一种双面发光灯芯一体LED的制作方法

本发明涉及一种双面发光灯芯一体led，具体地说是一种将2颗全彩led灯和2颗驱动ic芯片封装为一体的双面发光灯芯一体led。

背景技术：

在现有的led的技术中，一般采用将单面发光的led粘贴在基板上，如2013年中国专利公告号为cn202930380u，公布的“整合驱动机制的全彩led封装结构”技术，该全彩led中为一三原色(rgb)led，其中包含有驱动芯片，且红光(r)芯片、绿光(g)芯片、蓝光(b)芯片(leddice)可直接固晶于延伸部上，各芯片可省却限流电组，直接与一外部电源相连接，驱动芯片中则设置有驱动机制来控制红(r)绿(g)蓝(b)三原色的led芯片，同时借由内部各元件的排列配置，可组成紧密度高、混光效果佳且高分辨率的led,并有效缩小使用空间进而降低生产成本。还有如2018年中国专利申请号为201810025040.x的“一种五脚全彩led封装结构”，该led封装结构与上述的技术共同存在的不足之处在于，该全彩led只是单面发出全彩光效果，这种单面发全彩光的led已经远远不能满足人们使用的要求。

2017年中国公开了专利申请号为：2017105595958的“一种双面发光led芯片及其制作方法”，该双面发光led芯片，包括：具有第一和第二表面的透明衬底，两个表面经过抛光或图形化处理；第一和第二表面外延生长第一和第二芯片外延结构层，第一芯片外延结构层包括第一p型半导体层和第一n型半导体层，第二芯片外延结构层包括第二p型半导体层和第二n型半导体层；第一芯片外延结构层上设置有p型电流扩散层，p型电流扩散层上设置有一小面积第一p型电极，第一n型半导体层上设置有第一n型电极；第二芯片外延结构层的第二p型半导体层上设置有一大面积第二p型电极，第二n型半导体层上设置有一第二n型电极。通过对透明衬底片的上下表面进行发光外延结构制备，可以双面发光，提高了出光效率，改变封装模式提高散热。该技术的不足之处是发出的光是单色的，这种芯片尽管能双面发光，但单色发光的led芯片也已经远远不能满足人们使用的要求。

目前现有技术对于双面发光灯芯一体led尚没有较好的解决方案，为此，很有必要开发一种双面发光灯芯一体led，以满足人们实现双面显示色彩鲜艳、立体感强的显示屏画面的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有led技术中单面全彩发光或单色双面发光技术存在的问题，而提供一种结构简单，体积小且使用方便，设有基板、驱动ic芯片和全彩led灯的能双面发光灯芯一体led，其中驱动ic芯片以下简称ic。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种双面发光灯芯一体led，设有四层基板，全彩led灯和ic，所述的四层基板正面/背面均焊接有引脚；所述的全彩led灯中的红光、绿光、蓝光led晶片均有两个电极，红光、绿光、蓝光led晶片的第1电极与电源输入端连接，第2电极通过金属线与ic连接；所述的ic设有驱动机制，由电源输入端接收工作电源，并由时脉输入端及数据输入端接收一控制讯号后，对红光、绿光、蓝光led晶片进行控制，并将所述的控制时脉及数据讯号透过时脉数据输出端及数据输出端传出；

所述的四层基板均为方形基板，其平面外框尺寸相同，每层基板正面/背面的引脚对称导通为同一引脚；每一引脚都设有一个引脚中央小孔，且在所述小孔中填有金属导电介质；所述的全彩led灯和ic各有2颗；

所述的四层基板由上至下顺序为第一层基板、第二层基板、第三层基板和第四层基板，每层基板侧面均封装有围墙，用于避免侧面漏光；

所述的第一层基板、第四层基板结构相同，在基板中间都开有方形口，基板的两面侧边均焊有6个引脚；分别是第1引脚为第2颗ic的数据输出；第2引脚为gnd；第3引脚为第1颗ic的数据输入；第4引脚为第1颗ic的时脉输入；第5引脚为vcc；第6引脚为第2颗ic的时脉输出；且在第一层基板正面设有正面标示記号，第四层基板背面设有背面标示記号；

所述的第二层基板和第三层基板正面/背面均焊接有与第一层基板、第四层基板一样的6个引脚，还设有第7、第8、第9、第10引脚，第二层基板、第三层基板用于电路布线和固晶焊线，在第二层基板正面上粘贴有第1颗全彩led灯和第1颗ic，第三层基板背面粘贴有第2颗全彩led灯和第2颗ic；

所述的第1颗全彩led灯经过第1颗ic驱动后发出的红、绿、蓝三基色混合光通过第一层基板中间方形口集中向上放光；所述的第2颗全彩led灯经过第2颗ic驱动后发出的红、绿、蓝三基色混合光通过第四层基板中间方形口集中向下放光；由第1颗全彩led灯向上放光与第2颗全彩led灯向下放光形成上下双面发光；

所述的四层基板正面顺序堆叠后，相同的引脚通过所述的引脚中央小孔填入的金属导电介质，实现四层基板引脚之间的连接与电性导通，所述的引脚依显示需求貼片于led其中一面，四层基板用可透光的绝缘胶封装构成双面发光灯芯一体led。

在所述的第二层基板正面的第2引脚设有gnd的承载部，用于粘贴第1颗ic，在第5引脚设有vcc的延伸部用于粘贴第1颗全彩led灯，同时在第二层基板的第3、第4、第7、第8引脚分别设置了延伸部，用于缩短第1颗ic与基板上各引脚连接的金属线。

在所述的第三层基板背面的第2引脚设有gnd的承载部，用于粘贴第2颗ic，在第5引脚设有vcc的延伸部用于粘贴第2颗全彩led灯，同时在第7、第8、第9、第10引脚分别设置了延伸部；在第三层基板的正面通过设置的一条第1引脚与第9引脚的连线，使第1引脚与第9引脚导通，以及设置一条第6引脚与第10引脚的连线，使第6引脚与第10引脚导通，所述的第三层基板背面的延伸部和正面的2条连线均用于缩短第2颗ic与基板各引脚连接的金属线。

所述的第1颗ic，其第1脚与第二层基板正面的第5引脚vcc连接；第2脚置空；第3脚与第二层基板的正面的第7引脚、第三层基板的背面第7引脚连接，第三层基板的背面第7引脚与第2颗ic的第6脚时脉输入连接，即为第1颗ic的第3脚时脉输出与第2颗ic的第6脚时脉输入连接；第4脚与第二层基板的正面第8引脚、第三层基板的背面第8引脚连接，第三层基板的背面第8引脚与第2颗ic的第5脚数据输入连接，即为第1颗ic的第4脚数据输出和第2颗ic的第5脚数据输入连接；第5脚与第二层基板的正面第3引脚连接，即为第1颗ic的第5脚与第1颗ic的数据输入连接；第6脚与第二层基板的正面第4引脚连接，即为第6脚与第1颗ic的时脉输入连接；第7脚与第二层基板的正面第2引脚gnd连接；第8、第9、第10脚分别与正面贴红、绿、蓝光led晶片的第2电极连接。

所述的第2颗ic，其第1脚与第三层基板的背面第5引脚vcc连接；第2脚置空；第3脚与第三层基板的背面第10引脚连接，由于第10引脚与第6引脚导通，即为第3脚与第2颗ic的时脉输出连接；第4脚与第三层基板的背面第9引脚连接，由于第9引脚与第1引脚导通，即为第4脚与第2颗ic的数据输出连接；第5脚与第三层基板的背面第8引脚连通，即第5脚为与第1颗ic第4脚的数据输出连接；第6脚与第三层基板的背面第7引脚连接，即为第6脚与第1颗ic第3脚时脉输出连接；第7脚与第三层基板的背面第2引脚gnd连接；第2颗ic的第8、第9、第10脚分别与背面贴红、绿、蓝光led晶片的第2电极连接。

所述的双面发光灯芯一体led中控制的时脉及数据讯号传递顺序为从每层基板的正面传送至背面，再传送至下一颗双面发光灯芯一体led；发光顺序亦同。

本发明的双面发光灯芯一体led的工作过程是：首先由电源输入端vcc输入工作电源，传送至第二层基板正面的第1颗ic，同时提供给第1颗全彩led灯中红、绿、蓝光led晶片所需的工作电源，确保红、绿、蓝光led晶片混光时产生的三基色光；时脉数据输入端clk1_in及串行数据输入端d1_in将控制讯号传送至第1颗ic，第1颗ic内的驱动机制则对红、绿、蓝光led晶片产生控制的压降以混合成不同的光色，工作电源透过电源输出端gnd传出，而控制讯号则是透过时脉数据输出端clk1_out及串行数据输出端d1_out传送至第2颗ic，同时工作电源输入端vcc向第三层基板背面的第2颗ic和第2颗全彩led灯中红、绿、蓝光led晶片提供所需的工作电源，红、绿、蓝光led晶片混光时产生三基色光；时脉数据输入端clk2_in及串行数据输入端d2_in将控制讯号传送至第2颗ic，第2颗ic内的驱动机制则对红、绿、蓝光led晶片产生的控制压降以混合成不同的光色，工作电源透过电源输出端gnd传出，而控制讯号则透过时脉数据输出端clk2_out及串行数据输出端d2_out传送至下一个双面发光灯芯一体led。

本发明的双面发光灯芯一体led与现有技术相比具有优点是：

⑴、本发明的双面发光灯芯一体led，在第一层基板的正面设有正面标示記号，在第四层基板背面设有背面标示記号，这两简单标示为用户使用提供了很大的方便，用户在使用时可以通过正面/背面标示記号很容易分清封装好的led元件的每个引脚位置，避免在接线时造成错误。

⑵、本发明的双面发光灯芯一体led，设计有四层基板，在第一层基板、第四层基板的中间都开有方形口，在产品封装时将全彩led灯和驱动ic芯片粘贴在第二层基板正面和第三层基板背面，粘贴的位置正对第一层基板、第四层基板的方形口，这样的设计既能很好地保护全彩led灯和驱动ic芯片，又能使2颗全彩led灯发出的光更集中，且分别从第一基板正面、第四基板背面发光形成双面全彩发光的光源。

⑶、本发明的双面发光灯芯一体led采用一体封装结构，每层基板正面/背面均焊有引脚，正面/背面的引脚对称导通为同一引脚，每个引脚不设支架，引脚依显示需求貼片于led其中一面，同时通过基板内各元件的排列配置组成紧密度高的一体led，因此本发明一体led的总体尺寸小，可进一步减少led显示屏整体功率损耗，同时可增加显示屏像素密度，能有效地为生产者和用户节约成本。

⑷、本发明的双面发光灯芯一体led结构简单，与现有技术中具有驱动机制的全彩led技术相比，本发明的led在全彩led线路中对红光、绿光、蓝光led的发光二极体晶片没有搭配限流电阻，通过驱动ic芯片设置驱动机制完成对红、绿、蓝光三原色的晶片控制。本发明的led使用方便，适用于双面同步或非同步的显示器和灯条等。

附图说明

图1为本发明的双面发光灯芯一体led正面朝上时外观结构示意图。

图2为本发明的双面发光灯芯一体led底面朝上时外观结构示意图。

图3为本发明的第一、第二层基板的正面与背面分解平面结构示意图。

图4为本发明的第三、第四层基板的正面与背面分解平面结构示意图。

图5为本发明的双面发光灯芯一体led内部电路图。

图6为本发明的双面发光灯芯一体led讯号传输显示顺序示意图。

上述图中：1—第一层基板；2—第二层基板；3—第三层基板；4—第四层基板；11—第1引脚:第2颗ic的数据输出；12—第2引脚:gnd；13—第3引脚:第1颗ic的数据输入；14—第4引脚:第1颗ic的时脉输入；15—第5引脚:vcc；16—第6引脚:第2颗ic的时脉输出；17—第7引脚:第1颗ic的时脉输出；18—第8引脚:第1颗ic数据输出；19—第9引脚:第2颗ic数据输出；20—第10引脚:第2颗ic时脉输出；21—引脚中央小孔；22—金属线；51—正面贴红光led晶片；52—正面贴绿光led晶片；53—正面贴蓝光led晶片；81—背面贴红光led晶片；82—背面贴绿光led晶片；83—背面贴蓝光led晶片；100—正面标示记号；101—第1颗ic；112—第1引脚与第9引脚的连线；121—第2引脚gnd的承载部；151—vcc的延伸部；162—第6引脚与第10引脚的连线；200—背面标示记号；201—第2颗ic。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的双面发光灯芯一体led作进一步说明，但本发明的实施不限于此。

实施例1：本发明提供一种双面发光灯芯一体led，其外观结构如图1、2所示，设有四层基板，2颗全彩led灯和2颗驱动ic芯片，所述的四层基板中每层基板的正面/背面均焊接有引脚，所述的全彩led灯中的红光、绿光、蓝光led晶片均有两个电极，红光、绿光、蓝光led晶片的第1电极与电源输入端连接，第2电极通过金属线22与ic连接。所述的ic设有驱动机制，由电源输入端接收工作电源，并由时脉输入端及数据输入端接收一控制讯号后，对红光、绿光、蓝光led晶片进行控制，并将所述的控制时脉及数据讯号透过时脉数据输出端及数据输出端传出。

参见图1、2，所述的四层基板由上至下顺序为第一层基板1、第二层基板2、第三层基板3和第四层基板4；每层基板正面/背面的引脚对称导通为同一引脚，每一引脚都设有一个引脚中央小孔21，在所述小孔中填入金属导电介质；四层基板正面顺序堆叠后通过小孔中的金属导电介质实现四层基板相同方位的引脚之间的连接及电性导通，所述的引脚依显示需求貼片于led其中一面。在第一层基板1正面设有正面标示記号100，第四层基板4的背面设有背面标示記号200。

参见图3、4，第一层基板1、第四层基板4的基板中间都开有方形口，每层基板的两面侧边均焊接有6个引脚，分别是：第1引脚11为第2颗ic的数据输出d2_out；第2引脚12为gnd；第3引脚13为第1颗ic的数据输入d1_in；第4引脚14为第1颗ic的时脉输入clk1_in；第5引脚15为vcc；第6引脚16为第2颗ic的时脉输出clk2_out。

参见图3，所述的第二层基板2、第三层基板3为电路布线和固晶焊线层，第二层基板和第三层基板的正面/背面均焊有与第一层基板、第四层基板一样的6个引脚，还设有第7引脚17、第8引脚18、第9引脚19、第10引脚20。在第二层基板的正面设有第2脚gnd的承载部121，用于粘贴第1颗ic101，在第5引脚设有vcc的延伸部151用于粘贴第1颗全彩led灯，且在第二层基板的第3、第4、第7、第8引脚分别设置了延伸部，用于缩短第1颗ic与基板各引脚连接的金属线22，以使双面发光灯芯一体led的体积足够小。

所述的第1颗全彩led灯中设有正面贴红光led晶片51、正面贴绿光led晶片52、正面贴蓝光led晶片53，经过第1颗ic101驱动后发出的红光、绿光、蓝光三基色混合光通过第一层基板中间方形口集中向上放光。

参见图3、5，所述的第1颗ic101的第1脚与第二层基板2的vcc的延伸部151连接；第1颗ic的第2脚置空；第1颗ic的第3脚与第二层基板正面的第7引脚17连接，也与第三层基板的背面第7引脚连接，第三层基板的背面第7引脚与第2颗ic的第6脚时脉输入连接，即为第1颗ic的第3脚时脉输出与第2颗ic的第6脚时脉输入连接；第1颗ic的第4脚与第二层基板的正面第8引脚18连接，也与第三层基板的背面第8引脚连接，第三层基板的背面第8引脚与第2颗ic的第5脚连接，即为第1颗ic的第4脚数据输出与第2颗ic第5脚数据输入连接；第1颗ic的第5脚与第二层基板的第3引脚13连接，即为第1颗ic的第5脚与第1颗ic的数据输入连接；第1颗ic的第6脚与第二层基板正面的第4引脚14连接，即为第1颗ic的第6脚与第1颗ic的时脉输入连接；第1颗ic的第7脚与第二层基板的正面第2引脚gnd12连接；第1颗ic的第8、第9、第10脚分别与正面贴红、绿、蓝光led晶片的第2电极连接。

参见图4，在第三层基板3的背面上同样设有第2引脚gnd的承载部121，用于粘贴第2颗ic201，在第5引脚设有vcc的延伸部151用于粘贴第2颗全彩led灯，同时在第三层基板的背面的第7、第8、第9、第10引脚分别设置了延伸部，在第三层基板的正面通过设置的一条第1引脚与第9引脚的连线112，使第1引脚与第9引脚导通，以及设置一条第6引脚与第10引脚的连线162，使第6引脚与第10引脚导通，所述的第三层基板背面上的延伸部和正面的2条连线均用于缩短第2颗ic与基板各引脚连接的金属线22。

所述的第2颗全彩led灯和第2颗ic201粘贴在第三层基板3背面，第2颗全彩led灯设有背面贴红光led晶片81；背面贴绿光led晶片82；背面贴蓝光led晶片83；经过第2颗ic驱动后发出的红光、绿光、蓝光三基色混合光通过第四层基板4中间方形口集中向下放光；第1颗全彩led灯向上放光与第2颗全彩led灯向下放光形成上下双面发全彩光。

参见图4、5，所述的第2颗ic201的第1脚与第三层基板3背面的vcc的延伸部151连接；第2颗ic的第2脚置空；第2颗ic的第3脚与第三层基板背面第10引脚20延伸部连接，由于第10引脚20与第6引脚16是连通的，即为第2颗ic的第3脚与第2颗ic的时脉输出连接；第2颗ic的第4脚与第三层基板的第9引脚19连接，由于第9引脚与第1引脚11是连通的，即为第2颗ic的第4脚与第2颗ic的数据输出连接；第2颗ic的第5脚与第三层基板背面的第8引脚18连接，即为第5脚与第1颗ic的数据输出连接；第2颗ic的第6脚与第三层基板背面的第7引脚17连接，即为第2颗ic的第6脚与第1颗ic的时脉输出连接；第2颗ic的第7脚与第三层基板背面的第2引脚12连接，即为与gnd连接；第2颗ic的第8、第9、第10脚分别与背面贴红、绿、蓝光led晶片的第2电极连接。

所述的第1颗ic和第2颗ic均设置有驱动机制，由电源输入端vcc接收工作电源，并由时脉输入端及串行数据输入端接收一控制讯号后，对红光、绿光、蓝光led晶片进行控制，且将该控制的时脉及数据讯号透过时脉数据输出端及数据输出端传出。

所述的四层基板每层側面均封装有围墙，避免侧面漏光，封装时第一层基板、第四层基板的侧面围墙高度为保护晶粒和焊接金属导线的高度，封装围墙之后用可透光的绝缘胶完成封装构成双面发光灯芯一体led。

本发明的双面发光灯芯一体led，控制的时脉/数据讯号传递顺序为每层基板的正面传送至背面，再传送至下一颗led；发光顺序亦同。具体可参见图6，为本发明的双面发光灯芯一体led讯号传送及显示顺序:

r1_1正面→r1_1背面→r1_2正面→r1_2背面→------→r1_n-1正面→r1_n-1背面→r1_n正面→r1_n背面→r2_n正面→r2_n背面→r2_n-1正面→r2_n-1背面→------→r2_2正面→r2_2背面→r2_1正面→r2_1背面→------。即led中控制的时脉及数据讯号传递顺序为从第r1_1颗双面发光灯芯一体led的每层基板的正面传送至背面，再传送至下一颗r1_2双面发光灯芯一体led的正面，------直至传送至最后一颗双面发光灯芯一体led的背面；发光顺序亦同。线路布线采用s型设计，用单面板即可完成布线，设计简单、节省成本。

本发明的双面发光灯芯一体led结构简单，操作方便，适用于双面同步或非同步的显示器和灯条等。