CN113919469A - 一种立体nfc天线标签及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种立体NFC天线标签及其制造方法，包括：在基材一侧表面上形成NFC天线，其中所述基材呈矩形，沿所述基材的长边方向形成n条线圈走线，其中第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，以在所述基材的短边重合后线圈走线连续以形成NFC天线，n≥2；在基材的另一侧表面上形成NFC芯片；将所述NFC天线与所述NFC芯片电性连接；将形成有NFC天线和NFC芯片的基材贴装于壳体侧表面，且所述基材在贴装后其短边重合以形成立体NFC天线标签。通过在基材上的线圈走线设计，使得基材在立体贴附后短边相接使线圈走线贯通形成NFC天线，解决了现有NFC天线均为平面贴装形式而导致的应用范围受限的问题。
Description
技术领域
本发明涉及近场通信技术领域，特别涉及一种立体NFC天线标签及其制造方法。
背景技术
毋庸置疑，近年来近场通信(NFC)技术应用越来越广泛，具有NFC功能的通讯设备也越来越多。
NFC(NearField Communication，近场通信)是在非接触式射频识别(RFID)技术的基础上，结合无线互连技术研发而成。NFC工作模式分为被动模式和主动模式：
被动模式中，NFC发起设备需要供电设备，发起设备利用供电设备的能量来提供射频场，并将数据发送到NFC目标设备，传输速率需在106kbps、212kbps或424kbps中选择其中一种。目标设备不产生射频场，所以可以不需要供电设备，而是利用发起设备产生的射频场转换为电能，为目标设备的电路供电，接收发起设备发送的数据，并且利用负载调制技术，以相同的速度将目标设备数据传回发起设备。由于此工作模式下目标设备不产生射频场，而是被动接收发起设备产生的射频场，所以被称作被动模式。
主动模式中，发起设备和目标设备在向对方发送数据时，都必须主动产生射频场，所以称为主动模式，它们都需要供电设备来提供产生射频场的能量。这种通信模式是对等网络通信的标准模式，可以获得非常快速的连接速率。
不论是被动模式还是主动模式的NFC通信设备，均需要同时配备NFC芯片和NFC天线。NFC天线主要由绕线、印刷、蚀刻工艺制作的电路线圈与具有抗干扰能力的铁氧体材料组成，是一种近场耦合天线，其实现近场通讯的原理是采用磁耦合的形式，即采用线圈耦合的方式。
随着NFC通讯设备越来越普及，NFC天线的应用领域也随之越来越广阔。为了实现NFC天线的轻薄化，且同时考虑NFC天线的一致性主要受铁氧体影响，受材料及工艺等原因，NFC天线通常采用FPC的平面贴装形式，这使得NFC天线的应用范围具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种立体NFC天线标签及其制造方法，以解决现有NFC天线均为平面贴装形式而导致的应用范围受限的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种立体NFC天线标签的制造方法，所述制造方法包括：
在基材一侧表面上形成NFC天线，其中所述基材呈矩形，沿所述基材的长边方向形成n条线圈走线，其中第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，以在所述基材的短边重合后线圈走线连续以形成NFC天线，n≥2；
在基材的另一侧表面上形成NFC芯片；
将所述NFC天线与所述NFC芯片电性连接；
将形成有NFC天线和NFC芯片的基材贴装于壳体侧表面，且所述基材在贴装后其短边重合以形成立体NFC天线标签。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，第1条线圈走线的自由端位于所述基材的中部以作为NFC天线的始端，且具有第一馈电点；第n条线圈走线的自由端位于所述基材的中部以作为NFC天线的末端，且具有第二馈电点。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，每条线圈走线的两端均设置有焊盘。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，所述NFC芯片具有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚用于与所述第一馈电点电性相连，所述第二引脚用于与所述第二馈电点电性相连。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，所述第一引脚在所述NFC天线上的投影与所述第一馈电点重合，所述第二引脚在所述NFC天线上的投影与所述第二馈电点重合。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，所述NFC芯片还具有调试焊盘，所述调试焊盘用于对NFC天线进行调试。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，所述壳体呈圆柱体，所述壳体的圆周周长与所述基材的长边相匹配。
可选的，在所述的立体NFC天线标签的制造方法中，在将基材贴装于壳体侧表面之前，所述制造方法还包括：
对形成有NFC天线和NFC芯片的基材进行覆膜。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种立体NFC天线标签，由如上任一项所述的立体NFC天线标签的制造方法制造得到，所述立体NFC天线标签包括基材和壳体，所述基材围绕所述壳体设置；所述基材靠近所述壳体的一侧设置有NFC芯片，背离所述壳体的一侧设置有NFC天线。
可选的，在所述的立体NFC天线标签中，所述基材的材质为聚酰亚胺。
本发明提供的立体NFC天线标签及其制造方法，包括：在基材一侧表面上形成NFC天线，其中所述基材呈矩形，沿所述基材的长边方向形成n条线圈走线，其中第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，以在所述基材的短边重合后线圈走线连续以形成NFC天线，n≥2；在基材的另一侧表面上形成NFC芯片；将所述NFC天线与所述NFC芯片电性连接；将形成有NFC天线和NFC芯片的基材贴装于壳体侧表面，且所述基材在贴装后其短边重合以形成立体NFC天线标签。通过在基材上的线圈走线设计，使得基材在立体贴附后短边相接使线圈走线贯通形成NFC天线，解决了现有NFC天线均为平面贴装形式而导致的应用范围受限的问题。
附图说明
图1为本实施例提供的立体NFC天线标签的制造方法流程图；
图2为本实施例提供的立体NFC天线标签的NFC天线的平面展开结构图；
图3为本实施例提供的立体NFC天线标签的NFC芯片的平面展开结构图；
图4为本实施例提供的立体NFC天线标签贴装后的结构示意图；
图5为本实施例提供的立体NFC天线标签贴装后的电磁感应示意图；
其中，各附图标记说明如下：
100-基材；200-NFC天线；201-第一馈电点；202-第二馈电点；203-焊盘；300-壳体；400-NFC芯片；401-第一引脚；402-第二引脚；403-调试焊盘。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的立体NFC天线标签及其制造方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图说明中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，以便描述本发明的实施例，而不用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本实施例提供一种立体NFC天线标签的制造方法，如图1所示，所述制造方法包括：
S1，在基材一侧表面上形成NFC天线，其中所述基材呈矩形，沿所述基材的长边方向形成n条线圈走线，其中第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，以在所述基材的短边重合后线圈走线连续以形成NFC天线，n≥2；
S2，在基材的另一侧表面上形成NFC芯片；
S3，将所述NFC天线与所述NFC芯片电性连接；
S4，将形成有NFC天线和NFC芯片的基材贴装于壳体侧表面，且所述基材在贴装后其短边重合以形成立体NFC天线标签。
本实施例提供的立体NFC天线标签的制造方法，通过在基材上的线圈走线设计，使得基材在立体贴附后短边相接使线圈走线贯通形成NFC天线，解决了现有NFC天线均为平面贴装形式而导致的应用范围受限的问题。
如此形成的立体NFC天线标签如图2至图4所示，包括基材100和壳体300，所述基材100围绕所述壳体300设置；所述基材100靠近所述壳体300的一侧设置有NFC芯片400，背离所述壳体的一侧设置有NFC天线200。
具体的，在本实施例中，如图2所示，在制造形成NFC天线时，首先，选取一个呈矩形的基材100，基材100的材质具体可以为聚酰亚胺等，从而能够使得NFC天线200和NFC芯片400形成于基材100之后能够成为FPC形式的天线结构，便于贴附于各类立体表面。
接着，可以利用FPC的制造工艺在基材100的一侧表面上形成若干线圈走线，线圈走线的线宽及间距可以依据实际使用情况而定，一般，线圈走线的数量大于3，较佳的，线圈的数量为8～15条。为保证在基材弯折或贴附后线圈走线能够相互对应连接以形成NFC天线200，在本实施例中，第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，例如，第一条线圈走线的左端与第二条线圈走线的右端齐平，如此在基材100的两个短边重合后，能够使第一条线圈走线的左端与第二条线圈走线的右端相对应，进而实现两者的电性连接。
当然，在其他实施例中，也可以利用印刷工艺、薄膜工艺等将线圈走线形成与基材100上。具体的FPC工艺、印刷工艺或薄膜工艺为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。在不违背本发明主旨前提下的其他线圈走线的形成工艺也应当属于本发明的保护范围。
进一步的，为便于NFC天线200与NFC芯片400的电性连接，在本实施例中，第1条线圈走线的自由端位于所述基材100的中部以作为NFC天线200的始端，且具有第一馈电点201；第n条线圈走线的自由端位于所述基材100的中部以作为NFC天线200的末端，且具有第二馈电点202。
以及，在本实施例中，可以将各条线圈走线对应首尾焊接，为了便于焊接并保证焊接良率，每条线圈走线的两端均设置有焊盘203。较佳的，焊盘203位于基材100的短边边缘处；同时，焊盘203的尺寸可以略大于线圈走线的宽度，从而能够提高焊接良率，如此，基材100上的NFC天线200的形状类似于双开口喇叭状。
需要说明的是，在其他具体应用过程中，可以依据基材100实际贴附的表面的形状对线圈走线的形式、焊盘的位置设置等进行个性化设计，从而保证在基材100贴附于立体表面后，能够使线圈走线连通成为NFC天线。本实施例所提供的走线形式仅为一种易于实现且具有普遍适用性的立体NFC天线标签形式。在不违背本发明主旨前提下的其他立体NFC天线标签形式也应当属于本发明的保护范围。
在本实施例中，如图3所示，为了提高NFC的集成度，将NFC芯片400集成于基材100的反面，与NFC天线200分位于基材100的两个表面。具体的，所述NFC芯片400具有第一引脚401和第二引脚402，所述第一引脚401用于与所述第一馈电点201电性相连，所述第二引脚402用于与所述第二馈电点402电性相连。其中，可以通过焊接的方式实现引脚与馈电点的电性连接，但在本实施例中，为了提高天线集成度，以及为了降低作业复杂度，所述第一引脚401在所述NFC天线200上的投影与所述第一馈电点201重合，所述第二引脚402在所述NFC天线200上的投影与所述第二馈电点202重合；如此，便可以在FPC天线的制造工艺中使得馈电点与引脚电性连接，不仅保证了连接的稳定性、可靠性，有利于减小传输损耗及一些不确定因素的不良干扰，还降低了作业复杂度，提高了作业效率。
此外，为了便于天线在组配后依据具体的使用环境进行性能的调试，在本实施例中，所述NFC芯片400还具有调试焊盘403，所述调试焊盘403用于对NFC天线200进行调试。
本实施例提供的NFC天线200的走线形式，适用于呈圆柱体的壳体300，且所述壳体300的圆周周长与所述基材100的长边相匹配。“相匹配”可以理解为壳体300的圆周周长略小于基材100的长边长度，以使基材100在将焊盘203对应焊接后，能够在无拉扯应力的情况下与壳体300结合牢靠。
在本实施例中，在将基材贴装于壳体侧表面之前，所述制造方法还包括：
对形成有NFC天线和NFC芯片的基材进行覆膜。
通过覆膜使得NFC天线和NFC芯片被裹覆，避免NFC天线长时间裸露在空气中造成的金属区域的氧化，以及避免在组装过程中NFC天线和NFC芯片遭受划伤等不良进而影响其功能。
覆膜的具体工艺为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。
请参见图4所示，为利用本发明提供的制造方法制造的立体NFC天线标签，其中NFC芯片400贴附与靠近壳体300表面的一侧，如此可以在一定程度上避免芯片400遭受损伤；此外，由于NFC芯片400通常还需与电路主板等其他硬件结构进行连接，因此将其设置在内侧时，可以在壳体300的对应位置处开设孔洞以便于实现NFC芯片400的连接，同时还可以在壳体300内部设置其他部件，以充分利用壳体300的内部空间，提高立体NFC天线标签的集成度。
如图5所示，为本实施例提供的立体NFC天线标签的电磁感应图。从图中可以看出，本实施例提供的立体NFC天线标签在一个磁场中会生成电流，当电流流过NFC天线200时会在NFC天线200围绕成的空间内形成磁场，从而实现读取信息与记录信息的功能。
需要说明的是，在具体应用过程中，基材100的材质可以依据具体的应用环境进行选择，并不局限于聚酰亚胺，还可以为薄膜、橡胶等其他材质，其可以为透明的，也可以依据实际应用环境具有不同的颜色。NFC天线200可以为铜线、铜箔、金线、银线等具有良好导电性的金属材质，也可以为导电银浆，甚至透明导电银浆，以使其具有更好的柔性和外观美观度。NFC芯片400的具体型号需根据实际需要进行选择，其选择方式等也为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。将第一弹片401与第一馈电点201，以及将第二摊平402与第二馈电点202在基材100中实现电连接的方式也为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。
综上所述，本实施例提供的立体NFC天线标签及其制造方法，包括：在基材一侧表面上形成NFC天线，其中所述基材呈矩形，沿所述基材的长边方向形成n条线圈走线，其中第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，以在所述基材的短边重合后线圈走线连续以形成NFC天线，n≥2；在基材的另一侧表面上形成NFC芯片；将所述NFC天线与所述NFC芯片电性连接；将形成有NFC天线和NFC芯片的基材贴装于壳体侧表面，且所述基材在贴装后其短边重合以形成立体NFC天线标签。通过在基材上的线圈走线设计，使得基材在立体贴附后短边相接使线圈走线贯通形成NFC天线，解决了现有NFC天线均为平面贴装形式而导致的应用范围受限的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
在基材一侧表面上形成NFC天线，其中所述基材呈矩形，沿所述基材的长边方向形成n条线圈走线，其中第i条线圈走线的左端与第i+1条线圈走线的右端齐平，以在所述基材的短边重合后线圈走线连续以形成NFC天线，n≥2；
在基材的另一侧表面上形成NFC芯片；
将所述NFC天线与所述NFC芯片电性连接；
将形成有NFC天线和NFC芯片的基材贴装于壳体侧表面，且所述基材在贴装后其短边重合以形成立体NFC天线标签。
2.根据权利要求1所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，第1条线圈走线的自由端位于所述基材的中部以作为NFC天线的始端，且具有第一馈电点；第n条线圈走线的自由端位于所述基材的中部以作为NFC天线的末端，且具有第二馈电点。
3.根据权利要求2所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，每条线圈走线的两端均设置有焊盘。
4.根据权利要求2所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，所述NFC芯片具有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚用于与所述第一馈电点电性相连，所述第二引脚用于与所述第二馈电点电性相连。
5.根据权利要求4所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，所述第一引脚在所述NFC天线上的投影与所述第一馈电点重合，所述第二引脚在所述NFC天线上的投影与所述第二馈电点重合。
6.根据权利要求4所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，所述NFC芯片还具有调试焊盘，所述调试焊盘用于对NFC天线进行调试。
7.根据权利要求1所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，所述壳体呈圆柱体，所述壳体的圆周周长与所述基材的长边相匹配。
8.根据权利要求1所述的立体NFC天线标签的制造方法，其特征在于，在将基材贴装于壳体侧表面之前，所述制造方法还包括：
对形成有NFC天线和NFC芯片的基材进行覆膜。
9.一种立体NFC天线标签，由如权利要求1～8任一项所述的立体NFC天线标签的制造方法制造得到，其特征在于，所述立体NFC天线标签包括基材和壳体，所述基材围绕所述壳体设置；所述基材靠近所述壳体的一侧设置有NFC芯片，背离所述壳体的一侧设置有NFC天线。
10.根据权利要求9所述的立体NFC天线标签，其特征在于，所述基材的材质为聚酰亚胺。
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2021
- 2021-09-09 CN CN202111053554.4A patent/CN113919469A/zh active Pending
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