CN101436627B - 一种大功率led荧光粉涂布在线自动控制光色的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置，其特征在于：所述装置包括输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统与供电系统，输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统与供电系统相互电连接。本发明具有大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的优点。

Description

一种大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置

技术领域

本发明涉及一种大功率LED荧光粉涂布装置，具体说是一种实现大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置。

背景技术

目前，世界上有若干种LED白光的生成技术，其中的主流技术是用蓝光芯片激发黄色荧光粉产生白光，这涉及到荧光粉涂布的问题。荧光粉的涂布直接关系到白光LED的光色性能、光色空间分布的均匀性和发光效率。产品的这些性能与裸芯片参数、支架参数、荧光粉胶的配比、荧光粉的色坐标(x，y)、荧光粉胶量及荧光粉胶的图形化涂布直接相关，因此，在进行大功率LED的封装生产中，实施大功率LED荧光粉涂布的装置就显得很重要。目前市场上已有的大功率LED荧光粉涂布装置主要都是控制荧光粉胶量，其荧光粉涂布方法主要分为两种：一种是通过精密点胶机借助光色测试仪人工定量点胶，为达到所要求的参数须反复加、减胶量。这种方法较普遍，只能大概地控制荧光粉胶量，不能进行荧光粉胶的图形化涂布，因此，由于影响产品光色性能的荧光粉胶量得到大概地控制，故产品的光色性能可以，但因为荧光粉涂布不是图形化的，涂布不均匀，所形成的荧光粉层不均匀、不规则，不能使芯片发光的五个面均匀地裹一层荧光粉，荧光粉层的均匀性直接关系到芯片发出的光的空间分布的均匀性，所以芯片发出的光的空间分布不均匀，导致产品的光色一致性很差，荧光粉层不规则使芯片发出的光在透镜内部发生反射、折射损耗，降低了产品的发光效率。此外，由于人工手动操作，速度相当慢；一种是通过CCD测量一组或几组支架上反光杯的体积和形状，人工确定胶量，然后利用精密点胶机实行机械化定量点胶。这种方式对支架和芯片的一致性要求相当高，其工作的假设是：所有支架的尺寸、大小和所有芯片的性能参数是完全一致的。这种方法速度快，但荧光粉涂布的胶量事实上因所有支架的尺寸、大小和所有芯片的性能参数是不可能完全一致而没有得到有效控制，而且这种方式也没有对荧光粉胶的涂布实施图形化涂布，这样加工的产品不但光色性能不算好，而且光色的空间分布也不均匀。另外，市场上还有一种大功率LED荧光粉涂布装置，它能够实施大功率LED荧光粉胶的图形化涂布，但它不能准确地控制胶量，这样加工的产品光色的空间分布均匀，但产品的光色性能不好，导致产品光色一致性差。目前市场上根本就没有一种大功率LED荧光粉涂布装置加工的产品能够既满足光色性能好，又满足光色空间分布均匀的，这在一定程度上影响了半导体照明的发展，特别是大功率白光LED的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

一种实现大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置，其特征在于：所述装置包括输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统与供电系统，输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统与供电系统相互电连接。

所述装置的工作流程如下：

①输入系统、识别系统和测量系统将半成品灯管参数、荧光粉胶参数、灯管所要求参数、支架特征参数和灯管夹具图像信息提供给分析系统；

②分析系统对半成品灯管参数、荧光粉胶参数、灯管所要求参数、支架特征参数和灯管夹具图像进行分析，算出喷头喷出的荧光粉胶量，喷头的运动轨迹以及灯管夹具的运动轨迹，输出给控制系统；

③控制系统通过控制操作系统完成荧光粉涂布的任务，同时，在整个荧光粉涂布过程中，测试系统随时对半成品灯管的光色进行监控，随时把测量到的半成品灯管参数反馈给分析系统；

④输出系统为正确操作做提示；

⑤供电系统给各个系统提供合适的电源，保证各个系统正常工作。

本发明与现有技术相比具有以下优点。

本装置由输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统和供电系统构成。输入系统是用于输入各种参数及指令，识别系统识别灯管夹具图像坐标，测量系统测量半成品灯管的各项性能参数，分析系统对各类数据、参数和图像进行分析、计算，控制系统控制、协调操作系统的正常运作，操作系统具体实施喷头点胶动作和夹具的运动轨迹，输出系统是显示各种性能参数和指令以及识别的图像，供电系统给各个系统提供合适的电源。分析系统作为整个装置的信息处理中心，通过对输入系统、识别系统和测量系统提供的数据和图像分析和计算，即对半成品灯管参数、荧光粉胶参数、支架特征参数和灯管夹具图像以及灯管所要求参数进行分析，算出喷头喷出的荧光粉胶量，喷头的运动轨迹以及灯管夹具的运动轨迹，然后输出给控制系统。控制系统通过控制操作系统完成荧光粉涂布的任务，同时，在整个荧光粉涂布过程中，测量系统随时对半成品灯管的光色进行监控，随时把测量到的半成品灯管光色参数输送给分析系统。作为装置的外围设备，输出系统是为正确操作此装置做提示，供电系统给各个系统提供合适的电源，保证各个系统正常工作。全自动的机械化操作，比人工点胶速度快，通过分析系统定量分析和装置自身的反馈，产品的光色性能好，光色空间分布均匀，这样产品光色一致性好，良品率高。整个大功率LED荧光粉涂布过程是自动化的，其加工的产品具有光色性能和光色空间分布均匀性都很好，光色一致性好，良品率高的优点，而且点胶速度快，很适合大批量生产的需要。

附图说明

图1为现有大功率LED荧光粉涂布图；

图2为本发明大功率LED荧光粉涂布图；

图3为本发明大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置的结构示意图；

图4为本发明大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置的运作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

在图1中，上图是一般涂布的结果，荧光粉层既不均匀，也不规则，在图2中，芯片发光的五个面上都像裹了一层荧光粉，荧光粉胶均匀、规则地覆盖在芯片表面。

在图3中，本发明大功率LED荧光粉涂布装置主要包括以下几大部分：输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统和供电系统。

在图4中，输入系统是作为整个装置的输入端口，包括像键盘、鼠标、触摸屏等仪器，首先对输入系统输入荧光粉胶的参数(配比、(x，y))、灯管所要求参数(λ_P、λ_d、(x，y)、光色空间分布均匀度)和支架结构特征参数(尺寸)；识别系统是一个CCD，对半成品灯管进行图像的识别，获取灯管夹具的图像位置((x，y))；测量系统是一套光色测试仪器，测试半成品灯管的参数(λ_P、λ_d、(x，y)、光色空间分布均匀度)；分析系统和控制系统作为一块集成电路板和应用软件的合称，其中分析系统则对输入系统、识别系统和测量系统的数据和图像进行处理，然后给出喷头的荧光粉胶量、喷头的运动轨迹和灯管夹具运动轨迹，并把这些结果发给控制系统；操作系统是装置的点胶仪器和使夹具运动的设备，操作系统在控制系统的指示下，使荧光粉胶的喷头和灯管夹具按要求轨迹运动并对半成品灯管进行荧光粉涂布。在荧光粉涂布的整个过程中，测量系统一直对半成品灯管的各个参数(λ_P、λ_d、(x，y)、光色空间分布均匀度)实行监控，随时把测量到的半成品灯管参数输送给分析系统，通过分析系统对这些参数的分析，对喷头喷出的荧光粉胶量、荧光粉胶喷头的运动轨迹和灯管夹具运动轨迹进行修正，确保达到所要求的灯管参数(λ_P、λ_d、(x，y)、光色空间分布均匀度)，然后输送给控制系统，控制系统再对操作系统进行修正。分析系统作为整个装置的信息中心，随时把分析的结果信息发给控制系统，控制系统再指导整个操作系统进行具体的操作。作为装置外围的一部分，输出系统是显示器，它的作用是通过显示各种性能参数和指令以及识别的图像指导装置的操作，供电系统是各种电源变压器或变流器，它是给各个系统提供合适的电源。整个装置正是通过这种协调、合作的方式完成大功率LED荧光粉涂布在线控制光色的任务。

整个装置通过定量的分析，使每个产品可以根据不同芯片、不同支架和不同荧光粉得到产品要求所需荧光粉胶量，这样使产品的光色性好，运算得到的荧光粉胶喷头的运动轨迹和灯管夹具运动轨迹使荧光粉胶的图形化涂布变得简单，从而可以把荧光粉胶均匀地涂布在芯片发光的五个面，使芯片看起来像裹了一层薄薄的荧光粉层，保证了产品的光色空间分布的均匀性，从而也保证了产品的光色一致性，此外，装置自有的反馈功能也为产品的光色一致性加了一道保险。全自动、机械化的操作，使点胶速度快、可在线自动控制光色，为真正实现大功率白光LED的大批量生产提供了可能，有力地促进了大功率白光LED产业的发展。

Claims (2)

1.一种实现大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置，其特征在于：所述装置包括输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统与供电系统，输入系统、识别系统、测量系统、分析系统、控制系统、操作系统、输出系统与供电系统相互电连接；输入系统、识别系统和测量系统将半成品灯管参数、荧光粉胶参数、灯管所要求参数、支架特征参数和灯管夹具图像信息提供给分析系统，分析系统对半成品灯管参数、荧光粉胶参数、灯管所要求参数、支架特征参数和灯管夹具图像进行分析，算出喷头喷出的荧光粉胶量，喷头的运动轨迹以及灯管夹具的运动轨迹，输出给控制系统，控制系统通过控制操作系统完成荧光粉涂布的任务，同时，在整个荧光粉涂布过程中，测试系统随时对半成品灯管的光色进行监控，随时把测量到的半成品灯管参数反馈给分析系统，输出系统为正确操作做提示。

2.根据权利要求1所述的实现大功率LED荧光粉涂布在线自动控制光色的装置，其特征在于：所述装置的工艺流程如下：

①输入系统、识别系统和测量系统将半成品灯管参数、荧光粉胶参数、灯管所要求参数、支架特征参数和灯管夹具图像信息提供给分析系统；

②分析系统对半成品灯管参数、荧光粉胶参数、灯管所要求参数、支架特征参数和灯管夹具图像进行分析，算出喷头喷出的荧光粉胶量，喷头的运动轨迹以及灯管夹具的运动轨迹，输出给控制系统；

③控制系统通过控制操作系统完成荧光粉涂布的任务，同时，在整个荧光粉涂布过程中，测试系统随时对半成品灯管的光色进行监控，随时把测量到的半成品灯管参数反馈给分析系统；

④输出系统为正确操作做提示； 

⑤供电系统给各个系统提供合适的电源，保证各个系统正常工作。 

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