一種應(yīng)用于雙界面卡的天線及雙界面卡的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于雙界面卡的天線及雙界面卡，其包括：一個(gè)與非接觸式讀卡器耦合的大天線線圈，圍繞于一個(gè)基材層的周邊；一個(gè)與IC模塊耦合的小天線線圈，對(duì)位于該IC模塊的周邊；并且，該天線還連接有一個(gè)調(diào)整天線線圈的電性能匹配值的調(diào)整線圈，該大天線線圈、小天線線圈及調(diào)整線圈形成封閉的天線回路；其中，該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈為同一根導(dǎo)線纏繞而成。本實(shí)用新型借助設(shè)置能調(diào)整天線電性能匹配值的調(diào)整線圈，使得該天線及其雙界面卡能與不同的非接觸式讀卡器耦合，適用范圍更廣，同時(shí)，通過對(duì)線圈的調(diào)整及對(duì)加工形態(tài)與繞線路徑的設(shè)計(jì)，使其可采用繞線工藝進(jìn)行生產(chǎn)，加工工藝更優(yōu)化、簡潔，成本低且無環(huán)境問題。
【專利說明】一種應(yīng)用于雙界面卡的天線及雙界面卡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能卡天線及使用該天線的雙界面卡，尤其涉及一種應(yīng)用于雙界面卡的天線及使用該天線的雙界面卡。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們之間的經(jīng)濟(jì)和信息交流越來越頻繁，因此人們不斷地發(fā)明各種交流媒介，從早期的磁卡到后來的存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡以及現(xiàn)在正在廣泛使用的接觸式IC卡。由于接觸式IC卡具有安全性能高、結(jié)構(gòu)簡單、通用性好、讀寫工具簡單可靠、便于維護(hù)等優(yōu)勢，在銀行、郵政、電信、證券交易、商場消費(fèi)等交易領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。但是由于使用過程中接觸式IC卡與讀寫機(jī)間的磨損，大大縮短了其使用壽命，磨損后的IC卡與讀卡機(jī)間的接觸不良又會(huì)導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)出錯(cuò)；而且在大流量場所，插拔卡的過程會(huì)造成長時(shí)間的等待。為此，人們將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到IC卡中，產(chǎn)生了非接觸式IC卡，即將芯片與天線完全封裝在卡片內(nèi)部，卡的表面沒有裸露的芯片觸點(diǎn)，通過電磁耦合的方式，與讀寫機(jī)在一定的距離范圍內(nèi)進(jìn)行通信，完全避免了因芯片接觸造成的物理磨損，方便快捷，壽命長，被廣泛應(yīng)用于公交、地鐵等自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，以及門禁管理、身份證明和電子錢包等領(lǐng)域。但是，由于非接觸式IC卡在射頻干擾嚴(yán)重的場合應(yīng)用受限，而且電磁耦合產(chǎn)生的能量低，交易速率快，因此非接觸式IC卡的安全性能不高，加上金融、通訊等行業(yè)已經(jīng)存在大量的接觸式IC卡的應(yīng)用技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，因此，非接觸式IC卡的應(yīng)用受到很多限制?；诖耍环N融合了接觸式IC卡和非接觸式IC卡雙重優(yōu)點(diǎn)的新型IC卡-雙界面卡應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]現(xiàn)有非接觸式IC卡制作通常是采用超聲波繞線工藝將銅線或鋁線作為天線埋入IC卡的基材層中，并與基材層的芯片焊接在一起。但是，若單純的將非接觸式IC卡的芯片放置在IC卡表面使其成為雙界面卡時(shí)，為了使其能夠應(yīng)用于非接觸式讀卡器，需要將IC卡內(nèi)部的天線與IC卡表面的芯片連接在一起，目前的連接方法主要有兩種，即導(dǎo)電橡膠連接及焊接連接，但是這兩種連接方法都需要購買專用的雙界面卡封裝設(shè)備，且存在生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品合格率低等缺陷，而且，由于作為天線的銅線或鋁線其線徑是一致的，并且隨著IC卡的小型化，單純一種直徑的導(dǎo)線在指定的面積內(nèi)是無法很好的滿足對(duì)射頻信號(hào)的頻率、Q值、電容等參數(shù)的要求。因此，現(xiàn)有的雙界面卡的射頻天線大多是采用蝕刻技術(shù)在銅或鋁箔與PET的復(fù)合材料上蝕刻出所需要的射頻天線圖形，或采用印刷技術(shù)在PET箔膜材料上印刷導(dǎo)電油墨獲得所需要的射頻天線，以上兩種工藝必須承載在PET基材或耐溫更好的材料上，以保證天線圖形的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有蝕刻天線技術(shù)是將整張的銅箔材料用化學(xué)蝕刻的方式將90%的銅蝕刻掉，來獲得天線圖形。而此過程將產(chǎn)生大量的化學(xué)廢液對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。并且蝕刻過程將損耗大量的銅箔，90%的銅箔都被浪費(fèi)，不僅使生產(chǎn)成本大幅度提高，而且對(duì)資源的利用和環(huán)境的保護(hù)都十分不利。以上兩種工藝必須承載在PET基材或耐溫更好的材料上，以保證天線圖形的穩(wěn)定性，但皆是使用膠粘劑將基材與金屬天線的粘合，但使用的膠粘劑并非穩(wěn)定體，隨著環(huán)境溫度、濕度等條件的變化而不斷老化，粘接強(qiáng)度降低從而造成基材與金屬天線的分層，為使用帶來不便且提高了使用者的購買成本，而且天線與芯片連接時(shí)所用的焊接方法也為加工帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)制作雙界面卡所存在的各種問題，因此本實(shí)用新型人發(fā)明了一種應(yīng)用于雙界面卡的天線及使用該天線的雙界面卡。
[0005]本實(shí)用新型的目的在于，改進(jìn)天線結(jié)構(gòu)以使其可以使用常規(guī)的超聲波繞線技術(shù)生產(chǎn)一種適用于雙界面卡生產(chǎn)的天線，以改善現(xiàn)有的雙界面卡天線的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，減少現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)成本及現(xiàn)有技術(shù)所帶來的環(huán)境污染問題。
[0006]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其包括:一個(gè)與非接觸式讀卡器耦合的大天線線圈，圍繞于一個(gè)基材層的周邊；一個(gè)與IC模塊耦合的小天線線圈，對(duì)位于該IC模塊的周邊；并且，該天線還連接有一個(gè)調(diào)整天線線圈的電性能匹配值的調(diào)整線圈，該大天線線圈、小天線線圈及調(diào)整線圈形成封閉的天線回路；其中，該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈為同一根導(dǎo)線纏繞而成。
[0007]其中，所述電性能匹配值為天線線圈的電容、電感、Q值及/或頻率值。
[0008]其中，該小天線線圈及調(diào)整線圈位于該大天線線圈內(nèi)側(cè)。
[0009]其中，該大天線線圈具有相對(duì)的兩個(gè)側(cè)邊及連接于該相對(duì)的兩個(gè)側(cè)邊相鄰一端的第三側(cè)邊，該小天線線圈及調(diào)整線圈分別鄰近于所述的兩個(gè)側(cè)邊之一，并且，該調(diào)整線圈還鄰近于該第三側(cè)邊，同時(shí)，該調(diào)整線圈還設(shè)有，由該小天線線圈與該大天線線圈的第三側(cè)邊之間的空隙，向該兩個(gè)側(cè)邊中遠(yuǎn)離該調(diào)整線圈的一個(gè)側(cè)邊延伸的凸出部分。
[0010]其中，纏繞成該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈的該根導(dǎo)線的始端和終端均設(shè)于該調(diào)整線圈內(nèi)，并且該根導(dǎo)線纏繞成該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈所形成的線路結(jié)構(gòu)是:該大天線線圈是由內(nèi)向外圈繞形成的，該小天線線圈是由外向內(nèi)圈繞形成的，該調(diào)整線圈中的若干圈是由內(nèi)向外圈繞形成的，其余的若干圈是由外向內(nèi)圈繞形成的，其中，由內(nèi)向外圈繞形成的若干圈與由外向內(nèi)圈繞形成的若干圈是交替間隔設(shè)置的。
[0011]其中，該根導(dǎo)線纏繞成的線路結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)分別設(shè)于大天線線圈及小天線線圈中。
[0012]其中，該基材層的材料為PVC，PET，ABS或PC，該根導(dǎo)線為銅漆包線或鋁漆包線。
[0013]其中，該小天線線圈是邊長為12mm的正方形，該小天線線圈的纏繞圈數(shù)為5圈；該大天線線圈是邊長為80.5_、短邊為48.2mm的長方形，該大天線線圈的纏繞圈數(shù)為5圈；該調(diào)整線圈的纏繞圈數(shù)為4圈。
[0014]其中，該調(diào)整線圈位于該基材層內(nèi)，該基材層包括補(bǔ)償層、埋線層及襯底層，該根導(dǎo)線是直接埋設(shè)于該基材層的埋線層中。
[0015]本實(shí)用新型還提供了一種具上述天線的雙界面卡，其還包括:一個(gè)基材表層；一個(gè)基材底層；以及一個(gè)芯片，設(shè)置在該基材表層的芯片位上。
[0016]其中，該基材表層相對(duì)于該芯片位置對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)通孔，該芯片穿出該通孔后，凸出于該基材表層或與該基材表層相平，便于滿足接觸式讀卡器的讀寫要求。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于，本實(shí)用新型所述的一種雙界面卡，借助采用:[0018]1、對(duì)線圈加工形態(tài)與路徑的設(shè)計(jì)；
[0019]2、對(duì)于線圈電容、電感、Q值、頻率性能調(diào)整的調(diào)整線圈；
[0020]3、繞線工藝是可借助超聲波繞線將銅線直接埋在IC卡材料中。
[0021]等技術(shù)手段，其繞線工藝因不需要膠粘劑粘結(jié)，不僅有效地降低了現(xiàn)有蝕刻技術(shù)及印刷技術(shù)在制備雙界面卡時(shí)所帶來的環(huán)境污染問題，而且在導(dǎo)線的纏繞過程中很少有材料的浪費(fèi)，從而有效地降低了生產(chǎn)成本，并且天線與芯片之間不需要焊接在一起，使得加工工藝更加優(yōu)化、簡潔。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的應(yīng)用于雙界面卡的天線的繞線圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型的雙界面卡的縱向剖面圖。
[0024][主要元件符號(hào)說明]
[0025]I基材表層
[0026]2基材層
[0027]201安置孔202芯片位
[0028]3基材底層4導(dǎo)線
[0029]401大天線線圈402小天線線圈
[0030]6調(diào)整線圈
[0031 ]s61、s62、s63、s64 線圈中的Θ?
[0032]a大天線線圈的短邊邊長b大天線線圈的長邊邊長
[0033]a’小天線線圈的邊長
[0034]d、h垂直距離。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的雙界面卡及其中的天線作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種較佳的實(shí)施例，所述應(yīng)用于雙界面卡的天線，包含有:一個(gè)大天線401，一個(gè)小天線402，以及一個(gè)調(diào)整線圈6，且該大天線401、小天線402及調(diào)整線圈6形成封閉的天線回路，其中，該大天線401、該小天線402與該調(diào)整線圈6為同一根導(dǎo)線4纏繞而成。
[0037]其中，該大天線401用于與非接觸式讀卡器耦合，該小天線402用于與雙界面卡的IC模塊耦合，該調(diào)整線圈6用于調(diào)整天線線圈的電性能匹配值。
[0038]通常，可以利用該調(diào)整線圈6實(shí)現(xiàn)對(duì)天線線圈的、電阻、電感、頻率、Q值、電容、場強(qiáng)中的任一個(gè)參數(shù)或任幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整，以此，可以使得大天線401能夠與兩種以上不同類型的非接觸式讀卡器耦合，從而擴(kuò)大了雙界面卡的使用范圍，真正做到一卡多用。
[0039]為了進(jìn)一步提高天線的性能，以及便于繞線的工業(yè)化生產(chǎn)，本實(shí)用新型的天線優(yōu)選為按照如下線路結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。如圖1所示，該大天線402為長方形結(jié)構(gòu)，其包括第一短邊、第二短邊和第三長邊，該小天線401為正方形結(jié)構(gòu)，并且，該小天線401鄰近該大天線402的第一短邊設(shè)置，所述調(diào)整線圈呈刀形，刀形調(diào)整線圈的刀背位置鄰近該大天線402的第三長邊，刀刃位置遠(yuǎn)離該大天線402的第三長邊，刀頭位置鄰近該大天線402的第二短邊，刀柄位置鄰近該大天線402的第一短邊，并且，刀柄設(shè)于該小天線401與該大天線402的第三長邊第三長邊之間的空位。
[0040]如圖1所示，較佳的該應(yīng)用于雙界面卡的天線的排布尺寸可以為，正方形結(jié)構(gòu)的該小天線401，其邊長a’為12mm，導(dǎo)線4埋入匝數(shù)為5，長方形結(jié)構(gòu)的該大天線402，其長邊邊長b為80.5mm、短邊邊長a為48.2mm,導(dǎo)線4埋入的匝數(shù)為5。且小天線401中心點(diǎn)到該大天線402長邊的垂直距離d為19.7mm，該小天線中心點(diǎn)到該大天線短邊的垂直距離h為12.47mm;該調(diào)整線圈的纏繞匝數(shù)為4。優(yōu)選為，該調(diào)整線圈中的2匝是由內(nèi)向外圈繞形成的，另2匝是由外向內(nèi)圈繞形成的，如果將調(diào)整線圈的4匝由內(nèi)至外分別編號(hào)為s61、s62、s63和s64,則,s62和s64為由內(nèi)至外圈繞形成，s63和s61為由外至內(nèi)圈繞形成。
[0041]如圖1所示的本實(shí)用新型的天線的優(yōu)選繞線結(jié)構(gòu)可以通過如下方式實(shí)現(xiàn):
[0042]將附圖1中箭頭位置作為導(dǎo)線4的始端，并將導(dǎo)線4沿箭頭方向在基材層2周邊埋入，首先按逆時(shí)針方向圈繞形成調(diào)整線圈6的匝s62，再繼續(xù)圈繞形成調(diào)整線圈6的匝s64，然后繼續(xù)逆時(shí)針圈繞并在基材層的周邊形成大天線401，首先按逆時(shí)針方向圈繞形成大線圈401的最內(nèi)圈，繼續(xù)圈繞一直到形成大天線401的最外圈，大天線401圈繞完成后,再在芯片位202的周邊埋入該小天線402，首先按順時(shí)針方向圈繞形成小線圈402的最外圈，繼續(xù)圈繞一直到形成小線圈402的最內(nèi)圈,然后順時(shí)針繼續(xù)圈繞并形成調(diào)整線圈6的阻s63,最后在阻s64和阻s62之間圈繞形成阻s61,并圈繞至該根導(dǎo)線4的終端時(shí)止。
[0043]上述線圈的圈繞可以利用超聲波熱能埋入基材層2。
[0044]如圖2所示，本實(shí)用新型的雙界面卡，其是使用了上述應(yīng)用于雙界面卡的天線所制備，其還包括:一個(gè)基材表層I ;一個(gè)基材底層3 個(gè)芯片，設(shè)置在具有大天線及小天線的基材層2的芯片位202上?；谋韺覫對(duì)應(yīng)基材層2芯片的位置設(shè)置有安置孔201，使芯片露出安置孔201凸出于該基材表層或者與該基材表層相平,將基材表層1、基材層2及基材底層201進(jìn)行層壓一體化，露出基材表層I的芯片也可以滿足接觸式讀卡器的讀寫要求。
[0045]由于本實(shí)用新型利用的是超聲波熱能技術(shù)來纏繞天線，與現(xiàn)有的蝕刻技術(shù)或者印刷技術(shù)相比，對(duì)基材層的耐溫性要求不高，因此對(duì)基材層的材料選擇更加寬泛，可選PVC, PET, ABS, PC等材料作為本實(shí)用新型的基材層2，并且埋入到基材層2內(nèi)部的導(dǎo)線4與基材層2的結(jié)合更加穩(wěn)固不宜分層。而且本實(shí)用新型所用的超聲波繞線技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比小天線402與芯片之間不需要使用導(dǎo)電橡膠或者焊接將其連接在一起，而是利用小天線402與芯片之間的電池稱合,大天線401與小天線的電池稱合以及大天線與非接觸式讀卡器的電池耦合實(shí)現(xiàn)非接觸式讀卡器與芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸。因此本實(shí)用新型有效的簡化了現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)工藝，從而提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)合格率。較佳的，該導(dǎo)線4可為由銅線或鋁箔制備成的漆包線。
[0046]綜上所述，本實(shí)用新型所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線及雙界面卡不僅有效地降低了現(xiàn)有蝕刻技術(shù)及印刷技術(shù)在制備雙界面卡時(shí)所帶來的環(huán)境污染問題，而且在導(dǎo)線的纏繞過程中很少有材料的浪費(fèi)，從而有效地降低了生產(chǎn)成本，并且天線與芯片不需要焊接在一起，使得加工工藝更加優(yōu)化。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，其包括: 一個(gè)與非接觸式讀卡器耦合的大天線線圈，圍繞于一個(gè)基材層的周邊； 一個(gè)與IC模塊耦合的小天線線圈，對(duì)位于該IC模塊的周邊； 并且，該天線還連接有一個(gè)調(diào)整天線線圈的電性能匹配值的調(diào)整線圈，該大天線線圈、小天線線圈及調(diào)整線圈形成封閉的天線回路； 其中，該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈為同一根導(dǎo)線纏繞而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，所述電性能匹配值為天線線圈的電容、電感、Q值及/或頻率值。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，該小天線線圈及調(diào)整線圈位于該大天線線圈內(nèi)側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，該大天線線圈具有相對(duì)的兩個(gè)側(cè)邊及連接于該相對(duì)的兩個(gè)側(cè)邊相鄰一端的第三側(cè)邊，該小天線線圈及調(diào)整線圈分別鄰近于所述的兩個(gè)側(cè)邊之一，并且，該調(diào)整線圈還鄰近于該第三側(cè)邊，同時(shí)，該調(diào)整線圈還設(shè)有，由該小天線線圈與該大天線線圈的第三側(cè)邊之間的空隙，向該兩個(gè)側(cè)邊中遠(yuǎn)離該調(diào)整線圈的一個(gè)側(cè)邊延伸的凸出部分。
5.如權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，纏繞成該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈的該根導(dǎo)線的始端和終端均設(shè)于該調(diào)整線圈內(nèi)，并且該根導(dǎo)線纏繞成該大天線線圈、該小天線線圈與該調(diào)整線圈所形成的線路是:該大天線線圈是由內(nèi)向外圈繞形成的，該小天線線圈是由外向內(nèi)圈繞形成的，該調(diào)整線圈中的若干圈是由內(nèi)向外圈繞形成的，其余的若干圈是由外向內(nèi)圈繞形成的，其中，由內(nèi)向外圈繞形成的若干圈與由外向內(nèi)圈繞形成的若干圈是交替間隔設(shè)置的。
6.如權(quán)利要求5所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，該根導(dǎo)線纏繞成的線路結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)分別設(shè)于大天線線圈及小天線線圈中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，該基材層的材料為PVC，PET, ABS或PC，該根導(dǎo)線為銅漆包線或鋁漆包線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，該小天線線圈是邊長為12_的正方形，該小天線線圈的纏繞圈數(shù)為5圈；該大天線線圈是邊長為80.5_、短邊為48.2mm的長方形,該大天線線圈的纏繞圈數(shù)為5圈；該調(diào)整線圈的纏繞圈數(shù)為4圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線，其特征在于，該調(diào)整線圈位于該基材層內(nèi)，該基材層包括補(bǔ)償層、埋線層及襯底層，該根導(dǎo)線是直接埋設(shè)于該基材層的埋線層中。
10.一種雙界面卡，其特征在于，包括: 一個(gè)基材表層； 一個(gè)基材底層； 上述權(quán)利要求1- 8中任意一項(xiàng)所述的一種應(yīng)用于雙界面卡的天線；以及一個(gè)芯片，設(shè)置在該基材表層的芯片位上。
【文檔編號(hào)】H01Q1/22GK203456575SQ201320435592
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】羅向東 申請人:北京三友恒瑞科技有限公司