專利名稱：存儲卡及生產(chǎn)該存儲卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作購買商品和/或得到服務(wù)的預(yù)付款卡的一種存儲卡，并且涉及生產(chǎn)這類卡的一種改進的方法。
使其擁有者不必使用現(xiàn)金或代價券就能購物的預(yù)付存儲卡已經(jīng)十分普及。通常，這種卡被用來獲取各種商品和/或服務(wù)，例如，在飲料或食品的自動售貨機中，在諸如公共汽車、火車或地鐵這類公共交通工具的預(yù)付票中，或者用于公用電話或復(fù)印機。
通常，存儲卡屬于下面的幾種類型之一可讀磁卡，微電路卡和無觸摸卡?？勺x磁卡在位于存放信息(例如該卡的余額)地方的外層表面上有一個磁條。這種卡的優(yōu)點是造價低廉并且已經(jīng)被成功地用做傳輸系統(tǒng)的收費卡。然而，由于安全方面的原因，這種卡做為預(yù)付卡只能得到有限的使用。因為存放在卡中的磁編碼信息可能被不小心擦除，或者被非法的使用者故意替換，以便增加原來該存儲卡中所包含的基數(shù)。
微電路卡具有存儲裝置，例如嵌入該卡中的集成電路或印刷電路，通過適當?shù)碾娊佑|，可以被連接到某個讀卡機以確定該卡的余額。這種微電路卡的例子可以在Mollet等的美國專利No.4737620和Hara等的美國專利No.4719140中看到。雖然在防止竄改方面比可讀磁卡要好得多，但其缺點是造價相當高。因此不適合用于相當小的貨幣值單位類型。
無觸摸卡在連接外部讀卡設(shè)備時不存在任何物理接觸，而是利用感應(yīng)和/或電容耦合這樣的手段為外部讀卡機提供表示該卡貨幣值的信號。無觸摸卡的例子可以在Honore等的美國專利No.5272596和巴西專利說明書PI9105585和PI9201380中看到。
通常，存儲卡準備用到該卡的預(yù)付貨幣值已經(jīng)被用完為止。一旦該貨幣量已經(jīng)被用戶所用完，該卡被回收或丟棄。例如，當用于公用電話時，用存放在該卡中的某個預(yù)定的貨幣值購買該存儲卡，并且當使用該卡時，從該貨幣值中減去。
對于各種類型的預(yù)付款存儲卡來說，在確定其實際應(yīng)用時，卡的成本是一個限制因素。一般來說，僅當由該卡所代表的全部貨幣值超出該卡本身的成本時，預(yù)付存儲卡的使用才有實用價值。因此，如果能減少卡的成本，就為在目前使用預(yù)付卡的許多現(xiàn)有的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)行較小單位(較低的總貨幣值)卡增加了可能性，并且擴大可能使用預(yù)付存儲卡的潛在應(yīng)用的數(shù)目。
然而，制造商面臨著十分嚴重的挑戰(zhàn)，在不影響存儲卡的總體質(zhì)量，可靠性和耐用性的條件下，降低生產(chǎn)成本是很困難的。目前所用的原材料的性質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)可能導致存儲卡的沒有彈性和脆化。其結(jié)果是，在一般使用期間彎曲該存儲卡可能損傷或破壞該存儲卡的部分。
鑒于上述的內(nèi)容，本發(fā)明的一個目的是生產(chǎn)一種能降低總體成本的存儲卡。
本發(fā)明的進一步目的是提供一種具有良好的可靠性和耐用性的改進的、成本降低的存儲卡。
本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點是通過提供一種存儲卡而得到的，該卡具有一個由頂薄膜和底薄膜、以及位于底薄膜和頂薄膜之間并將其接合的附著層形成的軟性組合基片。該組合基片的厚度最好在9至14密耳之間。一個金屬層被附著到頂薄膜的外露表面上。該金屬層最好是一個具有表面導電率約為每平方20歐姆的濺射涂覆鎳層。電路層覆蓋著金屬層，在存儲卡上至少形成一個被外部讀卡設(shè)備可讀的位置。此外，保護層覆蓋并保護存儲卡的電路層。存儲卡的前面或背面也可以有印刷標識以提高存儲卡的吸引力，并為存儲卡的使用提供說明。底薄膜和頂薄膜最好都由例如雙軸取向聚對苯二甲酸乙酯這樣的軟性熱塑聚合物制成。頂薄膜最好比底薄膜薄。頂薄膜的厚度約為1至2密耳，而底薄膜的厚度約為8至12密耳。
組合的層壓基片和薄膜厚度的選擇提供了一種具有優(yōu)良的耐用性和可靠性的存儲卡。而且，該卡具有很大提高的可彎曲性，使得該存儲卡在由用戶使用和/或存放期間在每個方向上幾乎都能彎曲180°而不會損傷或破壞該存儲卡。結(jié)果是該存儲卡能經(jīng)受更多的不正常使用而還能夠?qū)崿F(xiàn)其預(yù)想的功能，直到其貨幣值已經(jīng)被用完。
在本發(fā)明的一個最佳實施例中，存儲卡的電路層被設(shè)計為存放某預(yù)先分配值的預(yù)定“基數(shù)”，并且當存儲卡被用和基數(shù)值被“消費”時，長時間和持久地減少該基數(shù)。存儲卡最好具有多個空間分開的點或單元適合于被外部的讀出設(shè)備讀出。希望電路層的每個讀出點都可單向地從第一可讀狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二可讀狀態(tài)。這種單向轉(zhuǎn)換每個點的能力使得存儲卡在安全、防竄改的方式下使用時被減去。
附著在頂薄膜的外露表面的金屬層最好是厚度小于0.5微米(最好為約0.2微米)的鎳層。為了提高無觸摸存儲卡的單元的可讀性，該鎳層最好具有每平方約20歐姆的表面?zhèn)鲗?。根?jù)本發(fā)明，鎳層最好是由頂薄膜上的濺射覆蓋形成的。這種技術(shù)提供了非常均勻和可再生的金屬涂層，其質(zhì)量顯著優(yōu)于其它的金屬沉積方法。
上述的存儲卡是采用某種有效的低成本方法制造的，使得該存儲卡既能廣泛地應(yīng)用在各個方面，又能保持其高質(zhì)量。制造存儲卡的最佳方法包括將導電金屬薄層施加到聚酯薄膜(軟片)的一個表面上，然后通過一粘合劑將該薄膜的另一表面層壓至一個較厚的聚酯薄膜，形成一個可彎曲的基片。由熔點等于錫/鉛(40％/60％)合金的導電金屬薄層在基片上形成一個電路層。電路層包括多個空間隔開的點或單元，可由外部的無觸摸讀出設(shè)備讀出。再將一個保護性的密封層施加在導電層上以便保護信用單元。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的存儲卡的一個透視圖；圖2是沿著圖1中的線2-2截取的該卡的截面圖；圖3是用于形成圖1和圖2中的存儲卡的基片的一個截面圖；圖4是存儲卡的一個透視圖，部分為截面圖，說明在產(chǎn)生電路層時，基片是如何被掩模和敏化的。
圖5類似圖4，說明從基片中去掉非暴露區(qū)之后存儲卡的外觀。
圖6也類似圖4，說明在第二涂層電化學沉積之后的存儲卡外觀；圖7類似圖6，給出從該薄膜中去掉外露區(qū)之后存儲卡的外觀；圖8是一個流程圖，給出根據(jù)本發(fā)明制造存儲卡的基片方法的步驟。
下面將結(jié)合附圖，更充分地介紹本發(fā)明，給出本發(fā)明的最佳實施例。然而，本發(fā)明可以被體現(xiàn)為許多不同的形式，并不局限于這里給出的特定實施例；相反地，這些實施例的提供將使得本發(fā)明更加詳盡和完整，并且將充分地將本發(fā)明的范圍傳達給熟悉這一技術(shù)的人員。相同的號碼始終表示相同的元件。
根據(jù)所說明的實施例，所提供的軟性無接觸存儲卡10和巴西專利說明書No.PI9201380中提出的讀卡機類似的機器在一起使用，這里作為參考。如圖1所示，存儲卡10通常為具有圓角的矩形結(jié)構(gòu)。存儲卡10的全部尺寸約為8.5cm(3.5英寸)×5.25cm(2.25英寸)，其厚度約為12至16密耳。存儲卡10的正面和背面可以有采用文本形式的印刷標識和/或11所示的設(shè)計。
如圖2所示，存儲卡10是從基片12形成的，基片包括由附著層18層壓在一起的底薄膜14和頂薄膜16。一個由高磁導金屬(最好是鎳)做成的薄層20被施加到頂薄膜16的外露表面。一個由較低熔點金屬(例如錫/鉛)做成的薄層22則被加到鎳層20上。錫/鉛層形成了下面將更詳細介紹的電路層。保護層24覆蓋并保護該錫/鉛層22并為該卡提供了一個耐磨的前面。保護層可由適當?shù)幕衔镄纬?，例如環(huán)氧樹脂。保護層24也可以有印刷(膠印/平板印刷)標識11(如圖1所示)，以便提高存儲卡10的吸引力并提供必要的使用說明。
本實施例的底薄膜14和頂薄膜16是由耐用和軟性的聚合物薄膜制成的。特別適合用于形成基片的是聚酯薄膜，市場上能得到的如Rexham工業(yè)公司的PACUR。底薄膜14最好具有約10密耳的厚度。頂薄膜16最好具有約2密耳的厚度。
基片12可以按圖8所示的方式產(chǎn)生。鎳層20通過濺射噴涂沉積在頂薄膜16的一個表面上。濺射覆蓋的鎳層20在厚度上最好小于1.0微米，最理想的是0.2微米，以便提供約20歐姆/平方的一個表面電阻率。接著，將底薄膜14和頂薄膜16附著在一起形成組合結(jié)構(gòu)。一種適當?shù)恼澈蟿?，例如基于溶劑的聚氨酯粘合劑，被?yīng)用到和鎳層20相對的頂薄膜16的表面，或者應(yīng)用到底薄膜14的一個表面上，或者同時作用到頂薄膜和底薄膜。加有粘合劑薄膜在層壓機中被組合，同時加熱加壓使粘合劑將薄膜層牢固地結(jié)合在一起。所得到的層壓基12被收集為一卷，接著再切成條?；?2的截面如圖3所示。
圖4-圖7說明制造電路層23的一種合適的方法，如巴西專利說明書No.P19201380號中所介紹的。如圖4所示，光敏層26被加到鎳層20上。包含預(yù)定所需模式的透明區(qū)30a和30b的底片或掩模28被定位在光敏薄膜26上，該組件被曝露在紫外光線下，使得光敏層26在通過透明區(qū)30a和30b曝露給紫外線的區(qū)域中聚合。接著，光敏層26的非聚合區(qū)被顯影，所得到的結(jié)構(gòu)如圖5所示。剩下的聚合區(qū)形成附著到鎳層22上的島區(qū)32a和32b。
如圖6所示，錫/鉛層22被加到鎳層20上，島區(qū)32a和32b作為掩模，防止錫/鉛層附著在這些區(qū)域上。在本實施例中，錫/鉛層22是經(jīng)電化學的電解槽施加的，在電解槽中，存儲卡為陰極，而電解質(zhì)則為陽極。在該例子中，電解質(zhì)為比例約為60％錫和40％鉛的錫/鉛鹽溶液，使得被沉積的錫/鉛層22具有近似的共晶成分。每平方分米1到1.5安培范圍內(nèi)的低強度電流被使用，以便沉積厚度約4至8微米的錫/鉛層22。
在錫/鉛層22的電解沉積之后，利用化學剝膜液去掉島區(qū)32a和32b，以便曝露出如圖7所示的區(qū)域36a和36b。所得到的結(jié)構(gòu)形成了具有熔性連接38的可讀單元或位置。雖然圖中只給出一個這樣的單元40，但應(yīng)該理解為該卡具有多個這樣的單元，一般都準確地按列和行排列。接著施加保護層24，以便覆蓋并密封該電路層。如圖1所示，保護層24包括由適當?shù)挠∷⒓夹g(shù)施加的印刷標記11，例如膠印或絲網(wǎng)印刷法，將這些標記印制在保護層24的前面，也可以印在底薄膜14的外露表面上。接著，將單個存儲卡10切割為ISO標準形狀并進行檢測。
應(yīng)該理解，這里的鎳層20可由其它非鎳的導電材料制作，例如，導電聚合物可以用在基片中。此外，也可能用另一種導電材料來代替層22中的錫/鉛，只要維持第一和第二層之間的導電率和熔點的差別。
由上述方法制作的存儲卡10被插入某個外部的感應(yīng)讀出設(shè)備中，例如在巴西專利說明書No.PI9210380號中所介紹的設(shè)備，定位該卡中的各個單元。這些單元最初處于第一的、非減少的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，熔性連接38接觸。為了在卡中減去一單元的值、熔性連接38可以熔化或破壞。讀卡設(shè)備通過將電流導入單元40實現(xiàn)這一功能，將電流集中在熔性連接38上，導致該連接熔化。因此，單元40被單向地轉(zhuǎn)換為第二可讀狀態(tài)。
讀卡設(shè)備能檢測到處于第一可讀狀態(tài)下的單元40和處于第二可讀狀態(tài)下的單元40之間的區(qū)別。采用這種方法，讀卡機能確定第一可讀狀態(tài)下的單元數(shù)，因此也能確定在該卡上余下的貨幣單位的數(shù)目。當一個貨幣單位值被“花掉”時，讀卡機通過熔化該熔性連接，使某個單元轉(zhuǎn)變到第二可讀狀態(tài)。存儲卡10是可用的，直到以上述的方式將其所有的單元減去。
對于熟悉這一技術(shù)的人來說，將會產(chǎn)生許多涉及本發(fā)明的修改和采用其它的實施例的主意，因為對于他們來說，將能從出現(xiàn)在上述介紹和附圖中的技術(shù)中得到好處。因此，應(yīng)該理解為，本發(fā)明并不局限于所介紹的特定實施例。雖然使用了特定的術(shù)語，但只是為了作一般的描述而并不是要有所限制，各種修改方案和實施例都包含在隨后的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種存儲卡，包括厚度約為9至14密耳的軟性組合基片，所述組合基片包括一個軟性熱塑聚合物底薄膜，層壓在所述底薄膜一個表面上的軟性熱塑聚合物頂薄膜，以及放在所述的底薄膜和所述頂薄膜之間并將其結(jié)合在一起的附著層，附著在所述頂薄膜的外露表面上的磁性金屬層，覆蓋所述的金屬層并且在該卡上形成至少一個能被外部讀卡設(shè)備讀出的位置的電路層，以及覆蓋并保護所述電路層的保護層。
2.權(quán)利要求1所述的卡，另外包括在卡的前面能看到的印刷層。
3.權(quán)利要求1所述的卡，其中，所述的底薄膜和所述的頂薄膜各包含一個聚酯薄膜，而且所述底薄膜比所述的頂薄膜厚。
4.權(quán)利要求3所述的卡，其中，所述的項薄膜是厚度約為1至2密耳的雙軸取向聚對苯二甲酸乙酯薄膜。
5.權(quán)利要求4所述的卡，其中，所述的底薄膜是厚度約為8至12密耳的雙軸取向聚對苯二甲酸乙酯薄膜。
6.權(quán)利要求1所述的卡，其中，所述的金屬層為厚度小于0.5微米的鎳層。
7.權(quán)利要求1所述的卡，其中，所述的金屬層是表面導電率約為每平方20歐姆的濺射噴涂鎳層。
8.權(quán)利要求1所述的卡，其中，所述的電路層包含多個空間分隔的位置，可由某個外部讀出設(shè)備讀出，每個位置包括能單向地從第一可讀狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二可讀狀態(tài)的裝置。
9.一種存儲卡，包括厚度約為9-14密耳的軟性組合基片，所述的基片包含軟性聚脂底薄膜，被層壓到所述底薄膜一個表面上的軟件聚脂頂薄膜，所述頂薄膜的厚度約為1至2密耳，還包括位于所述底薄膜和所述頂薄膜之間并將其結(jié)合在一起的粘合劑，被附著在所述頂薄膜的外露表面、厚度小于0.5微米的一個金屬層，覆蓋所述金屬層的電路層，所述電路層包含多個可由某個外部讀卡設(shè)備讀出的空間分隔位置，每個位置包含能單向地從第一可讀狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二可讀狀態(tài)的裝置，以及覆蓋所述電路層并在卡的前面能看到的保護層。
10.權(quán)利要求9所述的一種卡，其中，所述的底薄膜為雙軸取向的聚對苯二甲酸乙酯薄膜。
11.權(quán)利要求9所述的一種卡，其中，所述的金屬層為厚度約為0.2微米的鎳層。
12.權(quán)利要求9所述的一種卡，其中，所述的金屬卡為表面導電率約為每平方20歐姆的一種濺射噴涂鎳層。
13.權(quán)利要求9所述的一種卡，其中，所述的電路層包含多個能由外部讀卡設(shè)備讀出的空間分隔的位置，每個位置包含能單向地從第一可讀狀態(tài)轉(zhuǎn)換為二可讀狀態(tài)的裝置。
14.一種存儲卡，包括厚度約為12密耳的軟性組合基片，所述組合基片包含由雙軸取向聚乙烯薄膜形成的一個軟性底薄膜，被層壓到所述底薄膜的一個表面上的軟性熱塑聚合物頂薄膜，所述頂薄膜包括厚度約為1至2密耳的雙軸取向聚對苯二甲酸乙酯薄膜，還包括位于所述的底薄膜和頂薄膜之間并將其結(jié)合在一起的聚氨酯粘合劑，附著到所述頂薄膜的外露表面，厚度小于0.5微米的濺射噴涂鎳層，覆蓋所述鎳層的電路層，所述電路層包含多個在該卡上的分離的可用感應(yīng)電流讀取的位置，每一位置包括一個可通過施加足夠大的電流而不可逆地熔斷的熔性連接，以便將該位置從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換為能被外部讀出設(shè)備從卡讀出的第二狀態(tài)，以及覆蓋并保護所述電路層的保護層，所述保護層包括在卡的前面能看到的印刷標識。
15.形成存儲卡的一種軟性塑料基片，所述的基片包括由雙軸取向聚乙烯薄膜形成的軟性底薄膜，層壓到所述底薄膜的一個表面上的軟性熱塑聚合物頂薄膜，所述頂薄膜包括厚度約為1至2密耳的雙軸取向聚對苯二甲酸乙酯薄膜，還包括位于所述底薄膜和頂薄膜之間并將其結(jié)合在一起的聚氨酯粘合劑，以及被附著到所述頂薄膜的外露表面、厚度小于0.5微米的一個濺射噴涂鎳層。
16.權(quán)利要求15所述的一種基片，其中所述的基片厚度約為12密耳。
17.形成存儲卡的一種方法，包括將一個金屬薄層施加到聚酯薄膜的一個表面上；將所述薄膜的反面層壓到一個較厚的聚酯薄膜上；在所述的導電金屬薄層上形成一個電路層；并且將保護層施加到所述的電路層上。
18.權(quán)利要求17的方法，其中，將導電金屬薄層施加到聚酯薄膜的一個表面上的所述步驟包括濺射噴涂鎳薄層到1至2密耳厚的聚酯薄膜的一個表面上，而所述的層壓步驟包括利用聚氨酯粘合劑將所述薄膜的所述對面層壓到一個較厚的聚酯薄膜上。
19.形成存儲卡的一種方法，包括將厚度小于0.5微米的鎳層濺射噴涂到1至2密耳厚的雙軸取向聚乙烯薄膜的一個表面上；將所述薄膜的對面層壓到厚度為8至12密耳的雙軸取向聚對苯二甲酸乙酯薄膜上；在所述的導電金屬薄層上形成適合于由外部讀出設(shè)備讀出的多個空間分隔的位置，每個位置包含能單向地從第一可讀狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二可讀狀態(tài)的裝置；并且將保護層施加在所述的傳導層上。
全文摘要
本發(fā)明涉及存儲卡及其制作方法。存儲卡具有由頂薄膜、底薄膜和位于它們之間并將其結(jié)合起來的膠粘層形成的軟性組合基片。這種基片的厚度最好在8至12密耳之間。金屬層被附著在頂薄膜的外露表面上。電路層被提供以便在存儲卡上至少形成一個能被外部讀出設(shè)備讀出的位置。提供保護層以便覆蓋和保護存儲卡的電路層。
文檔編號G06K19/18GK1177409SQ9519772
公開日1998年3月25日 申請日期1995年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月27日
發(fā)明者小弗曼道·奧蒂茲, 詹姆斯·T·法里斯 申請人:英特普林?，斃构?