KR101127079B1 - 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 ｒｆｉｄ 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RFID 칩의 패턴에 기준점을 새겨 그 위치를 검출함으로써 칩본딩 위치를 정확하게 제어하기 위한 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법은, 안테나 패턴에 원형의 기준점을 포함하여 RFID 안테나를 설계하는 단계; 상기 원형의 기준점이 포함된 RFID 안테나를 제작하는 단계; 비젼 인식 장치를 구성하는 단계; RFID 안테나 필름을 스프로켓에 장착하여 이송하는 단계; RFID 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 비젼용 카메라에 의해 획득하는 단계; 획득한 RFID 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하는 단계; RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하는 단계; RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하는 단계; 및 RFID 안테나의 칩을 본딩하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

안테나 원형 기준점 검출을 이용한 ＲＦＩＤ 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법{RFID CHIP BONDING SYSTEM USING THE DETECTION OF A REFERENCE POINT OF ANTENNA AND METHOD THEREOF}

본 발명은 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, RFID 칩의 패턴에 기준점을 새겨 그 위치를 검출함으로써 칩본딩 위치를 정확하게 제어하기 위한 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법에 관한 것이다.

기존의 본딩 방식은 스프로켓(Sprocket)을 이용하여 칩 본딩 위치로 공급하여 융착하며, 이와 같이 본딩을 할 시에는 도1에 도시된 바와 같이 안테나 패턴의 정밀한 에칭이 필요하여, 본딩을 위해 스프로켓에 끼워지는 홀을 일정 크기로 제조하는데 어려움이 있어왔다.

또한 본딩을 위해 스프로켓에 고정시킬 홀의 크기나 위치가 조금이라도 틀어질 경우, 대량 불량의 위험이 발생할 뿐만 아니라, 스프로켓의 크기가 고정되어 있어 도2에 도시된 바와 같은 패턴을 구비하는 안테나의 크기를 변경하는데 제약이 있다.

또한, 정밀한 스프로켓의 금형 비용은 매우 비쌀 뿐만 아니라, 또한 스프로켓의 크기 변경은 본딩 기구부 전체의 변경을 필요로 하여 제조 설비에 투입되는 비용을 크게 한다는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 안테나에 원형의 기준점을 안테나와 함께 패턴에 포함시켜, 칩 본딩 자동화 공정에서 원형의 기준점을 검출하여 검출된 위치로부터 칩 본딩 위치를 정확히 계산한 후 자동으로 그 위치에 칩을 본딩할 수 있는 RFID 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법은,

안테나 패턴에 원형의 기준점을 포함하여 RFID 안테나를 설계하는 단계;

상기 원형의 기준점이 포함된 RFID 안테나를 제작하는 단계;

비젼 인식 장치를 구성하는 단계;

RFID 안테나 필름을 스프로켓에 장착하여 이송하는 단계;

RFID 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 비젼용 카메라에 의해 획득하는 단계;

획득한 RFID 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하는 단계;

RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하는 단계;

RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하는 단계; 및

RFID 안테나의 칩을 본딩하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템은,

ID 원형 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 획득하기 위한 카메라;

상기 카메라를 통해 획득한 영상으로부터 필름영역과 RFID 안테나 영역을 구분한 후, 상기 RFID 안테나 영역에서 RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하고, RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하여 스프로켓에 전달하는 컴퓨터;

상기 컴퓨터로부터 전달받은 본딩 위치에 RFID 안테나의 칩이 위치하도록 RFID 안테나가 구성된 필름을 이동시키는 스프로켓; 및

계산된 본딩 위치에 RFID 안테나 칩을 본딩하는 본딩 장치를 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템 및 본딩 방법은, 안테나에 원형의 기준점을 안테나와 함께 패턴에 포함시켜, 칩본딩의 자동화가 가능하며 칩본딩 공정의 대량생산이 가능하게 되어 RFID 제작 단가를 낮출 수 있으며, RFID를 이용한 태그의 개발에 있어서 대량 생산이 가능하게 되어 저가의 태그를 공급할 수 있다.

도1은 종래의 본딩 공정에서 사용되는 스프로켓을 나타내는 도면이다.
도2는 종래에 사용되는 본딩용 안테나 패턴을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따르는 안테나 패턴에 기준점을 삽입한 것을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따르는 기준점이 삽입된 안테나를 영상 캡쳐한 결과를 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따르는 안테나의 기준점을 검출한 후 확인한 본딩 위치를 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 칩 본딩 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법은, 안테나 패턴에 원형의 기준점을 포함하여 RFID 안테나를 설계하는 단계; 상기 원형의 기준점이 포함된 RFID 안테나를 제작하는 단계; 비젼 인식 장치를 구성하는 단계; RFID 안테나 필름을 스프로켓에 장착하여 이송하는 단계; RFID 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 비젼용 카메라에 의해 획득하는 단계; 획득한 RFID 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하는 단계; RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하는 단계; RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하는 단계; 및 RFID 안테나의 칩을 본딩하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 구성적 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따르는 안테나 패턴에 기준점을 삽입한 것을 나타내는 도면이다.

도4는 본 발명에 따르는 기준점이 삽입된 안테나를 영상 캡쳐한 결과를 나타내는 도면이다.

도5는 본 발명에 따르는 안테나의 기준점을 검출한 후 확인한 본딩 위치를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩은 다음과 같은 단계 a) 내지 f)에 의해 수행될 수 있다.

a) 먼저, RFID 안테나 설계시, 안테나 패턴에 원형의 기준점을 포함하여 설계한다. 이때, 원형의 기준점은 0.5~1mm 정도의 크기로, 안테나의 특성에 영향을 주지 않아야 하며 칩본딩 위치와 너무 멀지 않고, 카메라로 확대하여 칩본딩 위치를 촬영할 경우, 기준점과 칩본딩 위치가 동일 영상 안에 들어올 수 있도록 적절한 거리 내에 존재해야 한다.

b) 다음으로, 원형의 기준점이 포함된 RFID 안테나를 제작하는데, 이때, RFID 안테나는 필름에 일정한 간격으로 패터닝된 상태로 제조된다.

c) 제조된 RFID 안테나 필름에 비젼용 카메라와 카메라 전방의 마크로 렌즈를 부착하여 일정한 배율의 비젼 인식 장치를 구성한다. 비젼 인식 기술은 영상을 인식하여 차이를 분석하는 기술로, 패턴 인식 기술이라고도 하며, 사람의 지문 인식, 홍체 인식, 정맥 인식 등에서도 사용되고, 안면 인식이나 로봇의 눈 또는 생산 라인에서 불량품 검사에도 사용 가능하다. 비젼 인식 장치에서는 획득된 카메라 영상의 한 화소당 실제 좌표계 내에서의 길이를 계산해 내는 보정(calibration) 과정이 수행된다.

d) 다음으로, 제조된 RFID 안테나 필름을 일정한 속도로 움직이는 스프로켓에 장착하여 이송하는데, 즉, 도2에 도시된 바와 같이 RFID 안테나 필름의 양 가장자리에 배열되어 있는 홀에 스프로켓의 톱니바퀴가 끼워져서 스프로켓이 회전함에 따라 RFID 안테나 필름을 일정한 속도로 이동시킨다.

e) 다음으로, 도4와 같은, RFID 안테나의 원형 기준점이 포함된 영역의 영상을 촬영하는데, 카메라는 영상이 필름 영역을 인식하면서 홀과 본딩위치를 포함한 영역을 확대렌즈를 이용하여 촬영하여, 도4와 같이 RFID 안테나의 영상을 영상처리용 컴퓨터에 입력한다.

f) 다음으로, 컴퓨터에 입력된 RFID 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하는데, 이와 같은 영역 분할을 위해 영상 내에 포함되어 있을 수 있는 노이즈를 제거하기 위해 미디언 필터링(Median Filtering)을 실시한다.

디지털 영상은 전송되는 중에 잡음이 섞이거나 왜곡될 수 있다. 이러한 경우는 잡음 필터 기법을 사용하여 잡음을 감소시킬 수 있다. 이러한 잡음을 제거하기 위하여 자주 쓰이는 방법이 저주파 통과 필터이다. 저주파 통과 필터링은 가우시안 잡음을 제거하는데 적합하지만 임펄스 잡음을 제거하기 위해서는 적합하지 않다. 임펄스 잡음에 의해 왜곡된 영상은 0 또는 255와 같은 뚜렷하게 잘못된 밝기값을 가진 많은 화소를 갖는다. 이러한 신호들에 저주파 통과 필터링 기법을 적용하면 그 신호의 이웃한 화소들이 영향을 받는다. 필터 마스크가 클수록 이 신호에 영향을 받는 화소의 수는 많아진다. 임펄스 잡음을 제거하기 위한 효과적인 방법으로는 미디언 필터링(median filtering) 기법을 사용한다. 미디언 필터링은 비선형 영역처리 기법으로 저주파 통과 필터에 비하여 강한 에지를 보존하고 기존의 에지들을 좀더 상세하게 보존할 수 있다는 것이다. 미디언 필터링은 한 영상의 화소들에 대해 임의 크기의 윈도우를 슬라이딩하면서 오름차순으로 윈도우 안에 있는 화소들을 정렬하고 그 중간값을 선택하여 출력 영상을 채운다. 이러한 미디언 필터링의 기본 함수는 매우 뚜렷한 밝기를 가지는 화소들이 이웃 화소들과 유사하도록 만들어서 돌출되는 화소값을 제거하는 것이다.

g) 다음으로, 미디언 필터링 기법에 의해 노이즈가 제거된 RFID 안테나 영상에 영역 성장(Region Growing)과정을 수행하여, 영상 내에서 필름 영역과 안테나 영역을 구분한다.

h) 다음으로, 도3에 도시된 바와 같이, 필름영역과 안테나 영역으로 구분된 영상에서 RFID안테나의 원형 기준점을 검출하는데, 이를 위해 원형 기준점의 영역의 특징을 정의한다. 원형기준점의 영역은 두 가지 특징, 즉, 영역의 화소의 개수와 그 영역이 전후좌우의 최 외곽의 위치를 기준으로 하는데, 영상 내에서 원형기준점의 두 가지 특징을 기준으로 하여 미리 정한 범위를 넘어서지 않을 때 그 영역을 원형 기준점으로 정의한다.

미리 정한 두 가지 특징의 기준은, 화소의 개수의 경우 원형기준점의 화소의 평균적 개수를 의미하며 그 평균 개수와 비교하여 차이가 수 % 이하가 되도록 정의한다. 전후좌우의 최 외곽의 위치는 원형기준점의 횡으로 최외곽 위치를 이용한 너비와 종으로 최 외곽 위치를 이용한 너비의 평균이 되며 그 평균 너비와 비교하여 차이가 수 % 이하가 되도록 정의한다.

원형기준점이 얻어지면 1차 영상 모멘트를 이용하여 원형기준점의 중심위치(x,y)를 찾는다.

원형기준점의 중심위치는 (x,y)는 영상 평면의 좌표이므로 실제좌표로 변환하기 위하여 카메라와 실제 RFID 필름 간의 거리에 따른 보정과정으로부터 한 화소의 실제 거리를 계산하고 그 결과를 중심위치에 적용하여 안테나의 원형 기준점의 실제좌표를 찾는다.

i) 다음으로, RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하는데, 설계 도면으로부터 원형기준점과 본딩 위치의 상대적 거리를 고려하여 본딩 위치를 계산하고, 그 결과를 스프로켓의 본딩 헤드 컨트롤러에 전달한다.

j) 마지막으로, RFID 안테나의 칩을 본딩하는데, 본딩 헤드 컨트롤러가 전달 받은 안테나 본딩 위치에 칩을 위치시킨 후 본딩 공정을 실시한다.

도6은 본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 칩 본딩 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명에 따르는 안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템은 RFID 원형 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 획득하기 위한 비젼 인식 장치(카메라)와, 상기 카메라를 통해 획득한 영상으로부터 필름영역과 RFID 안테나 영역을 구분한 후, 상기 RFID 안테나 영역에서 RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하고, RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하여 그 결과를 스프로켓의 본딩헤드 컨트롤러에 전달하는 컴퓨터와, 컴퓨터로부터 전달받은 본딩 위치에 RFID 안테나의 칩이 위치하도록 RFID 안테나가 구성된 필름을 이동시키는 스프로켓, 계산된 본딩 위치에서 RFID 안테나 칩을 본딩하는 본딩 장치를 포함한다.

전술한 바와 같은 본 발명을 통해 기존의 칩본딩에 있어서 본딩 위치를 정확히 검출하지 못하여 대량 생산에 어려움이 있어 왔던 점을 개선하여 칩본딩의 자동화가 가능하며 칩본딩 공정의 대량생산이 가능하게 되어 RFID 제작 단가를 낮추는 효과를 얻을 수 있으며, 추후 RFID를 이용한 태그의 개발에 있어서 대량 생산이 가능하게 되어 저가의 태그를 공급할 수 있게 되는 효과를 가진다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 안테나 패턴에 원형의 기준점을 포함하여 RFID 안테나를 설계하는 단계;
   상기 원형의 기준점이 포함된 RFID 안테나를 제작하는 단계;
   비젼 인식 장치를 구성하는 단계;
   RFID 안테나 필름을 스프로켓에 장착하여 이송하는 단계;
   RFID 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 비젼용 카메라에 의해 획득하는 단계;
   획득한 RFID 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하는 단계;
   RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하는 단계;
   RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하는 단계; 및
   RFID 안테나의 칩을 본딩하는 단계를 포함하고,
   획득한 RFID 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하는 단계는,
   획득한 RFID 안테나의 영상에 포함되어 있는 노이즈를 제거하기 위해 미디언 필터링을 수행하는 단계; 및
   노이즈가 제거된 안테나의 영상으로부터 필름 영역과 안테나 영역을 구분하기 위해 영역 성장을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 원형의 기준점의 크기는 0.5 내지 1.0mm인 것을 특징으로 하는
   안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 비젼 인식 장치는 비젼용 카메라와 카메라 전방에 부착되는 마크로 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는
   안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하는 단계는, 원형 기준점 영역의 화소의 개수 및 전후좌우 최대 위치를 기준으로 하여 원형 기준점을 검출하는 것을 특징으로 하는
   안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   검출된 상기 원형 기준점의 1차 영상 모멘트에 의해 원형 기준점의 중심 위치를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는
   안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 방법.
   
7. RFID 원형 안테나의 원형 기준점 영역이 포함된 영역의 영상을 획득하기 위한 카메라;
   상기 카메라를 통해 획득한 영상으로부터 필름영역과 RFID 안테나 영역을 구분한 후, 상기 RFID 안테나 영역에서 RFID 안테나의 원형 기준점을 검출하고, RFID 안테나의 본딩 위치를 계산하여 스프로켓에 전달하는 컴퓨터;
   상기 컴퓨터로부터 전달받은 본딩 위치에 RFID 안테나의 칩이 위치하도록 RFID 안테나가 구성된 필름을 이동시키는 스프로켓;
   계산된 본딩 위치에 RFID 안테나 칩을 본딩하는 본딩 장치를 포함하고,
   상기 스프로켓은,
   본딩 헤드 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는
   안테나 원형 기준점 검출을 이용한 RFID 칩 본딩 시스템.
   
   
8. 삭제

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