本發(fā)明涉及到SMD LED（Surface Mounted Devices，表面貼裝器件）封裝技術(shù)，特別是涉及一種集成式RGB LED顯示屏。

背景技術(shù)：

隨著顯示屏產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，顯示屏用LED由原來的DIP（dual inline-pin package，雙列直插式封裝技術(shù)）結(jié)構(gòu)高速向SMD結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，SMD結(jié)構(gòu)的LED具有重量輕、個體更小、自動化安裝、發(fā)光角度大、顏色均勻、衰減少等優(yōu)點越來越被人接受，雖然一般SMD LED具有以上優(yōu)點，但還是存在有衰減較大、導(dǎo)熱路徑長、承載電流低、生產(chǎn)復(fù)雜,可靠性低,防潮性能低,耐氣候性差；如果在不改變產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)的情況下，要提高產(chǎn)品的可靠性，至今在業(yè)界仍沒有較好的解決辦法。

現(xiàn)有的小間距LED顯示屏主要采用2121、1515、1010、0808等型號封裝器件。隨著LED顯示屏像素間距的縮小，單位面積上的封裝器件數(shù)量越來越多，使得封裝器件在整屏的成本中，占比呈上升趨勢。根據(jù)測算，在小間距LED顯示屏P1.9及更小間距型號的產(chǎn)品，封裝器件成本占比已經(jīng)達到70%以上。只要密度提升一個級別，燈珠需求的增漲是提高50%左右，也就是所有燈珠的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力需增加50%以上。目前小間距采用的全彩燈珠主要為單顆形態(tài)（如圖1和圖2所示），應(yīng)用時由于數(shù)量巨大，生產(chǎn)效率低，同時容易出品質(zhì)問題。針對單顆貼裝的問題，采用COB（chip On board）集成模組的生產(chǎn)效率有所提高，但是COB集成模組同樣存在諸多問題，如模組中不同批次芯片中心值差異或基板油墨差異導(dǎo)致顯色差異，整屏一致性差，另一方面，芯片直接安裝在電路板上，缺乏保護，無法保證可靠性，且發(fā)光單元失效維修成本高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種集成式RGB LED顯示屏，旨在解決現(xiàn)有的RGB LED顯示屏生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品機械強度差以及散熱性能差等問題。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種集成式RGB LED顯示屏，包括PCB板以及焊接在所述PCB板上的多個RGB LED封裝模組，其特征在于，所述封裝模組包括封裝支架以及設(shè)置在所述封裝支架上的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元的數(shù)量至少為兩個，每組發(fā)光單元包括一組RGB LED芯片。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述封裝支架包括金屬底板和絕緣框架，所述金屬底板在每個發(fā)光單元所在區(qū)域設(shè)置有用于固晶和焊線的支架電極，所述發(fā)光單元包括固定在所述金屬底板上的RGB LED芯片以及連接所述RGB LED芯片與支架電極的鍵和線，所述支架電極通過設(shè)置在金屬底板背面的焊盤與PCB板電連接。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述絕緣框架在所述發(fā)光單元周圍形成碗杯。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述金屬底板正面和/或反面設(shè)置有臺階。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述金屬底板上還設(shè)有與所述焊盤高度平齊的支撐區(qū)。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述支撐區(qū)為圓形、方形或不規(guī)則形狀的支撐結(jié)構(gòu)。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述發(fā)光單元上設(shè)有保護層。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述第一保護層或第二保護層表面粗糙不反光。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述碗杯的高度為0.2-0.8mm。

所述的集成式RGB LED顯示屏，其中，所述臺階的數(shù)量至少為一個。

本發(fā)明的有益效果包括：本發(fā)明提供的集成式RGB LED顯示屏，將多個發(fā)光單元集成在一個封裝模組上，進一步提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。另外，多個發(fā)光單元集成在一個封裝模組上，能有效提高顯示屏整體抗外界機械強度能力；與現(xiàn)有集成式模組對比，本發(fā)明一個封裝模組包含發(fā)光單元較少，可有效避免因不同批次芯片中心值差異或基板油墨差異導(dǎo)致顯色差異，整屏一致性差問題，并且現(xiàn)在集成式模組若出現(xiàn)發(fā)光單元失效維修成本高，本發(fā)明維修成本低。另一方面，本發(fā)明通過使用金屬底板代替現(xiàn)有的電鍍薄金屬的方式，增強了導(dǎo)電性能，通過金屬底板直接與PCB板接觸，散熱路徑較短，芯片熱量能夠快速導(dǎo)出；通過正面形成碗杯的結(jié)構(gòu)，集中光線，使發(fā)光面唯一，進而使LED顯示屏分辨率、亮暗對比度等更優(yōu)。

附圖說明

圖1 現(xiàn)有PPA支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 現(xiàn)有CHIP類型封裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的一種集成式RGB LED顯示屏的正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖4為本發(fā)明提供的一種集成式RGB LED顯示屏的正面局部放大圖。

圖5為本發(fā)明提供的一種集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖6為本發(fā)明提供的一種集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的剖視圖。

圖7為本發(fā)明提供的一種集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的反面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖8為本發(fā)明提供的一種1×2 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖9為本發(fā)明提供的一種1×3 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖10為本發(fā)明提供的一種1×3 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖11為本發(fā)明提供的一種1×9 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖12為本發(fā)明提供的一種1×4 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的金屬底板正面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖13為本發(fā)明提供的一種1×4 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的金屬底板反面結(jié)構(gòu)簡圖。

圖14為本發(fā)明提供的一種1×4 集成式RGB LED顯示屏的封裝模組的未切割金屬底板正面結(jié)構(gòu)簡圖。

附圖標(biāo)記說明：1、RGB LED顯示屏；2、封裝模組；100、金屬底板；101、支架電極；102、焊盤；103、臺階；104、支撐區(qū)；200、絕緣框架；201、碗杯；301、RGB LED芯片；302、鍵和線；400、保護層；701、熱塑性材料；702、金屬；801、樹脂；802、平膠。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。

圖1為現(xiàn)有的PPA+銅引腳的封裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖，由于該類型的封裝支架通過注塑機將熱塑性材料與金屬進行貼緊，沒有沾接在一起，當(dāng)熱脹冷縮時，它們之間容易產(chǎn)生間隙，當(dāng)最終客戶在使用時外界的水和水汽容易通過間隙進入封裝體內(nèi)，從而引起產(chǎn)品失效。圖2為現(xiàn)有CHIP類型封裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖，通過用樹脂801將玻纖包圍壓實，然后通過沾上銅鉑蝕刻線路而成，材料的間隙和吸濕率都很高，而且這多種材料的膨脹率不一樣，而后期在平面上再模壓一層平膠802作為保護層，這種方式?jīng)]有辦法形成一個杯形的保護，將存在諸多問題。另一方面，圖1和圖2所示的產(chǎn)品均為單顆形態(tài)的產(chǎn)品，在進行后續(xù)帖裝時，生產(chǎn)效率極低。

參見圖3和圖4，為本發(fā)明提供的一種集成式RGB LED顯示屏1，包括PCB板以及焊接在所述PCB板上的多個RGB LED封裝模組2，參見圖5至圖7，封裝模組2包括封裝支架以及設(shè)置在所述封裝支架上的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元的數(shù)量至少為兩個，每組發(fā)光單元包括一組RGB LED芯301。優(yōu)選地，所述發(fā)光單元的數(shù)量可以為2-16個，在本實施例中，所述發(fā)光單元的數(shù)量為4個。所述封裝支架包括金屬底板100和絕緣框架200，在實際應(yīng)用中，金屬底板100的材料可以為銅或鐵，優(yōu)選地，表面鍍金或鍍銀，以增強導(dǎo)電性，方便焊接。絕緣框架的材料可以為環(huán)氧樹脂、PPA、PCT等材料，在本實施例中為環(huán)氧樹脂。金屬底板100在每個發(fā)光單元所在區(qū)域設(shè)置有用于固晶和焊線的支架電極101，在實際應(yīng)用中，支架電極101的數(shù)量為四個，由金屬底板100經(jīng)蝕刻或沖壓而成。所述發(fā)光單元包括固定在所述金屬底板上的RGB LED芯片301以及連接所述RGB LED芯片與支架電極的鍵和線302，所述發(fā)光單元上設(shè)置有保護層400，所述支架電極通過設(shè)置在金屬底板100背面的焊盤102與外部電路連接。本發(fā)明通過使用金屬底板100直接與PCB板接觸，散熱路徑短，芯片熱量能夠快速導(dǎo)出。特別是隨著LED顯示屏單位面積上的封裝器件數(shù)量越來越多，只要密度提升一個級別，其產(chǎn)生的熱量都是非常巨大的，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以非常有效地將熱量排出。另一方面，本發(fā)明的封裝模組具有多個發(fā)光單元，其貼裝效率相比單顆形態(tài)的燈珠將提升N倍（N為封裝模組上的發(fā)光單元數(shù)量）。

參見圖6，絕緣框架200在所述發(fā)光單元周圍形成碗杯201。通過碗杯201的設(shè)置，可以使RGB LED的光線更加集中，發(fā)光面唯一，避免了周圍其他發(fā)光單元的影響，進而使做成的顯示屏分辨率、亮暗對比度等更優(yōu)。同時，碗杯201的設(shè)置進一步增強了對發(fā)光單元的機械保護，避免了因外力作用導(dǎo)致的表面保護層脫落的問題。優(yōu)選地，碗杯201的高度為0.2-0.8mm。

在實際生產(chǎn)中，參見圖6，金屬底板100上設(shè)置有臺階103，用于加強金屬底板100與絕緣框架200結(jié)合的緊密性和穩(wěn)定性，防止水及水汽的進入，同時進一步加強了模組的機械強度。優(yōu)選地，臺階103可以設(shè)置在金屬底板100正面，也可以設(shè)置在金屬底板100反面，還可以在金屬底板100正反面同時設(shè)置，臺階103的數(shù)量至少為一個。優(yōu)選地，臺階103位于金屬底板100的正反面。

參見圖7，在實際生產(chǎn)中，金屬底板100上還設(shè)有與焊盤102高度平齊的支撐區(qū)104。支撐區(qū)104的設(shè)置可以保證所述封裝模組在制作過程中金屬底板100的平整性，防止金屬底板100在模壓絕緣框架時變形或傾斜。優(yōu)選地，支撐區(qū)102可以為圓形、方形或其他不規(guī)則形狀的支撐區(qū)或支撐柱。支撐區(qū)102的數(shù)量可以為一個，也可以為多個，本發(fā)明對此也不做進一步的限定。

參見圖6，優(yōu)選地，保護層400表面粗糙不反光，進一步地保護層400為帶有擴散劑的半透明環(huán)氧樹脂層。保護層400與碗杯201無縫結(jié)合，進一步防止水及水汽的進入，防水效果比現(xiàn)有的金屬和塑料粘合要好得多。另一方面，保護層400表面粗糙不反光，減少了外界光線的影響，進一步地，所述半透明環(huán)氧樹脂膠帶有擴散劑，結(jié)合碗杯201的結(jié)構(gòu)，形成光透鏡，使LED光線更加集中。

在實際生產(chǎn)中，保護層400的制作方式可以為將膠液體通過點或灌的方式注入碗杯201腔內(nèi)，優(yōu)選地，選用帶有擴散劑的半透明環(huán)氧樹脂膠液體，再使用加溫的方式將其固化，加溫的溫度優(yōu)選為100-300攝氏度。此種方式為全碗杯保護層，保護層400與碗杯201的高度平齊，碗杯201的高度可以為0.5-0.7mm，該種方式制成的保護層400穩(wěn)定性更高。

所述注膠方式還可以為通過設(shè)計好的MGP模具將膠壓入碗杯201腔內(nèi)，所述膠為液體膠或固體膠餅。此種方式為半碗杯保護層，碗杯201的高度略低于保護層400的高度，碗杯201的高度可以為0.3-0.5mm，該種方式支撐的保護層成本較低。

參見圖8至圖11，為本發(fā)明提供的具有不同數(shù)量發(fā)光單元的封裝模組實施例。如圖8所示，該實施例中，所述發(fā)光單元的數(shù)量為2個，圖9中發(fā)光單元的數(shù)量為3個，圖11中發(fā)光單元的數(shù)量為9個。在本發(fā)明中，所述發(fā)光單元的數(shù)量至少為2個，優(yōu)選地，所述發(fā)光單元的數(shù)量為2-16個。參見圖10，所述發(fā)光單元的排列形態(tài)還可以是倒“L”形的。對于所述發(fā)光單元的排列方式本發(fā)明并不做限制，既可以是“一”字形排列，也可以是M×N（M和N均為整數(shù)）的行列組合排列，還可以是其他不規(guī)則的排列形狀，本發(fā)明對此并不做限制。應(yīng)當(dāng)注意的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。

參見圖12-圖14，為本發(fā)明提供的1×4（即一個發(fā)光單元擁有4個發(fā)光單元）的封裝模組的金屬底板100的結(jié)構(gòu)簡圖。在實際生產(chǎn)中，由于支架電極101需相互獨立，否則將導(dǎo)致短路，而如需對支架電極101進行電鍍，則必須將所有支架電極101連在一起。本發(fā)明通過先將金屬底板100做成導(dǎo)電線路，此時所有支架電極101還連在一起，在進行電鍍后，再將金屬底板100通過切割機進行切割，使所有支架電極101連接處斷開，從而解決了上述問題。參見圖14，針對所述封裝模組上具有不同數(shù)量發(fā)光單元的情形，可以將所有支架電極101的連接處設(shè)置在切割機切割的位置上，如此可以保證在切割工序時將所有支架電極101的連接處均切斷。需要注意的是，本發(fā)明對支架電極101的連接方向及金屬底板100蝕刻或沖壓形成的具體形狀及線路并不做限定，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。

本發(fā)明所述的集成式RGB LED顯示屏的制造流程，包括以下步驟：

步驟1：將金屬底板100通過蝕刻或沖壓的方式做成導(dǎo)電線路；

步驟2：通過模壓機將膠包裹在金屬底板100上，留出固晶和焊線的支架電極101，形成封裝支架；

步驟3：在支架電極101上鍍上金屬；

步驟4：將RGB LED芯片301固晶在支架電極101上，并進行焊線，形成物理電性連接；

步驟5：在所述發(fā)光單元上注壓保護層400；

步驟6：通過切割機切成單個封裝模組；

步驟7：將封裝模組貼裝到PCB板上，進一步制成RGB LED顯示屏。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。