CN104169010B - 涂敷方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

(技术问题)提供将在常温下反应并随时间经过而增粘的涂料、和/或沉淀剧烈的不稳定的料浆等难以处理的涂料向附加价值高的LED和/或LED构件等被涂物涂敷的方法与装置。(技术方案)至少在向被涂物涂敷涂料前，通过设置于实质上不给测定带来影响的气氛中的高精密的测定器自动地测定，能够一边管理涂敷量一边生产，所以能够以高品质大量地且将制造成本抑制得较低地进行制造。

Description

涂敷方法以及装置
技术领域
本发明涉及将涂料涂敷于被涂物的方法，特别涉及将在粘合剂中混合有荧光体等固形微粒的料浆等涂敷于LED和/或LED构件等被涂物的方法与装置、进而有效地涉及含有溶剂等挥发成分的低粘度涂料的涂敷方法以及装置。另外,所谓本发明的涂敷包含连续的或断续的分配、喷墨、微帘供给(マイクロカーテン施予)、缝隙式喷嘴供给(スロットノズル施予)、雾化供给、喷涂等，其方法和/或装置没有限定。另外，被涂物的材质、形状等没有限定。
背景技术
在涂料中从其处理难易度与所追求的均匀性的附加价值来看，能够将代表性的例子设为包覆LED的荧光体料浆。以往，作为白色发光LED的制造方法，通过分配器等将混合有至少一个YAG、TAG、二氧化硅系等荧光体与粘合剂的料浆分配给紫外线和/或蓝色发光二极管，或进一步添加溶剂等降低粘度、使用作为微颗粒产生装置的一种的超音波雾化装置和/或喷涂装置等向LED直接喷涂并包覆，或制作荧光板和/或薄膜等并将其包覆于LED。另外，制作被称为远程荧光粉的荧光片并将其粘贴于从LED离开的位置。
在专利文献1中提出了下述方法：将料浆在循环装置中循环，通过压缩空气使含有荧光体的料浆按螺旋状旋转而喷涂涂敷到加热了的LED芯片上，使其附着于通过一般的喷涂方法难以涂敷到的LED的侧壁上来制造LED。
在专利文献2中提出了下述方法：在LED芯片上包覆聚硅氧烷等粘合剂并使其固化，在其上涂敷由荧光体、粘合剂和溶剂构成的料浆，根据需要在其中混合扩散件等以测定色温并判定是否合格、同时进行层叠。
在专利文献3中提出了如下方法：应用日本特开2004-300000使由荧光体、粘合剂与溶剂构成的粘度为0.1至200厘泊的料浆在2个筒体之间移动，同样地应用日本特开昭59-281013的空气脉冲喷涂，另外使喷涂流旋转向芯片重复涂敷几次所述料浆。
在专利文献4提出了如下装置：从容器经由螺旋阀等计量装置从分配要素(针)分配事实上100厘泊(100mPa.s)以上的粘性物质，接受并计测计量器所计量的量的粘性物质而调整机器人的移动速度和/或粘性物质从针排出的排出速度。
非专利文献1等中公开那样的使用分配器的方法，向装配于不是高功率的炮弹型LED和/或TV和/或PC的背光源用LED等的盖的内侧的芯片充填所述料浆，多针对大量生产而采用。
但是，在专利文献1的方法中，可靠地使含荧光体微粒的料浆循环，所以与一般的装置相比较，荧光体微粒不易沉降、具有理想的一面，但回路为大型贿赂，需要涂敷所需材料的数倍至20倍左右的高价的材料。另外，回路复杂，所以回路所到之处产生微小的沉淀和/或堵塞，导致涂敷量不稳定。
在专利文献2中公开了如下方法：在将粘合剂包覆于LED芯片并使其固化后，在其上通过空气喷涂方法涂敷并层叠含荧光体的料浆。另外，在加工的途中计测色温，仅在合格的情况下才允许进入下一工序。但是，为了在生产线上且在每一层测定色温，需要复杂的工序与高价的装置。另外，不得不逐一处理LED芯片，所以过度花费时间。
在专利文献3中，能够通过少量的材料高效率地循环，所以适于R&D、和/或希望进行中等程度的生产的情况。但是，如果将加压空气设定得较低而减慢循环速度，则产生沉淀，另外如果提高空气压而加快循环，则在料浆上附有超过需要的壳体、粘度随时间经过而下降，所以具有涂敷量增加的倾向，因此一边频繁地通过手动反复进行重量检查一边进行向工件的涂敷作业。
另一方面，在使用非专利文献1等的简易装置通过分配器等涂敷由无溶剂的聚硅氧烷等粘合剂与荧光体微粒构成的料浆的情况下，使粘度比较高，所以具有不易沉淀的倾向，但随时间经过仍会沉降，因此多采用更容易管理涂敷重量的小型螺旋泵和/或柱塞泵等容积泵式。可是，每单位容积的比重也伴随着沉淀而变化，所以产生了品质的偏差。为了尽可能提高品质，尝试一边在涂敷室内应用专利文献4而通过计量器来确认重量一边进行涂敷作业，但在通过喷涂方式等涂敷含溶剂等挥发成分的料浆的情况下，需要进行涂敷室内的吸排气且喷涂室门附近的面风速需要为0.4米/秒，所以高速的风的流动会给测定器带来负面影响，另外喷涂流等会碰撞计量皿等，所以仍让存在问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005－152811
专利文献2:日本特开2010－119945
专利文献3:TW201034759A1
专利文献4:日本特开平11－513607
非专利文献
非专利文献1:武藏工程手册(武蔵エンジニアリングカタログ)
发明内容
发明要解决的课题
特别是在将荧光体包覆于照明用高功率LED的情况下，LED包覆荧光体膜厚越薄，从LED表面到空中或模铸了的透镜的距离越短，所以性能越良好。因此，与远程荧光粉方式相比，带荧光体的LED的性能更高。因此，粘合剂作为用于使荧光体附着于LED的手段而使用，仅仅如此，所以向LED的紧贴性越少越好。从耐久性和/或色牢度的方面来看，现状是所述粘合剂从环氧树脂系向润湿性差的聚硅氧烷系树脂转变。另外，也提出了如下方法：在一部分使用由溶胶凝胶法等产生的液状玻璃并最终使其固化而提高耐热性、使其不变色。但是，即使是喷涂法，如果湿式地较厚地进行包覆，则如上所述在芯片上面的端部也作用粘合剂和/或芯片表面的表面张力和/或界面张力而产生收缩现象、变薄，产生品质问题。另外，关于侧壁也发生如上所述的现象、特别是各空间内的色温偏差较大，在业界为了解决该问题，相关各公司去除了刮板棱边。
但是，如上所述聚硅氧烷粘合剂在芯片上难以润湿，所以需要通过电晕、等离子、帧处理(フレームトリートメント，frametreatment)等对芯片的表面改性以提高润湿性，或强行润湿并使其找平，或应用这两种方法。但是，如果以湿式将低粘度的料浆设为厚膜，则在边缘和/或侧壁产生下垂而难以维持该部位所要求的涂膜。
另一方面，如果每次多层涂敷都使其干燥，则虽然这些课题得到了解决，但是与涂敷的时间相比，被涂物的装拆时间和/或干燥时间、通过手动测定涂敷重量等间接所需的时间变得很长，生产率极差。
假设能够自动地测定涂敷重量，在例如1层涂敷的情况下，在涂敷重量少的情况下能够对进行校正涂敷，但在涂敷重量过多的情况下产生产品不良。在2至3层涂敷的情况下，即使针对涂敷量不稳定的料浆和/或低粘度的料浆使用容积式泵，在最终涂敷工序中变得不良的概率也很高。因此，涂敷于实际的被涂物并直接测定重量的方法，风险极高。
因此，薄膜且多层涂敷在这些应用中不可欠缺，但虽说如此如果使用在固化时体积收缩少的5000mPa·s(5000厘泊)优选为数万mPa·s(厘泊)以上的高粘度聚硅氧烷等粘合剂，则料浆的粘度升高，所以不能通过高速喷出点状的小液滴涂敷分配和/或喷墨或喷涂等方法设为微颗粒而涂敷。不仅如此，如果使用如上所述那样的高粘度的聚硅氧烷，则由于缺少流动性，几乎不可能将料浆内的荧光体的比例设为按重量比计为30％以上优选为50％以上。
因此，作为降低粘度的方法使用有机溶剂的方法是现实可取的。但是，如果将有机溶剂添加于所述料浆而使粘度为100mPa·s(厘泊)以下优选为50mPa·s(厘泊)以下，则荧光体的沉降剧烈，在一般的分配器和/或喷墨或喷涂装置中几乎不可能将涂敷量相对于设定值设为例如±5％优选为±1.5％。
用于解决课题的技术方案
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的目的在于提供性能比以往方法远远优异且生产率高的涂敷方法与装置以及通过该涂敷方法与装置生产出的LED等产品。另外，提供即使是使用了有机溶剂的料浆等、通过同时使用本发明拥有权利的PCT/JP2011/050168的方法也能够十分安全以及卫生地大幅度降低生产成本的涂敷方法与装置。
为了解决上述课题，本发明提供一种液体的涂敷方法，是在有气流的场所用涂敷器向被涂物涂敷涂料的方法，其特征在于：包括第一工序和第二工序，所述第一工序是在向所述被涂物的涂敷前用所述涂敷器向涂敷重量测定用物体涂敷所述涂料的工序，所述第二工序是将被涂敷了的所述涂敷重量测定用物体自动地移动到露出或设置有重量测定器的计量部的至少一部分且不影响重量测定的气流的气氛下的重量测定室并进行重量测定的工序，在处于预先确定的涂敷重量范围之时、或在处于涂敷重量范围外之时在对涂敷条件进行校正后，用所述涂敷器向所述被涂物涂敷。
为了解决上述课题，本发明提供一种涂敷方法，其特征在于：在向所述被涂物的涂敷结束后，再度自动地进行涂敷重量测定在确认了涂敷量后，向干燥装置移动。
为了解决上述课题，提供一种涂敷方法，其特征在于：在至少连接于排气管并具有气流的涂敷室内进行向所述涂敷重量测定用物体的涂敷，向该涂敷重量测定用物体的涂敷位置与所述涂敷重量测定室相邻。
为了解决上述课题，优选：使所述涂敷器与所述被涂物相对移动，所述涂敷器能够选择脉冲性地涂敷的分配器、喷墨装置、微颗粒产生涂敷装置中的至少一个。
为了解决上述课题，优选：所述涂敷条件校正选择涂料压力、所述涂敷器与被涂物的相对速度、涂敷间距、脉冲循环、单次涂敷时间、流路面积中的至少一个。
为了解决上述课题，优选：所述被涂物为LED或LED构件，所述涂料为至少包含荧光体与粘合剂的料浆。
为了解决上述课题，提供一种涂敷方法，其特征在于：所述涂敷器为微颗粒产生装置，在向所述涂敷重量测定物体涂敷所述料浆并在所述涂敷重量测定室进行涂敷重量测定后，所述微颗粒产生涂敷装置与LED或LED构件相对地进行间距移动，每涂敷至少一层就将间距的相位错开而进行涂敷。
为了解决上述课题，提供一种涂敷方法，其特征在于：所述微颗粒产生装置为空气喷涂装置，该空气喷涂装置的前端喷出部与LED或LED构件能够调整为5至80毫米的距离，并且以2至15毫米的间距相对移动，每涂敷一层就将相位错开0.1至7.5毫米并且进行涂敷。
为了解决上述课题，提供一种LED或LED构件的制造方法，其特征在于：所述料浆是按重量比计所述荧光体的比例比所述粘合剂大且含有溶剂的料浆，粘度为1至100mPa·s(1至100厘泊)的范围。
为了解决上述课题，提供一种涂敷方法，其特征在于：采用循环装置使所述料浆循环，或使其在二个以上的小型容器之间移动以防止荧光体的沉降。
为了解决上述课题，优选：以1至50赫兹的循环向所述涂敷重量测定用物体以及被涂物脉冲性地进行涂敷。
为了解决上述课题，提供一种涂敷装置，是在至少连接于排气管的涂敷室内用涂敷器向被涂物涂敷涂料的装置，其特征在于：包括第一工序与第二工序，所述第一工序是在向所述被涂物的涂敷前在所述涂敷室内用所述涂敷器向涂敷重量测定用物体涂敷所述涂料的工序，所述第二工序是将被涂敷了涂料的所述涂敷重量测定用物体自动地移动到与所述涂敷室相邻且露出或设置有重量测定器的计量部的至少一部分的涂敷重量测定室并进行重量测定，在为预先确定的范围的涂敷重量之时，开始向被涂物涂敷的工序。
为了解决上述课题，提供一种装置，其特征在于：在所述涂敷室与所述涂敷重量测定室间的分隔壁的开口设置有能够自动开闭的闸门，该闸门自动地在涂料的涂敷时以及重量计测时关闭、在所述涂敷重量测定用物体的移动时打开。
为了解决上述课题，优选：在所述涂敷重量测定器的上部的计量部，作为该计量部的一部分设置有细而轻的支座。
为了解决上述课题，提供一种装置，其特征在于：所述涂料为包含荧光体与聚硅氧烷溶液的料浆，所述涂敷器为脉冲性地喷涂的空气喷涂装置，所述被涂物为LED或LED构件，所述空气喷涂装置与所述LED或LED构件，相对地间距移动而进行涂敷、以每涂敷一层就使所述空气喷涂装置与所述LED或LED构件偏移的方式涂敷多层。
发明的效果
如上所述，本发明的涂料的涂敷方法以及装置能够在不受到干扰影响的涂敷重量测定室自动地进行涂敷重量测定，基于该数据对被涂物进行涂敷，所以能够高效地制造出高品质的产品。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的涂敷装置的从正面所见的概略剖视图。
图2是本发明的实施方式所涉及的涂敷装置的概略俯视图。
图3是本发明的实施方式所涉及的重量测定器的从侧面所见的概略剖视图。
图4是本发明的实施方式所涉及的重量测定器的从侧面所见的概略剖视图。
图5是本发明的实施方式所涉及的重量测定部的概略俯视图。
图6是向本发明的实施方式所涉及的重量测定物体的第一涂敷概略图。
图7是向本发明的实施方式所涉及的重量测定物体的第二涂敷概略图。
图8是本发明的实施方式所涉及的涂敷重量物体处理托架前端部的概略剖视图。
图9是本发明的实施方式所涉及的涂敷重量物体处理托架前端部的概略主视图。
图10是本发明的实施方式所涉及的脉冲的涂敷循环的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外，以下的实施方式只不过是用于使发明的理解变得容易的一例，在不脱离本发明的技术思想的范围内，并不排除实施能够由本领域技术人员实施的附加、置换、变形等。
附图概略地表示了本发明的优选实施方式。
图1以及图2表示了本发明的实施方式所涉及的涂敷装置，图1是该涂敷装置的从侧面所见的剖视概略图、图2是俯视概略图，图3至图9是重量测定部的详细图，图10是脉冲循环的流程图。
在图1以及图2中，在涂敷室1内的涂敷器5的上游具有未图示的进气或供气部，在被涂物3的下游具有排气部18。排气部8通常连结于装置外部的排气风扇，当排气风扇工作时在涂敷室1内产生理想的风的流动。在开始向被涂物的涂敷前，从通过涂敷室1与涂敷重量测定室2间的开闭装置9闸门10打开了的开口部19将放置有重量测定物体4的处理托架向涂敷室的所希望的位置移动。从位于上游的涂敷器5向放置于处理托架7的前端部的板和/或容器形状等的重量测定物体4涂敷涂料，返回到涂敷重量测定室，将闸门关闭而测定总重量。
重量测定物体4已预先测定，所以通过使用例如能够进行外部通信且最小显示为0.1毫克的A&D公司的计量器AD－4212B－101与市售的工业用计算机和/或软件等而通过序列发生器简单地处理并进行涂敷重量的显示，能够自动地输出合格与否的信号。
被涂物(LED、LED构件等)3放置于被涂物载置单元6，并通过未图示的第2驱动源与第2驱动轴11而移动。涂敷器5固定于托架17，托架7连结于第3驱动源16与第15驱动轴6并上下移动。进而第3驱动轴15固定于与第2驱动轴11正交运动的第1驱动轴14，所以涂敷器5能够正交移动，放置于被涂物载置单元6的被涂物3能够进行间距输送，所以能够在各驱动轴的行程范围内均匀地涂敷。当然也能够进行相对于所述“横涂敷”使涂敷器间距移动并使被涂物载置单元连续移动而涂敷的“纵涂敷”。另外，也能够交替地反复进行“横涂敷”和“纵涂敷”。通过涂敷器5在被涂物11上涂敷一层涂料，另外为了更均匀地涂敷，一边在每层使相位错位(偏移)一边涂敷多层，通过手动或自动向干燥区等下一工序移动。
在图2中，处理托架7能够通过90度旋转且上下升降的装置而自动地从涂敷室移动到涂敷重量测定室2。移动单元不特别限定是前后移动还是旋转等，即使不使用多轴和/或多关节机器人等高价的装置，能够使用低价的旋转或上下移动的气缸。
实施例
在图3至图8中对本发明的实施例进行说明。
在图3中，在重量测定器30的测定物承接件31之上放置有容易轻轻地接受涂敷重量测定用物的支座40。在重量测定器的上部移动的处理托架7上加工有比支座40的宽度宽的槽。使处理托架7缓慢下降，使涂敷重量测定物体4软着陆于支座40的上面。涂敷测定用物体既可以是金属和/或陶瓷制的板，或也可以是小型容器。在涂敷了涂料后、使下一次以后的计量的涂料堆积，特别是在使用溶剂的料浆中能够再利用该涂料。
在图4中在使涂敷重量测定用物体软着陆于支座的上部后，处理托架下降直至与重量测定物体完全分离，开始进行重量测定。
在图5中，在处理托架7上仅单纯地载置重量测定物体4，尤其是能够使得处理托架不会与重量测定物体的形状一致地进行加工、不会因振动等而移动。
图6从涂敷器5向涂敷重量测定用物体通过喷涂流50一点多次涂敷。喷涂喷出部与涂敷重量测定物的距离为与向被涂物的涂敷相同的距离即可，如果短则不会受到风的影响，所以更好。涂敷时间的长度不受限定，但考虑到涂料的成本，优选，以尽可能短的时间少量涂敷。从该点来看，优选最少测定为能够测定到0.1毫克。但是，在该情况下由于较少的风的流动等干扰而受到影响，所以也双重地使用例如一般的电子天平所具备的盒(box)等，特别是应该完全地遮挡测定时的风的流动。
在图7中，一边使涂敷器移动一边向涂敷重量测定用物体如图10那样脉冲性地进行涂敷。特别是，如果将用有机溶剂稀释了的涂料在一点上重叠，则有机溶剂难以蒸发，所以难以高精度地测定。另外，如果荧光体料浆节流则会产生喷嘴堵塞等，但如果能够用例如1至30赫兹(每1分钟60至1800循环)的脉冲进行涂敷，则能够解决该问题，所以与重量测定同样地适于向被涂敷物的涂敷。
图8、图9将支撑托架的前端设为C型而使得涂敷重量测定用物体不会向左右错位。特别是对于具有冲击的脉冲性喷涂，喷涂微粒通过该脉冲性振动波而移动，所以具有也能够向凹部和/或例如LED的台阶部和/或角落等可靠地附着的优异的优点。相反地仅载置的板等有时用振动波而移动。在该情况下重要的是使其在前后也不移动。
工业应用前景
根据本发明，即使是流量不稳定的涂料，也自动地至少在涂敷前测定涂敷量而后进行向被涂物的涂敷，所以不但能够得到稳定的品质还能够提高生产率。
附图标记说明
1：涂敷室2：涂敷重量测定室3：被涂物
4：重量测定物体5：涂敷器6：被涂物载置单元
7：处理托架8：升降装置9：开闭装置
10：闸门11：第二驱动轴12：带
13：第一驱动源14：第一驱动轴15：第三驱动轴
16：第三驱动源17：托架18：排气部19：开口部
20：涂料30：重量测定器31：计量皿40：支座

Claims (5)

1.一种涂敷方法，是在有气流的场所用涂敷器向被涂物涂敷涂料的方法，其特征在于：
包括第一工序和第二工序，
所述第一工序是在向所述被涂物的涂敷前用所述涂敷器向涂敷重量测定用物体涂敷所述涂料的工序，
所述第二工序是将被涂敷了的所述涂敷重量测定用物体自动地移动到露出或设置有重量测定器的计量部的至少一部分且不影响重量测定的气流的气氛下的重量测定室并进行重量测定的工序，
在处于预先确定的涂敷重量范围之时、或在处于涂敷重量范围外之时在对涂敷条件进行校正后，用所述涂敷器向所述被涂物涂敷。
2.根据权利要求1所述的涂敷方法，其特征在于：
在向所述被涂物的涂敷结束后，再度自动地进行涂敷重量测定在确认了涂敷量后，向干燥装置移动。
3.根据权利要求1或2所述的涂敷方法，其特征在于：
在至少连接于排气管并具有气流的涂敷室内进行向所述涂敷重量测定用物体的涂敷，向该涂敷重量测定用物体的涂敷位置与所述涂敷重量测定室相邻。
4.一种涂敷装置，是在至少连接于排气管的涂敷室内用涂敷器向被涂物涂敷涂料的装置，其特征在于：
包括第一工序与第二工序，
所述第一工序是在向所述被涂物的涂敷前在所述涂敷室内用所述涂敷器向涂敷重量测定用物体涂敷所述涂料的工序，
所述第二工序是将被涂敷了涂料的所述涂敷重量测定用物体自动地移动到与所述涂敷室相邻且露出或设置有重量测定器的计量部的至少一部分的涂敷重量测定室并进行重量测定，在为预先确定的范围的涂敷重量之时，开始向被涂物涂敷的工序。
5.根据权利要求4所述的涂敷装置，其特征在于：
在所述涂敷室与所述涂敷重量测定室间的分隔壁的开口设置有能够自动开闭的闸门，该闸门自动地在涂料的涂敷时以及重量计测时关闭、在所述涂敷重量测定用物体的移动时打开。
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