一种背光模组的制造工艺及背光模组的制作方法

1.本发明涉及led技术领域，尤其涉及一种背光模组的制造工艺及背光模组。


背景技术：

2.cob(即chip on board)背光模组是将led倒装芯片通过锡膏或其他焊接物料固定于基板上，然后再对led倒装芯片进行封装处理的一种背光模组。
3.目前cob背光模组的led芯片主要有两种焊接方法。第一种是通过在基板焊盘上印刷锡膏，将led芯片固定在基板上，通过过炉回流实现led芯片和基板的焊接。受到基板的涨缩、钢网精度的影响，容易出现锡膏偏移、无锡、少锡或连锡等问题，基板的尺寸越大，影响越明显，使led芯片容易发生偏移、侧翻或旋转等现象，导致led芯片焊接不良。而且在锡膏印刷时，锡膏量和锡膏的平整度也难以控制，直接影响了led芯片焊接的平整度。
4.第二种方法是通过在基板上涂覆或印刷助焊剂，在led芯片电极上镀锡，将led芯片贴合在基板上，通过过炉回流实现led芯片和基板的焊接。因镀锡层和助焊剂都是硬物，镀锡层和助焊剂两者之间缺乏粘性，在过炉回流时，受炉内链条震动和循环热风的影响，使led芯片容易发生偏移，导致led芯片焊接不良。而且采用助焊剂喷涂或点涂，制造效率低，采用助锡膏印刷时，也会出现助焊剂印刷的问题。
5.另外，因第一种焊接方法和第二种焊接方法均采用回流焊，过炉回流后会存在较多残留物，影响led的发光效果，而且对于大尺寸的基板，过炉回流后，容易发生翘曲，影响背光模组的性能和组装。


技术实现要素：

6.本发明实施例的一个目的在于：提供一种背光模组的焊接工艺，其操作简单，有效地解决了焊接过程中led芯片发生偏移的问题。
7.本发明实施例的另一个目的在于：提供一种背光模组，其结构简单，能够避免因焊接金属不足等问题导致led芯片出现偏移或脱落的现象。
8.为达上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：
9.第一方面，提供一种背光模组的制造工艺，包括以下步骤：
10.步骤s10、提供基板和电子器件，分别在所述基板的焊盘表面成型第一金属层和所述电子器件的引脚表面成型第二金属层；
11.步骤s20、将成型有所述第二金属层的所述电子器件贴合在成型有所述第一金属层的所述基板的焊盘表面上；
12.步骤s30、提供柔性膜，将所述柔性膜贴合在所述电子器件远离所述基板的表面上，以使所述电子器件固定在所述基板上；
13.步骤s40、将所述第一金属层和所述第二金属层焊接，以使所述电子器件的引脚和所述基板的焊盘连接。
14.步骤s50、移除所述柔性膜后制得所述背光模组。
15.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述第一金属层的厚度为10～92um，所述第二金属层的厚度为8～20um。
16.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述第一金属层和所述第二金属层的材料均为锡金属或锡合金。
17.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述电子器件包括led芯片和驱动元件，所述基板的焊盘包括led焊盘和驱动元件焊盘；
18.所述驱动元件焊盘表面的所述第一金属层厚度大于所述led焊盘表面的所述第一金属层厚度；和/或，
19.所述驱动元件的引脚表面的所述第二金属层厚度大于所述led芯片的引脚表面的所述第二金属层厚度。
20.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述led芯片和所述驱动元件位于所述基板的同一侧面时，先将所述led芯片贴合在所述led焊盘表面上，把所述柔性膜贴合在所述led芯片上，所述led焊盘表面的第一金属层和所述led芯片的引脚表面的第二金属层焊接后移除贴合在所述led芯片上的所述柔性膜，再将所述驱动元件贴合在所述驱动元件焊盘表面上，把所述柔性膜贴合在所述驱动元件上，所述驱动元件焊盘表面的第一金属层和所述驱动元件的引脚表面的第二金属层焊接后移除所述柔性膜。
21.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述步骤s10包括：
22.步骤s11、采用电镀或化学沉积在所述基板的焊盘表面成型所述第一金属层；
23.步骤s12、采用电镀或化学沉积在所述电子器件的引脚表面成型所述第二金属层。
24.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述步骤s40包括：
25.步骤s41、提供激光焊接装置，所述激光焊接装置发出的激光使所述第一金属层和所述第二金属层熔化；
26.步骤s42、所述第一金属层和所述第二金属冷却固化后形成焊接层，所述电子器件的引脚和所述基板的焊盘通过所述焊接层连接。
27.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述激光焊接装置包括支架，所述支架内沿竖直方向依次设有激光光源、第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架包括透光板，所述柔性膜设置在所述透光板靠近所述第二支撑架的一侧上，贴合有所述电子器件的所述基板放置在所述第二支撑架靠近所述第一支撑架的一侧上，所述激光光源发射的激光透过所述透光板和所述柔性膜，以使所述第一金属层和所述第二金属层熔化。
28.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述第二支撑架包括多个伸缩杆，所述伸缩杆能够驱使所述第二支撑架朝所述第一支撑架选择性移动。
29.作为所述的背光模组的制造工艺的一种优选方案，所述柔性膜为透光膜，所述柔性膜的厚度为100～1000um。
30.第二方面，提供一种背光模组，应用上述的背光模组的制造工艺制成，包括基板和多个电子器件,所述基板上对应所述电子器件设有焊盘，所述电子器件的引脚通过焊接层固定在所述焊盘上。
31.本发明实施例的有益效果为：电子器件与基板通过第一金属层和第二金属层焊接而固定在一起，不需要采用锡膏印刷工序，能够简化生产流程，还能够有效避免因在锡膏印刷过程中，锡膏与焊盘发生偏移而引起电子器件的固晶不良的问题；同时通过第一金属层
和第二金属层焊接，能够保证焊接金属量充足，避免因焊接力不足而使电子器件脱落；在焊接时还设置有柔性膜，能够在焊接过程中对电子器件起到固定作用，避免电子器件出现偏移、翻转等问题，从而保证电子器件焊接的一致性。
附图说明
32.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
33.图1为本发明实施例的背光模组的制造工艺的流程图。
34.图2为本发明实施例的激光焊接装置焊接背光模组的电子器件的结构示意图。
35.图3为本发明实施例的电子器件贴合在基板上的结构示意图。
36.图4为本发明实施例的背光模组的结构示意图。
37.图中：
38.1、基板；11、第一金属层；2、电子器件；21、第二金属层；22、led芯片；23、驱动元件；3、柔性膜；4、激光焊接装置；41、支架；42、激光光源；43、第一支撑架；431、透光板；44、第二支撑架；441、伸缩杆；5、焊接层。
具体实施方式
39.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，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。
42.参照图1所示,本发明提供了一种背光模组的制造工艺，包括以下步骤：
43.步骤s10、提供基板1和电子器件2，分别在基板1的焊盘表面成型第一金属层11和电子器件2的引脚表面成型第二金属层21；
44.步骤s20、将成型有第二金属层21的电子器件2贴合在成型有第一金属层11的基板1的焊盘表面上；
45.步骤s30、提供柔性膜3，将柔性膜3贴合在电子器件2远离基板1的表面上，以使电子器件2固定在基板1上；
46.步骤s40、将第一金属层11和第二金属层21焊接，以使电子器件2的引脚和基板1的
焊盘连接；
47.步骤s50、移除柔性膜3后制得背光模组。
48.本发明的实施例中，电子器件2与基板1通过第一金属层11和第二金属层21焊接而固定在一起，不需要采用锡膏印刷工序，能够简化生产流程，还能够有效避免因在锡膏印刷过程中，锡膏偏移、无锡膏或锡膏量少而引起电子器件2的固晶不良的问题，而且能够保证焊接金属量充足，避免因焊接力不足而使电子器件2脱落；在焊接时还设置有柔性膜3，柔性膜3的具有一定的软度和弹性，当柔性膜3与电子器件2的上表面贴合时，能够压住电子器件2，且不会对电子器件2造成损伤，柔性膜3能够在焊接过程中对电子器件2起到固定作用，避免电子器件2出现偏移、翻转等问题，从而保证电子器件2焊接的一致性。柔性膜3也可多次重复使用，避免浪费而增加制造成本。
49.具体地，在步骤s10中，包括步骤s11、采用电镀或化学沉积的工艺在基板1的焊盘表面成型第一金属层11；
50.步骤s12、采用电镀或化学沉积的工艺在电子器件2的引脚表面成型第二金属层21。通过化学沉积或电镀的工艺形成的第一金属层11和第二金属层21的表面平整，且一致性和均匀性高，能够提高电子器件2固晶的平整度，防止出现浮芯现象，从而提高电子器件2固晶的质量和一致性。
51.具体地，参照图1和图2所示，在步骤s40中，包括步骤s41、提供激光焊接装置4，激光焊接装置4发射的激光将第一金属层11和第二金属层21熔化；
52.步骤s42、第一金属层11和第二金属12冷却固化后形成焊接层5，电子器件2的引脚和基板1的焊盘通过焊接层5连接。激光焊接装置4发射的激光穿过柔性膜3照射在第一金属层11和第二金属层21上，使第一金属层11和第二金属层21熔化，停止激光照射后，熔化的第一金属层11和第二金属层21冷却固化形成一个焊接层5，电子器件2的引脚和基板1的焊盘通过焊接层5连接。
53.具体地，基板1的焊盘上第一金属层11的厚度为10～92um，电子器件2的引脚上第二金属层21的厚度为8～20um。第一金属层11和第二金属层21在该厚度范围内能够保证电子器件2与基板1牢牢地固定在一起，不会由于第一金属层11和第二金属层21太厚，导致熔化的第一金属层11和第二金属层21过多而影响背光模组整体的性能和外观。
54.具体地，参照图3所示，电子器件2包括led芯片22和驱动元件23，led芯片22为led倒装芯片，焊盘包括led焊盘和驱动元件焊盘。优选地，led焊盘上的第一金属层11的厚度为10～30um，led芯片22的引脚上第二金属层21的厚度为8～20um，在该厚度范围内可避免熔化的第一金属层11和第二金属层21溢到led芯片22表面造成短路。
55.进一步地，驱动元件焊盘的第一金属层11的厚度大于led焊盘的第一金属层11的厚度，驱动元件23的引脚上的第二金属层21的厚度大于led芯片22的引脚上的第二金属层21的厚度。由于驱动元件23的尺寸通常比led芯片22的尺寸大，需要更多的焊接金属层，以保证驱动元件23能够牢牢地固定在驱动元件焊盘上。
56.在其他实施例中，由于驱动元件23的尺寸较大，也可采用传统印刷锡膏的焊接工艺将驱动元件23固定在焊盘上。
57.具体地，led芯片22和驱动元件23位于基板1的不同侧面时，可先将led芯片22贴合在基板1的led焊盘表面上，再将柔性膜3贴合在led芯片22上，以使led芯片22固定在led焊
盘上，led焊盘表面的第一金属层11与led芯片22的引脚表面的第二金属层21焊接后移除led芯片22上的柔性膜3，再将驱动元件23贴合在基板1的驱动元件焊盘上，将柔性膜3贴合在驱动元件23上，以使驱动元件23固定在驱动元件焊盘上，然后将驱动元件焊盘表面的第一金属层11与驱动元件23的引脚表面的第二金属层21焊接，焊接后移除柔性膜3制得背光模组。也可先将驱动元件23贴合在基板1的驱动元件焊盘上，将柔性膜3贴合在驱动元件23上，以使驱动元件23固定在驱动元件焊盘上，然后将驱动元件焊盘表面的第一金属层11与驱动元件23的引脚表面的第二金属层21焊接，焊接后移除柔性膜3，再将led芯片22贴合在基板1的led焊盘表面上，再将柔性膜3贴合在led芯片22上，以使led芯片22固定在led焊盘上，led焊盘表面的第一金属层11与led芯片22的引脚表面的第二金属层21焊接后移除led芯片22上的柔性膜3制得背光模组。led芯片22和驱动元件23的焊接顺序可按实际情况进行焊接。
58.具体地，led芯片22和驱动元件23位于基板1的同一侧面时，由于驱动元件23的尺寸比led芯片22的尺寸大，导致贴合在基板1上的led芯片22和驱动元件23的高度不同，柔性膜3无法同时贴合在led芯片22和驱动元件23上，需先将led芯片22贴合在基板1的led焊盘表面上，再将柔性膜3贴合在led芯片22上，以使led芯片22固定在led焊盘上，led焊盘表面的第一金属层11与led芯片22的引脚表面的第二金属层21焊接后移除led芯片22上的柔性膜3，再将驱动元件23贴合在基板1的驱动元件焊盘上，将柔性膜3贴合在驱动元件23上，以使驱动元件23固定在驱动元件焊盘上，然后将驱动元件焊盘表面的第一金属层11与驱动元件23的引脚表面的第二金属层21焊接，焊接后移除柔性膜3制得背光模组。通过对高度较低的led芯片22进行焊接然后再对高度较高的驱动元件23进行焊接，能够保证柔性膜3在led芯片22和驱动元件23焊接过程中起到固定作用。
59.具体地，第一金属层11和第二金属层21的材料为锡金属或锡合金。锡具有熔点低的特点，容易在激光的照射下快速熔化。
60.具体地，柔性模为透光膜，柔性膜3的厚度为100～1000um。柔性膜3的厚度过大，激光不容易穿透柔性膜3，难以使第一金属层11和第二金属层21熔化；柔性膜3厚度太小，柔性膜3难以压住电子器件2，容易导致电子器件2在焊接时出现偏移。
61.具体地，参照图2所示，激光焊接装置4包括支架41，支架41内沿竖直方向依次设有激光光源42、第一支撑架43和第二支撑架44，第一支撑架43包括透光板431，柔性膜3设置在透光板431靠近第二支撑架44的一侧上，贴合有电子器件2的基板1放置在第二支撑架44靠近第一支撑架43的一侧上，柔性膜3压住基板1上的电子器件2，激光光源42发出的激光能够透过透光板431和柔性膜3，以使第一金属层11和第二金属层21热熔。
62.可理解的，激光光源42、透光板431、柔性膜3、放置有电子器件2的基板1沿竖直方向依次设置，透光板431采用透明玻璃或亚克力有机玻璃等材料制成，透光板431、柔性膜3不会吸收激光，激光能够穿过透光板431和柔性膜3，对第一金属层11和第二金属层21进行照射，第一金属层11和第二金属层21吸收激光后熔化结合在一起，冷却后形成焊接层5，完成对电子器件2的焊接。通过激光焊接装置4代替传统的回流焊，一方面在固晶焊接作业时，能有效将电子器件2固定在基板1的焊盘上，避免焊接过程中电子器件2偏移；另一方面能够避免基板1在过回流焊时出现的板翘，从而影响产品性能和下游组装问题。
63.进一步地，第二支撑架44包括多个伸缩杆441，伸缩杆441能够驱使第二支撑架44
朝第一支撑架43选择性移动。第二支撑架44可升降设置，能够便于将放置有电子器件2的基板1与柔性膜3贴合。
64.具体实施中，以led芯片22焊接为例，背光模组的制造工艺包括以下步骤：
65.步骤s100、提供基板1和led芯片22，通过化学沉锡工艺在基板1的焊盘形成沉锡层，通过电镀工艺在led芯片22的引脚上形成镀锡层。其中，基板1可以为pcb板，bt板、铝基板或fpb板，沉锡层厚度为20um,镀锡层厚度为10um；
66.步骤s200、使用固晶机将led芯片22放置到基板1的焊盘上；
67.步骤s300、将具有led芯片22的基板1放置到第二支撑架44上，将柔性膜3固定在透光板431靠近第二支撑架44的一侧上，驱动第二支撑架44上升，以使led芯片22的上表面与柔性膜3贴合；
68.步骤s400、启动激光焊接装置4，激光光源42发射的激光透过透光板431和柔性膜3照射在沉锡层和镀锡层上，沉锡层和镀锡层熔化后固定在一起，关闭激光光源42，冷却后完成焊接；
69.步骤s500、驱动第二支撑架44下降，从而将柔性膜3移除后制得背光模组。
70.对比例：
71.步骤s101、提供led芯片22，在led芯片22的引脚上成型镀锡层，其中镀锡层厚度为10um；
72.步骤s201、提供基板1，在基板1的焊盘上印刷助焊剂，使用固晶机将成型有镀锡层的led芯片22放置到印刷有助焊剂的基板1的焊盘上；
73.步骤s301、将放置有led芯片22的基板1放置到回流炉中通过回流焊工艺制得背光模组。
74.测试：采用芯片推力机，测试采用本实施例的背光模组的制造工艺和采用对比例背光模组的制造工艺制得的背光模组的led芯片22的焊接推力，测试结果如表1和表2所示。
75.表1
[0076][0077]
表2
[0078]
[0079]
其中，本发明的背光模组制造工艺制得的背光模组的led芯片22的推力值相比于对比例采用的背光模组制造工艺制得的背光模组的led芯片22的推力值更大，本发明的背光模组制造工艺能够解决外力导致的led芯片22偏移问题以及镀锡led芯片22的镀锡层无法增厚的问题，从而提高led芯片22的固晶推力水平。
[0080]
参照图4所示，本发明的还提供了一种背光模组，采用上述的背光模组的制造工艺制成，包括基板1和多个电子器件2,基板1上对应电子器件2设有焊盘，电子器件2的引脚通过焊接层5固定在焊盘上。通过上述制造工艺制成的背光模组不易发生电子器件2的固晶不良和电子器件2脱落的问题，背光模组的品质高。
[0081]
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。
[0082]
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。
[0083]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0084]
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。