本發(fā)明涉及到SMD LED封裝技術，特別是涉及一種表面貼裝式RGB LED封裝模組及其制造方法。

背景技術：

隨著顯示屏產業(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）結構高速向SMD（Surface Mounted Devices，表面貼裝器件）結構轉變，SMD結構的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、導熱路徑長、承載電流低、生產復雜，可靠性低，防潮性能低，耐氣候性差等問題。如果在不改變產品的整體結構的情況下，要提高產品的可靠性，至今在業(yè)界仍沒有較好的解決辦法。

在現(xiàn)有的SMD LED制造中，產品一般采用PLCC4結構（例如3528,2121,1010等規(guī)格），但上述結構都是單個存在，客戶使用時，生產效率低，只能一個一個貼，而且維修難度大，當生產成小尺寸的產品時，如1.0mm*1.0mm的規(guī)格以及以下規(guī)格時，產品的生產難度成倍增加，產品的機械強度也會很低，在外力作用下很容易損壞，生產效率也會很低，并且對貼裝設備的要求也會很高。針對單顆貼裝的問題，采用COB（chip On board）集成模組的生產效率有所提高，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。因不同批次芯片中心值差異或基板油墨差異導致顯色差異，整屏一致性差問題，還有發(fā)光單元失效維修成本高等問題。

因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種表面貼裝式RGB LED封裝模組及其制造方法，旨在解決現(xiàn)有的貼片式RGB LED產品生產效率低、生產難度大、產品機械強度低等問題。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術方案如下：

一種表面貼裝式RGB LED封裝模組，包括基板以及設置在基板上的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元上設置有保護層，所述發(fā)光單元的數(shù)量至少為兩個，每個發(fā)光單元包括四個相互獨立的上焊盤和一組RGB LED芯片，所述RGB LED芯片設置在任意一個上焊盤上，通過鍵和線與另外三個上焊盤連接，所述上焊盤設置有穿過所述基板的上下導通的金屬孔，所述基板反面與所述金屬孔對應位置設置有下焊盤，所述下焊盤之間相互獨立。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組，其中，所述發(fā)光單元周圍還設置有隔離框架。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組，其中，所述隔離框架為不透光的黑色框架。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組，其中，所述保護層表面粗糙不反光。

一種上述表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：在基板兩面覆銅，過孔，制作多組上下導通的金屬孔，將基板的正反兩面導通；

步驟2：在所述基板正面蝕刻出多組上焊盤，反面蝕刻出下焊盤，并蝕刻電鍍電路使基板上所有上焊盤和下焊盤電性連接；

步驟3：對所述基板進行電鍍；

步驟4：將RGB LED芯片固晶在所述基板上，并進行焊線，形成多個發(fā)光單元；

步驟5：根據需要將基板按照發(fā)光單元的數(shù)量進行切割，形成具有多個發(fā)光單元的封裝模組，切割時將所述電鍍電路切斷，使所有上焊盤和下焊盤均相互獨立。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，其中，所述電鍍電路設置在基板正面和/或反面。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，其中，所述步驟4還包括：在形成發(fā)光單元后，在所述發(fā)光單元上制作保護層。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，其中，所述步驟4還包括：在形成發(fā)光單元后，在每個所述發(fā)光單元周圍制作隔離框架。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，其中，對所述隔離框架進行烘烤老化，烘烤溫度為100-300攝氏度。

所述的表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，其中，所述步驟3還包括將所述金屬孔填滿密封。

本發(fā)明的有益效果包括：本發(fā)明提供的表面貼裝式RGB LED封裝模組及其制造方法，將多個發(fā)光單元集成在一個封裝模組中，使LED在后續(xù)應用生產的生產效率得到極大提高，極大地降低了生產成本；同時，將多個發(fā)光單元集成在一個模組中，相比較傳統(tǒng)的單個形態(tài)LED，本發(fā)明提供的LED模組密封性更佳，更不容易受水汽侵蝕，壽命更長；另外，多個發(fā)光單元集成在一個模組上，能有效提高顯示屏整體抗外界機械強度能力；通過在發(fā)光單元設置隔離框架，減小了發(fā)光單元之間的影響，進而提高了LED顯示屏的分辨率和對比度。通過多個發(fā)光單元集成在一個模組上，與現(xiàn)有集成式模組對比，優(yōu)勢在于本發(fā)明一個模板包含發(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。

附圖說明

圖1 現(xiàn)有PPA支架的結構示意圖。

圖2 現(xiàn)有CHIP類型封裝支架的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面圖。

圖4為本發(fā)明提供的帶有隔離框架的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面圖。

圖5為本發(fā)明提供的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面圖。

圖6為本發(fā)明提供的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的剖視圖。

圖7為本發(fā)明提供的帶有隔離框架的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的剖視圖。

圖8a為本發(fā)明提供的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的電鍍電路圖。

圖8b為本發(fā)明提供的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組的切割線路圖。

圖9為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面圖。

圖10為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面圖。

圖11a為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的電鍍電路圖。

圖11b為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的切割線路圖。

圖12為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面圖。

圖13為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面圖。

圖14為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組的切割線路圖。

圖15為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面圖。

圖16為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面圖。

圖17a為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面電鍍電路圖。

圖17b為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面切割線路圖。

圖18a為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面電鍍電路圖。

圖18b為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的正面切割線路圖。

圖19為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面電鍍電路圖。

圖20為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組的反面電鍍電路圖。

圖21為本發(fā)明提供的一種表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造流程圖。

附圖標記說明：1、基板；101、識別區(qū)；2、上焊盤；201、第一焊接區(qū)；202、第二焊接區(qū)；203、芯片焊接區(qū)；204、第三焊接區(qū)；3、金屬孔；4、RGB LED芯片；401、鍵和線；5、下焊盤；6、電鍍電路；7、切割線；8、保護層；9、隔離框架。

具體實施方式

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

圖1為現(xiàn)有的PPA+銅引腳的封裝支架的結構示意圖，圖2為現(xiàn)有CHIP類型封裝支架的結構示意圖，均為單顆封裝結構，在實際生產中，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，因此應用時使用的LED封裝器件數(shù)量巨大，而僅靠單顆貼裝的生產方式，生產效率極低。

參見圖3-圖20，為本發(fā)明提供的表面貼裝式RGB LED封裝模組實施例。本發(fā)明提供的表面貼裝式RGB LED封裝模組包括基板1以及設置在基板1上的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元上設置有保護層8，所述發(fā)光單元的數(shù)量至少為兩個，每個發(fā)光單元包括四個相互獨立的上焊盤2和一組RGB LED芯片4， RGB LED芯片4設置在任意一個上焊盤2上，通過鍵和線401與另外三個上焊盤2連接，上焊盤2設置有穿過基板1的上下導通的金屬孔3，基板1反面與金屬孔3對應位置設置有下焊盤5，下焊盤5之間相互獨立。相比傳統(tǒng)的單顆形態(tài)的LED封裝體，本發(fā)明提供的封裝模組在基板1上設置有多個發(fā)光單元，在進行后續(xù)LED燈珠貼裝時，由于是以模組的形式進行貼裝，相比單顆貼裝的方式，本發(fā)明的貼裝效率極高，貼裝效率隨著封裝模組上的發(fā)光單元數(shù)量的增加而提高。如果封裝模組上發(fā)光單元的數(shù)量為16個，則貼裝效率可提高16倍，優(yōu)選地，本發(fā)明所述發(fā)光單元的數(shù)量為2-16個。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。應當注意的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。

在實際應用中，所述發(fā)光單元周圍還設置有隔離框架9，通過在發(fā)光單元設置隔離框架，減小了發(fā)光單元之間的影響，進而提高了LED顯示屏的分辨率和對比度。優(yōu)選地，隔離框架9為不透光的框架，進一步防止光線穿透隔離框架9，進一步地，隔離框架9的顏色為黑色。

在實際應用中，保護層8表面粗糙不反光，優(yōu)選地，保護層8為帶有擴散劑的半透明環(huán)氧樹脂膠層，保護層8的設置可以防止水汽的進入，以及防止元器件受到機械損傷。本發(fā)明使用帶有擴散劑的半透明環(huán)氧樹脂膠作為保護層8可以使光線更加均勻地透過保護層8，減少保護層8對光線的影響。

在實際應用中，如圖3所示，所述四個獨立的上焊盤分別為位于中間用于放置RGB LED芯片4的 “L”形的芯片焊接區(qū)203以及分別位于左上角、右上角和左下角的第一焊線區(qū)201、第二焊線區(qū)202以及第三焊線區(qū)203，優(yōu)選地，第二焊線區(qū)203作為公共極區(qū)。本發(fā)明通過固晶膠將RGB LED芯片4固定在居中的芯片焊接區(qū)203上，可以使光線更加集中。

在實際生產中，對上焊盤2和下焊盤5都必須電鍍后才能進行焊接，由于上焊盤2之間、下焊盤5之間都是相互獨立的，在電鍍前，需要將所有上焊盤2和下焊盤5電連接才能進行電鍍。本發(fā)明通過設置電鍍電路將所有焊盤連接起來，再最后切割成單個產品時，將電鍍電路切斷，使各個焊盤保持獨立。而本發(fā)明提供的并非單顆的封裝體，是具有多個發(fā)光單元的封裝模組，因此在設置電鍍電路時，并非簡單地將所有焊盤連接起來，在切割產品時，還需保證切割出具有多個發(fā)光單元的封裝模組的同時，將所有電鍍電路都切斷。

下面結合本發(fā)明的幾個實施例來具體說明：

實施例1：

參見圖3-圖8，為本發(fā)明提供的1*2表面貼裝式RGB LED封裝模組。所述封裝模組具有兩個發(fā)光單元。在實際生產中，如圖4和圖7所示，還可以在所述發(fā)光單元周圍設置隔離框架9，以減少發(fā)光單元之間的影響。優(yōu)選地，如圖5所示，在基板1的反面，每個發(fā)光單元中間還可以設置識別區(qū)101，便于后續(xù)測試及包裝器械識別封裝模組的正反面。如圖6和圖7所示，在所述發(fā)光單元上還可以設置保護層8，保護層8優(yōu)選地為帶有擴散劑的半透明環(huán)氧樹脂膠層，保護層8的設置可以防止水汽的進入，以及防止元器件受到機械損傷。優(yōu)選地，可以通過模壓或注膠的方式制作保護層8。參見圖8a和圖8b，在實際生產中，首先在基板1上設置數(shù)量眾多的發(fā)光單元，再通過切割的方式，切割出具有指定數(shù)量發(fā)光單元的封裝模組。圖8a為具有兩個發(fā)光單元的封裝模組的電鍍電路圖，圖8b為對應的切割線路圖，在進行切割工序時，將沿切割線7進行切割，在實際應用中，切割線7并不需要實際劃出，只需設定程序，讓切割器械按照設定好的切割方向進行切割即可。在實際生產中，切割刀具的刀鋒寬度大于電鍍電路6的寬度，保證電鍍電路6可以被完全切斷。電鍍電路6可以設置在基板1的正面，也可以設置在基板1的反面，甚至可以設置在基板1的正面和反面。由于金屬孔3的存在，對應位置的上焊盤2和下焊盤5本身是相互導通的，因此只要連通所有的上焊盤2或者連通所有的下焊盤5，就可以實現(xiàn)將所有焊盤均電性連接。如圖8a和8b所示，本實施例在基板1的正面設置電鍍電路6，在切割線7上設置電鍍電路6的總線，將所有上焊盤2通過電鍍電路6連接到就近的電鍍電路6的總線上，以保證在進行切割工序時，可以將所有的電鍍電路6切斷，確保所有上焊盤2均相互獨立。圖8a的電鍍電路6僅為其中一種電路連接方式，本領域技術人員根據本發(fā)明很容易聯(lián)想到其他的連接方式，本發(fā)明對此并不限制。根據上述說明加以改進或變換的連接方式都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。

實施例2：

參見圖9-圖11，為本發(fā)明提供的1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組，所述封裝模組具有三個發(fā)光單元。所述發(fā)光單元的結構同實施例1中的發(fā)光單元的結構。如圖11a和圖11b所示，基板1上設置有24個發(fā)光單元，呈4行6列分布。如圖11b所示，切割線7將基板1分隔成8個封裝模組，切割線7的位置上同樣設置有電鍍電路6，本實施例的所有電鍍電路6均設置在基板1的正面。所有上焊盤2均通過電鍍電路6連接到就近的處于切割線7位置的電鍍電路6上，在切割基板1時，將所有切割線7位置上的電鍍電路6均切斷，此時所有上焊盤2因此相互獨立，不再由電鍍電路6相連。

實施例3：

圖12-圖14為本發(fā)明提供的另一種1*3表面貼裝式RGB LED封裝模組，所有封裝模組上同樣具有三個發(fā)光單元，但發(fā)光單元的排列與實施例2不同。在本實施例中，三個發(fā)光單元呈倒“L”形排列，對于發(fā)光單元的排列方式，本發(fā)明并不做限制。如圖14所示，本實施例的電鍍電路設置在基板1正面，切割線7的位置同樣有電鍍電路6，所有上焊盤2均與切割線7位置的電鍍電路6電連接，對于具體的連接方式，本實施例并不做限定。

實施例4：

圖15至圖20為本發(fā)明提供的1*4表面貼裝式RGB LED封裝模組，所述封裝模組具有4個發(fā)光單元。如圖15所示，所述發(fā)光單元呈方形排列，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以呈一字排列，則其電鍍電路6的連接方式同實施例1和2。針對電鍍電路6的連接方式，既可以將電鍍電路6設置在基板1反面（如圖17a所示），也可以設置在基板1正面（如圖18a所示），或者采取正面與反面相結合的模式。對于具體的連接方式，既可以如實施例1-3，將所有焊盤連到切割線7所在的位置，也可以如圖19或圖20。由此可見，電鍍電路6的連接方式多變，本領域技術人員在本發(fā)明說明的基礎上，很容易得到其他變換方式，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。

參見圖21，本發(fā)明還提供了一種上述表面貼裝式RGB LED封裝模組的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：在基板1兩面覆銅，過孔，制作多組上下導通的金屬孔3，通過金屬孔3的設置將基板1的正反兩面導通；在實際應用中，基板1可以直接使用BT覆銅板、FR4覆銅板或者其他類型的線路板。

步驟2：在基板1正面蝕刻出多組上焊盤2，反面蝕刻出下焊盤5，并蝕刻電鍍電路6使基板1上所有上焊盤2和下焊盤5電性連接。如上文所述，電鍍電路6的作用為將所有上焊盤2和下焊盤5電性連接，用于后續(xù)工序的電鍍使用，對于電鍍電路6的連接方式并不限定。

步驟3：對基板1進行電鍍；優(yōu)選地，電鍍過程中，將金屬孔3填滿密封，以保證后續(xù)制作保護層8的過程中，膠水不會通過金屬孔3滲透到下焊盤5上。

步驟4：將RGB LED芯片4通過固晶膠固晶在基板1上，并進行焊線，形成多個發(fā)光單元；優(yōu)選地，使用鍵和線，通過鍵和方式進行物理電性連接。

步驟5：根據需要將基板1按照發(fā)光單元的數(shù)量進行切割，形成具有多個發(fā)光單元的封裝模組，切割時將電鍍電路6切斷，使所有上焊盤2和下焊盤5均相互獨立。

在實際應用中，電鍍電路6設置在基板1正面和/或反面。優(yōu)選地，將電鍍電路6設置在基板1反面，方便切割。

在實際應用中，所述步驟4還包括：在形成發(fā)光單元后，在所述發(fā)光單元上制作保護層8。

在實際應用中，所述步驟4還包括：在形成發(fā)光單元后，在每個所述發(fā)光單元周圍制作隔離框架9。優(yōu)選地，對隔離框架9進行烘烤老化，進一步加強隔離框架9的機械強度，優(yōu)選地，烘烤溫度為100-300攝氏度。

本發(fā)明提供的表面貼裝式RGB LED封裝模組及其制造方法，將多個發(fā)光單元集成在一個封裝模組中，使LED在后續(xù)應用生產的生產效率得到極大提高，極大地降低了生產成本；同時，將多個發(fā)光單元集成在一個模組中，相比較傳統(tǒng)的單個形態(tài)LED，本發(fā)明提供的LED模組密封性更佳，更不容易受水汽侵蝕，壽命更長；通過在發(fā)光單元設置隔離框架，減小了發(fā)光單元之間的影響，進而提高了LED顯示屏的分辨率和對比度。

應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。