CN201035859Y

CN201035859Y - 高密度全功能led显示屏模块

Info

Publication number: CN201035859Y
Application number: CNU2006200742549U
Authority: CN
Inventors: 张佃环; 祁峰; 梁秉文
Original assignee: Nanjing Handson Science & Technology Corp
Current assignee: Nanjing Handson Science & Technology Corp
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2016-06-26

Abstract

本实用新型提供了一种高密度全功能LED显示屏模块。该模块以2～6层的印刷电路板作为载体，印刷电路板的上表面层设有二维阵点，每个阵点设有焊盘，阵点内贴装或者焊接有单色或双色或三基色的LED芯片；LED芯片外表面涂有硅胶或者带扩散剂的环氧树脂胶或者UV胶，它既是表面保护胶，也是LED的出光透镜；印刷电路板上设有孔径很细的通孔，通孔内填有金属铜或者其它导热材料；印刷电路板的底面层安装有控制驱动元器件和连接件；模块的点阵模式可以为16×32或32×32或32×64。利用本实用新型可以组合成体积小、结构紧凑、散热效果好、使用寿命长、图像质量优异的LED显示屏。

Description

高密度全功能LED显示屏模块

技术领域

本实用新型涉及以半导体发光二极管(LED)为发光体的显示屏模块，尤其涉及一种高密度全功能LED显示屏模块，属于LED显示技术领域。

背景技术

近年来，LED显示屏已基本取代CRT电视墙；LED显示屏的组成方式：由LED芯片封装成8×8数码点阵模块，再将若干只LED数码点阵模块组装于一块控制线路板上，最后由若干块控制线路板组合而成。

8×8数码点阵显示模块如图1所示，模块封装模式如图2所示，LED芯片5固定于电路板2上面，再将印刷电路板2装入塑料反射盖3中，灌以环氧树脂胶4，烘烤成型，从而形成阵点1。将若干只LED 8×8数码点阵模块、通过金属针连接件6用锡焊组装到控制线路板上，金属针起到导电和传热的双重作用；控制线路板预先焊接安装了控制驱动该模块的元器件和连接件，再将若干块控制线路板安装在显示屏的机架上，再配接上电源、数据通讯接口、散热通风风扇等附属部件，最后组合成LED显示屏。

LED 8×8数码点阵模块组合的LED显示屏，其厚度较厚，工作时耗电量较大。环氧树脂胶的导热性能比较差，模块中LED芯片在发光时产生的热量无法通过环氧树脂胶迅速传导出去，只能靠金属针连接件缓慢导出，LED芯片内部高温将导致发光效率下降；当LED芯片内部温度上升到一定程度会导致LED失效，LED芯片的使用寿命缩短。此外LED数码点阵模块的反射盖材质多为PC塑料，采用注塑方式成型；封装所用的环氧树脂、其玻璃转化温度Tg比较高，在此温度下PC材质的反射盖四周会发生微小变形，在组装成大型显示屏时，将影响显示屏的美观性。

传统的LED 8×8数码点阵模块组合的LED显示屏会出现微小裂缝、翘曲，在使用一段时间后出现色差、花屏、死点、色彩失真等严重问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高密度全功能LED显示屏模块，利用该模块可以组合成体积小、结构紧凑、散热效果好、使用寿命长、图像质量优异的LED显示屏。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：该模块的载体为2～6层的印刷电路板，印刷电路板的上表面层设有二维阵点，每个阵点设有焊盘，阵点内贴装或焊接有LED芯片；LED芯片外表面涂有保护胶，形成曲面形状的出光透镜，或者扣有四棱台形状的中空透明的塑料预制件，中空部分注有保护胶；印刷电路板的底面层安装有控制驱动元器件和连接件。

进一步地，上述的高密度全功能LED显示屏模块，所述阵点间距为2.54～7.62mm，行数为8～32行，列数为8～64列。所述的LED芯片为单色或者双色或者三基色。所述印刷电路板上设有孔径为Φ0.1～0.3mm的通孔，通孔内填有金属铜或者其它导热材料。

再进一步地，高密度全功能LED显示屏模块，所述的保护胶为硅胶或者带扩散剂的环氧树脂胶或者UV胶。透镜的空隙部分涂有复黑胶。

更进一步地，高密度全功能LED显示屏模块，所述模块的点阵模式为16×32或32×32或32×64。

本实用新型技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

(1)高密度全功能LED显示屏模块是将LED芯片直接封装于多层电路板上，工艺成熟，生产成本较低。多层板同时具备固定LED芯片、连接线路和散热等多项功能，模块厚度薄、体积小、组合简便，节约空间，既可单个使用，也可组合使用。作为基础部件，可以容易地组装成大型LED显示屏。

(2)本实用新型基于多层控制线路板，所采用材料的机械及热稳定性较好，产品适应温度范围较宽。多层线路板金属化电路过孔以及填埋的导热材料，均有利于LED芯片通过多重路径散热，提高了散热效果。

(3)LED芯片外表面覆盖硅胶或者带扩散剂的环氧树酯胶或者UV胶，既是表面保护胶，也是LED的出光透镜；可以调整出光角度，提高出光效率。

(4)显示屏模块阵列的规模大，点阵间距小，增加了显示像素，显著提高显示屏图像的清晰度，在同样的应用背景下，其生产成本明显降低，成品率大幅度提高。

(5)本实用新型可在制作过程中进行老化测试，对不良芯片立即返修，使显示屏图像质量得到较好的保证。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：背景技术中8×8数码点阵显示模块示意图；

图2：背景技术中8×8数码点阵模块封装模式示意图；

图3：高密度全功能LED显示屏模块示意图；

图4：高密度全功能LED显示屏模块的局部视图；

图5：高密度全功能LED显示屏模块另一种形式的局部示意图

其中：印刷电路板11；LED芯片12；复黑胶13；透镜14；机械固定部件15；元器件16；外接通讯接口17；塑料预制件21；LED芯片22；出光透镜23；复黑胶24；

具体实施方式

本实用新型提供了一种高密度全功能LED显示屏模块，以LED芯片直接电路板上封装工艺COB方式制造；利用该模块组合成体积小、结构紧凑、散热效果好、使用寿命长、图像质量优异的LED显示屏。

如图3、图4所示，本实用新型高密度全功能LED显示屏模块，以2～6层的印刷电路板11作为载体，在均匀排列的阵列中心贴装LED芯片12，芯片外表面点滴硅胶并覆盖芯片以作为表面保护，在固化的过程中，利用特定的加工模具对胶面进行二次成型形成出光透镜14。印刷电路板底面层采用SMT工艺安装有控制驱动的集成电路元器件16、外接通讯接口17、及模块的机械固定部件15。安装好全部零部件的印刷电路板经检测合格后，再在各个发光点透镜14的空隙部分涂复黑胶13，以减少各个发光点的光线混淆。

图5是本实用新型高密度全功能LED显示屏模块另外一种形式局部示意图，在LED芯片22的上面预先扣上透明的塑料预制件21，该塑料预制零件内部是中空的，外形呈四棱台形状，中空部分注入硅胶或者带扩散剂的环氧树酯胶或者UV胶，固化后与透明塑料预制件结合成为LED的出光透镜23。为减少各个发光点的光线混淆，再在各个发光点透明塑料预制件根部的空隙部分，涂复黑胶24。

高密度全功能LED显示屏模块，主要采用特殊设计的多层印刷电路板11作为载体，上表面层设计排列整齐的二维阵点，每个阵点位置均设有焊盘，每个阵点内贴装一组LED芯片12。根据使用需求，设计显示阵点间距范围为2.54～7.62mm，设计的阵列行数为8～32行，列数为8～64列。贴装或焊接的芯片可以是单一色的LED芯片，以提供单色显示；也可以是两种色彩的LED芯片，以提供双色显示；也可以是三基色的LED芯片，以提供全彩显示。高密度全功能LED显示屏模块的多层印刷电路板上加工若干直径很细的通孔(孔径Φ0.1～0.3mm)，一部分通孔内部经沉积和电镀金属铜，使通孔成为印刷电路板层间的导电通道；另一部分通孔内部填入传热材料，以传导LED芯片的热量。

LED裸芯片在印刷电路板全部贴装完成，用金属丝球焊机在超声、热压的作用下将LED芯片与线路进行电气连接，测试合格后，再封上树脂胶。LED芯片外表面封胶的第一种方式是：采用全自动点胶机点滴硅胶或者带扩散剂的环氧树酯胶或者UV胶，覆盖芯片以作为表面保护，经紫外线进行固化，所点滴的表面保护胶也是LED的出光透镜；在硅胶或带扩散剂的环氧树酯胶或UV胶由塑性转变成固性的过程中、利用特定的加工模具对胶表面进行二次透镜成型，形成统一曲面形状的出光透镜14，从而获得最佳的出光角度和效果。LED芯片外表面封胶的另一种方式是：预先在LED芯片的上面扣上透明的塑料预制零件，该塑料预制零件内部是中空的，外形呈四棱台形状，在中空部分注入硅胶或带扩散剂的环氧树酯胶或UV胶，经紫外线固化后与塑料预制零件结合成为LED的出光透镜14。

多层印刷电路板的底面层采用SMT工艺贴装控制驱动LED芯片点阵的集成电路元器件16，以对每个发光点实施控制；安装外接通讯接口部件17，保证模块与显示屏之间的信息交换。此外，还装配机械固定部件15，作为显示屏模块的安装和扩展使用。安装好全部零部件的印刷电路板再经目检、通电和检测。

高密度全功能LED显示屏模块阵列规模可以大大超过8×8，常用的点阵模式是16×32或者32×32或者32×64，阵列的间距可做得很小。模块可单个使用，也可组合使用；作为基础部件组合成单色、双色或者全彩色的大面积、高清晰度超薄LED显示屏。

当然，以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims

1.高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：该模块的载体为2～6层的印刷电路板，印刷电路板的上表面层设有二维阵点，每个阵点设有焊盘，阵点内贴装或焊接有LED芯片；LED芯片外表面涂有保护胶，形成曲面形状的出光透镜，或者扣有四棱台形状的中空透明的塑料预制件，中空部分注有保护胶；印刷电路板的底面层安装有控制驱动元器件和连接件。

2.根据权利要求1所述的高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：所述阵点间距为2.54～7.62mm，行数为8～32行，列数为8～64列。

3.根据权利要求1所述的高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：所述的LED芯片为单色或者双色或者三基色。

4.根据权利要求1所述的高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：所述印刷电路板上设有孔径为Φ0.1～0.3mm的通孔，通孔内填有金属铜。

5.根据权利要求1所述的高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：所述的保护胶为硅胶或者带扩散剂的环氧树脂胶或者UV胶。

6.根据权利要求1所述的高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：透镜的空隙部分涂有复黑胶。

7.根据权利要求1所述的高密度全功能LED显示屏模块，其特征在于：所述模块的点阵模式为16×32或者32×32或者32×64。