CN104915613B - 多层电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层电子设备，所述设备包括：基板，至少包括主导体轨迹；保护层，至少包括导体保护轨迹；电导体啮合元件，与所述主导体轨迹电连接，所述保护层安装在所述主导体轨迹上使得导体保护轨迹与主导体轨迹形成恒定电连接；柔性覆盖层，覆盖于所述保护层上，直接或间接地固定在基板上；其中保护层、电导体啮合元件和主导体轨迹之间的电连接在所述导体保护轨迹破裂时发生中断。

Description

多层电子设备

技术领域

本发明涉及一种包括多层电子设备，包括以恒定电连接方式连接导体防护轨迹的主导体轨迹，本发明还涉及一种应用于该设备的防止侵入功能的电子装置和电子设备受到侵入时瘫痪该设备的方法。

背景技术

现有很多电子系统，其电路不希望受到侵入。例如，涉及到金融交易安全的设备在电路被侵入后易受攻击。比如银行卡读取器就会被破解或被绕过防护系统而被用以犯罪。

由此研发出很多带有保护电路的设备。电路在受到侵入时很容易破裂，从而使设备瘫痪。典型的保护电路包括在下表面设置了导体轨迹的弹性或可变形层，下表面可以铺设在主电路上方，从而形成完整电路。当设备受到侵入，弹性层将会断裂，破坏了保护电路，这样破坏了主电路的连接。

银行卡读取器中有时将一个保护电路覆盖在开关弹片上。当一个按键被按压后，保护电路发生变形并挤压开关弹片，使PCB板上的位于弹片中心下方和位于弹片边缘外的开关触点短路。

目前已有一些类似的安全弹片用以电连接保护电路和主电路。这些弹片在壳体闭合时，通过设置在壳体上的可动栓状物保持在运行状态。当打开壳体时，这些至少一个栓状物发生移动，释放关联的弹片，从而触发警报状态。这样交易过程中没有第三方可以侵入读取器。

然而，电子设备中如果可动栓状物在其位置上时系统是不工作的，这就要求保护电路在很大程度上与设备整合以确保其不被侵入。为确保效果，保护电路必须与主电路保持恒定连接。

问题在于，基于栓状物啮合的设计意味着必须在主电路和保护电路的导体轨迹上施加较强的连接力以移动栓状物，以保证电路完整。而依靠壳体来提供足够的连接力来闭合所有的保护弹片是一件困难的事情。一个弹片一般需要100到150克力，而对于一个一般的交易设备来说，四到六个弹片很难通过一个标准壳体来提供足够的支持。

发明内容

本发明试图通过提供一个多层电子设备来解决上述问题，其中安全电路和主电路之间设置合适的连接方式。

根据本发明第一个构思，一种多层电子设备，包括：基板，至少包括主导体轨迹；保护层，至少包括导体保护轨迹；电导体啮合元件，与所述主导体轨迹电连接，所述保护层安装在所述电导体啮合元件上使得导体保护轨迹与主导体轨迹形成恒定电连接；柔性覆盖层，覆盖于所述保护层上，直接或间接地固定在基板上；其中保护层、电导体啮合元件和主导体轨迹之间的电连接在所述导体保护轨迹破裂时发生中断。

通过在保护轨迹和主导体轨迹之间形成恒定电连接，保护电路能够更广泛地得到应用，这将提高反侵入的能力。迄今为止，如果不提供外力，很难在主导体轨迹和保护导体轨迹之间形成足够的电连接，本发明提供的电导体啮合元件与压迫多层结构的覆盖层的配合方案解决了这一问题。

较佳地，电导体啮合元件由不可变形材料组成，从而为柔性覆盖层提供张力以将所述保护电路压在电导体啮合元件上。

现存保护电路最大的问题是需要栓状物或其它设备以在保护层和基层之间形成接触和电连接。通过使用刚性电导体啮合元件在基板表面竖立，柔性覆盖层能够受压设置在基板上，这为保护电路与基板形成稳定的电连接提供足够的力。

较佳地，电导体啮合元件可以是任何电元件或设备，例如固定在基板上的电阻、焊接凸点、导电泡棉或导电粘合剂。

电导体啮合元件可以是多种形式。电导体啮合元件的优点在于保护电路稳定设置在基板上，使得导体保护轨迹与主导体轨迹在正常使用下形成恒定电连接。

较佳地，导体保护轨迹为曲折、迂回或弯曲形状。保护层与柔性覆盖层可以制成为一个整体。这样，导体保护轨迹可以包覆柔性覆盖层的大部分面积。

安全电路的目的是防止电子系统被非法侵入。通过设置导体保护轨迹的形状以覆盖一个大的任意排布的面积。犯罪者无法绕过系统的保护层而不冒着破坏保护轨迹进而瘫痪设备的风险。

较佳地，基板为印刷电路板。柔性覆盖层可以直接通过粘合剂设置在基板上。理想地，主轨迹和保护轨迹由高导电材料制成，可以是铜、镍、金、银或其它贵金属及良导体。习惯上，印刷电子技术和/或印刷电路技术在各自领域内都可以得到应用。

印刷电路板为主导体轨迹提供了易于制造的条件，其平坦的表面使柔性覆盖层易于粘附。印刷电路板较佳地可以是硬板，在需要时也可以是柔性板。柔性覆盖层由此的好处是中间层处于弹性持久压迫，这与安装板的硬度无关。

较佳地，多层电子设备还包括铺设在所述柔性覆盖层上的固定件，固定件将基板施加压力使得保护层、电导体啮合元件和基板之间接触并电连接。固定件可以是一个栓状物。

为进一步增强保护层、电导体啮合元件和基板之间的接触和电连接，可以使用栓状物。这样对柔性覆盖层施加一个向下的压力，将覆盖层压向基板。这进一步防止了保护层的位移，防止了保护电路偶然断裂，从而增加了设备的稳定性和寿命。

根据本发明第二个构思，提供一种防侵入电子设备，其中该设备的电路包括第一个构思下的电子设备，较佳地，柔性覆盖层可以连接在设备的壳体上。

根据本发明第三个构思，提供一种设备被侵入时发生瘫痪的方法：a)侵入设备的壳体；b)由此破坏多层设备中的柔性覆盖层，从而使导体防护层发生断裂，进而瘫痪设备。

使用了多层电子设备的装置使得保护电路断裂时发生瘫痪，换句话说，当装置被侵入时，该特点适用于不同的设备。进一步地，如果柔性覆盖层固定于电子装置的壳体上，拆卸设备会破坏电路，导致防侵入的进一步保护层。

附图说明

图1是根据本发明第一个构思下的多层电子设备的第一个实施例中的立体剖视图；

图2是图1中多层电子系统的展开立体图；

图3a是根据本发明第一个构思下的多层电子设备的第二个实施例中的立体剖视图；

图3b是本发明第二个实施例中的侧面剖视图；

图3c是本发明第三个实施例中的侧面剖视图；

图3d是本发明第四个实施例中的侧面剖视图；

图4是本发明多层电子设备的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。

参照图1、图2和图3a，第一个实施例中的多层电子设备10包括基板(支撑板)12、保护层16(较佳地为弹性层)、电连接粘合元件18和弹性覆盖层20。基板12在此实施例中为印刷电路板14。

印刷电路板14包括至少一个主导体轨迹22，基本上在图2中以例说明，轨迹22一个端部为第一主端部24，在另一个端部为第二主端部26。第一电连接啮合元件18a贴合第一主端部24，同时第二电连接啮合元件18b与第二主端部26连接。电路板14上的电路为功能电路，以主电路28表示。

在第一实施例中，每个电导体啮合元件18a和18b作为立方体电阻30通过电阻啮合装置32粘附于电路板14上。电阻啮合装置32包括两个直立壁34，直立壁34的顶部设置悬垂体36，直立壁34的底部设置向内的延伸体38。每个直立壁34通过焊接或其它方式固定在电路板34上，使得与主轨迹22电连接。

保护层16包括至少一个弯曲迂回的从第一保护端部42到第二保护端部44的导体保护轨迹40。保护端部42和44分别与对应的主端部24和26对应并通过各自的电阻体30连接。导体保护轨迹40典型地可以是铜、镍、金、银或其它贵金属及类似的高导电材料。印刷电路技术和柔性电路板技术也可以通过合适的导电材料进行适用。保护层仅是用来连接作用，通过保护电路46达到目的。

每个电阻30的底端面48从而与主导体轨迹22进行接触和电连接，每个电阻30的顶端面50与保护导体轨迹40进行接触和电连接。主导体轨迹22、电阻30和第二导体轨迹40从而形成完整的电路。

为了使保护层16和电路板14相抵，柔性覆盖层20覆盖在保护层16上，随后通过粘贴剂54粘贴在电路板14的上层端面。柔性覆盖层20伸展覆盖整个电路板14，这样形成保护层16在原地压向电阻30的张力。

为使保护层16在电导体啮合元件18上得到进一步加强，电子设备10可以进一步设置栓状物56向这些层施压。栓状物56例如可以贴在银行卡读取器的下层或背面，或者是与设备10的壳体制成一体或成为壳体的中间层。

组装之后，设备10至少包括四层，从下到上依次为：电路板14、电阻30、保护层16和柔性覆盖层20。典型地，保护层16可以与柔性覆盖层20制成一体，通过在柔性覆盖层20上印刷粘合剂或喷溅聚合物来达到目的。

在使用时，在对应的端部24、42、26、44对应连接后，保护层16的导体保护轨迹40与电路板14的主导体轨迹22形成完整电路。破坏保护轨迹40将瘫痪整个电路。既然导体保护轨迹40贴合在柔性覆盖层20上，破坏柔性覆盖层20就同时破坏了导体保护轨迹40。

要想侵入主导体轨迹22以对主电路进行设置更改，从而使用设备10对整个装置进行操作更改，柔性覆盖层20就必须被移除。既然柔性覆盖层20粘贴连接于电路板14，从电路板14上揭开柔性覆盖层20就对导体保护轨迹40进行破坏。柔性覆盖层20可以进一步地连接于使用了设备10的装置壳体，这样当壳体被移除、破坏、切割或以其它非法及非常规方式打开，柔性覆盖层20就会自动损坏，造成保护轨迹40的破坏。

在设备10上设置曲折迂回的保护轨迹40，当有人在得知需要避免破坏保护轨迹40时，试图侵入主电路28时不会在使用设备10的装置上钻孔。图4示出了保护轨迹40的具体实施例。为了进一步抵制侵入，保护轨迹40的具体形式例如可以是随机的，曲折的，迂回的或扭曲的。

保护层16(也就是说保护轨迹40)可以设置为铺在柔性覆盖层20的大部分底表面58上，这对设备10来说多了一层保护，这样没有途径能够绕过保护轨迹40。

典型的保护层16可以包括多个导体保护轨迹40，如图4所示，这些轨迹可以彼此独立。这使得设备中形成整体的不同功能的主电路28可以拥有不同的断裂功能。

电导体啮合元件18的形式可以进行变化，只要它能够在主导体轨迹22和保护轨迹40之间进行接触并保持电连接。这样电导体啮合元件18可以是几种可行的方式。

虽然实施例采用电阻30，其它合适的电元件或设备同样适用。电阻借助其尺寸和一体导电连接臂而显得具备优势。

图3b示出了第二个实施例中的电子设备110，其中电导体啮合元件18设置为焊接凸点130代替电阻30。该实施例中，一片焊点可以熔在主导体轨迹22上以形成焊接凸点130，凸点130上的圆顶边缘150与保护层16连接。

可替换地，图3c示出了第三个实施例中的电子设备210，电导体啮合元件18设置为导电泡棉230或其它半硬材料。泡棉230通过浸润银液而具有高导电性。这个特别的实施例使用了可变形的材料作为电导体啮合元件18，这将为柔性覆盖层20提供一定的张力以为保护层16提供帮助，同时可以是粘性的以将保护层16和/或柔性覆盖层20粘贴到泡棉230上。

图3d示出了第四个实施例中的电子设备310，其中电导体啮合元件18设置为导电粘合剂330。导体粘合剂330与连接柔性覆盖层20与电路板14的粘合剂54隔开。该实施例中，保护层16和电导体啮合元件18之间的导电性由导电粘合剂330的粘性保证，而不是通过电导体啮合元件18的张力实现。

虽然本实施例中描述的支撑板是电路板，其它类型的基板只要有保护电路和电导体啮合元件均可适用。例如，只要导体主轨迹不会导致太僵硬，柔性电路板同样适用。

柔性覆盖层此处描述为贴附于支撑板，可以理解地，这只是两者连接的可能性之一。例如，柔性覆盖层可以通过一些紧固件、中间连接设备或中间层以不直接接触方式固定于支撑层。

进一步地，保护层不需要一定与柔性覆盖层制为一体。这仅是将柔性覆盖层和保护层连接至支撑板的最直接的方式，但不是唯一方式。例如，可以为每个电导体啮合元件设置不同的保护层，这些各自设置独立的柔性覆盖层。

这样，本发明揭示了多层电子设备以防止对设备的侵入。多层电子设备包括设置在基板上的主电路、设置在支撑层上的保护电路、连接两电路的电导体啮合元件，从而在两个电路之间形成恒定电连接，同时还有设置在支撑板上的柔性覆盖层以将支撑层限定在其位置上。当保护电路由于被侵入而破裂，主电路随即瘫痪。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种多层电子设备，其特征在于，所述设备包括：

基板，至少包括主导体轨迹；

保护层，至少包括导体保护轨迹；

电导体啮合元件，与所述主导体轨迹电连接，所述保护层安装在所述电导体啮合元件上使得导体保护轨迹与主导体轨迹形成恒定电连接；

柔性覆盖层，覆盖于所述保护层上，直接或间接地固定在基板上；

其中，保护层、电导体啮合元件和主导体轨迹之间的电连接在所述导体保护轨迹破裂时发生中断；

所述主导体轨迹包括第一和第二主端部，所述导体保护轨迹包括第一和第二保护端部，所述电导体啮合元件设置在第一主端部和第一保护端部之间，所述多层电子设备还包括另一个电导体啮合元件，所述另一个电导体啮合元件设置在第二主端部和第二保护端部之间，主导体轨迹和保护轨迹形成完整电路；

所述柔性覆盖层覆盖在所述保护层上，并通过粘贴剂粘贴在所述基板的表面，使所述保护层和所述基板相抵。

2.根据权利要求1所述的多层电子设备，其中所述电导体啮合元件由不可变形材料组成，从而为柔性覆盖层提供张力以将所述保护层压在电导体啮合元件上。

3.根据权利要求2所述的多层电子设备，其中所述电导体啮合元件为安装在所述基板上的电组件。

4.根据权利要求3所述的多层电子设备，其中所述电导体啮合元件为电阻。

5.根据权利要求2所述的多层电子设备，其中所述电导体啮合元件为焊接凸点。

6.根据权利要求1所述的多层电子设备，其中所述电导体啮合元件为导电泡棉。

7.根据权利要求1所述的多层电子设备，其中所述电导体啮合元件为导电粘合剂。

8.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述导体保护轨迹为曲折、迂回或弯曲形状。

9.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述保护层与柔性覆盖层为一个整体。

10.根据权利要求8所述的多层电子设备，其中所述导体保护轨迹包覆大部分柔性覆盖层。

11.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述基板为柔性电路板。

12.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述柔性覆盖层通过粘合剂直接固定于所述基板。

13.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述主导体轨迹为铜材料。

14.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述导体保护轨迹为铜或银材料。

15.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，还包括铺设在所述柔性覆盖层上的固定件，所述固定件将所述基板施加压力使得保护层、电导体啮合元件和基板之间接触并电连接。

16.根据权利要求15所述的多层电子设备，其中所述固定件是一个栓状物。

17.根据权利要求1至7任一项所述的多层电子设备，其中所述柔性覆盖层与所述电子设备的壳体连接。