基于led倒装芯片封装技术的led屏封装工艺及led屏
阅读说明：本技术 基于led倒装芯片封装技术的led屏封装工艺及led屏 (LED screen packaging process based on LED flip chip packaging technology and LED screen ) 是由 李铁军 熊周成 刘君宏 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺及LED屏,封装工艺包括在PCB焊接IC、电阻、电容、电源座和连接端子,得到第一PCB；清洗第一PCB,用扩晶机将多个LED倒装芯片均匀扩张；把锡膏印刷在第一PCB上,用固晶机将LED倒装芯片固定在第一PCB上,每3个LED芯片构成一个像素点,并用AOI检测设备检测,检测合格的放进回流焊炉内焊接成第二PCB；用AOI检测设备对第二PCB进行检测,用模压机对检测合格的第二PCB进行真空模压,得到第三PCB,烘烤成型后,再按照所需要的规格尺寸,切除不需要的工艺边,对模组灯面进行涂覆或者贴膜,使表面显示成黑色,提高了产品的对比度、颜色的均匀性与一致性,显示效果更佳。每个像素点只需要6个金属键合点,省掉焊线环节。(The invention relates to an LED screen packaging process based on an LED flip chip packaging technology and an LED screen, wherein the packaging process comprises the steps of welding an IC, a resistor, a capacitor, a power supply seat and a connecting terminal on a PCB to obtain a first PCB; cleaning the first PCB, and uniformly expanding the LED flip chips by using a crystal expanding machine; printing solder paste on a first PCB, fixing an LED flip chip on the first PCB by using a die bonder, forming a pixel point by every 3 LED chips, detecting by using AOI detection equipment, and putting the qualified LED flip chip into a reflow furnace to be welded into a second PCB; the second PCB is detected by AOI detection equipment, the second PCB which is qualified in detection is subjected to vacuum mould pressing by a mould pressing machine to obtain a third PCB, after baking and forming, unnecessary technological edges are cut off according to the required specification and size, and the lamp surface of the module is coated or filmed, so that the surface is displayed to be black, the contrast of the product and the uniformity and consistency of the color are improved, and the display effect is better. Each pixel point only needs 6 metal bonding points, and a bonding wire link is omitted.)
技术领域
本发明涉及LED显示屏封装技术领域，尤其涉及一种基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺及LED屏。
背景技术
随着LED(Light-emitting Diode)显示技术的逐渐成熟，人们对LED显示屏清晰度的要求也越来越高，使高清LED显示屏得到了大规模的普及。目前，多数LED显示屏上相邻像素的间距为4mm、3mm或者2.5mm，并且已经开始量产，但是，随着LED显示技术的快速发展，人们对LED显示屏的像素提出了更高的要求，而市场上的LED显示屏已无法满足上述需求，而常规的封装方法难以生产出更高像素的LED显示屏。现有的LED封装方式包括以下几种：第一种为引脚式(Lamp)LED封装；将LED芯片固定在引线框架上，焊好电极引线后，用环氧树脂包封成一定的透明形状，成为单个LED器件，这种引脚或封装按外型尺寸的不同可以分成φ3、φ5直径的封装，这类封装的特点是控制芯片到出光面的距离。优点在于可以获得各种不同的出光角度：15°、30°、45°、60°、90°、120°等，也可以获得侧发光的要求，比较易于自动化生产。缺点在于只能适合对角度要求不高的大间距及户外产品。第二种为表面组装(贴片)式(SMT，Surface Mounted Technology)封装；将LED芯片粘结在微小型的引线框架上，焊好电极引线后，经注塑成型，出光面一般用环氧树脂包封。优点在于混灯效果方便，显示屏上一致性较好，缺点在于工艺繁琐，复杂，成品档次较多与散乱，出货率低，产品不能做微小间距。第三种为板上芯片直装式(COB，Chip On Board)LED封装；将LED芯片直接转移固定在PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)灯位焊盘上，然后进行LED芯片导通性处理，性能测试后，用环氧树脂进行模压，再切边，做表面处理，组装成屏。缺点在于直通率不高，需要进行逐点校正解决屏幕均匀性问题，不方便维修。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺及LED屏，其解决了LED显示屏的封装工艺复杂、不能做成微小间距以及散热差的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明的一种基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺包括：
S1、在PCB的驱动面焊接IC、电阻、电容、电源座和连接端子，得到第一PCB；
S2、用等离子机清洗所述第一PCB，清洗所述第一PCB的清洗条件为射频时间8-12s，基础压力40-60N，射频压力20-30N；
S3、用扩晶机将载有多个LED倒装芯片的膜均匀扩张；
S4、用印刷机把锡膏印刷在所述第一PCB上，用固晶机将所述LED倒装芯片固定在所述第一PCB上，每3个所述LED倒装芯片构成一个像素点，用AOI检测设备检测固定有所述LED倒装芯片的所述第一PCB，检测合格的所述第一PCB放进回流焊炉内焊接，得到第二PCB；
S5、用AOI检测设备对所述第二PCB进行检测，并对焊接缺陷的所述第二PCB进行返修；
S6、用模压机对检测合格的所述第二PCB进行真空模压，得到第三PCB；
S7、对第三PCB使用热循环烤箱或垂直炉进行烘烤。
可选地，所述电容包括第一电容和第二电容，所述第二电容为电解电容。
可选地，一个所述像素点包括第一LED倒装芯片、第二LED倒装芯片以及第三LED倒装芯片，所述第一LED倒装芯片用于发出红光，所述第二LED倒装芯片用于发出绿光，所述第三LED倒装芯片用于发出蓝光。
可选地，在步骤S1之前还包括：对所述PCB的驱动面印刷锡膏。
可选地，所述基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺还包括：S8、烘烤后的所述第三PCB使用切割机把工艺边切割掉。
可选地，所述基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺还包括：S9、把切割工艺边后的所述第三PCB的表面喷涂或者贴膜。
可选地，所述基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺还包括：对所述第三PCB的焊盘采用激光切割工艺进行切割。
进一步地，本发明还提供了一种LED屏，其包括：
多个像素点，多个所述像素点阵列设置于所述PCB的第一面，每个所述像素点上均设置有6个焊盘；所述像素点包括第一LED倒装芯片、第二LED倒装芯片以及第三LED倒装芯片，所述第一LED倒装芯片用于发出红光，所述第二LED倒装芯片用于发出绿光，所述第三LED倒装芯片用于发出蓝光；所述第一LED倒装芯片的正极和负极、所述第二LED倒装芯片的正极和负极和第三LED倒装芯片的正极和负极分别与6个焊盘一一对应连接；所述PCB的第二面与所述像素点相对应地焊接有IC、电阻以及电容。
可选地，所述PCB的第二面还焊接有电解电容、电源座以及连接端子。
可选地，所述第一LED倒装芯片、所述第二LED倒装芯片和第三LED倒装芯片均包括反光层和发光层，所述反光层位于所述发光层的正下方。
(三)有益效果
本发明公开采用了COB封装技术将LED倒装芯片直接封装于PCB上，省略了传统的先将LED倒装芯片封装好再贴片到PCB上的步骤，使得相邻像素点的间距进一步缩小，提高了LED显示屏的像素；
LED倒装芯片与PCB的良好结合，更加有利于借助PCB而进行散热，有效改善LED显示屏的热量散发，使得LED显示屏的整体性能和品质都得以提升；
每个像素点只需要6个金属键合点，省掉焊线环节，简化生产流程，有效地解决了LED芯片内部虚焊和断线的不良问题。
附图说明
图1为本发明的基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺的方法步骤图；
图2为本发明的基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺的流程图；
图3为本发明的LED屏的结构示意图；
图4为本发明的LED屏的像素点的结构示意图；
图5为本发明的LED屏的LED倒装芯片的安装结构示意图；
图6为LED正装芯片的安装结构示意图。
【附图标记说明】
1：LED显示屏；
2：像素点；21：第一LED倒装芯片；22：第二LED倒装芯片；23：第三LED倒装芯片；
3：焊盘；
4：LED正装芯片；5：LED倒装芯片；
6：IC；
7：金属焊线。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。
为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1和图2所示，本发明提供了一种基于LED倒装芯片封装技术的LED屏封装工艺，包括以下步骤：
步骤一、在PCB的驱动面焊接IC(Integrated Circuit Chip，集成电路)、电阻、电容、电源座和连接端子，得到第一PCB；
步骤二、用等离子机清洗第一PCB，清洗第一PCB的清洗条件为射频时间8-12s，基础压力40-60N，射频压力20-30N；
步骤三、用扩晶机将多个LED倒装芯片均匀扩张；
步骤四、用印刷机把锡膏印刷在第一PCB上，用固晶机将LED倒装芯片固定在第一PCB上，且每3个LED倒装芯片构成一个像素点2，采用AOI检测设备(Automated OpticalInspection，自动光学检测设备)对固定有LED倒装芯片的第一PCB进行检测，将检测合格的第一PCB放进回流焊炉内焊接，得到第二PCB；
步骤五、用AOI检测第二PCB的焊接情况，确定焊接是否正常，将有焊接缺陷的第二PCB进行返修后在进行AOI检测，直至合格；
步骤六、用模压机对检测合格的第二PCB进行真空模压，得到第三PCB；
步骤七、对第三PCB使用热循环烤箱或垂直炉进行烘烤。
其中，采用了COB封装技术将LED倒装芯片直接封装于PCB上，省略了传统的先将LED倒装芯片封装好再贴片到PCB上的步骤，使得相邻像素点2之间的间距进一步缩小，有效地提高了LED显示屏1的像素。LED倒装芯片的正负极在芯片底面，正负极直接焊接在PCB上，LED倒装芯片与PCB紧密贴合，结合良好，LED倒装芯片借助PCB进行散热，有效地改善LED显示屏1的热量散发，提高了LED倒装芯片的耐用性，进而使LED显示屏1的整体性能和品质都得到了提升。COB封装相对传统器件封装，取消了LED支架，省去了灯面过回流焊环节，提高了可靠性和稳定性。COB灯面模压封装，光滑平整，防外力碰撞能力强。COB封装，视角宽广，面发光，不赤眼，对比度更高。LED倒装芯片封装相对于正装芯片封装，正装芯片的每个像素点2共需要5根金属焊线，10个焊接点，而LED倒装芯片的每个像素点2仅需要6个金属键合点，无需焊线焊接，有效地简化了生产流程，解决了解决了LED芯片内部虚焊和断线的不良问题。LED倒装芯片封装可以避开正装芯片P-GaN上透明导电层吸光以及电极焊盘3遮光的问题，提高了芯片亮度，同时增大了LED显示屏1的发光面积与发光效率。LED倒装芯片采用COB封装可以把产品封装厚度进一步降低，提高了可视角度和侧视显示的均匀性。
在步骤一中，在PCB的驱动面焊接的电容包括第一电容和第二电容，其中，第二电容优选为电解电容。
在步骤三中，如图3和图4所示，每一个像素点2均包括均匀排列的第一LED倒装芯片21、第二LED倒装芯片22以及第三LED倒装芯片23，第一LED倒装芯片21用于发出红光，第二LED倒装芯片22用于发出绿光，第三LED倒装芯片23用于发出蓝光。每一个像素点2中三个LED倒装芯片的颜色排列规律均形同，优选为红、绿、蓝，也即R/G/B排列。
在步骤一之前还包括对PCB的驱动面印刷锡膏，便于IC、电阻、电容、电源座和连接端子的快速且稳固的焊接，避免虚焊。
在步骤七之后还包括：步骤八，对烘烤后的第三PCB使用切割机把不需要的工艺边切割掉；步骤九，把切割工艺边后的第三PCB的表面喷涂或者贴膜；步骤十，组装成LED屏并进行老化。其中，步骤八和步骤九的实施顺序可以对换，即先在第三PCB的表面喷涂或贴膜，再切割不需要的工艺边。
本发明采用激光切割工艺对第三PCB的焊盘3进行切割，替代蚀刻工艺，解决了蚀刻造成焊盘3的不规则性。
进一步地，如图3和图4所示，本发明还提供了一种LED屏，LED屏包括PCB和多个像素点2。其中，多个像素点2阵列设置于PCB的第一面，每个像素点2上均设置有6个焊盘3。如图4所示，像素点2包括第一LED倒装芯片21、第二LED倒装芯片22以及第三LED倒装芯片23，第一LED倒装芯片21用于发出红光，第二LED倒装芯片22用于发出绿光，第三LED倒装芯片23用于发出蓝光。第一LED倒装芯片21、第二LED倒装芯片22和第三LED倒装芯片23上均有正极和负极，第一LED倒装芯片21、第二LED倒装芯片22和第三LED倒装芯片23的正极和负极分别与6个焊盘3一一对应焊接。PCB的第二面为驱动面，在PCB的第二面与每个像素点2相对应地焊接有一个IC、一个电阻以及一个电容，PCB的第二面还焊接有电解电容、电源座以及连接端子。第一LED倒装芯片21、第二LED倒装芯片22和第三LED倒装芯片23均包括反光层和发光层，反光层位于发光层的正下方。如图5和图6所示，其中，图5为本发明的LED屏的LED倒装芯片的安装结构示意图，图6为现有的LED正装芯片的安装结构示意图，LED倒装芯片5的封装相对于LED正装芯片4的封装，LED正装芯片4每个像素点2需要5根金属焊线7和10个焊接点，而本发明的倒装LED芯片每个像素点2只需要6个金属键合点即可，省掉了焊线环节，简化生产流程，解决了芯片内部虚焊以及断线等不良问题。
本发明公开采用了COB封装技术将LED倒装芯片直接封装于PCB上，省略了传统的先将LED倒装芯片封装好再贴片到PCB上的步骤，使得相邻像素点的间距进一步缩小，提高了LED显示屏1的像素；LED倒装芯片与PCB的良好结合，更加有利于借助PCB而进行散热，有效改善LED显示屏的热量散发，使得LED显示屏的整体性能和品质都得以提升；每个像素点只需要6个金属键合点，省掉焊线环节，简化生产流程，有效地解决了LED芯片内部虚焊和断线的不良问题。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
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