随着照明行业的发展,高效环保的大功率白光LED光源成为新的热门研究方向。涂覆技术是LED封装过程中重要一环,荧光粉胶涂覆是否均匀一致直接影响LED的发光效果。但是在实际涂覆过程中,由于无法精确控制涂覆厚度、形状和位置,经常会出现涂覆面过薄或过厚、涂覆区域漏涂或溢出等问题,最终导致出光效果的不一致,因此对涂覆过程进行建模和控制至关重要。涂覆过程涉及多个环节,且荧光粉胶为非牛顿流体,具有复杂的流变特性和较强的非线性动态特性,目前难以建立一个通用准确的过程控制模型。实现稳定的均匀涂覆已经成为LED封装过程中亟待攻克的难题,因此本文从建模与控制的角度研究LED封装过程中的精确涂覆问题,主要工作如下:(1)涂覆过程关键技术综述。本文介绍了研究背景,并对涂覆过程涉及的涂覆方法、过程建模与控制等关键技术进行了相应阐述。(2)涂覆过程分析。从涂覆系统以及涂覆材料特性出发,分析了荧光粉胶的流变特性以及影响涂覆厚度和均匀性的相关因素,为后续涂覆过程建模与控制提供理论依据。(3)流体建模与数值仿真研究。采用运动简化和有限元方法对典型流体在雾化喷头管内的流动进行建模分析,并用计算流体力学技术进行了数值仿真,重点分析喷头内径和长度、雾化压力,供料压力对流体流速的影响。(4)涂层厚度实验建模研究。首先以预测涂层厚度和提高均匀度为目标设计实验,分别对雾化气压,供料气压、涂覆时间等变量的影响效果进行研究。其次分别采用回归分析和神经网络分析进行建模。然后验证并对比两种建模方法的预测精度。最后基于测量的厚度和相关假设推导出涂覆量估计公式,为荧光粉涂覆过程提供参数调节及控制的依据。(5)涂覆系统过程控制。由于复杂的模型形式难以直接用于设计控制器,考虑到环境因素的影响,本文将雾化涂覆控制过程分为两步:先对胶体粘度进行稳定跟踪控制,然后针对涂覆量设计补偿控制系统,通过调整系统关键参数从而提高涂覆效果。