一种单面多层电路板及LED显示屏

一种单面多层电路板及led显示屏
技术领域
1.本发明涉及电路板及led显示屏领域，尤其涉及一种单面多层电路板及led显示屏。


背景技术：

2.目前，市面上存在单层电路板，其中单层电路板上排布有串联或并联的led芯片，也可以是led灯珠，电路之间往往不存在交叉；当接通电源后，要么一起亮，要么一起灭。当要实现每个led芯片或led灯珠亮暗时间不同，独立控制时，必然存在电路的交叉，那么就需要2层电路板实现；现有技术中可通过“过孔”方式解决交叉绝缘的问题，也可以通过在基板的一面上通过led芯片或led灯珠自身“背负”一个电路板，通过“拱桥”的方式解决交叉绝缘的问题。
3.但是“过孔”方式目前应用在pcb板上较为普遍，但比如在玻璃基板上实现时，则行不通；一是工艺较为复杂，二是影响玻璃基板自身的强度，三当用于显示或照明时，也可能影响透光率。
4.另外，现有技术中出现的led透明屏，凭借着其高通透度、轻便、便于安装、节能环保等特点，有着非常广阔的前景。此外，随着人民生活水平的提高，对生活质量要求也越来越高，审美也在不断提升，对led显示屏的要求也自然会越来越高。传统的led显示屏目前来说大部分还是工程性的产品，以实用为主，led透明屏如果在实用基础上增加其观赏价值，将会更受市场青睐，赢得更大的市场空间。然而，目前的led透明屏的材质为塑胶玻璃为pc或亚克力基板，软的透明fpc软电路板，不能长期户外使用。
5.另外led透明屏还存在如下几个问题：
6.1、现有技术中，有使用导电玻璃做透明显示屏，在普通玻璃表面上镀一层ito膜(即氧化铟锡)，使其具有导电性能；第一层电路通过光刻；然后在需要跳线的地方，专门制作一个“拱桥”跨过去；采用led灯珠背负一个小电路板的方式实现跨越；制作工艺相当复杂，良品率低；另外，ito玻璃、激光刻饰等造成成本较高。
7.2、格栅显示屏，采用侧发光，不是平面结构，立在玻璃上；玻璃作为载体，但并非真正属于玻璃的电路板。
8.3、led灯带，镶嵌到玻璃中，也并非真正属于玻璃的电路板。
9.4、有一种理论上可实现的方式，在玻璃基板上按照pcb板的设计方式，采用过孔方式，但目前的工艺条件还无法实现在玻璃基板上进行过孔；也存在如上述第2段中的三个问题。
10.综上所述，透明材质电路板还存在上述问题和改进空间，也影响透明显示屏的进一步发展；上述问题亟待解决。


技术实现要素：

11.为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种单面多层电路板，可实现在基板单
面上设置多层电路，需要交叉的地方设置绝缘片，通过电路板自身过桥方式实现，可解决上述问题。
12.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
13.第一方面，本发明提供了一种单面多层电路板，包括：基板；所述基板为玻璃或陶瓷材质；
14.在所述基板的任一单面上设有多层套印印刷电路，在任意两层印刷电路间交叉的区域设有绝缘片，所述绝缘片由低熔点玻璃粉构成；所述交叉的区域为电路间重叠不需要连接的区域。
15.进一步地，所述印刷电路为银、金、铜单一金属及合金，或其单一金属多层复合叠加而成的导电电路。
16.进一步地，所述基板为透明玻璃或透明陶瓷材质；所述绝缘片由低熔点透明玻璃粉构成。
17.第二方面，本发明还提供了一种led显示屏，包括：如上述任一项实施例所述的单面多层电路板；在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的单色led芯片，形成单色led显示屏。
18.进一步地，所述单面多层电路板的基板为透明玻璃或透明陶瓷材质，其绝缘片由低熔点透明玻璃粉构成；在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的单色led芯片，形成单色透明led显示屏。
19.进一步地，在所述单色透明显示屏焊接有单色led芯片的一面基板上设置透明层；
20.所述透明层为透明材质的玻璃或陶瓷。
21.第三方面，本发明实施例又提供了一种led显示屏，包括：如上述实施例中任一项所述的单面多层电路板；在多层印刷电路上焊接有多行多列的一组led芯片；每一组led芯片至少包括三种不同颜色的led芯片，形成彩色led显示屏。
22.进一步地，在所述彩色led显示屏焊接有led芯片的一面上设置透明层；
23.所述透明层为透明材质的玻璃或陶瓷。
24.进一步地，所述单面多层电路板的基板为透明玻璃或透明陶瓷材质，其绝缘片由低熔点透明玻璃粉构成；在多层印刷电路上焊接有多行多列的一组led芯片，形成彩色透明led显示屏。
25.第四方面，本发明实施例再提供了一种led显示屏，包括：如上述实施例中任一项所述的单面多层电路板；
26.在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的单色led灯珠，形成单色显示屏；或在两层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的彩色led灯珠，形成彩色led显示屏。
27.进一步地，所述单面多层电路板的基板为透明玻璃或透明陶瓷材质，其绝缘片由低熔点透明玻璃粉构成；
28.在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的led灯珠，形成单色透明显示屏；
29.或在两层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的彩色led灯珠，形成彩色透明led显示屏。
30.进一步地，在所述显示屏焊接有led灯珠的一面上设置透明层；
31.所述透明层为透明材质的玻璃或陶瓷。
32.本发明提供了一种单面多层电路板及led显示屏，该单面多层电路板包括：基板；所述基板为玻璃或陶瓷材质；在所述基板的任一单面上设有多层套印印刷电路，任意两层印刷电路间交叉的区域设有绝缘片，所述绝缘片由低熔点玻璃粉构成；所述交叉的区域为电路间重叠不需要连接的区域。该单面多层电路板采用基板作为承印物，在其一面上设置多层印刷电路，多层印刷电路交叉不需要连接的区域设有绝缘片；即：通过过桥方式解决相邻两层电路之间绝缘的问题；相比传统双面电路来说，制作工艺简单，为led显示屏及透明led显示屏的进一步发展提供了无限可能性。同时该印刷电路可焊性好，应用范围广。
33.当基板为透明玻璃时，透光性能好、透光率较高；当为透明陶瓷时，还具有很好的导热能力。
34.本发明公开的led显示屏，应用该单面多层电路板，加载多行多列led芯片或灯珠时，形成显示阵列；可实现单个像素的亮暗及颜色的单独控制。可解决现有技术中led显示屏工艺复杂、成本高、强度弱、透光率低的问题，为透明显示屏的发展提供了巨大的发展空间。
35.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得
36.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
37.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
38.图1为本发明实施例提供的单面多层电路板原理示意图；
39.图2为图1的第一层布线图；
40.图3为图1中需要印制绝缘片的位置示意图；
41.图4为图1的第二层布线图；
42.图5为本发明实施例提供的led芯片的显示屏示意图；
43.图6为图1中a的放大示意图；
44.图7为本发明实施例提供的采用led灯珠的显示屏的示意图。
具体实施方式
45.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
46.实施例1：
47.本发明提供的一种单面多层电路板，参照图1所示，为单面多层电路板布线示意图，为清楚的表达布线，特添加了以灯珠底下4个焊盘为例，予以说明。其中，该单面多层电路板包括基板，该基板的一个表面上设有至少两层印刷电路；在任意两层印刷电路交叉绝缘的区域上设有绝缘片，交叉的区域为电路间重叠不需要连接的区域，该绝缘片由低熔点
玻璃粉构成；即：该低熔点玻璃粉在第一次印刷电路之上进行套印。
48.其中，上述基板也可以是透明材料；也可以是有色玻璃，或者比如还可以是三氧化二铝、碳化硅、碳化硅一类的陶瓷非透明材料。
49.上述基板可以是玻璃材质或陶瓷材质，透明或有色均可。玻璃材质或陶瓷材质基板(承印物)上的印刷电路可焊性好，为焊接各种元器件提供了可行性。
50.当应用在灯具或显示领域，透光性能好。比如：对于透明玻璃，发光芯片或灯珠射向电路方向的光直接穿过透明玻璃电路基体，不存在光被电路板吸收转换为热量而发热问题，降低了发光器件温度，提高发光器件发光效率；对于陶瓷电路基体，由于陶瓷的导热系数导热系数20w/m.k左右，远高于铝基、铜基电路板2.0w/m.k左右的导热系数，具有很好的导热能力，能很好的消除“热岛”效应，提高了发光器件发光效率。
51.上述的多层印刷电路，可采用现有的套印技术；以透明基板为例，其中制作的过程如下：
52.(1)如图2所示，可通过丝网印刷工艺在透明基板上印有第一层银导电电路，经高温烧结形成单面单层电路板，高温烧结温度由银导电油墨中的含量1％左右的低熔点玻璃粉和基板的具体熔融温度决定，在350度～900度之间，理想温度为580度。
53.该步骤中，可将重要的电路首先印制；也可根据具体工艺的步骤进行选择性电路印制。
54.(2)在上述第一层银导电电路基础上二次印刷，针对后续第二层或第三层电路与其交叉的地方，由低熔点透明玻璃粉印刷烧结构成透明绝缘片。如图3所示，即为图2中需要设置绝缘片交叉但不需要连接的区域(也可以理解为图2所需要的绝缘片)；在图2中，采用图3显示的绝缘片位置，进行位置匹配，在匹配的位置点上印刷烧结透明绝缘片。
55.(3)然后，在步骤(2)的基础上，如图4所示的第二层电路印刷在上述透明基板上，为保证第一层电路和第二层电路在需要连接的地方具有良好的导电性能，在空间允许的情况下，可将第二层电路的电路线适当延长印制，保证第一层电路和第二层电路需要连接的地方部分重叠。
56.同理，当需要印制第三层电路上，比如与第二层电路存在交叉绝缘处，那么需要执行上述第(2)步骤设置绝缘片，然后完成第三层的印制；以此类推，根据多层电路的设计以及彼此之间的交叉绝缘，印刷完上一层电路，再套印一层绝缘片，然后在绝缘片上再印刷下一层电路；从而可制成单面透明材质多层电路板。
57.本实施例中，该单面多层电路板，通过套印方式实现；第一层正常印刷电路，需要接连的电路正常印刷；高温烧结完成后，在需要交叉(绝缘不需要连接)的地方，印刷烧结低熔点透明玻璃粉，然后在其上方印刷第二层电路及延伸电路；依次类推，可完成多层电路的印刷，形成立体电路。即：通过“过桥”方式解决交叉绝缘的问题，即绝缘片的上下为两层独立不相连的电路；三者之间不存在空隙。
58.相比现有技术的“过孔”、“拱桥”方式，本发明采用加法做绝缘片，其制备工艺过程较为简单。并且该绝缘片可通过低熔点透明玻璃粉进行实现，烧完后就是一个透明玻璃层，绝缘性好；为透明显示屏的进一步发展提供了无限可能性。另外，可根据具体的应用环境，选择透明基板或有色基板，本公开实施例对此不作限定。
59.进一步地，上述印刷电路可以是铜、银、金单一金属，也可以是由多层单一金属
(铜、银、金)复合叠加而成的导电电路。还可以是合金，比如银掺杂锡金属等。
60.印刷电路作为电子元器件的支撑体，其表面需要焊接元件，出于经济因素考虑，可以采用纯铜；暴露在外的铜层被称为焊盘。铜可焊性很好，但容易高温氧化，烧结过程中需要惰性气体保护。
61.此外，焊盘也可以采用惰性金属金；
62.当采用铜或金，可以实现多次焊接元器件，可为接下来的焊接工艺中确保良品率。
63.另外，焊盘还可以采用银，但银的可焊性较差，往往重复焊接三次左右元器件后，该透明电路将损坏。但采用单一金属多层复合电路可以解决，比如焊盘采用纯银材质，可在焊点上通过电镀、烧结或套印等方式加一层铜或是金，来提高可焊性，进而也能保证焊接工艺中的良品率。
64.实施例2：
65.本发明还提供的一种led显示屏，包括上述实例1中的单面多层电路板。参照图5所示，在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的单色led芯片，形成显示阵列。其中，单色led芯片可以是任意一种颜色的led芯片，比如，红色led芯片、绿色led芯片、蓝色led芯片、黄色led芯片、紫色led芯片等。本公开实施例对此不作限定。
66.参照图5所示，印制两层电路及固化led芯片的简要工艺流程如下：
67.1)在基板上印有第一层银导电电路，比如印制4条横向正极电路51；该基板可透明或有色均可；
68.2)根据设计，在正极电路51上间隔预设尺寸设置绝缘片52(图中阴影区域)；
69.3)在绝缘片52上方印刷第二层电路，即：印刷8条纵向负极电路53；
70.4)然后根据间距尺寸进行led芯片54固晶；led芯片芯片的阳极连接正极电路51；阴极连接负极电路53。
71.正极电路与负极电路交叉的地方设有透明绝缘片，上述1)
‑
4)步骤并非是严格的执行顺序，只是为方便描述拟定的序号。比如4)中的固晶也可以在第一层电路印刷后，就进行led芯片固晶；本公开实施例对此不做限定。
72.其中，上述led芯片的设置过程如下：将led芯片经固晶、回流焊或超声焊接固定在电路上。
73.以倒装芯片、透明电路为例，具体应用过程如下：
74.第一：首先将相应的led倒装芯片以固晶机倒装在透明电路的相应位置上固晶，之后再以回流焊机将相应的led倒装芯片焊接在led电路中，即为单色led矩阵，可单独控制任一单色led芯片的通断，使led芯片即亮即灭；
75.第二、以与led矩阵的透明的基板几何规格相同，并且一侧面上具有印刷或涂覆并经热处理的整面荧光油墨涂层的透明玻璃或透明陶瓷板，与led矩阵面对面相对式扣合在一起，并且透明玻璃或透明陶瓷板与led矩阵之间，用透明的硅胶或环氧树脂胶填充，从而牢固、粘合密封式可靠的封装为一体，即成为第一种具有双面发光的单色led矩阵。或者，以两个透明的基板几何规格相同的具有荧光转换功能的led透明电路板制作而成的两个单色led矩阵，面对面相对式扣合在一起，并且两个透明的基板之间，用透明的硅胶或环氧树脂胶填充，从而牢固、粘合密封式可靠的封装为一体，即成为第二种具有双面发光的单色led矩阵，两单色led矩阵面对面相对扣合在一起时，应使相应的led电路及led倒装芯片相互错
位，以免影响散热及荧光效果；
76.其中，上述整面荧光油墨涂层的热处理工艺采用zl201210228419
·
3所公开的技术方案。
77.其中，上述led芯片54选择正装芯片或倒装芯片均可，本发明实施例对此不做限定。本实施例提供的基于led芯片的单色透明显示屏，无需双面电路通过过孔实现，也无需采用拱桥方式实现；通过基于实施例1的单面透明材质多层电路板，加载多行多列的蓝光led芯片，即可实现单个像素的亮暗单独控制；工艺较为简单、成本低、基板强度高，且透光率可达90％以上；另外实现了两面出光的效果，即：正面、背面均可到的显示的图案。
78.进一步地，在上述透明显示屏的基础上，可设置透明层55；起到保护的作用，避免焊接有单色led芯片的一面完全裸露在外；该透明层可为透明材质的玻璃或陶瓷，本发明实施例对此不做限定。
79.实施例3：
80.本发明提供了一种led显示屏，也包括如实施例1的单面多层电路板，同样也在基板的外表面上印刷有led电路。在led电路上焊接有uv紫外led芯片，形成uv紫外led显示屏；当采用透明基板时，形成uv紫外透明led显示屏。如图5，将其中的单色led芯片选用uv紫外led芯片替代即可，用作化学反应光源以及空气净化、杀菌之光源，并且实现了双面出光，应用场景面积更大。
81.实施例4：
82.本发明又提供了一种led显示屏，也包括如实施例1的单面多层电路板，与实施例2所不同之处是在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的一组led芯片。每一组led芯片至少包括三种不同颜色的led芯片。比如，可优选三颗红、绿、蓝led芯片；还比如可以是红、绿、蓝led芯片，外加一颗发出白光的芯片。另外，相比实施例2来说，本实施例中形成的彩色led显示屏，可实现单独控制亮度、颜色。当采用透明基板和透明绝缘片时，可形成彩色透明led显示屏。
83.进一步地，在上述彩色led显示屏的基础上，可设置透明层；起到保护的作用，避免焊接有led芯片的一面完全裸露在外；该透明层可为透明材质的玻璃或陶瓷，本发明实施例对此不做限定。
84.实施例5：
85.本发明提供了一种led显示屏，包括如实施例1的单面多层电路板，与实施例2所不同之处，用单色led灯珠替换单色led芯片。即可实现单个像素(led灯珠)的亮暗单独控制；工艺较为简单、成本低、基板强度高，且透光率可达90％以上。
86.在上述led显示屏的基础上，可设置透明层；起到保护的作用，避免焊接有led灯珠的一面完全裸露在外；该透明层可为透明材质的玻璃或陶瓷，本发明实施例对此不做限定。
87.实施例6：
88.本发明再提供了一种led显示屏，也包括如实施例1的单面多层电路板，与实施例5所不同之处是在多层印刷电路上焊接有均匀排列的多行多列的彩色led灯珠，形成彩色led显示屏。最终电路效果，可参照图1所示，比如图1中具有8行16列彩色led灯珠，每一led灯珠底部具有4个焊盘，采用共阳方式，底部其他未标识的线路则为阴极线路；当然也可以反过来，比如采用共阴的方式，其他线路均为阳极线路。
89.图6为图1中a部分的4个焊盘放大示意图。成品图可参照图7所示，可实现三色的单独控制亮度、颜色。当采用透明基板时，可形成彩色透明led显示屏。
90.在上述led显示屏的基础上，可设置透明层；起到保护的作用，避免焊接有led灯珠的一面完全裸露在外；该透明层可为透明材质的玻璃或陶瓷，本发明实施例对此不做限定。
91.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。