CN103715501B - 一种nfc天线、移动终端及nfc天线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NFC天线、移动终端及NFC天线的制备方法，NFC天线包括用于与移动终端内的天线处理信号电路连接的铁氧体，设置在所述铁氧体上的基材，移印在所述基材上的NFC天线走线，用于将所述基材粘接于所述铁氧体上的第一粘性胶层,用于将所述NFC天线粘接于移动终端上的第二粘性胶层;所述第一粘性胶层设置在铁氧体与基材之间,所述第二粘性胶层设置在NFC天线走线与移动终端之间。本发明所提供的NFC天线，由于省却了FPC天线层，其设置既定厚度的铁氧体、基材、NFC天线走线，其可将NFC天线总体厚度控制在0.1mm以内，该厚度的NFC天线很好地满足了移动终端在结构上和天线射频性能上的要求。
Description
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及的是一种NFC天线、移动终端及NFC天线的制备方法。
背景技术
NFC又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间相互进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据，该技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，主要用于手机等手持设备中提供M2M(MachinetoMachine)的通信。具有轻松、安全、快捷的好处，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。
三星S3，S4，HTCONE等引领潮流的高端智能机都已经将NFC作为标配，欧洲一些运营商如Orange，中国移动等已经把NFC作为下一代智能机的标准选型。NFC，又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。“只需碰一下”便可在不同的电子产品间交换数据。与非接触式IC卡不同，NFC可进行双向通信。只要是支持NFC的产品和IC卡，就可以读出或写入数据。还可在手机等便携产品间进行通信。
随着产品设计的更新升级，手机等终端移动设备对厚度要求是一降再降，Iphone4厚度9.3mm，Iphone5厚度7.6mm，华为P6厚度6.18mm，三星S4厚度7.9mm，HTCONE厚度7.8mm，中兴GrandS厚度仅有6mm，在大屏超薄大容量电池来临之际，对应的组件厚度必须革命性突破。
NFC天线目前多依附在后壳上，随着后壳越来越薄，接近0.6mm，能给NFC天线的厚度空间已经非常少了，厚度低于0.1mm的超薄NFC天线急需要研发出来。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、厚度超薄并能满足移动终端天线结构及天线辐射效率的NFC天线及其制备方法，以及使用该NFC天线的移动终端。
本发明的技术方案如下：
一种NFC天线，其中，其包括用于与移动终端内的天线处理信号电路连接的铁氧体，设置在所述铁氧体上的基材，移印在所述基材上的NFC天线走线，用于将所述基材粘接于所述铁氧体上的第一粘性胶层,用于将所述NFC天线粘接于移动终端上的第二粘性胶层;所述第一粘性胶层设置在铁氧体与基材之间,所述第二粘性胶层设置在NFC天线走线与移动终端之间。
所述NFC天线走线为使用导电催化油墨移印在所述基材上并且厚度为0.02mm的NFC天线走线。
所述NFC天线走线包括NFC天线本体和设置在所述NFC天线本体上的镀金层。
所述铁氧体包括铁氧体片，铁氧体片的厚度为0.04mm。
所述基材的厚度为0.02mm；所述第一粘性胶层和第二粘性胶层的厚度分别为0.01mm。
所述第一粘性胶层和第二粘性胶层为亚克力胶；所述基材为PET基材。
所述NFC天线走线的阻抗在50ｍΩ以内。
一种移动终端，包括PCB主板，其中，其还包括设置在移动终端的电池盖后壳内表面上并且与所述PCB主板连接的如上述的NFC天线，以及设置在所述PCB主板上的NFC芯片、与所述NFC天线匹配的天线匹配电路。
一种制备NFC天线的方法，其步骤包括：
A：将基材做烘干及清洗处理，使用导电催化油墨在处理好的基材上移印NFC天线走线；
B：在移印有所述NFC天线走线的两面涂覆粘性胶，制成带有NFC天线走线的双面胶；
C：将带有NFC天线走线的双面胶粘合在铁氧体上。
所述B步骤之前还包括步骤A1：对所述NFC天线进行镀金化处理，然后清洗烘干。
本发明所提供的NFC天线，由于省却了FPC天线层，其设置既定厚度的铁氧体、基材、NFC天线走线，其可将NFC天线总体厚度控制在0.1mm以内，该厚度的NFC天线很好地满足了移动终端在结构上和天线射频性能上的要求。
附图说明
图1是现有手机上NFC天线结构设置示意图。
图2是单面板FPC结构的分解示意图。
图3是现有技术中NFC天线中铁氧体的结构分解示意图。
图4是现有技术中NFC天线中设置有双面胶时基材的结构分解图示意图。
图5是本发明NFC天线结构分解示意图。
图6是本发明NFC天线制备方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种NFC天线、移动终端及NFC天线的制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。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。
现有的NFC天线设置如图1所示，通常采用的是0.4mm厚度的NFC天线：包括FPC天线厚度和铁氧体（Ferritesheet）厚度，天线厂家第一推荐是把NFC天线放在电池处，但是，终端厂家不这么认为，理由如下：内嵌0.4mm的厚度，外围需要增加0.20的包裹标签，总厚度为0.60mm，相当于需要电池减薄0.60mm，电池的容量降低15%以上，势必电池工程师不会同意在容量比无法突破的情况下，减少电池的容量，由于并非所有的终端设备度需要NFC天线，对电池标准化有巨大影响，标准化工程师不能同意在已标准化的电池上加上NFC以至于该电池无法标准化推广。于是，NFC天线被迫移位到其它地方，将NFC天线设置在结构后壳就是不二的选择。
天线的辐射效率在NFC天线中是一个重要的因素，芯片获得能量主要是来自NFC天线的电磁辐射。NFC天线低的辐射效率会导致NFC天线低的传输距离。一般的NFC天线按照频率可分为低频、中高频、超高频３种类型，不同频率的电子标签要求的传输距离和辐射效率也是不同的。天线的辐射效率用于衡量天线将高频电流或导波能量转换为无线电波能量的有效程度，它是天线辐射的总功率和天线从馈线得到的净功率之比。若采用电阻形式就可以简单表示为：
由上式可以看出，提高天线辐射效率的途径就，提高天线辐射效率的途径就是尽可能提高辐射电阻，降低损耗电阻。而对于一般的偶极子天线的辐射电阻的计算式为：
，（其中：θ为辐射角度）,
，当θ＝９０°时Ｆ（θ，φ）取得最大值，此时天线的辐射电阻取得最大值。通常情况下导电油墨的用量对天线的辐射电阻影响不大，辐射电阻仅仅取决于天线的设计结构和辐射角度。因此在用导电油墨直接印刷NFC天线时，导电油墨主要是通过影响天线的阻抗从而影响天线的辐射效率。NFC标签天线设计时，应满足天线阻抗与芯片输入阻抗共轭匹配，从而使数据载体芯片获得最大功率传输，芯片达到最大被识别距离。在整个系统设计中，阻抗对于天线的性能极其重要。对于一般的方形天线，阻抗的计算式为：
，
式中：Ｌ为天线的长度；ρ为天线的电阻率；Ｓ为天线的横截面积；ａ为天线的宽度；ｂ为天线的厚度。说明了阻抗的影响因素为天线的长度、宽度、厚度和电阻率４个因素。
下表为具有不同导体的偶极子天线的辐射效率对照表：
目前，当导电油墨天线印制的阻抗为５０～５２ｍΩ／mm2，一般在１５～２０μｍ（FPC天线阻抗也是在50ｍΩ左右），若使用0.02mm厚度的移印导电油墨，其阻抗为50ｍΩ／mm2左右，在此基础上做化镀金处理，镀金厚度在3u’’左右，得以控制总体走线在50ｍΩ以内。
NFC天线目前需要1500mm2的面积，厚度需要0.4mm，结构后盖只有0.7mm厚度，不能做成局部内嵌，只能增加整机厚度，若NFC天线厚度能在0.10mm以下，将NFC天线内嵌在电池盖上是低成本、高质量的设计选择，下表为目前的NFC天线厚度的组成：
| 总厚度 | FPC天线 | 双面胶 | 铁氧体 |
| 0.40 | 0.15 | 0.05 | 0.20 |
| 0.30 | 0.10 | 0.05 | 0.15 |
| 0.27 | 0.10 | 0.05 | 0.12 |
| 0.20 | 0.10 | 0.04 | 0.06 |
图2为FPC天线结构的示意图，其包括铜箔410，分别粘合在铜箔410两侧的覆盖膜420及双面胶430，总厚度在0.10mm左右，减薄空间相当有限。
本发明的NFC天线，其结构如图5所示，其包括：用于与移动终端内的天线处理信号电路连接的铁氧体10，设置在所述铁氧体10上的基材20，移印在所述基材20上的NFC天线走线30,以及用于将所述基材20粘接于所述铁氧体10上的第一粘性胶层60,用于将所述NFC天线粘接于移动终端上的第二粘性胶层61;所述第一粘性胶层60设置在铁氧体10与基材20之间,所述第二粘性胶层61设置在NFC天线走线80与移动终端之间。为了保护NFC天线不受污染，在所述第二粘性胶层61和铁氧体10的外侧表面粘贴有离型纸70（装配时撕掉），为了减小阻抗，可在NFC天线上进行镀金处理，镀金层厚度为0.01mm。具体的，所述NFC天线走线包括使用导电催化油墨移印在所述基材20上的NFC天线本体和设置在所述NFC天线本体上的镀金层（图未示）。
图3为现有技术中NFC天线中铁氧体10的结构示意图，其包括铁氧体片110，粘合在所述铁氧体片110一侧的双面胶120，粘合在所述铁氧体片110另一侧的用于将所述铁氧体片110与移动终端PCB芯片隔离的保护离芯层130(在NFC天线装配过程中,会撕去)，以及粘合在所述双面胶外侧用于避免所述双面胶受污染的离型纸140(在NFC天线装配过程中,会撕去)，下表为铁氧体各层厚度的组成；
| 结构/Structure | 厚度及公差/Thickness(mm) |
| 保护离芯层/Cover film | 0.030 |
| 铁氧体片/Ferrite sheet | 0.100±0.01 |
| 双面胶/Adhesive | 0.020 |
| 总厚度/Total | 0.150±0.02 |
其中，目前最薄铁氧体厚度为0.06mm。
图4为现有技术中设置有双面胶的结构示意图，其包括基材本体210，一般为PET基材，粘合在所述基材本体210两侧的亚克力胶220，粘合在所述亚克力胶220外侧的用于避免所述基材受污染的离型纸230。其中，在本发明中，有实际用处的是亚克力胶和PET基材，其中基材最薄为0.02mm，亚克力层胶为0.01mm，带有两层亚克力胶的基材的总体厚度最薄为0.04mm。目前FPC单面板最小0.10mm厚度，双面胶厚度无法大改善，铁氧体的厚度最薄可以做到0.06mm。而本发明的NFC天线是创造性地直接省却FPC天线，其总体厚度为：导电金属厚度（0.06mm）+带有双面胶的基材厚度（0.04mm），即厚度刚好在0.10mm以内，其能满足移动终端结构上和天线性能上的需求。
本发明还提供一种上述NFC天线的制备方法，如图6所示，其制备步骤包括：
A：将基材做烘干及清洗处理，使用导电催化油墨在处理好的基材上移印NFC天线走线，完成导电走线部分。
A1：将所述NFC天线镀金化处理，然后清洗烘干。
B：在移印有所述NFC天线走线的两面涂覆粘性胶，制成带有NFC天线走线的双面胶。其中，为了保护所述粘性胶免受污染，在粘性胶的表面附上离型纸，当与铁氧体粘合时，就撕去基材不带有NFC天线走线那一面的离型纸，将所述带有NFC天线走线的双面胶粘合到铁氧体表面；当完成所述NFC天线的制备后，需要将所述NFC天线粘合到终端时，再将另一面的离型纸撕去，将所述NFC天线粘合到终端上。
C：将带有NFC天线走线的双面胶粘合在所述铁氧体上：使用带有NFC走线的双面胶与铁氧体层粘合在一起，将其作为NFC天线组件（含天线部分和铁氧体部分），在移动终端设备上使用。
处理后的NFC天线的厚度构成为0.02mm（NFC天线走线）+0.02mm（基材）+0.06mm（铁氧体）=0.10mmNFC天线总厚度；其中，0.06mm（铁氧体）包括0.04mm的铁氧片，两层0.01mm的粘性胶层。其中，所述粘性胶为亚克力胶或其他具有粘性的胶；所述基材为PET基材。
本发明的NFC天线采用省却FPC天线的结构,整体天线的厚度在0.10mm内，采用导电催化油墨移印的NFC天线走线，能精确调整天线电性性能参数，使基板性能最优化，同时能增加信号传输的稳定性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种NFC天线，其特征在于，其包括用于与移动终端内的天线处理信号电路连接的铁氧体，设置在所述铁氧体上的基材，移印在所述基材上的NFC天线走线，用于将所述基材粘接于所述铁氧体上的第一粘性胶层,用于将所述NFC天线粘接于移动终端上的第二粘性胶层;所述第一粘性胶层设置在铁氧体与基材之间,所述第二粘性胶层设置在NFC天线走线与移动终端之间，所述第二粘性胶层和铁氧体的外侧表面粘贴有离型纸，为了减小阻抗，在NFC天线上进行镀金处理，镀金层厚度为0.01mm，所述NFC天线走线包括NFC天线本体和设置在所述NFC天线本体上的镀金层，所述NFC天线走线为使用导电催化油墨移印在所述基材上并且厚度为0.02mm的NFC天线走线，采用导电催化油墨移印的NFC天线走线，能精确调整天线电性性能参数，使基板性能最优化，同时能增加信号传输的稳定性。
2.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述铁氧体包括铁氧体片，铁氧体片的厚度为0.04mm。
3.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述基材的厚度为0.02mm；所述第一粘性胶层和第二粘性胶层的厚度分别为0.01mm。
4.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述第一粘性胶层和第二粘性胶层为亚克力胶；所述基材为PET基材。
5.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述NFC天线走线的阻抗在50ｍΩ以内。
6.一种移动终端，包括PCB主板，其特征在于，其还包括设置在移动终端的电池盖后壳内表面上并且与所述PCB主板连接的如权利要求1至5任一所述的NFC天线，以及设置在所述PCB主板上的NFC芯片、与所述NFC天线匹配的天线匹配电路。
7.一种制备NFC天线的方法，其特征在于，其步骤包括：
A：将基材做烘干及清洗处理，使用导电催化油墨在处理好的基材上移印NFC天线走线；
B：在移印有所述NFC天线走线的两面涂覆粘性胶，制成带有NFC天线走线的双面胶；
C：将带有NFC天线走线的双面胶粘合在铁氧体上；
所述B步骤之前还包括步骤A1：对所述NFC天线进行镀金化处理，然后清洗烘干；
为了减小阻抗，在NFC天线上进行镀金处理，镀金层厚度为0.01mm，所述NFC天线走线包括NFC天线本体和设置在所述NFC天线本体上的镀金层，采用导电催化油墨移印的NFC天线走线，能精确调整天线电性性能参数，使基板性能最优化，同时能增加信号传输的稳定性。
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