一種實現近場通信功能的電信智慧卡的製作方法

2023-06-19 05:29:01 1

專利名稱：一種實現近場通信功能的電信智慧卡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及移動通信設備領域，尤其涉及一種含近場通信晶片的電信智能 卡。
背景技術：
行動支付，也稱為手機支付，就是允許用戶使用其移動終端(通常是手機)對所消 費的商品或服務進行帳務支付的一種服務方式。整個行動支付價值鏈包括移動運營商、支 付服務商、應用提供商、設備提供商、系統集成商、商家和終端用戶。目前行動支付業務大多 採用13. 56MHz和2. 4GHz標準，實現方式主要有DIC (Dual Interface Card，雙界面卡)和 NFC(Near Field Communication，近場通信)兩種。DIC 方案通過對 SIM (Subscriber Identification Module，個人識別模塊)卡的 改造和升級實現行動支付功能，解決了基於NFC方案的行動支付業務對手機終端過於依賴 的問題，使移動運營商更積極主動的參與到行動支付業務的推廣和應用中來。DIC方案的不 足在於佔用了 SIM卡中將要用於大容量高速業務的保留引腳C4和C8，同時，其存儲和運算 能力依賴SIM卡晶片，且無主動電源，只能工作於被動通信模式，不具有讀寫器功能和點對 點通信功能，難以調動手機硬體資源，應用範圍受到限制。NFC與DIC主要的不同是在手機中集成NFC晶片和天線，SIM卡不做改動，這使NFC 手機既能調用手機硬體資源，又具有近距離無線通信能力，具備讀寫器、標籤以及點對點通 信三種應用模式，應用範圍非常廣，但這種方案繞開了行動支付價值鏈中處於關鍵地位的 移動運營商，同時，用戶必須更換手機終端，使其兼容NFC標準，這都勢必影響基於NFC方案 的行動支付業務的推廣和普及。採用SWP(Single Wire Protocol，單線協議)標準的新一 代NFC方案通過單獨的C6引腳實現NFC晶片和SIM卡之間的全雙工通信，無需佔用SIM卡 中的兩個保留觸點，並將安全功能置於SIM卡內實現。為了避免行動支付功能對手機終端類型的依賴，並在SIM卡實現完整的行動支付 解決方案，主流的雙界面和全卡解決方案均不可避免的佔用了 SIM卡中的兩個保留觸點C4 和C8，同時，C4和C8兩個保留觸點在SIM卡模塊中的物理位置決定了現有技術中天線觸點 與上述兩觸點之間均存在不良電接觸的可靠性隱患。目前，市面上還沒有出現內含NFC晶片，具有近距離無線通信能力，並且能和NFC 手機兼容的電信智慧卡。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種實現近場通信功能的電信智慧卡，該電信智慧卡 具備近距離無線通信功能，同時，可使其直接用於NFC手機終端。本實用新型提供的一種實現近場通信功能的電信智慧卡，包括卡基、SIM卡模塊 和天線層，SIM卡模塊設置於所述卡基上，SIM卡模塊上設置有兩個保留觸點和六個功能觸 點，天線層包括線圈部分和通過連接部分與所述線圈部分相連接的卡片接觸部分，卡片接觸部分粘貼在所述卡基上；其特徵在於，線圈部分、連接部分和卡片接觸部分為一個整體；SIM卡模塊中含有 SIM卡晶片和NFC晶片，SIM卡晶片和NFC晶片之間通過單線協議SWP進行全雙工通信，所 述卡基的空閒區域內設置有至少一個新增觸點。本實用新型提供的電信智慧卡具備近距離無線通信功能，同時，通過剝離天線層， 可使其直接用於NFC手機終端。解決了目前如果使用NFC功能必須更換手機終端的問題， 以及此類電信智慧卡無法用於NFC手機終端的問題，另外，解決了天線觸點接觸不良和保 留觸點被佔用的問題。具體而言，本實用新型具有以下技術特點 (1)在本實用新型的結構中，所述SIM卡晶片和NFC晶片在卡基上所處的位置可根 據不同的需要及場合進行自由布置；所述SIM卡晶片和NFC晶片之間通過SWP協議在一根 信號線上實現全雙工通訊。所述卡基的空閒區域均可用於新增觸點的放置，其中，由所述六 個功能觸點的物理位置及其在卡槽內受力情況可以得知，新增觸點放置於這六個功能觸點 所圍成的空閒區域內將更穩定可靠。這些新增觸點在受力穩定、接觸牢靠的情況下將用於 信號的傳輸和處理以及能量供給，實現非接觸式通信以及高速下載等擴展功能，解決了現 有技術中接觸不良、保留觸點被佔用以及設備間無法兼容的問題。(2)當新增觸點為三個或三個以上時，本實用新型具備NFC功能且與NFC手機相兼 容。該智慧卡具備近距離無線通信能力，在主動模式下能實現讀寫器功能，在被動模式下能 實現標籤標識功能，以及在設備間實現點對點通信功能。通過剝離該電信智慧卡的天線層， 可以將該電信智慧卡直接用於NFC手機，能在不影響NFC手機功能的前提下正常工作。另 外，通過在卡片接觸部分上的天線觸點與所述卡基的空閒區域內的兩個新增觸點連接，解 決了 SIM卡模塊中兩個保留觸點被佔用的問題，同時，實現了天線觸點與SIM卡觸點之間穩 定牢固的電連接。

圖1為三個新增觸點情況下的卡基和SIM卡模塊的示意圖。圖2為目前各晶片間供電方式的示意圖。圖3為本實用新型所採用的各晶片間供電方式的示意圖。圖4為天線層作為NFC晶片電源開關的示意圖。圖5為三個觸點情況下的天線層示意圖。圖6為三個增觸點情況下晶片和觸點間的連接示意圖。圖7為四個新增觸點情況下的卡基和SIM卡模塊的示意圖。圖8為四個增觸點情況下的天線層示意圖。圖9為四個新增觸點情況下晶片和觸點間的連接示意圖。
具體實施方式
下面通過藉助實施例和附圖更加詳細地說明本實用新型，但以下實施例僅是說明 性的，本實用新型的保護範圍並不受這些實施例的限制。如圖1所示，本實施例提供的實現NFC功能的電信智慧卡包括卡基D、設置於所述卡基D上的SIM卡模塊400和天線層。[0025]通常而言，卡基為承載SIM卡晶片的基材或採用SiP(SyStem in a Package)工藝 封裝而成的電子構裝；SIM卡觸點定義符合IS07816帶觸點的集成電路卡規範，SIM卡模塊 上設有2個保留觸點和6個功能觸點(即C1-C3，C5-C7)，其中的Cl、C2、C3、C5、C7五個觸 點是常規SIM卡觸點；Cl作為VCC(電源觸點)為所述SIM卡內部各功能模塊提供電源，C6 作為VPP (高壓編程觸點)已失去作用；C4和C8已被國際標準組織擴展為新一代SIM卡的 高速接口。現有SIM卡模塊中各觸點之間的區域包括空閒區域和接地區域，接地區域用於 連接接地觸點C5 (GND)。一般而言，目前現有的近場通信解決方案均採用如圖2所示的晶片供電方式，這 種供電方式將NFC晶片和SIM卡晶片串聯連接，NFC晶片先於SIM晶片供電，並且NFC晶片 的工作狀態將影響SIM卡晶片的電能供應，本實用新型採用如圖3所示的供電方式，將NFC 晶片和SIM卡晶片並聯連接，NFC晶片和SIM卡晶片同時供電，沒有加電順序，彼此的工作 狀態不會相互影響，同時，如圖4所示，本實用新型所述的天線層將作為NFC晶片的電源開 關，當剝離天線層時，所述NFC晶片由於電源電路中斷而失效，但所述SIM卡晶片依然能夠 正常工作，從而達到可將本實用新型所述的SIM卡直接用於NFC手機終端的效果。本實用新型將接地區域集中縮小到接地觸點C5，在不影響SIM卡正常使用的情況 下，得到受力均勻的閒置區域，所述受力均勻的閒置區域即為所述六個功能觸點所圍成的 區域。該閒置區域和卡基上現有的閒置區域統稱為卡基的空閒區域，用於新增觸點的安放。在本實用新型一較佳實施例中，所述卡基D的空閒區域內設置有三個新增觸點。 如圖5圖6所示，卡片接觸部分300上的各觸點雙表面均覆有導電材料，卡片接觸部分300 與卡基D的形狀以及兩者觸點個數和觸點位置均相同，二者之間通過不乾膠相連，對應位 置的觸點均保持接觸。所述卡片接觸部分300上的電源旁路觸點320和所述卡片接觸部分 300上的電源觸點Cl』連接；卡片接觸部分300的天線觸點310雙表面覆銅，所述天線觸點 310與所述卡基D的空閒區域內的兩個新增觸點410分別連接，NFC晶片中的兩個射頻天線 觸點510與所述兩個新增觸點410分別連接，從而實現非接觸式射頻信號的接收、發送和處 理；卡片接觸部分300上的電源旁路觸點320和所述卡基D上的新增觸點420通過導電塗 層相連接，而所述卡基D的空閒區域內的新增觸點420與NFC晶片中的電源觸點520連接； NFC晶片中的SWP觸點530和SIM卡晶片中的SWP觸點610分別與SIM卡模塊400上的功 能觸點C6連接；SIM卡晶片的電源觸點620與SIM卡模塊上的電源觸點Cl相連。NFC晶片 和SIM卡晶片的其他常規觸點直接與對應觸點相連。另外，天線觸點處的固定方式可以採 取焊接或鍍導電材料等。本實施例中，依次通過所述卡片接觸部分300上的電源觸點Cl』和所述卡片接觸 部分300上的電源旁路觸點320連接，卡片接觸部分300上的電源旁路觸點320和所述SIM 卡模塊400上的新增觸點420連接，以及所述SIM卡模塊400上的新增觸點420與NFC芯 片中的電源觸點520連接，實現了所述卡片接觸部分300上的電源觸點Cl』和所述NFC芯 片中的電源觸點520之間的連接，從而提供了所述NFC晶片正常工作所需的能量。本實施例中，若天線層被剝離，其效果示意圖如圖4所示，即所述卡片接觸部分 300上的各觸點與所述SIM卡模塊400上對應的各觸點處於非接觸狀態，則所述NFC晶片的 電源供給線路被切斷，所述NFC晶片隨即掉電而被處於失效狀態，但SIM卡晶片依然能正常 工作。此時，被剝離天線層的電信智慧卡能直接應用於NFC手機終端，並且該電信智慧卡和NFC手機終端均能正常工作。卡片接觸部分300上的其他觸點分別與所述SIM卡模塊400上的對應觸點連接， 以便和移動終端的電路部分進行電連接。線圈部分100可以是如圖5所示的圓形線圈，也可以是方形或其它任形態的線圈。在本實用新型的另一較佳實施例中，如圖7所示，所述卡基D的空閒區域內設置有 4個新增觸點，其中三個新增觸點與上述實施例中三個新增觸點的作用和功能相同，另一個 新增觸點則用於實現NFC晶片中SWP信號電路的開關功能，其實現方法和上述實施例中通 過一個新增觸點實現NFC晶片中電源信號電路的開關功能所使用的方法類似。如圖8和圖9所示，卡片接觸部分300上的各觸點雙表面均覆有導電材料，卡片接 觸部分300與卡基D的形狀以及兩者觸點個數和觸點位置均相同，二者之間通過不乾膠相 連，對應位置的觸點均保持接觸。所述卡片接觸部分300上的電源旁路觸點320和所述卡 片接觸部分300上的電源觸點Cl』連接；卡片接觸部分300的天線觸點310雙表面覆銅，所 述天線觸點310與所述卡基D的空閒區域內的兩個新增觸點410分別連接，NFC晶片中的 射頻天線觸點510與所述兩個新增觸點410分別連接，從而實現非接觸式射頻信號的接收、 發送和處理；卡片接觸部分300上的電源旁路觸點320和所述卡基D上的新增觸點420通 過導電塗層相連接，而所述卡基D的空閒區域內的新增觸點420與NFC晶片中的電源觸點 520連接；NFC晶片中的SWP觸點530和所述卡基D的空閒區域內的新增觸點430連接，新 增觸點430還通過導電塗層與卡片接觸部分300上的觸點330相連接，所述卡片接觸部分 300上的觸點330和所述卡片接觸部分300上的觸點C6』連接。SIM卡晶片中的SWP觸點 610和SIM卡模塊400上的功能觸點C6連接。NFC晶片和SIM卡晶片的其他常規觸點直接與對應觸點相連。另外，天線觸點處的 固定方式可以採取焊接或鍍導電材料等。本實施例中的電信智慧卡除了具備上一個實施例中的電信智慧卡所具有的所有 功能和特點，還對NFC晶片的SWP信號電路進行了改造，通過一個新增觸點實現了 NFC晶片 中SWP信號電路的開關功能。本實施例中，若天線層被剝離，即所述卡片接觸部分300上的各觸點與所述SIM卡 模塊400上對應的各觸點處於非接觸狀態，則所述NFC晶片的電源供給線路和SWP信號傳 輸電路同時被斷開，所述NFC晶片隨即處於失效狀態，但SIM卡晶片依然能正常工作。此時， 被剝離天線層的電信智慧卡能直接應用於NFC手機終端，並且該電信智慧卡和NFC手機終 端均能正常工作。卡片接觸部分300上的其他觸點分別與所述SIM卡模塊400上的對應觸點連接， 以便和移動終端的電路部分進行電連接。線圈部分100可以是如圖1所示的圓形線圈，也可以是方形或其它任形態的線圈。卡基的空閒區域內新增觸點410的數量也可以為三個以下或三個以上，其用途也 不限於供電和連接天線。應當明確，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實 施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造新勞動前提下所 獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種實現近場通信功能的電信智慧卡，包括卡基、SIM卡模塊和天線層，SIM卡模塊 設置於所述卡基上，SIM卡模塊上設置有兩個保留觸點和六個功能觸點，天線層包括線圈部 分(100)和通過連接部分(200)與所述線圈部分(100)相連接的卡片接觸部分(300)，卡片 接觸部分(300)粘貼在所述卡基上；其特徵在於，線圈部分(100)、連接部分(200)和卡片接觸部分(300)為一個整體；SIM 卡模塊中含有SIM卡晶片(500)和NFC晶片(600)，SIM卡晶片(500)和NFC晶片(600)之 間通過單線協議SWP進行全雙工通信，所述卡基的空閒區域內設置有至少一個新增觸點。
2.根據權利要求1所述的電信智慧卡，其特徵在於，新增觸點的數量為三個，其中第 一、第二新增觸點通過導電塗層與卡片接觸部分(300)上的天線觸點(310)相連接，第三新 增觸點通過導電塗層與卡片接觸部分(300)上的電源旁路觸點(320)相連接；SIM卡晶片的SWP觸點(610)和NFC晶片的SWP觸點(530)分別與SIM卡模塊上的功 能觸點(C6)相連，NFC晶片的射頻天線觸點(510)和第一、第二新增觸點相連，NFC晶片的 電源觸點(520)和第三新增觸點相連，SIM卡晶片的電源觸點(620)和SM卡模塊上的功能 觸點(Cl)相連，卡片接觸部分(300)上的電源旁路觸點(320)和所述卡片接觸部分(300) 上的電源觸點(Cl，)連接。
3.根據權利要求2所述的電信智慧卡，其特徵在於，卡基的空閒區域還設置有第四新 增觸點，第四新增觸點與NFC晶片中的SWP觸點(530)連接，第四新增觸點還通過導電塗層 與卡片接觸部分(300)上的觸點(330)相連接，所述卡片接觸部分(300)上的觸點(330) 和所述卡片接觸部分(300)上的觸點(C6』 )連接。
4.根據權利要求3所述的電信智慧卡，其特徵在於，卡基的空閒區域還設置有其它新 增觸點，所述其它新增觸點與天線觸點或者功能觸點相連。
專利摘要本實用新型公開了一種實現NFC功能的電信智慧卡，包括卡基、SIM卡模塊和天線層，NFC晶片內嵌於SIM卡模塊中，SIM卡模塊設置於卡基上，SIM卡模塊上設置有二個保留觸點和六個功能觸點。天線層包括線圈部分、連接部分和卡片接觸部分，並為一個整體。卡片接觸部分粘貼在卡基上。其特徵在於，卡基的空閒區域內設置有新增觸點，NFC晶片通過其中兩個新增觸點實現射頻信號的接收和發送，並分別通過第三和第四個新增觸點依次實現電源控制和信號傳輸控制。該電信智慧卡通過增加NFC晶片和觸點，實現了具備NFC功能並與NFC手機相兼容的電信智慧卡，另外，解決了現有技術中SIM卡保留觸點被佔用以及天線觸點與SIM卡對應觸點之間接觸不良的問題。
文檔編號H04B5/00GK201780601SQ20102051736
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月3日 優先權日2010年9月3日
發明者餘鵬飛, 吳俊軍 申請人:武漢天喻信息產業股份有限公司