专利名称：存储卡及生产该存储卡的方法
技术领域：
本发明涉及用作购买商品和/或得到服务的预付款卡的一种存储卡，并且涉及生产这类卡的一种改进的方法。
使其拥有者不必使用现金或代价券就能购物的预付存储卡已经十分普及。通常，这种卡被用来获取各种商品和/或服务，例如，在饮料或食品的自动售货机中，在诸如公共汽车、火车或地铁这类公共交通工具的预付票中，或者用于公用电话或复印机。
通常，存储卡属于下面的几种类型之一可读磁卡，微电路卡和无触摸卡。可读磁卡在位于存放信息(例如该卡的余额)地方的外层表面上有一个磁条。这种卡的优点是造价低廉并且已经被成功地用做传输系统的收费卡。然而，由于安全方面的原因，这种卡做为预付卡只能得到有限的使用。因为存放在卡中的磁编码信息可能被不小心擦除，或者被非法的使用者故意替换，以便增加原来该存储卡中所包含的基数。
微电路卡具有存储装置，例如嵌入该卡中的集成电路或印刷电路，通过适当的电接触，可以被连接到某个读卡机以确定该卡的余额。这种微电路卡的例子可以在Mollet等的美国专利No.4737620和Hara等的美国专利No.4719140中看到。虽然在防止窜改方面比可读磁卡要好得多，但其缺点是造价相当高。因此不适合用于相当小的货币值单位类型。
无触摸卡在连接外部读卡设备时不存在任何物理接触，而是利用感应和/或电容耦合这样的手段为外部读卡机提供表示该卡货币值的信号。无触摸卡的例子可以在Honore等的美国专利No.5272596和巴西专利说明书PI9105585和PI9201380中看到。
通常，存储卡准备用到该卡的预付货币值已经被用完为止。一旦该货币量已经被用户所用完，该卡被回收或丢弃。例如，当用于公用电话时，用存放在该卡中的某个预定的货币值购买该存储卡，并且当使用该卡时，从该货币值中减去。
对于各种类型的预付款存储卡来说，在确定其实际应用时，卡的成本是一个限制因素。一般来说，仅当由该卡所代表的全部货币值超出该卡本身的成本时，预付存储卡的使用才有实用价值。因此，如果能减少卡的成本，就为在目前使用预付卡的许多现有的应用领域中发行较小单位(较低的总货币值)卡增加了可能性，并且扩大可能使用预付存储卡的潜在应用的数目。
然而，制造商面临着十分严重的挑战，在不影响存储卡的总体质量，可靠性和耐用性的条件下，降低生产成本是很困难的。目前所用的原材料的性质和生产技术可能导致存储卡的没有弹性和脆化。其结果是，在一般使用期间弯曲该存储卡可能损伤或破坏该存储卡的部分。
鉴于上述的内容，本发明的一个目的是生产一种能降低总体成本的存储卡。
本发明的进一步目的是提供一种具有良好的可靠性和耐用性的改进的、成本降低的存储卡。
本发明的上述和其它目的、特征和优点是通过提供一种存储卡而得到的，该卡具有一个由顶薄膜和底薄膜、以及位于底薄膜和顶薄膜之间并将其接合的附着层形成的软性组合基片。该组合基片的厚度最好在9至14密耳之间。一个金属层被附着到顶薄膜的外露表面上。该金属层最好是一个具有表面导电率约为每平方20欧姆的溅射涂覆镍层。电路层覆盖着金属层，在存储卡上至少形成一个被外部读卡设备可读的位置。此外，保护层覆盖并保护存储卡的电路层。存储卡的前面或背面也可以有印刷标识以提高存储卡的吸引力，并为存储卡的使用提供说明。底薄膜和顶薄膜最好都由例如双轴取向聚对苯二甲酸乙酯这样的软性热塑聚合物制成。顶薄膜最好比底薄膜薄。顶薄膜的厚度约为1至2密耳，而底薄膜的厚度约为8至12密耳。
组合的层压基片和薄膜厚度的选择提供了一种具有优良的耐用性和可靠性的存储卡。而且，该卡具有很大提高的可弯曲性，使得该存储卡在由用户使用和/或存放期间在每个方向上几乎都能弯曲180°而不会损伤或破坏该存储卡。结果是该存储卡能经受更多的不正常使用而还能够实现其预想的功能，直到其货币值已经被用完。
在本发明的一个最佳实施例中，存储卡的电路层被设计为存放某预先分配值的预定“基数”，并且当存储卡被用和基数值被“消费”时，长时间和持久地减少该基数。存储卡最好具有多个空间分开的点或单元适合于被外部的读出设备读出。希望电路层的每个读出点都可单向地从第一可读状态转换为第二可读状态。这种单向转换每个点的能力使得存储卡在安全、防窜改的方式下使用时被减去。
附着在顶薄膜的外露表面的金属层最好是厚度小于0.5微米(最好为约0.2微米)的镍层。为了提高无触摸存储卡的单元的可读性，该镍层最好具有每平方约20欧姆的表面传导率。根据本发明，镍层最好是由顶薄膜上的溅射覆盖形成的。这种技术提供了非常均匀和可再生的金属涂层，其质量显著优于其它的金属沉积方法。
上述的存储卡是采用某种有效的低成本方法制造的，使得该存储卡既能广泛地应用在各个方面，又能保持其高质量。制造存储卡的最佳方法包括将导电金属薄层施加到聚酯薄膜(软片)的一个表面上，然后通过一粘合剂将该薄膜的另一表面层压至一个较厚的聚酯薄膜，形成一个可弯曲的基片。由熔点等于锡/铅(40％/60％)合金的导电金属薄层在基片上形成一个电路层。电路层包括多个空间隔开的点或单元，可由外部的无触摸读出设备读出。再将一个保护性的密封层施加在导电层上以便保护信用单元。
图1是根据本发明的存储卡的一个透视图；图2是沿着图1中的线2-2截取的该卡的截面图；图3是用于形成图1和图2中的存储卡的基片的一个截面图；图4是存储卡的一个透视图，部分为截面图，说明在产生电路层时，基片是如何被掩模和敏化的。
图5类似图4，说明从基片中去掉非暴露区之后存储卡的外观。
图6也类似图4，说明在第二涂层电化学沉积之后的存储卡外观；图7类似图6，给出从该薄膜中去掉外露区之后存储卡的外观；图8是一个流程图，给出根据本发明制造存储卡的基片方法的步骤。
下面将结合附图，更充分地介绍本发明，给出本发明的最佳实施例。然而，本发明可以被体现为许多不同的形式，并不局限于这里给出的特定实施例；相反地，这些实施例的提供将使得本发明更加详尽和完整，并且将充分地将本发明的范围传达给熟悉这一技术的人员。相同的号码始终表示相同的元件。
根据所说明的实施例，所提供的软性无接触存储卡10和巴西专利说明书No.PI9201380中提出的读卡机类似的机器在一起使用，这里作为参考。如图1所示，存储卡10通常为具有圆角的矩形结构。存储卡10的全部尺寸约为8.5cm(3.5英寸)×5.25cm(2.25英寸)，其厚度约为12至16密耳。存储卡10的正面和背面可以有采用文本形式的印刷标识和/或11所示的设计。
如图2所示，存储卡10是从基片12形成的，基片包括由附着层18层压在一起的底薄膜14和顶薄膜16。一个由高磁导金属(最好是镍)做成的薄层20被施加到顶薄膜16的外露表面。一个由较低熔点金属(例如锡/铅)做成的薄层22则被加到镍层20上。锡/铅层形成了下面将更详细介绍的电路层。保护层24覆盖并保护该锡/铅层22并为该卡提供了一个耐磨的前面。保护层可由适当的化合物形成，例如环氧树脂。保护层24也可以有印刷(胶印/平板印刷)标识11(如图1所示)，以便提高存储卡10的吸引力并提供必要的使用说明。
本实施例的底薄膜14和顶薄膜16是由耐用和软性的聚合物薄膜制成的。特别适合用于形成基片的是聚酯薄膜，市场上能得到的如Rexham工业公司的PACUR。底薄膜14最好具有约10密耳的厚度。顶薄膜16最好具有约2密耳的厚度。
基片12可以按图8所示的方式产生。镍层20通过溅射喷涂沉积在顶薄膜16的一个表面上。溅射覆盖的镍层20在厚度上最好小于1.0微米，最理想的是0.2微米，以便提供约20欧姆/平方的一个表面电阻率。接着，将底薄膜14和顶薄膜16附着在一起形成组合结构。一种适当的粘合剂，例如基于溶剂的聚氨酯粘合剂，被应用到和镍层20相对的顶薄膜16的表面，或者应用到底薄膜14的一个表面上，或者同时作用到顶薄膜和底薄膜。加有粘合剂薄膜在层压机中被组合，同时加热加压使粘合剂将薄膜层牢固地结合在一起。所得到的层压基12被收集为一卷，接着再切成条。基片12的截面如图3所示。
图4-图7说明制造电路层23的一种合适的方法，如巴西专利说明书No.P19201380号中所介绍的。如图4所示，光敏层26被加到镍层20上。包含预定所需模式的透明区30a和30b的底片或掩模28被定位在光敏薄膜26上，该组件被曝露在紫外光线下，使得光敏层26在通过透明区30a和30b曝露给紫外线的区域中聚合。接着，光敏层26的非聚合区被显影，所得到的结构如图5所示。剩下的聚合区形成附着到镍层22上的岛区32a和32b。
如图6所示，锡/铅层22被加到镍层20上，岛区32a和32b作为掩模，防止锡/铅层附着在这些区域上。在本实施例中，锡/铅层22是经电化学的电解槽施加的，在电解槽中，存储卡为阴极，而电解质则为阳极。在该例子中，电解质为比例约为60％锡和40％铅的锡/铅盐溶液，使得被沉积的锡/铅层22具有近似的共晶成分。每平方分米1到1.5安培范围内的低强度电流被使用，以便沉积厚度约4至8微米的锡/铅层22。
在锡/铅层22的电解沉积之后，利用化学剥膜液去掉岛区32a和32b，以便曝露出如图7所示的区域36a和36b。所得到的结构形成了具有熔性连接38的可读单元或位置。虽然图中只给出一个这样的单元40，但应该理解为该卡具有多个这样的单元，一般都准确地按列和行排列。接着施加保护层24，以便覆盖并密封该电路层。如图1所示，保护层24包括由适当的印刷技术施加的印刷标记11，例如胶印或丝网印刷法，将这些标记印制在保护层24的前面，也可以印在底薄膜14的外露表面上。接着，将单个存储卡10切割为ISO标准形状并进行检测。
应该理解，这里的镍层20可由其它非镍的导电材料制作，例如，导电聚合物可以用在基片中。此外，也可能用另一种导电材料来代替层22中的锡/铅，只要维持第一和第二层之间的导电率和熔点的差别。
由上述方法制作的存储卡10被插入某个外部的感应读出设备中，例如在巴西专利说明书No.PI9210380号中所介绍的设备，定位该卡中的各个单元。这些单元最初处于第一的、非减少的状态，在这种状态下，熔性连接38接触。为了在卡中减去一单元的值、熔性连接38可以熔化或破坏。读卡设备通过将电流导入单元40实现这一功能，将电流集中在熔性连接38上，导致该连接熔化。因此，单元40被单向地转换为第二可读状态。
读卡设备能检测到处于第一可读状态下的单元40和处于第二可读状态下的单元40之间的区别。采用这种方法，读卡机能确定第一可读状态下的单元数，因此也能确定在该卡上余下的货币单位的数目。当一个货币单位值被“花掉”时，读卡机通过熔化该熔性连接，使某个单元转变到第二可读状态。存储卡10是可用的，直到以上述的方式将其所有的单元减去。
对于熟悉这一技术的人来说，将会产生许多涉及本发明的修改和采用其它的实施例的主意，因为对于他们来说，将能从出现在上述介绍和附图中的技术中得到好处。因此，应该理解为，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。虽然使用了特定的术语，但只是为了作一般的描述而并不是要有所限制，各种修改方案和实施例都包含在随后的权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种存储卡，包括厚度约为9至14密耳的软性组合基片，所述组合基片包括一个软性热塑聚合物底薄膜，层压在所述底薄膜一个表面上的软性热塑聚合物顶薄膜，以及放在所述的底薄膜和所述顶薄膜之间并将其结合在一起的附着层，附着在所述顶薄膜的外露表面上的磁性金属层，覆盖所述的金属层并且在该卡上形成至少一个能被外部读卡设备读出的位置的电路层，以及覆盖并保护所述电路层的保护层。
2.权利要求1所述的卡，另外包括在卡的前面能看到的印刷层。
3.权利要求1所述的卡，其中，所述的底薄膜和所述的顶薄膜各包含一个聚酯薄膜，而且所述底薄膜比所述的顶薄膜厚。
4.权利要求3所述的卡，其中，所述的项薄膜是厚度约为1至2密耳的双轴取向聚对苯二甲酸乙酯薄膜。
5.权利要求4所述的卡，其中，所述的底薄膜是厚度约为8至12密耳的双轴取向聚对苯二甲酸乙酯薄膜。
6.权利要求1所述的卡，其中，所述的金属层为厚度小于0.5微米的镍层。
7.权利要求1所述的卡，其中，所述的金属层是表面导电率约为每平方20欧姆的溅射喷涂镍层。
8.权利要求1所述的卡，其中，所述的电路层包含多个空间分隔的位置，可由某个外部读出设备读出，每个位置包括能单向地从第一可读状态转换为第二可读状态的装置。
9.一种存储卡，包括厚度约为9-14密耳的软性组合基片，所述的基片包含软性聚脂底薄膜，被层压到所述底薄膜一个表面上的软件聚脂顶薄膜，所述顶薄膜的厚度约为1至2密耳，还包括位于所述底薄膜和所述顶薄膜之间并将其结合在一起的粘合剂，被附着在所述顶薄膜的外露表面、厚度小于0.5微米的一个金属层，覆盖所述金属层的电路层，所述电路层包含多个可由某个外部读卡设备读出的空间分隔位置，每个位置包含能单向地从第一可读状态转换为第二可读状态的装置，以及覆盖所述电路层并在卡的前面能看到的保护层。
10.权利要求9所述的一种卡，其中，所述的底薄膜为双轴取向的聚对苯二甲酸乙酯薄膜。
11.权利要求9所述的一种卡，其中，所述的金属层为厚度约为0.2微米的镍层。
12.权利要求9所述的一种卡，其中，所述的金属卡为表面导电率约为每平方20欧姆的一种溅射喷涂镍层。
13.权利要求9所述的一种卡，其中，所述的电路层包含多个能由外部读卡设备读出的空间分隔的位置，每个位置包含能单向地从第一可读状态转换为二可读状态的装置。
14.一种存储卡，包括厚度约为12密耳的软性组合基片，所述组合基片包含由双轴取向聚乙烯薄膜形成的一个软性底薄膜，被层压到所述底薄膜的一个表面上的软性热塑聚合物顶薄膜，所述顶薄膜包括厚度约为1至2密耳的双轴取向聚对苯二甲酸乙酯薄膜，还包括位于所述的底薄膜和顶薄膜之间并将其结合在一起的聚氨酯粘合剂，附着到所述顶薄膜的外露表面，厚度小于0.5微米的溅射喷涂镍层，覆盖所述镍层的电路层，所述电路层包含多个在该卡上的分离的可用感应电流读取的位置，每一位置包括一个可通过施加足够大的电流而不可逆地熔断的熔性连接，以便将该位置从第一状态转换为能被外部读出设备从卡读出的第二状态，以及覆盖并保护所述电路层的保护层，所述保护层包括在卡的前面能看到的印刷标识。
15.形成存储卡的一种软性塑料基片，所述的基片包括由双轴取向聚乙烯薄膜形成的软性底薄膜，层压到所述底薄膜的一个表面上的软性热塑聚合物顶薄膜，所述顶薄膜包括厚度约为1至2密耳的双轴取向聚对苯二甲酸乙酯薄膜，还包括位于所述底薄膜和顶薄膜之间并将其结合在一起的聚氨酯粘合剂，以及被附着到所述顶薄膜的外露表面、厚度小于0.5微米的一个溅射喷涂镍层。
16.权利要求15所述的一种基片，其中所述的基片厚度约为12密耳。
17.形成存储卡的一种方法，包括将一个金属薄层施加到聚酯薄膜的一个表面上；将所述薄膜的反面层压到一个较厚的聚酯薄膜上；在所述的导电金属薄层上形成一个电路层；并且将保护层施加到所述的电路层上。
18.权利要求17的方法，其中，将导电金属薄层施加到聚酯薄膜的一个表面上的所述步骤包括溅射喷涂镍薄层到1至2密耳厚的聚酯薄膜的一个表面上，而所述的层压步骤包括利用聚氨酯粘合剂将所述薄膜的所述对面层压到一个较厚的聚酯薄膜上。
19.形成存储卡的一种方法，包括将厚度小于0.5微米的镍层溅射喷涂到1至2密耳厚的双轴取向聚乙烯薄膜的一个表面上；将所述薄膜的对面层压到厚度为8至12密耳的双轴取向聚对苯二甲酸乙酯薄膜上；在所述的导电金属薄层上形成适合于由外部读出设备读出的多个空间分隔的位置，每个位置包含能单向地从第一可读状态转换为第二可读状态的装置；并且将保护层施加在所述的传导层上。
全文摘要
本发明涉及存储卡及其制作方法。存储卡具有由顶薄膜、底薄膜和位于它们之间并将其结合起来的胶粘层形成的软性组合基片。这种基片的厚度最好在8至12密耳之间。金属层被附着在顶薄膜的外露表面上。电路层被提供以便在存储卡上至少形成一个能被外部读出设备读出的位置。提供保护层以便覆盖和保护存储卡的电路层。
文档编号G06K19/18GK1177409SQ9519772
公开日1998年3月25日 申请日期1995年1月27日 优先权日1995年1月27日
发明者小弗曼道·奥蒂兹, 詹姆斯·T·法里斯 申请人:英特普林福玛拉斯公司