[发明专利]一种荧光粉涂覆厚度的控制方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种涂覆厚度控制方法，尤其涉及一种荧光粉涂覆厚度的控制方法。

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。而荧光粉涂覆的厚度不均是造成白光LED角向色温差异的主要原因。目前，大功率LED荧光粉涂覆工艺主要是用点胶法和喷涂法两种方法实现的，而这两种传统控制方法都无法保证在大规模的工业生产下，每一次荧光粉涂覆量的一致性，即荧光粉层的涂覆厚度每一次都有细微差别。从而使得生产出的大功率白光LED无法有效提高白光LED封装的热阻分散性、色品一致性、出光效率等封装质量。因此，人们希望有一种新荧光粉涂覆厚度的高精度控制方法问世，它能够克服上述缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种荧光粉涂覆厚度的高精度控制方法，在传统涂覆厚度控制方法上加入使用激光三角测量法所得到的LED芯片荧光粉层的厚度分布反馈与荧光粉涂覆学习控制算法，精确控制所述的荧光粉喷头对大功率白光LED芯片模组荧光粉涂覆过程，从而达到所述大功率白光LED芯片模组中荧光粉层厚度的高精度控制。本发明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。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种荧光粉涂覆厚度控制方法，使用激光三角测量法所得到的LED芯片荧光粉层的厚度分布反馈与荧光粉涂覆迭代学习控制算法相结合，用于精确控制在各种LED芯片上涂覆的荧光粉层厚度，包括以下步骤：

1.1 控制荧光粉喷头移动到待涂覆LED芯片的正上方；

1.2 待步骤1.1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1.4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；

1.3 使用步骤1.2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；

1.4 待步骤1.3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1.2 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。

进一步的，所述的荧光粉喷头使用点胶喷头、雾化喷头、压电喷头荧光粉喷头，用于涂覆荧光粉胶。

进一步的，所述迭代学习控制算法包括以下步骤：

3.1 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：荧光粉喷涂时间初始控制参数、荧光粉胶雾化初始控制参数、荧光粉胶流速初始控制参数；

       3.2 根据步骤1.4中测出的上一次荧光粉层的厚度分布与步骤3.1中的设定涂覆厚度，计算出上一次荧光粉涂覆的涂覆误差；

       3.3 根据步骤3.2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、荧光粉胶流速参数修正量；

       3.4 由步骤3.1与步骤3.3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。

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：

4.1开启用于发射测量荧光粉涂覆厚度分布的激光光线的激光测距传感器，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；

4.2对步骤4.1所采集的两幅激光光斑图像用平滑滤波器进行滤波；

4.3对步骤4.2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；

4.4求取激光光斑各处的质心位置；

4.5采用激光三角法计算荧光粉涂层厚度分布。