[发明专利]用于组装发光元件矩阵的多点接合工艺

说明书

一种用于将发光元件矩阵接合到基板上的方法包括在以矩阵布置在基板的接合焊盘上形成导电材料。另外，所述方法还包括拾取多个发光元件并以所述矩阵布置将其放置到临时载体上。然后，利用接合头保持住包含多个发光元件的临时载体，并且通过接合头移动临时载体以在多个发光元件上的电极与基板上的导电材料之间建立接触。当在利用接合头对导电材料施加压缩力的同时对发光元件施加热量时，在发光元件与基板之间形成导电接头。

技术领域

本发明涉及例如在制造显示面板或照明面板时将发光元件矩阵接合到基板上。

背景技术

目前，用于全色LED显示面板或单色LED照明面板的发光二极管（“LED”）光源或照明像素的基本单元是封装的LED单元。这类封装的LED单元通常通过表面安装技术（“SMT”）组装工艺安装到显示面板或照明面板的印刷电路板（“PCB”）上。在该工艺过程中，首先将焊膏印刷到PCB的焊料焊盘上，然后通过SMT机器将预先封装的LED单元逐个放置到PCB上的相应位置上。然后，在回流焊炉中加热已经装载了各个LED封装件的PCB，以便对LED封装件下方的焊膏进行回流。这样，在LED封装件的引线与PCB的焊料焊盘之间形成坚固的焊点。

在上述方法中，显示面板或照明面板的密度或照明分辨率受到单个封装的LED单元的尺寸的限制。由封装的LED单元组装的最小的可能的红色、绿色和蓝色（“RGB”）LED像素约为0.5mm×0.5mm，并且照明像素之间的对应间距约为0.7mm至0.8mm。因此，如果使用这类封装的LED单元以上述方式组装高密度显示板，则无法进一步减小相邻照明像素之间的间距。

为了提高像素密度以进一步生产高密度显示面板或照明面板，可选的工艺是将倒装的LED裸芯直接接合到显示面板或照明面板的PCB的接合焊盘上。对于实现LED芯片互连处的接点，倒装芯片接合工艺更优于传统的引线接合工艺，因为倒装芯片接合工艺可以提高照明像素密度。被接合的相关倒装芯片LED的尺寸可以为3密耳×5密耳（75微米×125微米）到6密耳×10密耳（150微米×250微米），并且其厚度可以约为3-6密耳（75-150微米）。

图1是典型的倒装芯片LED 100的等距视图，示出了其几何形状和构造。倒装芯片LED 100具有一对用作电极的接合焊盘，即p电极接合焊盘102和n电极接合焊盘104。通过这些电极接合焊盘102、104供应电流，能够使倒装芯片LED 100的有源发光层106发光。p电极接合焊盘102、n电极接合焊盘104和有源发光层106支撑在基板108上，基板108可以由蓝宝石、砷化镓或其它合适的材料制成。

图2示出了典型的RGB显示板的布局的示意性电路图110，所述典型的RGB显示板可以是PCB的形式。这类PCB根据所需的RGB显示板格式制造，并且PCB上的接合焊盘被构造成用于接收倒装芯片LED 100的p电极接合焊盘102和n电极接合焊盘104。在图2中，每个像素包括RGB组112，所述RGB组112包括相应的红色、绿色和蓝色倒装芯片LED 100。对于每个倒装芯片LED 100，p电极接合焊盘102电连接到第一电压114且n电极接合焊盘104电连接到第二电压116。第一电压114连接到矩阵LED驱动电路的电流源电压控制开关引脚。第二电压116连接到矩阵LED驱动电路的电流吸收器电压控制开关引脚。

对于尺寸小于75微米×75微米（3密耳×3密耳）的倒装芯片LED 100，传统的拾取和放置设备可能不适合对它们进行转移，而需要特殊的设备进行相关的芯片分类过程，并且在芯片粘接过程期间将它们安装到PCB上。

倒装芯片LED 100的电极102、104通常涂覆有一层金，其中可以使用镍层作为所述金层下方的缓冲层和阻挡层。用于形成倒装芯片LED的电极与印刷电路板上的电路的接合焊盘之间的接点的接合材料可以包括：（i）金凸块或金栓塞、（ii）金-锡共晶焊料材料、（iii）环氧膏或粘合剂膏（例如银粘合剂膏）形式的导电粘合剂，或者（iv）无铅焊料或焊膏，例如Sn-Ag-Cu（SAC）焊料。