一种基于金属后壳的nfc天线结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及手机天线制造技术领域，尤其涉及一种基于金属后壳的NFC天线结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着现阶段移动设备近场通信功能的发展，NFC(Near Field Communicat 1n近距离无线通讯技术)功能将被配置在更多的手持设备中，进而促使对NFC天线设计的研究得到越来越多的重视。在传统的NFC天线应用中，一般选择将FPC，即NFC天线辐射体放在电池上面，同时为了减少电池对于NFC天线的负面影响，需要在FPC和电池中间加上一块铁氧体。上述的NFC天线设计方案仅适合于手持设备的后盖为非金属材质的情况。然而近期随着消费者的青睐，带有金属后壳的移动设备开始流行，这给NFC天线的设计带来更大的难度。因为当NFC天线线圈被完全地放置在完整的金属壳体内侧时，不仅金属后壳上将产生与NFC天线电流完全反向的涡流，而且由于金属后壳对电磁场的屏蔽作用使得放置在金属壳里面的NFC天线无法在金属后壳外侧被探测到。
[0003]当对金属后壳进行一些适当的处理后，比如村田公司在专利CN102405556B所提出的在金属后壳上开一个通孔以及一个从通孔到金属后壳边缘的缝隙。该缝隙“切断了”原有在金属后壳上产生的完全反向的涡流，使得该涡流变成与天线电流同向的对天线有正面作用的有效涡流。这种由于所开缝隙造成的同向有效涡流克服了上述金属后壳对NFC天线的屏蔽作用，使得NFC天线能够在金属后壳的外侧被检测到。虽然通过开通孔和缝隙的方法解决了金属后壳对NFC天线的屏蔽作用，但是所开的通孔和缝隙还是影响了金属后壳的完整性，这种对金属后壳完整性的破坏无疑影响了金属机身设备的美感和强度。
[0004]村田公司的专利方案中，NFC天线线圈在金属手机后壳下方，金属手机后壳和NFC天线线圈分开制造，然后组装到手机中。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中所存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于金属后壳的NFC天线结构及其制作方法，该天线结构突破了金属后壳对NFC天线信号的屏蔽，使得NFC天线线圈的制作成为金属后壳加工的一部分，有效节约了成本。
[0006]为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]本发明公开了一种基于金属后壳的NFC天线结构，设置于一通讯设备内，包括金属后壳、天线支撑体、天线线圈、金属槽和塑料绝缘材料，其中:
[0008]所述天线支撑体设置于所述金属后壳内侧面，并与所述金属后壳一体成型；
[0009]所述天线线圈由金属后壳垂直切削制得；
[0010]所述金属槽开设于金属后壳外侧面上，所述金属槽的位置与所述金属后壳内侧面的所述天线支撑体的位置对应，所述金属槽与天线线圈的间隔相连通；
[0011]所述塑料绝缘材料填充于天线线圈的间隔及天线线圈与金属后壳之间的间隔；
[0012]所述天线线圈内外侧面与所述金属后壳内外侧面共面或低于金属后壳内外侧面；
[0013]所述天线线圈的两端各连接一联接盘，并通过导线部件延伸至天线线圈内侧面外部。
[0014]进一步的，还包括一保护膜，所述保护膜覆盖于所述金属后壳和天线线圈的内外侧面上。
[0015]进一步的，还包括一铁氧体，所述铁氧体贴覆于所述天线线圈内侧面。
[0016]优选的，所述天线线圈呈螺线状，且各层天线线圈间隔相等。
[0017]进一步的，所述金属槽的深度大于所述天线线圈的厚度，小于所述天线支撑体和金属后壳的厚度之和，所述金属槽与所述天线线圈各层线圈之间的间隔均连通。
[0018]优选的，所述金属后壳和天线线圈的材质为铝或铝合金。
[0019]本发明另外公开了一种基于金属后壳的NFC天线结构的制造方法，包括以下步骤:
[0020]步骤I:在金属后壳内侧面一体成型一天线支撑体；
[0021]步骤2:在天线支撑体对应的金属后壳外侧面上，由金属后壳外侧面向金属后壳内侧面方向进行垂直于金属后壳方向的第一次切削，形成螺线状天线线圈；
[0022]步骤3:在螺线状天线线圈内未被切削的部分上至少设置一金属槽，所述金属槽与各层天线线圈的间隔相连通；
[0023]步骤4:熔融塑料绝缘材料，使塑料绝缘材料经金属槽流至各层天线线圈的间隔及天线线圈与金属后壳之间的间隔，直至填满上述各间隔；
[0024]步骤5:在天线线圈外侧面进行平行于金属后壳外侧面的第二次切削，使得天线线圈外侧面与金属后壳外侧面共面或低于金属后壳外侧面；
[0025]步骤6:在天线线圈内侧面进行平行于金属后壳内侧面的第三次切削，使得天线线圈内侧面与金属后壳内侧面共面或低于金属后壳内侧面，并使得天线线圈与金属后壳分隔开，且通过塑料绝缘材料联接成一体；
[0026]步骤7:在所述天线线圈的两端各连接一联接盘，所述联接盘设于所述天线线圈内侧面，用于连接天线线圈和通讯设备的主电路板，所述天线线圈通过导线部件延伸至天线线圈内侧面外部；
[0027]步骤8:在金属后壳和天线线圈的内外侧面上进行阳极氧化或喷涂处理，形成一保护膜；
[0028]步骤9:所述天线线圈内侧面贴覆一铁氧体，形成NFC天线线圈。
[0029]优选的，所述第一次切削、第二次切削和第三次切削采用电火花加工或数控加工。
[0030]优选的，在所述步骤2中，所述第一次切削所切削金属的深度大于等于天线线圈的厚度，但小于所述天线支撑体和金属后壳的厚度之和，所述天线线圈的厚度小于等于所述金属后壳的厚度。
[0031]优选的，在所述步骤2中，所述天线线圈各导线被切割成等间距。
[0032]优选的，在所述步骤3中，所述金属槽的深度大于所述天线线圈的厚度，小于所述天线支撑体和金属后壳的厚度之和，并延伸至所述螺线状天线线圈的下部，与所述螺线状天线线圈各导线之间的间隔相互连通。
[0033]优选的，所述金属后壳和天线线圈由铝或铝合金制成。
[0034]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
[0035]1、能有效规避现有技术中将NFC天线线圈与金属后壳分开制造、增加了制作成本的弊端，本发明将NFC天线线圈的制作融入到金属后壳的加工中，使其成为金属后壳加工工艺中的一部分，利于节省成本，且加工工艺较为简单；
[0036]2、NFC天线工作中，不依赖金属后壳金属电磁感应转发电信号，直接将电信号通过NFC天线传播到金属后壳的外部空间，有效突破金属后壳对NFC天线信号的屏蔽；
[0037]3、NFC天线线圈的厚度不大于金属后壳的厚度，使得通讯设备的金属后壳能做的相当薄，更能满足部分消费者对于通讯设备纤薄的要求，客户体验度更好。
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:
[0039]图1是本发明一种基于金属后壳的NFC天线结构的金属后壳外侧面结构示意图；
[0040]图2是本发明一种基于金属后壳的NFC天线结构的金属后壳外侧面结构放大不意图；
[0041]图3是本发明一种基于金属后壳的NFC天线结构的金属后壳内侧面结构示意图；
[0042]图4是本发明一种基于金属后壳的NFC天线结构的金属后壳内侧面贴覆铁氧体后的结构示意图；
[0043]图5是本发明一种基于金属后壳的NFC天线结构的天线支撑体位置示意图；
[0044]图6是本发明一种基于金属后壳的NFC天线结构的制造方法的流程图。
[0045]【主要符号说明】
[0046]1-天线线圈；
[0047]2-塑料绝缘材料；
[0048]3-导线部件；
[0049]4-联接盘；
[0050]5-天线支撑体；
[0051]6-金属槽；
[0052]7-铁氧体；
[0053]8-金属后壳。
【具体实施方式】
[0054]为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图，对本发明各个方面的【具体实施方式】作进一步的详细描述。
[0055]如图1-5所示，本发明公开了一种基于金属后壳的NFC天线结构，设置于一通讯设备内，包括金属后壳8、天线支撑体5、天线线圈1、金属槽6和塑料绝缘材料2，其中:
[0056]所述天线支撑体5设置于所述金属后壳8内侧面，并与所述金属后壳8—体成型。本实施例中，所述天线支撑体5位于所述金属后壳8内侧面的任意位置。
[0057]所述天线线圈I由金属后壳8垂直切削制得。具体的，所述垂直切削所切削金属的深度大于等于天线线圈I的厚度，但小于所述天线支撑体5和金属后壳8的厚度之和。本实施例中，所述天线线圈I呈螺线状，且各层天线线圈间隔相等。具体的线圈面积、圈数、导线宽度和间隙应适合满足NFC射频性能的要求。
[0058]所述金属槽6开设于金属后壳8外侧面上，所述金属槽8的位置与所述金属后壳8内侧面的所述天线支撑体5的位置对应，所述金属槽6与天线线圈I的间隔相连通。具体的，所述金属槽6的深度大于所述天线线圈I的厚度，小于所述天线支撑体5和金属后壳8的厚度之和，并延伸至所述螺线状天线线圈I的下部，与所述螺线状天线线圈I各导线之间的间隔连通。
[0059]所述塑料绝缘材料2经填充于天线线圈I的间隔及天线线圈I与金属后壳8之间的间隔，使得各间隔均被所述塑料绝缘材料2填满，起到固定所述天线线圈I的作用。