CN110690574B - Nfc天线和基于nfc的电子装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种NFC天线和基于NFC的电子装置，涉及无线通信技术领域，该天线包括：电路板基板和天线线圈，天线线圈是由按照预设图案印制在电路板基板上的金属丝组成的，天线线圈的两个端头通过布线连接方式与近场通信NFC芯片连接。能够降低NFC天线的制造成本、提高完成质量。

Description

NFC天线和基于NFC的电子装置
技术领域
本公开涉及无线通信技术领域，具体地，涉及一种NFC天线和基于NFC的电子装置。
背景技术
随着通信技术的不断发展以及便携电子设备的广泛普及，生活中使用无线通信技术进行数据传输、移动支付等场景也越来越多，给人们的生活带来便利的同时，传统的通信方式，例如：二维码、Wi-Fi(英文：Wireless-Fidelity，中文：无线保真)、蓝牙(英文：Bluetooth)等技术也带来了安全隐患，因此越来越多的电子设备开始支持安全度高、便捷的NFC(英文：Near Field Communication，中文：近场通信)技术。现有的NFC天线和NFC芯片之间需要通过引脚(英文：pin)的方式来连接，需要人工组装，容易造成接触不良和插拔不良等问题，同时，NFC天线的引脚和与设置NFC芯片的主板上的连接器(英文：connector)的引脚数量通常不匹配，例如NFC天线的2个引脚和连接器的4个引脚不匹配，造成了资源浪费。
发明内容
本公开的目的是提供一种NFC天线和基于NFC的电子装置，用以解决现有技术中NFC天线制造成本高、安装质量低的问题。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种NFC天线，所述天线包括：电路板基板和天线线圈；
所述天线线圈是由按照预设图案印制在所述电路板基板上的金属丝组成的；
所述天线线圈的两个端头通过布线连接方式与近场通信NFC芯片连接。
可选的，所述预设图案包括：所述金属丝沿着所述电路板基板的边缘由外至内，或由内至外盘绕预设圈数。
可选的，所述预设图案为矩形。
可选的，所述天线线圈或所述NFC天线上，覆盖有油墨或阻焊剂。
可选的，所述电路基板为硬质基板或柔性基板，所述硬质基板包括印制电路板PCB，所述柔性基板包括柔性电路板FPC。
可选的，所述导电金属丝为压延铜或电解铜制成的金属丝。
可选的，所述NFC天线与所述NFC芯片所在的主板呈预设角度连接，所述预设角度大于0度，且小于180度。
可选的，所述预设角度为90度。
可选的，所述NFC天线与所述NFC芯片所在的主板层叠设置，或所述NFC天线设置在所述NFC芯片所在的主板的一侧，且所述NFC天线与所述NFC芯片所在的主板在同一平面。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于NFC的电子装置，所述电子装置包括本公开实施例的第一方面提供的任一种NFC天线、近场通信NFC芯片和主板；
所述NFC芯片设置在所述主板上；
所述NFC天线通过所述天线线圈的两个端头通过布线连接方式与所述NFC芯片连接。
通过上述技术方案，本公开通过在电路板基板上按照预设图案印制的金属丝组成天线线圈，电路板基板上除金属丝以外的其他空间都不存在金属成分，且天线线圈的两个端头通过布线连接的方式与NFC芯片连接，从而避免了人工组装过程导致的接触不良、插拔不良和引脚数量不匹配的问题，能够降低NFC天线的制造成本、提高完成质量。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种NFC天线的结构图；
图2a是根据一示例性实施例示出的另一种NFC天线的结构图；
图2b是图2a所示的NFC天线的天线线圈102的结构图；
图3是NFC天线与NFC芯片所在的主板连接关系的侧面示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种基于NFC的电子装置的结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种NFC天线的结构图，如图1所示，NFC天线100包括：电路板基板101和天线线圈102。
天线线圈102是由按照预设图案印制在电路板基板101上的金属丝组成的。
天线线圈102的两个端头(a、b)通过布线连接方式与NFC芯片103连接。
举例来说，天线线圈102是通过layout画线工具按照预设的图案印制在电路板基板101上，预设图案可以是沿着电路板基板101的边缘盘绕的图案，也可以是其他图案，其中，天线线圈是由金属丝组成的。其中，电路板基板上除金属丝以外的其他空间全部净空，都不存在金属成分。同样的，天线线圈102的两个端头a和b也是根据布线工具的布线，与NFC芯片103的两个引脚相连，其中，NFC芯片103可以是布置在主板上的。因为天线线圈102与NFC芯片103之间是直接通过layout画线工具布线连接的，所以不需要人工组装，简化了步骤，便于使用，同时避免了接触不良和插拔不良的风险。进一步的，避免了天线线圈102的2个引脚和连接器(布置NFC芯片103的主板上的连接器)的4个引脚对接，降低了制造成本。
综上所述，本公开通过在电路板基板上按照预设图案印制的金属丝组成天线线圈，且天线线圈的两个端头通过布线连接的方式与NFC芯片连接，从而避免了人工组装过程导致的接触不良、插拔不良和引脚数量不匹配的问题，能够降低NFC天线的制造成本、提高完成质量。
其中，预设图案包括：金属丝沿着电路板基板101的边缘由外至内，或由内至外盘绕预设圈数。
预设圈数是根据天线线圈102的阻抗值和NFC芯片103的电感值确定的，天线线圈102的阻抗值与天线线圈102的金属丝的直径负相关。
示例的，利用layout画线工具将金属丝沿着电路板基板101的边缘由外至内(或由内至外)盘绕预设圈数作为天线线圈102，以预设圈数为3圈为例，如图1所示。预设圈数可以是根据对NFC天线的具体需求(品质因数)、天线线圈102的阻抗值和NFC芯片103的电感值来确定的，以使NFC天线能够在阻抗匹配的前提下，工作频率为13.56MHz，其中天线线圈102的阻抗值与天线线圈102的金属丝的直径负相关，即金属丝的直径越大，天线线圈102的阻抗值越小。
其中，预设图案优选为矩形。
示例的，利用layout画线工具将金属丝沿着电路板基板101的边缘以矩形的形状盘绕预设圈数作为天线线圈102，由于矩形天线相比于正方形天线的辐射面积大(例如60mm*60mm的正方形天线的辐射空间，要小于20mm*18mm的矩形天线的辐射空间)，因此能够提高NFC天线100的性能。
可选的，天线线圈102或NFC天线100上，覆盖有油墨或阻焊剂。
以天线线圈102上覆盖有油墨104为例，如图2a所示，天线线圈102上覆盖有油墨104。示例的，为了美观同时保护NFC天线，可以在天线线圈102的上表面覆盖一层油墨104，其中，其中，天线线圈102与油墨104的结构关系如图2b所示，油墨104贴附在天线线圈102的上表面。其中，油墨104还可以替换为阻焊剂，例如可以是液态光致阻焊剂(俗称：绿油)。进一步的，还可以在NFC天线100上覆盖一层油墨或阻焊剂。
需要说明的是，NFC天线100中的电路基板101可以为硬质基板或柔性基板，其中，硬质基板可以包括PCB(英文：Printed Circuit Board，中文：印制电路板)，柔性基板可以包括FPC(英文：Flexible Printed Circuit，中文：柔性电路板)。
可选的，导电金属丝为压延铜或电解铜制成的金属丝。
其中，导电金属丝的材料可以根据天线线圈102对厚度、导电性能、阻焊、熔点等方面的需求来选择，例如可以选择由压延铜(RA)和电解铜(ED)制成的金属丝。
可选的，NFC天线100与NFC芯片103所在的主板呈预设角度连接，预设角度大于0度，且小于180度。
举例来说，NFC天线100与NFC芯片103所在的主板呈预设角度连接，NFC天线100通过天线线圈102的两个端头与主板连接，如图3所示，NFC天线100所在的平面A与NFC芯片103所在的主板所在的平面B的夹角α为预设角度，使得NFC天线100的投影区域和NFC芯片103所在的主板不平行，因而NFC天线100的辐射方向能够避开主板(例如主板上的金属材料)的干扰，从而不需要铁氧体来抗干扰，从而进一步降低了NFC天线的制造成本。其中，预设角度α可以为0度至180度之间。
需要说明的是，预设角度优选为90度。
示例的，当预设角度为90度时，即NFC天线100和NFC芯片103所在的主板垂直的状态(NFC天线100在主板上的投影最小)，NFC天线100的辐射受到的干扰最小。
可选的，NFC天线100与NFC芯片103所在的主板层叠设置，或NFC天线100设置在NFC芯片103所在的主板的一侧，且NFC天线100与NFC芯片103所在的主板在同一平面。
举例来说，由于NFC天线100与NFC芯片103之间是直接通过layout画线工具布线连接的，因此连接的角度不受限制，NFC天线100可以与NFC芯片103所在的主板为层叠的关系，例如可以是平行设置。NFC天线100与NFC芯片103所在的主板也可以在同一平面内，NFC天线100设置在NFC芯片103所在的主板的旁边。
综上所述，本公开通过在电路板基板上按照预设图案印制的金属丝组成天线线圈，电路板基板上除金属丝以外的其他空间都不存在金属成分，且天线线圈的两个端头通过布线连接的方式与NFC芯片连接，从而避免了人工组装过程导致的接触不良、插拔不良和引脚数量不匹配的问题，能够降低NFC天线的制造成本、提高完成质量。
图4是根据一示例性实施例示出的一种基于NFC的电子装置的结构图，如图4所示，该电子装置包括：上述实施例中任一项所述的NFC天线100、NFC芯片202和主板203。
NFC芯片202设置在主板203上。
NFC天线100通过天线线圈的两个端头(a、b)通过布线连接方式与NFC芯片202连接。
举例来说，电子装置的主板203上设置有NFC芯片202，其中，NFC天线100与NFC芯片202的连接方式是通过layout画线工具进行布线连接，与现有的NFC天线通过2个引脚与主板203上的连接器(通常至少有4个引脚)连接方式不同，不需要人工组装，简化了步骤，同时避免了接触不良和插拔不良的风险，在保证NFC通信功能的前提下，降低了电子装置制造成本。其中，电子装置可以是智能手机、平板电脑、智能电视、智能手表、PDA(英文：PersonalDigital Assistant，中文：个人数字助理)、便携计算机、POS(英文：Point of Sales，中文：销售终端)机等电子装置。
其中，NFC天线100与主板203呈预设角度连接，NFC天线100通过天线线圈的两个端头与主板203连接，使得NFC天线100所在的平面与主板203所在的平面的夹角为预设角度，使NFC天线100的投影区域和主板203不平行，从而使得主板203上的金属材料不会对NFC天线100的辐射方向造成干扰，所以NFC天线100上不需要设置铁氧体来屏蔽干扰，进一步降低了NFC天线的制造成本。其中，预设角度可以为0度至180度之间，当预设角度为90度时，即NFC天线100和主板203垂直的状态，NFC天线100在主板203上的投影最小，此时，NFC天线100的辐射受到的干扰最小。
综上所述，本公开包括NFC天线、NFC芯片和主板，其中NFC天线是由在电路板基板上按照预设图案印制的金属丝组成天线线圈，和电路板基板共同组成的，电路板基板上除金属丝以外的其他空间都不存在金属成分。天线线圈的两个端头通过布线连接的方式与设置在主板上的NFC芯片连接，从而避免了人工组装过程导致的接触不良、插拔不良和引脚数量不匹配的问题，在保证NFC通信功能的前提下，能够降低电子装置的制造成本、提高完成质量。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，容易想到本公开的其它实施方案，均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。同时本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。本公开并不局限于上面已经描述出的精确结构，本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种NFC天线，其特征在于，所述天线包括：电路板基板和天线线圈；
所述天线线圈是由按照预设图案印制在所述电路板基板上的金属丝组成的；
所述天线线圈的两个端头通过layout画线工具以布线连接方式与近场通信NFC芯片连接；
所述预设图案为所述金属丝沿着所述电路板基板的边缘由外至内或由内至外盘绕预设圈数；所述预设图案为矩形；
所述电路板基板上除所述金属丝之外的空间均不存在金属成分；
所述NFC天线与所述NFC芯片所在的主板层叠设置，或所述NFC天线设置在所述NFC芯片所在的主板的一侧，且所述NFC天线与所述NFC芯片所在的主板在同一平面。
2.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述天线线圈或所述NFC天线上，覆盖有油墨或阻焊剂。
3.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述电路基板为硬质基板或柔性基板，所述硬质基板包括印制电路板PCB，所述柔性基板包括柔性电路板FPC。
4.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述金属丝为压延铜或电解铜制成的金属丝。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的NFC天线，其特征在于，所述NFC天线与所述NFC芯片所在的主板呈预设角度连接，所述预设角度大于0度，且小于180度。
6.根据权利要求5所述的NFC天线，其特征在于，所述预设角度为90度。
7.一种基于NFC的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：权利要求1-6中任一项所述的NFC天线、近场通信NFC芯片和主板；
所述NFC芯片设置在所述主板上；
所述NFC天线通过所述天线线圈的两个端头通过布线连接方式与所述NFC芯片连接。
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