《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》是長春希達電子技術有限公司於2013年11月19日申請的專利，該專利的公布號為CN103594463A，授權公布日為2014年2月19日，發明人是王瑞光、田志輝、鄧意成、鄭喜鳳、陳宇、嚴飛。
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》涉及一種晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，該包括驅動電路板、LED晶圓；LED晶圓固定於驅動電路板上；所述LED晶圓中至少一個基色的LED晶片倒置安裝，其正極通過導電銀膠與驅動電路板上的印製電極正極粘接固定，負極通過導電銀膠與驅動電路板上的印製電極負極粘接固定；所述倒置安裝的LED晶片採用透明基底。該發明省去了大部分繁瑣的焊線過程，節約了生產時間和成本，並且避免了正置情況時的電極擋光問題，提高了出光率；晶片電極通過導電銀膠與驅動電路板連線，避免了連線導線存在導路長且橫截面積過小的缺點，加快了散熱速度，結構機械強度也得到了加強。
2020年7月14日，《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組
- 申請人：長春希達電子技術有限公司
- 申請日：2013年11月19日
- 申請號：2013105850101
- 公布號：CN103594463A
- 公布日：2014年2月19日
- 發明人：王瑞光、田志輝、鄧意成、鄭喜鳳、陳宇、嚴飛
- 地址：吉林省長春市高新開發區越達路667號B座220C
- Int. Cl.：H01L25/16(2006.01)I、H01L33/48(2010.01)I、H01L33/62(2010.01)I
- 代理機構：長春吉大專利代理有限責任公司
- 代理人：王淑秋
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
集成式LED顯示模組包括由驅動IC、驅動電路板和紅、綠、藍三基色LED晶元構成的LED顯示模組。2013年前的通常做法是：將驅動IC焊接在驅動電路板背面，LED晶元通過膠粘劑正置固定於驅動電路板的前表面的相應像素位置，再以打線的方式將藍、綠LED晶元的正、負電極和紅色LED晶元（單電極）的正電極通過連線導線（金線或鋁線）焊接連線到電路板的相應電路位置處，最後在上面進行封膠和面罩保護。
上述結構中，連線導線存在導路長且橫截面積過小的缺點，造成發熱量過大，結構機械強度低。而且，由於晶圓上電極遮擋了部分發光面積，使得LED晶圓的出光率降低，影響顯示亮度。另外，2013年前的焊線工藝占用了大量模組的生產時間，造成生產效率下降、成本上升等缺點。
發明內容
專利目的
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》要解決的技術問題是提供一種晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，該顯示封裝模組具有生產成本低、散熱快、出光率高、可靠性好等優點。
技術方案
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括驅動IC、驅動電路板、LED晶圓；所述驅動IC焊接在驅動電路板的背面，LED晶圓固定於驅動電路板的正面；其特徵在於所述LED晶圓中至少一個基色的LED晶片倒置安裝，其正極通過導電銀膠與驅動電路板上的印製電極正極粘接固定，負極通過導電銀膠與驅動電路板上的印製電極負極粘接固定；所述倒置安裝的LED晶片採用透明基底。
所述LED晶圓中的藍、綠LED晶片倒置安裝，藍、綠LED晶片的基底採用藍寶石襯底基片；紅LED晶片正置安裝，其一個電極通過導電銀膠與驅動電路板上的對應印製電極粘接固定，另一個電極通過導線與驅動電路板上的對應印製電極連線。
所述藍、綠LED晶片採用長方形，在面積不變的情況下拉大兩個電極間的距離，在印製電極上點導電銀膠時不易粘連。
所述用於粘接藍、綠LED晶片每個電極的導電銀膠為0.001毫米～0.003毫米。
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》還可以包括透明封裝膠體，所述透明封裝膠體包覆於LED晶圓上，形成凸點狀發光體。
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》還可以包括黑漆層和透明保護膠層，黑漆層噴塗於驅動電路板上避開LED晶圓的表面，透明保護膠層附著於LED晶圓和驅動電路板上。
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》還可以包括面罩和透明灌封膠體，所述面罩附於驅動電路板上，且其對應於LED晶圓的位置帶有出光孔，透明灌封膠體灌封於面罩的出光孔中。
所述面罩的正面呈黑色，面罩的各出光孔側壁塗有作為高反射率漫反射表面的高反射率漫反射膜；面罩和透明灌封膠體的正面貼上稜鏡膜。
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》中藍、綠LED晶片採用倒置安裝，其正極通過導電銀膠與驅動電路板上的印製電極正極粘接固定，負極通過導電銀膠與驅動電路板上的印製電極負極粘接固定；省去了大部分繁瑣的焊線過程，節約了生產時間和成本；倒置安裝的藍、綠LED晶片背面為透光性良好的藍寶石基底，晶片倒置，避免了正置情況時的電極擋光問題，提高了出光率；晶片電極通過導電銀膠與驅動電路板連線，避免了連線導線存在導路長且橫截面積過小的缺點，加快了散熱速度，結構機械強度也得到了加強。驅動電路板上面附有透明膠體、面罩可以對LED模組進行封裝保護和配光、修飾。粘接電極時導電銀膠的用量與LED晶片尺寸（面積）、形狀、電路布局等因素有關。點膠量多，牢固性好，但容易粘連。《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》中粘接藍、綠LED晶片每個電極的導電銀膠為0.001毫米～0.003毫米，既能保證電極粘接牢固，又能避免相互粘連。
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》還可以包括貼上於透明封裝膠體上的透光修飾薄膜；所述透光修飾薄膜顏色為灰色，透光率大於等於60%小於等於90%，厚度大於等於0.5毫米小於等於2毫米。
LED顯示模組中各拼接模組所用的透光修飾薄膜由一整張薄膜母材剪下而成，拼接後模組整體的表面平整度高、顏色一致性好。
附圖說明
圖1為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組的藍、綠LED晶片倒置安裝剖面結構示意圖。
圖2為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組實施例1的剖面結構示意圖。
圖3為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組實施例2、3的剖面結構示意圖。
圖4為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組實施例4的剖面結構示意圖。
圖5為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組實施例5的剖面結構示意圖。
圖6為《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組實施例6的剖面結構示意圖。
技術領域
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》屬於LED平板顯示技術領域，涉及一種晶圓倒置安裝的集成LED顯示封裝模組。
權利要求
1.一種晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，包括驅動IC（6）、驅動電路板（5）、LED晶圓（1）；所述驅動IC（6）焊接在驅動電路板（5）的背面，LED晶圓（1）固定於驅動電路板（5）的正面；其特徵在於所述LED晶圓（1）中至少一個基色的LED晶片倒置安裝，其正極通過導電銀膠與驅動電路板（5）上的印製電極正極粘接固定，負極通過導電銀膠與驅動電路板（5）上的印製電極負極粘接固定；所述倒置安裝的LED晶片採用透明基底。
2.根據權利要求1所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於所述LED晶圓（1）中的藍、綠LED晶片倒置安裝，藍、綠LED晶片的基底採用藍寶石襯底基片；紅LED晶片正置安裝，其一個電極通過導電銀膠與驅動電路板（5）上的對應印製電極粘接固定，另一個電極通過導線與驅動電路板（5）上的對應印製電極連線。
3.根據權利要求2所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於所述藍、綠LED晶片採用長方形。
4.根據權利要求3所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於所述用於粘接藍、綠LED晶片每個電極的導電銀膠為0.001毫米～0.003毫米。
5.根據權利要求1所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於還包括透明封裝膠體（9），所述透明封裝膠體（9）包覆於LED晶圓（1）上，形成凸點狀發光體。
6.根據權利要求1所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於還包括黑漆層（7）和透明保護膠層（8），黑漆層（7）噴塗於驅動電路板（5）上避開LED晶圓（1）的表面，透明保護膠層（8）附著於LED晶圓（1）和驅動電路板（5）上。
7.根據權利要求1所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於還包括面罩（4）和透明灌封膠體（3），所述面罩（4）附於驅動電路板（5）上，且其對應於LED晶圓（1）的位置帶有出光孔，透明灌封膠體（3）灌封於面罩（4）的出光孔中。
8.根據權利要求7所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於所述面罩（4）的正面呈黑色，面罩（4）的各出光孔側壁塗有作為高反射率漫反射表面（21）的高反射率漫反射膜；面罩（4）和透明灌封膠體（3）的正面貼上稜鏡膜（22）。
9.根據權利要求6所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於還包括貼上於透明保護膠層（8）上的透光修飾薄膜（2）；所述透光修飾薄膜（2）顏色為灰色，透光率大於等於60%小於等於90%，厚度大於等於0.5毫米小於等於2毫米。
10.根據權利要求7所述的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組，其特徵在於還包括貼上於面罩（4）和透明灌封膠體（3）上的透光修飾薄膜（2）；所述透光修飾薄膜（2）顏色為灰色，透光率大於等於60%小於等於90%，厚度大於等於0.5毫米小於等於2毫米。
實施方式
《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的藍、綠LED晶片倒置安裝在驅動電路板5上，如圖1所示，11為LED晶片的N區，12為LED晶片的P區，13為藍寶石襯底基片，14為LED晶片的電極，15為導電銀膠。
上述晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組製作方法包括下述步驟：
1）將驅動IC安裝固定在驅動電路板的一側；
2）使用全自動固晶機將導電銀膠點到驅動電路板另一側的相應位置上；
3）使用全自動固晶機把各LED晶片固定在驅動電路板上，藍、綠LED晶片採用倒置安裝形式，LED晶片的正負電極位置與導電銀膠點的位置對應；
4）全自動焊接機把紅色LED晶片的電正極和驅動電路板上的對應引腳焊牢；這樣就形成了完整的LED發光點；
5）最後，在模組上層選擇性的附上透明保護膠體、面罩、透光修飾膜對模組進行封裝保護和配光、修飾。
實施例1
如圖2所示，《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括：驅動IC6、驅動電路板5、LED晶圓1、面罩4、透明灌封膠體3、透光修飾薄膜2構成。點間距為d=1毫米，解析度為64×64。所述驅動IC6焊接在驅動電路板5的背面上，LED晶圓1固定於驅動電路板5的正面；藍、綠LED晶片倒置安裝，紅色LED晶片正置安裝；藍、綠LED晶片尺寸為：8mils×8mils，藍、綠LED晶片的正、負電極通過導電銀膠與驅動電路板5上相應的印製電極相連並固定，固定每個電極所需的導電銀膠約為：0.0015毫米；面罩4對應於LED晶圓1的位置開有出光孔，各LED晶圓1嵌入灌封有透明灌封膠體3的出光孔中；面罩4背面與驅動電路板5的正面通過雙面膠粘接複合，面罩4的正面呈黑色，面罩4的其它部分可以為黑色或其它任意顏色。透光修飾薄膜2貼上於面罩4的正面。透光修飾薄膜2的顏色為灰色，透光率為60%，厚度為0.5毫米，材質為PC材料。透光修飾薄膜2外表面經過亞光處理，已減少鏡面反射效應，提高顯示對比度和顯示的空間亮、色分布一致性。
實施例2
如圖3所示，《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括：驅動IC6、驅動電路板5、LED晶圓1、黑漆層7、透明保護膠層8、透光修飾薄膜2構成。點間距為d=1.5毫米，解析度為64×64。所述驅動IC6焊接在驅動電路板5的背面，LED晶圓1固定於驅動電路板5的正面；藍、綠LED晶片倒置安裝，紅色LED晶片正置安裝；藍、綠LED晶片尺寸為：7mils×12mils，藍、綠LED晶片的正、負電極通過導電銀膠與驅動電路板5上相應電極相連並固定，固定每個電極所需的導電銀膠約為：0.003毫米；驅動電路板5正面避開LED晶圓1的表面噴塗有黑漆層7，透明保護膠層8附著於驅動電路板5正面，透明保護膠層8材質為透明環氧絕緣膠或矽膠等其它透明膠。透光修飾薄膜2貼上於透明保護膠層8的前表面上。所述透光修飾薄膜2的顏色為灰色，透光率為70%，厚度為0.8毫米，材質為PC材料。透光修飾薄膜2外表面經過亞光處理，已減少鏡面反射效應，提高顯示對比度和顯示的空間亮、色分布一致性。
實施例3
如圖3所示，《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括：驅動IC6、驅動電路板5、LED晶圓1、黑漆層7、透明保護膠層8、透光修飾薄膜2構成。點間距為d=1.5毫米，解析度為64×64。所述驅動IC6焊接在驅動電路板5的背面，LED晶圓1固定於驅動電路板5的正面；藍、綠LED晶片倒置安裝，紅色LED晶片正置安裝；藍、綠LED晶片尺寸為：7mils×12mils，藍、綠LED晶片的正、負電極通過導電銀膠與驅動電路板上相應電極相連並固定，固定每個電極所需的導電銀膠約為：0.002毫米；驅動電路板5正面避開LED晶圓1的表面噴塗有黑漆層7，透明保護膠層8附著於驅動電路板5正面，透明保護膠層8材質為透明環氧絕緣膠或矽膠等其它透明膠。透光修飾薄膜2貼上於透明保護膠層8的前表面上。所述透光修飾薄膜2的顏色為灰色，透光率為90%，厚度為2毫米，材質為PC材料。透光修飾薄膜2外表面經過亞光處理，已減少鏡面反射效應，提高顯示對比度和顯示的空間亮、色分布一致性。
實施例4
如圖4所示，《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》的晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括：驅動IC6、驅動電路板5、LED晶圓1、透明封裝膠體9。點間距為d=1毫米，解析度為64×64。所述驅動IC6焊接在驅動電路板5的背面上，LED晶圓1固定於驅動電路板5的正面；藍、綠LED晶片倒置安裝，紅色LED晶片正置安裝；藍、綠LED晶片尺寸為：6mils×10mils，藍、綠LED晶片的正、負電極通過導電銀膠與驅動電路板5上相應電極相連並固定，固定每個電極所需的導電銀膠約為：0.001毫米；透明封裝膠體9通過噴塗方式覆蓋於LED晶圓1上，由於液體的自然張力和粘滯力作用，透明封裝膠體9呈凸點狀。
實施例5
點間距為d=1.875毫米，解析度為64X64的點陣排布封裝集成LED顯示模組。
如圖5所示，晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括驅動IC6、驅動電路板5、LED晶圓1、對應於LED晶圓1位置開有出光孔的面罩4；LED晶圓1固定於驅動電路板5前表面，藍、綠LED晶片倒置安裝，紅色LED晶片正置安裝；藍、綠LED晶片尺寸為：5mils×12mils，藍、綠LED晶片的正、負電極通過導電銀膠與驅動電路板5上相應電極相連並固定，固定每個電極所需的導電銀膠約為：0.003毫米；驅動IC6固定於驅動電路板5的後表面，驅動IC6通過驅動電路板5直接與LED晶圓1連線；面罩4選用FR-4材料的板材，其各出光孔側壁塗有作為高反射率漫反射表面22的高反射率漫反射膜；面罩4的背面通過3M雙面膠帶21與驅動電路板5的前表面粘接複合；面罩4的出光孔內填充有透明灌封膠體3，透明灌封膠體3為環氧樹脂；面罩4和透明灌封膠體3的正面貼上稜鏡膜23，稜鏡膜23的作用為根據具體使用需求壓縮顯示模組的光出射角度，從而在觀看視角範圍內，增加光亮度。
實施例6
點間距為d=1.875毫米，解析度為64×64的點陣排布高密度集成LED顯示模組。
如圖6所示，晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組包括：驅動IC6、驅動電路板5、LED晶圓1、面罩4、遮光層24和透明灌封膠體3。所述LED晶圓1固定於驅動電路板5前表面，藍、綠LED晶片倒置安裝，藍、綠LED晶片尺寸為：6mils×12mils，藍、綠LED晶片的正、負電極通過導電銀膠與驅動電路板5上相應電極相連並固定，固定每個電極所需的導電銀膠約為：0.003毫米；紅色LED晶片正置安裝；驅動IC6固定於驅動電路板5的後表面，驅動IC6通過驅動電路板5直接與LED晶圓1連線。面罩4為PMMA材料的透明板，其上對應於LED晶圓1的位置開有出光孔，LED晶圓1嵌入在這些出光孔中。遮光層24為黑色樹脂遮光膜，黑色樹脂遮光膜粘接於驅動電路板5與面罩4之間。透明灌封膠體3採用紫外固化膠，紫外固化膠灌封於面罩4的出光孔中。
榮譽表彰
2020年7月14日，《晶圓倒置式集成LED顯示封裝模組》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
