一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组及其显示屏的制作方法

本实用新型涉及到SMD LED（Surface Mounted Devices，表面贴装器件）封装技术，特别是涉及一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组及其显示屏。

背景技术：

LED器件的封装已有四十年的历史，近几年随着LED产业的迅速发展，LED的应用领域不断扩大，于是对LED器件的封装形式及性能提出了更高、更特别的要求。

就LED显示屏而言，LED显示屏以其高亮度、耐候性在广告、舞台、公共信息显示、体育交通设施等使用领域获得了大量应用。LED显示屏按显示颜色分为单色屏、双色屏和全彩屏。全彩LED显示屏的最关键部件是LED器件。以前，由于贴片SMD的亮度偏低，且防水、防潮、防紫外线功能达不到户外恶劣环境的要求，故户外全彩显示屏是直插式LED器件的天下。随着LED芯片技术和LED封装技术的进步，SMD的亮度和防护等级已经能够满足户外应用的需求，并且SMD用于户外全彩SMD显示屏，具有超小像素点间距、生产效率高、水平垂直角度大、混色效果好、对比度高等优点，故获得了快速的应用。

现有的SMD LED制造中，产品一般采用PLCC4结构（例如3528，2121，1010等规格），但上述结构都是单个存在，在实际生产中，只能一个一个贴，生产效率低，而且维修难度大，特别是在LED显示屏生产时，用到的LED的数量通常是上万甚至上百万的数量级，当生产成小尺寸的产品时，如1.0mm*1.0mm的规格以及以下规格时，产品的生产难度成倍增加，产品的机械强度也会很低，在外力作用下很容易损坏，生产效率也会很低，并且对贴装设备的要求也会很高。针对单颗贴装的问题，申请人曾采用封装模组的形式，即同一模组上封装多组RGB-LED芯片，如公告号为CN106847801A、CN106847800A的中国专利。但上述专利在实际生产中会存在一些问题。

如图1所示，在生产RGB-LED封装模组时，通常是在基板上先设计好蚀刻线路，并进行电镀，然后设置RGB-LED芯片，固晶焊线，并在芯片上模顶上一层环氧树脂胶，最后将基板切割，得到目标模组，但是如图2所示，经切割后得到的模组边缘会存在被切割的金属线路，通常为镀金的铜。随着时间的推移，由于金属材料与树脂材料为不同类材料，结合性较差，边缘处镀金的铜和环氧树脂胶的结合处便会出现分层现象，直接影响封装模组的气密性，导致封装模组的使用寿命减短。在实际生产中，也有人采用在金属材料表面喷涂表面处理剂等方式来解决分层的问题，但是其成本也会相应的提高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组及其显示屏，旨在解决现有的RGB-LED封装模组容易出现分层现象，可靠性不高的问题。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：

一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组，包括基板以及设置在基板上的多个发光单元，所述发光单元分别包括一组RGB-LED芯片，所述发光单元上设置有一层胶层；所述基板背面设置有用于连接外部电路的下焊盘，所述基板为多层板，中间设置有至少一层电路层，所述基板正面、背面及电路层通过金属孔电连接。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述发光单元还包括功能区，所述功能区用于放置RGB-LED芯片并形成电性连接。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述RGB-LED芯片通过键合线与功能区形成电性连接。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述RGB-LED芯片为倒装芯片。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述基板为多层覆铜板。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述胶层为环氧树脂层。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述金属孔内填充有填充物。

所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组，其中，所述发光单元周围设置有碗杯结构，所述红光芯片、绿光芯片、蓝光芯片及功能区位于所述碗杯结构内。

一种具有高可靠性的RGB-LED显示屏，其中，具有如上任意一项所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组。

本实用新型的有益效果包括：本实用新型提供的具有高可靠性的RGB-LED封装模组及其显示屏，通过多层基板的设置，将连接电路设置在基板内部，不设置在基板正面，避免了与正面胶层之间产生的分层现象，极大地提高了封装模组的气密性，延长了其使用寿命。

附图说明

图1为现有的一种在基板正面布线的待切割RGB-LED封装模组的结构示意图。

图2为现有的一种基板正面布线的三连体RGB-LED封装模组的结构示意图。

图3为本实用新型提供的一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组的正面结构示意图。

图4为本实用新型提供的一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组的背面结构示意图。

图5为本实用新型提供的一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组的剖视图。

图6为本实用新型提供的一种待切割的具有高可靠性的RGB-LED封装模组的正面结构示意图。

图7为本实用新型提供的一种待切割的具有高可靠性的RGB-LED封装模组的背面结构示意图。

图8为本实用新型提供的一种待切割的具有高可靠性的RGB-LED封装模组的电路层的结构示意图。

图9为本实用新型提供的另一种待切割的具有高可靠性的RGB-LED封装模组的电路层的结构示意图。

附图标记说明：1、RGB-LED封装模组；2、基板；3、发光单元；4、RGB-LED芯片；5、下焊盘；6、金属孔；7、功能区；8、环氧树脂层；9、碗杯结构；10、电路层；11、切割线。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参见图3-图9，为本实用新型提供的一种具有高可靠性的RGB-LED封装模组的实施例。如图3-图5所示，该实施例包括基板2以及设置在基板2上的4个发光单元3，每个发光单元3分别包括一组RGB-LED芯片4，在实际应用中，RGB-LED芯片4可以包括一个红光芯片、一个绿光芯片以及一个蓝光芯片。发光单元3上设置有一层胶层，所述胶层在该实施例中为环氧树脂层8。基板2背面设置有用于连接外部电路的下焊盘5，基板2为多层板，中间设置有至少一层电路层10，在该实施例中，电路层10的数量为一层。基板2正面、背面及电路层10通过金属孔6电连接。

在实际生产中，基板2上的发光单元3的数量为多个，即两个以上，其排列方式可以为矩形、方形或者其他不规则形状，无论何种排列方式，均应落入本实用新型的保护范围。

所述胶层可以保护发光单元3免受外界水汽等的干扰，还可以进一步加强发光效率。其材料可以为环氧树脂、硅胶、改性环氧树脂、改性硅胶或其他透光的保护性材料，在生产中可以通过灌注、点胶、模压等方式形成胶层。

为方便发光单元3的设置，可以在基板3正面蚀刻形成若干个功能区7，用于放置RGB-LED芯片4及固晶焊线，形成电性连接。优选地，单个发光单元3的功能区7可以分为互相独立的4个功能区7，其中一个用于放置RGB-LED芯片4，另外三个用于形成电性连接。进一步地，功能区7可以排列组成方形结构，其结构紧凑，有利于缩小发光单元3间的间距。

在实际生产中，发光单元3通过基板2背面的下焊盘5与外部电路连接，下焊盘5与发光单元3通过金属孔6形成电性连接。在生产时，可在基板2上相应位置钻孔，在进行电镀，形成金属孔6，优选地，金属孔6内填充有填充物，以避免在发光单元上灌注胶层时，胶体通过金属孔6漏出。

在实际生产中，功能区7和下焊盘5都需要进行电镀，为确保一次性电镀所有的功能区7和下焊盘5，本实用新型在生产时，先将所有的功能区7和下焊盘5电连接。在以往申请人申报的封装模组专利中，通常是在基板正面或背面形成电镀电路，在进行后续切割工序时将所有电镀电路切断，以实现对所有功能区及下焊盘的电镀。但是在基板正面或背面设置电镀电路，切割后，在封装模组边缘将不可避免的漏出切割后的金属层。如上文所述，为避免在封装模组边缘，胶层与金属层出现分层现象，如图5所示，本实用新型的基板2采用多层板，中间设置至少一层电路层10，用于在进行电镀工序时将所有的功能区7与下焊盘5进行连接，还可以用于其他电路连接，如对各发光单元3之间的电路设计等。电路层10的层数可以根据实际情况进行设定。电路层10可通过金属孔6分别与功能区7和下焊盘5实现电连接，金属孔6可以贯穿基板2，也可以根据需要，只钻至电路层10。由于同类材料的结合性好，在实际生产中，基板一般采用树脂材料，两面覆铜，而模压上的胶层，一般为环氧树脂层，环氧树脂与基板的树脂可以很好地结合，使封装模组具有良好地气密性，且本实用新型采用物理方式解决该问题，比在金属材料表面喷涂表面处理剂的方式成本要低得多。

在实际生产中，电路层10的电路排布可以有多种设计，参见图8和图9，为本实用新型提供的两种电路层10的电路排布。在进行生产时，可以先将基板2的背面、电路层10以及基板2正面的电路及功能区7、下焊盘5通过蚀刻或冲压等方式设计好，钻孔，再将多层的基板2碾压在一起，电镀，固晶焊线，然后在发光单元3上模压胶层，最后沿切割线11进行切割，得到封装模组。电路层10的电路排布可以根据实际电路需求进行变更，此变更也应落入本实用新型的保护范围。

在实际应用中， RGB-LED芯片4可以为正装芯片、垂直芯片或倒装芯片，在使用不同芯片时，功能区7做相应的适应性设计。

如图5所示，发光单元3周围还可以设置有碗杯结构9，RGB-LED芯片4及功能区7位于碗杯结构9内。碗杯结构9可以使封装模组内各个发光单元间的光线不会互相干扰，保证发光面唯一，提高了发光效率。

本实用新型还提供了一种具有高可靠性的RGB-LED显示屏，其具有如上所述的具有高可靠性的RGB-LED封装模组。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。