近场通信环及其形成方法技术

提供了一种被配置成由用户穿戴的近场通信(NFC)环和形成该近场通信环的方法。NFC环可以包括至少一个具有缺口的金属环、芯片和天线，其中，芯片和天线可以固定至至少一个具有缺口的金属环，以及其中，芯片被配置成使用天线来提供与外部设备的近场通信。

Near field communication ring and its forming method

A method is provided for configuring and forming a near field communication (NFC) loop worn by a user. The NFC ring may include at least one metal ring, chip, and antenna with a notch, wherein the chip and antenna may be fixed to at least one metal ring with a notch, and wherein the chip is configured to provide near-field communication with an external device using an antenna.

【技术实现步骤摘要】
近场通信环及其形成方法
各种实施例总体上涉及近场通信环。
技术介绍
近来，使用可穿戴设备执行支付、认证和其他功能已经变得越来越有吸引力。根据最近的调查，作为支付设备的环已被视为最重要和最受欢迎的外型。与诸如手表的其他可穿戴设备相比，环可以不包括电子器件。因此，可以没有可用的电源。可以要求无源支付解决方案。目前，有若干近场通信(NFC)环产品可用。然而，它们在设计和性能上可能不是最优的。一些改进可能是可行的。如图1(其示出了具有焊接成环状外型的矩形柔性印刷板的标准天线设计)所示，现有技术的NFC环状外型的核心可以由可以实现线圈天线的标准柔性印刷PCB构成。柔性印刷技术可以提供若干优点。例如，其可以用作NFC芯片载体(其中芯片使用标准接合、倒装芯片等附接至柔性印刷板)，可以允许实现非常精确的天线参数，可以提供技术上鲁棒的技术，可以在批量生产中降低成本，并且可以允许使用非导电载体，例如塑料载体。然而，到目前为止，没有非常便宜的鲁棒的高性能NFC环可用。
技术实现思路
提供了一种被配置成由用户穿戴的近场通信(NFC)环。NFC环可以包括至少一个具有缺口的金属环、芯片和天线，其中，芯片和天线可以被固定至至少一个具有缺口的金属环，以及其中，芯片被配置成使用天线来提供与外部设备的近场通信。附图说明在附图中，贯穿不同的视图，相似的附图标记通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本专利技术的原理上。在以下描述中，参考以下附图来描述本专利技术的各种实施例，在附图中：图1示出了常见NFC环的示意性透视图；图2A和图2B分别示出了根据各种实施例的NFC环的透视图；图3示出了根据各种实施例的NFC环的金属环的透视图以及金属环中的缺口的放大透视图。图4示出了根据各种实施例的NFC环的示意图；图5示出了用于测量负载调制幅度的测试测量布置以及负载调制幅度的测试测量的结果；图6A至图6F分别示出了根据各种实施例的NFC环的示意图；图7A和图7B分别示出了根据各种实施例的NFC环的示意性电路；以及图8示出了根据各种实施例的形成NFC环的方法的流程图。具体实施方式以下详细描述参照附图，附图以举例说明的方式示出了可以实践本专利技术的具体细节和实施例。本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或举例说明”。在本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其他实施例或设计优选或有利。关于在侧面或表面“之上”形成的沉积材料所使用的词语“之上”在本文中可以用于表示沉积材料可以“直接”在所涉及的侧面或表面“上”形成，例如与所涉及的侧面或表面直接接触。关于在侧面或表面“之上”形成的沉积材料所使用的词语“之上”在本文中可以用于表示沉积材料可以“间接”在所涉及的侧面或表面“之上”形成，其中一个或更多个附加层被布置在所涉及的侧面或表面与沉积材料之间。提供了用于设备的本公开的各个方面，并且提供了用于方法的本公开的各个方面。将理解的是，设备的基本特性也适用于方法，反之亦然。因此，为了简洁起见，可能已经省略了对这样的特性的重复描述。图1示出了常见的NFC环100的示意性透视图。常见的NFC环100可以包括天线102，天线102可以布置在载体104上。常见的NFC环100还可以包括芯片106，例如半导体芯片106，以及匹配部分107，其可以允许天线参数更容易地匹配于期望的规格。一些常见的NFC环100还可以包括封装，例如塑料和/或陶瓷封装(此处未示出，但参见例如图5)，其封装芯片106和天线102，以例如用于机械稳定、免于环境影响(例如湿气、灰尘、油脂等)、并且可能还出于美学原因。然而，常见的NFC环100可能具有各种缺点。例如，它们可能相对容易被损坏。例如，具有陶瓷封装的NFC环100在掉落时可能会破裂(由此可能还破坏天线和/或芯片)，塑料封装可能被刮伤。使用金属作为NFC环的主体材料可以解决上述问题，使得金属例如由于其坚固性和/或其美观而可以被视为环(例如，NFC环)的最佳材料。然而，固体(例如环形)金属可能会阻尼磁场，使得将天线和芯片附接至金属主体会降低NFC环的NFC性能。例如，通信可能需要更高的场强度，和/或与没有金属主体的常见的NFC环100相比，负载调制幅度会减小。环中感应出的涡电流可能是造成性能降低的原因。为了克服这个问题，在各种实施例中，可以在金属环中形成小的隔离缺口，其可以减小这种影响。在包括隔离缺口的金属环中，不会产生反极性的磁场，使得可以防止金属的阻尼影响。然而，小的缺口也会降低环的鲁棒性(并且可能还会降低美观性)。为了解决这个问题，在各种实施例中，可以提供边缘堆叠的(stackededged)金属环，其中，堆叠的环可以使用隔离层彼此隔离。在各种实施例中，为了实现最大的鲁棒性，对于堆叠的环中的每个环，缺口可以布置在不同的圆周位置处。在各种实施例中，提供了由金属制成、本质上由金属构成或包括金属的NFC环，其中NFC环可以不包括铁氧体。作为金属，可以使用除铁氧体以外的任何金属，例如常见的金属环材料如银、金、铂或钛、或者其它金属如铜、钯、铝等。此外，金属可以包括金属的组合(例如合金)，例如包括金、银和/或铜的合金、或者任何其它金属组合。在各种实施例中，近场通信环可以被配置成由用户穿戴。例如，其尺寸例如其直径(例如其内径和其外径，其确定环的厚度)以及其平行于环的圆柱轴线的宽度可以被配置成使得用户可以例如将NFC环穿戴在手指上。在各种实施例中，可以提供具有包括金属或(例如本质上)由金属构成的主体的NFC环。主体可以包括至少一个具有缺口的金属环。具有缺口的金属环也可以被称为开口金属环或具有隔离缺口的金属环，或者在实施例的金属环被明确地仅称为“金属环”的情况下，即使在这种情况下，也应该理解的是金属环具有缺口。金属环中的缺口可以以使金属环通过缺口而完全开口的方式形成，例如以不形成闭合的导电环结构的方式形成。金属环在各种实施例中可以具有可以被缺口分隔开的第一端和第二端。由此，可以避免外部磁场在闭环导体金属环中感应出涡电流，涡电流会降低NFC环的性能。在各种实施例中，NFC环还可以包括芯片和连接至芯片的天线。芯片可以被配置成使用天线来提供近场通信。近场通信可以包括一组通信协议，该组通信协议使得NFC环和外部电子设备能够通过使它们彼此相距很近(通常几厘米)来建立通信。在各种实施例中，NFC环还可以包括匹配部分(也被称为匹配网络、匹配电路或匹配元件)，其可以允许天线参数(例如谐振频率)更容易和/或更好地匹配于预定参数，从而有助于NFC环的生产和/或改进NFC环的性能。在其他实施例中，将天线参数(例如谐振频率)匹配到预定参数可以在没有匹配部分的情况下获得。在各种实施例中，可以是天线线圈的天线可以形成为螺线管或扁平螺旋线圈。在各种实施例中，缺口可以包括一种或更多种材料，其中这些材料中的至少一种材料可以是电绝缘的并且在缺口中被布置成使得通过缺口避免了金属环的第一端和第二端之间的导电连接。在各种实施例中，缺口可以用作保护。例如，缺口可以被布置成保护芯片及其与天线的连接。例如，芯片可以布置在缺口中。由此，可以保护芯片免于机械危险，例如对芯片的冲击或者从环主体剪切掉芯片。在各种实施例中，金属结构(即开口金属环)可以布置在芯片和/或天线的周围或下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置成由用户穿戴的近场通信环，包括：具有缺口的至少一个金属环；芯片；以及天线，其中，所述芯片和所述天线被固定至所述具有缺口的至少一个金属环；其中，所述芯片被配置成使用所述天线来提供与外部设备的近场通信。

【技术特征摘要】
2017.02.27 DE 102017104046.31.一种被配置成由用户穿戴的近场通信环，包括：具有缺口的至少一个金属环；芯片；以及天线，其中，所述芯片和所述天线被固定至所述具有缺口的至少一个金属环；其中，所述芯片被配置成使用所述天线来提供与外部设备的近场通信。2.根据权利要求1所述的近场通信环，其中，所述缺口由填充物填充，所述填充物包括电绝缘材料。3.根据权利要求1或2中任一项所述的近场通信环，其中，所述具有缺口的至少一个金属环包括多个金属环，所述多个金属环中的每个金属环具有缺口。4.根据权利要求3所述的近场通信环，其中，所述多个金属环中的每个金属环具有中心轴线，以及其中，所述多个金属环被堆叠成使得所述中心轴线重合。5.根据权利要求3或4所述的近场通信环，其中，所述多个金属环中的至少两个金属环被布置成其各自的缺口在不同的圆周位置处。6.根据权利要求3至5中任一项所述的近场通信环，其中，所述多个金属环中的每个金属环通过绝缘材料与其他金属环...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦尔特·帕克勒，约瑟夫·格鲁贝尔，于尔根·赫茨尔，斯特凡·兰佩特扎里伊特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE