专利名称：数字led灯及其封装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种数字LED灯及其封装工艺。
背景技术：
人类社会正在步入光电子时代，据估计2010年到2015年光电子产业将取 代传统的电子产业，晋升为21世纪最大的产业，并成为衡量一个国家经济发 展和综合国力的重要标志。目前，LED大屏幕电子显示屏作为一种光电产品 日益引起人们的重视。它可以实时显示或循环播放文字，图形和图像信息，具 有显示方式丰富，观赏性强，显示内容修改方便，亮度高，显示稳定且寿命长 等多种优点，被广泛应用于商业广告，体育比赛，交通等诸多领域，是信息传 播的有力工具之一。
目前的LED大屏幕显示系统采用点阵式模板来制作，通常是8X8， 16X 16的电路板，屏幕越大，需要的模板就越多，电路的连接就越复杂。而且一 旦固定大小以后，要重新改变就很困难，灵活性不强。同时，由于后台线路复 杂，当一个模板损坏后要更换时极容易损伤到相邻的模板；而且新换上去的模 板由于新的LED光强和色差都与老的LED不同，产生补丁现象。由于LED
大屏幕的像素多，为节省硬件，通常采用动态扫描的方式，这种方法对于小型 的LED屏幕显示系统来说是可行的，但对大型的LED屏幕来说，随着像素的 增加，数据传输将占用大量的时间，屏幕的显示亮度会明显下降，画面的刷新 速度也将跟不上，容易出现画面不连续的现象。目前的LED屏还存在寿命短, 性价比低的缺点，绝大部分LED屏均只能提供一年保修，主要原因是修的效 果不好，尤其是室外屏，通常使用过二年后就无法修了。
近年来出现了一种新的线性LED灯，是将2个红灯、1个绿灯和1个蓝 灯作为一个整体封装在一起，但是芯片与LED并不封装在一起，这样的线性 LED灯存在的缺点是，如果一个灯坏掉，信号就不能继续传递，这将影响芯 片对其他灯的控制，而且灯的亮度和色彩必须通过其它芯片来控制，增加了设 计的复杂度，没有做到真正意义上的数字控制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种数字LED灯，该 LED灯不仅可实现逐点驱动，而且其体积很小，可根据实际需要调整屏幕的 大小及形状，甚至可以用于三维立体显示，其显示效果从平面扩展到曲面甚至 立体。
本发明的另一 目的在于提供一种用于以上数字LED灯的封装工艺。
本发明通过以下技术方案实现 一种数字LED灯，包括底座、驱动芯片、 多个LED及外罩，所述底座上设有铜片，所述驱动芯片和多个LED均设于铜 片上，驱动芯片的输出路数与LED的个数对应；底座上铜片的周围设有多个 管脚，管脚的个数与驱动芯片的端口个数对应；底座上罩有外罩，固定后为一 个整体密封结构的数字LED封装灯。
所述驱动芯片为具有3路输出的LED控制驱动芯片，对应的LED有3个， 为1个红灯、1个绿灯和1个蓝灯，3个LED均匀排列在驱动芯片一边；所述 多个管脚成线性阵列置于驱动芯片及LED周围，各管脚之间通过信号线连接。
所述3个LED对应的管脚可外接用于调节LED亮度的电阻。
所述信号线采用屏蔽护套导线，该屏蔽护套导线可以保护引入至每一路 LED灯的信号不受环境噪音等的干扰。
所述驱动芯片具有12个端口，包括3个驱动端口、 l个信号输入端口、 1 个时钟信号、1个信号输出端口、 1个输出控制端口、 1个信号储存端口、 2 个电源端口和2个接地端口；其中，3个驱动端口分别与3个LED及其对应 管脚依次连接，其它9个端口分别与其对应的各管脚连接。
所述驱动芯片的信号输入端口与信号输出端口之间设有信号增强电路；信 号通过信号输入端口输入后，经信号增强电路增强再由信号输出端口输出，此 过程保证了信号在传输过程中不会衰减，即使传输很长的距离，来自外部控制 装置(如主机、信号中继器等)的信号也能准确无误地传递到最后的LED节 点，从而保证了每一个LED都能够按照主机驱动程序工作，确保屏幕的显示 效果。
所述驱动芯片的响应速度大于50MHz，其程序数据格式为16位元数；使 屏幕的更新速度远超过人眼的要求。
所述外罩为透明且不可燃的半球形聚光罩，具有可视性，同时可以使LED发散出来的光聚集在一起，起到聚光的作用，增强LED的发光亮度。
本发明的数字LED灯，当用于屏幕显示时，由于每个数字LED灯都有一
个独立的芯片，因此外部控制装置可以通过相应的驱动芯片对每个数字LED
灯的三个颜色及亮度进行控制；而用这种数字LED灯做成的大屏幕还可以根
据实际的需要来调整屏幕的大小与形状。
本发明一种用于以上所述数字LED灯的封装工艺，采用QFN封装，包括
以下步骤
(1) 采用铜片制作底座支架，然后在支架背面粘贴一塑料底板，形成底 座；其中铜片的作用是盛放驱动芯片和LED,同时传导各芯片的热量散发到 外界；
(2) 用银浆将驱动芯片和各个LED粘在底座的铜片上，然后经高温烘烤
固定；
(3) 用金线或者铜线将驱动芯片各端口与其对应管脚和LED连接起来；
(4) 罩上外罩，将整个产品封装起来；使发散的光能够聚集在一起，提 高LED灯的亮度。
所述步骤(1)中在支架背面粘贴塑料底板时，使用塑封机进行。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
1、 本数字LED灯是在芯片的源头上进行开发，将LED灯及其驱动芯片 合二为一封装在一个元件内，从而减少了一半的PCB板，并将连接节点减少 一半，从而减少系统30%的造价，并使屏体出故障的机率减少70%。
2、 本数字LED灯的亮度和色彩可通过驱动芯片和各LED外接的电阻进 行数控调节。
3、 本数字LED灯由于其驱动芯片和LED之间的驱动导线在同一元件中， 形成与外界干扰隔绝的环境，从而使驱动信号能够无干扰输送，使LED灯色 纯正细赋，亮度一致性好。
4、 本发明由于芯片和LED灯之间是逐点控制的，因此计算机操作系统可 以控制到每一个像素点，这就保证了每一个像素点的光与色都能得到灵敏和忠 实的还原；当其中一个像素点受外力因素损坏而不得不更换时，计算机可对新 换上去的像素灯组进行单点调节，使它与整个屏的其他数字LED灯的光与色 保持一致，从而实现极佳的可维护性。
5、 通过本发明封装工艺制造的数字LED灯，其面积可小至5mmX5mm，
6这就使其能灵活应用于各种形状及大小的屏幕，可根据实际需要调整屏幕的大 小及形状，甚至可以用于三维立体显示，其显示效果从平面扩展到曲面甚至立 体。
图1为本数字LED灯的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实 施方式不限于此。
实施例
本发明一种数字LED灯，其结构如图l所示，包括底座l、驱动芯片2、 多个LED4及外罩5，其中底座上设有铜片6，驱动芯片2和多个LED4均设 于铜片6上，驱动芯片2的输出路数与LED4的个数对应；底座1上铜片6的 周围设有多个管脚3，管脚的个数与驱动芯片2的端口个数对应；底座l上罩 有外罩5，固定后为一个整体密封结构的数字LED封装灯。
本发明使用的驱动芯片2为具有3路输出的LED控制驱动芯片，其型号 为SL8018，对应的LED4有3个，为1个红灯、1个绿灯和1个蓝灯，3个 LED4均匀排列在驱动芯片2 —边；多个管脚3成线性阵列置于驱动芯片2及 LED4周围，各管脚3之间通过信号线连接。
3个LED4对应的管脚可外接用于调节LED亮度的电阻。
信号线采用屏蔽护套导线，该屏蔽护套导线可以保护引入至每一路LED 灯的信号不受环境噪音等的干扰。
驱动芯片2具有12个端口，包括3个驱动端口、 1个信号输入端口、 1 个时钟信号、1个信号输出端口、 1个输出控制端口、 1个信号储存端口、 2 个电源端口和2个接地端口；其中，3个驱动端口分别与3个LED4及其对应 管脚依次连接，其它9个端口分别与其对应的各管脚连接。
驱动芯片2的信号输入端口与信号输出端口之间设有信号增强电路；信号 通过信号输入端口输入后，经信号增强电路增强再由信号输出端口输出，此过 程保证了信号在传输过程中不会衰减，即使传输很长的距离，来自外部控制装
7置(如主机、信号中继器等)的信号也能准确无误地传递到最后的LED节点， 从而保证了每一个LED都能够按照主机驱动程序工作，确保屏幕的显示效果。
驱动芯片2的响应速度大于50MHz，其程序数据格式为16位元数；使屏 幕的更新速度远超过人眼的要求。
外罩5为透明且不可燃的半球形聚光罩，具有可视性，同时可以使LED4 发散出来的光聚集在一起，起到聚光的作用，增强LED的发光亮度。
本发明的数字LED灯，当用于屏幕显示时，由于每个数字LED灯都有一 个独立的芯片，因此外部控制装置可以通过相应的驱动芯片对每个数字LED 灯的三个颜色及亮度进行控制；而用这种数字LED灯做成的大屏幕还可以根 据实际的需要来调整屏幕的大小与形状。
本发明一种用于以上数字LED灯的封装工艺，采用QFN封装，包括以下
步骤
(1) 采用铜片制作底座支架，然后使用塑封机在支架背面粘贴一塑料底 板，形成底座；其中铜片的作用是盛放驱动芯片和LED，同时传导各芯片的 热量散发到外界；
(2) 用银浆将驱动芯片和各个LED粘在底座的铜片上，然后经高温烘烤
固定；
(3) 用金线或者铜线将驱动芯片各端口与其对应管脚和LED连接起来；
(4) 罩上外罩，将整个产品封装起来；使发散的光能够聚集在一起，提 高LED灯的亮度。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例， 并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰， 都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1、一种数字LED灯，包括底座、驱动芯片、多个LED及外罩，其特征在于，所述底座上设有铜片，所述驱动芯片和多个LED均设于铜片上，驱动芯片的输出路数与LED的个数对应；底座上铜片的周围设有多个管脚，管脚的个数与驱动芯片的端口个数对应；底座上罩有外罩，固定后为一个整体密封结构的数字LED封装灯。
2、 根据权利要求1所述的数字LED灯，其特征在于，所述驱动芯片为具 有3路输出的LED控制驱动芯片，对应的LED有3个，为1个红灯、1个绿 灯和1个蓝灯，3个LED均匀排列在驱动芯片一边；所述多个管脚成线性阵 列置于驱动芯片及LED周围，各管脚之间通过信号线连接。
3、 根据权利要求2所述的数字LED灯，其特征在于，所述3个LED对 应的管脚外接用于调节LED亮度的电阻。
4、 根据权利要求2所述的数字LED灯，其特征在于，所述信号线采用屏 蔽护套导线。
5、 根据权利要求1所述的数字LED灯，其特征在于，所述驱动芯片具有 12个端口，包括3个驱动端口、 l个信号输入端口、 l个时钟信号、l个信号 输出端口、 l个输出控制端口、 l个信号储存端口、 2个电源端口和2个接地 端口；其中，3个驱动端口分别与3个LED及其对应管脚依次连接，其它9个端口分别与其对应的各管脚连接。
6、 根据权利要求1所述的数字LED灯，其特征在于，所述驱动芯片的信号输入端口与信号输出端口之间设有信号增强电路。
7、 根据权利要求1所述的数字LED灯，其特征在于，所述驱动芯片的响 应速度大于50MHz，其程序数据格式为16位元数据。
8、 根据权利要求1所述的数字LED灯，其特征在于，所述外罩为透明且不可燃的半球形聚光罩。
9、 一种用于权利要求1 8任一项所述数字LED灯的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤(1) 采用铜片制作底座支架，然后在支架背面粘贴一塑料底板，形成底座；(2) 用银桨将驱动芯片和各个LED粘在底座的铜片上，然后经高温烘烤固定；(3) 用金线或者铜线将驱动芯片各端口与其对应管脚和LED连接起来；(4) 罩上外罩，将整个产品封装起来。
10、根据权利要求9所述的封装工艺，其特征在于，所述步骤(1)中在 支架背面粘贴塑料底板时，使用塑封机进行。
全文摘要
本发明提供一种数字LED灯及其封装工艺，该数字LED灯包括底座、驱动芯片、多个管脚、多个LED及外罩，其中底座上设有铜片，驱动芯片和多个LED均设于铜片上，驱动芯片的输出路数与LED的个数对应，驱动芯片的端口个数与管脚的个数对应，底座上罩有外罩，固定后为一个整体密封结构的数字LED封装灯；其封装工艺为采用铜片制作底座支架，然后在支架背面粘贴一塑料底板，形成底座；用银浆将驱动芯片和各个LED粘在底座的铜片上，然后经高温烘烤固定；用金线或者铜线连接各端口与其对应管脚和LED；罩上外罩将整个产品封装起来。本数字LED灯不仅可实现逐点驱动，而且其体积很小，可根据实际需要调整屏幕的大小及形状。
文档编号F21S2/00GK101493193SQ200910037389
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者李宏化, 李红深, 汤尚宽 申请人:广州硅芯电子科技有限公司