基于板上芯片封装技术的led显示模块制作方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于COB技术的LED显示模块制作方法及系统。该方法包括：(a)提供多个分级的第一颜色LED芯片，其根据发光特性的不同具有多个档位；(b)根据LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量以及所述多个分级的第一颜色LED芯片的分级情况确定LED显示模块的混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量；(c)采用随机排列算法生成LED显示模块的混灯图单元以得到混灯图；以及(d)根据混灯图从所述多个分级的第一颜色LED芯片中选取对应的第一颜色LED芯片并进行COB封装以制作出LED显示模块。本发明在进行COB封装之前进行芯片分级和混灯图制作，因此可以有效提升LED显示模块的显示效果。
【专利说明】基于板上芯片封装技术的LED显示模块制作方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示【技术领域】，具体涉及一种基于板上芯片封装（Chip On Board, C0B) 技术的LED显不模块制作方法以及一种基于COB技术的LED显不模块制作系统。
【背景技术】
[0002] 随着LED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显示屏上相邻像素点的间距为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 分辨率提出了更高的要求，而市场上的LED显示屏已无法满足上述需求，而常规的LED灯封 装方法难以应用于更高分辨率LED显示屏的生产。
[0003] 现有技术中提出一种基于C0B技术的LED显示屏制作方法，利用C0B技术生产的 LED显示屏，其相邻像素点的间距可以更小，使得LED显示屏的分辨率更高。具体做法为：芯 片厂商将LED芯片（LED晶粒）制作完成后，由显示屏制作厂商将LED芯片直接封装在PCB 板上完成LED显示屏的制作。
[0004] 然而，由于当前芯片厂商是直接将制作好LED晶粒（LED芯片）的整张晶片发给显 示屏制作厂商，而显示屏制作厂商没有对这些LED芯片进行精细分档，同时也没有对不同 发光特性的LED芯片进行混灯，导致制作完成的LED显示屏的显示效果较差。
【发明内容】
[0005] 因此，为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提出一种基于板上芯片封装技术 的LED显不模块制作方法以及一种基于板上芯片封装技术的LED显不模块制作系统。
[0006] 具体地，本发明实施例提出的一种板上芯片封装技术的LED显示模块制作方法， 包括步骤：(a)提供多个分级的第一颜色LED芯片，所述多个分级的第一颜色LED芯片根据 发光特性的不同具有多个档位；(b)根据LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量以及 所述多个分级的第一颜色LED芯片的分级情况确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和 单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量；（c)在确定所述混灯图单元数量和单个混灯图 单元中第一颜色LED芯片数量后，采用随机排列算法生成所述LED显示模块的混灯图单元 以得到混灯图；以及（d)根据所述混灯图从所述多个分级的第一颜色LED芯片中选取对应 的第一颜色LED芯片进行板上芯片封装以制作出所述LED显示模块。
[0007] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（a)包括：提供多个第一颜色LED芯片；以及 根据发光特性的不同将所述多个第一颜色LED芯片分成多个不同的档位以得到所述多个 分级的第一颜色LED芯片。
[0008] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（b)包括：(bl)根据所述LED显示模块所需 的第一颜色LED芯片数量、所述多个分级的第一颜色LED芯片的档位数以及混灯误差容忍 值确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量。
[0009] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（bl)包括：判断所述LED显示模块所需的第 一颜色LED芯片数量除以所述多个分级的第一颜色LED芯片的档位数的商的取整结果是否 超过混灯误差容忍值；以及当取整结果不超过混灯误差容忍值，确定混灯图单元的数量为 一个且单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量设为等于所述LED显示模块所需的第一颜 色LED芯片数量。
[0010] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（bl)包括：判断所述LED显示模块所需的第 一颜色LED芯片数量除以所述多个分级的第一颜色LED芯片的档位数的商的取整结果是否 超过混灯误差容忍值；当取整结果超过混灯误差容忍值，将与所述取整结果最接近的2"值 作为混灯图单元数量、并将所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量除以2 n值的商 作为单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量；以及调整所述多个分级的第一颜色LED芯 片的档位数与所述单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量相等。
[0011] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（b)包括：(b2)根据所述LED显示模块所需 的第一颜色LED芯片数量、所述多个分级的第一颜色LED芯片中指定档位的第一颜色LED 芯片数量、所述LED显示模块的计划制作数量以及混灯误差容忍值确定所述LED显示模块 的混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量。
[0012] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（b2)包括：将所述多个分级的第一颜色LED 芯片中指定档位的第一颜色LED芯片数量除以所述LED显示模块的计划制作数量和混灯误 差容忍值的乘积的商进行取整，将与取整结果最接近的2"值作为混灯图单元数量，并将所 述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量除以2 n值的商作为单个混灯图单元中第一 颜色LED芯片数量；以及确定单个混灯图单元中各个档位的第一颜色LED芯片数量。
[0013] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（c)包括：采用随机排列算法生成所述LED显 示模块的每一个混灯图单元；以及将生成的混灯图单元组合形成混灯图。
[0014] 此外，本发明实施例提供的一种基于板上芯片封装技术的LED显示模块制作系 统，包括：混灯图单元确定装置、混灯图生成装置以及板上芯片封装装置。其中，混灯图单元 确定装置用于根据LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量及多个分级的第一颜色LED 芯片的分级情况确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜色 LED芯片数量。混灯图生成装置用于采用随机排列算法生成所述LED显示模块的所述混灯 图单元以得到混灯图。板上芯片封装装置用于根据所述混灯图从所述多个分级的第一颜色 LED芯片中选取对应的第一颜色LED芯片进行板上芯片封装以制作出所述LED显示模块。
[0015] 在本发明的一个实施例中，上述LED显示模块制作系统还包括芯片分级装置，用 于根据发光特性的不同将多个第一颜色LED芯片分成多个不同的档位，以得到所述多个分 级的第一颜色LED芯片。
[0016] 由上可知，本发明实施例通过对LED芯片进行分级，之后根据分级后的LED芯片以 LED显示模块的规格形成混灯图，最后按照LED显示模块的混灯图将各档LED芯片以C0B技 术封装在电路板上以制作出LED显示模块，因此可以提升LED显示模块的显示效果。
[0017] 通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知 道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考 附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念 地说明此处描述的结构和流程。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明实施例的基于COB技术的LED显示模块制作系统的模块示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0020] 本发明实施例提供的基于C0B技术的LED显示模块制作方法及制作系统的主要特 点之一在于：对LED芯片进行分级，之后根据分级后的LED芯片以LED显示模块的规格形成 混灯图，最后按照LED显示模块的混灯图将各档LED芯片以C0B技术封装在电路板上以制 作出具有较佳显示效果的LED显示模块。
[0021] 具体地，本发明实施例提出的基于C0B技术的LED显示模块制作方法可由如下步 骤实现：
[0022] 首先，进行LED芯片分级以得到多个分级的单色LED芯片，具体可为：
[0023] 第一步：设置LED芯片档位，根据LED芯片的发光特性例如波长和亮度的不同设 置不同档位，例如波长设置Μ档，亮度设置N档，即最终分为MXN个LED芯片档位。以蓝光 LED芯片为例，假设其波长范围例如为450nm?470nm(纳米），亮度范围例如为lOOOmcd? 1200mcd (毫坎德拉）；以每2nm为一档，则依据波长可分为10档；以20mcd为一档，则依据 亮度可分为10档，最终可将蓝光LED芯片分为10X 10 = 100个档位。对于其他颜色LED 芯片的分级方式类似，在此不再一一举例。
[0024] 第二步、对晶片上的晶粒（也即LED芯片）进行发光特性测量，将测量后的晶粒散 晶后分档放置。例如，对于待检测的晶粒，检测出其波长和亮度结果为（451nm、lOlOmcd)，则 在散晶后入第1档位存放；类似地，检测出其波长和亮度结果为（469nm、1190mcd)，则在散 晶后入第100档位存放。此处，散晶是指将晶粒从晶片上切割下来。
[0025] 此外，进行芯片分级时，如果制作高精度LED显示屏，可以设置去档阈值K，将红 (R)、绿（G)、蓝（B)三色LED芯片中的各色LED芯片数量小于K的档位的LED芯片作为废料 处理，剩下的各色LED芯片的档位数和数量作为制作LED显示模块的基础。
[0026] 接着，进行LED显示模块的混灯图制作，为方便说明，以下各个实施方式仅以LED 显示模块的单个颜色LED芯片的混灯图制作作为举例，其他颜色LED芯片的混灯图制作可 参考该混灯图制作方式进行。
[0027]【混灯图制作第一实施方式】
[0028] 第一步、混灯图单元确定。
[0029] 判断LED芯片分级后的单色LED芯片的档位数与LED显示模块所需的该单色LED 芯片数量是否相当，若是，则直接将LED显示模块的规格作为混灯图单元的规格；若否，则 根据LED显示模块的规格和单色LED芯片的档位数确定混灯图单元。
[0030] 此处，【单色LED芯片的档位数与LED显示模块所需的该单色LED芯片数量是否相 当】的判断可以根据实际生产的LED显示模块的规格特性（如P10、P5等）和精度特性所 确定的混灯误差容忍值（也即同一档位LED芯片相邻时所能容忍的最大数量）来确定，例 如实际生产的混灯误差容忍值为5 :
[0031] (a)若单色LED芯片档位数为100档，而LED显示模块的规格（也即所需的该单色 LED芯片的数量）为16 X 16,将LED显示模块的规格除以该单色LED芯片档位数的商进行 取整，也即（16*16)/100?3,显然取整结果未超过混灯误差容忍值5,因此可以将LED显示 模块的规格作为混灯图单元的规格，也即确定16 X 16规格LED显示模块的混灯图单元数量 为1个、且单个混灯图单元中该单色LED芯片数量为16X16。
[0032] (b)若单色LED芯片档位数为100档，而LED显示模块的规格为32X32,将LED显 示模块的规格除以该单色LED芯片档位数的商进行取整，也即（32*32) /100?10,显然取整 结果超过混灯误差容忍值5,因此可以按照如下优选方式确定混灯图单元的规格：
[0033] 1).根据LED显示模块的规格（MXN)与该单色LED芯片的档位数（W)的商的取整 结果找到与其最接近的2 n(也即2的η次方）值。
[0034] (M*N)/W= (32*32)/100 ~ 10,也即商的取整结果为10,而与10最接近的2η值为 8或16,也即分别为23和2 4 ;因此可以将LED显示模块的混灯图单元数量确定为8个或16 个。
[0035] 2).根据LED显示模块的规格（MXN)与2n的商确定单个混灯图单元中该单色LED 芯片数量。
[0036] (M*N)/2n = (32*32)/8 = 128,或者（M*N)/2n = (32*32)/16 = 64。这样确定的 单个混灯图单元中该单色LED芯片数量可以为128或64。至于形状，最好与（32X32)规格 的LED显示模块相同例如都是方形，当然也可以不同。
[0037] 3).根据混灯图单元中该单色LED芯片数量调整该单色LED芯片的分档情况
[0038] 3. 1)该单色LED芯片重新分档后的档位数设为等于单个混灯图单元中该单色LED 芯片数量，例如重新分档后的档位数为128或64。
[0039] 3. 2)该单色LED芯片的总数量（例如为100万个）除以重新分档的档位数，得到 各重新分档的各档位所包括的LED芯片的平均数。
[0040] 若取128作为档位数，则重新分配的这128个档位的LED芯片平均数为： 1，000, 000/128 ?7812 颗。
[0041] 若取64作为档位数，则重新分配的这64个档位的LED芯片平均数为： 1，000, 000/64 = 15625 颗。
[0042] 3. 3)根据各档位LED芯片的平均数重新分档，并使各个档位的LED芯片数大致相 同。
[0043] 若取128为档位数，现有的100档位中，将各档位中7812颗之外的多余LED芯片 放入发光特性（波长和亮度）相邻且个数不足7812颗LED芯片的档位中，或者放入重新分 出的28个档位中；此处，尽量将现有的同一个档位中多余的灯放入新的同一个档位中。
[0044] 若取64作为档位数，从现有100个档位中，找出LED芯片个数最少的36个档位，将 这36个档位中的LED芯片放入发光特性（波长和亮度）相邻且个数不足15625颗LED芯 片的档位中，对于LED芯片大于15625颗的现有档位，需要将多余的LED芯片放入发光特性 相邻且个数不足15625颗LED芯片的档位中；此处，尽量将现有的同一个档位中多余的LED 芯片放入新的同一个档位中。
[0045] 第二步、利用随机排列算法生成LED显示模块的各个混灯图单元以得到混灯图。
[0046] 1.为各个单色LED芯片档位进行编号。
[0047] 若当前有128个LED芯片档位，则依次将128个档位分别编号1、2、……、128。
[0048] 2.利用随机排列算法，将单个混灯图单元规格作为输入数，随机生成混灯图单元。
[0049] 若单个混灯图单元规格为16X8,则单个混灯图单元形成一个包含128个格子的 矩阵图，且每个格子都会有一个编号，即形成的128格子矩阵图例如为：
[0050]
【权利要求】
1. 一种基于板上芯片封装技术的LED显示模块制作方法，其特征在于，包括： (a) 提供多个分级的第一颜色LED芯片，所述多个分级的第一颜色LED芯片根据发光特 性的不同具有多个档位； (b) 根据LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量以及所述多个分级的第一颜色 LED芯片的分级情况确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜 色LED芯片数量； (c) 在确定所述混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量后，采用 随机排列算法生成所述LED显示模块的混灯图单元以得到混灯图；以及 (d) 根据所述混灯图从所述多个分级的第一颜色LED芯片中选取相对应的第一颜色 LED芯片进行板上芯片封装以制作出所述LED显示模块。
2. 如权利要求1所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（a)包括： 提供多个第一颜色LED芯片；以及 根据发光特性的不同将所述多个第一颜色LED芯片分成多个不同的档位，以得到所述 多个分级的第一颜色LED芯片。
3. 如权利要求1所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（b)包括： (bl)根据所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量、所述多个分级的第一颜色 LED芯片的档位数以及混灯误差容忍值确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和单个混 灯图单元中第一颜色LED芯片数量。
4. 如权利要求3所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（bl)包括： 判断所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量和所述多个分级的第一颜色LED 芯片的档位数相除后的商的取整结果是否超过混灯误差容忍值；以及 当取整结果不超过混灯误差容忍值，确定混灯图单元的数量为一个且单个混灯图单元 中第一颜色LED芯片数量设为等于所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量。
5. 如权利要求3所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（bl)包括： 判断所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量和所述多个分级的第一颜色LED 芯片的档位数相除后的商的取整结果是否超过混灯误差容忍值； 当取整结果超过混灯误差容忍值，将与所述取整结果最接近的2n值作为混灯图单元数 量、并将所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量除以2n值的商作为单个混灯图单 元中第一颜色LED芯片数量；以及 调整所述多个分级的第一颜色LED芯片的档位数与所述单个混灯图单元中第一颜色 LED芯片数量相等。
6. 如权利要求3所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（bl)包括： 计算所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量与所述多个分级的第一颜色LED 芯片的档位数和混灯误差容忍值的乘积相除后的商的取整结果，并将与所述取整结果最接 近且大于所述取整结果的2"值作为所述混灯图单元数量； 将所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量除以2n值的商作为单个混灯图单 元中第一颜色LED芯片数量；以及 调整所述多个分级的第一颜色LED芯片的档位数与所述单个混灯图单元中第一颜色 LED芯片数量相等。
7. 如权利要求1所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（b)包括： (b2)根据所述LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量、所述多个分级的第一颜色 LED芯片中指定档位的第一颜色LED芯片数量、所述LED显示模块的计划制作数量以及混灯 误差容忍值确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和单个混灯图单元中第一颜色LED芯 片数量。
8. 如权利要求7所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（b2)包括： 将所述多个分级的第一颜色LED芯片中指定档位的第一颜色LED芯片数量除以所述 LED显示模块的计划制作数量和混灯误差容忍值的乘积的商进行取整，将与取整结果最接 近且大于所述取整结果的2n值作为混灯图单元数量，并将所述LED显示模块所需的第一颜 色LED芯片数量除以2 n值的商作为单个混灯图单元中第一颜色LED芯片数量；以及 确定单个混灯图单元中各个档位的第一颜色LED芯片数量。
9. 如权利要求1所述的LED显示模块制作方法，其特征在于，所述步骤（c)包括： 采用随机排列算法生成所述LED显示模块的每一个混灯图单元；以及 将生成的混灯图单元组合形成混灯图。
10. -种基于板上芯片封装技术的LED显示模块制作系统，其特征在于，包括： 混灯图单元确定装置，用于根据LED显示模块所需的第一颜色LED芯片数量以及多个 分级的第一颜色LED芯片的分级情况确定所述LED显示模块的混灯图单元数量和单个混灯 图单元中第一颜色LED芯片数量； 混灯图生成装置，用于采用随机排列算法生成所述LED显示模块的所述混灯图单元以 得到混灯图；以及 板上芯片封装装置，用于根据所述混灯图从所述多个分级的第一颜色LED芯片中选取 对应的第一颜色LED芯片并进行板上芯片封装以制作出所述LED显示模块。
11. 如权利要求10所述的LED显示模块制作系统，其特征在于，还包括： 芯片分级装置，用于根据发光特性的不同将多个第一颜色LED芯片分成多个不同的档 位，以得到所述多个分级的第一颜色LED芯片。
【文档编号】H01L33/48GK104064657SQ201410317037
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】袁胜春, 王海栋 申请人:西安诺瓦电子科技有限公司