发光二极管封装结构及电子装置的制作方法

1.本实用新型实施例涉及一种发光二极管(led)封装结构及电子装置。


背景技术：

2.随着led市场的发展，高效节能的微间距led产品逐步成为目前产品发展的主流方向。有源寻址(active matrix,am)驱动方式可以对单个像素驱动，相较于无源寻址驱动方式的驱动能力更强、可实现更大面积的驱动，同时具有更好的亮度均匀性、对比度和分辨率并且功耗更低，因而成为更好的驱动解决方案。


技术实现要素：

3.本实用新型至少一实施例提供一种发光二极管封装结构，包括基板、发光二极管和驱动芯片，所述发光二极管和所述驱动芯片分别设置于所述基板的顶面和底面，所述驱动芯片通过所述基板中的连接孔与所述发光二极管连接，并配置为驱动所述发光二极管发光；所述基板包括位于所述底面的多个第一底面焊盘电极，所述多个第一底面焊盘电极与所述驱动芯片连接以为所述驱动芯片提供电信号；所述封装结构还包括位于所述基板底面的多个凸出电极，所述多个凸出电极分别位于所述多个第一底面焊盘电极上；所述封装结构还包括底面封装层，所述底面封装层覆盖每个第一底面焊盘电极的至少部分和所述驱动芯片，并暴露出所述多个凸出电极以用于接触。
4.在一些示例中，所述基板还包括位于顶面的第一顶面焊盘电极和第二顶面焊盘电极，所述第一顶面焊盘电极和第二顶面焊盘电极分别与所述发光二极管的第一极和第二极电连接。
5.在一些示例中，所述第一顶面焊盘电极通过所述基板中的第一连接孔与所述多个第一底面焊盘电极中的一个电连接；所述基板还包括位于底面的第二底面焊盘电极，所述第二底面焊盘电极通基板中的第二连接孔与所述第二顶面焊盘电极电连接。
6.在一些示例中，所述多个第一底面焊盘电极中的另一个作为所述驱动芯片的固定区。
7.在一些示例中，所述第一顶面焊盘电极作为所述发光二极管的固定区。
8.在一些示例中，所述第一顶面焊盘电极包括主体部和从所述主体部延伸出的延伸部，所述主体部和所述延伸部的延伸方向不同，所述主体部作为所述发光二极管的固定区；所述延伸部延伸至所述第一连接孔与所述第一连接孔连接。
9.在一些示例中，所述多个第一底面焊盘电极和所述第二底面焊盘电极均与所述驱动芯片电连接。
10.在一些示例中，所述封装结构包括三个发光二极管，所述三个发光二极管分别配置为发出三原色的光；所述基板包括位于顶面的第一顶面焊盘电极和三个第二顶面焊盘电极，所述三个发光二极管的第一极均与所述第一顶面焊盘电极电连接，所述三个发光二极管的第二极分别与所述三个第二顶面焊盘电极电连接。
11.在一些示例中，所述多个凸出电极在所述基板上的正投影与所述底面封装层在所述基板上的正投影不重叠。
12.本实用新型至少一实施例还提供一种电子装置，包括以上任一实施例提供的发光二极管封装结构。
13.本实用新型至少一实施例提供的发光二极管封装结构将发光二极管和驱动芯片分别设置在基板的上下两侧，从而降低了封装尺寸，缩小了像素之间的间距；同时，还实现了底部封装并解决了电极引出的问题，提供了一种小巧灵活的封装结构。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。
15.图1a-1b为本实用新型一些实施例提供的发光二极管封装结构的示意图；
16.图2a-2b为本实用新型另一些实施例提供的发光二极管封装结构的示意图；
17.图3a和图3b分别示出了本实用新型至少一实施例提供的发光二极管封装结构的平面示意图(顶面和底面)；以及
18.图4为本实用新型至少一实施例提供的电子装置的示意图。
具体实施方式
19.下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例，更加全面地说明本实用新型的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。本实用新型省略了已知材料、组件和工艺技术的描述，从而不使本实用新型的示例实施例模糊。所给出的示例仅旨在有利于理解本实用新型示例实施例的实施，以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而，这些示例不应被理解为对本实用新型的实施例的范围的限制。
20.除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
21.平面集成式封装是一种led封装方式，在基板的同一侧水平地集成了不同功能种类的元器件，封装尺寸是多个元器件的尺寸的叠加，每个元器件都独立占有空间。对于有源寻址的驱动方式的设计，由于每个像素设置有独立的驱动电路，因此，平面集成式封装不能够进一步满足未来产品的需求。
22.垂直式封装结构将发光器件与驱动芯片在纵向堆叠，可以有效降低封装尺寸。当发光器件与驱动芯片位于基板的同一侧时，涉及到多层线路及绝缘层的涉及，工艺较为复杂，良率较低。当发光器件与驱动芯片分别位于基板的上下两侧时，涉及到基板上下两侧的
封装以及焊盘电极的引出问题。
23.本实用新型至少一种实施例提供一种发光二极管封装结构，包括基板、发光二极管和驱动芯片，所述发光二极管和所述驱动芯片分别设置于所述基板的顶面和底面，所述驱动芯片通过所述基板中的连接孔与所述发光二极管连接，并配置为驱动所述发光二极管发光；所述基板包括位于所述底面的多个第一底面焊盘电极，所述多个第一底面焊盘电极与所述驱动芯片连接以为所述驱动芯片提供电信号。所述封装结构还包括位于所述基板底面的多个凸出电极，所述多个凸出电极分别位于所述多个第一底面焊盘电极上；所述封装结构还包括底面封装层，所述底面封装层覆盖每个第一底面焊盘电极的至少部分和所述驱动芯片，并暴露出所述多个凸出电极以用于接触。
24.本实用新型至少一实施例提供的发光二极管封装结构将发光二极管和驱动芯片分别设置在基板的上下两侧，从而降低了封装尺寸，缩小了像素之间的间距；同时，还实现了底部封装并解决了电极引出的问题，提供了一种小巧灵活的封装结构。
25.图1a-1b为本实用新型至少一实施例提供的发光二极管封装结构的结构示意图，如图1a所示，该发光二极管封装结构2包括基板20、发光二极管30和驱动芯片40，至少一个发光二极管30设置于该基板20的顶面201，该驱动芯片40设置于该基板20的底面202，该发光二极管30和驱动芯片401通过基板20中的连接孔v彼此连接。例如，该连接孔v中填充有导电材料，例如该导电材料为铜。
26.需要说明的是，图1a中只是示意性地示出该发光二极管30和驱动芯片401通过基板20中的连接孔v连接，并不代表二者一定直接通过该过孔v连接，二者还可以分别与焊盘电极、焊线等连接，然后再通过过孔连接。本公开实施例对此不作限制。
27.该驱动芯片40上设置有用于驱动该发光二极管30的驱动电路(未示出)，例如，该驱动电路为常规的像素电路，例如2t1c(即两个晶体管和1个电容)、4t2c、5t1c、7t1c等ntmc(m、n为正整数)像素电路。
28.例如，该发光二极管30是无机发光二极管。
29.该基板2可以是印刷电路板(pcb板)，例如，该基板2以bt板为基材并在正反面覆盖有金属薄膜(例如铜箔)，经过对该金属薄膜进行构图工艺后在基板的顶面和底面分别形成焊盘电极和/或走线的图案。
30.例如，该发光二极管30和该驱动芯片40可以采用cob(chip on board)的方式制作在基板20上。例如，发光二极管30和驱动芯片40上的端口接点或焊盘电极可以通过键合的方式与基板20上对应的焊盘电极连接。
31.如图1a所示，该基板包括位于底面202的多个第一底面焊盘电极21，该多个第一底面焊盘电极21与该驱动芯片40连接以为该驱动芯片提供电信号，例如它们之间通过焊线50连接。该封装结构2还包括位于该基板底面202的多个凸出电极210，多个凸出电极210分别位于该多个第一底面焊盘电极21上；该封装结构2还包括底面封装层205，该底面封装层205覆盖每个第一底面焊盘电极21的至少部分和该驱动芯片40，并暴露出该多个凸出电极210以用于接触，也即该凸出电极210作为该封装结构2的引出电极，该封装结构2通过该凸出电极210与外部元件连接。
32.例如，如图1a所示，该底面封装层205覆盖该第一底面焊盘电极21未被该凸出电极210覆盖的部分。
33.图1b示出了该封装结构的底部的平面示意图。例如，该封装结构包括四个凸出电极210，也即四个引脚电极。该四个凸出电极210分别位于该基板20的四个角上。这种设置有助于该封装结构与外部元件(如pcb板)连接或键合时提高稳定性。然而，本实用新型对于凸出电极的数目不进行限制。
34.例如，如图1a所示，该封装结构2还包括顶面封装层206，该顶面封装层206覆盖该发光二极管30以对顶面结构进行封装。
35.例如，该顶面封装层206和底面封装层205的材料均为树脂，例如环氧树脂或者聚乙烯醇(pva)树脂。
36.图2a-2b分别示出了本实用新型的另一些实施例提供的发光二极管封装结构的示意图，其中图2a示出了该封装结构正向放置(顶面朝上)的情形，图2b示出了该封装结构倒向放在(底面朝上)的情形。图3a和图3b分别示出了该基板20的顶面结构和底面结构的平面示意图。
37.结合参考图2a-2b和图3a-3b，每个凸出电极210直接形成于对应的第一底面焊盘电极21上，与该第一底面焊盘电极21直接接触并电连接。例如，由于该凸出电极210较厚，可以通过3d打印或电镀等工艺形成该凸出电极210。
38.例如，该底面封装层205的表面低于该凸出电极210的表面，或者二者基本齐平。本实用新型对底面封装层205的形貌不做限定。
39.例如，该凸出电极210的厚度范围为100微米-200微米；例如，该第一底面焊盘电极21的厚度范围为5微米-20微米。例如，该凸出电极210的厚度为该第一底面焊盘电极21的厚度的5-15倍，例如10倍。
40.该底面封装层205形成在该凸出电极210之后，因此，该凸出电极210在该基板20上的正投影与该底面封装层205在该衬底基板上的正投影不重叠。
41.例如，如图3b所示，该驱动芯片40固定于一个第一底面焊盘电极21上，该第一底面焊盘电极21的面积较其它第一底面焊盘电极21的面积大，从而提供足够的固定区域。
42.如图3a所示，该基板20还包括位于顶面的第一顶面焊盘电极25和第二顶面焊盘电极26，第一顶面焊盘电极和第二顶面焊盘电极分别与发光二极管30的第一极和第二极连接。该第一极可以是阳极或者阴极，相应地该第二极是阴极或者阳极。
43.本实用新型对于每个封装结构中所封装的发光二极管的数目不做限制，可以是一个，也可以是多个；可以封装一个像素，也可以封装多个像素。
44.例如，每个封装结构中所封装的多个发光二极管的驱动电路均集成在该驱动芯片40上，也即共用该驱动芯片。
45.例如，该封装结构为一个像素单元，配置为发出全彩光。例如，如图2a和3a所示，该封装结构20包括三个发光二极管30，该三个二极管30分别配置为发出三原色的光，也即红光、绿光和蓝光。
46.例如，该三个发光二极管30均固定于该第一顶面焊盘电极25上，也即该三个发光二极管30的固晶区均位于该第一焊盘电极25中。
47.例如，该第一顶面焊盘电极25作为该三个发光二极管30的公共电极，该三个发光二极管30的第一极均与该第一顶面焊盘电极25电连接。相应地，该封装结构包括三个第二顶面电极26，分别与该三个发光二极管的第二极电连接。
48.该三个发光二极管30可以为正装结构或者倒装结构，可以为水平结构也可以为垂直结构，本实用新型实施例对该发光二极管的结构不做限制。
49.例如，如图2a和图3a所示，该三个发光二极管30中的两个分别通过两根焊线50分别与第一顶面焊盘电极25及第二顶面焊盘电极26电连接。例如，该两个发光二极管30为水平正装结构。另一个发光二极管30的第一极直接与下方的第一顶面焊盘电极25电连接，第二极通过一根焊线50与第二顶面焊盘电极26电连接；例如，该发光二极管30为垂直倒装结构；例如，该发光二极管30配置为发红光。
50.结合参考图2a-2b和图3a-3b，该第一顶面焊盘电极25通过基板20中的第一连接孔23与一个第一底面焊盘电极21电连接，该第一底面焊盘电极21与固定驱动芯片40的第一底面焊盘电极不同，为了便于表述，将与第一电连接孔23连接的该第一底面焊盘电极21称作连接焊盘电极22a。
51.如图3a所示，该三个发光二极管30沿着第一方向d1依次排列于该第一顶面焊盘电极25上。例如，该第一方向d1与该基板20的一个边平行。例如，该第一顶面焊盘电极25呈l型，包括沿第一方向d1延伸的主体部和从主体部沿第二方向d2延伸的延伸部，该主体部作为该三个发光二极管30的固定区，该延伸部沿第二方向d2延伸至该基板的一个角落并与第一连接孔23电连接，从而与对应的第一底面焊盘电极21电连接。第一方向d1与第二方向d2不同，例如二者正交。
52.结合参考图2a-2b和图3a-3b，该基板还包括位于底面的第二底面焊盘电极22，该第二底面焊盘电极22的数目与第二顶面焊盘电极26相同且一一对应电连接，每个第二顶面焊盘电极26通过第二连接孔24与对应的第二底面焊盘电极22电连接。如图3b所示，每个第二底面焊盘电极22分别通过焊线50与驱动芯片40电连接，以从驱动芯片接收驱动信号，并通过第二连接过孔24和相应的第二顶面焊盘电极26传输至相应的发光二极管30。
53.例如，各连接孔可以和与之连接的焊盘电极部分重叠或者位于该焊盘电极的范围内。
54.需要说明的是，连接孔位于基板20中，可以是被其上的焊盘电极所覆盖，图中只是示意性示出各连接孔。
55.如图3b所示，每个第一底面焊盘电极21均通过焊线50与驱动芯片40电连接，以将外部信号提供给该驱动芯片或将该驱动芯片的输出信号传输至外部元件。
56.图3b下方示出了该驱动芯片40的放大示意图，如图3b所示，该驱动芯片40包括多个焊盘电极，用于与基板上对应的焊盘电极连接。该焊盘电极例如输入端vin、输出端vout、第一电压端v1、第二电压端v2以及输出端子o1、o2、o3，该输出端子的数目与第二底面焊盘电极22的数目相同，多个输出端子与多个第二底面焊盘电极22一一对应电连接。该输出端子配置为将驱动芯片输出的驱动信号输出，该驱动信号依次通过第二底面焊盘电极22、第二连接孔24以及第一底面焊盘电极25施加至相应的发光二极管。例如，该驱动信号包括灰阶数据信号。
57.如图3b所示，输入端vin、输出端vout、第一电压端v1、第二电压端v2分别与四个第一底面焊盘电极21电连接，从而分别通过四个凸出电极210引出，该四个凸出电极210分别称作输入凸出电极210a、输出凸出电极210b、第一电压凸出电极210c及第二电压凸出电极210d。
58.该输入端vin、第一电压端v1、第二电压端v2分别通过相应的第一底面焊盘电极21从外部接收相应的信号，也即输入信号vin、第一电压v1和第二电压v2，该输出端vout通过相应的第一底面焊盘电极21将输出信号vout输出至外部元件。例如，第一电压端v1通过焊线50与连接焊盘电极22a电连接，也即多个发光二极管30配置为接收公共的第一电压v1。
59.例如，第一电压v1为高电平vdd，第二电压为低电平vss，此时，多个发光二极管30为共阳极结构；在另一些示例中，第一电压v1为低电平vss，第二电压v2为高电平vdd，也即多个发光二极管30为共阴极结构。
60.本实用新型实施例还提供一种电子装置，包括以上任一实施例提供的发光二极管封装结构2。该电子装置例如可以是显示装置，该像是装置可以为显示器、led面板、led电视、手机、平板电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
61.图4为本实用新型至少一实施例提供的电子装置的示意图。如图4所示，该电子装置4包括控制器和级联的多个发光二极管封装结构2a、2b
…
，上一级发光二极管封装结构2a的输出凸出电极210b与下一级发光二极管封装结构2b的输入凸出电极210a连接，多个发光二极管封装结构的第一电压凸出电极210c均与第一电源电压端vdd连接一接收第一电压v1，多个发光二极管封装结构的第二电压凸出电极210d均与第二电源电压端vss连接以接收第二电源电压vss，如图4所示，该第二电源电压端例如接地。第一级发光二极管封装结构2a的输入凸出电极210a与控制器连接以接收初始的数据信号data。
62.在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合得到新的实施例。
63.以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。