一種熒光粉涂覆厚度的控制方法技術

本發明專利技術涉及一種熒光粉涂覆厚度的控制方法。本發明專利技術的控制方法是在傳統涂覆厚度控制方法上加入使用激光三角測量法所得到的LED芯片熒光粉層的厚度分布反饋與熒光粉涂覆學習控制算法，精確控制所述的熒光粉噴頭對大功率白光LED芯片模組熒光粉涂覆過程，從而達到所述大功率白光LED芯片模組中熒光粉層厚度的高精度控制。本發明專利技術通過改進傳統的涂覆工藝，采用高精度激光測距裝置在線測出當前LED芯片熒光粉涂層的厚度，并使首次用一種迭代學習控制算法，實現熒光粉涂覆過程中的在線學習功能，調整每一次涂覆過程中的控制參數，大大提高現有熒光粉涂覆裝置對大功率白光LED芯片或芯片模組的熒光粉涂覆精度，從而達到所述大功率白光LED芯片模組中熒光粉層厚度的高精度控制要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種涂覆厚度控制方法，尤其涉及。
技術介紹
白光LED是一種新型半導體全固態照明光源。與傳統照明技術相比，這種新型光源具有高效節能、長壽命、小體積、易維護、綠色環保、使用安全、耐候性好等領先優勢，被公認為是未來照明光源之首選。白光LED封裝是推動國際半導體照明和顯示迅速發展的關鍵工藝，而熒光粉涂敷是目前國際上實現藍光LED向白光LED轉換的主流技術。而熒光粉涂覆的厚度不均是造成白光LED角向色溫差異的主要原因。目前，大功率LED熒光粉涂覆工藝主要是用點膠法和噴涂法兩種方法實現的，而這兩種傳統控制方法都無法保證在大規模的工業生產下，每一次熒光粉涂覆量的一致性，即熒光粉層的涂覆厚度每一次都有細微差別。從而使得生產出的大功率白光LED無法有效提高白光LED封裝的熱阻分散性、色品一致性、出光效率等封裝質量。因此，人們希望有一種新熒光粉涂覆厚度的高精度控制方法問世，它能夠克服上述缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種熒光粉涂覆厚度的高精度控制方法，在傳統涂覆厚度控制方法上加入使用激光三角測量法所得到的LED芯片熒光粉層的厚度分布反饋與熒光粉涂覆學習控制算法，精確控制所述的熒光粉噴頭對大功率白光LED芯片模組熒光粉涂覆過程，從而達到所述大功率白光LED芯片模組中熒光粉層厚度的高精度控制。本專利技術能有效提高熒光粉涂覆量和涂覆厚度的一致性，提高白光LED的光源品質和成品率。本專利技術的目的通過如下技術方案實現: 一種熒光粉涂覆厚度控制方法，使用激光三角測量法所得到的LED芯片熒光粉層的厚度分布反饋與熒光粉涂覆迭代學習控制算法相結合，用于精確控制在各種LED芯片上涂覆的熒光粉層厚度，包括以下步驟: 1.1控制熒光粉噴頭移動到待涂覆LED芯片的正上方； 1.2待步驟1.1完成后，如果是當前待涂敷LED支架類型的首次涂覆，則使用當前待涂敷LED支架類型相對應的初始涂覆控制參數進行當前待涂敷LED支架的首次熒光粉涂覆；如果不是當前待涂敷LED支架類型的首次涂覆，則使用步驟1.4所測得的上一次涂覆完成后LED支架熒光粉涂覆厚度分布參數與當前待涂敷LED支架類型相對應的初始控制參數，使用熒光粉涂覆迭代學習控制算法計算得出本次待涂敷LED支架的涂覆控制參數； 1.3使用步驟1.2所計算得到的當前涂覆控制參數，控制熒光粉噴頭完成當前LED支架的熒光粉涂覆工作； 1.4待步驟1.3完成后，通過基于激光三角測量法得到熒光粉涂層厚度分布的方法檢測出當前所涂覆的LED支架的熒光粉層的厚度分布，用于步驟1.2的熒光粉涂覆學習控制算法的迭代計算中，計算下一次的涂覆精度。進一步的，所述的熒光粉噴頭使用點膠噴頭、霧化噴頭、壓電噴頭熒光粉噴頭，用于涂覆熒光粉膠。進一步的，所述迭代學習控制算法包括以下步驟: 3.1根據待涂敷LED支架類型與設定涂覆厚度，選取當前待涂敷LED支架類型的初始控制參數，包括:熒光粉噴涂時間初始控制參數、熒光粉膠霧化初始控制參數、熒光粉膠流速初始控制參數； 3.2根據步驟1.4中測出的上一次熒光粉層的厚度分布與步驟3.1中的設定涂覆厚度，計算出上一次熒光粉涂覆的涂覆誤差； 3.3根據步驟3.2所得到的涂覆誤差，使用迭代學習控制算法，計算出當前涂覆控制器的各個控制參數的修正量，包括:熒光粉噴涂時間控制參數修正量、熒光粉膠霧化控制參數修正量、熒光粉膠流速參數修正量； 3.4由步驟3.1與步驟3.3所得到的當前理論控制參數與控制參數修正量，計算得出當前涂覆控制器的真實控制量。所述基于激光三角測量法得到熒光粉涂層厚度分布的方法包括以下步驟: 4.1開啟用于發射測量熒光粉涂覆厚度分布的激光光線的激光測距傳感器，照射被測表面，被測表面分別為熒光粉涂覆前的大功率LED芯片表面和熒光粉涂覆后的熒光粉涂覆面； 4.2對步驟4.1所采集的兩幅激光光斑圖像用平滑濾波器進行濾波； 4.3對步驟4.2濾波后得到的光斑圖像進行二值分割；基于圖像的灰度直方圖，通過迭代計算得到分割閾值； 4.4求取激光光斑各處的質心位置； 4.5采用激光三角法計算熒光粉涂層厚度分布。實施本專利技術的熒光粉涂覆厚度精確控制方法，具有以下有益效果:當前，工業上使用的LED熒光粉涂覆方法都存在涂層厚度不均勻的問題，嚴重影響白光LED的熱阻分散性、色品一致性、出光效率等封裝質量。本專利技術的所提出的方法，可以應用于大功率白光LED或LED芯片模組的熒光粉涂覆封裝過程中，而且還可以應用在wafer級芯片涂覆中，可以精確控制各種粘度的涂覆用膠的涂覆量以及涂層厚度，并保證涂層厚度的一致性。附圖說明圖1是本專利技術提供的熒光粉涂覆厚度的高精度控制方法流程圖。圖2是本專利技術提供的涂覆厚度控制系統算法框圖。圖3是本專利技術提供的激光測量厚度分布檢測的光路原理圖具體實施例方式為了對本專利技術的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本專利技術的具體實施方式。一種使用熒光粉涂覆裝置進行熒光粉涂覆厚度高精度控制的方法，如圖1所示，包括以下步驟:(I)控制熒光粉噴頭精確移動到待涂覆LED芯片的正上方11 ; (2)待步驟(I)完成后，通過步驟(4)所測得的上一次LED芯片熒光粉涂覆厚度參數與根據設定涂覆厚度參數，使用熒光粉涂覆學習控制算法計算得出當前涂覆控制器對熒光粉噴頭的控制參數13，用于提高熒光粉涂覆厚度的精度。(3)使用步驟(2)所計算得到的當前涂覆控制器對熒光粉噴頭的控制參數，通過涂覆控制器完成當前LED芯片的高精度熒光粉涂覆工作15 ；(4)待步驟(3)完成后，通過激光測厚裝置檢測出當前所涂覆的LED芯片的熒光粉層的厚度分布17，并把所測得的厚度分布參數返回到上位機中。用于步驟(2)的熒光粉涂覆學習控制算法的迭代計算中，以下一次的涂覆精度； 熒光粉涂覆學習控制算法，如圖3所示，包括以下步驟:(1)根據設定涂覆厚度，計算出當前涂覆控制器的理論各個控制參數，包括:熒光粉噴涂時間理論控制參數、熒光粉膠霧化理論控制參數、熒光粉膠流速理論控制參數；(2)根據所測出的上一次熒光粉層的厚度分布與設定涂覆厚度，計算出上一次熒光粉涂覆的涂覆誤差；(3)根據步驟(2)所得到的涂覆誤差，使用迭代學習控制算法，計算出當前涂覆控制器的各個控制參數的修正量，包括:熒光粉噴涂時間控制參數修正量、熒光粉膠霧化控制參數修正量、熒光粉膠流速參數修正量；(4)由步驟(I)與步驟(3)所得到的當前理論控制參數與控制參數修正量，計算得出當前涂覆控制器的真實控制量； 激光三角測量法測量熒光粉層厚度分布的方法包括以下步驟:(I)開啟激光發射器，以與被測表面法線成Θ角照射被測表面，被測表面分別為熒光粉涂覆前的LED芯片表面和熒光粉涂覆后的熒光粉涂覆面；(2)用圖像采集終端采集熒光粉涂覆前后的兩幅激光光斑圖像；(3)關閉激光發射器，由圖像傳感器伺服電機調節模塊調整圖像傳感器的角度，再用圖像采集終端采集熒光粉涂覆后的熒光粉涂層圖像；(4)利用步驟(2)中的兩幅激光光斑圖像，采用激光三角測量法計算熒光粉涂層的厚度分布。以下再結合實例對上述控制方法作進一步說明，熒光粉涂覆厚度高精度控制的方法，包括以下步驟: 步驟一、控制熒光粉噴頭精確移動到待涂覆LED芯片的正上方；請參閱圖1，所述通過運動控制裝置(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熒光粉涂覆厚度控制方法，其特征在于，使用激光三角測量法所得到的LED芯片熒光粉層的厚度分布反饋與熒光粉涂覆迭代學習控制算法相結合，用于精確控制在各種LED芯片上涂覆的熒光粉層厚度，包括以下步驟：1.1?控制熒光粉噴頭移動到待涂覆LED芯片的正上方；1.2?待步驟1.1完成后，如果是當前待涂敷LED支架類型的首次涂覆，則使用當前待涂敷LED支架類型相對應的初始涂覆控制參數進行當前待涂敷LED支架的首次熒光粉涂覆；如果不是當前待涂敷LED支架類型的首次涂覆，則使用步驟1.4所測得的上一次涂覆完成后LED支架熒光粉涂覆厚度分布參數與當前待涂敷LED支架類型相對應的初始控制參數，使用熒光粉涂覆迭代學習控制算法計算得出本次待涂敷LED支架的涂覆控制參數；1.3?使用步驟1.2所計算得到的當前涂覆控制參數，控制熒光粉噴頭完成當前LED支架的熒光粉涂覆工作；1.4?待步驟1.3完成后，通過基于激光三角測量法得到熒光粉涂層厚度分布的方法檢測出當前所涂覆的LED支架的熒光粉層的厚度分布，用于步驟1.2?的熒光粉涂覆學習控制算法的迭代計算中，計算下一次的涂覆精度。

【技術特征摘要】
1.一種熒光粉涂覆厚度控制方法，其特征在于，使用激光三角測量法所得到的LED芯片熒光粉層的厚度分布反饋與熒光粉涂覆迭代學習控制算法相結合，用于精確控制在各種LED芯片上涂覆的熒光粉層厚度，包括以下步驟: 1.1控制熒光粉噴頭移動到待涂覆LED芯片的正上方； 1.2待步驟1.1完成后，如果是當前待涂敷LED支架類型的首次涂覆，則使用當前待涂敷LED支架類型相對應的初始涂覆控制參數進行當前待涂敷LED支架的首次熒光粉涂覆；如果不是當前待涂敷LED支架類型的首次涂覆，則使用步驟1.4所測得的上一次涂覆完成后LED支架熒光粉涂覆厚度分布參數與當前待涂敷LED支架類型相對應的初始控制參數，使用熒光粉涂覆迭代學習控制算法計算得出本次待涂敷LED支架的涂覆控制參數； 1.3使用步驟1.2所計算得到的當前涂覆控制參數，控制熒光粉噴頭完成當前LED支架的熒光粉涂覆工作； 1.4待步驟1.3完成后，通過基于激光三角測量法得到熒光粉涂層厚度分布的方法檢測出當前所涂覆的LED支架的熒光粉層的厚度分布，用于步驟1.2的熒光粉涂覆學習控制算法的迭代計算中，計算下一次的涂覆精度。2.根據權利要求1所述的一種熒光粉涂覆厚度控制方法，其特征在于，熒光粉噴頭使用點膠噴頭、霧化噴頭、壓電噴頭熒光粉噴頭，用于涂覆熒光粉膠。3.根據權利要求1所述的一種熒光粉涂覆厚度控制方法，其特征在于迭代學...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭琪偉，胡躍明，李致富，馬鴿，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：