生产、封测、维护技术升级难度也更高。由于目前工艺技术限制,在封装过程中,封装工艺较为复杂,现有MiniLED直显超小间距LED显示屏芯片易损坏。
因此,亟需解决上述问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种封装结构、封装结构的制作方法以及LED光源组件,以解决现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种封装结构,包括透光层和黑胶层,其中,所述黑胶层位于所述透光层的表面上,所述黑胶层中开设有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。
进一步地,所述黑胶层的厚度与所述透光层的厚度的比值范围为1:5~3:5。
进一步地,所述封装结构还包括保护层,所述保护层位于所述透光层的远离所述黑胶层的表面上。
进一步地,所述透光层与所述保护层构成层叠体,所述层叠体的透光率与所述黑胶层的透光率与的差值范围为75%~90%。
进一步地,所述黑胶层和所述透光层的材料均包括热固化材料、光固化材料以及光热双重固化材料中至少之一,所述保护层的材料包括PET(Polyethylene GlycolTerephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(Polyethylene,聚乙烯)、PP(Polypropylene,聚丙烯)、PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)、PMMA(Polymethyl Methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、PEN(Polyethylene Naphthalate,聚萘二甲酸乙二醇酯)、ETFE(Ethylene TetraFluoro Ethylene,乙烯-四氟乙烯共聚物)、PVC(Polyvinyl Chloride,聚氯乙烯)以及PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene,聚四氟乙烯)中至少之一。
进一步地,所述黑胶层的材料包括掺杂有黑色填料的环氧树脂。
进一步地,所述黑色填料的颗粒粒径与所述黑胶层的厚度的比值范围为8.0×10-4~3.0×10-3。
进一步地,在所述透光层包括所述热固化材料的情况下,所述透光层的所述热固化材料包括POE(Polyolefin elastomer,聚烯烃热塑性弹性体)树脂和EVA(EthyleneVinyl Acetate Copolymer,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)树脂中至少之一。
根据本申请的另一方面,提供了一种任一种所述的封装结构的制作方法,包括:提供承载膜;在所述承载膜的表面上形成透光层;在所述透光层的远离所述承载膜的表面上形成预备黑胶层;采用激光或者紫外线对所述预备黑胶层进行曝光处理;用碱溶液对所述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层,使得所述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在所述封装过程中使得各所述LED芯片一一对应地嵌入;去除所述承载膜;或,提供所述承载膜;在所述承载膜的表面上形成预备黑胶层;在所述预备黑胶层的远离所述承载膜的表面上形成透光层;采用激光或者紫外线从所述承载膜的一侧对所述预备黑胶层进行曝光处理;剥离所述承载膜,用碱溶液对所述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层,使得所述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在所述封装过程中使得各所述LED芯片一一对应地嵌入。
根据本申请的再一方面,提供了一种LED光源组件,包括封装结构和基板组件,其中,所述封装结构,包括任一种所述的封装结构或者所述的封装结构的制作方法制作而成的封装结构;所述基板组件包括基板和多个LED芯片,多个所述LED芯片间隔设置于所述基板的表面,各所述LED芯片一一对应地嵌入所述封装结构的黑胶层的各窗口中。
应用本申请的技术方案,所述封装结构包括透光层和黑胶层,其中,所述黑胶层位于所述透光层的表面上,所述黑胶层中开设有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。该封装结构具有包括多个间隔设置的窗口的黑胶层,在后续封装过程中,黑胶层的窗口可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的一种实施例的形成预备黑胶层之后的结构示意图;
图2示出了根据本申请的一种实施例的形成黑胶层后的结构示意图;
图3示出了根据本申请的一种实施例的封装结构的示意图;
图4示出了根据本申请的另一种实施例的形成预备黑胶层之后的结构示意图;
图5示出了根据本申请的另一种实施例的封装结构的示意图;
图6示出了根据本申请的一种实施例的LED光源组件的示意图;
图7示出了根据本申请的另一种实施例的LED光源组件的示意图;
图8示出了根据本申请的一种实施例的封装结构的制作方法的流程图;
图9示出了根据本申请的一种实施例的另一种封装结构的制作方法的流程图;
图10示出了根据本申请的一种实施例的LED光源组件的制作方法的流程图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、透光层;20、黑胶层;30、保护层;40、承载膜;50、基板;60、LED芯片;201、预备黑胶层。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损,为解决如上的问题,本申请的实施例提供了一种封装结构、封装结构的制作方法以及LED光源组件。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
根据本申请的一个方面,提供了一种封装结构,如图3所示,包括透光层10和黑胶层20,其中,上述黑胶层20位于上述透光层10的表面上,上述黑胶层20中开设有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。
上述封装结构,包括透光层和黑胶层,其中,上述黑胶层位于上述透光层的表面上,上述黑胶层中开设有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。该封装结构具有包括多个间隔设置的窗口的黑胶层,在后续封装过程中,黑胶层的窗口可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
实际应用中,随着显示技术的发展,人们对显示屏的显示效果要求越来越高,显示模组制造的各个环节和各种技术都再不断优化升级。在现有的显示模组制造过程中,通常LED芯片通过焊盘焊接于基板上后,焊盘的一部分未被LED芯片覆盖,而在焊接过程中,所采用的焊接锡膏在熔化后会变成银色并覆盖在焊盘的表面,而银色存在反光特性,导致显示屏在黑屏的时候不够黑,也即降低了显示屏的对比度,影响显示效果。基板的焊盘及基板本身的墨色差异都会影响到整个基板的颜色一致性,从而导致显示单元的颜色有差异,影响了显示单元的显示效果,因此采用黑胶层可以减小显示单元的颜色差异的方法,填充LED芯片之间覆盖基板原色,保证了颜色均一,同时,黑胶层还可以用于防止相邻LED芯片之间发生串光、混光现象。然而,黑胶层会影响LED芯片的透光性,从而使得显示单元的亮度变低,因此,通过黑胶层上方的透光层,使得LED芯片的亮度不会被降低,进一步保证了最终制成的显示单元的透光度和亮度。上述黑胶层具有多个间隔的窗口,且上述窗口可以与基板上的LED芯片一一对应,因此,在封装结构和LED芯片压合的时候,LED芯片可以一一对应的嵌入上述窗口中,使得黑胶层填满各LED芯片之间的空隙,能够将基板本身不均匀的墨色全部覆盖,从而基板的颜色更加均匀且一致,同时厚度均一性高,表面更加平整,显示效果更好,另外,由于压合之后无需其他刻蚀或者去边操作,热熔胶固化过程应力小,无需刻蚀去胶,工艺简化,提高制作效率,且不破坏LED芯片,由于无需过高温度的压合,封装温度不会太高,不易造成“死灯”现象,提高了封装产品的良率。
通过黑胶层以及透光性良好的透光层的两层胶体封装方式,使得在保证LED芯片的颜色一致性的同时,也能够保证LED芯片的亮度和透光度,从而得LED芯片的显示效果更好、可靠性更高,透光层还可以在保护黑胶层的同时提升出光表面的平整性,为了保证LED芯片的显示效果,本申请的另一种实施例中,上述黑胶层的厚度与上述透光层的厚度的比值范围为1:5~3:5。
由于黑胶层主要用于均匀基板颜色以及防止LED芯片之间的混光,黑胶层的厚度可以依据LED芯片的高度作调整,透光层的厚度也随着黑胶层的厚度调整,一种具体的实施例中,上述黑胶层的厚度范围为(0,70]μm,上述透光层的厚度范围为(0,300]μm。透光层厚度较厚,除了提升显示效果还可以起到对整个基板和芯片的保护作用。
实际应用中,以目前量产的MiniLED芯片高度一般为100μm为例,优选黑胶层厚度35μm~45μm。当黑胶层的厚度小于LED芯片的厚度时,在将黑胶层嵌合到LED芯片之间、芯片的正、负极焊脚之间,黑胶层受热不易溢出,从而不会接触LED芯片远离基板的表面,因此LED芯片的发光效果不会受到黑胶层的影响。在一些具体的实施例中,如图7所示,黑胶层20将LED芯片60侧面的部分区域覆盖,这种设置方式则可使得LED芯片60的侧面所发出的一部分光可不经过黑胶层20而直接射出,从而可进一步提升LED芯片60的出光率。
本申请的再一种实施例中,如图5所示,上述封装结构还包括保护层30,上述保护层30位于上述透光层10的远离上述黑胶层20的表面上。保护层的设置可进一步提升封装结构的防护性能,可隔绝氧气、水汽和灰尘对显示屏的破坏作用,三层结构能够保证表面均匀性一致。
具体地,上述保护层的厚度范围为(0,250]μm。实际应用中,上述保护层也可以位于上述黑胶层和上述透光层之间,但是,保护层的材料一般硬度较大,可能对LED造成损伤,因此,优选保护层位于透光层的远离黑胶层的表面上。另外,还可以在黑胶层、透光层以及保护层这三层结构之外的至少一侧形成有离型膜,用于保护封装结构不受损伤。
透光层和保护层一起可以有效地减小LED基板拼装后漏光的问题,并且稍微降低LED的亮度,减少刺目感,本申请的又一种实施例中,上述透光层与上述保护层构成层叠体,上述层叠体的透光率与上述黑胶层的透光率与的差值范围为75%~90%。
一种具体的实施例中,上述黑胶层的透光率为0%~5%,上述透光层的透光率为80%~95%,上述保护层的透光率为85%~95%。透光层上无任何深色层,如墨色液态层、墨色胶状层、墨色固态层等,以保证LED芯片的亮度不会被降低,保证最终制成的显示单元的透光度和亮度。
实际应用中,可以用色差定量表示色知觉差异,从明度、色调和彩度这三种颜色属性的差异来表示。明度表示深浅(黑白)的差异,色调差表示色相的差异(即偏红或偏蓝等),彩度表示鲜艳度的差异。色差仪中的L值表示明度的差异,L为正说明样品比标准板偏亮,L为负说明偏暗,a表示红绿,a为正表示偏红,a为负表示偏绿,b表示黄蓝,b为正表示偏黄,b为负表示偏蓝。各种波长的光将以不同的程度色散,因投射材料的透射率随波长不同会造成色差,为了消除色差,增强出光的显示效果,一种具体实施例中,上述透光层的L值范围为65~80,a值范围为-1.0~-0.7,b值范围为1.5~3;上述黑胶层的L值小于60,优选L值小于50、40,更优选L值范围为20-30,黑胶层的a值范围为-10~10,优选0~5,b值范围为-10~10,优选-1~1。另外,雾度是偏离入射光2.5度角以上的投射光强占总透射光强的百分数,雾度越大意味着薄膜光泽以及透明度尤其成像度下降,为了进一步提升封装器件的出光率同时保证光线均匀程度,上述透光层的雾度范围为6%~10%,上述保护层的雾度范围为5%~10%。
光泽作为物体的表面特性,取决于表面对光的镜面反射能力,光泽度是在一组几何规定条件下对材料表面反射光的能力进行评价的物理量,另一种具体的实施例中,上述黑胶层的光泽度范围为8GU~20GU,上述保护层和透光层的光泽度范围为10GU~70GU。保护层和透光层的透射光与反射光的比例是可根据需要调整的,该设计主要是为了调整光源组件的哑光程度、提升视觉质感。同时,黑胶层吸收的光线减少,使得黑胶层的发热量大大降低,减少了黑胶层的老化速度,延长了黑胶层的使用寿命,进而延长了最终制成的显示单元的使用寿命。
为了使黑胶层具有优异的防水性、耐油性及耐强酸强碱性,透光层具有良好的耐热老化性能、低收缩率及流平性,从而使得制成的显示单元亮度更高更均匀且不易受热老化,从而使得封装结构更加耐用,本申请的又一种实施例中,上述黑胶层和上述透光层的材料均包括热固化材料、光固化材料以及光热双重固化材料中至少之一,上述保护层的材料包括PET、PE、PP、PC、PMMA、PEN、ETFE、PVC以及PTFE中至少之一;为了使得保护层具有特定的颜色、光泽度、耐候性、表面粗糙度等,一般会增设相应的光学特性涂层、颜料涂层、耐候涂层等,涂层与上述基体材料共同构成保护层。当黑胶层为热固化材料时,可以采用机械开窗得到窗口;当黑胶层为光固化材料或光热双重固化材料时,可以通过“曝光-显影”的处理得到窗口。利用紫外线或激光曝光处理的尺度和位置精准度远高于机械开窗。
本申请的另一种实施例中,上述黑胶层的材料包括掺杂有黑色填料的环氧树脂。掺杂有黑色填料的环氧树脂通过低温压合即可与LED芯片之间、芯片的正、负极焊脚之间紧紧贴合,环氧树脂含有软化点50℃~90℃,黑色填料可以选用纳米级的碳粉。
为了保证黑胶层的透光率低,且可以均匀分布,本申请的又一种实施例中,上述黑色填料的颗粒粒径与上述黑胶层的厚度的比值范围为8.0×10-4~3.0×10-3。
本申请的再一种实施例中,在上述透光层包括上述热固化材料的情况下,上述透光层的上述热固化材料包括POE树脂和EVA树脂中至少之一。POE树脂具有良好的耐热老化性能、低收缩率及流平性,从而使得制成的显示单元亮度更高更均匀且不易受热老化。
为了使得黑胶层和透光层、透光层和保护层之间的结合更加紧密牢固,防止LED芯片在受到外力时被损坏或移动,因此制成的显示单元的使用寿命更长、可靠性更高,再一种具体的实施例中,上述黑胶层的材料与上述透光层的材料之间的粘结强度大于等于80N/cm2,上述透光层的材料与上述保护层的材料之间的粘结强度大于等于80N/cm2。黑胶层具有一定的粘性,更容易与基板主体、LED芯片结合,可提升气密性。
本申请的另一种具体的实施例中,上述保护层的硬度范围为2H~4H。保护层的硬度在2H~4H可以更好的提升封装结构的防护性能。
根据本申请的另一方面,提供了一种任一种上述的封装结构的制作方法,
图8和图9是根据本申请实施例的封装结构的制作方法的流程图。如图8和图9所示,该方法包括以下步骤:
步骤S101,如图1所示,提供承载膜40;
具体地,一种实施例中,如图4所示,可以直接提供保护层30,保护层30的材料可以是PET。
步骤S102,如图1所示,在上述承载膜40的表面上形成透光层10;
步骤S103,如图1所示,在上述透光层10的远离上述承载膜40的表面上形成预备黑胶层201;
具体地,本实施例中在承载膜上设置透光层,以及在透光层上设置黑胶层所采用的工艺可灵活选用,例如可采用但不限于涂覆、丝印、印刷、模压等。
步骤S104,如图1和图2所示,采用激光或者紫外线对上述预备黑胶层201进行曝光处理;
步骤S105,如图1和图2所示,用碱溶液对上述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层20,使得上述黑胶层20具有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在上述封装过程中使得各上述LED芯片一一对应地嵌入;
具体地,可以在400mj/cm2~3000mj/cm2能量下曝光并去除多余的黑胶,实现黑胶的精准开窗,开窗后的封装结构能够精准契合基板上的LED芯片位置和高度。
步骤S106,如图2和图3所示,去除上述承载膜40。
具体地,在直接提供保护层的情况下,无需承载膜,也就不需要去除承载膜这一步骤。
或者,步骤S107,提供上述承载膜;
步骤S108,在上述承载膜的表面上形成预备黑胶层;
具体地,在承载膜上涂布黑色胶液、烘干溶剂成膜,形成预备黑胶层,预备黑胶层一般是黑色油墨在承载膜(一般是PET材质)涂布后、烘干溶剂成膜。
步骤S109,在上述预备黑胶层的远离上述承载膜的表面上形成透光层;
具体地,透光层优选光伏封装胶膜,而胶膜一般是挤出成膜,即可以直接得到透光层的片材,可以在预备黑胶层的远离上述承载膜的表面上压合透光层。如果透光层为透明的与黑胶层材质相同但颜料不同的材质,则在预备黑胶层上涂布透光层油墨烘干。
步骤S110,采用激光或者紫外线从上述承载膜一侧对上述预备黑胶层进行曝光处理;
步骤S111,剥离上述承载膜,用碱溶液对上述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层,使得上述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在上述封装过程中使得各上述LED芯片一一对应地嵌入。
通过上述实施例,采用激光或者紫外线使得上述预备黑胶层光固化并显影处理去除部分黑胶得到目标图案,相比机械刻蚀可以实现精准开窗,且对黑胶层的损伤较小,形成窗口的黑胶层可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
实际应用中,将上述封装结构通过真空压合将黑胶层平整、精准地填充到LED芯片缝隙,上述真空压合的温度范围可以是100℃~150℃,优选100℃~130℃,更优选110℃~120℃,抽真空30s~120s,压合时间范围可以是900s~1500s,在此过程中通过定压和定高控制尺寸厚度,保证贴合一致性和平整性,从而能够保证整体厚度均一性、表面平整度高、耐磨、提高明暗对比度等。
根据本申请的再一方面,提供了一种LED光源组件,包括封装结构和基板组件,其中,上述封装结构,包括任一种上述的封装结构或者上述的封装结构的制作方法制作而成的封装结构;如图6所示,上述基板组件包括基板50和多个LED芯片60,多个上述LED芯片60间隔设置于上述基板50的表面,各上述LED芯片60一一对应地嵌入上述封装结构的黑胶层20的各窗口中。
上述LED光源组件包括任一种上述的封装结构或者上述的封装结构的制作方法制作而成的封装结构,该封装结构具有窗口的黑胶层可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
具体地,上述基板可为刚性材质,例如可以采用但不限于酚醛纸质层压板、环氧纸质层压板、聚酯玻璃毡层压板、环氧玻璃布层压板、BT树脂板,也可以采用玻璃板;上述基板也可为柔性材质,例如可以采用但不限于聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、氟化乙丙烯薄膜。在一些实施例中,基板内或基板上可根据应用需求集成设置相应的电路,例如可包括但不限于与LED芯片连接的电路以及驱动电路等。基板的正面上的若干焊盘(图中未示出);应当理解的是,本实施例中焊盘的数量以及在基板正面上的排列方式,可根据应用需求灵活设置。例如可设置多个焊盘,且多个焊盘在基板上呈阵列设置,或相邻行的焊盘之间交错设置等。在本实施例的一些实施例中,焊盘的材质可采用但不限于铜、银、金等。本实施例中,基板正面上的焊盘可用于但不限于与LED芯片的电极电连接。且本实施例中的LED芯片从尺寸分类而言,可以包括为MiniLED芯片,Micro LED芯片,尺寸大于MiniLED芯片尺寸的普通LED芯片或大尺寸LED芯片中的至少一种;从LED芯片电极的分布方式而言,可以包括倒装LED芯片,正装LED芯片和垂直LED芯片中的至少一种。
本实施例中的各LED芯片设于基板的正面上,且各LED芯片的电极与基板的正面上对应的焊盘电连接。应当理解的是,本实施例中LED芯片的电极可通过但不限于导电胶或锡膏与对应的焊盘电连接。采用锡膏时,该锡膏可采用但不限于含铅焊料合金,如锡-铅(Sn-Pb)系合金、锡-铅-铋(Sn-Pb-Bi)系合金或锡-铅-银(Sn-Pb-Ag)系合金等;也可采用无铅焊料合金,例如锡-银(Sn-Ag)系合金、锡-铋(Sn-Bi)系合金、锡-锌(Sn-Zn)系合金、锡-锑(Sn-Sb)、锡-银-铜(Sn-Ag-Cu)系合金或锡-铋-银(Sn-Bi-Ag)系合金等。
一些具体的实施例中,LED芯片为RGB LED芯片或单色芯片,具体地,在本实施例中,LED芯片为RGB LED芯片,即LED芯片包括红色LED芯片、绿色LED芯片及蓝色LED芯片,并且LED芯片呈阵列排布。
实际应用中,上述LED芯片的高度和上述黑胶层的厚度的比值为1:1~4:1,黑胶层的厚度小于LED芯片的厚度,使得黑胶层嵌合到LED芯片之间、芯片的正、负极焊脚之间时,黑胶层受热不易溢出,从而不会接触LED芯片远离基板的表面,因此LED芯片的发光效果不会受到黑胶层的影响。在一些具体的实施例中,如图7所示,黑胶层20将LED芯片60侧面的部分区域覆盖,这种设置方式则可使得LED芯片60的侧面所发出的一部分光可不经过黑胶层20而直接射出,从而可进一步提升LED芯片60的出光率。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例对本申请的封装结构的制作方法的实现过程进行详细说明。
本实施例涉及一种具体的LED光源组件的制作方法,如图10所示,包括如下步骤:
步骤S1:如图4所示,提供保护层30;保护层30的厚度范围为(0,250]μm,保护层30的透光率为85%~95%,保护层30的雾度范围为5%~10%,保护层30的光泽度范围为10GU~70GU,保护层30的硬度范围为2H~4H,保护层30的材料包括PET、PE、PP、PC、PMMA、PEN、ETFE、PVC以及PTFE中至少之一。
步骤S2:如图4所示,在保护层30的表面上形成透光层10;透光层10的厚度范围为(0,300]μm,透光层10的透光率为80%~95%,透光层10的雾度范围为6%~10%,透光层10的材料与保护层30的材料之间的粘结强度大于80N/cm2,透光层10的材料包括热固化材料、光固化材料以及光热双重固化材料中至少之一,上述透光层的上述热固化材料包括POE树脂和EVA树脂中至少之一。
步骤S3:如图4所示,在透光层10的远离保护层30的表面上形成预备黑胶层201;预备黑胶层201的厚度与透光层10的厚度的比值范围为1:5~3:5,预备黑胶层201的厚度范围为(0,70]μm,以目前量产的MiniLED芯片高度一般为100μm为例,优选预备黑胶层201厚度为35μm~45μm,上述透光层10与上述保护层30的层叠体的透光率与预备黑胶层201的透光率与的差值范围为75%~90%,预备黑胶层201的透光率为0%~5%,透光层10的L值范围为65~80,a值范围为-1.0~-0.7,b值范围为1.5~3;上述黑胶层的L值小于60,优选L值小于50、40,更优选L值范围为20-30,黑胶层的a值范围为-10~10,优选0~5,b值范围为-10~10,优选-1~1。预备黑胶层201的光泽度范围为8GU~20GU,预备黑胶层201的材料与透光层10的材料之间的粘结强度大于80N/cm2,预备黑胶层201的材料包括热固化材料、光固化材料以及光热双重固化材料中至少之一,上述黑胶层的材料包括掺杂有黑色填料的含有软化点50℃~90℃的环氧树脂,黑色填料的颗粒粒径与预备黑胶层201的厚度的比值范围为8.0×10-4~3.0×10-3,黑色填料可以选用纳米级的碳粉。
步骤S4:如图4和图5所示,采用激光或者紫外线在400mj/cm2~3000mj/cm2能量下曝光并用碱溶液对预备黑胶层201进行显影处理,形成黑胶层20,使得黑胶层20具有多个间隔设置的窗口。
步骤S5:如图6所示,提供基板组件,基板组件包括基板50和多个LED芯片60,多个LED芯片60间隔设置于基板50的表面。
步骤S6,如图6所示,通过真空压合将封装结构与基板组件压合到一起,使得基板组件中的各LED芯片60一一对应地嵌入黑胶层20的各窗口中;真空压合的温度范围可以是100℃~150℃,抽真空30s~120s,压合时间范围可以是900s~1500s。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例对本申请的封装结构。
实施例1
封装结构包括透光层10、黑胶层20和保护层30,其中,上述黑胶层20位于上述透光层10的表面上,上述保护层30位于上述透光层10的远离上述黑胶层20的表面上,上述黑胶层20中开设有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。上述黑胶层的厚度与上述透光层的厚度的比值范围为1:6,上述透光层与上述保护层的层叠体的透光率与上述黑胶层的透光率与的差值范围75%,上述黑胶层的材料为光热双重固化材料,上述黑色填料的颗粒粒径与上述黑胶层的厚度的比值范围为8.0×10-4,透光层材料为EVA,采用激光或者紫外线开窗。
实施例2
与实施例1的区别在于:上述黑胶层的厚度与上述透光层的厚度的比值范围为2:5,上述透光层与上述保护层的层叠体的透光率与上述黑胶层的透光率与的差值范围90%,上述黑色填料的颗粒粒径与上述黑胶层的厚度的比值范围为3.0×10-3。
实施例3
与实施例2的区别在于:上述黑胶层的厚度与上述透光层的厚度的比值范围为1:5,上述透光层与上述保护层的层叠体的透光率与上述黑胶层的透光率与的差值范围80%。
实施例4
与实施例3的区别在于:上述黑胶层的厚度与上述透光层的厚度的比值范围为3:5,上述黑色填料的颗粒粒径与上述黑胶层的厚度的比值范围为2.0×10-3。
实施例5
与实施例4的区别在于:上述黑胶层的厚度与上述透光层的厚度的比值范围为4:5。
实施例6
与实施例4的区别在于:上述透光层与上述保护层的层叠体的透光率与上述黑胶层的透光率与的差值范围70%。
实施例7
与实施例4的区别在于:上述透光层与上述保护层的层叠体的透光率与上述黑胶层的透光率与的差值范围95%。
实施例8
与实施例4的区别在于:上述黑色填料的颗粒粒径与上述黑胶层的厚度的比值范围为7.0×10-5。
实施例9
与实施例4的区别在于:上述黑色填料的颗粒粒径与上述黑胶层的厚度的比值范围为5.0×10-3,透光层材料为POE。
实施例10
与实施例2的区别在于:黑胶层为热固化材料,通过机械方法开窗。
实施例11
与实施例2的区别在于:黑胶层为光固化材料。
实施例12
与实施例2的区别在于:透光层为光热双重固化材料。
对比例1:
与实施例2的区别在于:封装结构与基板组件贴合之前不开窗,贴合时借助贴合设备的压力和温度使黑胶层受热熔融流动填充到芯片间隙,后曝光处理并热固化。
测试方法:
1.粒径:使用激光衍射粒度分布测定装置(日机装株式会社Microtrac MT3300EX)测定中值粒径D50。
2.透光率:使用分光测色计(彩谱CS-700),在6500K色温,10°观察窗条件下,在测试样品表面随机选取5处,测量各处透过率,所得结果取平均值。
3.粘结强度:测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。试样尺寸:100mm*10mm;拉伸速度:100mm/min。
4.雾度:测试方法参照标准GB/T 2410-2008,用紫外-可见分光光度计测定胶膜在可见光波段雾度。
5.光泽度:利用光泽度计(型号:BGD-516/3;标格达公司),以ASTM D523方法量测待测样品Gloss 60°的数值。
6.死灯率:将各实施例中的封装结构与一200mm*200mm的基板组件贴合,贴合温度110℃、时间1000s,芯片大小200μm、芯片间距1mm,共含有芯片150*150个;通电后观察并记录芯片损伤情况,计算死灯率(死灯个数/芯片总数*100%)。
对各个实施例中的封装结构与基板组件进行封装,制成LED光源组件,测试LED光源,具体测试结果如表1所示:
表1
由上述表中的数据可知,相对于实施例2至4来说,实施例1的透光层厚度比较大,死灯率偏高;与实施例2至7以及12相比,实施例8填料粒径与黑胶层厚度比较小,填料在黑胶层表面形成微观粗糙结构,哑光表现变大,黑胶层的光泽度小,填料粒径过小还可能会引起团聚、颜色不均的问题,实施例9的填料粒径与黑胶层厚度比较大,黑胶层的光泽度大;与实施例2至9以及12相比,实施例10采用机械开窗,由于机械开窗的精度明显低于激光或紫外开窗,死灯率明显增高;与实施例2至9以及12相比,实施例的黑胶层材料为光固化,死灯率高于双重固化材料;另外,与实施例2对比,对比例的封装结构与基板组件贴合之前不开窗,贴合时借助贴合设备的压力和温度使黑胶层受热熔融流动填充到芯片间隙,后曝光处理并热固化,死灯率高达5%以上。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
1)、本申请的上述封装结构,包括透光层和黑胶层,其中,上述黑胶层位于上述透光层的表面上,上述黑胶层中开设有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。该封装结构具有包括多个间隔设置的窗口的黑胶层,在后续封装过程中,黑胶层的窗口可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
2)、本申请的上述封装结构的制作方法,首先,提供承载膜;之后,在上述承载膜的表面上形成透光层;之后,在上述透光层的远离上述承载膜的表面上形成预备黑胶层;之后,采用激光或者紫外线对上述预备黑胶层进行曝光处理;用碱溶液对上述预备黑胶层显影,形成黑胶层,使得上述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在上述封装过程中使得各上述LED芯片一一对应地嵌入;最后,去除上述承载膜;或,首先,提供上述承载膜;之后,在上述承载膜的表面上形成预备黑胶层;之后,在上述预备黑胶层的远离上述承载膜的表面上形成透光层;之后,采用激光或者紫外线从上述承载膜一侧对上述预备黑胶层进行曝光处理;剥离上述承载膜,用碱溶液对上述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层,使得上述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,上述窗口用于在上述封装过程中使得各上述LED芯片一一对应地嵌入。该方法采用激光或者紫外线开窗,相比机械刻蚀可以实现精准开窗,且对黑胶层的损伤较小,形成窗口的黑胶层可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
3)、LED光源组件,包括封装结构和基板组件,其中,上述封装结构,包括任一种上述的封装结构或者上述的封装结构的制作方法制作而成的封装结构;上述基板组件包括基板和多个LED芯片,多个上述LED芯片间隔设置于上述基板的表面,各上述LED芯片一一对应地嵌入上述封装结构的黑胶层的各窗口中。该LED光源组件包括任一种上述的封装结构或者上述的封装结构的制作方法制作而成的封装结构,该封装结构具有窗口的黑胶层可以与LED芯片精准契合,将黑胶层平整、精准地填充到芯片缝隙,在封装过程中无需刻蚀、切边等复杂步骤,从而简化封装过程且避免芯片在封装过程中受到损伤,进而解决了现有技术中封装过程工艺复杂且易使得芯片受损的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种封装结构,其特征在于,包括:
透光层;
黑胶层,位于所述透光层的表面上,所述黑胶层中开设有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在封装过程中使得LED芯片一一对应地嵌入。
2.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述黑胶层的厚度与所述透光层的厚度的比值范围为1:5~3:5。
3.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述封装结构还包括:
保护层,位于所述透光层的远离所述黑胶层的表面上。
4.根据权利要求3所述的封装结构,其特征在于,所述透光层与所述保护层构成层叠体,所述层叠体的透光率与所述黑胶层的透光率与的差值范围为75%~90%。
5.根据权利要求3所述的封装结构,其特征在于,所述黑胶层和所述透光层的材料均包括热固化材料、光固化材料以及光热双重固化材料中至少之一,所述保护层的材料包括PET、PE、PP、PC、PMMA、PVC、PEN、ETFE以及PTFE中至少之一。
6.根据权利要求5所述的封装结构,其特征在于,所述黑胶层的材料包括掺杂有黑色填料的环氧树脂。
7.根据权利要求6所述的封装结构,其特征在于,所述黑色填料的颗粒粒径与所述黑胶层的厚度的比值范围为8.0×10-4~3.0×10-3。
8.根据权利要求5所述的封装结构,其特征在于,在所述透光层包括所述热固化材料的情况下,所述透光层的所述热固化材料包括POE树脂和EVA树脂中至少之一。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的封装结构的制作方法,其特征在于,包括:
提供承载膜;
在所述承载膜的表面上形成透光层;
在所述透光层的远离所述承载膜的表面上形成预备黑胶层;
采用激光或者紫外线对所述预备黑胶层进行曝光处理;
用碱溶液对所述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层,使得所述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在所述封装过程中使得各所述LED芯片一一对应地嵌入;
去除所述承载膜;
或,提供所述承载膜;
在所述承载膜的表面上形成预备黑胶层;
在所述预备黑胶层的远离所述承载膜的表面上形成透光层;
采用激光或者紫外线从所述承载膜的一侧对所述预备黑胶层进行曝光处理;
剥离所述承载膜,用碱溶液对所述预备黑胶层进行显影,形成黑胶层,使得所述黑胶层具有多个间隔设置的窗口,所述窗口用于在所述封装过程中使得各所述LED芯片一一对应地嵌入。
10.一种LED光源组件,其特征在于,包括:
封装结构,包括权利要求1至8中任一项所述的封装结构或者权利要求9所述的封装结构的制作方法制作而成的封装结构;
基板组件,包括基板和多个LED芯片,多个所述LED芯片间隔设置于所述基板的表面,各所述LED芯片一一对应地嵌入所述封装结构的黑胶层的各窗口中。
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