CN201673527U - 一种双界面sd卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双界面SD卡，属于移动通信设备和移动支付技术领域。所述双界面SD卡包括卡基板、控制器、智能卡芯片、存储器和微型天线；智能卡芯片和存储器分别与控制器连接，智能卡芯片通过相应的天线引脚与微型天线进行连接；控制器、智能卡芯片、存储器和微型天线嵌于卡基板上。本实用新型提供的双界面SD卡，通过低温共烧陶瓷、层叠、薄膜及镀膜等技术集成射频天线，并将其嵌入现有的SD卡中，实现了天线的内嵌化及小型化。

Description

一种双界面SD卡

技术领域

本实用新型涉及移动通信设备和移动支付技术领域，特别涉及一种双界面SD卡。

背景技术

截至到目前，我国已有超过7亿的手机用户。与此同时，手机已经不仅仅是简单的通话工具，它正日益成为集流媒体播放器、数码摄像机、电子钱包等众多功能于一身的多功能产品。其中与手机用户密切相关的手机支付功能，正在受到越来越多的重视，并被认为在未来具有广阔的发展空间。

目前我国的移动支付还处于起步阶段，基于手机以无线近距离通信方式实现的支付主要有NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)、RF-SIM和双界面SIM卡等几种解决方案。但是由于存在技术标准不统一、缺乏成功的商业运作模式以及手机终端安全隐患等问题都尚未获得大规模商用。

NFC方案是近年由Nokia、Phillips等公司联合推出的一项无线技术，基本的做法是在新设计的手机中加入用于支付的FR模块，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换，工作频率为13.56MHz。这种方法可以比较好地解决利用手机进行射频识别的问题，但是用户必须去改造现有的手机，甚至购买一个全新的手机，造成社会资源的巨大浪费。

另一种无线近距离通信技术：RF-SIM，即射频识别SIM卡。它通过在SIM卡中内置近距离识别芯片在手机上实现近距离身份识别和金融支付的目的，工作频率为2.4GHz。但是目前该技术存在以下急需解决的问题：

(1)与现行国际射频标准13.56MHz不兼容，这样就需要对目前金融、公共设施采用的阅读设备、支付设备进行改造，成本较高；

(2)使用2.4GHz的微波频率进行数据通信没有标准可以参照，很多方面尚需实际验证，应用过程中存在很大的风险；

(3)需要电信运营商支持，对现有SIM卡进行更换。

相对于以上两种技术，双界面SIM卡方案由于支持ISO14443A/B标准为业界成熟的国际标准，且不需要更换手机存在一定的优势，但是由于该方案中天线采用外置方式，同时当用户更换SIM卡时，SIM卡中的非接触式智能卡也需要更换，同样也造成了资源的浪费，增加了不必要的成本。

现有的其他一些方案中，摆脱了电信运营商，转而通过改造智能SD存储卡的结构，力图通过SD卡实现手机的非接触式的通讯。如在SD卡中增加NFC芯片或通过贴片等方式使SD卡具有非接触卡的功能。但是上述所有方案有一个共同的特点：实现非接触式通讯的天线都采用外置方式安装在手机的外壳或壳体内部或直接集成到手机PCB电路板中，这样做的直接结果或者需要改造手机或者必须使天线外置，致使天线受外界环境因素的影响非常强烈，进而导致天线的稳定性降低，天线寿命减短。

随着无线通信的不断发展，通信设备的集成度越来越高，使得其体积越来越小，这就对天线提出了小型化的要求；同时随着新材料、新技术的不断出现，现有的外在的巨大天线模块势必会惨遭淘汰。

实用新型内容

为了解决现有非接触智能卡天线体积庞大，安装调试困难等问题，本实用新型提供了一种双界面SD卡，通过LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)、层叠、薄膜及镀膜等技术集成射频天线，将其封装在现有的SD卡中，实现了天线的内嵌化及小型化。

本实用新型提供的双界面SD卡，包括卡基板、控制器、智能卡芯片、存储器和微型天线；所述智能卡芯片和存储器分别与控制器连接，所述智能卡芯片通过相应的天线引脚与微型天线进行连接；所述控制器、智能卡芯片、存储器和微型天线嵌于所述卡基板上。

所述智能卡芯片为双界面智能卡芯片；所述双界面智能卡芯片为无源或有源双界面智能卡芯片。

所述双界面智能卡芯片当工作于接触式通讯方式时，符合ISO/IEC 7816标准协议，且支持多种串行及并行接口，包括ISO/IEC7816接口、SPI接口、I2C接口和PS/2接口。

所述双界面智能卡芯片当工作于非接触式通讯方式时，工作频率为13.56Mhz，并与非接触智能卡读/写设备进行符合ISO/IEC 14443标准的非接触通讯。

所述双界面智能卡芯片当与外部设备工作于接触式通讯方式时，可与所述外部设备实现各种安全的信息交互。

所述双界面智能卡芯片当工作于非接触式通讯方式时，能接收所述微型天线传输来的信号，以及将信号发送至所述微型天线，所述双界面智能卡芯片内部存储应用数据，实现各种非接触应用。

所述无源双界面智能卡芯片当工作于非接触通讯方式时，由所述微型天线提供所需能量；所述有源双界面智能卡芯片当工作于非接触通讯方式时，由所述控制器提供所需能量。

所述微型天线为采用低温共烧陶瓷、层叠、薄膜及镀膜技术制备的集成射频天线；所述微型天线位于所述卡基板的外侧边缘。

所述双界面SD卡的外观尺寸与Micro SD、mini SD、SD卡的外观尺寸相同。

所述双界面SD卡可应用于手机、PDA、MP3、MP4、电脑及数码照相机中。

与现有技术相比，本实用新型技术方案产生的有益效果如下：

1、本实用新型采用微型天线技术，实现了天线的小型化，并由此实现了天线的内置，在保证射频识别性能的基础上，解决了天线外置在安装过程中造成的断裂和毁坏，提高了天线的稳定性，增强了SD卡的使用寿命；

2、本实用新型双界面SD卡的工作频率为13.56MHz，符合ISO14443标准，与目前大多数射频终端兼容，无须对现有射频终端进行改造，同时由于符合ISO14443标准，应用环境比较成熟，更易于推广，不存在应用风险等问题；

3、由于本实用新型只是对现有SD卡的内部结构进行了改进，外形以及尺寸和SD卡相同，这就不存在对现有手机结构进行改造的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的双界面SD卡内部结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的双界面SD卡在手机中的应用示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种双界面SD卡内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

本实用新型实施例提供了一种双界面SD卡的解决方案，通过采用最新的微型天线技术——LTCC技术，将微型天线集成到SD卡内部，在不改造现有非接触智能卡读/写设备和手机的情况下，实现了手机的非接触式近距离射频通讯。下面以适用于手机的Micro SD卡为例，来阐述本实用新型的技术方案。

参见图1，本实施例提供了一种双界面Micro SD卡，包括卡基板100、控制器101、双界面智能卡芯片(Smart Card)102、FLASH存储器103和微型天线104。控制器101、双界面智能卡芯片102、FLASH存储器103和微型天线104嵌于双界面Micro SD卡的卡基板100上。其中，双界面智能卡芯片102和FLASH存储器103分别与控制器101连接，同时双界面智能卡芯片102通过相应的天线引脚与微型天线104进行连接。控制器101用于识别外部设备对双界面Micro SD卡的操作，若外部设备是对双界面智能卡芯片102的操作则访问双界面智能卡芯片102，否则，访问FLASH存储器103。双界面智能卡芯片102可以为无源或有源双界面智能卡芯片；无源双界面智能卡芯片当工作于非接触通讯方式时，由微型天线104提供所需能量；有源双界面智能卡芯片当工作于非接触通讯方式时，由控制器101提供所需能量。

当双界面智能卡芯片102与微型天线104一起工作在非接触通讯方式时，双界面智能卡芯片102用于接收微型天线104传输来的信号，以及将信号发送至微型天线104，实现非接触通信功能；双界面智能卡芯片102内部存储应用数据，实现各种安全应用，例如钱包存折、公交卡等功能。

此外，当双界面智能卡芯片102工作在接触式通讯方式下时，支持多种串行以及并行接口，包括ISO/IEC7816接口、SPI接口、I2C接口和PS/2接口等，可实现与手机、电脑等外部设备的安全信息交互。实际应用中，当双界面SD卡置于手机或电脑设备中时，可通过手机或电脑网络实现对双界面智能卡芯片102的在线充值，并可通过手机或电脑网络查询双界面智能卡芯片102中的个人信息、账户余额、交易记录等；还可以利用双界面智能卡芯片102中存储的密钥信息，实现手机银行或网络银行的身份认证。

本实用新型实施例中的双界面Micro SD卡的外观尺寸与现有的普通MicroSD卡外观尺寸相同，工作频率为13.56MHz。双界面Micro SD卡与非接触智能卡读/写设备进行通讯，符合ISO/IEC 14443通讯标准；双界面Micro SD卡工作在接触通讯方式时，符合ISO/IEC 7816通讯标准。这样该双界面Micro SD卡就可直接插入现有的手机中进行应用，即保留了Micro SD卡原有的存储功能，实现数据的海量存储，又提供了接触与非接触两种通讯方式；同时应用时，无需对外部非接触读写设备进行改造。

在将本实施例提供的双界面Micro SD卡应用于手机等移动通讯设备中时，为了提高双界面Micro SD卡的信号强度，减少手机的干扰，可以将微型天线104设置于卡基板100内部的外侧边缘。如图2所示，图中201为一手机设备，且带有Micro SD卡槽202，将双界面Micro SD卡204按图示方向置于卡槽202中，实现非接触功能的微型天线内置于203所示区域，即卡基板外侧边缘，这样就保证了当双界面Micro SD卡置于手机中后，内部的微型天线不被手机电池以及电路板干扰。此外，还可以通过其他方式增强微型天线的信号以及抗干扰能力，例如在卡基板内部增加信号放大电路，或使用有源双界面智能卡芯片由控制器提供所需能量以提高无线信号接收和发射的能力。

微型天线是天线小型化的研究对象之一。众所周知，天线的长短和波长成正比，与频率成反比，频率越高，波长越短，天线也就可以做得越短。现有的具有非接触功能的卡片工作频率一般都为13.56Mhz，与2.4Ghz的工作频率相比，天线体积庞大。以现有的Micro SD卡为例，国际标准尺寸为11.0mm×15.0mm×1.0mm，如果保证工作频率仍为13.56Mhz，在不改变现有尺寸的基础上，减去封装的外壳的厚度，必须使天线的厚度不大于0.8mm，长度不大于9.0mm，实现存在很大的困难。

LTCC(低温共烧陶瓷)技术，是一种多层陶瓷技术，它可以将无源元件埋藏到基板内部同时将有源元件贴装在基板表面，在设计上具有很大的灵活性，真正实现了传统聚合物和传统陶瓷材料无法获得的三维结构。利用LTCC制备片式无源集成器件和模块具有很多优点：第一，陶瓷材料具有优良的高频高品质特性；第二，使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子；第三，可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性；第四，可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度；第五，具有较好的温度特性，如比较小的热膨胀系数、较小的介电数温度系数，可以制作层数极高的电路基板。另外，非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查，从而提高成品率，降低生产成本。目前，LTCC技术是无源集成的主流技术，LTCC整合型组件包括各种基板承载或内埋各式主动或被动组件的产品，整合型组件产品项目包括零组件、基板与模块。正是由于具备以上的高耐温性、高热传导率、高耐湿性、低介质损耗及优良的高频高Q特性等特点，使LTCC非常适于作为小型化天线的材料。而LTCC工艺所具备的多层技术又使得天线的布局从一维走向三维，为天线的小型化创造了良好的工艺条件。

本实用新型利用LTCC、层叠、薄膜及镀膜等技术缩小天线的体积，在不改变现有SD卡外观和尺寸的基础上，实现了工作频率13.56Mhz的天线内嵌化和小型化。同时为解决Micro SD卡尺寸小而带来的内置天线制作困难的问题，本实用新型采用微型天线的制作方法，在不改变现有Micro SD卡外观和尺寸的情况下，使天线尺寸能足够小，实现天线的内置。

本实施例充分利用LTCC技术的上述特点集成射频天线并内置于现有的Micro SD卡内部。由于该技术的采用实现了非接触天线的小型化，同时内置方式使得天线结构更紧凑，避免了天线外置造成的断裂和毁坏，有效地保证了天线的稳定性，延长了天线的使用寿命。此外，由于该技术的采用不但使天线射频功能得到了有效的保证，而且使该非接触Micro SD卡工作在13.56MHZ模式下成为可能，参照现有的ISO14443标准实现诸如电子钱包、公交卡等众多成熟的应用，并且不需要对现有的手机和POS终端进行改造，节约了社会资源。

图3示出了另外一种双界面Micro SD卡，包括卡基板300、控制器301、FLASH存储器303和微型天线302。其中，FLASH存储器303与控制器301连接，同时控制器301通过相应的天线引脚与微型天线302进行连接。控制器301、FLASH存储器303和微型天线302嵌于非接触Micro SD卡的卡基板300上。双界面MicroSD卡的外观尺寸与现有的普通Micro SD卡的外观尺寸相同，工作频率为13.56MHz。这样该双界面Micro SD卡就可直接插入现有的手机中进行应用，即保留了Micro SD卡原有的存储功能，实现数据的海量存储，又可通过内部的微型天线302实现手机的非接触通信功能。FLASH存储器303不但实现个人数据的存储，同时与内置的微型天线302连接实现各种应用服务。

在实际应用中，本实施例提供的双界面Micro SD卡的内部结构，完全可以应用于普通SD和mini SD中，从而形成多种形状的双界面SD卡，以适用于不同接口形式的设备，如手机、PDA、MP3、MP4、个人电脑、数码照相机等具有SD插槽的设备中。

本实用新型实施例中的双界面SD卡除可用于现有的电子钱包/存折、公共交通等成熟的应用之外，还支持其他多种应用，包括：符合PBOC借贷记规范的快速支付(QPBOC)，以及符合EMV规范的各种非接触应用。

本实施例中的控制器、双界面智能卡芯片和FLASH存储器是现有技术，其内部结构为本领域技术人员公知技术，且在市场上可以直接购买获得，在此不做描述。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双界面SD卡，其特征在于，包括卡基板、控制器、智能卡芯片、存储器和微型天线；所述智能卡芯片和存储器分别与控制器连接，所述智能卡芯片通过相应的天线引脚与微型天线进行连接；所述控制器、智能卡芯片、存储器和微型天线嵌于所述卡基板上。

2.如权利要求1所述的双界面SD卡，其特征在于，所述智能卡芯片为双界面智能卡芯片；所述双界面智能卡芯片为无源或有源双界面智能卡芯片。

3.如权利要求2所述的双界面SD卡，其特征在于，所述双界面智能卡芯片当工作于接触式通讯方式时，符合ISO/IEC 7816标准协议，且支持多种串行及并行接口，包括ISO/IEC7816接口、SPI接口、I2C接口和PS/2接口。

4.如权利要求2所述的双界面SD卡，其特征在于，所述双界面智能卡芯片当工作于非接触式通讯方式时，工作频率为13.56Mhz，并与非接触智能卡读/写设备进行符合ISO/IEC 14443标准的非接触通讯。

5.如权利要求2所述的双界面SD卡，其特征在于，所述双界面智能卡芯片当与外部设备工作于接触式通讯方式时，可与所述外部设备实现各种安全的信息交互。

6.如权利要求2所述的双界面SD卡，其特征在于，所述双界面智能卡芯片当工作于非接触式通讯方式时，能接收所述微型天线传输来的信号，以及将信号发送至所述微型天线，所述双界面智能卡芯片内部存储应用数据，实现各种非接触应用。

7.如权利要求2所述的双界面SD卡，其特征在于，所述无源双界面智能卡芯片当工作于非接触通讯方式时，由所述微型天线提供所需能量；所述有源双界面智能卡芯片当工作于非接触通讯方式时，由所述控制器提供所需能量。

8.如权利要求1所述的双界面SD卡，其特征在于，所述微型天线为采用低温共烧陶瓷、层叠、薄膜及镀膜技术制备的集成射频天线；所述微型天线位于所述卡基板的外侧边缘。

9.如权利要求8所述的双界面SD卡，其特征在于，所述双界面SD卡的外观尺寸与Micro SD、mini SD、SD卡的外观尺寸相同。

10.如权利要求1所述的双界面SD卡，其特征在于，所述双界面SD卡可应用于手机、PDA、MP3、MP4、电脑及数码照相机中。

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