专利名称：一种全自动荧光粉涂覆设备的制作方法
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CXD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； 喷头xyz轴运动控制平台采用步进电机、伺服电机或直线电机，用于控制所述荧光粉喷头在xyz轴方向上高速高精度移动；所述全自动上下料装置包括上料盒、下料盒，用于分别存放待涂覆的LED支架和已完成涂覆的LED支架；机械传送装置，用于实现料盒到涂覆工作区域的支架运送工作，包括涂覆前在上料盒中把LED支架送入待涂覆区域，和涂覆后把已经涂覆好的LED支架运送到下料盒中，机械传送装置采用机械手臂或者传送带实现。上述的全自动荧光粉涂覆设备中，上位机系统包括:涂覆控制模块，实现荧光粉胶喷涂量精确控制、荧光粉雾化控制、荧光粉喷头内部荧光粉胶的流速控制，是实现荧光粉胶喷涂量精确控制和荧光粉涂层均匀度控制的关键控制模块，用于控制荧光粉喷头涂覆过程中荧光粉喷涂量，雾化均匀度，喷涂范围和控制喷头恒温控制装置对荧光粉喷头进行加热恒温控制，以降低和稳定喷头内部荧光粉胶的粘度；所诉运动控制模块用于控制xyz轴运动控制装置对荧光粉喷头进行xyz轴向的移动，用于对xyz轴运动控制装置和全自动上下料装置的协调控制；控制真空搅拌除泡装置进行除泡工作，用于控制真空搅拌除泡装置对刚混合好的荧光粉胶进行除泡工序；机器视觉控制模块控制激光测厚装置和机器视觉装置进行对荧光粉层的厚度测量与缺陷检测工作，用于控制激光测厚装置对已涂覆好的荧光粉层进行激光测厚工作，和控制机器视觉及缺陷检测装置对已喷涂荧光粉层进行缺陷检测工作。使用上述述全自动荧光粉涂覆设备的涂覆工艺，其包括以下步骤:4.1使用真空搅拌除泡装置消除装置内刚混合好的荧光粉胶内部的气泡，与此同时，通过喷头恒温控制装置把荧光粉喷头加热到工作温度；4.2待步骤4.1完成后，通过全自动上下料装置把待涂覆LED支架运送到涂覆工作区域上面；4.3待步骤4.2完成后，通过机器视觉模块控制机器视觉装置定位待涂覆的LED支架，得到待涂覆LED支架的在工作台上的位置坐标；4.4待步骤4.3完成后，通过xyz轴运动控制装直把灭光粉嗔头移动到待涂覆的LED支架正上方；4.5待步骤4.4完成后，如果是当前待涂敷LED支架类型的首次涂覆，则使用当前待涂敷LED支架类型相对应的初始涂覆控制参数进行当前待涂敷LED支架的首次荧光粉涂覆；如果不是当前待涂敷LED支架类型的首次涂覆，则使用步骤4.7所测得的上一次涂覆完成后LED支架荧光粉涂覆厚度分布参数与当前待涂敷LED支架类型相对应的初始控制参数，使用荧光粉涂覆迭代学习控制算法计算得出本次待涂敷LED支架的涂覆控制参数；4.6使用步骤4.5所计算得到的当前涂覆控制参数，控制荧光粉喷头完成当前LED支架的荧光粉涂覆工作；4.7待步骤4.6完成后，通过基于激光三角测量法得到荧光粉涂层厚度分布的方法检测出当前所涂覆的LED支架的荧光粉层的厚度分布，用于步骤4.5的荧光粉涂覆学习控制算法的迭代计算中，计算下一次的涂覆精度；4.8待步骤4.7完成后，通过机器视觉及缺陷检测装置检测出所荧光粉层的涂覆缺陷信息；4.9判断是否完成涂覆，如果未完成，则转到步骤4.2 ;如果完成，则结束。上述涂覆工艺中，所述迭代学习控制算法包括以下步骤:5.1根据待涂敷LED支架类型与设定涂覆厚度，选取当前待涂敷LED支架类型的初始控制参数，包括:突光粉喷涂时间初始控制参数、突光粉胶雾化初始控制参数、突光粉胶流速初始控制参数；5.2根据步骤4.7中测出的上一次荧光粉层的厚度分布与步骤5.1中的设定涂覆厚度，计算出上一次荧光粉涂覆的涂覆误差；5.3根据步骤5.2所得到的涂覆误差，使用迭代学习控制算法，计算出当前涂覆控制器的各个控制参数的修正量，包括:荧光粉喷涂时间控制参数修正量、荧光粉胶雾化控制参数修正量、突光粉胶流速参数修正量；5.4由步骤5.1与步骤5.3所得到的当前理论控制参数与控制参数修正量，计算得出当前涂覆控制器的真实控制量；上述涂覆工艺中，所述基于激光三角测量法得到荧光粉涂层厚度分布的方法包括以下步骤:6.1开启激光测厚装置器，激光发射器照射被测表面，被测表面分别为荧光粉涂覆前的大功率LED芯片表面和荧光粉涂覆后的荧光粉涂覆面；6.2对步骤6.1所采集的两幅激光光斑图像用平滑滤波器进行滤波；6.3对步骤6.2滤波后得到的光斑图像进行二值分割；基于图像的灰度直方图，通过迭代计算得到分割阈值；6.4求取激光光斑各处的质心位置；[0038]6.5采用激光三角法计算荧光粉涂层厚度分布。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果:本实用新型的所提出的方法，可以应用于大功率白光LED或LED芯片模组的荧光粉涂覆封装过程中，而且还可以应用在wafer级芯片涂覆中，可以精确控制各种粘度的涂覆用胶的涂覆量以及涂层厚度，并保证涂层厚度的一致性。本实用新型在传统全自动荧光粉涂覆设备的基础上，集成了喷头恒温控制装置、激光测厚装置和荧光粉胶真空搅拌除泡模块在涂覆设备中，从而在简化荧光粉涂覆工艺的同时提高了荧光粉涂覆精度。
图1是实施方式中荧光粉涂覆设备示意图。图2是实施方式中荧光粉涂覆设备的系统结构框图。图3是实施方式中荧光粉涂覆设备工艺流程图。图4是实施方式中荧光粉喷头恒温控制装置示意图。图5是实施方式中激光测量厚度分布检测的光路原理图。图6是实施方式中真空搅拌除泡装置示意图。
具体实施方式
以上内容已经对本实用新型作了充分的说明，为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式
。本实用新型所述的荧光粉涂覆下位机系统如图1和图2所示，所述的下位机系统包括:荧光粉喷头12，喷头恒温控制装置13，喷头xyz轴运动控制装置14，全自动上下料装置15，真空搅拌除泡装置16，激光测厚装置17，机器视觉及缺陷检测装置18。所述的荧光粉涂覆设备控制模块即:上位机系统11包括:涂覆控制模块19，运动控制模块20，真空搅拌除泡控制模块21，机器视觉控制模块22。其中，荧光粉喷头12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；喷头恒温控制装置13，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；喷头xyz轴运动控制平台14，可以使用步进电机、伺服电机或直线电机，用于控制所述荧光粉喷头在xyz轴方向上高速高精度移动；全自动上下料装置15，包括上料盒、下料盒，用于分别存放待涂覆的LED支架和已完成涂覆的LED支架；机械传送装置，用于实现料盒到涂覆工作区域的支架运送工作，可以使用机械手臂或者传送带实现；用于涂覆前在上料盒中把LED支架送入待涂覆区域，和涂覆后把已经涂覆好的LED支架运送到下料盒中。真空搅拌除泡装置16，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；激光测厚装置17，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；机器视觉装置18，包括图像传感器，采用CMOS传感器或者CXD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；本实用新型所述的荧光粉涂覆上位机系统11如图2所示，包括:涂覆控制模块19，实现荧光粉胶喷涂量精确控制、荧光粉雾化控制、荧光粉喷头内部荧光粉胶的流速控制，是实现荧光粉胶喷涂量精确控制和荧光粉涂层均匀度控制的关键控制模块。用于控制荧光粉喷头涂覆过程中荧光粉喷涂量，雾化均匀度，喷涂范围的精确控制，和控制喷头恒温控制装置对荧光粉喷头进行加温，以降低喷头内部荧光粉浆的粘度；运动控制模块20，用于控制xyz轴运动控制装置对荧光粉喷头进行xyz轴向的高速高精度移动。用于对xyz轴运动控制装置和全自动上下料装置的高精度协调控制；真空搅拌除泡控制模块21，控制真空搅拌除泡装置进行除泡工作。用于控制真空搅拌除泡装置对刚混合好的荧光粉胶进行除泡工序；机器视觉控制模块22，控制激光测厚装置和机器视觉装置进行对荧光粉层的厚度测量与缺陷检测工作。用于控制激光测厚装置对已涂覆好的荧光粉层进行激光测厚工作，和控制机器视觉及缺陷检测装置对已喷涂荧光粉层进行缺陷检测工作。如图3所示，全自动荧光粉涂覆工艺，包括以下步骤:步骤31，使用真空搅拌除泡装置消除装置内刚混合好的荧光粉胶内部的气泡，与此同时，步骤32，通过喷头恒温控制装置把荧光粉喷头加热到工作温度；步骤33，通过全自动上下料装置把待涂覆LED支架运送到涂覆工作区域上面；步骤34，待步骤33完成后，通过机器视觉模块控制机器视觉装置定位待涂覆的LED支架，得到待涂覆LED支架的在工作台上的位置坐标；步骤35，通过xyz轴运动控制装置把荧光粉喷头移动到待涂覆的LED支架正上方；步骤40，待步骤35完成后，如果是当前待涂敷LED支架类型的首次涂覆，则使用当前待涂敷LED支架类型相对应的初始涂覆控制参数进行当前待涂敷LED支架的首次荧光粉涂覆；如果不是当前待涂敷LED支架类型的首次涂覆，则使用步骤38所测得的上一次涂覆完成后LED支架荧光粉涂覆厚度分布参数与当前待涂敷LED支架类型相对应的初始控制参数，使用荧光粉涂覆迭代学习控制算法计算得出本次待涂敷LED支架的涂覆控制参数。步骤36，使用步骤40所计算得到的当前涂覆控制参数，控制荧光粉喷头完成当前LED支架的荧光粉涂覆工作；步骤37，待步骤36完成后，通过基于激光三角测量法得到荧光粉涂层厚度分布的方法检测出当前所涂覆的LED支架的荧光粉层的厚度分布，用于步骤36的荧光粉涂覆学习控制算法的迭代计算中，计算下一次的涂覆精度。步骤38，待步骤37完成后，通过机器视觉及缺陷检测装置检测出所荧光粉层的涂
覆缺陷信息；步骤39，判断是否完成涂覆，如果未完成，则转到步骤40 ;如果完成，则转到步骤41。步骤41，通过下料机构把涂覆完成的LED支架移动下料架中。上述迭代学习控制算法包括以下步骤:(I)根据待涂敷LED支架类型与设定涂覆厚度，选取当前待涂敷LED支架类型的初始控制参数，包括:突光粉喷涂时间初始控制参数、突光粉胶雾化初始控制参数、突光粉胶流速初始控制参数；(2)根据基于激光三角测量法得到的上一次涂覆的荧光粉涂层厚度分布与步骤(O中的设定涂覆厚度，计算出上一次荧光粉涂覆的涂覆误差；(3)根据步骤(2)所得到的涂覆误差，使用迭代学习控制算法，计算出当前涂覆控制器的各个控制参数的修正量 ，包括:荧光粉喷涂时间控制参数修正量、荧光粉胶雾化控制参数修正量、突光粉胶流速参数修正量；(4)由步骤(I)与步骤(3 )所得到的当前理论控制参数与控制参数修正量，计算得出当前涂覆控制器的真实控制量；上述基于激光三角测量法得到荧光粉涂层厚度分布的方法包括以下步骤:( I)开启激光测距传感器，照射被测表面，被测表面分别为荧光粉涂覆前的大功率LED芯片表面和荧光粉涂覆后的荧光粉涂覆面；(2)对步骤(I)所采集的两幅激光光斑图像用平滑滤波器进行滤波；(3)对步骤(2)滤波后得到的光斑图像进行二值分割；基于图像的灰度直方图，通过迭代计算得到分割阈值；(4)求取激光光斑各处的质心位置；(5)采用激光三角法计算荧光粉涂层厚度分布。上述述的激光测距传感器用于发射测量荧光粉涂覆厚度分布的激光光线。作为实例，一种全自动荧光粉涂覆工艺，如图3所示，包括以下步骤:工序31的实施方法如下:先将环氧树脂胶与荧光粉混合，混合后的胶体比重为
1.60-1.80g/cm3，粘度为4000-5500 Pa-s ;如图6所示，把混合后的荧光粉胶通入荧光粉胶入口 51中，打开阀门V-3，使荧光粉胶进入到真空搅拌除泡装置16中，打开阀门V-1使用气体通道53将荧光粉胶容器54中空气抽出形成真空，打开搅拌电机56使得搅拌棒55转动，进行真空除泡处理，带除泡工序完成后，然后打开荧光粉胶的阀门V-2，除泡后的荧光粉胶从出口通道52中流入荧光粉喷头12里。请参阅图3，工序32的实施方法如下:如图4所示，所述通过恒温控制装置13把荧光粉喷头12加热到工作温度，在混合除泡后的荧光粉胶流入荧光粉喷头12里面的荧光粉胶通道中后，由荧光粉涂覆设备控制模块中的涂覆控制模块19使用PID控制(比例积分微分控制)方法控制喷头恒温控制装置13加热荧光粉喷头12，等待荧光粉喷头稳定在设定工作温度T附近时即可。工作温度一般可根据不同的粘度荧光粉胶来设定，这里荧光粉胶的粘度与工作温度大致成反比例关系。请参阅图3，工序33的实施方法如下:全自动上、下料装置15将上料槽9中的待涂覆的LED芯片支架组移动并固定在运动控制装置14的工作台上；在上位机系统11中设定好零点坐标。所述全自动上、下料装置可采用机械手臂抓取或者传送带运送装置运送LED支架，完成上料工作。[0087]请参阅图3，工序34的实施方法如下:机器视觉及缺陷检测装置18对固定在工作台上的待涂覆LED支架进行机器视觉定位工作，通过对图像的灰度计算，定位出当前待涂覆的LED芯片的精确位置。请参阅图3，工序35的实施方法如下:所述通过xyz轴运动控制装置14把喷头12精确移动到涂覆区域在上位机系统11输入待涂覆LED支架的各种尺寸信息以及各种运动控制涂覆参数，包括LED芯片阵列的分布，LED芯片之间的距离，喷头涂覆路线，喷头移动速度；待LED芯片支架组，放好并固定在运动控制装置的工作台上后，上位机系统11根据输入的参数信息，将荧光粉喷头12高速高精度的移动到待涂覆的LED芯片上方。喷头与LED芯片的垂直距离根据LED芯片的大小而定。请参阅图3，工序36的实施方法如下:通过上位机系统11中的涂覆控制模块19计算得出当前荧光粉喷头的12的控制参数，进行本次涂覆。其具体算法如下:一种荧光粉涂覆学习控制算法，包括以下内容:根据目标的涂覆厚度，由涂覆控制器，计算出当前对涂覆控制装置模块的控制参数，包括:荧光粉喷涂时间理论控制参数、荧光粉胶雾化理论控制参数、荧光粉胶流速理论控制参数的参数向量。其中，喷涂时间控制参数可以由每次荧光粉浆的喷涂量、荧光粉喷头内荧光粉胶的流速、喷嘴直径这些参数计算获得；荧光粉雾化气压控制参数可以由LED芯片大小，荧光粉喷头内荧光粉胶的流速，喷嘴与LED芯片表面的距离这些参数计算获得；荧光粉胶流速控制参数要根据喷涂时间控制参数与荧光粉雾化气压控制参数综合计算得到。根据上一次所测出的荧光粉层的厚度与目标涂覆厚度，计算出上一次的涂覆误差；根据上一个步骤所得到的涂覆误差，使用迭代学习控制算法，计算出当前涂覆控制装置模块的控制参数的修正量，包括:喷涂时间控制参数修正量、荧光粉雾化控制参数修正量、荧光粉胶流速控制参数 修正量；上述迭代学习算法可以使用不同的学习算子，目标就是使得荧光粉涂层的厚度精度提高。例如，使用“PID型”迭代学习算法如下:
权利要求1.一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。
2.根据权利要求1所述的全自动荧光粉涂覆设备，其特征在于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； 喷头xyz轴运动控制平台采用步进电机、伺服电机或直线电机，用于控制所述荧光粉喷头在xyz轴方向上高速高精度移动； 所述全自动上下料装置包括上料盒、下料盒，用于分别存放待涂覆的LED支架和已完成涂覆的LED支架；机械传送装置，用于实现料盒到涂覆工作区域的支架运送工作，包括涂覆前在上料盒中把LED支架送入待涂覆区域，和涂覆后把已经涂覆好的LED支架运送到下料盒中，机械传送装置采用机械手臂或者传送带实现。
3.根据权利要求1所述的全自动荧光粉涂覆设备，其特征在于上位机系统包括: 涂覆控制模块，实现荧光粉胶喷涂量精确控制、荧光粉雾化控制、荧光粉喷头内部荧光粉胶的流速控制，用于控制荧光粉喷头涂覆过程中荧光粉喷涂量，雾化均匀度，喷涂范围和控制喷头恒温控制装置对荧光粉喷头进行加热恒温控制，以降低和稳定喷头内部荧光粉胶的粘度； 所诉运动控制模块用于控制xyz轴运动控制装置对荧光粉喷头进行xyz轴向的移动，用于对xyz轴运动控制装置和全自动上下料装置的协调控制； 控制真空搅拌除泡装置进行除泡工作，用于控制真空搅拌除泡装置对刚混合好的荧光粉月父进行除泡工序； 机器视觉控制模块控制激光测厚装置和机器视觉装置进行对荧光粉层的厚度测量与缺陷检测工作，用于控制激光测厚装置对已涂覆好的荧光粉层进行激光测厚工作，和控制机器视觉及缺陷检 测装置对已喷涂荧光粉层进行缺陷检测工作。
专利摘要本实用新型涉及一种全自动荧光粉涂覆设备，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。本实用新型大大提高荧光粉涂覆设备对大功率白光LED芯片或芯片模组的荧光粉涂覆精度，从而有效提高白光LED封装的热阻分散性、色品一致性、出光效率等封装质量。
文档编号B05C19/06GK203155488SQ20132007057
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月7日 优先权日2013年2月7日
发明者胡跃明, 郭琪伟, 李致富, 马鸽 申请人:华南理工大学