專利名稱：高密度全功能led顯示屏模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及以半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)為發(fā)光體的顯示屏模塊， 尤其涉及一種高密度全功能LED顯示屏模塊，屬于LED顯示技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，LED顯示屏已基本取代CRT電視墻；LED顯示屏的組成方 式由LED芯片封裝成8x8數(shù)碼點陣模塊，再將若干只LED數(shù)碼點陣模 塊組裝于一塊控制線路板上，最后由若干塊控制線路板組合而成。8x8數(shù)碼點陣顯示模塊如圖1所示，模塊封裝模式如圖2所示，LED 芯片5固定于電路板2上面，再將印刷電路板2裝入塑料反射蓋3中，灌 以環(huán)氧樹脂膠4，烘烤成型，從而形成陣點l。將若干只LED 8x8數(shù)碼點 陣模塊、通過金屬針連接件6用錫焊組裝到控制線路板上，金屬針起到導(dǎo) 電和傳熱的雙重作用 ，控制線路板預(yù)先焊接安裝了控制驅(qū)動該模塊的元器 件和連接件，再將若干塊控制線路板安裝在顯示屏的機架上，再配接上電 源、數(shù)據(jù)通訊接口、散熱通風(fēng)風(fēng)扇等附屬部件，最后組合成LED顯示屏。LED8x8數(shù)碼點陣模塊組合的LED顯示屏，其厚度較厚，工作時耗電 量較大。環(huán)氧樹脂膠的導(dǎo)熱性能比較差，模塊中LED芯片在發(fā)光時產(chǎn)生的 熱量無法通過環(huán)氧樹脂膠迅速傳導(dǎo)出去，只能靠金屬針連接件緩慢導(dǎo)出， LED芯片內(nèi)部高溫將導(dǎo)致發(fā)光效率下降；當LED芯片內(nèi)部溫度上升到一 定程度會導(dǎo)致LED失效，LED芯片的使用壽命縮短。此外LED數(shù)碼點陣 模塊的反射蓋材質(zhì)多為PC塑料，采用注塑方式成型；封裝所用的環(huán)氧樹 脂、其玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg比較高，在此溫度下PC材質(zhì)的反射蓋四周會發(fā)生 微小變形，在組裝成大型顯示屏?xí)r，將影響顯示屏的美觀性。傳統(tǒng)的LED 8x8數(shù)碼點陣模塊組合的LED顯示屏?xí)霈F(xiàn)微小裂縫、
翹曲，在使用一段時間后出現(xiàn)色差、花屏、死點、色彩失真等嚴重問題。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高密度全功能LED顯示屏模塊，利用該模塊可以組合成體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效果好、 使用壽命長、圖像質(zhì)量優(yōu)異的LED顯示屏。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在于該模塊的載體為2 6 層的印刷電路板，印刷電路板的上表面層設(shè)有二維陣點，每個陣點設(shè)有焊 盤，陣點內(nèi)貼裝或焊接有LED芯片；LED芯片外表面涂有保護膠，形成 曲面形狀的出光透鏡，或者扣有四棱臺形狀的中空透明的塑料預(yù)制件，中 空部分注有保護膠；印刷電路板的底面層安裝有控制驅(qū)動元器件和連接 件。進一步地，上述的高密度全功能LED顯示屏模塊，所述陣點間距為 2.54 7.62咖，行數(shù)為8 32行，列數(shù)為8 64列。所述的LED芯片為單 色或者雙色或者三基色。所述印刷電路板上設(shè)有孔徑為O0.1 0.3mm的通 孔，通孔內(nèi)填有金屬銅或者其它導(dǎo)熱材料。再進一步地，高密度全功能LED顯示屏模塊，所述的保護膠為硅膠或 者帶擴散劑的環(huán)氧樹脂膠或者UV膠。透鏡的空隙部分涂有復(fù)黑膠。更進一步地，高密度全功能LED顯示屏模塊，所述模塊的點陣模式為 16x32或32x32或32x64。本實用新型技術(shù)方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在 (1)高密度全功能LED顯示屏模塊是將LED芯片直接封裝于多層電 路板上，工藝成熟，生產(chǎn)成本較低。多層板同時具備固定LED芯片、連接 線路和散熱等多項功能，模塊厚度薄、體積小、組合簡便，節(jié)約空間，既 可單個使用，也可組合使用。作為基礎(chǔ)部件，可以容易地組裝成大型LED顯示屏。(2) 本實用新型基于多層控制線路板，所采用材料的機械及熱穩(wěn)定 性較好，產(chǎn)品適應(yīng)溫度范圍較寬。多層線路板金屬化電路過孔以及填埋的 導(dǎo)熱材料，均有利于LED芯片通過多重路徑散熱，提高了散熱效果。(3) LED芯片外表面覆蓋硅膠或者帶擴散劑的環(huán)氧樹酯膠或者UV 膠，既是表面保護膠，也是LED的出光透鏡；可以調(diào)整出光角度，提高出 光效率。(4) 顯示屏模塊陣列的規(guī)模大，點陣間距小，增加了顯示像素，顯著提高顯示屏圖像的清晰度，在同樣的應(yīng)用背景下，其生產(chǎn)成本明顯降低， 成品率大幅度提高。(5) 本實用新型可在制作過程中進行老化測試，對不良芯片立即返 修，使顯示屏圖像質(zhì)量得到較好的保證。


以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案作進一步說明圖1:背景技術(shù)中8x8數(shù)碼點陣顯示模塊示意圖；圖2:背景技術(shù)中8x8數(shù)碼點陣模塊封裝模式示意圖；圖3:高密度全功能LED顯示屏模塊示意圖；圖4:高密度全功能LED顯示屏模塊的局部視圖；圖5:高密度全功能LED顯示屏模塊另一種形式的局部示意圖其中印刷電路板ll; LED芯片12;復(fù)黑膠13;透鏡14;機械固定部件15;元器件16;外接通訊接口17;塑料預(yù)制件21; LED芯片22;出光透鏡23;復(fù)黑膠24;具體實施方式
本實用新型提供了一種高密度全功能LED顯示屏模塊，以LED芯片 直接電路板上封裝工藝COB方式制造；利用該模塊組合成體積小、結(jié)構(gòu) 緊湊、散熱效果好、使用壽命長、圖像質(zhì)量優(yōu)異的LED顯示屏。如圖3、圖4所示，本實用新型高密度全功能LED顯示屏模塊，以2 6層的印刷電路板11作為載體，在均勻排列的陣列中心貼裝LED芯片12， 芯片外表面點滴硅膠并覆蓋芯片以作為表面保護，在固化的過程中，利用 特定的加工模具對膠面進行二次成型形成出光透鏡14。印刷電路板底面層 采用SMT工藝安裝有控制驅(qū)動的集成電路元器件16、外接通訊接口 17、 及模塊的機械固定部件15。安裝好全部零部件的印刷電路板經(jīng)檢測合格 后，再在各個發(fā)光點透鏡14的空隙部分涂復(fù)黑膠13,以減少各個發(fā)光點 的光線混淆。圖5是本實用新型高密度全功能LED顯示屏模塊另外一種形式局部示 意圖，在LED芯片22的上面預(yù)先扣上透明的塑料預(yù)制件21，該塑料預(yù)制 零件內(nèi)部是中空的，外形呈四棱臺形狀，中空部分注入硅膠或者帶擴散劑 的環(huán)氧樹酯膠或者UV膠，固化后與透明塑料預(yù)制件結(jié)合成為LED的出光 透鏡23。為減少各個發(fā)光點的光線混淆，再在各個發(fā)光點透明塑料預(yù)制件 根部的空隙部分，涂復(fù)黑膠24。高密度全功能LED顯示屏模塊，主要采用特殊設(shè)計的多層印刷電路板 ll作為載體，上表面層設(shè)計排列整齊的二維陣點，每個陣點位置均設(shè)有焊 盤，每個陣點內(nèi)貼裝一組LED芯片12。根據(jù)使用需求，設(shè)計顯示陣點間 距范圍為2.54 7.62mm，設(shè)計的陣列行數(shù)為8 32行，列數(shù)為8 64列。 貼裝或焊接的芯片可以是單一色的LED芯片，以提供單色顯示；也可以是 兩種色彩的LED芯片，以提供雙色顯示；也可以是三基色的LED芯片， 以提供全彩顯示。高密度全功能LED顯示屏模塊的多層印刷電路板上加工 若干直徑很細的通孔(孔徑00.1 0.3mrn)， 一部分通孔內(nèi)部經(jīng)沉積和電 鍍金屬銅，使通孔成為印刷電路板層間的導(dǎo)電通道；另一部分通孔內(nèi)部填 入傳熱材料，以傳導(dǎo)LED芯片的熱量。LED裸芯片在印刷電路板全部貼裝完成，用金屬絲球焊機在超聲、熱 壓的作用下將LED芯片與線路進行電氣連接，測試合格后，再封上樹脂膠。 LED芯片外表面封膠的第一種方式是釆用全自動點膠機點滴硅膠或者帶 擴散劑的環(huán)氧樹酯膠或者uv膠，覆蓋芯片以作為表面保護，經(jīng)紫外線進 行固化，所點滴的表面保護膠也是LED的出光透鏡；在硅膠或帶擴散劑的 環(huán)氧樹酯膠或UV膠由塑性轉(zhuǎn)變成固性的過程中、利用特定的加工模具對 膠表面進行二次透鏡成型，形成統(tǒng)一曲面形狀的出光透鏡14，從而獲得最 佳的出光角度和效果。LED芯片外表面封膠的另一種方式是預(yù)先在LED 芯片的上面扣上透明的塑料預(yù)制零件，該塑料預(yù)制零件內(nèi)部是中空的，外 形呈四棱臺形狀,在中空部分注入硅膠或帶擴散劑的環(huán)氧樹酯膠或UV膠, 經(jīng)紫外線固化后與塑料預(yù)制零件結(jié)合成為LED的出光透鏡14。多層印刷電路板的底面層采用SMT工藝貼裝控制驅(qū)動LED芯片點陣 的集成電路元器件16，以對每個發(fā)光點實施控制；安裝外接通訊接口部件 17，保證模塊與顯示屏之間的信息交換。此外，還裝配機械固定部件15， 作為顯示屏模塊的安裝和擴展使用。安裝好全部零部件的印刷電路板再經(jīng) 目檢、通電和檢測。高密度全功能LED顯示屏模塊陣列規(guī)?？梢源蟠蟪^8x8，常用的點 陣模式是16x32或者32x32或者32x64，陣列的間距可做得很小。模塊可 單個使用，也可組合使用；作為基礎(chǔ)部件組合成單色、雙色或者全彩色的 大面積、高清晰度超薄LED顯示屏。當然，以上僅是本實用新型的具體應(yīng)用范例，對本實用新型的保護范 圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均 落在本實用新型權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在于該模塊的載體為2～6層的印刷電路板，印刷電路板的上表面層設(shè)有二維陣點，每個陣點設(shè)有焊盤，陣點內(nèi)貼裝或焊接有LED芯片；LED芯片外表面涂有保護膠，形成曲面形狀的出光透鏡，或者扣有四棱臺形狀的中空透明的塑料預(yù)制件，中空部分注有保護膠；印刷電路板的底面層安裝有控制驅(qū)動元器件和連接件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在 于所述陣點間距為2.54 7.62mm，行數(shù)為8 32行，列數(shù)為8 64列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在 于所述的LED芯片為單色或者雙色或者三基色。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在 于所述印刷電路板上設(shè)有孔徑為O0.1 0.3mm的通孔，通孔內(nèi)填有金屬 銅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在 于所述的保護膠為硅膠或者帶擴散劑的環(huán)氧樹脂膠或者UV膠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在 于透鏡的空隙部分涂有復(fù)黑膠。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度全功能LED顯示屏模塊，其特征在 于所述模塊的點陣模式為16x32或者32x32或者32x64。
專利摘要本實用新型提供了一種高密度全功能LED顯示屏模塊。該模塊以2～6層的印刷電路板作為載體，印刷電路板的上表面層設(shè)有二維陣點，每個陣點設(shè)有焊盤，陣點內(nèi)貼裝或者焊接有單色或雙色或三基色的LED芯片；LED芯片外表面涂有硅膠或者帶擴散劑的環(huán)氧樹脂膠或者UV膠，它既是表面保護膠，也是LED的出光透鏡；印刷電路板上設(shè)有孔徑很細的通孔，通孔內(nèi)填有金屬銅或者其它導(dǎo)熱材料；印刷電路板的底面層安裝有控制驅(qū)動元器件和連接件；模塊的點陣模式可以為16×32或32×32或32×64。利用本實用新型可以組合成體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效果好、使用壽命長、圖像質(zhì)量優(yōu)異的LED顯示屏。
文檔編號G09F9/33GK201035859SQ20062007425
公開日2008年3月12日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者張佃環(huán), 梁秉文, 峰 祁 申請人:南京漢德森科技股份有限公司