CN209625254U - 近场通信设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的各实施例涉及近场通信设备。一种近场通信(NFC)设备，包括：设备支撑体，其包括至少一个天线线圈、耦合到至少一个天线线圈的集成电路；以及光阻电路，其耦合到至少一个天线线圈并且包括光阻，光阻电路被配置为当至少一个光阻在黑暗条件下处于其高电阻状态时增大至少一个天线线圈的电阻。

Description

近场通信设备
技术领域
本公开的实施例总体上涉及近场通信设备。
背景技术
NFC(近场通信)卡和标签设备通常包括微芯片或集成电路以及包括一个或多个线圈的天线，其通常通过将金属轨迹沉积在卡的平面上来获得。为了激活集成电路的操作，NFC读卡器或启动程序被配置为生成时变磁场(例如，以13,56MHz)，其引发天线的一个或多个线圈中的电流。这样的电磁引发的电流用于对NFC设备上的集成电路供电，该集成电路例如执行所需的操作并通过相同天线将对应信息发送回到读卡器。
这样的卡用于不同应用，如信用卡、电子护照以及其他非接触式应用，如访问控制和电子票务。
关于这种类型的卡的问题在于利用NFC读卡器足够接近NFC设备的每个人都可以使用射频尝试欺诈，即利用他的NFC读卡器尝试对NFC设备的内容的未授权的读取并复制其内容，例如信用卡或护照的认证内容。
因此，存在提供更安全且包括安全和反欺诈系统的NFC设备的需要。
实用新型内容
根据本公开的实施例解决了上述问题。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，包括：设备支撑体，其包括至少一个天线线圈、耦合到至少一个天线线圈的集成电路；以及光阻电路，耦合到至少一个天线线圈并且包括光阻，光阻电路被配置为当光阻在黑暗条件下处于其高电阻状态时增大至少一个天线线圈的电阻。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，设备支撑体包括承载集成电路和至少一个天线线圈的芯部片材，并且其中，芯部片材包括光阻被安装于其中的凹槽。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，设备支撑体还包括上片材和下片材，其中芯部片材被布置在上片材与下片材之间，并且其中上片材或下片材中的至少一个片材包括光阻被安装于其中的窗口。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，光阻包括上光敏表面和下光敏表面。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，设备支撑体实质上是平面体。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，设备支撑体包括形成设备支撑体的外表面的透明片材。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，设备支撑体包括具有穿孔的芯部片材，芯部片材被布置在透明片材之间。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，光阻被布置在设备支撑体中的腔中，并且其中设备支撑体的芯部片材承载集成电路和至少一个天线线圈。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，光阻被布置在设备支撑体的外表面上。
根据一个实施例，提供了一种近场通信设备，其特征在于，设备支撑体包括包含塑料片材或纸片材的片材中的一个或多个。
附图说明
现在将参考附图描述本公开的实施例，其仅仅通过非限制性举例的方式来提供，并且在附图中：
图1示意性地示出了根据一个实施例的近场通信设备；
图2以平面图示意性地示出了根据一个实施例的近场通信设备的制造过程的实施例的部件和操作；
图3以侧视图示意性地示出了根据一个实施例的近场通信设备的制造过程的实施例的部件和操作；
图4以侧视图示意性地示出了根据一个实施例的近场通信设备的制造过程的第二实施例的部件和操作；
图5以侧视图示意性地示出了根据一个实施例的近场通信设备的制造过程的第三实施例的部件和操作；
图6以侧视图示意性地示出了根据一个实施例的近场通信设备的制造过程的第四实施例的部件和操作；
图7示出了根据一个实施例的可以被使用在近场通信设备中的光阻的定性特征曲线的示图。
具体实施方式
在下面的描述中，许多具体细节被给出以提供对实施例的透彻理解。可以在没有一个或若干具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等等来实践实施例。在其他实例中，公知的结构、材料或操作未被详细示出或描述以避免使实施例的各方面模糊不清。
在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包含在至少一个实施例中。因此，在本说明书中的各个地方中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全部指代同一实施例。另外，在一个或多个实施例中可以以任何适当的方式来组合特定特征、结构和特性。
本文中提供的标题仅仅是为了方便起见并且不解释实施例的范围或含义。
已经参考图1至图7描述的附图部分、元件或部件由先前在这样的附图中使用的相同附图标记表示；这样的先前描述的元件的描述将不在下文中进行重复以便不会对本具体实施方式造成负担。
本公开的实施例涉及NFC设备的解决方案，该NFC设备包括其上布置有至少一个天线线圈的支撑体，在支撑体上还布置了连接到至少一个天线线圈的至少集成电路。
本公开的实施例具体地涉及如NFC塑料卡或标签的NFC设备并且还涉及包括至少部分地由纸制成的体的NFC设备，如电子护照、电子票。
本文描述的解决方案特别地关于近场通信设备，该近场通信设备包括连接在至少一个天线线圈上布置并且包括至少一个光阻的光阻电路，光阻电路被配置为当至少一个光阻在黑暗条件下时增大至少一个天线线圈的电阻。
(特别是光阻的)电阻的值被计算使得当NFC读取器发送交变磁场时，在黑暗条件下在线圈14中生成的电流(即暗电流)低于足以激活集成电路的电流阈值。
以这种方式，当NFC设备在黑暗条件下时其被禁用，即其集成电路不工作并且对NFC设备的未授权的访问不能成功。黑暗条件通过来自太阳或来自照明源的光水平的量低于将光阻置于高电阻状态(与当其由高于特定阈值的量的光照明时的低电阻状态相反)的特定阈值来定义，
由于当未使用时大多数NFC设备(如保存在钱包中的信用卡或电子票以及折叠的电子护照)处于黑暗条件下，所以它们的NFC设备不能够被读取直到暴露于太阳或环境光的积极动作由用户执行。
图1示出了NFC设备10，特别是以NFC卡的形式，其用作根据本文描述的解决方案的反欺诈系统，整体用附图标记10来指示。这样的卡10包括塑料体20，具有矩形形状，其承载集成电路12，例如UICC卡的集成电路。集成电路12的终端12a和12b耦合到通过金属线圈获得的天线14，金属线圈特别是沿着塑料体20的周向延伸的轨道。天线14的金属轨道从集成电路12的终端12a开始并且在电路12的终端12b中结束，在执行了体20的周向的若干圈(例如三圈)之后，使得，除了轨道进入终端12a、12b的情况之外，天线14定义与体20的平面共平面的三个平行金属线圈。线圈当然可以具有不同数量，这取决于天线12的参数。如本领域技术人员已知的，当变化的磁场由读卡器生成时，在天线14的线圈中生成电流，该电流可以对集成电路12供电用于工作。
NFC设备10还包括光阻电路，其被耦合在天线14的线圈之一上并且包括光阻13。光阻电路被配置为当光阻13在黑暗条件下并且因此处于其高电阻状态时增大至少一个天线线圈的电阻。为此目的，在该示例中，光阻13被串联布置在天线14的线圈上。当在黑暗条件下时，即当光阻13不可由辐射源16(其可以是太阳或环境照明)的光触及时，光阻13具有高值并且增大天线14的总电阻，将生成的电流的值降低到集成电路12的工作阈值以下。当暴露于光时，光阻13具有更低的电阻值，将生成的电流的值增大到集成电路12的工作阈值以上，该集成电路可以以这种方式正常操作并且可以由外部读卡器读取。
因此，光阻13当其未暴露于光源(即在黑暗条件下)时禁用电子电路12，并且确保没有人能够扫描敏感数据。
图2示出了卡10的制造过程，其将光阻13与天线14串联添加在塑料体或纸体内部，如在信用卡、徽章、电子票、护照的支撑页中所使用的那样。
在图2中，示出了制造过程的第一示意性表示。过程包括(在步骤110)中提供第一透明塑料覆盖片材21。第一覆盖片材21是塑料透明层(PVC、PC、PET或其他不导电材料)，其用作确定塑料体20的结构的支撑。过程还包括(在步骤120中)提供第一盖片22，其优选是不透明塑料片材，表示卡10的后边。之后，过程包括(在步骤130中)提供核心层23，即，承载电路部件(即，连接到天线14的线圈的集成电路12)的层，优选是塑料层，并且在示出的示例中，光阻13串联连接在线圈之一(例如线圈14的最内部线圈)上。用于连接塑料衬底上的这样的部件的过程对于卡和电子护照制造领域的技术人员是公知的。之后过程包括(在步骤140中)提供承载窗口24a(即，在片24上钻或铣削的孔)的第二覆盖片材层24，该承载窗口在给出芯部片材23和覆盖片材24的对应形状的情况下具有光阻13的实质上相同的位置和大小。第二覆盖片材层24表示卡上的前片，出于保护在其上放置了第二透明塑料片材25。
在步骤140中，承载具有光阻13的相同位置和大小的孔24a的第二覆盖片材层24被提供在电路片13上。第二覆盖片材层24表示卡10的前片。之后过程包括(在步骤150中)提供第二透明塑料片材25。
在该示例中所有塑料片材21-25是具有相同尺寸的矩形。在变型实施例中，片21-25和天线14的其他形状可能可以与天线14的效率兼容。在变型实施例中，片21-25中的一个或多个可以是纸片材或纸板片。
之后，在耦合操作中(在步骤160中)，片21-25以如下顺序被堆叠在另一个上，即：在第一透明层21上放置第一覆盖片材22，之后在第一覆盖片材22上放置芯部片材23，在芯部片材23上放置第二覆盖片材23，使得窗口24a框住并包含光阻13，利用反划伤保护来覆盖窗口24a，然而，反划伤保护允许光触及窗口24a内的光阻13。在图2中，为了更好地理解堆叠的顺序，稍微水平偏移地示出了这些片，然而，它们具有相同尺寸并且被垂直对其(参见图3的侧视图)，使得当它们被组装在一起时形成具有相同尺寸的单个卡。
为了将片21-25的堆叠组装在一起，(在步骤170中)执行层压过程以获得卡10的塑料体20。
在图3中，以侧视图示出了图2的堆叠。如能够看出的，片被垂直对齐，并且光阻13被定位在芯部片材23上，使得其与窗口24a对齐。具体地，在窗口24a的位置处，提供凹槽，或者在示出的示例中，通过在芯部片材23中钻的孔获得的窗口13a，使得光阻13被插入在窗口13a内。在(步骤160中)耦合和层压之后，如图3所示，获得体20并且包含光阻13的窗口13a和24被对齐，其中芯部片材23的厚度总和的覆盖片材24的厚度等于光阻的厚度，即垂直尺寸。在变型实施例中，下芯部片材22也可以具有针对光阻具有两个光敏表面(上和下)的情况的对应窗口。
因此，参考图2和图3，总体上，近场通信设备10的制造过程包括：基本地提供承载至少集成电路12和至少一个天线线圈14的芯部片材23，之后(在步骤160中)将芯部片材23布置在塑料片材或纸片材的堆叠20a内以形成卡支撑体，(在步骤170中)对片材堆叠20a进行层压以获得支撑体20，过程还包括将至少光阻13布置为被耦合到线圈14之一并且具有从设备支撑体20的外表面面朝外的至少光敏表面。
此外，在变型实施例中，过程可以包括：提供至少芯部片材23以及上盖片材22和下盖片材24，透明片材21和25被用作任选的机械保护，在上盖片材22和下盖片材24中的至少一个中的垂直对应位置中制作穿过窗口24a，并且优选地在芯部片材23中制作窗口13a，在存在芯部片材23中的窗口13a的情况下将光阻13布置在芯部片材23中的窗口13a中或布置在芯部片材23上，将芯部片材23堆叠在上盖片材22与下盖片材之间以获得片材堆叠20a，特别地利用片21和25来完成，对片材堆叠20a进行层压以获得支撑体20。
如果两个盖片22、24被钻有针对光阻13的相应窗口，则该光阻可以具有上光敏表面和下光敏表面。
在图4中示出了图3的制造过程的变型实施例，其包括提供穿孔的透明片材21、25作为外部的外片，以及双倍的光敏表面。具体地，堆叠30a包括被定位在盖片22、24之间的芯部片材23，其具有与布置在芯部片材23上的光阻13’相对应的相应穿过窗口22a、24a。透明片材21、25被放置为分别在片22下方和上片材24上方的外片，并且在窗口22a、24a的卡平面中的相同位置中被钻有穿过窗口21a、25a。光阻13’具有上光敏表面和下光敏表面，其可以从上光源16和下光源16’触及。如所提到的，透明覆盖21、25确保对于标准ID和金融应用通常所需要的机械/功能性能，但是不确保额外的耐划伤性。在变型实施例中，透明片材21、25可以不被钻孔，即没有窗口21a、25a，例如在这样的片21、25的透明度使得其可以从触及光阻13或13’的照度忽略从片21、25减去的照度的量的情况下。在另外的变型实施例中，透明片材21、25可以在具有或没有窗口21a、25a的情况下被直接放置在芯部片材23上方。
因此，在该变型实施例中，提供了将芯部片材23堆叠在透明上覆盖片材21与透明下覆盖片材25之间以获得片材堆叠30a。
如图5中所示出的，能够使用标准铣削和嵌入过程来制作卡体20上的腔以保持光阻13。能够通过物理焊接或使用导电凝胶获得的连接13b来与天线14连接。因此，因此，在这种情况下，过程包括：提供至少芯部片材23，将至少芯部片材堆叠在形成堆叠40的另外的层之间，对片材堆叠40a进行层压以获得支撑体40，之后特别是通过标准铣削和嵌入过程来制作卡支撑体40中到达芯部片材23的腔43a，并且特别是通过物理焊接或使用导电凝胶来将光阻13布置在通过连接13b电连接到天线14的线圈的芯部片材23上的腔43a中。因此，图5的变型实施例描述了一种制造过程，其包括：提供((在步骤120中)提供至少芯部片材23，(在步骤160中)将至少芯部片材23堆叠在另外的片(特别是如图2中的片21、22、24、25)之间，(在步骤170中)对所获得的片对的进行层压以获得支撑体40，特别是通过标准铣削和嵌入过程来制作设备支撑体40中到达芯部片材23的腔43a，并且特别是通过物理焊接或使用导电凝胶来将光阻13布置在通过连接13b电连接到至少一个线圈的芯部片材23上的腔43a中。
如图6中还示出的，能够将光阻13放在(即，体50的)卡10的外表面之一上。能够通过物理焊接或使用导电凝胶与天线14连接13b。过程的该变型特别用于不是由塑料材料制成的结构，特别是包含纸片材的体，诸如电子票、具有纸质支撑页的护照。
因此，在这种情况下，参考图6描述的制造过程的变型实施例包括提供包括芯部片材23的设备支撑体50，其特别是被布置在表面附近，特别是通过物理焊接或使用导电凝胶，特别是经由上透明片材25中的通孔，将光阻13布置在连接到至少一个线圈14的支撑体50的外表面上。
图7示出了表示根据照度E的光阻13(特别是光阻13的电阻R13)的定性特征曲线的示图。在图7中，还示出了照度E的阈值TH的示例性值，其具有大约8lux的值，对应于可以对应于黑暗条件的光阻13的100Ω电阻。过程或集成电路12中的供应电流的典型值低于5mA，因此，光阻13的大小应当被设计为使得在照度阈值TH处电阻R13的值使得电流低于(特别是其处理器的)集成电路12的供应电流(例如低于5mA)的这样的限制。
所描述的解决方案提供了去除对使用NFC设备的非接触式解决方案的缺点，利用了如下事实：尽管未使用，但是大多数NFC设备在黑暗条件下，即光不可接触，因此他们的NFC设备不可以被读取直到暴露于太阳或环境光的积极动作由用户执行。这允许拒绝通过当未使用时未授权地读取NFC设备来进行欺诈的许多尝试。
当然，在不损害本公开的原理的情况下，结构和实施例的细节可以关于仅仅通过举例的方式在本文中描述和说明的内容而广泛地变化，而不脱离本公开的范围。
在变型实施例中，光阻电路可以包括多于一个光阻或其他光敏部件，并且可以相对于线圈不同地来布置，前提是这样的光阻电路的电路布置被配置为当至少一个光阻在黑暗条件下处于其高电阻状态时增大至少一个天线线圈的电阻。
如所提到的，近场通信设备可以是UICC卡或智能卡或其他类型的NFC标签。尽管大多数NFC设备是具有平行六面体卡形状的卡，但是近场通信设备可以具有不同结构，如钥匙圈或钥匙扣或用于使用NFC的非接触式应用的其他结构。

Claims (10)

1.一种近场通信设备，其特征在于，包括：
设备支撑体，其包括至少一个天线线圈、耦合到所述至少一个天线线圈的集成电路；以及
光阻电路，耦合到所述至少一个天线线圈并且包括光阻，所述光阻电路被配置为当所述光阻在黑暗条件下处于其高电阻状态时增大所述至少一个天线线圈的电阻。
2.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述设备支撑体包括承载所述集成电路和所述至少一个天线线圈的芯部片材，并且其中，所述芯部片材包括所述光阻被安装于其中的凹槽。
3.根据权利要求2所述的近场通信设备，其特征在于，所述设备支撑体还包括上片材和下片材，其中所述芯部片材被布置在所述上片材与所述下片材之间，并且其中所述上片材或所述下片材中的至少一个片材包括所述光阻被安装于其中的窗口。
4.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述光阻包括上光敏表面和下光敏表面。
5.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述设备支撑体实质上是平面体。
6.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述设备支撑体包括形成所述设备支撑体的外表面的透明片材。
7.根据权利要求6所述的近场通信设备，其特征在于，所述设备支撑体包括具有穿孔的芯部片材，所述芯部片材被布置在所述透明片材之间。
8.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述光阻被布置在所述设备支撑体中的腔中，并且其中所述设备支撑体的芯部片材承载所述集成电路和所述至少一个天线线圈。
9.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述光阻被布置在所述设备支撑体的外表面上。
10.根据权利要求1所述的近场通信设备，其特征在于，所述设备支撑体包括包含塑料片材或纸片材的片材中的一个或多个。
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