CN102441511B - 用于led封装的容积式定量点胶系统、装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LED封装的容积式定量点胶系统、装置及方法，其中，包括一定量阀装置，以及一称重模块，和控制器；所述定量阀装置设置在一料筒下方，并具有一连通该料筒的入胶口；所述定量阀装置的出胶口连接一点胶头；所述定量阀装置包括一容腔套管，以及在该容腔套管中设置的一推杆和一用于在所述入胶口和所述出胶口之间切换启闭的连接杆；所述推杆由一直线电机驱动；所述控制器通过所述称重模块测量所述直线电机驱动所述推杆的步数与点胶胶量的关系，并指令控制所述每点点胶量的步数。本发明用于LED封装的容积式定量点胶系统、装置及其方法由于采用了定量阀和称重控制，实现点胶量恒定，保证产品的光色稳定性。

Description

用于LED封装的容积式定量点胶系统、装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种机械系统、装置及其方法，尤其涉及一种白光LED高粘度胶水封装专用设备上使用的容积式定量点胶系统及其定量阀装置和方法。

技术背景

在LED封装行业，白光LED是最被看好的LED新兴产品，其在照明市场的发展潜力值得期待。但其光色稳定性的不可控制极大地制约了白光LED的发展。因此，光色、光效率、光衰等问题的解决成为LED制程中几大关键要素。对光色的稳定性，关键在于有效控制胶水在每个LED量杯内的成份均匀和胶量恒定问题。

传统封装的白光LED中，荧光胶通常采用环氧树脂绝缘胶或硅胶，但由于硅胶配粉的白光LED寿命明显比环氧树脂长，所以大部分客户现在都使用硅胶；硅胶的沉淀率非常低，成份比较均匀，重量也比较一致。所以亟待解决的是有效控制胶水在每个LED量杯内的胶量恒定问题。

当前白光LED生产厂商对同一批次的LED胶量要求控制在一定范围内，而胶水的物理化学性能会因混合时间或混合容器的大小等环境变化，即使受到压力不变，流出腔体的量也会有所变化，因此导致同一批次LED量杯内每一点的胶量都会有所变化，使最终生产出的白光LED光色稳定性差，产品合格率不高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于LED封装的容积式定量点胶系统、装置及其方法，解决高粘度胶水在每个LED量杯内的量恒定问题，从而提高光色的稳定性。

本发明的技术方案包括：

一种用于LED封装的容积式定量点胶系统，其中，包括一定量阀装置，以及一称重模块，和控制器；所述定量阀装置设置在一料筒下方，并具有一连通该料筒的入胶口；所述定量阀装置的出胶口连接一点胶头，并在该点胶头的下方设置所述称重模块；所述定量阀装置包括一容腔套管，以及在该容腔套管中设置的一推杆和一用于在所述入胶口和所述出胶口之间切换启闭的连接杆；所述推杆由一直线电机驱动；所述控制器通过所述称重模块测量所述直线电机驱动所述推杆的步数与点胶胶量的关系，并指令控制所述每点点胶量的步数。

所述的容积式定量点胶系统，其中，所述连接杆设置具有一斜面的顶端，并通过旋转该连接杆实现所述入胶口和所述出胶口的启闭切换。

所述的容积式定量点胶系统，其中，所述入胶口与所述出胶口相对设置。

一种用于LED封装的容积式定量点胶系统定量阀装置，其中，包括一容腔套管，以及在该容腔套管上设置的入胶口和出胶口，所述入胶口用于连接一料筒，所述出胶口用于连接一点胶头，以及在该容腔套管中设置的一推杆和一用于在所述入胶口和所述出胶口之间切换启闭的连接杆；所述推杆由一直线电机驱动。

所述的容积式定量点胶系统定量阀装置，其中，所述连接杆设置具有一斜面的顶端，并通过旋转该连接杆实现所述入胶口和所述出胶口的启闭切换。

所述的容积式定量点胶系统定量阀装置，其中，所述入胶口与所述出胶口相对设置。

一种如上所述系统的用于LED封装的容积式定量点胶方法，其包括以下步骤：

A、由控制器控制直线电机驱动定量阀中的推杆移动，记录其移动的步数；

B、由称重模块对点胶胶量进行测量，并与步数对应；判断点胶胶量与LED封装所需胶量的差异，并相应调整每点点胶胶量的步数，并依调整后的点胶胶量进行点胶封装。

所述的方法，其中，所述步骤B还包括：

判断所述直线电机的步进点胶量的平均值，并与预先设定的标准值进行比对，如平均值小，则通过控制增加每点所述直线电机的步数增加下一次的点胶量；如平均值大，则通过控制减少每点所述直线电机的步数来减少下一次的点胶量。

本发明所提供的一种用于LED封装的容积式定量点胶系统、装置及其方法，由于采用了定量阀和称重控制，实现了逐滴控制LED封装时的点胶容量，可将混合了荧光粉的高粘度胶水通过定量阀点到已完成焊线的LED芯片上，再结合称重装置测量胶水重量（以下简称胶量）后通过软件反馈给控制器加以调整阀的点胶参数，从而实现点胶量恒定，保证产品的光色稳定性。

附图说明

图1为本发明用于LED封装的容积式定量点胶系统的整体结构示意图。

图2为本发明用于LED封装的容积式定量点胶系统的定量阀工作状态整体结构示意图。

图3a-图3d分别为本发明定量阀进出胶时的三相旋转连接杆动作示意图。

图4为本发明用于LED封装的容积式定量点胶系统定量阀中连接杆的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行更为详细的说明。

本发明用于LED封装的容积式定量点胶系统及其装置较佳实施例中，其系统包括一定量阀结构110、一称重模块120和一控制器130，如图1所示，所述定量阀110是将混合了荧光粉的胶水逐滴点加到已完成焊线的LED芯片上，并通过控制器130的信号控制，调整直线电机111的前进步数，如图2所示，以实现点胶量的恒定。

所述称重模块120设置在所述定量阀110下方，可实现对定量（由客户从软件界面指定）的胶水进行重量检测，再将检测出的数据传递给控制软件，通过软件计算、对比后，最终将发送步数信号给控制器，由所述控制器130接收到软件131的步数指令后，再对直线电机进行步数调整。

具体来说，料筒140中胶液连通到定量阀110，通过该定量阀110中的胶液由所述直线电机111驱动挤压，并由所述称重模块120进行称重，将得到的重量数据与直线电机111的前进步数进行相除，从而得到每步的胶液挤出量，并针对不同型号的LED封装芯片所需要的胶液量，由软件和所述控制器130确定加工所需要的步数，即点胶的胶液量。

为保证准确度，可以进行多次测量，以获取更为均衡和准确的控制数据，这个过程可以在本发明点胶系统的调试过程中实现。并且，由于在加工过程中可能存在其他环境参量要求，例如LED型号、机器磨损等导致系统的准确度下降，此时，可以再进行上述称重和测量过程，进行重新校正。

本发明点胶系统的关键是定量阀装置的改进，其结构如图3a至图3d所示，其包括一容腔套管112，在该容腔套管112上设置有一入胶口113，通过连接结构例如密封头和胶管等与所述料筒140连通，以便将混有荧光粉的胶液从料筒接入；并在所述容腔套管112上相对所述入胶口113的另一侧设置有出胶口116。在所述容腔套管112的两端分别设置有一可旋转的连接杆114，以及一可沿所述容腔套管112管腔方向左右移动的推杆115，所述连接杆114的前端设置具有一斜面117，如图4所示，所述连接杆114的旋转可以在入胶口113和出胶口116之间进行启闭切换，同时配合所述推杆115可以实现胶液的定量出胶。

所述定量阀110的工作原理：在接收到所述控制器130的控制信号后，首先通过一个步进直线电机111带动推杆115从料筒140内抽取胶水至封闭的金属密闭腔内，如图3a和图3b所示，此时所述连接杆114旋转保持在斜面117面向所述入胶口113的位置，从而保持入胶口113的开启状态，此时所述推杆115向右移动，将料筒140内的胶液利用负压原理抽入所述容腔套管112内。然后再关闭金属密闭腔与料筒接口即入胶口113，如图3c和图3d所示，此时所述连接杆114旋转并保持在其斜面117面向出胶口116的位置，保持出胶口开启的同时关闭所述入胶口113，此时所述推杆115向内挤压，可将容腔内的胶液从出胶口中挤出，例如挤出并通过转接结构连接到点胶头上去。

本发明通过一个三相接头旋转连接杆的翻转，接通金属密闭腔与出胶口，再通过步进直线电机前进挤出要求的胶量，当高粘度胶水落入LED量杯后，称重系统就会量测出上方胶水重量，并将数据反馈给控制软件，由控制软件通过计算得出所述直线电机的步进点胶量的平均值，并将该值与客户事先设定好的标准值进行比对，如平均值小，则通过控制增加每点所述直线电机的步数增加下一次的点胶量；如平均值大，则通过控制减少每点所述直线电机的步数来减少下一次的点胶量。

本发明的调整非常方便，不同于现有技术的点胶系统中依靠经验值和模拟算法的方式，可以通过控制软件的数据计算最终形成更为精确的控制。由于荧光粉胶量是光色稳定的一大关键因素，因此，通过这种方法有效控制胶量，可使本发明系统和方法生产出同一批次的白光LED胶量变动控制在一定范围内，提高产品的合格率。

由于胶水重量单位非常小，常规仪器无法准确测量，本发明系统中的称重模块采用量程为60～220毫克、精度为0.1毫克的高精密电子称，可确保测量的准确性。

同时，操作者根据自己的需要，在控制软件上可设定好标准值及称重点数，再启动点胶阀进行点胶，设定的点数点完后，点胶阀停止工作，通过称重模块将上侧实际重量再反馈给软件，利用控制软件通过总重量、点数以及直线电机的步数可计算出每点的平均值，再将平均值与标准值进行比对，如平均匀值小于标准值，软件通过控制器增加下一次点胶时电机的前进步数；如平均匀值大于标准值，软件通过控制器减小下一次点胶时电机的前进步数；重新设定参数，继续下一点的点胶，以此循环工作，客户可视需要随时进行测量和调整。本发明称重系统还可以在生产过程中同时起监测工作，以便随时调整点胶的胶量。

本发明所述控制器的用途包括：a.接收软件信号；b.通过软件信号指示对电机运作和气路进行控制。其原理采用常规的运动控制方式，并非本专利重点，在文中不加以详述。

本发明定量阀在入胶口和出胶口上分别设置有入胶口转接头、出胶口转接头，以及点胶头，通过点胶头最终封装到LED芯片上。本发明与传统阀体相比，其定量阀采用金属材质的密闭腔，要比其它材质的容器更能承受一定的压力负荷，使高粘度胶水流入和流出腔体时受到压力减到最小。再者，使用步进直线马达能够精确控制位移，避免误差，有效控制每个LED灯杯内的胶量，使其胶量保持在最小波动范围内。 

   本发明系统、装置和方法通过上述定量阀、称重系统与控制器的配合，得以实现点胶时的定量控制，从而有效解决了白光LED光色的稳定性问题。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的描述较为具体，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种用于LED封装的容积式定量点胶系统，其特征在于，包括一定量阀装置，以及一称重模块，和控制器；所述定量阀装置设置在一料筒下方，并具有一连通该料筒的入胶口；所述定量阀装置的出胶口连接一点胶头，并在该点胶头的下方设置所述称重模块；所述定量阀装置包括一容腔套管，以及在该容腔套管中设置的一推杆和一用于在所述入胶口和所述出胶口之间切换启闭的连接杆；所述推杆由一直线电机驱动；所述控制器通过所述称重模块测量所述直线电机驱动所述推杆的步数与点胶胶量的关系，并指令控制所述每点点胶量的步数；

所述连接杆设置具有一斜面的顶端，并通过旋转该连接杆实现所述入胶口和所述出胶口的启闭切换；

所述入胶口与所述出胶口相对设置；

所述定量阀装置通过将所述连接杆旋转保持在其斜面面向所述入胶口的位置，从而保持入胶口的开启状态，向右移动所述推杆，将料筒内的胶液抽入所述容腔套管内；再将所述连接杆旋转并保持在其斜面面向出胶口的位置，从而在保持出胶口开启的同时关闭所述入胶口，向内挤压所述推杆，将容腔套管内的胶液从出胶口中挤出。

2.一种用于LED封装的容积式定量点胶系统定量阀装置，其特征在于，包括一容腔套管，以及在该容腔套管上设置的入胶口和出胶口，所述入胶口用于连接一料筒，所述出胶口用于连接一点胶头，以及在该容腔套管中设置的一推杆和一用于在所述入胶口和所述出胶口之间切换启闭的连接杆；所述推杆由一直线电机驱动；

所述连接杆设置具有一斜面的顶端，并通过旋转该连接杆实现所述入胶口和所述出胶口的启闭切换；

所述入胶口与所述出胶口相对设置；

所述定量阀装置通过将所述连接杆旋转保持在其斜面面向所述入胶口的位置，从而保持入胶口的开启状态，向右移动所述推杆，将料筒内的胶液抽入所述容腔套管内；再将所述连接杆旋转并保持在其斜面面向出胶口的位置，从而在保持出胶口开启的同时关闭所述入胶口，向内挤压所述推杆，将容腔套管内的胶液从出胶口中挤出。

3.一种如权利要求1所述系统的用于LED封装的容积式定量点胶方法，其包括以下步骤：

A、由控制器控制直线电机驱动定量阀中的推杆移动，记录其移动的步数；

B、由称重模块对点胶胶量进行测量，并与步数对应；判断点胶胶量与LED封装所需胶量的差异，并相应调整每点点胶胶量的步数，并依调整后的点胶胶量进行点胶封装；

通过将所述连接杆旋转保持在其斜面面向所述入胶口的位置，从而保持入胶口的开启状态，向右移动所述推杆，将料筒内的胶液抽入所述容腔套管内；再将所述连接杆旋转并保持在其斜面面向出胶口的位置，从而在保持出胶口开启的同时关闭所述入胶口，向内挤压所述推杆，将容腔套管内的胶液从出胶口中挤出。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

判断所述直线电机的步进点胶量的平均值，并与预先设定的标准值进行比对，如平均值小，则通过控制增加每点所述直线电机的步数增加下一次的点胶量；如平均值大，则通过控制减少每点所述直线电机的步数来减少下一次的点胶量。

Images