TWI574591B

TWI574591B - 安全保護裝置

Info

Publication number: TWI574591B
Application number: TW102127137A
Authority: TW
Inventors: 文森特丹尼爾吉恩沙利; 多米尼克約翰沃德; 馬丁華萊士埃特蒙德; 章立冰
Original assignee: 德昌電機（深圳）有限公司
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2017-03-11
Also published as: CN103582298B; US20140033331A1; CN103582298A; DE102013108017A1; US9209139B2; GB201213447D0; GB2504480A; DE102013108017A8; TW201406234A

Description

安全保護裝置

本發明涉及惡意干擾檢測裝置，尤其涉及用於檢測侵入性惡意干擾的電子電路柔性安全保護裝置。

現有的安全保護裝置形成固體安全屏，遮蓋需保護的電子區域。由於通常通過膠粘、焊接、或使用樹脂材料封裝等方式將安全保護裝置固定至設備，因此移除安全保護裝置較為困難。然而，現有安全保護裝置，除了視覺檢查，很少提供阻止或指示惡意干擾的功能。有的系統具有報警電路，可以禁用設備或簡單地提供安全保護裝置被移除的視覺指示，然而，這些系統無法檢測到通過揭起安全保護裝置一角或鑽孔的方式來試圖移去或繞開安全保護裝置。

另外，在安全保護裝置上塗覆樹脂或對安全保護裝置進行封裝導致安全保護裝置的結構更重、更厚。而業界則力圖開發更薄、更輕的安全保護裝置，以增大內部空間以容納更多部件，從而使可擕式電子裝置(例如銷售終端，POS機)和其他電子裝置提供更多功能，或使電子裝置更小、更輕。

另外，有些裝置(例如信用卡讀卡器)需要操作預裝元件(例如用作按鍵的彎曲金屬片，也稱作鍋仔片)，因此在安全保護裝置上塗覆樹脂或對安全保護裝置進行封裝是不可行的。樹脂產生堅硬的外殼，會阻止這些部件的機械操作或接觸回饋。並且，樹脂通常形成永久外殼，因此無法對線路板或電子元件進行維修。

本發明旨在提供可改善上述問題的安全保護裝置。

本發明一方面提供一種用於保護具有粘合面的電子部件的安全保護裝置，包括：具有背對而設的第一側和第二側的基板；設於所述基板的第一側之上的第一安全屏，所述第一安全屏包括第一屏端子對以及所述第一屏端子對之間的第一導電軌跡；與第一安全屏層疊的第二安全屏，包括第二屏端子對以及所述第二屏端子對之間的第二導電軌跡；以及設于所述第二安全屏的遠離所述基板一側之上並粘結所述第二安全屏與所述電子部件的粘合面的粘合劑層。

本發明另一方面提供一種用於保護具有報警電路的設備的安全保護裝置，包括：具有背對而設的第一側和第二側的基板；設於所述基板的第一側之上的第一安全屏，所述第一安全屏包括與所述設備的報警電路連接的第一導電軌跡；具有第二導電軌跡的第二安全屏，所述第二導電軌跡設於所述第一安全屏上的第一導電軌跡上層並與所述設備的報警電路連接；以及設于所述第二安全屏的遠離所述基板一側之上並粘結所述第二安全屏和所述設備的粘合劑層。

10‧‧‧銷售終端

12‧‧‧卡

14‧‧‧按鈕

16‧‧‧電路板

18‧‧‧若幹孔

19‧‧‧孔

20‧‧‧安全保護裝置

22‧‧‧基板

24‧‧‧脫離層

26‧‧‧安全屏

28‧‧‧絕緣層

30‧‧‧粘合劑層

32‧‧‧通孔

34、35‧‧‧鍋仔片

36‧‧‧延伸部

40‧‧‧導電材料

46‧‧‧導體

48‧‧‧屏端子

60‧‧‧突起部

第1圖系具有本發明實施例的安全保護裝置的銷售終端。

第2圖系第1圖的銷售終端的電路板及裝于電路板的安全保護裝置。

第3圖系根據本發明一實施例的多層型安全保護裝置的分解圖。

第4圖系根據本發明另一實施例的多層型安全保護裝置的分解圖。

第5A圖至第5C圖系用作安全屏的導體的三種可能的圖案。

第6圖示系將第5A圖至第5C圖的三個安全屏交疊而形成的多層型安全保護裝置。

第7圖系根據本發明另一實施例的具有兩個安全屏的多層型安全保護裝置的分解圖。

第8圖系根據本發明另一實施例的具有三個安全屏的多層型安全保護裝置的分解圖。

第9圖系根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏、單電路結構的安全保護裝置的剖視圖。

第10圖系根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏、雙電路結構的安全保護裝置的剖視圖。

第11圖系根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏結構的單面安全保護裝置的剖視圖。

第12圖系根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏結構的單面安全保護裝置的剖視圖。

第13圖系根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏結構的單面安全保護裝置的剖視圖。

第14圖系第10圖的安全保護裝置中安全屏的分離狀態。

第15圖系本發明實施例中，裝設到電路板後試圖移去安全保護裝置時的狀態。

第16圖系依據本發明另一實施例的安全保護裝置。

第16A圖系第16圖中安全保護裝置與印刷電路板6之間兩個連接處的放大分解圖。

第17圖系根據本發明實施例的具有兩個導電軌跡或導體的安全屏。

下面結合圖式，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。可以理解，圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。圖式中顯示的尺寸僅僅是為便於清晰描述，而並不限定比例關係。

第1圖示出具有本發明實施例的安全保護裝置的銷售終端(或稱為POS機)10。銷售終端10具有用於容納卡(例如具有如帳戶詳情等保密資訊的信用卡)12的卡槽、以及若干用於輸入如帳戶資訊和終端控制指令的按鈕14。銷售終端10內部具有電路板、以及裝設于電路板的安全保護裝置。安全保護裝置用於保護存儲在POS機記憶體(如記憶體晶片)中的資訊。如不加以保護，POS機記憶體中的資訊可能會被作案者非法獲得。

第2圖示出POS機10的電路板16及裝於電路板16上的安全保護裝置20。安全保護裝置20表現為電路板16上層的柔性片。依據本發明的一個較佳實施例，安全保護裝置20的基板是不透明的，以隱藏安全屏(圖中未示出)的佈局或圖案以及電路板16上的下層電路。安全保護裝置20和電路板16上設若幹孔18以便將電路板16安裝到POS機10的殼體。

第3圖示出根據本發明一實施例的多層型安全保護裝置的分解圖。第4圖示出根據本發明另一實施例的多層型安全保護裝置的分解圖。多層型安全保護裝置指安全保護裝置具有兩個或兩個以上包括可斷導體(也稱作導電軌跡)的安全屏。安全保護裝置20包括基板22、第一安全屏26、以及形成在第一安全屏26上的絕緣層28。第一安全屏26粘結至基板22，包括第一導體46。第一導體46的兩端形成第一屏端子對48。第3圖所示的實施例中還包括第二安全屏26和粘合劑層30。第二安全屏26粘結至絕緣層28，包括第二導體46。第二導體46的兩端形成第二屏端子對48。粘合劑層30設于第二安全屏26上，用於將安全保護裝置20粘結至母設備(如電路板、殼體等)。第4圖所示的實施例中，第二安全屏26粘結至基板22的另一表面，包括第二導體46。第二導體46的兩端形成第二屏端子對48。粘合劑層30設于第二安全屏26上，用於將安全保護裝置20粘結至母設備(如電路板、殼體等)。

對於具有可斷導體的多層型安全保護裝置，基板24與第一安全屏26之間、以及絕緣層28和第二安全屏26之間還可分別形成粘合調節層。值得注意的是，第一、第二導體46可斷是可選的。並且，可斷導體可由不涉及粘合調節層的其他方法形成(相應地，第4圖所示實施例中不存在粘合調節層)。

上述實施例中，安全保護裝置20具有基板22、至少兩個安全屏26、以及將安全保護裝置20粘結至母設備的粘合劑層30。絕緣層28在相鄰安全屏26之間提供絕緣。取決於實際應用以及所需的安全等級，安全保護裝置20的各層的順序和數量可以變化。如前面所指出的，也可以使用脫離層。

基板22較佳的為聚合物膜，典型的為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，俗稱滌綸)膜，為安全保護裝置的電路提供基體。可選的，基板22為柔性膜，其厚度在25μm^~175μm之間。當然，取決於功能需要，基板22可以更厚。基板22可以是聚合物膜的其他變形，包括但不限於聚碳酸酯(polycarbonate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯亞胺(polyimide)、以及聚氯乙稀(PVC)。基板22可以是透明的或不透明被著色(例如黑色或白色)的。

安全屏26由一個或更多數個導電軌跡或導體46的圖案形成。導電軌跡或導體46較佳的是將熱固或熱塑導電油墨印製在基板22上的寬度可變的迂回軌跡，該迂回軌跡在一對屏端子48之間形成導電路徑。較佳的，導體46的兩個端部即為一對屏端子對。單層安全屏可以包括一個導體或如第17圖所示的可通過各自的一對屏端子互連的更多數個導體。

導電軌跡46可以由含有導電或電阻性油墨的銀、鍍銀銅、或金形成，每一上述材料具有適合安全保護裝置柔性電路的運行和功能的特定特性。取決於安全保護裝置柔性電路的功能，多數個層在特定點可以是完全絕緣或者連接。作為替代，導電軌跡46還可以由碳、石墨、導電性聚合物、或其他導電或電阻性油墨形成，每一上述材料具有適合安全保護裝置柔性電路的運行和功能的特定特性。

絕緣層28較佳的由電絕緣的紫外線固化油墨形成，作為絕緣介質以允許將多層導電油墨或安全屏26印製在單塊基板22上。例如，可以將絕緣層28直接印製在第一安全屏26上從而使第一、第二安全屏26電絕緣、或使第一安全屏26與安全保護裝置20或母設備的其他導電電路部件電絕緣。

取決於安全保護裝置的功能需要，絕緣層28可以部份或完全印製在安全屏26的導電軌跡46上，以在需要時允許印製下一安全屏26並使下一安全屏與第一安全屏保持電絕緣。可以理解的，可以依次印製多組導電層26和絕緣層28。

粘合劑層30較佳的為壓敏粘合劑。一種典型的壓敏粘合劑為丙烯酸酯膠粘合劑。壓敏粘合劑可以在受到壓力時在兩表面之間形成粘結。粘合劑層30用於將安全保護裝置20粘結至母設備。作為替代，粘合劑也可以是液體粘合劑，例如環氧樹脂、或濕固化聚氨酯等。先將液體粘合劑置於或印製在安全保護裝置20與電路板16之間，然後使用濕能、熱能、或紫外線能將粘合劑固化，在安全保護裝置20與電路板16之間形成永久粘結。這類粘合劑雖然不具有壓敏性，但可以在同樣原理下工作。

取決於母設備的材料，可以使用具有特定粘結特性的不同的壓敏粘合劑。特別地，與母設備的粘結須強於與基板22的結合。這樣，分離安全保護裝置20與母設備時，粘合劑層30仍然與母設備結合，以使安全屏26的導電軌跡46斷裂。

脫離層24較佳的可由紫外線(UV)、紅外線(IR)或熱固化油墨形成，在基板22與安全屏26之間提供粘合。由此，油墨形成粘合調節劑。以預定的圖案將脫離層24間斷印製在基板22上，即基板22的一部份區域未被粘合調節油墨覆蓋。可選的，脫離層24的圖案可以簡單的為若干長條或點。

第5A圖至第5C圖示例性地示出用作安全屏26的導體46的三種可能的圖案。第5A圖至第5C圖中，安全屏26均由在一對屏端子48處終止的導體46形成。屏端子48可以簡單地是導體46的末端。取決於報警電路的需求，可以在導體46的末端之間形成另外的屏端子。第5B圖中的圖案是將第5A圖中的圖案沿著經過兩個屏端子48的對角線翻轉180度而形成。第5C圖中的圖案與第5A圖和第5B圖中的圖案均不同。依據本發明的實施例，屏端子48也可以作為接觸墊。

較理想的，將導體圖案設計為使導體線路盡可能細以盡可能可靠，導體線路之間的間距被設置為是能夠可靠重現並可靠隔離而不會使導體各部份短路的最小值。導體圖案不需要完全佈滿安全保護裝置。事實上，安全保護裝置20可以是不透明的或隱藏電路板16的其他部份，導體22只保護電路板16的小部份(例如支撐記憶體晶片或微處理器的部份)。

第6圖示出將第5A圖至第5C圖的三個安全屏交疊而形成的多層型安全保護裝置。本實施例中，第5A圖至第5C圖中的三個安全屏26交疊形成三層的安全保護裝置。如第6圖所示，一層導體的相鄰線路之間的間隔與其他層的導體線路交疊，因此顯著增加從安全保護裝置中找到無導體線路區域的難度。在第6圖所示的實施例中，每個安全屏26具有由單個導體連接的兩個屏端子48。取決於報警電路，各安全屏30可以與各自的報警端子連接、與單個報警電路串聯、或與單個報警電路並聯。並聯時，在特定實施例中，安全屏26具有預定的確定的電阻值，報警電路可以檢測報警端子之間連接部份的阻值的改變，指示對於安全保護裝置20的惡意干擾。三個安全屏26中的每一個具有從預定一組圖案中選出的圖案。對任一安全保護裝置來說，其各個安全屏的導電圖案均是不同的。

斷開三個導體46中的任何一個都會改變相應一對屏端子48之間的電流信號。交疊具有不同圖案的多數個安全屏26能夠顯著增加安全保護裝置20的電路密度。

具有更密導體圖案的安全屏26可以提供更高的安全等級，原因在於不破壞導體46地穿透安全屏26的難度更大。因此，較佳的，使較細的導體46密集地覆蓋安全屏26的區域。導體46較佳的由易斷材料形成，當作案者試圖移去安全保護裝置20時，導體46較容易斷裂，這樣可以進一步增加安全屏26的敏感度。

第7圖示出根據本發明另一實施例的具有兩個安全屏26的多層型安全保護裝置20的分解圖。兩個安全屏26印製在基板22兩側的兩個脫離層24上。這樣，基板22的兩側均具有安全屏26。其中一個安全屏26上覆蓋絕緣層28，另一安全屏26上覆蓋粘合劑層30。

第8圖示出根據本發明另一實施例的具有三個安全屏26的多層型安全保護裝置20的分解圖。從基板22往上，依次形成第一脫離層24、第一安全屏26、第一絕緣層28、第二脫離層24、第二安全屏26、第二絕緣層28、第三脫離層24、第三安全屏26、以及粘合劑層30。以此方式，可以形成具有任意數量安全屏的安全保護裝置。粘合劑層30形成在最後一層安全屏26上，將安全保護裝置20粘結至母設備。

第9圖示出根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏、單電路結構的安全保護裝置20的剖視圖。安全保護裝置20包括基板22、脫離層24、第一安全屏26、絕緣層28、第二安全屏26、以及將安全保護裝置20粘結至母設備的粘合劑層30。第一、第二導電層26的導電軌跡通過絕緣層28的通孔32中的導電油墨彼此串聯。導電油墨可以是在第二安全屏26的印製過程中被填充至通孔32內。由於在印刷過程中形成電連接，通孔32可被稱作印刷過孔。作為替代，通孔還可以是鍍覆過孔。

第10圖示出根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏、雙電路結構的安全保護裝置20的剖視圖。安全保護裝置20包括基板22、第一脫離層24、第一安全屏26、絕緣層28、第二脫離層24、第二安全屏26、以及將安全保護裝置20粘結至母設備的粘合劑層30。第一、第二安全屏26形成兩個彼此獨立的安全屏，絕緣層28將兩導電層26的導電軌跡彼此電絕緣。通過合適的連接路徑將第一安全屏26與母設備的報警電路電連接，該連接路徑穿過第二安全屏26但與第二安全屏26之間無電連接。

第11圖示出根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏結構的單面安全保護裝置20的剖視圖。該安全保護裝置中使用鍋仔片34作為連接導電軌跡與母設備(例如剛性或柔性印刷線路板)16的導電元件。第11圖在第10圖的基礎上還示出鍋仔片34和35。本實施例中，安全保護裝置與第10圖所示的安全保護裝置的結構類似，區別之處在於，本實施例中，絕緣層28具有連接兩層安全屏26的通孔32，第一、第二安全屏26的導電軌跡通過通孔32中的導電油墨彼此電連接。第二導電層26具有作為屏端子48的延伸部36。延伸部36上無粘合劑覆蓋。延伸部36與母設備之間具有較大的空隙，用於容置鍋仔片34。鍋仔片34將屏端子48與母設備(尤其是母設備的報警電路)電連接。粘合劑層 30與母設備之間設有另一空隙，用於容置另一鍋仔片35。粘合劑層30將鍋仔片35與第二安全屏26電絕緣。可以理解，也可如第6圖所示，絕緣層28不設通孔，第一、第二導電層26形成兩個彼此獨立的安全屏，絕緣層28將兩導電層26的導電軌跡彼此電絕緣。本實施例提供了一個如何將安全保護裝置20應用在開關上的實例。鍋仔片35作為附加導電元件，用於當安全保護裝置20在鍋仔片35正上方處受到向下的外部壓力時閉合母設備表面上的兩極開關。

第12圖示出根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏結構的單面安全保護裝置20的剖視圖。本實施例中，使用填充於粘合劑層30的貫穿孔中的導電材料40將第二安全屏26與母設備(例如剛性或柔性印刷線路板)16電連接。導電材料40可以是樹脂或薄膜形式的各向異性(anisotropic)或各向同性(anisotropic)的導電粘合劑。可以通過導電粘合劑的聚合或自設備殼體上的突起部所施加的壓力建立連接。母設備與安全保護裝置粘結的粘合面上設有與母設備的報警電路的報警端子連接的導電墊(圖中未示出)。導電材料40代替第11圖中的鍋仔片34和延伸部36，將第二安全屏26的屏端子與母設備的報警電路的導電墊電連接。可以理解，也可如第10圖所示，絕緣層28不設通孔32，第一、第二安全屏26形成兩個彼此獨立的安全屏，絕緣層28將兩安全屏26的導電軌跡彼此電絕緣。

第13圖示出根據本發明另一實施例的裝設到母設備的具有雙安全屏結構的單面安全保護裝置20的剖視圖。本實施例中，使用印製碳墊42代替第12圖中的導電材料40，將第二安全屏26的導電軌跡與母設備電連接。可以理解，也可如第10圖所示，絕緣層28不設通孔32，第一、第二導電層26形成兩個彼此獨立的安全屏，絕緣層28將兩導電層26的導電軌跡彼此電絕緣。

較佳的，印製碳墊42並不充滿粘合劑層30的貫穿孔，而是與粘合劑層30之間具有間隙。這樣，在自然狀態下，第二安全屏26的屏端子與報警電路的端子之間並不電連接。然而，如果在碳墊42的正上方給安全保護裝置20施加外力，使安全保護裝置20彈性變形，碳墊42即與母設備接觸，使得第二安全屏26的屏端子與報警電路的端子電連接。較佳的，自設備殼體的突起部所施加的壓力可以建立碳墊42與母設備之間的電連接。這樣，在試圖移去安全保護裝置20時，設備殼體上的微小開口即可觸發報警。

第14圖的剖視圖示出第10圖的安全保護裝置20中安全屏的分離狀態。在安全保護裝置20的基板22被拉起的一角，第一、第二安全屏26的導電軌跡均被撕裂成若干片，導電軌跡被破壞並告警屏端子對之間的電阻值變化。在所示實例中，導電軌跡在多數個位置被完全撕裂。和第一脫離層24與第一安全屏26之間的結合強度以及第一安全屏26與絕緣層28之間的結合強度相比，第一脫離層24與基板22之間的結合強度較弱，並且和第一安全屏26與基板22直接結合的結合強度相比，第一安全屏26與絕緣層28之間的結合強度較弱，因此第一安全屏26與基板22直接結合的各部份仍保留在基板22上而與絕緣層28相分離，第一安全屏26與基體22之間經第一脫離層24結合的各部份仍與絕緣層28結合而第一脫離層24則與基板22相分離。和第二脫離層24與第二安全屏26之間的結合強度以及第二安全屏26與粘合劑層30之間的結合強度相比，第二脫離層24與絕緣層28之間的結合強度較弱，並且和第二安全屏26與絕緣層28直接結合的結合強度相比，第二安全屏26與粘合劑層30間的結合強度較弱，因此第二安全屏26與絕緣層28直接結合的各部份仍保留在絕緣層28上而與粘合劑層30相分離，第二安全屏26與絕緣層28之間經第二脫離層24結合的各部份仍與粘合劑層30結合而第二脫離層24則與絕緣層28相分離。粘合劑層30仍保留在母設備上。這樣，當將基板22從母設備上揭起時，兩個安全屏26的導電軌跡均被撕裂。

值得說明的是，為利於顯示，第9圖至第14圖是沿安全屏的導體延伸方向切開的剖視圖。可以理解，安全屏26無導電軌跡的區域也將填充由電絕緣的絕緣材料或電絕緣的粘合劑材料形成的覆蓋層。

第15圖示出裝設到電路板16後，試圖移去具有可斷導體46的安全保護裝置20時的狀態。安全保護裝置20的一角從電路板16上被揭起，導體46被撕裂，導體46的一部份仍在電路板16上，另一部份則在基板22或絕緣層28上。事實上，導體46留在電路板16上的圖案與脫離層24的圖案是一致的。導體46與基板22之間的結合強於導體46與粘合劑30之間的結合，而導體46與脫離油墨之間的結合弱於導體46與粘合劑30之間的結合。這樣，在塗敷脫離油墨的區域導體46與粘合劑30結合，在未塗敷脫離油墨的地方導體46與基板22結合。這樣，導體46被撕裂後，兩個屏端子32被開路。

第16圖和第16A圖示出依據本發明另一實施例的安全保護裝置。其中，通過彈性電連接件34將至少一個屏端子與報警電路連接，彈性電連接件偏壓至開路狀態。第16圖示出母設備及裝設至母設備的安全保護裝置20，其中母設備為印刷電路板。第16A圖是安全保護裝置20與印刷電路板16之間兩個連接處的放大分解圖。本實施例中安全保護裝置20與印刷電路板16之間使用鍋仔片34進行連接。在放鬆狀態下，鍋仔片34彈性地離開電路板16的端墊。電路板16的殼體上設置突起部60，對安全保護裝置20施加壓力，以使安全保護裝置20的屏端子按壓鍋仔片34並使鍋仔片34按壓電路板16的端子，從而當殼體封閉時在屏端子與電路板16的端子之間建立電連接。殼體被打開時，突起部60離開安全保護裝置20，鍋仔片34被放鬆，從而斷開屏端子與電路板的端子之間的連接，啟動報警。

第17圖示出具有兩個導電軌跡或導體46的安全屏26。每個導電軌跡或導體46具有形成一對屏端子48的兩個端部。取決於報警電路的複雜性，一個安全屏26可以具有任意數量的導體46。

為便於觀察和描述，上述各實施例的圖式是放大顯示的。實際情況下，導電軌跡的寬度以及導電軌跡之間的距離在1^~1000微米內。更佳的，導電軌跡的寬度在200^~300微米內。導電軌跡的寬度越小，安全等級越高，但印製過程的成本更高。這樣配置可以在成本與安全等級之間取得較佳的平衡。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。