一种用多层复合玻璃陶瓷基板制造LED显示模组的方法与流程

本发明一种用多层复合玻璃陶瓷基板制造led显示模组的方法，属于led封装技术领域。

背景技术

随着led显示屏不断向更小间距发展，传统的单颗led组装smt的方式已经不能满足要求，特别是传统的环氧基板在制作高密度、高频率电路时，线路板的传输损耗增加、焊接失效率增加、电路噪声不能很好的抑制；而传统陶瓷基线路板其烧结温度在1500-1900℃，图形布线若采用同时烧成法，则导体材料只能选择难容金属mo和w等，由于mo和w的电阻率较高，线路电阻大，信号传输容易造成失真，增大损耗、布线细化受到了限制；为了防止其氧化，需要在氮等保护性气氛及氢等还原性气氛中烧成，这样势必造成一系列难解决的问题。传统陶瓷基板需采用激光切割，激光钻孔等，存在效率低、成本高，不利于大规模生产等不足。而结合线路板及显示模组的功能需求，开发出低介电常数、高频高强度的新型玻璃陶瓷复合基板并在此基板上制作led显示模组就很有必要。

技术实现要素：

本发明提供了一种用多层复合玻璃陶瓷基板制造led显示模组的方法，本方法工艺简单，适于量产，制得的多层线路板适于高精密、高频率电路使用。

一种用多层复合玻璃陶瓷基板制造led显示模组的方法，包括以下依次进行的工序：

采用传统smt工艺，在多层复合玻璃陶瓷基板驱动面印刷熔点大于250℃的锡膏，在印刷好锡膏的驱动面贴装驱动ic、电阻电容等辅助元件并进行回流焊接；

在多层复合玻璃陶瓷基板led晶片面印刷锡膏，所述锡膏内锡粒径为100nm~20um，锡膏熔点为210~235℃；将至少一种颜色的水平结构的倒装led芯片倒装贴附于印刷好锡膏的对应焊盘上；采用高精度回流炉焊接，制成led显示模组半成品；

所述led晶片面的锡膏还可以采用喷射方式印制。

根据显示像素间距与尺寸等设计要求制作led显示模组的塑料透明面罩；将制成的塑料透明面罩的凹面朝上，在凹面内填充液态环氧树脂；

将制成的塑料透明面罩的凹面朝上，在凹面内填充液态环氧树脂；

将led显示模组半成品的led晶片面朝下，与填充好环氧树脂的透镜凹面平贴；

烘烤固化：先80℃烘烤0.5小时，再125℃烘烤1小时，最后150℃烘烤4小时；

后焊测试，即得。

所述多层复合玻璃陶瓷基板的原料包括以下重量份的物质：陶瓷al2o3粉末30-40份、镁橄榄石粉末20-30份、硼硅酸玻璃粉末35-45份，甲苯-乙醇共沸混合物溶剂85-105份，磷酸三乙酯1-3份，粘结剂1-2份，增塑剂8-10份，消泡剂1-3份。所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述增塑剂为质量比为邻苯二甲酸二丁酯：聚乙二醇=4:6的复合增塑剂，所述消泡剂为1-丁醇。

所述多层复合玻璃陶瓷基板的制造方法，包括以下依次进行的工序：配料、球磨制浆、流延、模切、金属化、叠层热压、排胶烧结、导通测试。

所述塑料面罩表面为磨砂面或光面，透镜面罩的颜色可以根据需要添加色剂来调整。所述led显示模组的显示面的外观由塑料透镜面罩的外表面决定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在玻璃陶瓷基板上印刷或蒸镀溅射等方式制作线路，然后在板上相应位置固放倒装led发光芯片，led芯片包含至少1种发光颜色。led发光芯片排成阵列，在玻璃陶瓷基板上背面布置各led芯片的驱动电路。采用该技术使基板的导热率及热膨胀系数与led芯片基材的膨胀系数相接近，降低显示模组在后续使用过程中的失效风险。同时大大缩短显示模组的制造流程，节省了传统的led封装流程和led贴片流程，省去了键合步骤，本方法直接在玻璃陶瓷基板上封装，省去了在框架上封装打线的步骤，并且整个工艺过程无需贴板，省时省力，大大提高led显示模组的生产效率与可靠性，并降低led显示模组的成本。

附图说明

图1本发明led显示模组制作流程图

图2led显示模组的led晶片面

图3led显示模组的塑料透镜面罩

图4贴合封装后的led显示模组成品正视图

图5led显示模组侧视图

图中：20为led芯片，21为面罩，22为凹面，24为驱动ic，25为电阻电容，26为电源座，27为通讯接口座。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

本发明一种用多层复合玻璃陶瓷基板制造led显示模组的方法，包括以下依次进行的工序：

采用传统smt工艺，在多层复合玻璃陶瓷基板驱动面印刷熔点大于250℃的锡膏，在印刷好锡膏的驱动面贴装驱动ic24、电阻电容25等辅助元件并进行回流焊接；

在多层复合玻璃陶瓷基板led晶片面印刷锡膏，所述锡膏内锡粒径为100nm~20um，锡膏熔点为210~235℃；将至少一种颜色的水平结构的倒装led芯片20倒装贴附于印刷好锡膏的对应焊盘上；采用高精度回流炉焊接，制成led显示模组半成品；

所述led晶片面的锡膏还可以采用喷射方式印制。

根据显示模组间距与尺寸等设计要求，制作led显示模组的塑料透明面罩21，面罩21表面制成磨砂面，塑料透镜面罩21的颜色可以根据需要添加色剂来调整；

将制成的塑料透明面罩的凹面朝上，在凹面22内填充液态环氧树脂；

将led显示模组半成品的led晶片面朝下，与填充好环氧树脂的透镜凹面平贴；

烘烤固化：先80℃烘烤0.5小时，再125℃烘烤1小时，最后150℃烘烤4小时；

后焊测试，在经过前述步骤的led显示模组半成品对应位置焊接电源座26与通讯接口座27，然后通电点亮测试即得。

所述塑料面罩表面为磨砂面或光面，透镜面罩的颜色可以根据需要添加色剂来调整。所述led显示模组的显示面的外观由塑料透镜面罩的外表面决定。

所述多层复合玻璃陶瓷基板的原料包括以下重量份的物质：陶瓷al2o3粉末30-40份、镁橄榄石粉末20-30份、硼硅酸玻璃粉末35-45份，甲苯-乙醇共沸混合物溶剂85-105份，磷酸三乙酯1-3份，粘结剂1-2份，增塑剂8-10份，消泡剂1-3份。所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述增塑剂为质量比为邻苯二甲酸二丁酯：聚乙二醇=4:6的复合增塑剂，所述消泡剂为1-丁醇。

所述多层复合玻璃陶瓷基板的制造方法，包括以下依次进行的工序：

配料：按如下重量份配比进行混合制成原料混合物：陶瓷al2o3粉末30-40份、镁橄榄石粉末20-30份、硼硅酸玻璃粉末35-45份；

制浆：按质量比为原料混合物：去甲苯-乙醇共沸混合物溶剂：磷酸三乙酯=95-100：95-100：1-3混合均匀后，进行初步球磨3-6小时，初步球磨后的浆料中微粒粒径小于20μm；将粘结剂聚乙烯醇缩丁醛1-2重量份，增塑剂8-10重量份，消泡剂1-丁醇1-3重量份加入到初步球磨后的混合物中，进行二次球磨24-36小时，得到具有一定黏度的浆料，二次球磨后的浆料中微粒粒径小于500nm；

所述增塑剂为质量比为邻苯二甲酸二丁酯：聚乙二醇=4:6的复合增塑剂；

流延：将球磨好的浆料，在-760mmhg真空度下脱泡2-3个小时；脱泡后的浆料加入流延机，流延成厚度均匀而且致密的坯片；根据要求可调整流延机的流延宽度与刀口高度、流延速度，以控制坯片厚度与尺寸、精度等。

对流延好的坯片进行脱膜与预干燥，预干燥温度为60℃~100℃；

模切：采用冲切模具对所述流延好的坯片进行冲切，以得到需要的尺寸；所述冲切工序可切成单片，也可切成连片；单片可直接冲切切透；切成连片时，在分界线处做v型冲切，冲切切槽深度为复合基板的70-80%。

打孔：在冲切好的坯片上根据设计需求，机械打孔；用丝网印刷、掩模印刷或流延型印刷的方式将导电银浆或铜浆料填充入导通孔内。

对填充好导通孔的坯片进行60~100℃烘干，制得复合基板；

复合基板金属化及线路制作：根据设计好的线路要求制作网版，再用高性能印刷机将导电银浆通过网版印刷到复合基板上形成需要的线路；也可采用直接描绘计算机在复合基板上绘制需要的线路；

叠层热压：将金属化后的复合基板根据设计要求的顺序及层数放入叠模中，叠模上设计有与复合基板对位孔一致的对位柱，保证对位精度；模具用合金钢材料加工，可防止多次使用后变形；压力根据压合层数及尺寸大小调整，热压温度控制在200-350℃之间；

尺寸修整：经过叠层与热压的半成品，修整尺寸到符合要求的尺寸。

排胶和烧结处理：排胶过程可在马弗炉中进行，马弗炉中通惰性气体保护金属线路；排胶速度根据基板大小而定，升温速度为0.5-2℃/分钟，升至500℃时保温3-6小时，再以3.0-5.0℃/分钟的速度升到900℃进行烧结，在900℃保温3-6小时，再以1.0-4.0℃/分钟降温至常温。根据线路原理与线路走向，设计专用的治具对多层线路板进行导通测试，即得到成品具有线路排布的多层复合玻璃陶瓷基板。

实施例2

本发明一种用多层复合玻璃陶瓷基板制造led显示模组的方法，包括以下依次进行的工序：

采用视觉对位的喷射式点锡膏机精准喷射微粒锡膏点到制成的多层线路板的led晶片面的对应焊盘，每次出的锡膏量精度在±0.000001g，所述锡膏内锡粒径为100nm~20um，锡膏熔点为210~235℃；将至少一种颜色的水平结构的倒装led芯片20倒装贴附于印刷好锡膏的对应焊盘上；采用高精度回流炉焊接，制成led显示模组半成品；

根据显示模组间距与尺寸等设计要求，制作led显示模组的塑料透明面罩21，面罩21表面制成磨砂面，塑料透镜面罩21的颜色可以根据需要添加色剂来调整；

将制成的塑料透明面罩的凹面朝上，在凹面22内填充液态环氧树脂；

将led显示模组半成品的led晶片面朝下，与填充好环氧树脂的透镜凹面平贴；

烘烤固化：先80℃烘烤0.5小时，再125℃烘烤1小时，最后150℃烘烤4小时；

后焊测试，在经过前述步骤的led显示模组半成品对应位置焊接电源座26与通讯接口座27，然后通电点亮测试即得。

所述塑料面罩表面为磨砂面或光面，透镜面罩的颜色可以根据需要添加色剂来调整。所述led显示模组的显示面的外观由塑料透镜面罩的外表面决定。

所述多层复合玻璃陶瓷基板的原料包括以下重量份的物质：陶瓷al2o3粉末30-40份、镁橄榄石粉末20-30份、硼硅酸玻璃粉末35-45份，甲苯-乙醇共沸混合物溶剂85-105份，磷酸三乙酯1-3份，粘结剂1-2份，增塑剂8-10份，消泡剂1-3份。所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述增塑剂为质量比为邻苯二甲酸二丁酯：聚乙二醇=4:6的复合增塑剂，所述消泡剂为1-丁醇。

所述多层复合玻璃陶瓷基板的制造方法，包括以下依次进行的工序：

流延、模切、打孔方法与实施例1一致。

对坯面进行表面抛光处理。

对抛光处理后的坯片进行60~100℃烘干，制得复合基板；

对于多层复合基板的中间层采用磁控溅射方法在每层坯片上制成pcb线路；外层板采用与实施例1一致的方法进行金属化；

叠层热压：将金属化后的单片复合基板根据设计要求的顺序及层数放入叠模中，叠模上设计有与复合基板对位孔一致的对位柱，保证对位精度；模具用合金钢材料加工，可防止多次使用后变形；压力根据压合层数及尺寸大小调整，热压温度控制在200-350℃之间；

尺寸修整、排胶和烧结处理、线路导通测试同实施例1，完成玻璃陶瓷基板制备。

本实施例对于精密度要求更高、点间距更小的显示模组的制作具有较高的精度优势，采用视觉定位的喷射式锡膏喷射机能够很好的控制锡膏精度，利于产品的品质保障。

本发明不会限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。