CN104105335B - 带有可撕裂基板的安全保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种用于保护母设备电子组件的安全装置，所述安全装置包括：基板（22）；设置在所述基板上的安全屏（26），所述安全屏包括一对屏端子（48）以及连接于该对屏端子之间形成导电路径的导体（46），所述屏端子与母设备（16）上的警报电路（17）中的警报端子连接；设置于安全屏（26）远离基板一侧的粘合剂层（30），所述粘合剂层将所述安全装置粘贴于母设备，其中，所述基板（22）由可撕裂材料制成。

Description

带有可撕裂基板的安全保护装置

技术领域

本发明涉及恶意干扰检测装置，尤其涉及用于检测侵入性恶意干扰的电子电路柔性安全保护装置。

背景技术

现有的安全保护装置形成安全屏，遮盖需保护的电子区域。由于通常通过胶粘、焊接、或使用树脂材料封装等方式将安全保护装置固定至设备，因此移除安全保护装置较为困难。然而，现有安全保护装置，除了视觉检查，很少提供阻止或指示恶意干扰的功能。有的系统具有报警电路，可以禁用设备或简单地提供安全保护装置被移除的视觉指示，然而，这些系统无法检测到通过揭起安全保护装置一角或钻孔的方式来试图移去或绕开安全保护装置。

另外，在安全保护装置上涂覆树脂或对安全保护装置进行封装导致安全保护装置的结构更重、更厚。而业界则力图开发更薄、更轻的安全保护装置，以增大内部空间以容纳更多部件，从而使便携式电子装置（例如销售终端，POS机）和其他电子装置提供更多功能，或使电子装置更小、更轻。

另外，有些装置（例如信用卡读卡器）需要操作预装部件（例如用作按键的弯曲金属弹片，也称作锅仔片），因此在安全保护装置上涂覆树脂或对安全保护装置进行封装是不可行的。树脂产生坚硬的外壳，会阻止这些部件的机械操作或接触反馈。并且，树脂通常形成永久外壳，因此无法对线路板或电子部件进行维修。

因此，需要提供一种安全保护装置，在受到移除企图时，借助粘连剂切断或破坏导体电路中安全屏的一部分，从而改变电路状态以触发警报。

发明内容

本发明提供一种用于保护母设备电子组件的安全装置，所述安全装置包 括：基板；设置在所述基板上的安全屏，所述安全屏包括一对屏端子以及连接于该对屏端子之间形成导电路径的导体，所述屏端子与母设备上的警报电路中的警报端子连接；设置于安全屏远离基板一侧的粘合剂层，所述粘合剂层将所述安全装置粘贴于母设备，其中，所述基板由可撕裂材料制成。

较佳地，所述基板包括多个用以促进基板撕裂的薄弱区域。

较佳地，所述薄弱区域跨过安全屏的导体以促进基板撕裂，从而断开或改变屏端子之间的导电路径。

较佳地，所述薄弱区域是形成于基板的切口。

较佳地，所述切口设置于所述基板的边缘处。

较佳地，所述切口相对导体设置，在基板受到撕裂时引起导体撕裂。

较佳地，所述粘合剂为压敏粘合剂。

较佳地，所述基板为纸材料。

较佳地，所述导体由导体油墨直接印刷在基板上制成。

较佳地，所述基板一旦安装在母设备上便必须通过撕裂才能剥离。

较佳地，所述粘合剂将基板粘贴于母设备的强度小于导体和基板之间的强度，从而在撕裂时，撕裂开的基板对应的导体保持对基板的粘结，以断开或改变屏端子（48）之间的导电路径的电阻值。

较佳地，所述安全屏形成一个防止侵入的区域，该区域受到多个迂回导体覆盖但这些导体不会互相接触，所述相邻导体之间的宽度和间隙形成交叉，导电路径的相邻线路之间的距离在1～1000微米之间，较佳地处于200～300微米之间。

较佳地，安全屏包括多个在相应屏端子之间形成导电路径的多个导体，所述屏端子与警报电路连接。

较佳地，所述导体具有确定的电阻值，所述警报电路对所述导体的电阻值变化敏感以检测警报状态。

较佳地，所述安全屏包括设置在基板上的第一安全屏和至少部分重叠在所述第一安全屏上的至少一个附加安全屏，所述至少一个附加安全屏通过绝 缘层与所述第一安全屏电绝缘。

本发明还涉及一种销售终端，所述销售终端包括前述的安全装置。

较佳地，所述警报电路为母设备的一部分，所述屏端子连接至警报电路以当安全屏受到破坏时触发警报状态。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1根据本发明一个实施例示出具有安全保护装置的一个销售终端；

图2示出图1所示销售终端的电路板及装于电路板的安全保护装置；

图3示出图2中安全保护装置的背面，其中该装置待安装于母设备上；

图4示出根据本发明若干实施例的装设到母设备的安全保护装置的剖视图；

图5示出图2中安全装置的部分放大图，其中撕裂初始区域呈凹口形式；

图6根据本发明另一个实施例示出安全装置的部分放大图，其中撕裂初始区域呈凹槽形式；

图7以类似图4的方式示出安全装置的剖视图，其中使用弯曲金属片作为连接元件；

图8以类似图4的方式示出包括多个安全屏的安全装置的剖视图；

图9示出了多层安全屏连接至警报装置的原理图。

具体实施方式

本发明将参照附图以各种实施例的方式进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。附图中的部件大小和特点只是为了便于说明和揭示本发明的各个实施例，并不是要对本 发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。

图1根据本发明实施例示出安全保护装置的销售终端（或称POS机）10。销售终端10具有用于容纳卡（例如具有如帐户详情等保密信息的信用卡）12的卡槽、以及若干用于输入如账户信息和终端控制指令的按钮14。销售终端10内部具有电路板、以及装设于电路板的安全保护装置，电路板上可装有存储芯片和/或可以存储或快速访问保密信息的微控制器。取决于实际需要，安全保护装置20可设于整个电路板之上或仅设于电路板其中一部分之上。

图2示出电路板16及装于电路板16的安全保护装置20。安全保护装置20覆设于电路板16的较大区域。本实施例中，电路板16为需要保护的母设备，安全保护装置20粘结至电路板16。图3示出图2中安全保护装置20的背面，其中显示了已准备好装设至母设备16的安全保护装置20的完整结构。由于粘合剂层是透明的，因此图中安全屏的导体或导电轨迹46以及屏端子48是可见的（粘合剂层及安全屏将在后面详细介绍）。

如图3所示，基板22包括多个在基板边缘处呈切缝形状的薄弱区域或撕裂触发区域24。这些切缝促进了基板的撕裂。因此，该相对易裂的基板与粘结剂和母设备安装在一起。当基板被试图从母设备移除或剥落时，薄弱区域24设置为能够使基板从安全屏的轨迹上断裂。

图4根据本发明一个较佳实施例示出了安全装置20的部分剖视图。该实施例中，安全装置是全平面或开口的单层结构，安装于母设备16上。

安全装置20的主要部件包括基板22、作为安全屏的导体层26、以及粘合剂层30。可选地，当需要时可在安全屏和粘合剂层之间设置绝缘层（图未示出），以电绝缘安全屏或其他部件。

基板22为可撕裂材料（如纸）或聚合物膜，较佳的为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，俗称涤纶）膜，为安全保护装置20的柔性电路提供基体。较佳地，基板22为柔性膜，其厚度在25μm～175μm之间。当然，取决于实际需要，基板22可以更厚。可以理解，基板22可以是聚合物膜的其他变形，包括但不限于聚碳酸酯（polycarbonate）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚酰亚胺（polyimide）、以及聚氯乙稀（PVC）。基板22可以是透明的或不透明被着色 （例如黑色或白色）的。

请参阅图5，在一个较佳实施例中，安全屏26较佳的是由一个或多个导体轨迹或导体46形成的图案。所述导体46可以是将热固或热塑导电油墨印制在基板22上而形成的可变宽度的迂回轨迹，该迂回轨迹在一对屏端子48之间形成导电路径。单层安全屏可以包括一个或更多个导体，每一导体连接于一对相应的屏端子48之间。热固导电油墨较佳的适用于屏端子之间需要稳定电阻值的应用中。

导电油墨可以是银、碳、银和碳的混合物、透明导电聚合物、或其他导电或电阻性油墨，每一上述材料具有适合安全保护电路的运行和功能的特定特性。取决于安全保护电路的功能需要，多个层可以是完全绝缘/隔离或者在特定点彼此连接。

根据本发明，较佳的使用热固性导体以获得稳定的电路电阻值。热固性导体包括交联导电环氧树脂、导电复合物、以及导电聚合物。热固性导体通常由颗粒导电材料如银、铜、碳、镀银铜、镀银铝、被涂覆的云母、玻璃球、或者上述材料的混合物组成。由上述的热固性导体形成的安全保护装置可抵御溶剂攻击及热回火。

当使用绝缘层作为隔离介质以使单个基板上应用多层导电油墨或多层安全屏时，绝缘层28（见图8）较佳地由电绝缘的紫外线固化油墨构成。例如，可以将绝缘层28直接印制在第一导电层26上从而使第一、第二导电层26相绝缘，或使第一导电层26与安全保护装置20或母设备16的其他导电电路部件相绝缘。取决于安全保护装置20的功能需要，绝缘层可以部分或完全印制在安全屏的导电轨迹上，以能够印制下一导电层并使下一导电层与前一导电层保持电绝缘。可以理解的，可以依次印制多组导电层和绝缘层。在图4所示的第一个实施例中，使用单导电层的保护装置不需要绝缘层。

粘合剂层30较佳的为压敏粘合剂层（PSA）。一种典型的压敏粘合剂为丙烯酸粘剂。压敏粘合剂可以在受到压力时在两表面之间形成粘结。粘合剂层30用于将安全保护装置20粘结至母设备16。作为替代，粘合剂也可以是液体粘合剂，例如环氧树脂、或湿固化聚氨酯等。先将液体粘合剂置于或印制在安全电路20和电路板16之间，然后使用湿能、热能、或紫外线能将粘合剂固 化，在电路20和电路板16之间形成永久粘结。这类粘合剂虽然不具有压敏性，但可以在同样原理下工作。

取决于母设备16的材料，可以使用具有特定粘结特性的不同的压敏粘合剂，例如可以是为特定粘结需求特别开发的订制压敏粘合剂。特别地，粘合剂与母设备16的粘结须强于要求以撕裂基板22。这样，当试图分离安全保护装置20与母设备16时，粘合剂层30仍然与母设备16结合，以使基板撕裂，从而切断安全屏26的导电轨迹46。

这样，安全保护装置20具有基板22、以及粘结或以其他方式固定在基板22上的安全屏26。安全屏26包括至少一个导电轨迹46，每一导电轨迹在一对屏端子48之间形成导电路径。屏端子48与母设备的报警电路（图中未示出）相连。粘合剂层将基板粘在母设备上。当试图移除安全装置时，基板发生撕裂，部分导电轨迹附着在基板上，从而导致导电轨迹46不可逆转地被损坏，使导电轨迹（或导电路径）46开路或者至少显著地改变一对对应屏端子48之间的电阻值，由此产生导体中电路状态的改变，这将造成电阻值的改变或完全开路，从而被母设备16的报警电路检测到，进而启动报警响应（例如必要时删除安全或个人数据）。

薄弱区域或撕裂触发区域24可以是基板上切缝形状以外的形式。作为替代，可以使用图5所示的V形凹口形式。图5为安全装置20的拐角处的放大视图，其中撕裂触发区域24表现为在基板22的边缘处切出V形切口。这些切口设置为促进基板在导体46处的撕裂。

图6示出了薄弱区域24的另一个可替换实施例。类似于图4，图6中的基板22包括多个通过降低厚度形成的线状凹槽，这些凹槽横跨安全屏26。基板易于沿着降低厚度形成的线状凹槽撕裂，促进基板跨过安全屏的导体发生撕裂。这样移除或剥离基板的企图将导致撕裂沿着一或多个凹槽增大，从而切断安全屏的导电轨迹。

图7示出根据本发明一个实施例的装设到母设备16的具有单导电层结构的单面安全保护装置20的剖视图。该安全保护装置中使用金属弹片作为连接导电轨迹与母设备（例如刚性或柔性印刷线路板）的导电部件。本实施例的安全保护装置与图4所示的安全保护装置的结构类似，区别之处在于，本实施例 中，导电层26具有形成屏端子48的延伸部36。延伸部36上无粘合剂层30覆盖。延伸部36与母设备16之间具有较大的空隙，用于容置弯曲的金属弹片（也称锅仔片）34。锅仔片34将屏端子48与母设备16（尤其是母设备的报警电路）电连接。粘合剂层30与母设备16之间设有另一空隙，用于容置另一锅仔片35。粘合剂层30将锅仔片35与导电层26电绝缘。本实施例提供了一个如何将安全保护装置应用在开关上的实例。锅仔片35作为附加导电部件，用于当安全保护装置20在锅仔片35正上方处受到向下的外部压力时闭合母设备16表面上的两极开关。

将安全屏连接至警报电路的方式除了使用金属弹片以外，还可以使用栓状导体材料，如导电盘或导体粘合剂。导电盘可以是碳盘或简单地将导电油墨反复印刷堆积制成导电材料。导电粘合剂根据设计可以是树脂或薄膜形式的各向异性或各向同性的导电粘合剂。可以通过导电粘合剂的聚合或自设备壳体上的突起部所施加的压力建立连接。

图8以类似图4的视图方式根据另一实施例示出多层安全屏的结构。使用部分重叠或整体重叠的多层安全屏，显著地增强了抵御侵入的安全性。安全装置20包括基板22。第一安全屏26较佳地以前述方式安装在基板上。绝缘层28设置在第一安全屏上，保持屏端子露出以进行后面的连接。第二安全屏26’也安装在基板上，与第一安全屏26至少部分重叠并通过绝缘层28与之电绝缘。第二绝缘层28设置在第二安全屏26’上，第三安全屏26’’安装在基板上，与第二安全屏26’至少部分重叠并通过绝缘层28与第一和第二安全屏电绝缘。该过程可以重复进行，直到基板上安装了足够数量的安全屏。这样，安全装置可以包括一或多个安全屏连接到母设备的警报电路上。图8还阐述了进一步可选的绝缘层28，设置在最后一个安全屏和粘结安全装置和母设备的粘合剂层30之间。

安全装置的多层安全屏之间的连接可以根据要求进行设置。图9根据一个较佳实施例示出了结合连接的示意性结构。通过设置绝缘层和屏端子，不同安全屏之间的多个屏端子能够在安全屏设置在基板上时连接在一起。可替换地，它们可以通过母设备进行连接或保持独立。在图9中，安全屏S1显示为独立连接至母设备的警报电路17的两个屏端子，而安全屏S2至Sn在警报电路上的第二对屏端子上之间串联连接。通过安全屏之间的串联连接，可以使 用一个简单的警报电路。通过在每个安全屏设置独立的警报触发装置，警报电路虽然设置得更加复杂，但是可以获取所触发的警报的位置信息，同时不同的警报电路可以触发不同的警报信号。例如，轻微的外围破裂可以触发维修警报信号，而对于中间位置的安全屏的破环则将引起母设备的禁用。图9中的电路设置是一个较佳组合。可以将一个安全屏独立连接至一个警报电路或将所有的安全屏串联在一对警报端子之间。

值得说明的是，为利于显示，图4、6、7和8是沿安全屏26的导体延伸方向切开的剖视图。可以理解，导电层或安全屏26无导电轨迹的区域也可填充由电绝缘的绝缘材料或电绝缘粘合剂材料形成的覆盖层。

为便于观察和描述，上述各实施例的附图是放大显示的。实际情况下，导电轨迹的宽度以及导电轨迹之间的距离在1～1000微米内。更佳的，导电轨迹的宽度在200～300微米内。导电轨迹的宽度越小，安全等级越高，但印制过程的成本更高。这样配置可以在成本与安全等级之间取得较佳的平衡。

安全保护装置20的较佳结构描述如下。基板上形成多个薄弱区域，例如基板边缘设置切口和/或在其它位置减少厚度。安全屏26上通过导电轨迹形成的导体46通过丝网印刷的方式设置到基板上。粘合剂层30通过施压贴附在基板的导体上。

藉由压力利用粘合剂层30将安全保护装置20与需保护的母设备16相结合。如果试图移去安全保护装置20，基板通过薄弱区域的促进破坏特点而发生撕裂。基板的撕裂导致导电轨迹46的切断，导致电阻值发生改变或完全开路，这样有效地改变了导电油墨轨迹46的电状态，从而使母设备16的报警系统启动报警。

安全装置一旦通过粘合剂层粘贴在母设备16上，从母设备上移除或剥离安全装置的企图将导致基板从至少一个薄弱区域撕裂，从而切断安全屏的导电轨迹。

这样形成了导电油墨轨迹的电路状态的改变，这个改变可以是电路断开或阻值变化，从而被母设备16的安全装置感测到并启动报警

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本 领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护构思范围内。

Claims (18)

1.一种用于保护母设备电子组件的安全装置，其特征在于，所述安全装置包括：

基板(22)；

设置在所述基板上的安全屏(26)，所述安全屏包括一对屏端子(48)以及连接于该对屏端子之间形成导电路径的导体(46)，所述屏端子与母设备(16)上的警报电路(17)中的警报端子连接；

设置于安全屏(26)远离基板一侧的粘合剂层(30)，所述粘合剂层将所述安全装置粘贴于母设备，

其中，所述基板(22)为柔性基板，所述粘合剂层与所述母设备之间容置有弯曲的金属弹片，所述安全屏具有形成屏端子的延伸部，所述延伸部穿过所述粘合剂层与所述弯曲的金属弹片接触，所述弯曲的金属弹片作为连接所述屏端子与所述母设备的警报端子的导电部件。

2.如权利要求1所述的安全装置，其中所述基板(22)包括多个用以促进基板撕裂的薄弱区域(24)。

3.如权利要求2所述的安全装置，其中所述薄弱区域(24)跨过安全屏(26)的导体(46)以促进基板撕裂，从而断开或改变屏端子(48)之间的导电路径。

4.如权利要求2所述的安全装置，其中所述薄弱区域(24)包括形成于基板(22)的切口。

5.如权利要求4所述的安全装置，其中所述切口(24)设置于所述基板(22)的边缘处。

6.如权利要求2所述的安全装置，其中所述薄弱区域为多个通过降低所述基板的厚度形成的线状凹槽，所述凹槽横跨所述安全屏。

7.如权利要求1所述的安全装置，其中所述粘合剂为压敏粘合剂。

8.如权利要求1所述的安全装置，其中所述基板为纸材料。

9.如权利要求1所述的安全装置，其中所述导体(46)由导体油墨直接印刷在基板(22)上制成。

10.如权利要求1所述的安全装置，其中所述基板一旦安装在母设备(16)上便必须通过撕裂才能从母设备剥离。

11.如权利要求1所述的安全装置，其中所述粘合剂(30)将基板(22)粘贴于母设备(16)的强度小于导体和基板之间的强度，从而在撕裂时，撕裂开的基板对应的导体保持对基板的粘结，以断开或改变屏端子(48)之间的导电路径的电阻值。

12.如权利要求1所述的安全装置，其中所述安全屏形成一个防止侵入的区域，该区域受到多个迂回导体覆盖，相邻导体之间相互间隔，所述导体具有宽度，所述相邻导体之间的间隔也具有宽度，导体宽度和相邻导体之间的间隔宽度介于1～1000微米之间。

13.如权利要求12所述的安全装置，其中所述导体宽度和相邻导体之间的间隔宽度介于200～300微米之间。

14.如权利要求1所述的安全装置，其中安全屏(26)包括多个在相应屏端子(48)之间形成导电路径的多个导体(46)，所述屏端子与警报电路(17)连接。

15.如权利要求1所述的安全装置，其中所述导体(46)具有确定的电阻值，所述警报电路(17)对所述导体的电阻值变化敏感以检测警报状态。

16.如权利要求1所述的安全装置，其中所述安全屏包括设置在基板上的第一安全屏和至少部分重叠在所述第一安全屏上的至少一个附加安全屏，所述至少一个附加安全屏通过绝缘层与所述第一安全屏电绝缘，所述至少一个附加安全屏具有第二对屏端子，所述第二对屏端子与警报电路的另一对警报端子连接，所述第一安全屏和所述至少一个附加安全屏用于触发不同的警报信号。

17.一种销售终端，其特征在于，所述销售终端安装前述权利要求任一项所述的安全装置。

18.如权利要求17所述的销售终端，其中所述警报电路(17)为母设备(16)的一部分，所述屏端子(48)连接至警报电路以当安全屏(26)受到破坏时触发警报状态。