TWI434278B - 電子元件接腳之保護裝置及方法 - Google Patents

Description

電子元件接腳之保護裝置及方法

本發明係關於一種用於如磁性讀頭等電子元件之接腳的保護裝置及方法。

支票讀取器或磁卡讀取器通常包含一稱為讀取器主機板的印刷電路板以及一與該印刷電路板相連結的磁性讀頭。磁性讀頭具有一個用以容置讀頭內部元件與存取終端的硬質主體。該存取終端係與由讀頭主體延伸而出的金屬接腳相對應，以傳輸由讀頭測得的訊號。而讀頭接腳與主機板之間可透過導線相連。

通常，主機板與讀頭係裝置於一封裝體中，該封裝體內設有保護裝置，用以偵測對主機板的未授權存取。一種習知之保護裝置為一至少部分覆蓋主機板的可撓性膜體，且該膜體之中設有網格狀導線。該導線之末端係與一設於主機板上的保護電路相連。對主機板的存取動作通常會使膜體中之導線產生傳導中斷，而保護電路可在測得此等中斷後中止讀取器的運作。

然而，由於讀取器封裝體內讀頭與主機板相對位置所造成的限制，習用技術通常無法藉由傳統之主機板保護裝置對讀頭提供保護。因此有心人士可在讀取器保護裝置無法偵測的情況下存取讀頭之接腳，從而取得經由該等接腳傳輸之訊號。

是以，顯有另行提供讀頭接腳專屬保護裝置之必要。可行辦法之一係將部分讀頭封裝於一附有保護裝置之硬質蓋體 中，該保護裝置可為網格膜體之型態。然而，由於讀取器型態變化多端，讀取器封裝體內部讀頭與主機板的設置方式亦不一而足。該蓋體之形狀必須因應封裝體內部讀頭與主機板的各種不同相對位置變化而加以調整，因而提高此種設有蓋體之保護裝置的整體成本。

本發明旨在為如磁性讀頭等電子元件之接腳提供一種保護裝置及方法，該磁性讀頭可連接於如一印刷電路板的電子系統，該保護裝置可容許該電子元件相對於該電子系統做某種程度之自由配置，以達成降低製造成本之目的。

是以，本發明提供一種電子元件接腳之保護裝置，其中該電子元件包含至少一與一電子系統電性連接之接腳。該保護裝置包含至少一撓性印刷電路，該撓性印刷電路具有第一與第二兩反向表面、一設有可供該接腳插入其中之貫穿通孔的中央部分以及複數與該中央部分相連之翼片。該撓性印刷電路至少部分係由二絕緣層堆疊而成，並包含至少一設於該二絕緣層間用以達成該接腳與該電子系統電性連接之第一導線、一延伸於該第一表面之第二導線以及一延伸於該第二表面之第三導線。該等翼片可至少部分反折交疊以將該接腳包覆其中，並達成該第二與第三導線之電性連接，從而使該第二與第三導線形成一與該電子系統電性連結之保護導線。

根據本發明之一種實施例，該保護裝置包含一設置於該中央部分與該等翼片間之間隔件。

根據本發明之一種實施例，該間隔件包含一開口以供該接腳插入其中。

根據本發明之一種實施例，該間隔件包含一螺孔，而該保護裝置包含一螺絲，其中該螺絲具有可與該螺孔配合之螺紋桿體，以及一可將該等翼片固定於該間隔件上之頭部。

根據本發明之一種實施例，該第二與第三導線係以碳製成。

根據本發明之一種實施例，該第三導線包含一加寬傳導部分，該加寬傳導部分位於該等翼片中之一第一翼片上，並黏合於該等翼片中之一第二翼片的第一表面。

根據本發明之一種實施例，該第二導線包含一第一傳導點，該第一傳導點係設於該等翼片中之第一翼片上，且該第三導線包含一第二傳導點，該第二傳導點係設於該等翼片中之第二翼片上，該第一與第二翼片可相對反折疊合，使該第一傳導點與該第二傳導點形成電性連接。

本發明並提供一種用以保護一電子元件之接腳之方法，其中該電子元件包含至少一與一電子系統電性連接之接腳。該方法包含以下步驟：提供一保護裝置，該保護裝置包含至少一撓性印刷電路，該撓性印刷電路具有相背之第一與第二表面、一包含一貫穿通孔以容置該接腳之中央部分以及複數與該中央部分相連之翼片，該撓性印刷電路至少部分係由二絕緣層堆疊而成，並包含至少一位於該二絕緣層間之第一導線、一延伸於該第一表面之第二導線以及一延伸於該第二表面之第三導線；將該接腳插入該貫穿通孔；將該第一導線與該接腳連結；以及至少部分折疊該翼片以使其彼此交疊因而將該接腳包覆於其間，並使該第二與第三導線為電性連接；藉此該第二與第三導線形成一與該電子系統連結之保護導線。

根據本發明之一種實施例，該方法進一步包含以下步驟：於該中央部分之上設置一間隔件；以及將該等翼片至少部分反折於該間隔件上。

根據本發明之一種實施例，該第三導線包含一加寬傳導部分，該加寬傳導部分係設於該等翼片中之一第一翼片上。該方法進一步包含以下步驟：將該加寬傳導部分黏合於該等翼片中之一第二翼片的第一表面。

本發明之上述與其他目的、特徵與優點將藉由以下非限制性之特定實施例並配合圖式詳加說明如下。

為說明之便，於各視圖中係以相同之參考編號標明相同元件，合先敘明。

現說明一保護裝置之實施例，該保護裝置係用以保護一磁性讀頭之接腳，其中該磁性讀頭係連接於一讀取器主機板，該讀取器尤指一支票讀取器或磁卡讀取器。然而，本發明實可用以保護任一種必須與一電子系統連結之電子元件之接腳，並可於一定限度內容許該電子元件與該電子系統間之相對位移。

本發明之概念係在使磁性讀頭透過一撓性印刷電路與該讀取器之主機板連結，其中該撓性印刷電路除可實現該讀頭接腳與該主機板接點間之電性連接外，尚可保護該讀頭接腳免於未授權之存取，因此本發明之保護裝置具有撓性印刷電路低製造成本之優點。同時，該撓性印刷電路可至少部分變形，因而同一片撓性印刷電路即足以適應磁性讀頭與主機板間之不同相對位置變化。

第1圖及第2圖分別為一磁性讀頭10與一保護裝置20之實施例元件之正視及後視立體分解圖。在此實施例中，該讀頭10包含設於其正面之三長孔12與設於其背面之接腳14。該等接腳14可各為一高數公釐之金屬桿體。該保護裝置20包含一撓性印刷電路22與一間隔件24。舉例而言，該撓性印刷電路22可由一厚度為0.1公釐之kapton(Dupont de Nemours公司商標)撓性膜體製成，其一面分布有導線，以下敘述稱之為內導線，該內導線可由銅製成。該撓性印刷電路22於設有該內導線之一面更覆蓋有一絕緣漆層。其他導線，於以下敘述稱之為外導線者，係可由碳或銀墨製成，且分布於該絕緣漆層之上以及該膜體相背於該內導線所在面之另一面上。

在本實施例中，該撓性印刷電路22包含一大致為矩形之中央部分26。一上翼片28經由一連接部分30連接於該中央部分26之上緣，一第一側翼片32經由一連接部分34連接於該中央部分26之一側緣，一第二側翼片36經由一連接部分38連接於該中央部分26之一相對側緣，且一下翼片40經由一連接部分42連接於該中央部分26之下緣。該下翼片40延伸有一連接段44，該連接段44包含一設於其末端用以連結該讀取器主機板之連接區域45。舉例而言，各翼片28、32、36、40與各連接部分30、34、38、42均大體為矩形。該撓性印刷電路22於第1圖所示之可視面為其第一表面46，而該撓性印刷電路22於第2圖所示之可視面則為其第二表面47。舉例而言，覆蓋該撓性印刷電路22膜體的該絕緣漆層係設於該第二表面47，因此該第二表面47上之外導線可藉由設於該絕緣漆層之開口輕易與該內導線連結。

該中央部分26設有七個圓形貫穿通孔48，其分布方式係與該讀頭10之接腳14對應。在該中央部分26之第二表面47上，於每一貫穿通孔48周圍環設一傳導環50。每一傳導環50係與該撓性印刷電路22之一內導線52連接，致使該等傳導環50亦與該連接區域45產生連接。於圖式中，該等內導線52僅繪示於連接段44與連接區域45上。

該上翼片28穿設有一中央開口53與分設於該中央開口53兩側之二開口54，該下翼片40穿設有一中央開口55與分設於該中央開口55兩側之二開口56，該第二側翼片36穿設有一中央開口57與分設於該中央開口57兩側之二開口58，而該第一側翼片32則穿設有一中央開口60。

專門用於保護該讀頭10接腳14之該等內導線與該等外導線(於下文中又稱為傳導點或加寬傳導部分)可分別由銅以及碳或銀墨製成。詳言之，如第1圖所示，該撓性印刷電路22於該第一表面46上設有一外導線62，其繞行於該中央部分26貫穿通孔48之周圍，並連接至該上翼片28上之二外傳導點64、65。參照第2圖，該撓性印刷電路22於該第二表面47上設有一內導線68，其連接該下翼片40上之一外傳導點70，並延伸至該連接區域45。該撓性印刷電路22於該第二表面47上並設有一內導線72，其始自該下翼片40上之一外傳導點74，而後繞行於該等側翼片32、36、該中央部分26、該等連接部分34、38、42與該下翼片40，最終亦延伸至該連接區域45。二加寬傳導部分76、78係設於該內導線72之路徑上並與該內導線72連接，其中第一加寬傳導部分76位於該第一側翼片32，而第二加寬傳導部分78則位於該第二側翼片36。第1圖與第2圖中該等內導線68、72與該外導線62之設置方式僅為例示之用，其於實際應用時可採用其他設置方式。

該間隔件24大致呈一平行六面體，其最大表面之尺寸大致與該中央部分26相同。該間隔件24穿設有七個開口80，其分布大致對應於該讀頭10接腳14之位置。該間隔件24之一表面並設有二突起81與二外凸墊片82，且包含一開孔，該開孔或可為一螺孔84。

第3A圖至第3F圖說明一用以將該保護裝置20組設於該讀頭10之方法範例中之連續步驟。該等圖式中省略部分線路而僅繪示該等外傳導點64、65、70、74與該等加寬傳導部分76、78。

第3A圖顯示該保護裝置20於完成以下步驟後之狀態：將該讀頭10之接腳14插入該中央部分26之貫穿通孔48，並將該讀頭10黏附於該撓性印刷電路22中央部分26之第一表面46；將該等接腳14焊合於該撓性印刷電路22第二表面47上之傳導環50；以及令該間隔件24之墊片82背向該撓性印刷電路22之中央部分26，然後將該等接腳14插入該間隔件24之開口80，因而將該間隔件24貼靠於該撓性印刷電路22第二表面47之中央部分26。較佳地，該間隔件24之厚度係設計為可使該等接腳14不突出於該間隔件24。

第3B圖說明該保護裝置20以該上翼片28反折壓設於該間隔件24上之狀態。該中央部分26與該上翼片28間之連接部分30配合該上翼片28之反折呈現撓曲。該間隔件24之厚度可為數公釐，以確保該連接部分30之彎折半徑不致過小。該上翼片28之開口54的排列方式，可在該上翼片28反折後，使該間隔件24之墊片82伸入該等開口54，因而確保該上翼片28適當定位於該間隔件24之上。該上翼片28之中央開口53可在該上翼片28反折後對齊該間隔件24之螺孔84。該間隔件24上突起81之排列方式則可在該上翼片28反折後使該等突起81疊合於該傳導點64、65之上。

第3C圖顯示該保護裝置20以該下翼片40反折疊合於該上翼片28之狀態。該下翼片40與該中央部分26間之連接部分42配合該下翼片40之反折呈現撓曲。該下翼片40之開口56的排列方式，可在該下翼片40反折後，使該間隔件24之墊片82伸入該等開口56，因而確保該下翼片40於該上翼片28上之適當定位。該下翼片40之中央開口55可在該下翼片40反折後對齊該間隔件24之螺孔84。在該下翼片40反折後，該下翼片40之外傳導點70係壓設於該上翼片28之外傳導點65之上，而該下翼片40之外傳導點74則壓設於該上翼片28之外傳導點64之上。可事先於該等外傳導點64、65、70、74塗佈導電膠以加強其間之電性連接效果。如此一來，該外導線62便經由該等傳導點65與70之連接而達成與該內導線68之電性連接，且經由該等傳導點64與74之連接而達成與該內導線72之電性連接。當該下翼片40反折後，該等突起81一方面可使該等傳導點65與70之間形成良好接觸，另一方面亦可使該等傳導點64與74之間形成良好接觸。該等導線68、62與72因而串連成一跨越該撓性印刷電路22且末端與該連接區域45相連之連續保護線路。

第3D圖顯示該保護裝置20以該第二側翼片36反折疊合於該下翼片40之狀態。該連接部分38至少部分折疊以實現該第二側翼片36之反折。該第二側翼片36之開口58的排列方式，可在該第二側翼片36反折後，使該間隔件24之墊片82伸入該等開口58，因而確保該第二側翼片36於該下翼片40上之適當定位。該第二側翼片36之中央開口57可在該第二側翼片36反折後對齊該間隔件24之螺孔84。於該第二側翼片36反折之前，可將膠塗佈於該第二加寬傳導部分78，以確保該第二側翼片36反折後可固定於該下翼片40之上。

第3E圖所示之結構係將該第一側翼片32反折疊合於該第二側翼片36之上。該連接部分34至少部分折疊以實現該第一側翼片32之反折。該第一側翼片32之中央開口60可於該第一側翼片32反折後對齊該間隔件24之螺孔84。於該第一側翼片32反折之前，可將膠塗佈於該第一加寬傳導部分76，以確保該第一側翼片32反折後可固定於該第二側翼片36之上。第3E圖中可見一墊圈90與一螺絲91，該螺絲91包含一螺紋桿體92與一頭部93。

第3F圖所示之結構係將該螺絲91之螺紋桿體92鎖入該間隔件24之螺孔84，以使該墊圈90夾置於該第一側翼片32與該螺絲91之頭部93之間。該螺絲91之頭部93因而將該等翼片28、32、36、40壓合於該間隔件24上。

然後便可將該撓性印刷電路22以該連接段44之連接區域45連接該讀取器主機板。該連接段44因具有可撓性，故可「變形」以適應該讀頭10與該主機板間相對位置之變化。

根據上述實施例之一種變化態樣，該保護裝置20各部分之間的結合可僅賴該等加寬傳導部分76、78上之施膠區域而不需使用該螺絲91。根據另一種變化態樣，該螺絲91所提供之壓力足以確保該等傳導點64、65與該等傳導點70、74間之便利接觸，如此一來便不需在該等傳導點64、65與該等傳導點70、74之間施用導電膠。

當該撓性印刷電路22與該主機板連接時，由該等內導線68、72與該外導線62所形成之連續線路便與設於該主機板上之一保護電路相連。該保護電路可偵測該等導線62、68、72是否中斷，倘若中斷則可能代表有人試圖對該讀頭10之接腳14進行未授權之存取。在此情況下，該保護電路可中止該讀取器之運作並刪除所有儲存於該主機板之重要資料。舉例而言，若試圖將該讀頭10由該保護裝置20拆下而有拉扯之動作，便將導致該導線62中斷。再舉一例，若有人取下該螺絲91並企圖打開該第一側翼片32，勢將剝開該第一加寬傳導部分76，導致該導線72中斷。由於該等加寬傳導部分76、78係分別膠合於該第二側翼片36與下翼片40上，一旦打開該第二側翼片36與下翼片40，該等加寬傳導部分76、78便將剝離，因而發揮類似保險絲之作用。該等導線62、68、72之中斷亦可能代表有人試圖破壞該撓性印刷電路22，例如以剪切方式破壞該撓性印刷電路22。

在前述之實施例中，該外導線62係經由傳導點64、65、70及74連接於該等內導線68、72。根據本發明之一種變化態樣，該外導線62可藉由穿設於該撓性印刷電路22膜體之通孔而連接該等導線68、72。如此一來便可避免該外導線62因延伸於該連接部分30而有直接存取之可能。

第4圖為該撓性印刷電路22一種變化態樣之簡化部分視圖。該撓性印刷電路22包含一撓性膜體94、一例如以銅製成並形成於該膜體94上之內導線96，一覆蓋該內導線96之絕緣漆層98，以及一例如以碳製成並設置於該膜體94背對於該內導線96之另一面上的外導線100。根據上述之變化態樣，該外導線100係經由一貫穿該膜體94之通孔102而與該內導線96形成連結。

以上雖已就本案之特定實施例加以說明，但精於此技藝者能在不脫離本案精神與範疇之情況下做各種不同形式的改變。尤其，該等翼片之數量與形狀可因應該讀頭之形狀而有所變化。

舉凡不違本案精神所為之種種修改、變化與改良，俱屬本案申請專利範圍。因此，以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。本案之範圍僅由後附之申請專利範圍及其均等範圍加以界定。

10．．．磁性讀頭

12．．．長孔

14．．．接腳

20．．．保護裝置

22．．．撓性印刷電路

24．．．間隔件

26．．．中央部分

28．．．上翼片

30、34、38、42．．．連接部分

32．．．第一側翼片

36．．．第二側翼片

40．．．下翼片

44．．．連接段

45．．．連接區域

46．．．第一表面

47．．．第二表面

48．．．貫穿通孔

50．．．傳導環

52、68、72、96．．．內導線

53、55、57、60．．．中央開口

54、56、58．．．開口

62、100．．．外導線

64、65、70、74．．．外傳導點

76．．．第一加寬傳導部分

78．．．第二加寬傳導部分

80．．．開口

81．．．突起

82．．．外凸墊片

84．．．螺孔

90．．．墊圈

91．．．螺絲

92．．．螺紋桿體

93．．．頭部

94．．．撓性膜體

98．．．絕緣漆層

102．．．通孔

第1圖及第2圖為一磁性讀頭保護裝置之一實施例的正視及後視立體分解圖。

第3A圖至第3F圖顯示一用以將第1圖與第2圖所示之保護裝置組設於一磁性讀頭之方法範例之連續步驟。

第4圖為該保護裝置之一種變化態樣之簡化部分視圖。

10．．．磁性讀頭

14．．．接腳

20．．．保護裝置

22．．．撓性印刷電路

24．．．間隔件

26．．．中央部分

28．．．上翼片

30、34、38、42．．．連接部分

32．．．第一側翼片

36．．．第二側翼片

40．．．下翼片

44．．．連接段

45．．．連接區域

47．．．第二表面

48．．．貫穿通孔

50．．．傳導環

52、68、72．．．內導線

53、55、57、60．．．中央開口

54、56、58．．．開口

70、74．．．外傳導點

76．．．第一加寬傳導部分

78．．．第二加寬傳導部分

80．．．開口

81．．．突起

82．．．外凸墊片

84．．．螺孔

Claims (10)

1. 一種用於電子元件接腳之保護裝置，該電子元件包含至少一與一電子系統電性連接之接腳，該保護裝置包含至少一撓性印刷電路，該撓性印刷電路具有相背之第一與第二表面、一包含一貫穿通孔以容置該接腳之中央部分以及複數與該中央部分相連之翼片，該撓性印刷電路至少部分係由二絕緣層堆疊而成，並包含至少一位於該二絕緣層間用以將該接腳電性連結於該電子系統之第一導線、一延伸於該第一表面之第二導線以及一延伸於該第二表面之第三導線，該等翼片可至少部分反折而彼此疊合以將該接腳包覆其中，該等翼片至少部分反折而彼此疊合時，該第二與第三導線之間可形成電性連接，因而使該第二與第三導線構成一可與該電子系統電性連接之保護線路之至少一部分。
2. 如申請專利範圍第1項所述之保護裝置，其包含一設置於該中央部分與該等翼片間之間隔件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之保護裝置，其中該間隔件包含一開口以供該接腳插入其中。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之保護裝置，其中該間隔件包含一螺孔，而該保護裝置包含一螺絲，該螺絲具有一可與該螺孔配合之螺紋桿體以及一可將該等翼片固定於該間隔件之頭部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之保護裝置，其中該第二及第三導線係以碳製成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之保護裝置，其中該第三導線包含一位於該等翼片中之一第一翼片上之加寬傳導部分，該加寬傳導部分可膠合於該等翼片中之一第二翼片之該第一表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之保護裝置，其中該第二導線包含一位於該等翼片中之一第一翼片上之第一傳導點，且該第三導線包含一位於該等翼片中之一第二翼片上之第二傳導點，該第一與第二翼片可相對反折疊合以使該第一傳導點與該第二傳導點之間形成電性連接。
8. 一種用以保護一電子元件之接腳之方法，該電子元件包含至少一與一電子系統電性連接之接腳，該方法包含以下步驟：提供一保護裝置，該保護裝置包含至少一撓性印刷電路，該撓性印刷電路具有相背之第一與第二表面、一包含一貫穿通孔以容置該接腳之中央部分以及複數與該中央部分相連之翼片，該撓性印刷電路至少部分係由二絕緣層堆疊而成，並包含至少一位於該二絕緣層間之第一導線、一延伸於該第一表面之第二導線以及一延伸於該第二表面之第三導線；將該接腳插入該貫穿通孔；將該第一導線與該接腳連結；以及至少部分折疊該等翼片使其彼此交疊而將該接腳包覆於其間，至少於該等翼片至少部分反折而彼此疊合時，該第二與第三導線之間可形成電性連接，因而使該第二與第三導線構成一可與該電子系統形成電性連接之保護線路。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，尚包含以下步驟：將一間隔件設於該中央部分上；以及將該等翼片至少部分反折疊合於該間隔件上。
10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之方法，其中該第三導線包含一位於該等翼片中之一第一翼片上之加寬傳導部分，且該方法尚包含以下步驟：將該加寬傳導部分膠合於該等翼片中之一第二翼片之該第一表面。