Патент на изобретение №2353027

(54) АНТЕННА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СО СМАРТ-КАРТОЙ ВСТРАИВАЕМОГО ТИПА СО СДВОЕННЫМ ИНТЕРФЕЙСОМ

(57) Реферат:

Антенна для бесконтактного интерфейса смарт-карты встраиваемого типа со сдвоенным интерфейсом включает модуль карты (21) и пластину микросхемы (22), непосредственно антенна включает подложку (12), петлевую антенну (11), закрепленную на первой поверхности подложки (12), и первый и второй выводы антенны (14, 18), которая характеризуется тем, что подложка (12) включает структуру (201) для взаимодействия с модулем карты, первую и вторую контактные точки (C4b, C8b) на второй поверхности, первое и второе сквозные отверстия (204, 208), причем первая и вторая контактные точки (C4b, C8b) и структура (201), взаимодействующая с модулем карты, расположены на подложке в положении, соответствующем контактным точкам встраиваемой смарт-карты, первый и второй выводы антенны (14, 18) соединены с первой и второй контактными точками (C4b, C8b) через первое и второе сквозные отверстия (204, 208). Этот вид антенны смарт-карты может снизить стоимость введения нового сервиса, базирующегося на бесконтактном использовании. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к антеннам, в частности к антенне для бесконтактного интерфейса смарт-карты встраиваемого типа со сдвоенным интерфейсом.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время в картах ИС с бесконтактными возможностями типа смарт-карты со сдвоенным интерфейсом типа ID-1 радиочастотная петлевая антенна 111 всегда расположена на пластине микросхемы 122 смарт-карты и имеет две точки соединения петлевой антенны 111, непосредственно соединенные с выводами микросхемы 123 смарт-карты, как показано на фиг.1.

Поскольку использование смарт-карт ИС развивается, большее внимание уделяется смарт-картам ИС со сдвоенным рабочим интерфейсом и удобству использования в бесконтактном режиме. Использование осуществляется встраиванием в устройства типа мобильных телефонов для осуществления платежей, аутентификации личности и т.п., что привносит больше удобств в обычную жизнь.

Смарт-карта со сдвоенным интерфейсом имеет уникальные свойства при использовании в мобильных телефонах. Например, возьмем SIM-карту со сдвоенным интерфейсом, где контактные интерфейсы проходят по вырезу в SIM-карте, а необходимые рабочие электрические сигналы типа VCC, CLK и I/O обеспечиваются мобильным телефоном. Пока бесконтактный интерфейс сдвоенного интерфейса SIM-карты зависит от радиочастотной антенны для обеспечения сигналов типа синхронизации и данных для ее работы. Что касается сигнала питания, питание обеспечивается за счет VCC, когда мобильный телефон включен, в противном случае питание обеспечивается радиочастотной антенной. Однако настоящая схема, согласно которой антенна карты ID-1 расположена на пластине микросхемы, не удовлетворяет требованиям использования для встраиваемых устройств типа мобильных телефонов.

В настоящее время схема платежей через мобильный телефон, осуществляемая в таких странах, как Япония и Южная Корея, использует схему модификации мобильного телефона. Смарт-карта ИС с функцией осуществления платежей размещается в мобильном телефоне, а ее радиочастотная антенна размещена на главной плате или с обратной стороны специальной батареи мобильного телефона и соединена со смарт-картой ИС через специально сконструированные контактные точки. Это техническое решение имеет относительно высокую стоимость, поскольку связано с модификацией мобильного телефона. В условиях применения мобильной связи в Китае стоимость для модификации мобильных телефонов этим способом достаточно ясна. Пользователь должен покупать мобильный телефон с функцией осуществления платежей, если он хочет использовать функцию осуществления платежей. Поэтому дополнительные издержки пользователя являются достаточно высокими, что может ограничить развитие бизнеса с осуществлением платежей через мобильный телефон.

Раскрытие изобретения

Для того чтобы избежать высокой стоимости модификации мобильного телефона, по настоящему изобретению предлагается узел антенны, присоединяемый на поверхность встраиваемой смарт-карты.

В этой антенне для бесконтактного интерфейса встраиваемой смарт-карты со сдвоенным интерфейсом, встраиваемая смарт-карта состоит из модуля карты и пластины микросхемы, а антенна состоит из подложки, петлевой антенны, закрепленной на первой поверхности подложки, и первого и второго выводов антенны. Вышеупомянутая подложка включает структуру для взаимодействия с модулем карты, первую и вторую контактные точки на второй поверхности, а также первое и второе сквозные отверстия. Первая и вторая контактные точки и структура, взаимодействующая с модулем карты, расположены на подложке в положениях, соответствующих контактным точкам встраиваемой смарт-карты со сдвоенным интерфейсом, а первый и второй выводы антенны соединены с первой и второй контактными точками через первое и второе сквозные отверстия соответственно.

Вышеупомянутая структура, взаимодействующая с модулем карты, выполнена за счет двухсторонних контактных точек, соединенных через сквозные отверстия в вышеназванной подложке в положениях, соответствующих контактным точкам на модуле карты.

Когда антенна присоединяется к встраиваемой смарт-карте, контактные точки на второй поверхности вышеупомянутой подложки соединяются с соответствующими контактными точками на встраиваемой смарт-карте.

Когда встраиваемая смарт-карта вместе с присоединенной антенной вставляется в устройство загрузки смарт-карты, каждая контактная точка устройства загрузки смарт-карты входит в контакт с соответствующей контактной точкой на первой поверхности подложки антенны, указанное контактное соединение является соединением между названными двухсторонними контактными точками и соответствующими контактными точками на встраиваемой смарт-карте.

Структура, взаимодействующая с модулем карты, является окном в упомянутой подложке, расположенным со стороны расположения контактных точек модуля карты и соответствующего их расположению.

Когда антенна присоединена к встраиваемой смарт-карте, контактные точки смарт-карты выступают через окно.

Когда встраиваемая смарт-карта вместе с присоединенной антенной вставляется в устройство загрузки, каждая контактная точка устройства загрузки непосредственно входит в контакт с соответствующей контактной точкой встраиваемой смарт-карты.

Упомянутая антенна может присоединяться к встраиваемой смарт-карте с помощью различных способов соединения типа склеивания, скрепления термоклеем или сваркой.

Контактные точки, выводимые от выводов антенны микросхемы встраиваемой смарт-карты, могут быть расположены на модуле карты встраиваемой смарт-карты.

Исключительные преимущества настоящего изобретения заключаются в том, что антенна прикреплена к встраиваемой смарт-карте со сдвоенным интерфейсом, становится более удобно снабдить радиочастотной антенной бесконтактный интерфейс встраиваемой смарт-карты со сдвоенным интерфейсом, и стоимость введения нового сервиса, базирующегося на бесконтактном использовании, может быть снижена.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 – топология антенны, когда смарт-карта со сдвоенным интерфейсом является картой ID-1;

фиг.2 – иллюстрация соединения между выводами антенны в микросхеме смарт-карты со сдвоенным интерфейсом и контактными точками в модуле карты;

фиг.3 – общий вид конфигурации, когда блок антенны и встраиваемая карта не скомбинированы;

фиг.4 – вид сверху структуры, взаимодействующей с модулем карты в соответствии с первым осуществлением настоящего изобретения;

фиг.5 – вид сверху структуры, взаимодействующей с модулем карты в соответствии со вторым осуществлением настоящего изобретения;

фиг.6 – общий вид конфигурации для скомбинированных блока антенны и встраиваемой карты;

фиг.7 – вид сверху контактных точек, выведенных от выводов антенны в микросхему смарт-карты в соответствии с другим осуществлением.

Подробное описание осуществления изобретения

Техническая схема настоящего изобретения заключается в том, что смарт-карта встраиваемого типа со сдвоенным интерфейсом внешне соединена с антенной по поверхности, чтобы получать сигналы питания, синхронизации и данных для своей работы, причем питание обеспечивается за счет VCC или антенны в зависимости от того, включен мобильный телефон или нет. Смарт-карты ИС со сдвоенным интерфейсом с бесконтактной функцией, такие как SIM, UIM и PIM карты, относятся к малым встраиваемым картам, поддерживающим стандарт ISO7816-1. Когда эти смарт-карты используются в мобильных телефонах, предлагаемая техническая схема присоединения антенны к смарт-карте применяется для обеспечения их надлежащей работы в бесконтактном режиме. Когда смарт-карта со сдвоенным интерфейсом, адаптированная по этой схеме, используется во встраиваемых устройствах типа мобильных телефонов, ее бесконтактный интерфейс выполняет функции осуществления мобильных платежей, ближней связи и т.д. с помощью антенны.

В существующих стандартах для смарт-карт (типа ISO/IEC 7816-3), выводы С4 и С8 зарезервированы, что обеспечивает путь для доступа петлевой антенны встраиваемой бесконтактной карты ИС. Со ссылкой на фиг.2 ниже будет приведено описание соединения между выводами антенны в микросхеме смарт-карты со сдвоенным интерфейсом и контактными точками в модуле карты. При сборке микросхемы смарт-карты 23 как модуля 21 в смарт-карте 2, выводы антенны LA и LB микросхемы 23 соединяются с выводами С4 и С8 модуля 21 через провода 24 и 28 соответственно. Результат сборки в виде смарт-карты 2 встраиваемого типа показан на фиг.2. Затем петлевая антенна, требуемая для бесконтактной части, присоединяется к контактным точкам С4 и С8 модуля 21 способом, описанным ниже, чтобы обеспечить радиочастотный сигнал для бесконтактной части.

Петлевая антенна должна быть прикреплена к встроенной микросхеме смарт-карты со сдвоенным интерфейсом и соединена с пластиной микросхемы 22 смарт-карты склеиванием, скреплением термоклеем, сваркой или другим способом, что может рассматриваться как прикрепление слоя с антенной на встраиваемую смарт-карту.

На фиг.3 представлен общий вид конфигурации, когда блок антенны и встраиваемая карта еще не скомбинированы. Как показано на фиг.3, узел антенны 1, показанный с левой стороны, включает петлевую антенну 11, гибкую или мягкую подложку 12, вывод антенны 14, соединяемый с С4, и вывод антенны 18, соединяемый с С8. Более подробно, подложка 12 включает структуру 201, взаимодействующую с модулем карты, контактные точки C4b и C8b на нижней стороне, и сквозные отверстия 204 и 208. Смарт-карта 2, показанная с правой стороны, включает модуль карты 21 и пластину микросхемы 22. Петлевая антенна 11 выполнена на поверхности гибкой подложки 12 с помощью печати, травления, навивки или другим способом. В этом осуществлении в качестве подложки антенны используется тонкая пленка. Параметры конструкции петлевой антенны 11, такие как Q, L и R, определяют экспериментально, и эти параметры должны соответствовать стандарту ISO/IEC 14443 и требованиям к антеннам, предъявляемым для антенн микросхем смарт-карт. Поскольку тонкая пленка не является проводником, чтобы выводы антенны 14 и 18 соединялись с контактными точками С8 и С4 модуля карты 21 соответственно, вывод антенны 18 проходит через сквозное отверстие 208 и проходит по нижней стороне подложки антенны к месту, соответствующему положению контактной точки С8, где выполнена металлическая контактная точка C8b. Вывод антенны 14 проходит непосредственно на подложке антенны до места, соответствующего положению контактной точки С4, и проходит через сквозное отверстие 204, где выполнена металлическая контактная точка C4b.

На фиг.4 представлен вид сверху структуры, взаимодействующей с модулем карты в соответствии с первым осуществлением настоящего изобретения. После того, как изготовлен узел антенны, показанный на фиг.3, чтобы сделать контактные точки устройства загрузки смарт-карты (не показано) соединяемыми с каждой контактной точкой модуля карты, здесь имеются двухсторонние контактные точки, отвечающие требованиям стандарта ISO 7816-1, которые выполнены в подложке антенны в положениях, соответствующих контактным точкам С1, С2, С3, С5, С6 и С7 модуля карты. Как показано на фиг.4, здесь на верхней поверхности 12а имеются контактные точки C1a, C2a, С3а, С5а, С6а и С7а. Контактные точки, соответствующие этим контактным точкам, выполняются и на нижней поверхности подложки антенны. Контактные точки на верхней поверхности и на нижней поверхности соединены через сквозные отверстия. Поэтому, когда каждая контактная точка на нижней поверхности подложки антенны соединена соответственно с каждой контактной точкой модуля карты, как только каждая контактная точка на верхней поверхности подложки антенны соответственно входит в контакт с каждой контактной точкой устройства загрузки смарт-карты, устанавливается соединение между каждой контактной точкой устройства загрузки смарт-карты и соответствующими контактными точками С1, С2, С3, С5, С6 и С7 в модуле карты. Здесь контактные точки С4 и С8 используются для соединения с двумя контактными точками антенны. Очевидно, что структура 201, взаимодействующая с модулем карты и выполненная в виде двухсторонних контактных точек, является дополнительными соединительными проводниками, добавленными между всеми контактными точками модуля карты и контактными точками исходного устройства загрузки смарт-карты.

На фиг.5 представлен вид сверху структуры, взаимодействующей с модулем карты в соответствии со вторым осуществлением настоящего изобретения. После того, как изготовлен узел антенны, показанный на фиг.3, чтобы сделать контактные точки устройства загрузки смарт-карты (не показано) соединяемыми с каждой контактной точкой модуля карты, в подложке антенны выполняют окно в месте расположения структуры 201, взаимодействующей с модулем карты, чтобы зарезервировать место для контактных точек С1, С2, С3, С5, С6 и С7 модуля карты, как показано на фиг.5. Поэтому, как только подложка антенны прикрепляется в надлежащем положении к смарт-карте, контактные точки С1, С2, С3, С5, С6 и С7 модуля карты могут выступать из этого окна.

На фиг.6 представлен общий вид конфигурации для скомбинированных блока антенны и встраиваемой карты.

В соответствии с первым осуществлением, исходя из условия, что структура 201, взаимодействующая с модулем карты, выполнена в виде двухсторонних контактных точек, как показано на фиг.6, когда узел антенны 1 прикреплен к смарт-карте 2, все контактные точки на нижней поверхности подложки 12 совмещены с восемью контактными точками модуля карты 21 соответственно. При условии гарантированного соединения между соответствующими контактными точками с двух сторон, узел антенны 1 и смарт-карта 2 объединяются вместе склеиванием, скреплением термоклеем или сваркой с получением контактных точек, проходящих через верхнюю и нижнюю поверхности подложки антенны, и когда смарт-карта вставляется в устройство загрузки смарт-карты, контактные точки этого устройства входят в контакт соответственно с контактными точками С1а, С2а, С3а, С5а, С6а и С7а на верхней поверхности подложки антенны, которые, в свою очередь, соединены с их соответствующими контактными точками на нижней поверхности подложки антенны через сквозные отверстия, при этом эти контактные точки на нижней поверхности подложки антенны соответственно соединены с контактными точками С1-С8 на модуле карты после объединения подложки и модуля карты. Т.е. соединение между контактными точками на устройстве загрузки смарт-карты и контактными точками на модуле карты осуществляется двухсторонними контактными точками на подложке в виде тонкой пленки.

В соответствии со вторым осуществлением, при условии, что структура 201, взаимодействующая с модулем карты, выполнена полностью открытой, как показано на фиг.6, когда узел антенны 1 прикреплен к смарт-карте 2 склеиванием, скреплением термоклеем или сваркой, должно гарантироваться совмещение открытой верхней части в виде окна подложки 12 и верхней части модуля карты 21 так, чтобы выступали контактные точки С1, С2, С3, С5, С6 и С7 модуля карты, и в то же время, необходимо удостовериться, что контактные точки С4 и С8 модуля карты точно совмещены и действительно соединены с контактными точками C4b и C8b на нижней поверхности подложки антенны. При открытом окне в подложки антенны, контактные точки устройства загрузки смарт-карты соединяются непосредственно с контактными точками С1, С2, С3, С5, С6 и С7 модуля карты, когда смарт-карта вставляется в устройство загрузки смарт-карты.

На фиг.7 представлен вид сверху контактных точек, выведенных от выводов антенны в микросхему смарт-карты в соответствии с другим осуществлением. В этом осуществлении выводы антенны микросхемы смарт-карты выведены способом, отличным от вышеуказанной схемы. Выводы антенны LA и LB выведены к краю смарт-карты 2 с формированием контактных точек С4′ и С8′ отдельно от модуля карты 21. При таком условии, положение контактных точек узла антенны должно быть изменено соответствующим образом при проектировании узла антенны.

Смарт-карта встраиваемого типа при работе располагается в устройстве загрузки смарт-карты, поэтому требуется, чтобы толщина смарт-карты вместе с прикрепленной к ней антенной была меньше 1 мм.

Очевидно, что могут быть сделаны различные изменения и модификации без отхода от духа и объема правовой охраны настоящего изобретения. При этом описанное здесь изобретение охватывает все такие изменения и модификации или их эквиваленты, которые попадают в пределы приложенной формулы.

Формула изобретения

1. Антенна для бесконтактного интерфейса встраиваемой смарт-карты со сдвоенным интерфейсом, где смарт-карта включает модуль карты (21) и пластину микросхемы (22), включающая: подложку (12), петлевую антенну (11), закрепленную на первой поверхности подложки (12), и первый и второй выводы антенны (14, 18), отличающаяся тем, что подложка (12) включает структуру (201), взаимодействующую с модулем карты, первую и вторую контактные точки (C4b и C8b) и первое и второе сквозные отверстия (204, 208) на второй поверхности подложки, причем первая и вторая контактные точки (C4b и C8b) и структура (201), взаимодействующая с модулем карты, расположены на подложке в положениях, соответствующих контактным точкам встраиваемой смарт-карты со сдвоенным интерфейсом, а первый и второй выводы антенны (14, 18) соединены с первой и второй контактными точками (C4b и C8b) соответственно через первое и второе сквозные отверстия (204, 208).

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что структура (201), взаимодействующая с модулем карты, выполнена за счет двухсторонних контактных точек, соединенных через сквозные отверстия и расположенных на подложке в положениях, соответствующих контактным точкам (С1, С2, С3, С5, С6 и С7) на модуле карты.

3. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что каждая контактная точка на второй поверхности подложки (12) соединена с соответствующей контактной точкой на модуле карты, когда антенна присоединена к смарт-карте.

4. Антенна по п.3, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью того, что каждая контактная точка устройства загрузки смарт-карты входит в контакт с соответствующей контактной точкой (С1а, С2а, С3а, С5а, С6а и С7а) на первой поверхности подложки (12) и полученное контактное соединение является соединением с соответствующими контактными точками (С1, С2, С3, С5, С6 и С7) на встраиваемой смарт-карте за счет двухсторонних контактных точек, когда встраиваемая смарт-карта вместе с присоединенной к ней антенной вставлена в устройство загрузки смарт-карты.

5. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что структура (201), взаимодействующая с модулем карты, выполнена в виде окна в подложке (12), расположенного со стороны расположения контактных точек (С1, С2, С3, С5, С6 и С7) модуля карты и соответствующего их расположению.

6. Антенна по п.5, отличающаяся тем, что первая и вторая контактные точки (C4b и C8b) на второй поверхности подложки (12) соединены с соответствующими контактными точками на модуле карты, а контактные точки (С1, С2, С3, С5, С6 и С7) модуля карты выступают через окно.

7. Антенна по п.6, отличающаяся тем, что каждая контактная точка устройства загрузки смарт-карты непосредственно входит в контакт с соответствующей ей контактной точкой (С1, С2, С3, С5, С6 и С7) встраиваемой смарт-карты, когда встраиваемая смарт-карта вместе с присоединенной к ней антенной вставлена в устройство загрузки смарт-карты.

8. Антенна по п.3 или 6, отличающаяся тем, что антенна присоединена к встраиваемой смарт-карте склеиванием, скреплением термоклеем или сваркой.

9. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что контактные точки (С4 и С8), выводимые от выводов антенны микросхемы встраиваемой смарт-карты, расположены на модуле карты (21) встраиваемой смарт-карты.

10. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что контактные точки (С4′ и С8′), выводимые от выводов антенны микросхемы встраиваемой смарт-карты, выполнены отдельно от модуля карты (21) встраиваемой смарт-карты.

РИСУНКИ