专利名称：一种手机分离式扩展卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频通信领域，尤其是一种手机分离式扩展卡。
背景技术：
智能卡和电子标签的应用，正逐步影响着人民的生活习惯和消费方式。公交一卡 通在地铁，公交，出租车等领域的全面应用，极大地方便了人们的小额支付方式，受到广大 用户极力推崇。手机是当今最普遍应用的通信产品，手机的小额无线支付功能，可以让用户 更方便，更有效，更安全地实现支付。国内外有许多公司采用各种方法已经初步实现了应用。现在已经在中国试用的产 品大致有以下几种
采用具有NFC功能的手机，直接实现手机小额无线支付功能，这是基于手机内置了近 距离无线射频通信模块，用户必须购置新手机才能获得此功能；
采用2. 4GHz频段的射频卡，其优点是通信距离远，不需要辅助天线。但是产品价格昂 贵，制作工艺复杂，终端设备尚未形成网络应用；
采用13. 56MHz频段的射频卡，这是目前主流的应用方式。应用市场的终端设备已形成 网络应用，兼容性强。由于手机的电池对高频信号有衰减作用，如果将高频射频天线安装在 手机卡内部，射频信号无法有效穿透电池和通信终端进行数据交换。行业里有几种应用方式
一种是从将SIM制作成无内置天线的双界面卡，从卡的天线触点焊接了一条长长的尾 巴-天线，弯折到电池后面实现手机的无线支付功能；但这种方式，用户必须更换SIM卡，而 且弓I出的天线和SIM连接在一起,用户在充电等拆装电池的情况下，会拖拽带天线，容易造 成损坏，使用不方便，用户可操作性差；
另一种方式是将SIM卡做成内置天线的双界面SIM卡，再通过耦合转换天线进行通信。 但这种方式必须更换SM卡，而且当卡槽金属面积较大的情况下，通信效果较差，容易出现 无法读卡的情况，使用的兼容性较差。
发明内容
本发明的方法是根据目前的应用需求，解决延伸天线的安装不方便的问题和大金 属面卡槽兼容性差的问题，并且用户不必更换手机和SIM卡就能实现手机无线支付的功 能，让用户方便地使用，可以使产品改装后更美观、使用方面、使用效果好，更符合实用性的需求。一种手机分离式扩展卡，所述的分离式扩展卡包括
双头管理卡和大小双头射频信号转移放大器，其特征在于，双头管理卡上设置了两组 触点、一组射频天线和一颗双界面芯片；大小双头射频信号转移放大器上设置了小头天线、 大头天线、电容器和吸波材料。进一步的，所述的分离式扩展卡能适应13. 56MHz,6. 78 MHz,27. 12 MHz频段的频率工作。再进一步，所述的双头管理卡除芯片区域的厚度为50-160um。再进一步，双头管理卡上的射频天线为采用蚀刻工艺获得的设置在薄膜基材边缘 的多圈环绕的线圈，线圈的两端和芯片的射频信号输出端连接。再进一步，所述的双头管理卡上的芯片具有VCC、GND、RESET、CLOCK、1/01、1/02、 RFURF2的8个功能端口，其中VCC为电源供电端，GND为电源和信号地端，RESET为复位信 号端，CLOCK为时钟信号端，1/01和1/02为数据输入输出端，RF1和RF2为射频信号端，芯 片的厚度为100-350um，通过导电剂和双头管理卡的基板上的焊盘连接起来。再进一步，所述的大小双头射频信号转移放大器的厚度为50-160um。再进一步，所述的大小双头射频信号转移放大器上的小头天线和大头天线为采用 蚀刻工艺获得的设置在薄膜基材边缘的多圈环绕的线圈，所述大头天线的平面面积是小头 天线平面面积的2-5倍，两组线圈的一个端口相连，另一个端口分别连接所述的电容器的 两个电极，形成一个LC串联谐振回路。再进一步，所述的大小双头射频信号转移放大器上的电容器是由正反面导电面重 叠形成的薄膜型平板电容器。再进一步，所述的大小双头射频信号转移放大器上的吸波材料为铁氧体软磁薄膜 材料，可有效降低高频信号在电池表面传输的损耗，其厚度为50-200um。根据上述方法形成的本发明具有以下优点
采用本发明的分离式扩展卡能够实现手机无线支付的功能；
采用本发明的分离式扩展卡实现手机无线支付的功能，不需要更换手机，也不需要更 换SIM卡；
采用本发明的分离式扩展卡实现手机无线支付的功能，SIM卡和电池外侧天线之间没 有机械连接；
采用本发明的分离式扩展卡实现手机无线支付的功能，对于大金属面卡槽具有良好的 通信效果及兼容性。
图1为分离式扩展卡的通信方式示意图2为分离式扩展卡的双头管理卡和普通SM卡的安装示意图3为分离式扩展卡的大小双头射频信号转移放大器和电池的安装示意图4为分离式扩展卡的双头管理卡的零件面线路设计示意图5为分离式扩展卡的双头管理卡的零件反面线路设计示意图6为分离式扩展卡的大小双头射频信号转移放大器天线面线路设计示意图7为分离式扩展卡的大小双头射频信号转移放大器天线反面线路设计示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。目前市场上已经完成的技术方案，是将SIM卡加工成为具有8个功能触点的双界 面智能卡，其中VCC、GND、RST、CLK、I/O这5个触点的功能和普通SIM卡完全相同，新增的RF1和RF2连接双界面芯片的射频信号端。在需要实现手机无线支付的功能时，需要在RF1 和RF2两端连接一组多圈环绕的射频天线，天线的尺寸较大，一般为电池面积的2/3甚至更 大，以获得理想的通信距离。安装时将天线引出并设置在电池和电池盖之间，天线和电池间 还要采用吸波材料加以隔离，以减小电池对天线的影响。上述的方案存在两个严重的问题一是用户必须更换SM卡，用户不能实现独立 的功能扩展，必须依赖运营商进行发卡才能使用，且双界面SIM卡制作成本高，加工困难。 二是SIM卡和天线连接后成为一个整体，对用户使用时造成不便，比如拆装电池时会拉扯 到天线的连接部位，造成损伤。本发明的一种手机分离式扩展卡，通过双头管理卡上安装的双界面和双I/O功能 芯片和普通SM卡紧密贴合后，将普通SM卡转变成为具有射频通信功能的无线手机支付 卡；再通过分离式的大小双头射频信号转移放大器将双头管理卡上的射频信号耦合放大后 传输到手机外和读写终端进行通信，完成了分离式扩展卡实现手机无线支付的功能，进而 提供的技术解决方案，实施具体如下
参见图4的分离式扩展卡的双头管理卡的零件面线路设计示意图，分离式扩展卡的双 头管理卡2的天线端21的零件面设置了芯片(IC)211和多圈的射频天线212，天线的两个 端口和芯片的射频信号端口相连接。双头管理卡2的触点端22设置了 8个触点221，其中 5个触点的功能符合IS07816的端口设置规则，VCC、GND、RST、CLK和1/01通过导电线路和 贯孔和芯片的对应端口相连接。参见图5的分离式扩展卡的双头管理卡的零件反面线路设计示意图，分离式扩展 卡的双头管理卡2的触点端22设置了 8个触点222，其中5个触点的功能符合IS07816的 端口设置规则，VCC、GND、RST、CLK和1/02连接导电线路延伸到零件端通过贯孔和芯片的对 应端口相连接。VCC、GND、RST、CLK四个触点和零件面的对应触点通过贯孔直接导通，而1/ 02和零件面的1/01则独立设置，分别连接到芯片的相应端口。参见图2的分离式扩展卡的双头管理卡和普通SM卡的安装示意图，将双头管理 卡的触点端一头22的SIM卡连接面和SIM卡3的触点面222通过不干胶贴合，贴合时要注 意四边对齐，双头管理卡的天线端一头自然悬空。双头管理卡的两头的尺寸和SM卡尺寸相当，其厚度除芯片区域在5(Tl50Um之 间。参见图6的分离式扩展卡的大小双头射频信号转移放大器天线面线路设计示意 图，由大头区域11和小头区域12组成，中间由窄长形的连接带1连接起来。在大头区域沿 边缘向内设置了多圈环绕的射频天线111，终点为一个平面形的平板电容电极112，这个电 极可以是单个方形、圆形或任何形状，也可以是多个图形连接在一起的组合图形。在小头区 域沿边缘向内设置了多圈环绕的射频天线121。参见图7的分离式扩展卡的大小双头射频 信号转移放大器天线反面线路设计示意图，小头天线12内部的终点通过贯孔连接到反面， 通过连接带1的区域的线路连接到大头区域11的一个平面形的平板电容电极113，这个电 极和天线面的电容电极投影面重叠放置，形成一组平板电容器。大头天线和小头天线及平板电容器组成了无源串联谐振电路。参见图3的分离式扩展卡的大小双头射频信号转移放大器和电池的安装示意图， 将大小双头射频信号转移放大器的小头12的非天线面贴上吸波材料14，通过不干胶和电池4的一个面贴合，贴合时要注意和双头管理卡的天线端的位置重叠对应；大小双头射频 信号转移放大器的大头11的非天线面贴上吸波材料13，通过不干胶和电池4的另一个面贴
八
口 o在手机中应用，我们考虑到产品的厚度尽量薄，才不会影响到手机原来的机械结 构。因此，我们选用成品厚度0. 05、. 15 mm的聚酰亚胺基材，导电层厚度为l(T20um，为无 胶方式贴合，以获得良好的贴装及弯曲特性。参见图1的分离式扩展卡的通信方式示意图，读写设备100发射射频信号，由贴附 在电池4上的大小双头射频信号转移放大器的大头天线11接收到射频信号，大头天线和电 池间的吸波材料13可以减小电池对天线的影响。大头天线接收到信号后，通过弯折型连接 带将信号传递到小头天线12处，将信号发射出去，小头天线和电池间的吸波材料14可以减 小电池对天线的影响。和小头天线重叠的双头管理卡的天线端21通过射频信号的耦合收 到了读写设备的射频信号，激活了双界面芯片的射频功能模块，并将解调的数据通过芯片 的数据端口 22传递到SM卡3的数据端口 23。同时，双界面芯片通过双头管理卡的天线端 回复一组信号，信号耦合到大小双头射频信号转移放大器的小头天线，然后传递到大头天 线发射到空间，最后返回到读写设备。如此反复通信，实现了手机的无线支付数据通信。以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应 该了解，本发明不受上述说明书的限制，上述说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不 脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入 要求保护的本发明范围内。
权利要求
1.一种手机分离式扩展卡，所述的分离式扩展卡包括双头管理卡和大小双头射频信号转移放大器，其特征在于，双头管理卡上设置了两组 触点、一组射频天线和一颗双界面芯片；大小双头射频信号转移放大器上设置了小头天线、 大头天线、电容器和吸波材料。
2.如权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的分离式扩展卡能 适应13. 56MHz,6. 78 MHz,27. 12 MHz频段的频率工作。
3.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的双头管理卡除芯片 区域的厚度为50-160um。
4.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，双头管理卡上的射频天线 为采用蚀刻工艺获得的设置在薄膜基材边缘的多圈环绕的线圈，线圈的两端和芯片的射频 信号输出端连接。
5.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的双头管理卡上的芯 片具有 VCC、GND、RESET、CLOCK、1/01、1/02、RF1、RF2 的 8 个功能端口，其中 VCC 为电源供 电端，GND为电源和信号地端，RESET为复位信号端，CLOCK为时钟信号端，1/01和1/02为 数据输入输出端，RF1和RF2为射频信号端，芯片的厚度为100-350um，通过导电剂和双头管 理卡的基板上的焊盘连接起来。
6.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的大小双头射频信号 转移放大器的厚度为50-160um。
7.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的大小双头射频信号 转移放大器上的小头天线和大头天线为采用蚀刻工艺获得的设置在薄膜基材边缘的多圈 环绕的线圈，所述大头天线的平面面积是小头天线平面面积的2-5倍，两组线圈的一个端 口相连，另一个端口分别连接所述的电容器的两个电极，形成一个LC串联谐振回路。
8.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的大小双头射频信号 转移放大器上的电容器是由正反面导电面重叠形成的薄膜型平板电容器。
9.权利要求1所述的一种手机分离式扩展卡，其特征在于，所述的大小双头射频信号 转移放大器上的吸波材料为铁氧体软磁薄膜材料，可有效降低高频信号在电池表面传输的 损耗，其厚度为50-200um。
全文摘要
本发明提供了一种手机分离式扩展卡，包括双头管理卡和大小双头射频信号转移放大器，其特征在于，双头管理卡上设置了两组触点、一组射频天线和一颗双界面芯片；大小双头射频信号转移放大器上设置了小头天线、大头天线、电容器和吸波材料；通过分离式方案简化安装结构，使普通SIM卡实现手机支付的功能。本发明的方法，特别适合在手机的无线支付领域，具有信号收发稳定、完全兼容现有设备等优点。
文档编号H04B1/38GK102664977SQ20121013648
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月5日 优先权日2012年5月5日
发明者陆红梅 申请人:上海祯显电子科技有限公司