[实用新型]一种全自动荧光粉涂覆设备

说明书

技术领域

    本实用新型涉及荧光粉涂覆技术领域，具体涉及一种全自动荧光粉涂覆设备。

背景技术

    白光LED是一种新型半导体全固态照明光源。与传统照明技术相比，这种新型光源具有高效节能、长寿命、小体积、易维护、绿色环保、使用安全、耐候性好等领先优势，被公认为是未来照明光源之首选。

    白光LED封装是推动国际半导体照明和显示迅速发展的关键工艺，而荧光粉涂敷是目前国际上实现蓝光LED向白光LED转换的主流技术，核心工艺和装备一直被国外垄断，直接制约我国LED新兴战略产业的持续性发展。目前国产的传统的荧光粉涂覆设备普遍存在涂覆的厚度不均，产能低，适应性窄等缺点。因此，自主研制出一种产能高、涂覆精度高，同时又能够适应日新月异的大功率白光LED模组封装工艺发展的荧光粉涂覆设备，摆脱国外的技术垄断，已成为我国LED封装产业链发展的必由之路。本专利提出了一种新型的LED荧光粉涂覆的工艺与设备，基于现有荧光粉涂覆设备（例如：腾盛SD950在线式喷射点胶机，安达TF-550B涂覆机等），包括荧光粉喷头、xyz轴运动控制平台、全自动上/下料装置和机器视觉装置等现有结构的基础上，增加了真空搅拌除泡装置用于简化现有涂覆工艺，有效清除荧光粉胶混合后含有的微小气泡；增加了喷头恒温控制装置用于对荧光粉喷头进行恒温控制，达到降低和稳定所述荧光粉喷头内的荧光粉胶粘度的目的；增加了激光测厚装置使用激光三角测量法用于测量涂覆荧光粉层的厚度分布；并且提出了一套荧光粉涂覆学习算法用于提高LED荧光粉涂覆精度。这些实用新型能有效提高白光LED封装的热阻分散性、色品一致性、出光效率等封装质量，将相关控制器设计方法和检测算法理论应用于全自动荧光粉涂敷设备的自主研制，促进我国LED封测产业的技术创新。

实用新型内容

    本实用新型的目的在于提供一种全自动荧光粉涂覆设备，在现有荧光粉涂覆设备（例如：腾盛SD950在线式喷射点胶机，安达TF-550B涂覆机等）的基础上，增加了真空搅拌除泡装置用于简化现有涂覆工艺，有效清除荧光粉胶混合后含有的微小气泡；增加了喷头恒温控制装置用于对荧光粉喷头进行恒温控制，达到降低和稳定所述荧光粉喷头内的荧光粉胶粘度的目的；增加了激光测厚装置使用激光三角测量法用于测量涂覆荧光粉层的厚度分布；并且提出了一套荧光粉涂覆学习算法用于提高LED荧光粉涂覆精度。能有效提高荧光粉涂覆量和涂覆厚度的一致性，提高白光LED的光源品质和成品率。本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种全自动荧光粉涂覆设备，用于完成LED芯片上的荧光粉涂覆工序，该设备包括下位机系统和上位机系统，下位机系统包括荧光粉喷头、xyz轴运动控制平台、全自动上/下料装置和机器视觉装置；上位机系统包括涂覆控制模块、运动控制模块和机器视觉控制模块；其特征在于，下位机系统还包括喷头恒温控制装置、真空搅拌除泡装置和激光测厚装置；上位机系统还包括除泡控制模块；涂覆控制模块分别连接荧光粉喷头和喷头恒温控制装置，除泡控制模块连接真空搅拌除泡装置，机器视觉控制模块分别连接激光测厚装置和机器视觉装置，运动控制模块分别连接xyz轴运动控制平台和全自动上/下料装置。 

上述的全自动荧光粉涂覆设备中，所述荧光粉喷头可使用点胶喷头、雾化喷头或压电喷头荧光粉喷头，用于喷涂荧光粉胶；

所述喷头恒温控制装置包括发热丝和热敏电阻，发热丝和热敏电阻安装在所述荧光粉喷头的内部或外部，用于对所述荧光粉喷头进行恒温控制；

所述真空搅拌除泡装置包括：荧光粉胶容器，用于存储待涂覆的荧光粉胶；电动搅拌棒，用于搅拌荧光粉胶；空气阀门，用于抽出荧光粉胶容器内的空气，通过空气阀门把装有待涂覆荧光粉胶的荧光粉胶容器内部的空气抽出，形成真空环境，在真空环境下电动搅拌棒不断的搅拌，把装置内荧光粉胶的气泡从装置的底部搅拌到荧光粉胶表面最终消除； 

所述激光测厚装置包括：激光发射器，用于发射测量激光；传感器感光面，用于接收被测表面反射回来的测量激光；透镜，用于汇聚激光发射器所发射出来的测量激光；所述激光测厚装置，使用激光三角测量法，用于测量涂覆后的荧光粉层的厚度分布；

所述机器视觉装置包括图像传感器，图像传感器采用CMOS传感器或者CCD传感器；视觉处理及控制模块基于FPGA、CPLD、DSP、DSP+FPFA或者DSP+CPLD；接口模块采用基于总线的方式，包括IEEE 1394a、USB或以太网，用于LED支架的机器视觉定位和涂覆后荧光粉层的缺陷检测；