TWM454042U - 近場通訊用之射頻識別裝置 - Google Patents

Description

近場通訊用之射頻識別裝置

本創作有關於射頻識別，特別是有關於近場通訊用的射頻識別裝置。

請參照圖1A與圖1B，圖1A與圖1B為傳統的近場通訊(Near-Field Communication)用的射頻識別裝置(Radio Frequency Identification Device，RFID Device)之正面與背面的示意圖。如圖1A所示，傳統的射頻識別裝置1包括基板(或稱為電路板)10、線圈11、射頻識別電路12、電容元件13與匹配電路14。線圈11、射頻識別電路12、電容元件13與匹配電路14置於基板10上。射頻識別電路12是處理射頻識別運算的電路，其可以積體電路晶片(IC chip)的方式實施。線圈11可以形成於基板10的背面，如圖1B所示。線圈11通常以環狀繞線方式形成環圈天線(loop antenna)，線圈11透過基板10上的貫孔101與電容元件13以及匹配電路14連接，並進一步電性連接至射頻識別電路12。

傳統的射頻識別裝置1的線圈11操作在13.56MHz，且透過電容元件13以及匹配電路14而達到50歐姆的阻抗。再者，傳統的射頻識別裝置1因為線圈11的繞線長度所造成較強的電感性，使得線圈11電性連接至射頻識別電路12之前必須先連接一個電容性元件13，然後再進一步連接匹配電路14。電容性元件13的電容值是用以抵消線圈11的電感性。

本創作實施例提供一種用於近場通訊用的射頻識別裝置，透過調整線圈的繞線密度，以避免電容性元件的使用，並進一步減少射頻識別裝置的面積或尺寸。

本創作實施例提供一種射頻識別裝置，其包括基板、線圈、導電跨線與射頻識別電路。基板具有第一表面。線圈以螺旋狀捲繞設置在基板之第一表面上，且線圈具有複數個線圈間距，所述複數個線圈間距不大於一第一間距。導電跨線跨設於基板之第一表面上而與線圈串聯。射頻識別電路置於基板上，且電性連接所述線圈之兩端。

本創作實施例提供一種射頻識別裝置，其包括基板、線圈與射頻識別電路。基板具有第一表面與第二表面。線圈以螺旋狀捲繞設置在基板之第一表面與第二表面上，線圈具有複數個線圈間距，所述複數個線圈間距不大於一第一間距。射頻識別電路置於基板之第一表面或第二表面上，且電性連接所述線圈之兩端。

本創作實施例提供一種射頻識別裝置，其包括基板、線圈與射頻識別電路。基板具有一第一表面。線圈具有兩個線圈端點，線圈分別由每一線圈端點起始並以螺旋狀捲繞設置在基板之第一表面上。線圈具有複數個線圈間距，所述複數個線圈間距不大於一第一間距。射頻識別電路置於基板上，且電性連接線圈之兩個線圈端點。

綜上所述，本創作實施例所提供的射頻識別裝置，其線圈捲繞時的線圈間距可以形成電容性阻抗，故不需使 用電容元件，藉此減少線圈面積並進一步縮小射頻識別裝置的尺寸。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本創作，而非對本創作的權利範圍作任何的限制。

〔射頻識別裝置的實施例〕

請參照圖2，圖2為本創作實施例之射頻識別裝置的示意圖。射頻識別裝置2包括基板20、線圈21、導電跨線23與射頻識別電路22。基板20具有第一表面20a，即圖2所示的此表面。基板20上具有兩個導電接觸墊201和兩個導線202，用以將線圈21與射頻識別電路22導通。

線圈21以螺旋狀捲繞設置在基板20之第一表面20a上，且線圈21具有複數個線圈間距d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7，線圈間距d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9、d10不大於一第一間距D。所述第一間距D將於後面進一步說明。導電跨線23跨設於基板20之第一表面20a上而與線圈21串聯。射頻識別電路22置於基板20上(如圖2所示的第一表面20a上)，且透過所述導電接觸墊201和導線202電性連接線圈21之兩端。射頻識別電路22也可以設置於基板20的其他表面上，只要使射頻識別電路22可與線圈21電性連接即可。

值得一提的是，導電接觸墊201和導線202也可以是 線圈21的一部分，設計者可以依據需要而調整，設計者可以決定是否要鋪設導電接觸墊201和導線202，導電接觸墊201和導線202僅用以方便使線圈21與射頻識別電路22電性連接。換句話說，線圈21、導電跨線23、導電接觸墊201與導線202構成環圈天線(loop antenna)的迴路結構，並導通至射頻識別電路22。

基板20可以是電路板，例如：玻纖基板或陶瓷基板，但本創作並不限定基板20所使用的材料。基板20上的線圈21、導電接觸墊201與導線202可以利用印刷電路板製程來製作完成。當線圈21、導電接觸墊201與導線202製作完成時，也可以覆蓋一層絕緣材料，用以保護線圈21、導電接觸墊201與導線202的結構。

導電跨線23可以是絕緣導線，例如：當線圈21上並未覆蓋絕緣材料時，導電跨線23的兩端可以分別直接焊接在線圈21與導電接觸墊201之間。此時，由於導電跨線23本身(除了兩端之外)是被絕緣包覆，因此當導電跨線23跨過線圈21時，導電跨線23與線圈21的螺旋狀捲繞的部分並不會彼此短路。另一方面，導電跨線23也可以是非絕緣的導線。只要使線圈21上覆蓋一層絕緣層，當導電跨線23的兩端分別焊接在線圈21與導電接觸墊201之間時，導電跨線23與線圈21的螺旋狀捲繞的部分也不會彼此短路。

復參照圖2，線圈間距d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7可以不相同或者彼此相等，只要使所述線圈間距不大於第一間距D即可。所述第一間距D可以介於0.1毫米(mm)至1毫米(mm)之間，如此可使線圈21的相鄰導線之間 形成電容性阻抗(亦即線圈21捲繞時的相鄰的導線構成電容效應)，以替代傳統的射頻識別裝置所需使用的電容性元件。

〔射頻識別裝置的另一實施例〕

請同時參照圖3A與圖3B，圖3A為本創作另一實施例之射頻識別裝置的正面示意圖。圖3B為本創作另一實施例之射頻識別裝置的背面示意圖。射頻識別裝置3與前一實施例的射頻識別裝置2大致相同，其差異僅在於射頻識別裝置3的線圈31是設置在基板30的第一表面30a與第二表面30b之上。據此，射頻識別裝置3可以不需要射頻識別裝置2的導電跨線23。關於射頻識別裝置3的詳細敘述，請參照如下的說明。

如圖3所示，射頻識別裝置3包括基板30、線圈31與射頻識別電路32。基板30具有第一表面30a與第二表面30b。基板30的第一表面30a具有導電接觸墊302、303(及連接至射頻識別電路32的導線)與貫孔301、301’。基板30可以是玻纖基板，例如：常用的型號為FR4的基板。基板30也可以是陶瓷基板，但本創作並不因此限定。

線圈31以螺旋狀捲繞設置在基板30之第一表面30a與第二表面30b上，線圈31具有複數個線圈間距，在本實施例中的複數個線圈間距彼此相等，但本創作並不因此限定，只要使所述複數個線圈間距不大於一第一間距D即可。所述第一間距D可以介於0.1毫米(mm)至1毫米(mm)之間。射頻識別電路32置於基板30之第一表面30a或第二表面30b上，且電性連接所述線圈31之兩端。在圖3A 中，射頻識別電路32置於基板30之第一表面30a上，但本創作並不因此限定，透過設置貫孔的方式，射頻識別電路32可以容易的設置在基板30之第二表面30b上。

復同時參照圖3A與圖3B，關於線圈31的設置方式，線圈31由連接導電接觸墊302的那端開始，以螺旋狀捲繞設置在第一表面30a上，直到沿伸至貫孔301，並透過貫孔301繼續在第二表面30b上以螺旋狀捲繞，直到沿伸至貫孔301’。如此，線圈31在基板的兩個表面上以螺旋狀捲繞，不但線圈31的相鄰導線之間可以形成電容性阻抗(亦即線圈捲繞時的相鄰的導線構成電容效應)，在第一表面30a的線圈31的導線與第二表面30b上的線圈31的導線可以形成電容效應(亦即基板30的上下兩個表面的線圈31的導線形成電容效應)，據此可以替代傳統的射頻識別裝置所需使用的電容性元件。另外，線圈31以螺旋狀捲繞的直徑可以約為7.5毫米(mm)，據此基板30的尺寸可以縮小至硬幣或鈕扣般的大小。

〔射頻識別裝置的另一實施例〕

請參照圖4，圖4為本創作另一實施例之射頻識別裝置的示意圖。射頻識別裝置4與前面實施例的射頻識別裝置2、3的差異在於，射頻識別裝置4的線圈41不僅設置在基板40的第一表面40a上(非射頻識別裝置3的第一表面30a與第二表面30b)，且不需要如射頻識別裝置2的導電跨線23。關於射頻識別裝置4的進一步特徵，請參照下面的敘述。

射頻識別裝置4包括基板400、線圈41、與射頻識別 電路42。基板20具有第一表面20a，即圖4所示的此表面。線圈41具有線圈端點411、412，用以將線圈41與射頻識別電路42導通。基板40可以是玻纖基板或陶瓷基板。

線圈41以螺旋狀捲繞設置在基板40之第一表面20a上，且線圈41具有複數個線圈間距，即圖4所示的線圈41的相鄰導線之間的間隔距離，所述複數個線圈間距可以彼此相等或彼此不相等，且所述複數個線圈間距不大於一第一間距D。如同前面實施例所述，所述第一間距D可以介於0.1毫米(mm)至1毫米(mm)之間。射頻識別電路42置於基板40上，且透過線圈41的線圈端點411、412電性連接線圈41。如圖4所示，射頻識別電路42置於基板40之第一表面40a上，但本創作並不因此限定，射頻識別電路42也可以設置於基板的其他表面上，只要以貫孔方式將射頻識別電路42與線圈41導通即可。

值得一提的是，線圈41以螺旋狀捲繞設置時，線圈41的最外圍與最末端的導線彼此連接。換句話說，線圈41是分別以線圈端點411、412為起始點開始向外以螺旋狀捲繞延伸，最後在線圈41的最外圍彼此連接，而構成迴圈天線(loop antenna)。線圈41以所述螺旋狀捲繞可以形成電容性的阻抗，並不須傳統的射頻識別裝置所需使用的電容性元件。

〔實施例的可能功效〕

根據本創作實施例，上述的用於近場通訊的射頻識別裝置，其線圈捲繞時的線圈間距可以形成電容性阻抗，故 不需使用電容元件，藉此減少線圈面積並進一步縮小射頻識別裝置的尺寸。線圈可以緊密的捲繞於基板(或電路板)的其中一面或兩面上，以使射頻識別裝置的尺寸可縮小至硬幣或鈕扣般的大小，藉此提升用於近場通訊的射頻識別裝置的使用方便性，並進一步增加射頻識別裝置的應用範圍。

以上所述僅為本創作之實施例，其並非用以侷限本創作之專利範圍。

1、2、3、4‧‧‧射頻識別裝置

10、20、30、40‧‧‧基板

11、21、31、41‧‧‧線圈

12、22、32、42‧‧‧射頻識別電路

13‧‧‧電容元件

14‧‧‧匹配電路

101、301、301’‧‧‧貫孔

201、302、303‧‧‧導電接觸墊

202‧‧‧導線

23‧‧‧導電跨線

d1、d2、d3 d4、d5、d6、d7、d8、d9、d10‧‧‧線圈間距

411、412‧‧‧線圈端點

20a、30a、40a‧‧‧第一表面

30b‧‧‧第二表面

圖1A為傳統的近場通訊用的射頻識別裝置之正面示意圖。

圖1B為傳統的近場通訊用的射頻識別裝置之背面示意圖。

圖2為本創作實施例之射頻識別裝置的示意圖。

圖3A為本創作另一實施例之射頻識別裝置的正面示意圖。

圖3B為本創作另一實施例之射頻識別裝置的背面示意圖。

圖4為本創作另一實施例之射頻識別裝置的示意圖。

3‧‧‧射頻識別裝置

30‧‧‧基板

31‧‧‧線圈

32‧‧‧射頻識別電路

301、301’‧‧‧貫孔

302、303‧‧‧導電接觸墊

30a‧‧‧第一表面

Claims (10)

1. 一種射頻識別裝置，包括：一基板，具有一第一表面；一線圈，以螺旋狀捲繞設置在該基板之該第一表面上，該線圈具有複數個線圈間距，該些線圈間距不大於一第一間距；一導電跨線，跨設於該基板之該第一表面上而與該線圈串聯；以及一射頻識別電路，置於該基板上，且電性連接該線圈之兩端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之射頻識別裝置，其中該些線圈間距彼此相等。
3. 如申請專利範圍第1項所述之射頻識別裝置，其中該第一間距介於0.1毫米(mm)至1毫米(mm)之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之射頻識別裝置，其中該導電跨線為絕緣導線。
5. 一種射頻識別裝置，包括：一基板，具有一第一表面以及一第二表面；一線圈，以螺旋狀捲繞設置在該基板之該第一表面以及該第二表面上，該線圈具有複數個線圈間距，該些線圈間距不大於一第一間距；以及一射頻識別電路，置於該基板之上，且電性連接該線圈之兩端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之射頻識別裝置，其中該些線圈間距彼此相等。
7. 如申請專利範圍第5項所述之射頻識別裝置，其中 該第一間距介於0.1毫米(mm)至1毫米(mm)之間。
8. 一種射頻識別裝置，包括：一基板，具有一第一表面；一線圈，具有兩個線圈端點，該線圈分別以每一該線圈端點起始並以螺旋狀捲繞設置在該基板之該第一表面上，該線圈具有複數個線圈間距，該些線圈間距不大於一第一間距；以及一射頻識別電路，置於該基板上，且電性連接該線圈之該兩線圈端點。
9. 如申請專利範圍第8項所述之射頻識別裝置，其中該些線圈間距彼此相等。
10. 如申請專利範圍第8項所述之射頻識別裝置，其中該第一間距介於0.1毫米(mm)至1毫米(mm)之間。