CN103295035B - 一种rfid电子标签在线检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID电子标签在线检测方法，具体为：在对工位进行RFID芯片封装过程中，实时建立该工位内的RFID芯片ID号与标签位置的映射关系；工位封装完成后，同时读取该工位内的所有RFID芯片ID，将读取的RFID芯片ID与该工位内的RFID标签ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的ID，其对应的标签即为次品。本发明还提供了一种RFID电子标签在线检测装置，包括X向进给机构、Y向进给机构、读写器、处理器、打标机构、夹持机构以及屏蔽罩。本发明能同时完成多个标签读写与标记功能，适用于多行多列RFID标签在线检测，不仅能大幅提高检测效率，而且自动化程度高、稳定、可靠。

Description

一种RFID电子标签在线检测方法及装置

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID)电子标签技术领域，具体涉及一种RFID标签在线检测方法及装置。

背景技术

RFID标签生产中常用的倒装芯片(FlipChip)封装工艺包括基板输送、点胶、贴装、热压以及检测等工艺步骤，具体为：一、点胶器将适量的导电胶滴到RFID天线基板的焊盘上；二、贴装头拾取RFID芯片放置于天线基板的焊盘上；三、使用热压头使导电胶受压力和热的同时作用实现固化，以实现天线和基板的机械连接和电气连接；四、检测标签成品是否符合使用要求，并对次品进行标记。

在线检测装置是RFID电子标签生产线重要的组成部分，它能实现高效、准确的在线检测，及时反馈次品率，方便操作人员及时发现影响成品率的因素并排除。现有的RFID电子标签在线检测装置是对每一列标签分别配置一个读写器与打标装置，依次完成单行多个RFID标签在线检测，或是只配置一个读写器与打标装置，检测过程中需要移动至每一个标签的位置挨个对标签进行检测；前者是典型的硬件冗余的策略，但这并不能很好地适应基板上天线排布的多样性，难以降低生产成本；后者虽然克服了前者的不足，但也存在一个难题，即标签对读写器的干扰问题，也就是说在对一个标签进行读操作时，有可能读到的是其他标签的数据，这就需要对读写器或标签进行屏蔽，但这往往是困难的，甚至在标签间距很小时几乎是不可实现的。

专利CN202205221U提供了一种简易的RFID标签在线检测装置，通过调节放有RFID标签的移动座，依次使各RFID标签移动至检测装置上进行在线检测。这在一定程度上适用于单件小批量的生产模式，但在大批大量的生产中无疑制约了生产效率，难以降低生产成本。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种RFID标签在线检测方法，能同时对多个电子标签进行检测，适应基板上天线排布的多样性，提高了检测效率和准确率。

一种RFID电子标签在线检测方法，具体为：

在对工位进行RFID芯片封装过程中，实时建立该工位内的RFID芯片ID号与标签位置的映射关系；

工位封装完成后，同时读取该工位内的所有RFID芯片ID；

将读取的RFID芯片ID与该工位内的RFID标签ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的ID，其对应的标签即为次品。

进一步地，在读取工位内的所有RFID芯片ID之前还对工位进行屏蔽。

进一步地，将标签次品对应的工位号、芯片ID、标签行列号以及热压头写入次品日志文件。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明在封装设备拾片、贴片、热压、检测的过程中，实时建立和维护RFID芯片的ID号与标签行列号的映射关系表，检测过程中，读取所有标签的ID号进，若检测到某个ID缺失，则判定该ID对应位置上的标签为次品。由于检测对象是标签区域，而不是单个标签，这样，检测过程中就不需要移动至每一个标签的位置挨个对标签进行检测，很好地适应基板上天线排布的多样性，提高了效率，降低了生产成本。本发明无需逐一将RFID标签移动至检测装置，且完成的是标签的区域检测，非常适用于大批量的标签生产规模检测。进一步地，在读取检测区域内的所有标签ID号时，为防止别的标签干扰，本发明对整个检测区域进行屏蔽，相比对读写器或单个标签屏蔽，其容易实现，方便操作。

针对现有技术的缺陷，本发明的另一目的在于提供一种RFID标签在线检测装置，能同时对多个电子标签进行检测，适应基板上天线排布的多样性，提高了检测效率和准确率。

为实现上述目的，本发明提供了一种RFID电子标签在线检测装置，包括：

X向进给机构，用于调整读写器和打标机构在基板X向的位置；

Y向进给机构，位于X向进给机构上，用于调整打标机构在基板Y向的位置；

读写器，位于Y向进给机构上，用于同时读取检测工位内的所有RFID标签的ID；

处理器，其输入端连接读写器的输出端，打标控制输出端连接打标机构的控制端，X向进给控制输出端连接X向进给机构的控制端，Y向进给控制输出端连接Y向进给机构的控制端，用于存储工位内的RFID芯片ID号与标签位置的映射关系，将读取的RFID芯片ID与该工位内的RFID标签ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的ID，其对应的标签即为次品；控制X向进给机构和Y向进给机构将打标机构移位到次品位置，控制打标机构对次品标记；

打标机构，位于Y向进给机构上，用于标记次品；

夹持机构，位于检测工位的两端，用于夹持基板防止检测过程中的基板抖动。

进一步地，还包括屏蔽罩，用于将检测工位形成一个封闭的检测区域。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明检测装置，在封装设备拾片、贴片、热压、检测的过程中，后台实时建立和维护RFID芯片的ID号与标签行列号的映射关系表，检测过程中，读写器对检测区域内所有标签的ID号进行读取，若检测到某个ID缺失，则判定该ID对应位置上的标签为次品，控制系统驱动打标机构运动到相应位置进行标记。利用X向进给装置和Y向移动装置的综合作用实现打标机构在检测区域内对所有标签的全覆盖，适用于基于R2R模式的多行多列的大批量的RFID电子标签生产线的在线检测。读写器上设有X、Z向调整平台，用于确定读写器在检测域内的最佳工作点。进一步地，屏蔽罩与前后夹持机构配合形成一个封闭的检测域，避免检测区域外的标签对读写器的干扰。进一步地，前后夹持机构在检测过程中始终夹持基板，规避了生产线上其他模块工作过程中引起的标签柔性膜抖动对读写器的影响，也避免了打标过程中造成的震动对其他模块的不利影响。

附图说明

图1为RFID电子标签封装流程示意图；

图2为本发明RFID电子标签在线检测装置整体结构示意图。

图3为本发明检测装置的某个工位的检测流程图；

图4为本发明建立目标ID号与标签行列号映射表的流程图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

众所周知，RFID标签以其存储数据容量大、读取距离远、标签上数据可加密、存储信息更改自如等多种优点，广泛应用于如物流、药品监管、公共事业服务、畜牧业等多方面。而且其可靠的防伪性以及读取的快速性也是其逐步取代条形码的决定性因素。其防伪性主要在于每块RFID芯片都有一个唯一的ID号，这个ID是生产商固化在芯片内部的，无法改写。另外，条形码一次只能有一个条形码受到扫描，而RFID读写器可同时辨识、读取多个RFID电子标签。若在RFID电子标签生产中还是采用传统的类似于条形码的，依次读取单个标签的检测方式，无疑是低效的，不利于实际生产需要的。

在实际生产中，当发现次品时，需要精确定位到次品，并进行标记，但是目前的RFID技术在小间距的多行多列的标签生产中实现精确定位是十分困难的。然而利用标签ID号的唯一性就可以很方便地解决这个问题。传统的检测方式中，检测对象是未知的，在对A标签进行检测时有可能读到的是B标签的信息，这样就存在误检和漏检的风险。本发明的检测策略是对已知对象进行检测，即事先已知检测域内所有芯片的ID号与标签的对应关系，当未读到某个ID时，即证明该ID对应位置的标签是次品。

本发明中，在标签生产中需要实时建立和维护RFID芯片与电子标签位置的对应关系表。半导体芯片的生产，简单来讲，是将电路通过各种复杂的物理化学方法制作到晶圆上，在生产的最后阶段会进行不同电性功能的测试以确保产品的功能性，而利用这些测试结果再结合晶圆的形状所产生的图形就是晶圆图(WaferMap)。晶圆图是以芯片为单位的，将测试完成的结果用不同颜色、形状或代码标示在各个芯片的位置上。

每个芯片都需要生产厂商写入ID号，芯片生产完成后，该晶圆的ID分布即为已知，芯片出厂时厂家会提供每个晶圆的Map图，该Map图类似于晶圆图，它记录了该晶圆上芯片的分布规律，是标签生产设备拾取芯片时识别芯片好坏的唯一依据。应客户要求，厂家还可提供每个晶圆上芯片ID号的分布表。即结合ID分布表和Map图，即可在数据库中建立每个ID与基板每个工位内每个标签位置的映射关系表，如表1所示：

表1RFID芯片ID与标签位置的映射关系表

只要在生产过程中实时建立和维护这张表，在检测某个工位时便已知该工位上需要读到的ID与标签位置的对应关系，若某个ID缺失及说明该位置上的标签是次品。

工作过程中，读写器同时读取检测区域内的所有标签的ID号，检测软件自动记录测量值，为了增加可靠性，可反复读取多次。对某一个wafer盘而言，其上芯片的ID往往是一些按一定规律排布的复杂的字符串，对检测结果的合并、去重(删掉重复值)和排序有利于将测试结果与目标结果进行对比，节省软件资源，提高效率。反复读取多次后，将每一次的检测结果进行合并、去重和排序生成最终测试结果，然后将该测试结果与芯片ID与标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的ID，并自动查询芯片与标签位置的映射表，确定次品的行列号。

当发现次品时，控制系统驱动打标机构运动至该位置对次品进行打标，同时将该事件的工位号、芯片ID号、标签行列号写入日志文件。当在日志文件中发现某个热压头对应的标签连续5次出现次品，则报警显示该热压头异常。

当完成一项生产任务时，将芯片ID号与标签行列号的映射关系表以及次品日志文件作为该批标签的属性文件，用于对产品进行产品全生命周期管理。

针对RFID电子标签生产线的功能需求以及现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种RFID电子标签在线检测方案及装置，能同时对多个电子标签进行检测，记录次品位置，并对次品进行标记，自动化程度高，具有高效、准确、稳定和可靠等优点。

参见图2，本发明RFID电子标签在线检测装置，包括：

X向进给机构10，用于调整读写器和打标机构在基板进给方向的位置，实现检测域的全覆盖；

Y向进给机构11，位于X向进给机构上，用于调整打标机构在基板Y向的位置，以实现对次品打标；

X向和Y向进给机构的插补运动实现了打标机构对所有电子标签的全覆盖；

读写器8，位于Y向进给机构11上，分为上读写器和下读写器两部分，两个读写器并联工作，用于在线读取RFID标签的数据，以区分良品与次品；

打标机构7，位于Y向进给机构上，用于标记RFID电子标签次品；

夹持机构12，位于检测工位的前后两端，用于封闭屏蔽罩的开口并夹持基板，防止检测过程中基板抖动等不良影响，保证检测装置的稳定工作；

屏蔽罩9，用于在检测装置周围形成一个封闭的检测区域，防止检测区域外标签的干扰。

下面详细说明本发明检测过程。

参见图1，基于FlipChip封装工艺的封装设备包括基板输送、点胶、贴装、热压以及检测等工艺步骤，即：一、点胶器3将适量的导电胶滴到RFID天线基板的焊盘上；二、贴装头2从Wafer盘上拾取RFID芯片放置于天线基板的焊盘4上；三、使用上热压头5和上热压头6同时进行热压操作，使导电胶在压力和热的同时作用下进行固化，以实现天线和基板的机械连接和电气连接；四、屏蔽罩9在检测工位形成一个封闭区域，读写器8对该工位范围内的芯片的ID进行同时读取，将读取值与工位内的RFID标签ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的ID，其对应的标签即为次品，控制系统驱动打标机构7运动至该位置进行打标操作。

参见图3，为所述检测方案某个工位的工作流程图；读写器同时读取检测区域内的所有标签的ID号，检测软件自动记录测量值，为了增加可靠性，可反复读取多次，并将这些值进行合并、去重以及排序操作生成测试结果，然后将该测试结果与RFID标签ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定缺失的ID，其对应的标签为次品。控制系统驱动打标机构运动至该位置对次品进行打标，同时将该事件的工位号、芯片ID号、标签行列号写入次品日志文件。当在日志文件中发现某个热压头对应的标签连续多(例如5次)出现次品，则报警显示该热压头异常。当完成一项生产任务时，将芯片ID号与标签行列号的映射关系表以及次品日志文件作为该批标签的属性文件，用于对产品进行产品全生命周期管理。

图4为所述建立RFID芯片ID号与标签位置映射表的程序流程图；系统根据晶圆Map图的标记判断待取芯片是否为合格品，若为合格品，则记录该芯片的ID号并控制贴装头将该芯片取走，贴在某一个天线上，并记录该ID与标签位置(即标签行列号)的对应关系。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种RFID电子标签在线检测方法，具体为：

在对工位进行RFID芯片封装过程中，实时建立该工位内的RFID芯片ID号与标签位置的映射关系；

该工位封装完成后，同时读取该工位内的所有RFID芯片ID；

将读取的RFID芯片ID与该工位内的RFID芯片ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的芯片ID，其对应位置的标签即为次品。

2.根据权利要求1所述的RFID电子标签在线检测方法，其特征在于，在读取工位内的所有RFID芯片ID之前还对工位进行屏蔽。

3.根据权利要求1所述的RFID电子标签在线检测方法，其特征在于，将标签次品对应的工位号、芯片ID、标签行列号以及热压头写入次品日志文件。

4.一种RFID电子标签在线检测装置，包括：

X向进给机构，用于调整读写器和打标机构在基板X向的位置；

Y向进给机构，位于X向进给机构上，用于调整打标机构在基板Y向的位置；

读写器，位于Y向进给机构上，用于同时读取检测工位内的所有RFID标签的ID；

处理器，其输入端连接读写器的输出端，打标控制输出端连接打标机构的控制端，X向进给控制输出端连接X向进给机构的控制端，Y向进给控制输出端连接Y向进给机构的控制端，用于存储工位内的RFID芯片ID号与标签位置的映射关系，将读取的RFID芯片ID与该工位内的RFID芯片ID与RFID标签位置的映射关系进行比对，确定读取缺失的芯片ID，其对应位置的标签即为次品；控制X向进给机构和Y向进给机构将打标机构移位到次品位置，控制打标机构对次品标记；

打标机构，位于Y向进给机构上，用于标记次品；

夹持机构，位于检测工位的两端，用于夹持基板防止检测过程中的基板抖动。

5.根据权利要求4所述的RFID电子标签在线检测装置，其特征在于，还包括屏蔽罩，用于将检测工位形成一个封闭的检测区域。