一种LED贴膜屏及其制作方法与流程

一种led贴膜屏及其制作方法
技术领域
1.本发明属于柔性显示技术领域，尤其涉及一种led贴膜屏及其制作方法。


背景技术：

2.随着人们日常水平的不断提高，科学技术的不断发展，近些年在透明基板上阵列分布led灯的透明led显示屏技术开始出现，并在近两年的市场中逐步得到广泛的应用，发展出各种产品形态，例如led贴膜屏和led玻璃屏，led贴膜屏是通过整体贴装的方式施加在目标玻璃或幕墙上，从而赋予其电子显示的功能，而led玻璃屏则是直接替代目标玻璃或幕墙使用，两者从结构、用途、制作工艺上均有一定的差异。并且，最近led贴膜屏方面厂商提出了led软膜屏的概念，由于具有良好的柔性变形能力，使其可满足异型面的贴装。
3.led表面贴装工艺作为led产品生产中必不可缺的一个环节，其装贴效率对于整个led产品的生产具有较大的影响；目前，led贴膜屏生产过程中的贴片工艺，主要采取的是首先通过钢网印刷的方式在线路焊盘上印刷锡膏，然后利用点胶机在焊盘中心施加粘接剂，再基于该粘接剂利用贴片机实现led芯片的贴装，最后将其送入回流焊设备中，使锡膏熔融并连接固定led芯片引脚与线路焊盘。
4.上述工艺虽然可以实现led芯片与焊盘之间较为稳固的连接，但也存在诸多问题；首先，pet等基材在钢网印刷加工过程中涨缩不规则，长尺幅累积偏差较大，容易影响锡膏的印刷精度，造成不同批次甚至同一批次基材所采用的钢网无法通用；再有，回流焊工艺对于基材耐温性的选择性要求较高，不适用于如pet等耐温性较差的基材，容易引起基材的变形，透明度变差等问题，虽然有厂商提出低温smt工艺，但实际生产过程中led芯片的结构强度较差，容易产生虚焊、剥落等问题，良率较低。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种led贴膜屏的制作方法,以解决现有技术中led贴膜屏的制作工艺，对基材的选择性要求高、容易引起基材变形、透明度变差的问题。
6.在一些说明性实施例中，所述led贴膜屏的制作方法，包括：在透明薄膜基材的表面上形成led矩阵导电线路；其中，所述led矩阵导电线路包含若干组用以配合led芯片实现电连接的焊盘电极；在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片，利用液态金属实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接；其中，所述液态金属在室温环境下呈熔融状态，由液态金属对金属的浸润性提供所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的束缚力和电气导通。
7.在一些可选地实施例中，所述在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片，利用液态金属实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接，具体包括：在led芯片的引脚上附着所述液态金属，再将该led芯片贴装在焊盘电极处，使led芯片的引脚与焊盘电极接触，由液态金属自行浸润与led芯片的引脚接触的焊盘电极，实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接。
8.在一些可选地实施例中，在贴装所述led芯片之前，还包括：将所述led芯片的引脚和/或焊盘电极浸渍在助焊剂中，去除表面上的金属氧化物。
9.在一些可选地实施例中，所述液态金属含有所述led芯片的引脚和/或所述焊盘电极中的金属成分。
10.在一些可选地实施例中，所述液态金属与所述led芯片的引脚和/或所述焊盘电极中的金属成分产生合金化反应。
11.在一些可选地实施例中，所述led矩阵导电线路通过溅射、化学蚀刻、机械雕刻、激光雕刻、蒸镀、化学气相沉积、物理气相沉积、直写、打印、印刷、涂布中的一种或多种方式形成。
12.在一些可选地实施例中，在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片之前，还包括：在led矩阵导电线路的焊盘区域内的非焊盘电极位置处的透明薄膜基材上形成粘接层，用以粘附led芯片的底面。
13.在一些可选地实施例中，在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片，利用液态金属实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接之后，还包括：对所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间进行封装加固。
14.本发明的另一个目的在于提供一种led贴膜屏，以解决现有技术中的问题。
15.在一些说明性实施例中，所述led贴膜屏，包括：透明薄膜基材、以及形成在所述透明薄膜基材表面上的led矩阵导电线路；其中，所述led矩阵导电线路包含若干组用以配合led芯片实现电连接的焊盘电极；贴装在所述led矩阵导电线路的焊盘电极上的led芯片；其中，所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间利用液态金属浸润连接，由液态金属对金属的浸润性提供所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的束缚力和电气导通。
16.在一些可选地实施例中，所述led贴膜屏，还包括：对所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间进行封装加固的封装结构。
17.与现有技术相比，本发明具有如下优势：
18.本发明实施例中通过选用液态金属作为led芯片与焊盘之间的连接材料，利用液态金属对金属的浸润性而产生对led芯片与焊盘的束缚力，从而在一定程度上保证led芯片与焊盘之间的连接，同时由于液态金属在室温环境下即可呈现熔融状态，因此可以满足绝大多数基材的使用要求，无需经过回流焊工艺，可以避免基材变形与透明度变差的问题；再有，本发明不需要开钢网，节省成本、有利于效率的提升。
附图说明
19.图1为本发明实施例中的led贴膜屏的制作方法的流程图；
20.图2为本发明实施例中的led贴膜屏的制作方法的示意图；
21.图3为本发明实施例中的led贴膜屏的结构示例一；
22.图4为本发明实施例中的led贴膜屏的结构示例二；
23.图5为本发明实施例中的led贴膜屏的结构示例三。
具体实施方式
24.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够
实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
26.本发明实施例中公开了一种led贴膜屏的制作方法，具体地，如图1
‑
2所示，图1为本发明实施例中的led贴膜屏的制作方法的流程图；图2为本发明实施例中的led贴膜屏的制作方法的示意图。该led贴膜屏的制作方法，包括：
27.步骤s11、在透明薄膜基材1的表面上形成led矩阵导电线路2；其中，所述led矩阵导电线路2包含若干组用以配合led芯片3实现电连接的焊盘电极6；
28.步骤s12、在所述led矩阵导电线路2的每组焊盘电极6处贴装led芯片3，利用液态金属5实现所述led芯片3的引脚4与所述焊盘电极6之间的浸润连接；其中，由液态金属5对金属的浸润性提供所述led芯片3的引脚4与所述焊盘电极6之间的束缚力和电气导通。
29.本发明实施例中通过选用液态金属作为led芯片与焊盘之间的连接材料，利用液态金属对金属的浸润性而产生对led芯片与焊盘的束缚力和电气导通，从而在一定程度上保证led芯片与焊盘之间的连接，同时由于液态金属在室温环境下即可呈现熔融状态，因此可以满足绝大多数基材的使用要求，无需经过回流焊工艺，可以避免基材变形与透明度变差的问题；再有，本发明不需要开钢网，节省成本、有利于效率的提升。
30.本发明实施例中的透明薄膜基材可以选用耐温性良好或耐温性较差的透明材料，尤其适用于温性较差的透明基材；透明薄膜基材不限于柔质或硬质的膜材/片材。具体地，本发明实施例中的透明薄膜基材不限于pet、pvc、pu、pc、pp、pa、cpi(透明pi)、pmma(亚力克)等。
31.本发明实施例中的led矩阵导电线路可通过溅射、化学蚀刻、机械雕刻、激光雕刻、蒸镀、化学气相沉积、物理气相沉积、直写、打印、印刷、涂布中的一种或多种方式形成；led矩阵导电线路的材质不限于铜、银、金、镍、锡、铝等的单质或合金、导电的金属氧化物(如ito氧化铟锡)、以及以金属纳米线、金属颗粒为导电填料的导电油墨。该led矩阵导电线路通过镂空设计实现透明度的要求，具体线宽及间距可参照现有技术中的常规设计。
32.本发明实施例中的led芯片的贴装可以使用现有技术中ccd对位贴片设备，以此实现led芯片与焊盘电极之间的精准对位贴装。
33.本发明实施例中的液态金属可以选用室温液态金属，室温液态金属是指在室温环境下呈现熔融状态的低熔点金属单质或合金，即低熔点金属单质或合金的熔点不高于室温，不限于镓单质、镓铟合金、镓锡合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金等镓基合金。除此之外，液态金属中还可以包含微量的其它金属成分，用以进一步提升液态金属对相关金属表面的亲和性，金属成分例如铜、银、金、镍、铜、锡等。在一些实施例中，液态金属亦可选用液态金属中可掺杂微纳米导电颗粒的金属膏，微纳米导电颗粒不限于金、银、铜、镍、锡、石墨烯、碳
纳米管、导电炭黑等。
34.在一些实施例中，步骤s12的在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片，利用液态金属实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接，具体可包括：在led芯片的引脚上附着所述液态金属，再将该led芯片贴装在焊盘电极处，使led芯片的引脚与焊盘电极接触，由液态金属自行浸润与led芯片的引脚接触的焊盘电极，实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接。
35.该实施例中可以通过将led芯片的引脚浸渍在液态金属中，从而使液态金属附着在led芯片的引脚上，该工艺可由贴片设备完成，贴片设备在完成液态金属在led芯片的引脚上的附着后，直接将其贴装在led矩阵导电线路的焊盘电极处，该过程无需其它设备/工装的辅助，简化了工艺流程，降低了设备要求，提高了制作效率。
36.在另一些实施例中，步骤s12的在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片，利用液态金属实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接，具体可包括：在焊盘电极上附着液态金属，再在该焊盘电极上贴装led芯片，使led芯片的引脚与焊盘电极接触，由液态金属自行浸润与焊盘电极接触的led芯片的引脚，实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接。
37.该实施例中可以通过丝网印刷的方式将液态金属印刷在焊盘电极上，在另一些实施例中，亦可通过在led矩阵导电线路的非焊盘电极处形成覆盖膜，然后利用喷涂或浸渍的方式使液态金属附着在焊盘电极上，该工艺通过一次性大范围的实现液态金属附着，无需对每个led芯片进行一次浸渍操作，提升了制作效率，尤其适用于多led芯片、大范围的同时贴装。
38.在一些实施例中，在步骤s12的在贴装所述led芯片之前，还可包括：将所述led芯片的引脚和/或焊盘电极浸渍在助焊剂中，去除表面上的金属氧化物。该实施例中通过助焊剂去除led芯片的引脚和/或焊盘电极表面的金属氧化物，从而提升其表面对液态金属的附着力，保证液态金属的浸润附着；另外，也有助于去除led芯片非引脚区域的杂质，避免液态金属粘连led芯片壳体表面。在led芯片的引脚和焊盘电极通过液态金属建立连接后，具有一定的连接强度，因此可利用水流清洗表面残留的助焊剂，保证产品在后续加工的过程中不受其影响。
39.本发明实施例中的助焊剂可采用助焊液，亦可采用助焊膏，其主要功能是用于消除led芯片的引脚和焊盘电极上由于长期暴露空气中形成的金属氧化膜。优选地，鉴于目前led芯片的引脚主要是以锡包铜为主，所形成的金属氧化膜主要是氧化锡，在其他情况下可能还会存在氧化铜，因此可通过以有机酸作为助焊剂或使用包含有机酸的助焊剂，通过反应得到的有机盐和水，易于排除，残余的有机酸则可通过自然蒸发或热烘的方式消除。
40.在一些实施例中，所述液态金属含有所述led芯片的引脚和/或所述焊盘电极中的金属成分。该实施例中由于液态金属中含有与led芯片的引脚和/或焊盘电极中相同的金属成分，可进一步加强液态金属在led芯片的引脚和/或焊盘电极的亲和性，使液态金属更易浸润，从而提升led芯片的引脚与焊盘电极的连接强度。
41.在一些实施例中，所述液态金属与所述led芯片的引脚和/或所述焊盘电极中的金属成分产生合金化反应。该实施例中基于液态金属与led芯片的引脚和/或所述焊盘电极中的金属成分的合金化反应，一方面相比于单纯的金属浸润而言，其附着力更强，可使led芯
片的引脚与焊盘电极之间的连接强度进一步的提升，另一方面，由于金属间的合金化反应，可使其从利用液态金属的浸润力连接，转变为合金化产品的固态连接，极大的提升led芯片的引脚与焊盘电极之间的稳固结构。
42.在一些实施例中，本发明所使用的助焊剂中还可包括锡离子；首先，锡离子可与低熔点金属中比其活性更靠前的金属单质/金属合金发生置换反应，如镓、铟、钠、钾等。从而使led芯片的引脚和/或焊盘电极上附着锡离子，在与液态金属接触的过程中，从助焊剂中提取融于低熔点金属中的锡单质(熔融态/游离态)。优选地，液态金属可选用镓铟合金，使锡单质又会自发的与镓铟合金产生合金反应，得到的如镓锡合金、镓铟锡合金、铟锡合金等。其中，锡离子可通过任何可溶锡盐中获得，如氯化锡。
43.在一些实施例中，在步骤s12的在贴装所述led芯片之前，还可包括：利用酒精去除多余的助焊剂(即未被液态金属遮盖，暴露在外的助焊剂)，避免对后续加工造成影响；除此之外，酒精还有利于去除液态金属表面上的金属氧化物，从而提升液态金属的浸润效果。该实施例中采用酒精去除多余助焊剂和液态金属表面氧化物，残留的酒精会快速挥发，不会对后续加工造成影响。
44.如图3所示，在一些实施例中，在步骤s12的在贴装所述led芯片3之前，还可包括：在led矩阵导电线路2的焊盘区域内的非焊盘电极6位置处的透明薄膜基材1(例如焊盘区域的中心位置)上形成粘接层7，用以粘附led芯片3的底面，从而可以进一步提升led芯片3在透明薄膜基材1上的结构稳定。该粘接层7可以利用胶粘剂通过点胶机以点胶的方式形成(不限于单点式点胶或多头并排同时点胶)，在另一些实施例中，亦可采用丝网印刷的方式形成。
45.如图4所示，优选地，本发明实施例中形成在透明薄膜基材1上的led矩阵导电线路2为规整排布结构，其上的所有焊盘电极6中的部分焊盘电极相互之间为成行/成列等在一条直线上，因此在点胶的过程中可以直接以点划线的方式在焊盘电极上点胶，形成直线形的粘接层7，从而可以满足多个led芯片3的贴片，避免逐个式点胶造成的效率低的问题。
46.如图5所示，在一些实施例中，在所述led矩阵导电线路的每组焊盘电极处贴装led芯片，利用液态金属实现所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间的浸润连接之后，还可包括：对所述led芯片3的引脚4与所述焊盘电极6之间进行封装加固，从而在形成led芯片3和焊盘电极6的封装结构8，以此保证led芯片3与焊盘电极6之间的连接强度。
47.该实施例中对所述led芯片的引脚与所述焊盘电极之间进行封装加固，不限于对每个led芯片与相应的焊盘电极进行单独点胶封装，封装胶可仅覆盖led芯片的引脚与焊盘电极的连接处，也可以整体覆盖led芯片与焊盘电极；在另一些实施例中，亦可通过在透明薄膜基材上浇筑流化胶，从而对所有led芯片与焊盘电极进行一体化封装。再有，也可以通过对覆盖膜的方式对所有led芯片与焊盘电极进行一体化封装，利用抽真空的方式使覆盖膜对紧密的贴附在暴露在外的透明薄膜基材、led芯片、焊盘电极上。优选地，该覆盖膜可选用柔性可拉伸材料，以此满足对led芯片多个面的贴附。
48.该实施例中由于led芯片与焊盘电极通过液态金属建立了良好的结构强度，因此在上述点胶、灌胶、压膜的过程中，不易造成led芯片与焊盘电极之间的松动，保证led芯片与焊盘电极之间的正常连接。
49.实施例1
50.a.在透明薄膜基材的表面上形成led矩阵导电线路；其中，所述led矩阵导电线路包含若干组用以配合led芯片实现电连接的焊盘电极；
51.b.利用ccd贴片机抓取led芯片，并将led芯片的引脚浸渍在液态金属池中，从而使led芯片的引脚附着液态金属；
52.c.将led芯片贴装在焊盘电极上，使液态金属浸润与led芯片的引脚接触的焊盘电极，利用液态金属建立led芯片的引脚与焊盘电极的浸润连接；
53.d.重复步骤b和c，直至led芯片的全部贴装完成。
54.实施例2
55.a.在透明薄膜基材的表面上形成led矩阵导电线路；其中，所述led矩阵导电线路包含若干组用以配合led芯片实现电连接的焊盘电极；
56.b.利用ccd贴片机抓取led芯片，将led芯片的引脚浸渍在助焊剂中；
57.c.将led芯片的引脚浸渍在液态金属池中，从而使led芯片的引脚附着液态金属；
58.d.将led芯片贴装在焊盘电极上，使液态金属浸润与led芯片的引脚接触的焊盘电极，利用液态金属建立led芯片的引脚与焊盘电极的浸润连接；
59.d.重复步骤b、c和d，直至led芯片的全部贴装完成。
60.实施例3
61.a.在透明薄膜基材的表面上形成led矩阵导电线路；其中，所述led矩阵导电线路包含若干组用以配合led芯片实现电连接的焊盘电极；
62.b.利用ccd贴片机抓取led芯片，将led芯片的引脚浸渍在助焊剂中；
63.c.将led芯片的引脚浸渍在液态金属池中，从而使led芯片的引脚附着液态金属；
64.d.将led芯片的引脚浸渍在酒精中；
65.e.将led芯片贴装在焊盘电极上，使液态金属浸润与led芯片的引脚接触的焊盘电极，利用液态金属建立led芯片的引脚与焊盘电极的浸润连接；
66.f.重复步骤b、c、d和e，直至led芯片的全部贴装完成。
67.本发明实施例中还公开了一种led贴膜屏，具体的，如图3
‑
5所示，图3为本发明实施例中的led贴膜屏的结构示例一；图4为本发明实施例中的led贴膜屏的结构示例二；图5为本发明实施例中的led贴膜屏的结构示例三。该led贴膜屏可通过本发明实施例的led贴膜屏的制作方法获得。具体地，该led贴膜屏，包括：透明薄膜基材1；形成在透明薄膜基材1表面上的led矩阵导电线路2；其中，led矩阵导电线路2包含若干组用以配合led芯片3实现电连接的焊盘电极6；贴装在led矩阵导电线路2的焊盘电极6上的led芯片3；其中，led芯片3的引脚4与焊盘电极6之间包绕有液态金属5；利用液态金属5实现led芯片3的引脚4与焊盘电极6之间的浸润连接，由液态金属5对金属的浸润性提供所述led芯片3的引脚4与所述焊盘电极6之间的束缚力和电气导通。
68.在一些实施例中，液态金属与led芯片的引脚和/或焊盘电极之间具有相同的金属成分，以此提升液态金属在其上的浸润性；
69.在一些实施例中，液态金属与led芯片的引脚和/或焊盘电极之间可进行合金化反应，从而提升液态金属在其上的浸润性及结构强度；
70.在一些实施例中，led贴膜屏，还包括：形成在led矩阵导电线路2的焊盘区域内的非焊盘电极6位置处的透明薄膜基材1(例如焊盘区域的中心位置)上的粘接层7，用以提供
led芯片3与透明薄膜基材1之间的粘附力，从而保证led芯片3与焊盘电极6之间的稳定结构。优选地，粘接层7可为直线形结构，以此满足多个led芯片3的贴装。
71.在一些实施例中，led贴膜屏，还包括：形成在led芯片3和焊盘电极6之间的封装结构8，以此实现对led芯片3与焊盘电极6之间连接的加固。该封装结构不限于单点式封装结构、全覆式封装结构；封装材料不限于固化胶或覆盖膜。
72.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。