附图说明
[0014] 结合附图将会更好的理解以下的具体实施方式,实施方式是以实施例的方式给出的,但并不用于限制本发明,其中:
[0015] 图1是当在读卡器中刷卡时,诸如PVC卡上的金属化/导电磁条这样的示例性的非导电载体上的导电层上产生的摩擦电荷的示意图;
[0016] 图2A-B是根据本发明示例性实施例,诸如非导电/绝缘体PVC卡这样的基板上的全息磁条的示意图;
[0017] 图3是示出了从示例性非导电载体上的导电层至电子装置的示例性静电放电的示意图;
[0018] 图4是示出了人类手指握住卡后在示例性非导电载体上的导电层上额外的摩擦电荷产生的示意图;
[0019] 图5A-B是说明了本发明示例性实施例的示例性导电层划分为段的示意图;
[0020] 图6A-B是说明了本发明示例性实施例的将示例性导电层划分为段的过程的示意图;
[0021] 图7是说明了本发明示例性实施例的通过将示例性导电层分成两个金属简化(reduced)段实例(左边线条,和右边点图案),减少或者消除示例性导电层的静电放电的示意图;
[0022] 图8是说明了本发明示例性实施例的示例性导电层分成两个段的示意图;
[0023] 图9A-B示出本发明示例性实施例的将导电层分成段的脱金属过程的示意图;
[0024] 图10示出本发明示例性实施例的金属膜的线段的脱金属的图;
[0025] 图11示出了本发明示例性实施例的金属膜的点图案的脱金属放大的示意图;
[0026] 图12-13是带有金属化全息线(或带状物)和金属化全息贴片的示例性纸质或塑料钞票的图。
具体实施方式
[0027] 有很多携带可充电且然后在电子装置中放电的导电部件的绝缘装置的例子。本发明可应用来减少或者消除绝缘体100上的导电部件110的ESD。现参见图1,本发明方法描述为应用于聚氯乙烯(PVC)塑料卡(绝缘体)100,带有金属导电涂覆的磁条(金属部件)110,来减少来自绝缘体100上的金属部件110的ESD。携带有金属化磁条(“mag stripe”) 110的PVC塑料卡100被插入磁条卡读卡器200中,例如电子收款机系统(POS)终端200,其中金属化磁条110插入POS终端200的ESD300可中断POS终端200的操作。以下的描述描述了如果带电的导体110和非导电载体100插入电子装置200或者与电子装置 200接触放置时,非导电载体100上的导体或导电层110如何保持可中断电子装置200的电荷。
[0028] 塑料卡,诸如信用卡,自动柜员机(ATM)卡、签帐卡、乘车卡、电话卡、储值卡、礼品卡和借记卡是典型地由可产生摩擦电的PVC塑料制成。PVC的摩擦生电的特性当与其他塑料诸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ摩擦时产生电荷。POS终端200中的磁条读卡器 (MSR) 210通常由ABS塑料制成。当在MSR210中刷PVC卡100时,ABS和PVC卡100之间会产生摩擦电荷。PVC卡100留有正电荷或者负电荷,且MSR的本体上留有等量相反的正电荷或负电荷。刷卡100的摩擦力引起的摩擦静电的实例如图1所示,其中负摩擦静电荷在 MSR210的磁性刷卡区域的ABS塑料中产生。MSR210的磁性刷卡区域的摩擦静电荷产生的电场线215在金属化的磁条110的顶部边缘引起正电荷,且在金属化的磁条110的底部边缘引起相反的负电荷。
[0029] 在卡100上产生的电荷,当其移动穿过MSR210时,可在标准ISO规范塑料卡的 14. 3平方英寸的表面积上(卡的前表面和后表面)达到超过1000至3000伏的电压。这已示出在卡100上具有2-3毫微库伦以上的总电荷,在PVC卡100上转换成1-3皮可法拉的电容。PVC卡100和金属化的磁条110像电容器,且有机会时可将存储的电荷放电接地为低阻电流。如图1所示,这种机会会出现在PVC卡100的金属化磁条110碰到MSR210中的金属磁性读取头部220时。
[0030] 金属读取头部220由金属外壳和金属芯构成,该金属芯可捕获从编码的磁条110 发射来的磁通量,且可将捕获的磁通量转换成电脉冲。随着时间变化,磁条110的磁通量到达读取头部220的金属芯的读取线圈,磁通量的变化通过读取线圈转换成电信号,该电信号可由MSR210的读取电路中的固态芯片或者POS终端200的母板解码。
[0031] 如果金属读取头部220碰到带电PVC卡100时,卡100上的金属化磁条110上的电荷可从金属化磁条Iio放电到POS终端200的金属读取头部220中。如果POS终端200 对ESD的耐受性低,则这将中断POS终端200的功能。然后电荷到地面或者POS终端200 的各种电子部件,诸如固态芯片。存储的电荷离开导电层或者金属化磁条110的传导是PVC 卡100的导电层或者磁条110的电阻系数的函数。金属化磁条110上的电荷一般流动离开金属化磁条110,且流进读取头部220。当磁条110与POS终端200的金属读取头部220接触时,沿着MSR210的ABS刷卡100产生且存储在卡100上的摩擦电荷可放电到MSR210的磁性读取头部220中。MSR210和POS终端200中的解码电路典型地设计来处理这种由卡 100穿过MSR210的摩擦移动产生的、且存储在卡100上的电荷的放电。但是,市场上的特定 POS终端200并没有充分设计来有效地处理金属化磁条110上的ESD(即对ESD的耐受性低)。因此,根据本发明示例性实施例,绝缘体100携带不连续的金属部件110(或者在其中带有物理断裂的金属部件110),来减少其中电荷的累计,从而减少任何潜在的ESD。S卩,例如,PVC卡100在磁条110上具有不连续的金属化层,来适应对ESD耐受性低的现有的POS 终端200。因此,本发明旨在希望通过将导电部件110分成多个段来消除或者减少携带金属或者导电部件110的绝缘体或者非导电载体100可以放电到电子装置200的ESD能量。这就有利地最小化或者防止了由于ESD对电子装置200的操作或者功能性的中断。
[0032] 如图2A所示PVC卡100上的金属涂覆的或者金属化磁条110的例子是全息磁条 120。图2B中示出了示例性全息磁条120的截面图。全息磁条120包括导电金属部分(如真空沉积铝、铜、铝/铬合金等),提供了需要在全息磁条120中查看全息图像的反射条件。 磁条110的金属部分典型的具有从50ohm至几千ohm的阻抗值。如图3所示,典型地,磁条 110的金属部分的阻抗足够低来提供卡100上的摩擦电荷的导电路径,来穿过磁性读取头部220且放电到电子中或者POS终端200的接地路径上。
[0033] 在读取头部220中可引起ESD的绝缘体或卡100和金属化磁条110上存储的静电荷,可有不同来源。卡100与磁条读卡器210的表面上的摩擦动作可产生摩擦电荷。如图 1所示,典型地,磁条读卡器210的主区域包括ABS塑料。人体是产生摩擦电荷的另一个来源。人体可由各种摩擦力产生摩擦电荷,例如散步、从钱包中取卡等。从人体产生这种摩擦电荷的例子如图4所示,其中,人的身体在移动过例如地毯时以及在刷卡100过程中持卡时,身体的移动产生的摩擦力引起人的手指300带正电。手指上的正电荷形成的电场引起了金属化的磁条110上更多的负电荷和正电荷,从而增加或者减少了金属化的磁条110上的电荷分离。另外,前面卡读取产生的静电荷会留在终端200的磁性刷卡区域。而且,新的层压PVC卡100上的通常为陷阱电荷的压电电荷会引起金属磁条110中的自由电荷。
[0034] 所有这些电荷(正或负)的来源会引起静电荷在电气或电子装置200(如POS终端200中)放电。从金属化磁条110至磁性读取头部220的金属部件的静电放电为这种 ESD(即电流)提供了进入POS终端200的各种电路中的导电路径。这可暂时使得对ESD 低耐受性的POS终端200不工作,需要重启动终端200或者更加糟糕地,终端中的电路会短路,从而引起终端故障。
[0035] 由于导电层110和绝缘体或者非导电层的电容,电荷可以存储在金属或者导电层 110上。该电容被定义为给定电压的电容器上所可以存储的电荷量q。电容(C)是对于在两板之间出现的给定电势差或者电压(V),存储在每一个板上的电荷量(q)的测量值:C = q/V[0036] 电容值直接与保持电荷的板或表面的面积相关。板的面积越大,更多的电荷可保
fA
留在该区域上,从而增加了电容:0¾ —T;A>>d2其中A是电容的面积,d是电容器的
a
两个金属部件之间的距离,ε是金属部件之间的任何材料的介电常数。
[0037] 电容器上存储的能量与电容的尺寸或者存储在电容器上的电荷(Q)的平方有关。
1 r2 ‘ 1Q2
-E^tored = O ^^ Esioced ~
A Δ C»
[0038] 当电容器串联时,总电容减少,且电压在多个电容器之间分配。两个串联的电容器的总电容和电荷存储量小于单个电容器的电容和电荷存储量。即,电容器的电容和电
荷存储量可通过将电容器与其他电容器串联连接来减少。οι^jH……·Η^-ο
= + + ρ如果所有的电容器是等尺寸的C,则Ceg = C/n。
[0039] 因此,例如本发明利用电容器的该特征来减少绝缘体100的导电部件110上存储的电荷,从而减少存储在导电部件110上存储的能量。这就有利的减少了当包括导电部件 110的绝缘体100插入电子装置200中或者与电子装置200接触而使存储在导电部件110 上的电荷(电容)放电接地或者放电到电子装置200时,放电到电子装置200中的电荷量和能量。根据本发明的实施例,通过将导电部件110分成很多较小且近似相等尺寸的部件来提供不连续的导电部件,减少导电部件110的总电容。这些部分实质上充当串联的多个电容器(如η个相等尺寸的电容器),从而减少导电部件110的总电容。被分成串联的η个相等段的导电部件110的有效电容是C/n,其中C是原始连续的导电部件110的电容。这就有利地将存储在导电部件110上的总电荷和能量减少了 η倍,从而大大地减少了绝缘体 100的导电部件110上的ESD中断电子装置200的电子部件的可能性。
[0040] 根据本发明示例性实施例,金属化层110(如全息磁条120)的电容通过将金属化层110分成多个段(或者多个电容)来减少。即,金属化层110分成串联的很多个较小的且近似相等尺寸的电容(如η个等尺寸的电容),从而减少金属化层110的总电容。由于金属化层110的有效电容而减少了 η倍,这就有利地将存储在金属化层110上的总电荷和能量减少η倍,从而减少了金属化层110上存储的静电荷等级,本发明使得包括金属化层110 的绝缘体100在任何电子装置200上使用,甚至在对ESD耐受性低的电子装置200上使用。
[0041] 并且,由于每个金属化段的面积减少了,每个非连接的金属化部分的电容大大地低于金属化层的总电容,从而降低了金属化层110的电荷存储量。
[0042] 由于非导电载体100上的导体100会保留损害电子装置200(尤其是对静电放电低耐受性的电子装置)的电荷,本发明导电层110构建为不连续的导电层110,来消除或者大大地减少静电放电,从而最小化或者消除任何潜在的对电子装置200的ESD损害。根据本发明的实施例,非导电载体100上的导体110被分成η个近似相等或者不等面积的段,这些段用来防止或者减少η段中任何一个或多个上积累的电荷的放电(ESD)。