專利名稱：一種雙界面sim卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及移動通信設(shè)備和移動支付技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙界面SIM 卡。
背景技術(shù)：
截至到目前，我國已有超過7億的手機用戶。與此同時，手機已經(jīng)不僅僅是簡單的 通話工具，它正日益成為集流媒體播放器、數(shù)碼攝像機、電子錢包等眾多功能于一身的多功 能產(chǎn)品。其中與手機用戶密切相關(guān)的手機支付功能，正在受到越來越多的重視，并被認(rèn)為在 未來具有廣闊的發(fā)展空間。目前我國的移動支付還處于起步階段，基于手機以無線近距離通信方式實現(xiàn)的支 付主要有NFC (Near Field Communication,近距離無線通信)、RF-SIM和雙界面SIM卡等 幾種解決方案。但是由于存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、缺乏成功的商業(yè)運作模式以及手機終端安 全隱患等問題都尚未獲得大規(guī)模商用。NFC方案是近年由NokiaJhiIlips等公司聯(lián)合推出的一項無線技術(shù)，基本的做法 是在新設(shè)計的手機中加入用于支付的FR模塊，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進行識別和數(shù)據(jù) 交換，工作頻率為13. 56MHz。這種方法可以比較好地解決利用手機進行射頻識別的問題，但 是用戶必須去改造現(xiàn)有的手機，甚至購買一個全新的手機，造成社會資源的巨大浪費。另一種無線近距離通信技術(shù)RF_SIM，即射頻識別SIM卡。它通過在SIM卡中內(nèi)置 近距離識別芯片在手機上實現(xiàn)近距離身份識別和金融支付的目的，工作頻率為2. 4GHz。但 是目前該技術(shù)存在以下急需解決的問題(1)與現(xiàn)行國際射頻標(biāo)準(zhǔn)13. 56MHz不兼容，這樣就需要對目前金融、公共設(shè)施采 用的閱讀設(shè)備、支付設(shè)備進行改造，成本較高；(2)使用2. 4GHz的微波頻率進行數(shù)據(jù)通信沒有標(biāo)準(zhǔn)可以參照，很多方面尚需實際 驗證，應(yīng)用過程中存在很大的風(fēng)險；相對于NFC和RF-SIM兩種技術(shù)，雙界面SIM卡方案由于支持IS014443A/B標(biāo)準(zhǔn)為 業(yè)界成熟的國際標(biāo)準(zhǔn)，且不需要更換手機存在一定的優(yōu)勢，是目前最為成熟和應(yīng)用最為廣 泛的移動支付解決方案。雙界面SIM卡方案，指用雙界面SIM卡替換手機內(nèi)部SIM卡，在保留原接觸式界面 SIM卡功能的基礎(chǔ)上增加非接觸IC卡應(yīng)用界面。目前比較典型的做法有兩種(1)非接觸IC卡的非接觸天線印刷在塑料薄膜上，再貼至SIM卡表面；(2)非接觸IC卡的非接觸天線作為一個獨立的部件附加在手機中，將天線引到手 機的正面或反面，天線連接在SIM卡尚未使用的接口上。但上述兩種做法的缺點是(1)由于天線尺寸決定通訊距離，因此在SIM卡基板上進行天線設(shè)計會造成天線 工作距離短等問題，使用效果差；(2)天線貼到SIM卡表面或者引出到手機正面或反面，在安裝過程中很容易造成天線斷裂、毀壞，造成用戶使用的不便。LTCC技術(shù)，是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶，作為電路基板 材料，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導(dǎo)體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖 形，并將多個無源元件埋入其中，然后疊壓在一起，在900°C燒結(jié)，制成三維電路網(wǎng)絡(luò)的無源 集成組件，也可制成內(nèi)置無源元件的三維電路基板，在其表面可以貼裝IC和有源器件，制 成無源/有源集成的功能模塊。利用這種技術(shù)可以成功地制造出各種高技術(shù)LTCC產(chǎn)品。 LTCC技術(shù)的主要優(yōu)點有(a)在很大頻率范圍內(nèi)，LTCC技術(shù)帶來的信號損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多層 線路板技術(shù)；(b)由于批量生產(chǎn)設(shè)備和工藝的引入，原材料成本降低以及在中國進行加工 制造，LTCC產(chǎn)品的成本得以大幅度的降低；(c)由于使用嵌入元件而不是線路板上表面貼 裝元件，模塊尺寸減小20% 40%，系統(tǒng)成本更低；(d)滿足無線應(yīng)用RF頻率范圍要求的 電子模塊材料中，LTCC材料是最理想的材料。隨著無線通信的不斷發(fā)展，通信設(shè)備的集成度越來越高，使其體積越來越小，高密 度、良好的溫度特性以及小尺寸的新型電子系統(tǒng)已日益成為電子系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，這 就對雙界面SIM卡傳統(tǒng)的封裝技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，現(xiàn)有雙界面SIM卡外在巨大的天線模塊必 將會慘遭淘汰。另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，手機上網(wǎng)、手機銀行等活動日益頻繁，安全問題逐漸 凸顯，現(xiàn)有的雙界面SIM卡通過一張SIM卡芯片同時實現(xiàn)與手機的通訊以及非接觸應(yīng)用， SIM卡芯片中不但存儲了重要的個人身份信息，而且還同時存儲了實現(xiàn)非接觸應(yīng)用的數(shù)據(jù)， 一旦受到黑客或病毒的攻擊，信息很容易復(fù)制和丟失，帶來很大的安全隱患。
實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有雙界面SIM卡天線體積龐大、安裝調(diào)試?yán)щy、外置易于毀壞、使用 效果差以及信息存儲不安全等問題，本實用新型提供了一種雙界面SIM卡，通過LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低溫共燒陶瓷)技術(shù)集成射頻天線，將其置于SIM卡基板 內(nèi)部，在不改造現(xiàn)有RF閱讀器和手機的情況下，實現(xiàn)了手機的非接觸式近距離射頻通訊， 同時內(nèi)置的智能卡芯片在一定程度上解決了雙界面SIM卡的安全問題。本實用新型提供的雙界面SIM卡包括卡基板、智能卡芯片、SIM卡芯片和LTCC天 線；所述智能卡芯片和SIM卡芯片連接，同時，所述智能卡芯片通過相應(yīng)的天線引腳與LTCC 天線連接；所述智能卡芯片、SIM卡芯片和LTCC天線內(nèi)嵌在所述卡基板內(nèi)部。本實用新型所述SIM卡芯片與智能卡芯片通過IS07816、SPI或I2C接口方式進行 連接。本實用新型所述LTCC天線為基于LTCC技術(shù)制備的射頻天線。本實用新型所述雙界面SIM卡的外觀尺寸與現(xiàn)有手機SIM卡的外觀尺寸相同。本實用新型所述雙界面SIM卡的工作頻率為13. 56Mhz。本實用新型所述雙界面SIM卡與外部的移動通訊設(shè)備進行接觸式通訊時符合 IS0/IEC 7816 標(biāo)準(zhǔn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果如下1、本實用新型采用LTCC技術(shù)集成射頻天線，實現(xiàn)了天線的小型化，并由此實現(xiàn)了 雙界面SIM卡天線的內(nèi)置，在保證射頻識別性能的基礎(chǔ)上，解決了現(xiàn)有雙界面SIM卡天線外置在安裝過程中造成的斷裂和毀壞，提高了天線的穩(wěn)定性，增強了雙界面SIM卡的使用壽 命；同時由于該技術(shù)的采用，明顯改善了雙界面SIM卡在非接觸狀態(tài)下發(fā)送和接收信號經(jīng) 手機等移動設(shè)備后衰減的問題；2、本實用新型雙界面SIM卡的工作頻率為13. 56MHz，符合IS014443標(biāo)準(zhǔn)，與目前 大多數(shù)射頻終端兼容，無需對現(xiàn)有射頻終端進行改造，同時由于符合IS014443標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用 環(huán)境比較成熟，易于推廣，不存在應(yīng)用風(fēng)險；3、本實用新型雙界面SIM卡的應(yīng)用獨立，接觸式和非接觸式通訊功能分別由SIM 卡芯片和智能卡芯片完成，同時采用PKI認(rèn)證體系，保證了非接觸式通訊的安全；4、由于本實用新型只是對現(xiàn)有手機SIM卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了改進，外形以及尺寸 和手機SIM卡相同，不存在對現(xiàn)有手機結(jié)構(gòu)進行改造的問題。
圖1是本實用新型實施例提供的雙界面SIM卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型技術(shù)方案作進一步描述。眾所周知，天線的長短和波長成正比，與頻率成反比，頻率越高，波長越短，天線也 就可以做得越短?，F(xiàn)有具有非接觸功能的卡片工作頻率一般都為13. 56Mhz，與2. 46hz的工 作頻率相比，天線體積龐大。以現(xiàn)有的SIM卡為例，國際標(biāo)準(zhǔn)尺寸為25. Ommx 15. Ommxl. Omm, 如果保證工作頻率仍為13. 56Mhz，在不改變現(xiàn)有尺寸的基礎(chǔ)上，減去封裝的外殼厚度，必須 使天線的厚度不大于0. 8mm,長度不大于23. Omm,實現(xiàn)存在很大的困難。另一方面，由于手 機電池以及電路板的屏蔽作用，現(xiàn)有的雙界面SIM卡應(yīng)用到手機等通訊設(shè)備中時，外部信 號經(jīng)手機環(huán)境后會大幅衰減，導(dǎo)致雙界面SIM卡收到外部閱讀器發(fā)出的命令信號很困難， 同時雙界面SIM卡發(fā)出的信號經(jīng)手機環(huán)境后也會大幅衰減，外部閱讀器接收到雙界面SIM 卡發(fā)出的命令信號也很困難，雖然通過在SIM卡芯片中加入放大電路等方式可以使該問題 得到改善，但是效果不是很明顯，而且成本較高。本實用新型實施例對現(xiàn)有的雙界面SIM卡進行了改進，提出了一種新型雙界面 SIM卡解決方案，通過采用LTCC技術(shù)集成LTCC天線，置于SIM卡基板內(nèi)部，在不改造現(xiàn)有非 接觸智能卡讀/寫設(shè)備和手機的情況下，解決了工作頻率為13. 56MHz的雙界面SIM卡外置 天線尺寸大、易于毀壞等問題，并使天線信號抵抗外界手機環(huán)境干擾的能力得到了明顯的 改善，同時智能卡芯片的嵌入保證了非接觸應(yīng)用的安全和獨立。參見圖1，本實施例提供了一種雙界面SIM卡，包括卡基板100、智能卡芯片(Smart Card) 101、SIM卡芯片102和LTCC天線103。智能卡芯片101、SIM卡芯片102和LTCC天線 103內(nèi)嵌在卡基板100內(nèi)部。其中，智能卡芯片101和SIM卡芯片102通過各自的IO引腳 以IS07816通訊方式進行連接，同時智能卡芯片101通過兩個天線引腳與LTCC天線103連接。本實施例中，LTCC天線103為基于LTCC技術(shù)制備的射頻天線。LTCC技術(shù)，是一種 多層陶瓷技術(shù)，它可以將無源元件埋藏到基板內(nèi)部同時將有源元件貼裝在基板表面，在設(shè) 計上具有很大的靈活性，真正實現(xiàn)了傳統(tǒng)聚合物和傳統(tǒng)陶瓷材料無法獲得的三維結(jié)構(gòu)。利用LTCC制備片式無源集成器件和模塊具有很多優(yōu)點第一，陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻高品 質(zhì)特性；第二，使用電導(dǎo)率高的金屬材料作為導(dǎo)體材料，有利于提高電路系統(tǒng)的品質(zhì)因子； 第三，可適應(yīng)大電流及耐高溫特性要求，并具備比普通PCB電路基板優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性；第 四，可將無源組件埋入多層電路基板中，有利于提高電路的組裝密度；第五，具有較好的溫 度特性，如比較小的熱膨脹系數(shù)、較小的介電數(shù)溫度系數(shù)，可以制作層數(shù)極高的電路基板。 另外，非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝允許對生坯基板進行檢查，從而提高成品率，降低生產(chǎn)成本。為了提高雙界面SIM卡應(yīng)用的安全性，本實施例在雙界面SIM卡內(nèi)部嵌入了智能 卡芯片101，這樣與手機等外部通訊設(shè)備的接觸式通訊和非接觸式通訊分別由SIM卡芯片 102及智能卡芯片101完成，保證了應(yīng)用的獨立性。本實施例中的智能卡芯片101與LTCC天線103工作在非接觸式通訊方式時，智能 卡芯片101用于接收LTCC天線103傳輸來的信號，以及將信號發(fā)送到LTCC天線103，實現(xiàn) 射頻識別功能。本實施例中的智能卡芯片101內(nèi)部存儲應(yīng)用數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各種非接觸安全應(yīng) 用，例如錢包存折、公交卡等功能；同時為了進一步提高非接觸應(yīng)用的安全性，智能卡芯片 101中加入了 PKI認(rèn)證體系，使其內(nèi)部不但存儲有用于實現(xiàn)非接觸應(yīng)用的各種應(yīng)用數(shù)據(jù)，同 時還存儲有與個人身份認(rèn)證信息相關(guān)的證書和密鑰，在與非接觸閱讀器進行通訊時，將交 易信息進行加密處理，實現(xiàn)了用戶的身份認(rèn)證，提高了交易的安全性。本實施例中的智能卡芯片101和SIM卡芯片102通過IS07816通訊方式進行連接， 這樣手機等外部通訊設(shè)備可通過SIM卡芯片102這一橋梁實現(xiàn)對智能卡芯片101的訪問。 在實際應(yīng)用中，智能卡芯片101和SIM卡芯片102還可以通過SPI或I2C等接口方式進行 連接。本實施例中的SIM卡芯片102為現(xiàn)有普通的SIM卡芯片，同時該雙界面SIM卡保 留了現(xiàn)有單界面SIM卡的金屬觸點，可以通過接觸方式實現(xiàn)與手機等外部移動通訊設(shè)備之 間的通訊，且符合IS0/IEC 7816通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。本實施例中的智能卡芯片101和SIM卡芯片102是現(xiàn)有技術(shù)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知技術(shù)，且在市場上可以直接購買獲得，在此不做描述。本實施例的雙界面SIM卡除可用于現(xiàn)有的電子錢包/存折、公共交通等成熟的應(yīng) 用之外，還支持其他多種應(yīng)用，包括符合PBOC借貸記規(guī)范的快速支付(QPBOC)，以及符合 EMV規(guī)范的各種非接觸應(yīng)用。目前，LTCC技術(shù)是無源集成的主流技術(shù)，LTCC整合型組件包括各種基板承載或內(nèi) 埋各式主動或被動組件的產(chǎn)品，整合型組件產(chǎn)品項目包括零組件、基板與模塊。正是由于具 備以上的高耐溫性、高熱傳導(dǎo)率、高耐濕性、低介質(zhì)損耗及優(yōu)良的高頻高Q特性等特點，使 LTCC非常適于作為小型化天線的材料。而LTCC工藝所具備的多層技術(shù)又使得天線的布局 從一維走向三維，為天線的小型化創(chuàng)造了良好的工藝條件。本實用新型充分利用LTCC技術(shù)的上述特性，集成射頻天線并內(nèi)置于現(xiàn)有的SIM卡 內(nèi)部，可以以曲折線形、變形螺旋形以及平面振子等多種形式內(nèi)嵌到SI M卡中，設(shè)計靈活。 由于該技術(shù)的采用，突破了傳統(tǒng)PCB天線的尺寸，使集成的射頻天線具有超低剖面和極小 外形，同時能夠更好地和特定功能有源電路進行系統(tǒng)集成和封裝，形成模塊化，從而使其用 于13. 56MHz工作頻率的SIM卡中成為可能；同時由于LTCC技術(shù)本身的特點，使信號受外 界環(huán)境的損失減小到最低，不用增加信號放大電路就可保證在手機中的非接觸應(yīng)用；此外，LTCC介質(zhì)基板可以對輻射單元提供有效支撐，延長了天線的壽命。通過LTCC技術(shù)的應(yīng)用，本實施例的雙界面SIM卡外觀尺寸與現(xiàn)有手機SIM卡 外觀尺寸相同，且該LTCC天線抗干擾能力強，有效的保證了射頻設(shè)備的性能。工作頻率 13. 56MHz，與非接觸智能卡讀/寫設(shè)備進行通訊，符合IS0/IEC 14443通訊標(biāo)準(zhǔn)。這樣雙界 面SIM卡就可直接置于現(xiàn)有的手機中進行應(yīng)用，不但可以通過內(nèi)部的SIM卡芯片102以接 觸式通訊方式實現(xiàn)與手機等移動終端的通訊功能，而且還可以通過內(nèi)部的智能卡芯片101 以及與之連接的LTCC天線103實現(xiàn)射頻識別功能，且不存在對現(xiàn)有的非接觸閱讀器進行改 造的問題。綜上所述，由于LTCC技術(shù)的采用實現(xiàn)了非接觸天線的小型化，使非接觸SIM卡的 天線不再占據(jù)手機內(nèi)部的空間，同時內(nèi)置方式使天線的結(jié)構(gòu)更緊湊，避免了天線外置造成 的斷裂和毀壞，有效地保證了天線的穩(wěn)定性，延長了天線的使用壽命，此外，由于LTCC技術(shù) 的采用使天線射頻功能得到了有效的保證，同時內(nèi)置的智能卡芯片保證了非接觸應(yīng)用的獨 立和安全，參照現(xiàn)有的IS014443標(biāo)準(zhǔn)可實現(xiàn)諸如電子錢包、公交卡等眾多成熟的應(yīng)用，并 且不需要對現(xiàn)有的手機和POS終端進行改造，節(jié)約了社會資源。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本 實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包 含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙界面SIM卡，其特征在于包括卡基板、智能卡芯片、SIM卡芯片和LTCC天線； 所述智能卡芯片和SIM卡芯片連接，同時，所述智能卡芯片通過相應(yīng)的天線引腳與LTCC天 線連接；所述智能卡芯片、SIM卡芯片和LTCC天線內(nèi)嵌在所述卡基板內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的雙界面SIM卡，其特征在于，所述SIM卡芯片與智能卡芯片通過 IS07816、SPI或I2C接口方式進行連接。
3.如權(quán)利要求1所述的雙界面SIM卡，其特征在于，所述LTCC天線為基于LTCC技術(shù)制 備的射頻天線。
4.如權(quán)利要求1所述的雙界面SIM卡，其特征在于，所述雙界面SIM卡的外觀尺寸與現(xiàn) 有手機SIM卡的外觀尺寸相同。
專利摘要本實用新型公開了一種雙界面SIM卡，屬于移動通信設(shè)備和移動支付技術(shù)領(lǐng)域。所述雙界面SIM卡包括卡基板、智能卡芯片、SIM卡芯片和LTCC天線；智能卡芯片和SIM卡芯片連接，同時，智能卡芯片通過相應(yīng)的天線引腳與LTCC天線連接；智能卡芯片、SIM卡芯片和LTCC天線內(nèi)嵌在卡基板內(nèi)部。本實用新型提供的雙界面SIM卡通過LTCC技術(shù)實現(xiàn)了天線的內(nèi)嵌化及小型化，工作頻率為13.56MHz，且外觀尺寸與現(xiàn)有SIM卡相同；同時內(nèi)置的智能卡芯片以及加入的PKI認(rèn)證體系保證了非接觸式通訊應(yīng)用的安全。
文檔編號G06K19/077GK201838020SQ20102027396
公開日2011年5月18日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者華燕翔, 夏皓如, 廣忠海, 張超, 李德亮, 陳良, 馬廣彬 申請人:北京華大智寶電子系統(tǒng)有限公司