專利名稱：近距離無線通信標(biāo)簽天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及近距離無線通信技術(shù)(Near FieldCommunication,簡稱NFC)，具體涉及NFC標(biāo)簽天線。
背景技術(shù)：
NFC是Near Field Communication縮寫，即近距離無線通訊技術(shù)。它是一種非接觸式識別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進(jìn)行近距離無線通信。NFC提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費(fèi)者簡單直觀地交換信息、訪問內(nèi)容與服務(wù)。NFC具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術(shù)在IS018092、ECMA340和ETSI TS102190框架下推動標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的IS014443Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。NFC信息是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式進(jìn)行傳遞的。NFC是一種提供輕松、安全、迅速通信的無線連接技術(shù)，具有距離近、能耗低等特點(diǎn)。NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，目前已經(jīng)成為越來越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。NFC標(biāo)簽天線是以RFID射頻識別技術(shù)為基礎(chǔ)，采用變壓器共耦匹配做通信的硬件處理方案，并通過處理器的通訊指令完成數(shù)據(jù)傳送過程的校驗(yàn)，軟硬件環(huán)境通過RFID調(diào)制處理，并通過匹配電路調(diào)整而設(shè)計(jì)制作成功的。NFC天線一般由繞線/印刷/蝕刻工藝制作的電路線圈與抗干擾能力的鐵氧體材料組成。隨著個(gè)人手持電子設(shè)備的普及，NFC作為個(gè)人移動設(shè)備支付方案越來越具有可行性，但是由于NFC技術(shù)是基于電磁感應(yīng)耦合方式進(jìn)行信息傳遞的，而個(gè)人移動設(shè)備中復(fù)雜的金屬環(huán)境，往往會使電磁信號嚴(yán)重衰減，從而導(dǎo)致NFC天線無法讀取信號，最終使NFC系統(tǒng)無法方便的集成于個(gè)人手持設(shè)備中。現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)可工作與金屬表面的NFC標(biāo)簽天線，這類天線大部分使用鐵氧體材料作為NFC天線線圈電路的承載基板，將NFC天線線圈電路和NFC芯片固定于鐵氧體承載基板表面。NFC系統(tǒng)使用時(shí)，NFC發(fā)射天線和NFC接收天線的電路線圈之間隔著收發(fā)系統(tǒng)各自的金屬層和各自的鐵氧體承載基板。由于鐵氧體覆蓋基板具有良好的抗電磁干擾能力，起到抑制金屬表面對空間磁場破壞作用，從而使得NFC標(biāo)簽天線可工作與金屬表面。然而在現(xiàn)有的NFC系統(tǒng)研發(fā)手冊和類似的天線專利中，都只是泛泛地提到在NFC標(biāo)簽天線的電路線圈與金屬層之間加入磁性材料來抑制金屬表秒對空間磁場的破壞，但是對磁性材料的磁特性、厚度、幾何結(jié)構(gòu)等都沒有相應(yīng)的說明，對實(shí)際生產(chǎn)沒有指導(dǎo)作用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種近距離無線通信標(biāo)簽天線(NFC天線)，該NFC標(biāo)簽天線采用磁導(dǎo)率相對較低、成本較低的鐵氧體材料作為天線承載基板，使其能夠工作與金屬表面。[0011]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:近距離無線通信標(biāo)簽天線，如圖1所示，包括矩形鐵氧體承載基板1、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到90之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在4毫米到8毫米之間；所述矩形鐵氧體承載基板I中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路2的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路2的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%。需要說明的是，本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形鐵氧體承載基板I的厚度可選擇0.1mnT0.25mm之間,越薄的磁性材料占據(jù)空間體積約小,但是磁性材料越薄對空間磁場還原能力越弱，就需要增加磁導(dǎo)率的實(shí)部；矩形鐵氧體承載基板I的磁導(dǎo)率實(shí)部可選擇在4(Γ90之間，磁導(dǎo)率越高對空間磁場還原能力越好，但是也會過多的影響天線的Q值；矩形鐵氧體承載基板I的磁導(dǎo)率虛部可選擇在0.5 7之間，但磁導(dǎo)率虛部越高會引入較大的天線電阻。本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形線圈電路2可采用銀漿印刷并燒結(jié)的方式制作于矩形鐵氧體承載基板I表面，也可以采用印制電路粘接于矩形鐵氧體承載基板I表面的方式制作，甚至可采用印制電路加成制備工藝制作于矩形鐵氧體承載基板I表面。本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，為了增加矩形鐵氧體承載基板I的機(jī)械性能，可在矩形鐵氧體承載基板I的背面增加一層有機(jī)薄膜，以防止矩形鐵氧體承載基板I的脆變。需要說明的是，NFC標(biāo)簽天線工作需要保證足夠的縱向磁通量才可以產(chǎn)生足夠的感生電動勢。傳統(tǒng)的做法是將磁性材料覆蓋天線，若保證足夠的縱向磁通量，必須大幅提高材料磁導(dǎo)率實(shí)部，而過大 提升磁導(dǎo)率實(shí)部的效果也會是天線自身損耗大幅提升。實(shí)際上磁性材料的邊緣效應(yīng)，對磁通量有較大的損害，如果加大邊緣距離，可以良好的解決這個(gè)問題，但是過大的邊距也會使材料過度浪費(fèi)，因?yàn)榇磐ㄌ嵘Ч巡幻黠@，邊距尺寸在4mm至8mm是比較理想的范圍。而通過增加特定邊距的方法，可以使在材料磁導(dǎo)率實(shí)部不需太大的情況下(60至90，13.56MHz處)達(dá)到所需的磁通大小。另外，在NTC標(biāo)簽天線所在面積處，不同區(qū)域?qū)Υ磐康呢暙I(xiàn)量是不同的，較大的磁通貢獻(xiàn)在天線線圈電路的邊緣處，在天線線圈電路幾何中心附近的磁通量對磁通的總量貢獻(xiàn)僅占總磁通的10%左右，但所占面積25%左右，所以去除這部分面積，對信號的整體接收會有下降作用，但影響較小。如果將這部分面積去除,可節(jié)省鐵氧體磁性材料,降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線應(yīng)用時(shí)，將矩形鐵氧體承載基板I的背面靠近于金屬層表面，使矩形鐵氧體承載基板I夾于NFC天線的矩形線圈電路2和金屬層之間。應(yīng)當(dāng)說明，本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離在4毫米到8毫米之間，超過8mm的距離是沒有必要的，對空間磁場的改變以經(jīng)沒有較大的影響，但小于4mm則會使空間磁場改變較大，不利于NFC標(biāo)簽天線讀取數(shù)據(jù)。[0019]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形線圈電路2和NFC芯片3應(yīng)能夠滿足IS018092及IS014443Type_A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:本實(shí)用新型在滿足NFC通信要求的前提下，采用磁導(dǎo)率相對較低，制作工藝和成本都可以大程度降低的磁性材料作為天線承載基板，使其能夠工作與金屬表面，從而降低了 NFC標(biāo)簽天線的制作成本，使其大批量、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)成為可能。

圖1為本實(shí)用新型提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為0.12mnT0.2mm的矩形鐵氧體承載基板1、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到65之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在7毫米到8毫米之間；所述矩形鐵氧體承載基板I中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路2的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路2的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%ο其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足IS018092及IS014443Type_A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè) 計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13Mhz 14Mhz。應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ83%。
具體實(shí)施方式
二一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為0.12mnT0.2mm的矩形鐵氧體承載基板1、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在65到90之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在7毫米到8毫米之間；所述矩形鐵氧體承載基板I中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路2的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路2的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%。其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足IS018092及IS014443Type_A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13Mhz 14Mhz。應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ75%。
具體實(shí)施方式
三[0032]一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為0.12mnT0.2mm的矩形鐵氧體承載基板1、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到65之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在6毫米到7毫米之間；所述矩形鐵氧體承載基板I中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路2的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路2的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%。其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足IS018092及IS014443Type_A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13Mhz 14Mhz。應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ82%。
具體實(shí)施方式
四一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為0.12mnT0.2mm的矩形鐵氧體承載基板1、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在65到90之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在6毫米到7毫米之間；所述矩形鐵氧體承載基板I中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路2的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路2的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%。其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足IS018092及IS014443Type_A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13Mhz 14Mhz。
應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ75%。上述四個(gè)具體實(shí)施方式
并非是對本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案描述的內(nèi)容組合出其它不同的實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.距離無線通信標(biāo)簽天線，包括矩形鐵氧體承載基板(I)、矩形線圈電路(2)和NFC芯片(3)，所述矩形線圈電路(2)和NFC芯片(3)位于矩形鐵氧體承載基板(I)表面、且矩形線圈電路(2)的兩端與NFC芯片(3)的天線端口相連；其特征在于，所述矩形鐵氧體承載基板(I)采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到90之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路(2 )的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板(I)外側(cè)邊緣之間的距離Wl在4毫米到8毫米之間；所述矩形鐵氧體承載基板(I)中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路(2)的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路(2)的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%ο
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其特征在于，所述矩形鐵氧體承載基板(I)的厚度可選擇0.lmnT0.25mm之間。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其特征在于，所述矩形線圈電路(2)采用銀漿印刷并燒結(jié)的方式制作于矩形鐵氧體承載基板(I)表面，或采用印制電路粘接于矩形鐵氧體承載基板(I)表面的方式制作，或采用印制電路加成制備工藝制作于矩形鐵氧體承載基板(I)表面。
4.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其特征在于，所述矩形鐵氧體承載基板(I)的背面增加一層有機(jī)薄膜，以防止矩形鐵氧體承載基板(I)的脆變。
專利摘要近距離無線通信標(biāo)簽天線，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。包括矩形鐵氧體承載基板、矩形線圈電路和NFC芯片，矩形線圈電路和NFC芯片位于矩形鐵氧體承載基板表面；所述矩形鐵氧體承載基板磁導(dǎo)率實(shí)部在40到90之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間；所述矩形線圈電路的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板外側(cè)邊緣之間的距離W1在4毫米到8毫米之間；矩形鐵氧體承載基板1中間開有矩形窗口，且矩形窗口側(cè)邊與矩形線圈電路2的內(nèi)側(cè)邊緣之間的距離W2應(yīng)大于矩形線圈電路2的兩內(nèi)側(cè)長邊之間的距離W3的45%。本實(shí)用新型采用磁導(dǎo)率相對較低、成本較低的鐵氧體材料作為天線承載基板，使其能夠工作與金屬表面，從而降低了NFC標(biāo)簽天線的制作成本。
文檔編號G06K19/077GK202929657SQ20122060012
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者梁迪飛, 李維佳, 謝建良, 鄧龍江, 陳良, 闕智勇, 何琪 申請人:電子科技大學(xué), 成都佳馳電子科技有限公司