一種長方形的led顯示單元模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種長方形的LED顯示單元模組，顯示單元模組的像素模數(shù)為192×108或者96×54或者48×27；具體包括封裝基板、晶片支架、粘合層、接口裝置、多個LED晶片、專用集成電路芯片、散熱層和散熱蓋板;封裝基板設(shè)置于所述晶片支架內(nèi)，多個LED晶片倒裝設(shè)置于封裝基板的頂面，通過粘合層與封裝基板相連接；專用集成電路芯片倒裝設(shè)置于封裝基板的底面，通過散熱層和散熱蓋板固定于所述晶片支架內(nèi)；接口裝置設(shè)置于封裝基板的底面與散熱蓋板之間的晶片支架內(nèi)，并通過散熱蓋板上具有的開口向外露出；多個LED晶片通過粘合層和封裝基板與專用集成電路芯片電連接；封裝基板通過接口裝置與外部電路進行電連接。
【專利說明】—種長方形的LED顯示單元模組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種長方形的LED顯示單元模組。
【背景技術(shù)】
[0002]近十幾年來，在顯示領(lǐng)域出現(xiàn)了兩次方向性的變化。在2000年前后，陰極射線管(CRT)產(chǎn)業(yè)面臨替代危機。在那之后，主流方向趨向于等離子顯示(PDP)和薄膜晶體管液晶顯示(TFT-1XD)。通過10余年發(fā)展，TFT-1XD已成為顯示領(lǐng)域主流。然后，隨著TFT-1XD和電致發(fā)光(EL)技術(shù)的進步，有源有機發(fā)光顯示(AMOLED)也開始產(chǎn)業(yè)化。另外，柔性顯示(Flexible Display)、激光顯示(Laser Display)等新型顯示技術(shù)不斷涌現(xiàn)。目前,新一輪有關(guān)顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的爭論又已開始。無論從TFT-1XD還是AMOLED發(fā)展角度，都可清晰看到半導(dǎo)體顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大關(guān)鍵驅(qū)動力:一是技術(shù)進步；二是市場應(yīng)用。為此，業(yè)界人士提出了“半導(dǎo)體顯示”這一產(chǎn)業(yè)新定義，期望對下一步顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能產(chǎn)生引導(dǎo)和幫助作用。
[0003]例如,半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED, Light Emitting Diode)的應(yīng)用領(lǐng)域在今年來有著巨幅的擴展，其中，成長最快也最具潛力的市場是液晶顯示屏(LCD)的背光應(yīng)用。幾年間，白色發(fā)光二極管已經(jīng)隨著小型顯示屏的背光應(yīng)用逐漸普遍，目前幾乎所有移動電話中的彩色液晶面板都由發(fā)光二極管提供背光。最近，白色發(fā)光二極管更開始邁入需要更高性能和更長工作時間的膝上型顯示屏背光應(yīng)用。發(fā)光二極管在進入大尺寸顯示屏，如個人電腦顯示屏與電視應(yīng)用的路途上并未順利。這種情況是因為除了更佳性能和更長工作時間外，大型液晶面板需要使用如紅、綠、藍(RGB)這類發(fā)光二極管(LED)來創(chuàng)造更豐富的色彩范圍，才能提供比使用冷陰極螢光燈管(CCFL)背光更好的采購誘因。
[0004]然而，傳統(tǒng)的LED顯示技術(shù)在高密度領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)瓶頸。因為受制于LED光源的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時受制于后集成加工的模組所涉及的材料結(jié)構(gòu)，譬如傳統(tǒng)的恒流源封裝的驅(qū)動容量和結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的FR4PCB板松散的材質(zhì)帶來的集成成品的熱穩(wěn)定性問題以及平整度強度問題，以及為安裝拼接為大屏幕所需要的注塑面罩和塑殼等，這些都嚴(yán)重限制著LED顯示技術(shù)在高密度領(lǐng)域，特別是在像素間距小于1.0mm顯示上的突破和應(yīng)用。此外，目前常用的LED顯示單元模組通常采用長寬比1:1設(shè)計，與圖像顯示設(shè)備的顯示比例并不匹配，可能會帶來使用的不便，例如拼接時不能采用大尺寸的顯示模組進行拼裝，或需要裁切才能滿足拼裝尺寸等問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種能夠克服上述缺陷的長方形的LED顯示單元模組。
[0006]本實用新型提供了一種長方形的LED顯示單元模組，其特征在于所述顯示單元模組的像素模數(shù)為192 X 108或者96 X 54或者48 X 27 ;
[0007]所述顯示單元模組包括:封裝基板、晶片支架、粘合層、接口裝置、多個LED晶片、專用集成電路芯片、散熱層和散熱蓋板；[0008]所述封裝基板設(shè)置于所述晶片支架內(nèi)，所述多個LED晶片倒裝設(shè)置于所述封裝基板的頂面，通過所述粘合層與所述封裝基板相連接；所述專用集成電路芯片倒裝設(shè)置于所述封裝基板的底面，通過所述散熱層和散熱蓋板固定于所述晶片支架內(nèi)；所述接口裝置設(shè)置于所述封裝基板的底面與所述散熱蓋板之間的晶片支架內(nèi)，并通過所述散熱蓋板上具有的開口向外露出；
[0009]所述多個LED晶片通過所述粘合層和所述封裝基板與所述專用集成電路芯片電連接；所述封裝基板通過所述接口裝置與外部電路進行電連接。
[0010]優(yōu)選地,所述LED顯示單元模組還包括:
[0011]保護膜，具有光學(xué)柵格結(jié)構(gòu)，覆蓋于所述多個LED晶片之上。
[0012]優(yōu)選地,所述LED顯示單元模組還包括:
[0013]固定件，所述散熱蓋板通過所述固定件緊固于所述晶片支架上。
[0014]優(yōu)選地，所述晶片支架具體包括:
[0015]容置所述專用集成電路芯片的第一凹槽、和容置所述多個LED晶片的多個第二凹槽。
[0016]優(yōu)選地，所述多個LED晶片單元的中心之間是等間距的。
[0017]優(yōu)選地，所述封裝基板包括至少兩個電路層和至少一個絕緣介質(zhì)層，每兩層所述電路層之間通過絕緣介質(zhì)層隔離，并通過所述絕緣介質(zhì)層的通孔進行電連接。
[0018]優(yōu)選地，所述封裝基板還包括封裝焊球。
[0019]優(yōu)選地，所述接口裝置為兼容電源和數(shù)據(jù)通信的USB接口，通過膠結(jié)與所述封裝基板連接。
[0020]本實用新型的長方形的LED顯示單元模組采用定制的像素模數(shù)設(shè)計，通過采用將LED晶片共晶倒裝于封裝基板的像素側(cè)，并且將專用集成電路芯片倒裝于封裝基板的電路偵牝通過封裝基板實現(xiàn)他們之間的電連接，從而在有限的布局空間中實現(xiàn)了 LED顯示的集成化，使LED顯示單元模組具有良好的熱穩(wěn)定性和平整度，滿足了高穩(wěn)定性、低成本的圖像顯示產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)的需求，并且采用定制的像素模數(shù)設(shè)計更加便于進行圖像顯示設(shè)備的拼接，符合當(dāng)前主流圖像顯示設(shè)備的顯示要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例提供的LED顯示單元模組的剖面圖；
[0022]圖2為實用新型實施例提供的LED顯示單元模組的晶片支架和封裝基板的剖面示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例提供的LED顯示單元模組的正視圖；
[0024]圖4為本實用新型實施例提供的LED顯示單元模組的后視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0026]本實用新型提供的一種由FPGA驅(qū)動的半導(dǎo)體顯示單元模組，主要用于LED顯示屏，超小間距LED顯示屏，超高密度LED顯示屏，LED正發(fā)光電視，LED正發(fā)光監(jiān)視器，LED視頻墻，LED指示，LED特殊照明等。[0027]圖1是本實用新型實施例提供的LED顯示單元模組的剖面圖。如圖1所示，LED顯示單元模組包括:封裝基板4、晶片支架3、粘合層11、接口裝置6、多個LED晶片2、專用集成電路芯片9、散熱層8和散熱蓋板10;
[0028]封裝基板4設(shè)置于晶片支架3內(nèi)，多個LED晶片2直接焊接(Direct Attach, DA)共晶倒裝設(shè)置于封裝基板4的頂面，通過粘合層11與封裝基板4相連接；專用集成電路芯片9倒裝設(shè)置于封裝基板4的底面，通過BGA工藝或利用粘合層工藝與封裝基板4相連接，并通過散熱層8和散熱蓋板10協(xié)助專用集成電路芯片9散熱；接口裝置6設(shè)置于封裝基板4的底面與散熱蓋板10之間的晶片支架3內(nèi)，并通過散熱蓋板10上具有的開口 101向外露出；
[0029]多個LED晶片2通過粘合層11和封裝基板4與專用集成電路芯片9電連接；封裝基板4通過接口裝置6與外部電路進行電連接。接口裝置6可以是標(biāo)準(zhǔn)USB接口或者兼容電源和數(shù)據(jù)通信的USB接口。接口裝置6通過膠結(jié)與封裝基板4連接。
[0030]結(jié)合圖2所示的晶片支架和封裝基板的剖面示意圖，對晶片支架3進行詳細說明。
[0031]晶片支架3采用高機械和熱力學(xué)穩(wěn)定性并具有良好介電性能的硅樹脂注塑制成，或使用其他符合要求的壓鑄材料壓鑄制成。具體包括:容置專用集成電路芯片9的第一凹槽31、容置多個LED晶片2的多個第二凹槽32和封裝焊球33。
[0032]具體的，本實用新型的LED晶片為LED共晶晶片，通過共晶焊接在PCB多層印制電路板的像素側(cè)。由于LED共晶晶片在其生產(chǎn)工藝?yán)锊辉偈褂霉叹?，打線焊接等傳統(tǒng)LED集成工序，因此可以采用固晶超聲波無縫焊接機一次性完成其在封裝基板4上的裝貼和焊接工序。同時，由于LED共晶晶片在其本身的制程里已經(jīng)完成的防潮防塵透明化處理，所以也省去了傳統(tǒng)的LED封裝工序。因此，采用LED共晶晶片的本實用新型的LED顯示單元模組可以節(jié)省大量的制造成本，同時也為顯示板成品率、穩(wěn)定性、長使用壽命中的免維護提供了良好的技術(shù)和工藝保證。
[0033]封裝基板4還具有多個封裝焊球33 ;封裝焊球33為專用集成電路芯片9倒裝焊接在封裝基板4上的焊接點。
[0034]封裝基板4包括至少兩個電路層(圖中未示出)和至少一個絕緣介質(zhì)層(圖中未示出)，每兩層電路層之間通過絕緣介質(zhì)層隔離，并通過所述絕緣介質(zhì)層的通孔進行電連接。
[0035]具體的，封裝基板4的電路層為多層氣相淀積而成，可以是兩層、四層、六層或其他層數(shù)，絕緣層優(yōu)選為高純度的樹脂介質(zhì)，相鄰的電路層之間通過絕緣層絕緣粘合。各電路層之間通過各種預(yù)先布置的導(dǎo)孔(圖中未示出)或盲孔(圖中未示出)交錯電連通。在壓接成型之后，封裝基板4的一側(cè)為像素側(cè)用于焊接LED晶片，另一側(cè)為電路側(cè)，用于焊接其他必須的電路、數(shù)據(jù)接口和處理模塊。本實施例中優(yōu)選為焊接具有視頻通訊控制電路和電源電路功能的專用集成電路芯片9。本實施例的封裝基板4為高密度集成化，具有良好的抗彎抗張強度和平整度。
[0036]再如圖1所示，接口裝置6內(nèi)具有連接外部電路的電連接線(圖中未示出)，例如電線、插針或其他形式的用于電連接的電連接線。倒裝于封裝基板4上的多個LED晶片2和專用集成電路芯片9通過封裝基板4與接口裝置6中的電連接線相連接，從而實現(xiàn)與外部電路的電連接。
[0037]散熱蓋板10與專用集成電路芯片9之間還具有散熱層8，優(yōu)選的，散熱層8為硅散熱膠制成；散熱蓋板10為招質(zhì)蓋板。
[0038]本實用新型LED顯示單元模組還包括固定件7，優(yōu)選的，該固定件7可以是磁性安裝嵌件，當(dāng)然也可以采用其他方式的安裝嵌件作為固定件7。散熱蓋板10通過固定件7緊固于晶片支架3上。
[0039]本實用新型LED顯示單元模組還包括保護膜1，覆蓋于多個LED晶片之上。
[0040]具體的，保護模I優(yōu)選為兼有光學(xué)柵格功能的保護膜。
[0041]在集成本發(fā)明上述LED顯示單元模組時，首先在埋鑄有封裝基板4的晶片支架3上采用表面貼裝技術(shù)(Surface Mounted Technology, SMT)或膠接技術(shù)貼入共晶倒裝多個LED晶片2，再植入倒裝專用集成電路芯片9，經(jīng)過電性檢測確認后，在專用集成電路芯片9上涂布硅散熱膠，形成散熱層8，將散熱蓋板10黏貼在上述硅散熱膠上。最后，在上述組件清潔后，在具有多個LED晶片2與晶片支架3的一面加貼兼有光學(xué)柵格功能的保護膜I。
[0042]顯示單元模組的像素模數(shù)為192 X 108或者96X54或者48 X 27,或者其他符合目前主流圖像顯示設(shè)備的像素模數(shù)比例要求的尺寸。
[0043]集成后的LED顯示單元模組的正視圖和后視圖分別如圖3、圖4所示。
[0044]本實用新型的長方形LED顯示單元模組通過采用將LED晶片共晶倒裝于封裝基板的像素側(cè)并且將專用集成電路芯片倒裝于封裝基板的電路側(cè)，通過封裝基板實現(xiàn)他們之間的電連接，從而在有限的布局空間中實現(xiàn)了 LED顯示的集成化。使LED顯示單元模組具有良好的熱穩(wěn)定性和平整度，滿足了高穩(wěn)定性、低成本的圖像顯示產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)的需求，并且采用定制的像素模數(shù)設(shè)計更加便于進行圖像顯示設(shè)備的拼接，符合當(dāng)前主流圖像顯示設(shè)備的顯示要求。
[0045]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種長方形的LED顯示單元模組，其特征在于，所述顯示單元模組的像素模數(shù)為192 X 108 或者 96 X 54 或者 48 X 27 ; 所述顯示單元模組包括:封裝基板、晶片支架、粘合層、接口裝置、多個LED晶片、專用集成電路芯片、散熱層和散熱蓋板； 所述封裝基板設(shè)置于所述晶片支架內(nèi)，所述多個LED晶片倒裝設(shè)置于所述封裝基板的頂面，通過所述粘合層與所述封裝基板相連接；所述專用集成電路芯片倒裝設(shè)置于所述封裝基板的底面，通過所述散熱層和所述散熱蓋板固定于所述晶片支架內(nèi)；所述接口裝置設(shè)置于所述封裝基板的底面與所述散熱蓋板之間的晶片支架內(nèi)，并通過所述散熱蓋板上具有的開口向外露出； 所述多個LED晶片通過所述粘合層和所述封裝基板與所述專用集成電路芯片電連接；所述封裝基板通過所述接口裝置與外部電路進行電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述LED顯示單元模組還包括: 保護膜，具有光學(xué)柵格結(jié)構(gòu)，覆蓋于所述多個LED晶片之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述LED顯示單元模組還包括: 固定件，所述散熱蓋板通過所述固定件緊固于所述晶片支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述晶片支架具體包括: 容置所述專用集成電路芯片的第一凹槽、和容置所述多個LED晶片的多個第二凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述多個LED晶片單元的中心之間是等間距的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述封裝基板包括至少兩個電路層和至少一個絕緣介質(zhì)層，每兩層所述電路層之間通過絕緣介質(zhì)層隔離，并通過所述絕緣介質(zhì)層的通孔進行電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述封裝基板還包括封裝焊球。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示單元模組，其特征在于，所述接口裝置為兼容電源和數(shù)據(jù)通信的USB接口，通過膠結(jié)與所述封裝基板連接。
【文檔編號】G09F9/30GK203760002SQ201420072171
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】周鳴波, 程君, 嚴(yán)敏 申請人:周鳴波, 程君, 嚴(yán)敏