一种LED支架、LED支架阵列、LED器件及LED显示屏的制作方法

本实用新型涉及LED技术领域，特别涉及一种LED支架、LED支架阵列、LED器件及LED显示屏。

背景技术：

片式LED器件(CHIP LED)的制造工艺一般包括制作线路板、固晶、焊线、封装、划片、测试和编带等工序。

请参阅图1，其是现有片式LED器件制造工艺所得的线路板1的侧视结构图，该线路板1是由顶层铜10、中层BT料11和底层铜12结合而成的。在制作线路板工序中，为了实现顶层铜10和底层铜12的电性连接，需要在线路板1中钻出导通孔13，然后在导通孔13的内壁镀上孔铜14，利用该孔铜14将顶层铜10和底层铜12连接起来。在封装工序中，通常采用模压的方式将封装胶覆盖于线路板1上，形成封装胶层对线路板1上安装好的芯片加以密封保护。而由于封装工序中未固化的封装胶会沿着导通孔13向下流出，因此需要在之前的制作线路板工序中先利用树脂15将导通孔13完全塞住，塞在导通孔13内树脂15的厚度往往稍大于导通孔13的深度，其两端凸出该导通孔13。

请参阅图2和图3，图2是现有片式LED器件的侧视结构图，图3是现有片式LED器件的背面图，划片工序后形成的片式LED器件仍带有原来线路板1的导通孔13内的树脂15。由于树脂15的下端超出了底层铜12的下表面，且孔铜14的厚度通常仅为10μm，因此在后续的测试和编带工序中，树脂15的下端容易受到外力碰撞，使其与孔铜14的结合处发生断裂，导致作为该片式LED器件的底部电极的底层铜12脱落，造成产品毁损。另外，该树脂15也会使LED器件的底部电极出现接触不良的问题，导致测试结果误判，降低生产效率，并影响LED器件的贴片使用。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可靠性更高的LED支架，以解决LED器件底部电极易脱落和接触不良的问题，提高产品合格率和生产效率；本实用新型的另一目的是提供一种包含上述LED支架的LED支架阵列、LED器件和LED显示屏。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种LED支架，所述LED支架包括PCB线路基板和绝缘材料，所述PCB线路基板包括至少两个相互电性绝缘的电极区；每一电极区由顶部电极区、侧面电极区和底部电极区组成，所述侧面电极区将顶部电极区和底部电极区连接成一体结构，所述侧面电极区为自外向所述PCB线路基板内部凹陷的侧面；所述绝缘材料填充于所述侧面电极区内；所述绝缘材料不超出所述PCB线路基板的上下表面，且其厚度h小于所述PCB线路基板的厚度H。

相对于现有技术，本实用新型的LED支架中填充的绝缘材料不超出PCB线路基板的上下表面，其在固晶、焊线、测试和编带等工序中受到外力碰撞的几率小，因此可避免点浆头、焊线瓷嘴等生产设备受撞击而运行不良或损坏，并保证由该LED支架制得的LED器件的底部电极不易脱落，防止出现接触不良的问题，确保测试结果的准确性，进而提高制造LED器件的产品合格率和生产效率，且有利于LED器件的贴片使用。而且，所述绝缘材料的厚度小于PCB线路基板的厚度，既实现防止封装胶沿导通孔流出，又减少不必要的绝缘材料用量，降低生产成本。

进一步地，所述绝缘材料的上端表面与所述PCB线路基板的上表面齐平；或所述绝缘材料的上端表面低于所述PCB线路基板的上表面，所述绝缘材料的下端表面高于所述PCB线路基板的下表面。

进一步地，所述绝缘材料的厚度h与所述PCB线路基板的厚度H满足关系式：

通过对绝缘材料的位置和厚度的限定，在防止封装胶沿导通孔流出的同时，为侧面电极区留出更多空间用以镀上金属，实现其与作为底部电极的底部电极区的相互连接，增强了侧面电极区与底部电极区的结合力，且减少了绝缘材料的用量。

进一步地，所述顶部电极区、侧面电极区和底部电极区分别设置有铜层，所述顶部电极区的铜层、侧面电极区的铜层与底部电极区的铜层连接成一体结构。

进一步地，所述顶部电极区自上而下设置有金层、镍层和铜层，所述侧面电极区自外向所述PCB线路基板方向设置有金层、镍层和铜层，所述底部电极区自下而上设置有金层、镍层和铜层；所述侧面电极区的金层与底部电极区的金层连接成一体结构，所述侧面电极区的镍层与底部电极区的镍层连接成一体结构。

通过在电极区设置铜层、镍层和金层，提高LED支架的导电性能，使侧面电极区与底部电极区不仅通过铜层结合，还通过镍层和金层结合，增强两者的结合力，并防止结合部位发生断裂，进一步提高LED支架的可靠性。

进一步地，所述侧面电极区的铜层厚度≥12.5μm，镍层厚度≥4.5μm，金层厚度≥0.1μm。通过限定侧面电极区的铜层厚度、镍层厚度和金层厚度，确保侧面电极区与底部电极区之间具备足够的结合力，同时减少不必要的铜、镍和金的用量，降低生产成本。

进一步地，所述绝缘材料为树脂或绿油。

本实用新型的第二目的在于提供一种LED支架阵列，该LED支架阵列包括多个LED支架，所述LED支架为上述任一项所述的LED支架。

进一步地，所述LED支架包括四个相互电性绝缘的电极区，每一电极区的侧面电极区为自外向所述支架内部凹陷的侧面；所述LED支架阵列中，每四个相邻的LED支架的侧面电极区围合形成一个导通孔。

本实用新型的第三目的在于提供一种LED器件，该LED器件包括LED支架、LED芯片和封装胶层，所述LED芯片设置于所述LED支架上，所述封装胶层包覆所述LED芯片；所述LED支架为上述任一项所述的LED支架。

本实用新型的第四目的在于提供一种LED显示屏，该LED显示屏包括多个LED器件和PCB电路板，所述LED器件安装在所述PCB电路板上；所述LED器件为上述的LED器件。

附图说明

图1是现有片式LED器件制造工艺所得的线路板的侧视结构图。

图2是现有片式LED器件的侧视结构图。

图3是现有片式LED器件的背面图。

图4是本实用新型的LED支架的侧视结构图。

图5是本实用新型的LED支架的正面图。

图6是本实用新型的LED支架的背面图。

图7是本实用新型的LED支架阵列的侧视结构图。

图8是本实用新型的LED支架阵列的正面局部图。

图9是本实用新型的LED支架阵列的背面局部图。

图10是本实用新型的LED器件的侧视结构图。

图11是本实用新型的LED器件的正面图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种LED支架、LED支架阵列、LED器件及LED显示屏，为了使本领域的技术人员能更好地理解和实施，下面结合附图和实施例详细说明本实用新型。

一种LED支架实施例

请参阅图4-6，图4是本实用新型的LED支架2的侧视结构图，图5是本实用新型的LED支架2的正面图，图6是本实用新型的LED支架2的背面图。本实用新型提供的LED支架2包括PCB线路基板20和绝缘材料21。所述PCB线路基板20包括至少两个相互电性绝缘的电极区，每一电极区由顶部电极区201、侧面电极区202和底部电极区203组成，所述侧面电极区202将顶部电极区201和底部电极区203连接成一体结构以实现电性连接，所述侧面电极区202为自外向所述PCB线路基板20内部凹陷的侧面。所述绝缘材料21填充于所述侧面电极区202内，且不超出所述PCB线路基板20的上下表面，所述绝缘材料的厚度h小于所述PCB线路基板的厚度H。

在本实施例中，如图5和图6所示，所述LED支架2的PCB线路基板20为四边形，该PCB线路基板20包括四个相互电性绝缘的电极区，每一电极区的侧面电极区202为自外向所述PCB线路基板20内部凹陷的1/4圆柱侧面。

每一电极区的顶部电极区201自上而下镀有金层2011、镍层2012和铜层2013，每一电极区的侧面电极区202自外向所述PCB线路基板20方向镀有金层2021、镍层2022和铜层2023，每一电极区的底部电极区203自下而上镀有金层2031、镍层2032和铜层2033。在每一电极区中，其顶部电极区201的铜层2013、侧面电极区202的铜层2023与底部电极区203的铜层2023连接成一体结构，其侧面电极区202的金层2021与底部电极区203的金层2031连接成一体结构，其侧面电极区202的镍层2022与底部电极区203的镍层2032连接成一体结构。作为进一步优选，每一电极区的侧面电极区202的铜层2023厚度d₃≥12.5μm，镍层2022厚度d₂≥4.5μm，金层2021厚度d₁≥0.1μm。

所述绝缘材料21为树脂或绿油中的任意一种，绿油是PCB行业常用的一种丙烯酸低聚物。具体地，每一电极区的侧面电极区202内填充的绝缘材料21的厚度h与所述PCB线路板基板20的厚度H满足关系式：在本实施例中，每一电极区的侧面电极区202内填充的绝缘材料21的上端表面与所述PCB线路基板20的上表面齐平，该侧面电极区202内填充绝缘材料21的部分仅设置铜层2023，不设置金层2021和镍层2022；在其他实施例中可设置为，每一电极区的侧面电极区内填充的绝缘材料的上端表面低于所述PCB线路基板的上表面，绝缘材料的下端表面高于所述PCB线路基板的下表面，这样填充的好处在于在后面器件封装的时候，加强封装胶如环氧树脂与基板的结合力，然后也可以增加底部上锡的面积。

本实用新型的LED支架除本实施例外还有多种变形，例如，所述PCB线路基板可具体为正方形、平行四边形、正六边形或正三角形等形状；所述PCB线路基板还可具有两个、三个、五个或以上的电极区；所述绝缘材料的上端表面可低于所述PCB线路基板的上表面等。

一种LED支架阵列实施例

请参阅图7-9，图7是本实用新型的LED支架阵列3的侧视结构图，图8是本实用新型的LED支架阵列3的正面局部图，图9是本实用新型的LED支架阵列3的背面局部图。本实施例提供的LED支架阵列3包括多个呈矩阵排列且相互连接的LED支架。所述LED支架为上述一种LED支架实施例所述的LED支架2，所述LED支架阵列3中每四个相邻的LED支架2的侧面电极区202围合形成一个导通孔30，所述绝缘材料21填充于所述导通孔30内。

在实际的LED器件制造工艺中，本实施例的LED支架阵列3经过固晶、焊线和封装工序后，在划片工序中，经横向和纵向沿所述导通孔30切割后形成单个的LED器件。

一种LED器件实施例

请参阅图10和图11，图10是本实用新型的LED器件4的侧视结构图，图11是本实用新型的LED器件4的正面图。本实用新型提供的LED器件4包括LED支架、LED芯片和封装胶层40。所述LED芯片设置于所述LED支架上，所述封装胶层40包覆所述LED芯片。

具体地，在本实施例中，所述LED器件4为全彩LED器件。所述LED支架为上述一种LED支架实施例所述的LED支架2。所述LED器件4中的三个顶部电极区201作为三个焊线部，分别设置于所述PCB线路基板20的三个角，其余一个顶部电极区201作为芯片安装部，设置于该PCB线路基板20的中间并延伸至该PCB线路基板20的另一个角。所述芯片安装部和所述三个焊线部之间相互电性绝缘。

所述LED芯片包括一个红光LED芯片41、一个绿光LED芯片42和一个蓝光LED芯片43，所述红光LED芯片41、绿光LED芯片42和蓝光LED芯片43均设置于所述LED支架2的芯片安装部上，并分别通过引线与所述三个焊线部实现电性连接。

所述封装胶层40为透明封装胶层。

在实际的LED器件制造工艺中，本实施例的LED器件4由LED支架阵列经过固晶、焊线、封装和划片工序后形成。

本实用新型的LED器件除本实施例外还有多种变形，例如，所述LED器件还可为单色器件或双色器件，其LED芯片为一个单色LED芯片或者包括两个不同颜色的LED芯片；所述LED器件的LED支架包括一个芯片安装部和一个焊线部，或者包括一个芯片安装部和两个焊线部，或者包括三个芯片安装部和三个焊线部等等。

一种LED显示屏实施例

本实施例提供的LED显示屏包括多个LED器件、PCB电路板以及面罩。所述LED器件安装并电性连接于所述PCB电路板，所述面罩扣合于所述PCB电路板上方。

所述LED器件为上述一种LED器件实施例所述的LED器件4，故在此不再赘述。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)通过限定LED支架中填充的绝缘材料不超出PCB线路基板的上下表面，减少绝缘材料在固晶、焊线、测试和编带等工序中受到外力碰撞的几率，避免点浆头、焊线瓷嘴等生产设备受撞击而运行不良或损坏，并保证由该LED支架制得的LED器件的底部电极不易脱落，同时防止接触不良问题的发生，确保测试结果的准确性，进而提高制造LED器件的产品合格率和生产效率，且有利于LED器件的贴片使用。

(2)通过对绝缘材料的位置和厚度的限定，在防止封装胶沿导通孔流出的同时，为侧面电极区留出更多空间用以镀上金属，实现其与作为底部电极的底部电极区的相互连接，增强了侧面电极区与底部电极区的结合力，且减少了绝缘材料的用量。

(3)通过在电极区设置铜层、镍层和金层，提高LED支架的导电性能，使侧面电极区与底部电极区不仅通过铜层结合，还通过镍层和金层结合，增强两者的结合力，并防止结合部位发生断裂，进一步提高LED支架的可靠性。

(4)通过限定侧面电极区的铜层厚度、镍层厚度及金层厚度，确保侧面电极区与底部电极区之间具备足够的结合力，同时减少不必要的铜、镍和金的用量，降低生产成本。

(5)通过提供一种包含本实用新型LED支架的LED支架阵列，有利于提高制造LED器件的产品合格率和生产效率，并保证LED器件的可靠性和使用效果。

(6)通过提供一种包含本实用新型LED支架的LED器件，有利于保证LED器件的可靠性和使用效果。

(7)通过提供一种包含本实用新型LED器件的LED显示屏，有利于保证LED显示屏的可靠性和使用效果。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。