專利名稱：一種含柔性電路板天線的讀卡器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種讀卡器，尤其涉及一種含柔性電路板天線的讀卡器。
背景技術：
目前，公知的非接觸式識別和互聯(lián)設備所采用的天線通常采用的布線形式有繞線式、差分式、對稱繞線式，天線的布線通常是直接設計在印制電路板(如FR-4材料PCB)上的。普通讀卡器能夠采取上述方法實施天線電路有以下幾點原因1、安裝地點相對固定，這樣讀卡器的取電方便，且功耗不受限。2、設備體積較大，內部布置的器件較為寬松，可以有效減少內部金屬器件對無線信號的功率吸收。3、可在射頻電路部分采取增加功率放大電路來提高無線信號的發(fā)射功率。這里提到的普通讀卡器包括公交一卡通、考勤讀卡器、ETC電子不停車收費系統(tǒng)、固定安裝的支付讀卡器等。但對于包含非接觸式識別和互聯(lián)技術的手持讀卡器，如果采用同樣設計，其讀卡效果(包含識別的距離、識別可靠性、識別穩(wěn)定性)將大大下降。因為手持設備通常采用鋰電池供電，不能提供較大功率；而且手持設備的體積較小，內部布置的器件較為緊密，若將天線也直接設計在印制電路板上，那么由天線發(fā)出的無線信號有絕大部分將被同樣位于印制電路板上的金屬部件吸收掉，從而導致有效無線信號功率低，能識別范圍僅約Icm左右，而且還不穩(wěn)定。目前有一種改進天線的設計方式是在射頻部分電路增加功率放大電路，但這種方式存在很明顯的缺陷——因為射頻部分電路的功率放大時，會帶來功耗增加，設備極容易發(fā)熱，對于手持設備來說沒有太大實用價值，同時也存在一定的使用隱患。

發(fā)明內容
為了克服上述種種弊端，本發(fā)明采用了一種天線與PCB板分離連接的結構，可有效地解決非接觸式識別和互聯(lián)設備(以下簡稱讀卡器)中無線射頻信號功率不足所導致的通信距離短、信號不穩(wěn)定等的問題。本發(fā)明提供一種含柔性電路板天線(FPC)的讀卡器，包括殼體和內置的集成電路板，以及獨立于集成電路板的柔性電路板(FPC)，與集成電路板固定連接或活動連接；所述柔性電路板包括一柔性基底和設置于柔性基底上的天線。天線所在的柔性電路板(FPC)與集成電路板(PCB)分離設計的結構，有利于避免柔性電路板與集成電路的空間交集，從而減少集成電路板上的金屬器件吸收天線輻射的能量。同時，也能給集成電路板的布局布線提供較為寬松的面積，使電路布局更合理。所述柔性電路板的一側覆有導磁膜，優(yōu)選鐵氧體作為導磁膜材質，當然也可以選用錫箔等其他導磁材質。
所述柔性電路板覆有導磁膜的一側靠近集成電路板，在有效屏蔽集成電路板上電子器件對無線信號的影響的同時，能有效縮短電磁波閉合回路的路徑，從而增強天線所在范圍內的磁場強度，進而增強無線信號功率及有效識別、通信范圍。所述導磁膜與柔性電路板粘合。所述柔性電路板通過金屬彈片與集成電路板觸壓連接。所述柔性電路板粘貼在殼體內側。所述殼體內側上設計有凹槽，凹槽的深度需略大于或等于柔性電路板的厚度，凹槽的面積略大于或等于天線的面積。所述柔性電路板被粘貼在凹槽處，柔性電路板與殼體形成嵌入式結構。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用獨立柔性天線設計，在不影響其他器件的功率情況下，可有效地解決非接觸式識別和互聯(lián)設備(以下簡稱讀卡器)中無線射頻信號功率不足所導致的通信距離短、信號不穩(wěn)定等的問題。柔性電路板和集成電路板通過彈片觸壓連接的結構處理，使加工和維修更方便。


圖1A為本發(fā)明的各部件分離結構示意圖；圖1B為本發(fā)明的裝配完成的結構示意圖；圖2A為柔性電路板與集成電路板焊接連接結構；圖2B為柔性電路板與集成電路板觸壓連接結構；圖3為柔性電路板的結構示意圖；圖4A普通天線的信號分布示意圖；圖4B為增加導磁膜后的信號分布示意圖；圖5A為金屬彈片觸點整體圖；圖5B為金屬彈片觸點正視圖；圖5C為金屬彈片觸點側視圖；圖為金屬彈片觸點俯視圖。其中I一集成電路板；2—柔性電路板；3—殼體；301—天線；302—柔性基底；303—導磁膜； 4一凹槽；5—焊接結構；6—金屬彈片； 7—非接觸式卡。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但并不以此為限。結合圖1A和圖1B來看，本發(fā)明的結構包括集成電路板1、柔性電路板2和殼體3，集成電路板I和柔性電路板2都置于殼體3所構成的封閉空間內，集成電路板I與柔性電路板2電性連接。柔性電路板2和集成電路板I可以通過焊接的方式固定連接，如圖2A所示；也可以通過連接件活動連接，如圖2B所示。在圖2B中是通過金屬彈片6進行將集成電路板I和柔性電路板2觸壓連接，方便在加工和維修時對其進行拆分和組合，也可以采用其他活動連接方式對其進行連接處理，本發(fā)明并不以此為限。
柔性電路板2的結構如圖3所示，包括天線301和柔性基底302，為使效果更佳，在柔性基底302面向集成電路板的一側(背面)覆有導磁膜303。這種結構設計，可以有效屏蔽集成電路板上各個器件工作時輻射出來的電磁干擾。當天線在收發(fā)無線信號時，通常被被金屬器件吸收一部分的磁能，從而使有效信號輻射距離很小，非接觸式卡7必須處在與天線很近的距離(Icm左右)才能感應到信號，如圖4A所示；而當增加導磁膜后(在本實施例中，導磁膜為鐵氧體片，鐵氧體片本身具有良好的導磁功能)，如圖4B所示，天線輻射出來的大部分磁力線遇到鐵氧體時，均沿著鐵氧體片構成閉合回路，磁力線能量與電池等金屬材料被導磁膜隔開，只有很少部分的磁力線能量越過鐵氧體片，被集成電路板(PCB)上的金屬器件所吸收，從而提高了天線輻射出來的無線信號的有效率。除此之外，由于鐵氧體片的導磁作用，使得閉合磁力線路徑變短，有效增強了識別卡一側(柔性電路板上無導磁膜的一偵D的磁通量，進而增加了卡的識別、通信距離。實驗證明采用這種一側覆有導磁膜的柔性電路板天線的設計，非接觸式卡7能在3. 5cm范圍內持續(xù)穩(wěn)定地接收到無線信號。相比于未設有導磁膜的設計，感應距離明顯增加。在本實施例中，導磁膜為鐵氧體片，但選用錫箔等其他導磁材料也能在一定程度上實現(xiàn)上述效果，故本發(fā)明并不為此為限。柔性電路板的基底采用FPC，其厚度僅有O. 2mm，加上粘貼它背面的鐵氧體片
O.15mm，這樣，柔性電路板的整體厚度僅有O. 35mm。柔性電路板采用粘貼的方式安裝在讀卡器的殼體內側，該殼體內側對應的外側為讀卡器非接觸式卡識別界面?zhèn)?。為了使天線的安裝在讀卡器整機中更合理，需要在殼體上設計凹槽4，凹槽4的深度需略大于O. 35mm,凹槽4的面積略大于天線的面積。柔性電路板被粘貼在凹槽4處，柔性電路板與殼體形成嵌入式結構，使得結構簡潔可靠。殼體中的凹槽4如圖1所示。在裝配時，可以如圖2A所示的方式將柔性電路板2和集成電路板I焊接在一起，但這種方式會給拆裝維修帶來一定的難度，因此在優(yōu)化設計時可以考慮可拆分的連接結構。圖2B給出一種活動連接方式，通過金屬彈片6進行觸壓連接，金屬彈片6的觸點被安裝在集成電路板I (PCB)上。由于金屬彈片6及觸點是采用良好導電性能的材料制成，這樣在安裝時，只需將柔性電路板2和集成電路板I的對應位置卡合在一起，就能通過彈片的觸點實現(xiàn)柔性電路板2和集成電路板I的電性連接，保證電路正常工作。而需要將裝置拆開進行檢修或維護等時，也可以通過金屬彈片6將柔性電路板2和集成電路板I輕松分離，對原來的電路結構不會造成破壞。采用這種觸壓連接的方式，使得讀卡器的裝配、拆卸、維修等變得簡便；同時，金屬彈片的加入使得讀卡器的內部構造簡潔明快，使得集成電路板(PCB)與柔性天線(FPC)在空間上形成疊加，減小了讀卡器的整體體積。金屬彈片6的結構如圖5A-5D所示。本發(fā)明雖以實施例揭露如上，然而其僅為范例參考而非用來限定本發(fā)明的范圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例并非用來限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，包括 一外殼和位于外殼內的集成電路板和柔性電路板； 所述柔性電路板與集成電路板固定連接或活動連接； 所述柔性電路板包括一柔性基底和設置于柔性基底上的天線； 所述柔性電路板上的一側覆有導磁膜。
2.如權利要求1所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述導磁膜為鐵氧體。
3.如權利要求1所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述導磁膜面向集成電路板。
4.如權利要求1所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述導磁膜與柔性電路板粘合。
5.如權利要求1所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述柔性電路板通過金屬彈片與集成電路板觸壓連接。
6.如權利要求1所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述柔性電路板粘貼在外殼內側。
7.如權利要求1所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述外殼內側上設計有凹槽；柔性電路板與外殼形成嵌入式結構。
8.如權利要求7所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述柔性電路板被粘貼在凹槽處。
9.如權利要求7所述的含柔性電路板天線的讀卡器，其特征在于，所述凹槽的深度略大于柔性電路板的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含柔性電路板天線的讀卡器，包括殼體和內置的集成電路板，以及獨立于集成電路板的柔性電路板(FPC)，所述柔性電路板包括一柔性基底和設置于柔性基底上的天線，與集成電路板固定連接或活動連接。所述柔性電路板的一側覆有導磁膜。本發(fā)明采用獨立柔性天線設計，在不影響其他器件的功率情況下，可有效地解決非接觸式識別和互聯(lián)設備(以下簡稱讀卡器)中無線射頻信號功率不足所導致的通信距離短、信號不穩(wěn)定等的問題。柔性電路板和集成電路板通過彈片觸壓連接的結構處理，使加工和維修更方便。
文檔編號G06K7/00GK103020561SQ20121053041
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)明者肖隆騰 申請人:北京神州龍芯集成電路設計有限公司