CN118889009A - 一种非接触天线结构及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及天线结构领域,尤其涉及一种非接触天线结构及其生产工艺，其包括感应天线和天线固定基材，所述感应天线呈立体环状设置，且所述感应天线套设于天线固定基材并超声波焊接于天线固定基材，所述天线固定基材的材料为塑料。本申请具有使得非接触线圈不易脱落的效果。
Description
技术领域
本申请涉及天线结构领域，尤其是涉及一种非接触天线结构及其生产工艺。
背景技术
非接触天线是一种不需要物理接触即可进行数据传输或能量传输的天线，这种天线主要应用于射频识别（RFID）系统、无线充电、无线通信以及感应耦合等领域，其工作原理基于电磁感应或电磁场的耦合，通过空间中的电磁波来实现信号或能量的传输。
在现有相关技术中，非接触天线常见于POS机内，具体可以参阅公告号为CN206271856 U的实用新型专利。该专利文件公开了一种POS机的非接天线结构，包括纸舱盒和铜线圈，铜线圈绕设在纸舱盒开口处。
针对上述中的相关技术，绕设于纸舱盒的线圈在长时间使用后，容易出现脱落的问题。
发明内容
为了使得非接触线圈不易脱落，本申请提供一种非接触天线结构及其生产工艺。
本申请提供的一种非接触天线结构采用如下的技术方案：
一种非接触天线结构，包括感应天线和天线固定基材，所述感应天线呈立体环状设置，且所述感应天线套设于天线固定基材并超声波焊接于天线固定基材，所述天线固定基材的材料为塑料。
通过采用上述技术方案，感应天线超声波焊接于天线固定基材后，与天线固定基材紧密连接，不易在外力作用下脱落，进而有利于提高感应天线的使用寿命。并且，采用超声波焊接工艺将感应天线焊接于天线固定基材后，不易产生如FPC（柔性电路板）的薄膜塑料，耗材少成本低。
可选的，所述天线固定基材设有若干基材焊接面，若干所述基材焊接面均平滑设置，两相邻所述基材焊接面之间设有焊接面转角处；
所述感应天线包括天线弯折段和天线连接段，所述天线弯折段设有若干，若干所述天线弯折段分别设于各基材焊接面，两相邻所述天线弯折段通过天线连接段连接，所述天线连接段位于两相邻基材焊接面的焊接面转角处。
通过采用上述技术方案，平滑设置的基材焊接面更易于通过模具生产天线固定基材，减少天线固定基材的成型脱模难度，从而进一步降低成本。并且，通过天线连接段在焊接面转角处过渡，减少了位于焊接面转角处的感应天线的数量，使得无需过多的在存在凸起的焊接面转角处进行压合焊接，降低了焊接固定感应天线的难度，减少虚焊天线悬空的情况发生。最后，便于绕线机在较为平滑的基材焊接面设置多个天线弯折段，减少经过焊接面转角处的次数，使得较为纤细的感应天线不易因受力方向改变而偏斜。
可选的，所述天线弯折段包括若干子弯折段，若干所述子弯折段的分布方向与感应天线的延伸方向之间的夹角为0°以上45°以下，若干所述子弯折段依次连接。
通过采用上述技术方案，便于感应天线在套设于天线固定基材后，通过若干子弯折段拉伸变形进而使得感应天线稳固地定位于天线固定基材，进而便于后续通过超声波焊接工艺将天线固定基材固定于天线固定基材。
可选的，所述天线弯折段包括若干子弯折段，若干所述子弯折段的分布方向与感应天线的延伸方向之间的夹角大于45°且为90°以下，若干所述子弯折段依次连接。
通过采用上述技术方案，便于在面积有限的基材焊接面上设置较多匝数的感应天线。
可选的，所述天线固定基材为POS机纸舱盒。
通过采用上述技术方案，天线固定基材设于POS机内部的缝隙内，使得天线固定基材不易被外部因素影响而脱落。
可选的，所述非接触天线结构还包括保护层，所述保护层覆设于感应天线，所述保护层连接于天线固定基材。
通过采用上述技术方案，保护层对感应天线进行覆设保护，使得感应天线不易被外部因素影响而脱落。
可选的，所述保护层的材料为塑料，且所述保护层具有热收缩性，并且所述保护层超声波焊接于感应天线和天线固定基材。
通过采用上述技术方案，在对感应天线进行超声波焊接时，产生的热量时保护层收缩，进而根据感应天线的形状发生变形，并稳固连接于感应天线和天线固定基材，简化了设置保护层的步骤。
本申请提供的一种非接触天线结构的生产工艺采用如下的技术方案：
一种非接触天线结构的生产工艺，包括以下步骤：
S1、成型天线固定基材；
S2、绕制感应天线，并将绕制的所述感应天线临时固定于天线固定基材；
S3、通过超声波焊接工艺将所述感应天线固定于天线固定基材。
可选的，在所述S1步骤中，所述天线固定基材通过模具成型。
通过采用上述技术方案，模具精度较高，便于确保天线固定基材的产品质量，确保天线固定基材的表面足够平滑无毛刺，减少感应天线被卡而难以套设的情况发生。
可选的，在所述S2步骤中，通过胶粘剂将绕制的所述感应天线临时固定于天线固定基材。
通过采用上述技术方案，便于减少感应天线在超声波焊接过程中，因压合而发生错位的情况，从而提高感应天线的生产精度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.感应天线超声波焊接于天线固定基材后，与天线固定基材紧密连接，不易在外力作用下脱落，进而有利于提高感应天线的使用寿命。并且，采用超声波焊接工艺将感应天线焊接于天线固定基材后，不易产生如FPC（柔性电路板）的薄膜塑料，耗材少成本低；
2.平滑设置的基材焊接面更易于通过模具生产天线固定基材，减少天线固定基材的成型脱模难度，从而进一步降低成本。并且，通过天线连接段在焊接面转角处过渡，减少了位于焊接面转角处的感应天线的数量，使得无需过多的在存在凸起的焊接面转角处进行压合焊接，降低了焊接固定感应天线的难度，减少虚焊天线悬空的情况发生。最后，便于绕线机在较为平滑的基材焊接面设置多个天线弯折段，减少经过焊接面转角处的次数，使得较为纤细的感应天线不易因受力方向改变而偏斜。
附图说明
图1是本申请实施例1整体结构的整体示意图。
图2是本申请实施例1感应天线与天线固定基材的剖面示意图。
图3是本申请实施例3整体结构的整体示意图。
图4是本申请实施例4整体结构的整体示意图。
图5是本申请实施例5感应天线与天线固定基材的剖面示意图。
附图标记说明：1、感应天线；11、天线弯折段；111、子弯折段；12、天线连接段；2、天线固定基材；201、组装间隙；202、基材焊接面；21、焊接面转角处；3、保护层。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
本申请实施例1公开一种非接触天线结构。参照图1，非接触天线结构包括感应天线1和天线固定基材2。
参照图1，天线固定基材2的材料为塑料，且在本申请实施例1中，天线固定基材2具体为POS机纸舱盒。结合图2，天线固定基材2组装于POS机后，与POS机外壳之间形成有封闭的组装间隙201，组装间隙201能够用于容纳感应天线1。
参照图1，天线固定基材2呈立方体状设置。天线固定基材2设有四个基材焊接面202，四个基材焊接面202呈方形分布且分别位于天线固定基材2的四个外周面。基材焊接面202均平滑设置，且基材焊接面202可以为平面和/或曲面。两相邻基材焊接面202之间设有焊接面转角处21，并且在本申请实施例1中具体设有四个焊接面转角处21，各焊接面转角处21的夹角均为大于0°且小于180°。
参照图1和图2，感应天线1具有导电性和柔性，且在本申请实施例1中，感应天线1的材料为铜，以使得感应天线1具有良好的导电性和柔性。感应天线1呈立体环状设置，且感应天线1套设于天线固定基材2并超声波焊接于天线固定基材2。
在本申请中，“感应天线1立体设置”是指：感应天线1的匝数至少为二，且至少两匝感应天线1的高度尺寸之间存在差异，并且感应天线1整体的厚度尺寸大于其中一匝感应天线1的厚度尺寸；“感应天线1环状设置”是指：感应天线1首尾两端，按照各基材焊接面202形成的几何轮廓，弯曲形成方形、圆形、椭圆形或其他异形，以使得感应天线1在套设于天线固定基材2后，与天线固定基材2的外周面之间的距离尺寸为0.4mm以下。
本申请实施例1一种非接触天线结构的实施原理为：感应天线1超声波焊接于基材焊接面202后，与基材焊接面202紧密连接，不易在外力作用下脱落，进而有利于提高感应天线1的使用寿命。
实施例2：
本申请实施例2公开一种非接触天线结构的生产工艺，用于生产实施例1的非接触天线结构，采用如下的技术方案：
一种非接触天线结构的生产工艺，包括以下步骤：
S1、成型天线固定基材2。
具体的，天线固定基材2通过注塑模具依次经过合模、注塑、成型以及脱模等工序成型，以确保天线固定基材2的表面不易产生毛刺，从而便于感应天线1的套设。
S2、绕制感应天线1，并将绕制的感应天线1临时固定于天线固定基材2。
具体的，在天线固定基材2的各基材焊接面202绕制感应天线1，并通过机械抵紧和/或胶粘剂粘合的方式将已绕制完成的感应天线1的局部临时固定于天线固定基材2，使得感应天线1在绕制过程中不易偏斜。
S3、通过超声波焊接工艺将感应天线1固定于天线固定基材2。
具体的，通过超声波焊接头压合感应天线1，使得感应天线1抵紧配合于天线固定基材2。随后通过超声波焊头使感应天线1与天线固定基材2之间发生高频摩擦，摩擦产生的热量使得天线固定基材2熔化并将部分或全部感应天线1包裹，最后在天线固定基材2冷却固化后使感应天线1焊接于天线固定基材2。
实施例3：
本申请实施例3公开一种非接触天线结构，与实施例1的主要区别在于，感应天线1的具体设置不同：
参照图3，感应天线1包括天线弯折段11和天线连接段12，天线弯折段11和天线连接段12均设有四个。四个天线弯折段11呈方形分布，且四个天线弯折段11分别设于四个基材焊接面202。两相邻天线弯折段11通过一个天线连接段12连接，且天线连接段12位于两相邻基材焊接面202的焊接面转角处21，并且天线连接段12随焊接面转角处21发生弯曲并焊接连接于天线固定基材2。
参照图3，天线弯折段11包括若干子弯折段111，若干子弯折段111的分布方向与感应天线1的延伸方向之间的夹角为0°以上45°以下，且若干子弯折段111的朝向与感应天线1的延伸方向之间的夹角大于45°且为90°以下，并且若干子弯折段111依次连接。并且，具体在本申请实施例3中，弯折段111的朝向与感应天线1的延伸方向之间的夹角为90°。
本申请实施例3一种非接触天线结构的实施原理为：通过天线连接段12在焊接面转角处21过渡，减少了位于焊接面转角处21的感应天线1的数量，使得无需过多的在存在凸起的焊接面转角处21进行压合焊接，降低了焊接固定感应天线1的难度，减少虚焊天线悬空的情况发生。并且，便于绕线机在较为平滑的基材焊接面202设置多个天线弯折段11，减少经过焊接面转角处21的次数，使得较为纤细的感应天线1不易因受力方向改变而偏斜，从而提高感应天线1的制造精度。
实施例4：
本申请实施例4公开一种非接触天线结构，与实施例3的主要区别在于，感应天线1的天线弯折段11的具体设置不同：
参照图4，天线弯折段11包括若干子弯折段111，若干子弯折段111的分布方向与感应天线1的延伸方向之间的夹角大于45°且为90°以下，且若干子弯折段111的朝向与感应天线1的延伸方向之间的夹角为0°以上45°以下，并且若干子弯折段111依次连接。并且，具体在本申请实施例4中，弯折段111的朝向与感应天线1的延伸方向之间的夹角为0°。
实施例5：
本申请实施例5公开一种非接触天线结构，除包括实施例1的所有技术特征外，还包括以下技术特征：
参照图5，非接触天线结构还包括保护层3，保护层3的材料为具有热收缩性的塑料。保护层3覆设于感应天线1，且保护层3超声波焊接于感应天线1和天线固定基材2，以使得感应天线1不易直接接触外部，从而使得感应天线1不易损坏或脱落。
实施例6：
本申请实施例6公开一种非接触天线结构的生产工艺，用于生产实施例5的非接触天线结构，采用如下的技术方案：
S1、成型天线固定基材2。
具体的，天线固定基材2通过注塑模具依次经过合模、注塑、成型以及脱模等工序成型，以确保天线固定基材2的表面不易产生毛刺，从而便于感应天线1的套设。
S2、绕制感应天线1，并将绕制的感应天线1临时固定于天线固定基材2。
具体的，在天线固定基材2的各基材焊接面202绕制感应天线1，并通过胶粘剂粘合的方式将已绕制完成的感应天线1的局部临时固定于天线固定基材2，使得感应天线1在绕制过程中不易偏斜。
S3、在绕制完成的感应天线1上覆设保护层3并通过胶粘剂粘贴配合于天线固定基材2的表面，然后通过超声波焊接工艺将感应天线1和保护层3均固定于天线固定基材2。
具体的，通过超声波焊接头压合感应天线1和保护层3，使得感应天线1和保护层3均抵紧配合于天线固定基材2。随后通过超声波焊头使感应天线1与天线固定基材2之间，以及保护层3与感应天线1和天线固定基材2之间均发生高频摩擦，摩擦产生的热量使得天线固定基材2熔化并将部分或全部感应天线1包裹，并且使得保护层3收缩裹紧感应天线1，最后在天线固定基材2冷却固化后使感应天线1和保护层3均焊接于天线固定基材2。
本申请实施例6一种非接触天线结构的生产工艺的实施原理为：通过具有热收缩性的保护层3在进行超声波焊接时，使保护层3裹紧感应天线1并焊接于天线固定基材2，进而使得感应天线1不易因外部因素，例如剐蹭或震动而松动脱落，并且减少感应天线1锈蚀的情况发生。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种非接触天线结构，其特征在于：包括感应天线(1)和天线固定基材(2)，所述感应天线(1)呈立体环状设置，且所述感应天线(1)套设于天线固定基材(2)并超声波焊接于天线固定基材(2)，所述天线固定基材(2)的材料为塑料。
2.根据权利要求1所述的一种非接触天线结构，其特征在于：所述天线固定基材(2)设有若干基材焊接面(202)，若干所述基材焊接面(202)均平滑设置，两相邻所述基材焊接面(202)之间设有焊接面转角处(21)；
所述感应天线(1)包括天线弯折段(11)和天线连接段(12)，所述天线弯折段(11)设有若干，若干所述天线弯折段(11)分别设于各基材焊接面(202)，两相邻所述天线弯折段(11)通过天线连接段(12)连接，所述天线连接段(12)位于两相邻基材焊接面(202)的焊接面转角处(21)。
3.根据权利要求2所述的一种非接触天线结构，其特征在于：所述天线弯折段(11)包括若干子弯折段(111)，若干所述子弯折段(111)的分布方向与感应天线(1)的延伸方向之间的夹角为0°以上45°以下，若干所述子弯折段(111)依次连接。
4.根据权利要求2所述的一种非接触天线结构，其特征在于：所述天线弯折段(11)包括若干子弯折段(111)，若干所述子弯折段(111)的分布方向与感应天线(1)的延伸方向之间的夹角大于45°且为90°以下，若干所述子弯折段(111)依次连接。
5.根据权利要求1所述的一种非接触天线结构，其特征在于：所述天线固定基材(2)为POS机纸舱盒。
6.根据权利要求1所述的一种非接触天线结构，其特征在于：所述非接触天线结构还包括保护层(3)，所述保护层(3)覆设于感应天线(1)，所述保护层(3)连接于天线固定基材(2)。
7.根据权利要求6所述的一种非接触天线结构，其特征在于：所述保护层(3)的材料为塑料，且所述保护层(3)具有热收缩性，并且所述保护层(3)超声波焊接于感应天线(1)和天线固定基材(2)。
8.一种非接触天线结构的生产工艺，其特征在于：用于生产权利要求1-7任一所述非接触天线结构，包括以下步骤：
S1、成型天线固定基材(2)；
S2、绕制感应天线(1)，并将绕制的所述感应天线(1)临时固定于天线固定基材(2)；
S3、通过超声波焊接工艺将所述感应天线(1)固定于天线固定基材(2)。
9.根据权利要求8所述的一种非接触天线结构的生产工艺，其特征在于：在所述S1步骤中，所述天线固定基材(2)通过模具成型。
10.根据权利要求8所述的一种非接触天线结构的生产工艺，其特征在于：在所述S2步骤中，通过胶粘剂将绕制的所述感应天线(1)临时固定于天线固定基材(2)。
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