减少绝缘体上导电体的静电放电的方法

专利名称：减少绝缘体上导电体的静电放电的方法
减少绝缘体上导电体的静电放电的方法相关申请
本申请要求均在2006年2月24日递交的临时申请号为60/776,717、 60/776,720 和60/776,718的优先权,每一个申请以引用的方式全部并入本申请中。
背景技术：
很多方法可以建立静电电荷且保持在绝缘体上。通常的方法是通过移动两种不同 的材料使其相互接触来摩擦生电。如图l所示，根据其贡献或者捕获自由电子的能力， 可在每种材料上形成相反的电荷(正电荷+和负电荷-)，其中，所述自由电子是由于 在两种材料相对移动过程中所产生的摩擦力而获得。在每种材料上生成的电荷被称为静 态电荷(不动的)或者静电荷。根据在电荷保持过程中材料接触的环境，静电荷保持在 材料上一段时间。如果带有电荷的绝缘体与导电材料相接触，所保存的静电荷将引起导 体带有电荷，所述电荷可被所述导体放电并最终被传导到地面。
释放保存的静电荷的过程称为静电放电(ESD)。当绝缘体携带或包括金属导体 时，绝缘体上存储的电荷引起导体上等量且相反的电荷。产生的电荷和/或直接在导体中 沉积的电荷可通过导体传导到另 一个物体中或者地面。如果包括导体的带电绝缘体插入 或者靠近电子装置，这些导体中产生的电荷可传递到电子装置内或者电子装置上，并且 引起电子装置或者附近电子装置的功能中断。
静电放电到电子装置中可以在很多种情形下产生，例如，当光盘(CD)插入计 算机时，钥匙插入电子锁中，或者包含导电部件(conducting component)的塑料卡插入 电子收款机系统(POS)终端时。在电子装置中ESD引起的中断量(即功能崩溃)依赖 于电子装置如何处理ESD带来的电能。在很多情况中，电子装置的制造商考虑潜在ESD, 并且设计电子装置从而ESD不会实际上或者潜在地破坏电子装置的操作。但是，电子 装置需要将携带有导电部件的绝缘体直接插入装置(如CD),作为装置功能的一部分。 在这种情况下，ESD会近入电子装置的敏感部件。制造商使用特殊的电路设计和接地技 术来引导ESD能量远离电子装置的敏感部件。但是，市场上的特定电子装置没有充分 地设计来有效处理ESD,并且对ESD具有很低的耐受性。如果ESD能量没有正确地引 导，则可中断电子装置的操作。
因此，本发明旨在希望消除或者减少携带导电部件的绝缘体在电子装置中释放 的ESD能量，从而最小化或者防止电子装置的操作性或者功能性中断。 发明内容
本发明的目的在于消除或者减少与电子装置、人或物相接触的绝缘装置的导电部 件上携带或者保存的静电荷量。
本发明的另一个目的是将绝缘装置的导电部件分段，从而存储在导电部件上的静 电荷量和存储在导电部件上的静电荷的传导将被阻止或大大减少，而不会在电子装置或 者任何其他的放电路径中放电。
根据本发明的实施例，非导电载体上的导电(或金属)层的阻抗通过中断导电 路径而增加。通过将部分导电层移除或者对导电层进行选择性的应用，在导电层中引 入了物理中断。
在本发明的实施例中，非导电载体包括导电元件，该导电元件被分成多个段来破 坏导电元件的传导路径。每一个段与其他段是隔开的，以最小化一个段中的积累电荷， 而不会与另一个段中积累的电荷相结合，以最小化任何潜在的静电放电。可替换地，每 个段与其他段是隔开的，从而一个段中积累的电荷不会与其他段中积累的电荷相结合， 因此最小化载体的导电部件的任何潜在静电放电。
本发明的实施例中， 一种减少非导电载体的导电层上的静电放电的方法包括以下 步骤将导电层分成多个部分来中断导电层的导电路径；将每个段与其他部件分离从而 在一个段中积累的电荷不能与其他部件中积累的电荷结合，因此最小化载体的导电部件 的任何潜在的静电放电。可替换地，每一个段与其他段是隔开的，以最小化一个段中的 积累电荷，而不会与另 一段中的积累电荷相结合，从而最小化任何潜在的静电放电。
根据本发明的实施例， 一种减少非导电载体的导电层上的静电放电的方法包括以 下步骤形成包括多个段的分段的导电层以中断导电层的导电路径；将每一段与其他段 隔离，以使在一个段中积累的电荷不能与在其他部件中积累的电荷结合，从而最小化载 体的金属部件的任何潜在静电放电。可替换地，每个段与其他段隔开，以最小化一个段 中的积累电荷，而不会与另一段中的积累电荷相结合，从而最小化任何潜在的静电放电。
根据本发明的实施例，金属化的物体被分成多个段来中断金属化物体的导电路 径。每个段与其他段相隔开，以最小化一个段中积累的电荷，而不会与另 一段中积累的 电荷相结合，从而最小化任何潜在的静电放电。优选地，金属化物体包括非导电背支撑， 该非导电背支撑是金属化物体整体的 一部分。
本发明不同的其他目的、优点和特征从以下详细的描述中将更为清楚，并且新颖 的特征在所附的权利要求中清楚地指出。


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
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；
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
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IOO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IOO上的导体或导电层UO如何保 持可中断电子装置200的电荷。
塑料卡，诸如信用卡，自动拒员机(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-苯乙蜂(ABS)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51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。
在卡IOO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IOO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^f兹性读取头部220时。
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。
如果金属读取头部220碰到带电PVC卡100时，卡IOO上的金属化磁条IIO上的 电荷可从金属化磁条110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^氐，则这将中断POS^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IOO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。即，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栽体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。
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。
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〗00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。
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。
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
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 留在该区域上，从而增加了电容其中A是电容的面积，d是电容器的两个金属部件之间的距离，s是金属部件之间的任 何材料的介电常数。
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。<formula>formula see original document page 11</formula>
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。<formula>formula see original document page 11</formula>如果所有的电容器是等尺寸的C,则Ceg二C/n。
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n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n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 n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。
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IIO分成多个段(或者多个电容)来减少。即，金属化层IIO分成串联的很多个较 小的且近似相等尺寸的电容(如n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IIO的有效电容而减少了 n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n倍，从而减少了金属化层IIO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。
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IIO的电荷存储量。
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IIO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IOO上的导体110被分成n个近似相等或者不等 面积的段,这些段用来防止或者减少n段中任何一个或多个上积累的电荷的放电(ESD )。 应当理解，非导电载体100包括多个导体110,每个导体可分成不同个近似相等或者不 相等面积的段。每个段可以是直线、点、不规则形状点(如鸟状或公司标志)或者其他 非连接的形状等。
现参见图12和13,包括金属化全息线或者带状物1210或者金属化全息贴片1220 的塑料或者纸质钞票1200，在此用来举例说明本发明将导电层IIO(即金属化全息线 1210)分成n个段的方法。非导电裁体(即钞票1200)上的金属全息线1210或者金属 化全息贴片1220 (即钞票的导电部分)被分成n个段，来阻止或者減少在钞票1200上 积累的静电荷，积累的静电荷当在妙票1200遇到电子装置或者由电子装置处理时放电。 通过将非导电载体(即钞票1200)的导电段(即金属化全息线1210或金属化全息贴片 1220)划分成n个段，其中每个段与其他段隔开，可防止导体段(即金属化全息线1210 或者金属全息贴片1220)携带的电荷在当导电部分与电子装置200接触时在电子装置 200中放电。当钞票1200由分类机或者计数机处理时就会出现这种情况。
根据本发明示例性实施例，塑料卡100的金属^兹条110 (或者全息磁条120 )被分 成n个段，来阻止或者减少塑料卡上的静电荷的积累，积累的静电荷当卡与POS终端 200接触时放电。在全息磁条120中，全息磁条120上携带的全息典型地通过全息磁条 120中的铝金属层而可见。通过将非导电载体(即塑料卡100)的导电部分(即全息磁 条120的铝金属层)分成n个段，铝金属层的每个段是与铝金属层的其他段隔开的，可 防止每个导电段上携带的电荷当卡100在POS终端200中刷卡或者插入时，在POS终 端200中放电。可替换地，只要当每个连接的段没有产生大于POS终端能耐受的ESD 时，每个段可连接起来。如在此所指出的，由于导电段的总电容减小了 n倍，且每一个 导电段具有较低的电容，当卡100与POS终端200接触时，在每一个段上积累的电荷 不足于来放电(或者每一个导电段的ESD足够低，对电子装置没有实质损害)。
可使用任何已知的方法来将非导电载体100的导电部分110 (即金属层)分成n 段，来阻止或者减少ESD。本发明示例性实施例中，减少静电放电的方法包括在金属或 者导电层110 (如全息磁条120或者金属化全息线1210中的铝或者金属层(如铜、铝/ 铬合金等))中激光烧蚀或雕刻线条，从而导电层110被分成相等x宽度(如大约0.10 英寸)的n个段。
根据本发明实施例，使用激光在金属层UO上雕刻图形(如垂直线条)，来从非导 电载体100上的金属或者导电层100移除金属。例如，使用激光来在金属层110上雕刻 垂直线条，如图5-8和10-11所示金属化全息线1210的金属层、全息磁条120或者金属 化全息贴片1220的铝层，从而将金属层划分为等宽x的n个段140。
通过将金属(例如铝、铜、铝/铬合金，等)蒸发到已经在网格上的背面有释放 层和可压花层(embossable layer)的聚酯层，来将铝或者其他金属加入全息磁条，以构 建本发明示例性实施例的全息^磁条。金属化(或者铝化)网层然后被放置在调为光傳的 红外或者紫外部分的激光的前面，该激光按照由激光光束或者导电触针雕刻(conductive stylus engraving)所预设的线条或者图案来燃烧掉金属(或者铝)。
如图5-8所示，线条(或者图形)的位置被设置使得连续金属(或者铝、铜、铝/ 铬合金等)层或者磁条110由激光切割线分裂成短小段140，在磁条110的金属段140 之间的空隙130没有金属(或者铝、铜、铝/铬合金)。这些金属段140的长度x应当足
够小，从而每个段140的总电容足够低来限制或者防止每个段140上电荷的积累，而依 然有足够的亮度。
如果每个段140中的电荷q (q = CxV,其中C是段的电容，且V是该段中的电 荷产生的电压)足够低，电子装置200中的静电放电够小，不会影响该电子装置200的 功能性。任何段140的最大长度和宽度(面积)是由非导电栽体100 (即PVC卡100) 上积累的最大电荷限制的，由此可与具有对ESD耐受性低的电子装置200 —起操作。 应当理解最大电荷是非导电载体100的电容、摩擦电、湿度和表面积条件的函数。
激光雕刻图形可包括垂直线条，垂直于如图5A所示的磁条110的长度方向，或 者与如图5B和8中所示的磁条方向成角度。应当理解，导电性铝或者金属条110的段 之间的激光雕刻线条或者空隙130的空间必须足够宽来抑制由电压驱动电荷跳过空隙 130，以及继续传导到金属条110并进入与金属条110接触的电子装置200中的能力。 因此，金属段140的尺寸和空隙130的宽度可调整来满足特定的设计。例如，这两个参 数可调整来提供带有最小金属段140 (如，至少宽度大约0.10英寸)的全息图像，但由 有足够亮度来提供全息的足够可视度。
本根据发明实施例，如图6B、 8和9A-B中所示，金属磁条或者层110的段通过 使用酸蚀刻或者碱性洗溶液(即脱金属过程)来化学蚀刻移除金属段(如铝、铜、铝/ 铬合金等)。不需移除的金属磁条110的区域由化学阻抗涂层150保护着，如图5b所 示，可利用凹版滚筒印刷或者其他可用的印刷方法印刷在金属磁条110上。凹版滚筒被 蚀刻成图案，用来保护包括铝层的构建网上的铝(即金属)。
如图9A-9B所示，本发明示例性实施例中卩吏用脱金属方法，来从特定图案的全 息层上选择性地移除金属(即铝)，产生不连续的导电层(即全息金属层)。在步骤900 中用铝金属化全息压花图像的轧辊。步骤910中，凹版滚筒(或者其他可比的印刷方法) 在轧辊铝化膜上印刷化学抗蚀图案(即点或者其他几何抗蚀图案)，用以在网层上选择 性地保护且保留铝段，防止碱性洗液。凹版滚筒将化学抗蚀剂(resist)印刷在那些需要保 留铝的铝化膜的区域，且在移除铝的那些区域，不印刷任何化学抗蚀剂。步骤920中， 铝化膜或者用凹版滚筒印刷有化学抗蚀剂图案的网层的轧辊然后放入铝移除化学浴(如 氢氧化钠(sodium hydroxide))或者可将没有化学抗蚀剂的区域上的铝移除而能保留化 学抗蚀剂保护的铝的酸洗(acidwash)中。
在步骤930中，碱性化学溶液清洗掉脱金属化网层。磁性和其他涂层然后应用 于脱金属化网层上。如图7和10中所示铝化膜的线条解金属化的例子，以及如图7和
11所示点形图案解金属过程的例子。如图7所示的线条图案包括特定空间和宽度的铝的 平行线条或者段。如图7所示的点形图案包括各种形状(如椭圆或者圆形)的点。亮的 段表示铝岛(aluminumislands)或者金属层的段140,而黑的段表示空隙130,在此处铝岛 由选择性应用的化学抗蚀剂保护后，铝已经通过碱性化学浴移除。
应当注意，尽管在此描述的脱金属过程涉及使用在应用碱性抗蚀掩膜后应用碱性 洗液，但是其他已知的脱金属或者其他技术还可在本发明中使用，来产生分段或者不连 续的传导层或者表面。根据发明的示例性实施例，分段的导电层可使用脱金属方法产生， 该脱金属方法将蚀刻剂直接应用在金属化或者导电表面上，然后用清洗溶液沖洗。可替 换地，根据本发明示例性实施例，分段的导电层可通过如下产生将水溶性材料应用于 非金属化的全息表面上，将全息表面金属化，且用洗液来处理金属化全息表面以溶解水 溶性材料和金属涂覆。
本发明脱金属方法用来产生不连续的铝或者其他金属层，从而金属层的导电性和 电容大大地改变。存储在铝层的每一个单独的段140的ESD能量/电荷比连续的金属层 少得多。每个段140 (或者铝岛)的分开增加了电阻抗，从而使得在段130中积累的电 荷在电子装置200中放电变困难。
需仔细控制解金属过程，从而在金属段140之间的空隙130中没有金属残留。这 就需要使用足够的将抗蚀图案之间的铝蚀刻掉的碱性洗液。任何留在金属段140之间的 空隙130中的金属材料可连接金属段140，从而提供足够在电子装置200中产生ESD导 电的路径。但是，如果碱性溶液太多应用，则将破坏抗蚀图案保护的金属区域，并减少 欲要保留的铝区域(或者金属段140)。这将减少全息图像的亮度和图像质量。
根据本发明示例性实施例，该方法通过生成带有足够高的点密度的脱金属化(或 者选择性金属化的)的点图案(如半色调图案halftone pattern)以产生不连续的金属层， 该高的点密度用以重新构建全息图像，但不至于高到使半色调点"连接"。即，如图11 所示，点密度足够低来防止半色调点"连接"。例如，当点密度即相对于导电部件的总 面积的金属"点"的覆盖百分比大于50%时，全息图像可以被重新构建而不引起半色调 点连接。对于特定的应用，点密度或者覆盖可以或者应当大约70%,来增加全息图像的 亮度。根据本发明的实施例，半色调点图案技术被用于产生带有最高点密度而无连接点 的不连续的金属层。
通过选择性从全息磁条的金属层移除金属段来产生不连续的金属层的方法，利用 降低电容、存储在任何一个或多个铝段上的电荷量，以及增加金属层的阻抗，减少了或
者防止ESD到达电子装置的敏感元件，例如磁性读取头部。
根据本发明实施例，不连续的金属层110可通过选择性地将不连续的金属图案应 用在非导电栽体或者基板IOO上来产生。不连续的金属图案包括有限面积的分开的金属 段，来防止或者最小化在给定面积中的电荷的积累。每个段140与相邻的段以足够距离 分开，从而在一个段140中积累的电荷不能够越过空隙130至另一个段140。
本发明在非导电基片100上通过从非导电载体100上的连续的金属层110上选择 性移除金属，或者选择性地将金属应用于非导电载体IOO上，产生了不连续的金属层110 (即小金属隔离范围)。各种金属移除、金属印刷或者沉积技术可在本发明中使用来产 生与另一个小范围金属充分隔开的小范围金属(即不连续的金属层)，来防止在任何电 子装置200中的ESD，包括对ESD低耐受力的那些电子装置。
根据本发明实施例，固定图案的金属移除和金属附加方法应当满足两个标准1) 最小累计电荷(即与金属区域携带的图像亮度一致的最小面积的金属覆盖)；2)防止金 属段140与其他段连接，从而在每个段140累计的电荷不能通过各种方法与其他金属段 140结合放电，来产生对电子装置装置200的ESD破坏电流或电压。
应当理解，实际的电荷迁移至放电点的路径通过内嵌的导电层110来调节，电阻 抗是由金属层110的整体性确定的。金属层110的阻抗依赖于金属的分段。金属层110 的电阻抗随着金属分段(即不连续的金属图案)而增加，该金属分段减少了导电层110 上的累积的电荷的传播。现参见图1和4，其中累积的电荷从右至左穿过金属条110的 宽度沿着卡100的引导垂直(顶)边传播，本发明可釆用任何可引起导电路径的中断的 方法，来防止包括沿着任何磁条暴露的边界或者磁条的本体发生的静电放电。
根据本发明示例性实施例，使用机械压花，伴随典型的全息预金属化铝箔的变形 和破裂，来在全息图像中嵌入深度蚀刻的衍射元件，来中断金属层IIO或者导电路径。 金属层110中的微小中断有效地阻止了电荷传播，从而减少或者防止了沿着任何非导电 载体100的任何暴露的边界产生静电放电。
本发明可应用于与电子装置、人体或者物体相接口的导电部分的任何非导电栽 体。导电段或者元件的组合在导电载体上或者在导电载体中，导电元件潜在地保留静电 荷，且当载体和导体组合与电子装置接触时，在电子装置中将积累的电荷放电。根据本 发明实施例，将导电部分分段或者划分成较小的段减少了在每个区域上积累的电荷，并 且将这些段隔开防止了任何潜在的累计的电荷在电子装置中放电。以下是本发明的各种 应用的示例性例子。
金属化磁条本身能携带金属层和非导电载体，诸如当与磁条读/写装置一起使用而 没有安装在或者附属在辅助非导电栽体的金属化条时会产生ESD的聚酯背层。磁条的 金属化部分当被本发明实施例描述的方法划分时，将防止当使用或者处理非导电磁条背 面上的金属化磁条时，ESD形成和在任何装置、人体或者系统中放电。
纸质或者塑料钞票1200上的金属化的全息线1210或者金属化全息贴片1220可 携带能在钞票接收机中潜在放电的电荷。根据本发明示例性实施例，全息条1210或者 全息贴片1220的金属层可分段或者划分为小的隔开的金属段，来减少或者消除任何钞 票接收机中存在的潜在的ESD,而维持全息带1210或者全息贴片1220的视觉表现。
并非磁条一段的塑料卡上的全息典型地用于可视安全性和很多支付卡上的设计。 如果全息中的金属层是足够大小的，且处于合适位置，这还可增加摩擦电荷的电荷积累 并通过磁性读取头部、接地路径或者芯片读取器在POS终端中潜在放电。根据本发明 示例性实施例，全息中的金属层可被分段或者划分为段，来减少或者最小化POS终端 中的任何潜在的ESD。
塑料卡中的金属电池用来提供用于RF-ID卡和显示器的电源。根据本发明示例性 实施例，电池的表面被分段或者划分为较d 、的金属段来减少或者最小化读卡器中任何潜 在的ESD。
智能卡上的接触垫是金属的，且与智能读卡器的读取电路接口。根据本发明示例 性实施例，接触垫被分段或者划分为较小的金属段，来最小化或者减少智能读卡器中任 何潜在的ESD，同时仍维持与卡中芯片通信的大引脚连接器的电接触，。
进一步地，有很多其他应用可有利地来减少或者消除从一个装置至另一个装置或 者人体的任何潜在的ESD。例如，高氧大气中的金属医疗装置可从绝缘体上的金属表面 获益，该金属层被划分为很多个较小的低电容段。人体心脏上的起搏器得益域于被封装 在表面分为小金属段的金属外壳中，来减少电磁感应或者ESD引起的任何潜在的危害。
尽管本发明和其优点已经详细描述，但是应当理解，在不脱离如所附权利要求中 限定的本发明的精神和范围下可做出各种改变、替换和修改。并且本申请的范围并不限 于在此描述的过程、机械、制造和物质组成、机制、方法和步骤的特定实施例。作为本 领域技术人员从本发明所公开的能够认识到，根据本发明可使用现存的或者以后来产生 的、同在本文中描述的相应实施例执行实质上相同功能或者，实现实质上相同的结果的 过程、机械、制造、物质组成、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在包括 在过程、机械、制造、物质组成、手段、方法或者步骤这些范围内。
权利要求
1、一种具有导电部件的非导电载体，其包括多个段来中断所述导电部件的导电路径，每个段与其他段隔开，以最小化一个段中的积累电荷，而不会与另一段中的积累电荷相结合，从而最小化所述载体的任何潜在的静电放电。
2、 如权利要求1所述的载体，其中，所述导电部件的所述段有足够的密度以使亮 度最大化。
3、 如权利要求1所述的载体，其中，所述导电部件的所述多个段通过将连续的导 电部件划分成所述段而形成。
4、 如权利要求1所述的载体，其中，所述导电部件的所述多个段通过利用线条或 者点图案来选择性金属化所述导电部件而形成。
5、 如权利要求4所述的载体，其中，所述点图案以高点密度并且没有连接点或形 状来产生所述导电部件的所述多个段。
6、 如权利要求5所述的载体，其中，所述点是椭圆形或者圆形。
7、 如权利要求5所述的载体，其中所述点是矩形形状。
8、 如权利要求5所述的载体，其中所述点是不规则形状的点或者形状。
9、 如权利要求3所述的载体，其中，所述连续的导电部件通过选择性地从所述连 续的导电部件移除部分来划分。
10、 如权利要求9所述的载体，其中，所述导电部分是通过脱金属方法来选择性地 移除。
11、 如权利要求9所述的载体，其中，所述导电部分是通过激光束或者导电触针雕 刻所预设的线条或者图案来选择性地移除。
12、 如权利要求1所述的载体，其中，所述载体是PVC卡，且其中所述导电部件 是包括所述多个段的所述PVC卡上的金属化层。
13、 如权利要求12所述的载体，其中，所述金属化层包括金属化的全息图像。
14、 如权利要求12所迷的载体，其中，所述金属化层包括非导电的背支撑，所述 背支撑是所述金属化层整体的一个部分。
15、 如权利要求l所述的载体，其中，所述载体是塑料或者纸质钞票，且其中所述 导电部件是金属化的全息线、带或者贴片。
16、 如权利要求l所述的载体，其中，所述在一个段中积累的电荷不能与另一个段 中积累的电荷结合，来最小化所述载体的任何潜在的静电放电。
17、 如权利要求l所述的载体，其中，所述载体是支付卡，且其中所述导电部件是 所述支付卡中的金属化的磁性层，所述磁性层被分为所述多个段。
18、 如权利要求17所述的栽体，其中，所述支付卡是以下之一信用卡、自动拒 员机ATM卡、乘车卡、电话卡、充值卡、储值卡、礼物卡或者借记卡。
19、 一种减少非导电载体上的导电层静电放电的方法，其包括以下步骤 将所述导电层划分成多个段来中断所述导电层的导电路径；和 将每个段与其他段隔开，以最小化一个段中的积累电荷，而不会与另一段中的积累电荷相结合，从而最小化所述载体的任何潜在的静电放电。
20、 如权利要求19所述的方法，其中，所述划分步骤包括以下步骤将所述导电 层划分成足够的段和具有足够的覆盖来最大化亮度。
21、 如权利要求19所述的方法，其中，所述划分步骤包括以下步骤从连续的金 属层选择性地移除金属部分。
22、 如权利要求19所述的方法，其中，所述划分步骤包括以下步骤使用脱金属 过程从连续的金属层选择性的移除金属部分。
23、 如权利要求19所述的方法，其中，所述划分步骤包括以下步骤使用由激光 束或者导电触针雕刻所预设的线条或者图案从连续的金属层选择性地移除金属部分。
24、 如权利要求19所述的方法，其中，所述划分步骤将PVC卡上的金属化磁性层 划分成多个段，来将所述金属化的磁性层的导电路径中断，以减少所述卡的任何潜在的 静电放电。
25、 如权利要求19所述的方法，其中，所述导电层的所述划分步骤包括以下步骤 将PVC卡上的全息磁性层分成多个段，来中断所述全息磁性层的导电路径以减少所述 卡的任何潜在的静电放电。
26、 如权利要求19所述的方法，其中，所述划分步骤包括以下步骤将塑料或者 纸质钞票中的金属化的全息线、带或者贴片划分成多个段，来中断所述金属线或者全息 的导电路径，以减少所述钞票的任何潜在的静电放电。
27、 如权利要求19所述的方法，其中，所述隔开每一个段的步骤将所述每一个段 从其他段隔开，从而在一个段中积累的电荷不会与另一个段中积累的电荷结合，来最小 化所述载体的任何潜在的静电放电。
28、 一种减少非导电载体上的导电层的静电放电的方法，包括以下步骤 形成包括多个段的划分的导电层来中断所述导电层的导电路径；和 将每个段从其他段隔开，以最小化一个段中的积累电荷，而不会与另 一段中的积累 电荷相结合，从而最小化所述载体的任何潜在的静电放电。
29、 如权利要求28所述的方法，其中，所述形成步骤包括以下步骤，使用点图案选择性金属化来形成所述划分的导电层。
30、 如权利要求29所述的方法，其中，所述选择性金属化的步骤以高点密度并且 没有连接点或者形状来形成所述划分的导电层。
31、 如权利要求30所迷的方法，其中，所述金属化的步骤形成带有椭圆形或者圆 形点的所述划分的导电层。
32、 如权利要求30所迷的方法，其中，所述金属化的步骤形成带有矩形点的所述 划分的导电层。
33、 如权利要求30所述的方法，其中，所述金属化的步骤形成带有不规则形状点 或者形状的所述划分的导电层。
34、 如权利要求33所迷的方法，其中，所述金属化的步骤形成的所述划分的导电 层带有不规则形状的点或者鸟状或公司标志形式的形状。
35、 如权利要求28所述的方法，其中，所述将每个段隔开的步骤将所述每个段从 其他段隔开，从而在一个段中积累的电荷不能与另一个段中所述积累的电荷结合，来最 小化所述载体的任何潜在的静电放电。
36、 一种金属化物品，其包括多个段来中断所述金属化物品的导电路径，每个段从 其他段隔离，以最小化一个段中的积累电荷，而不会与另一段中的积累电荷相结合，从 而最小化任何潜在的静电放电。
37、 如权利要求36所述的金属化物品，其中，所述金属化物品的所述段有足够密 度和覆盖来最大化亮度。
38、 如权利要求36所述的金属化物品，其中，所述金属化物品的所述多个段是通 过将连续的金属化物品分成所述段来形成的。
39、 如权利要求36所述的金属化物品，其中，所述金属化物品的所述多个段是通 过利用线条或者点图案选择性地将所述金属化物品的所述多个段金属化来形成的。
40、 如权利要求36所述的金属化物品，其中，所述点图案产生带有高点密度且没 有连接点或者形状的所述金属化物品的所述多个段。
41、 如权利要求40所述的金属化物品，其中，所述亮点是椭圆形或者圆形。
42、 如权利要求40所述的金属化物品，其中，所述点是矩形。
43、 如权利要求40所述的金属化物品，其中，所述点是不规则形状的点或者形状。
44、 如权利要求38所迷的金属化物品，其中，所述连续的金属物品通过从所述连 续的金属化物品上选择性地移除部分来划分。
45、 如权利要求44所述的金属化物品，其中，所述金属化部分是通过脱金属化方 法来选择性地移除的。
46、 如权利要求44所述的金属化物品，其中，所述金属化部分是通过激光束或者 导电触针雕刻所预设的线条或者图案来选择性移除的。
47、 如权利要求36所述的金属化物品，其中，所述金属化物品包括金属化全息线、 带、贴片或者图像。
48、 如权利要求36所述的金属化物品，其用于支付卡中。
49、 如权利要求48所述的金属化物品，其中，所述支付卡是以下一种信用卡、 自动拒员机ATM卡、乘车卡、电话卡、充值卡、储值卡、礼物卡或者借记卡。
50、 如权利要求36所述的金属化物品，其中，在一个段中所述积累的电荷不能与 另 一个段中所述积累的电荷结合，以最小化任何潜在的静电》文电。
51、 如权利要求36所述的金属化物品，还包括磁性层，所述磁性层为所述金属化 物品的整体的一个部分。
52、 如权利要求51所述的金属化物品，还包括非导电背支撑，所述非导电背支撑 是所述金属化物品的整体的 一个部分。
53、 如权利要求47所述的金属化物品，还包括非导电背支撑，所述非导电背支撑 是所述金属化物品的整体的一个部分，用于塑料或者纸质钞票中。
全文摘要
一种具有导电部件的非导电载体，其包括多个段来中断所述导电部件的导电路径。每个段与其他段隔开，从而在一个段中积累的电荷不会与其他段中积累的电荷结合，从而最小化所述载体的静电放电。
文档编号G11C11/00GK101401106SQ200680053358
公开日2009年4月1日 申请日期2006年7月11日 优先权日2006年2月24日
发明者伦纳德·文斯托, 森德·萨德西万, 约翰·卡万德, 约翰·海因斯, 莉莉·奥博伊尔, 赛尔瓦托·达马托 申请人:美国银行纸币全息照相公司