用于抗攻击芯片的安全封装结构及封装完整性检测方法与流程

文档序号:16765442发布日期:2019-01-29 17:58阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于抗攻击芯片的安全封装结构,其特征是,由底座Z1、盖板Z2构成,底座Z1由LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术制成,具有朝下的“凸”字形腔体,并由此具有三层表面:上表面层Z5、金属压焊盘PAD层Z4、芯片层Z3;上表面层Z5为底座Z1最上层的表面,形状为一矩形环,该表面具有一些用于构成闭合金属网络的金属导线,包括圆形金属点B、金属导线CD、金属导线GH、金属导线NO、金属导线RS、圆形金属点U,各金属导线及圆形金属点皆靠近上表面层Z5矩形环内侧,其中,圆形金属点B位于底座Z1上表面左下部,并处于PAD层Z4中PAD A的左侧横向延长线上,圆形金属点U位于底座Z1上表面左下部,并处于PAD层Z4中PAD V的左侧横向延长线上,粗金属导线CD位于底座Z1上表面左上部,与底座Z1左边平行,C、D分别为其两个端点,粗金属导线GH位于底座Z1上表面右上部,与底座Z1上边平行,G、H分别为其两个端点,粗金属导线NO位于底座Z1上表面右下部,与底座Z1右边平行,N、O分别为其两个端点,金属导线RS位于底座Z1上表面左下部,与底座Z1下边平行,R、S分别为其两个端点,C点与N点位于底座Z1纵向的中心处,G点与R点位于底座Z1横向的中心处,D、C、B、U、S五点共线,位置由上依次向下,D、G、H三点共线,位置由左依次向右,H、N、O三点共线,位置由上依次向下,S、R、O三点共线,位置由左依次向右;PAD层Z4为腔体第一层台阶表面,形状为一矩形环,环内含有多个金属PAD,用于与芯片PAD相连,特殊地,PAD A与PAD V为用于封装完整性检测的PAD,位于PAD层Z4左下角,分别与底座Z1下边平行,且PAD A位于PAD V上方,PAD A通过内部金属导线与上表面层Z5中圆形金属点B相连,PAD V通过内部金属导线与上表面层Z5中圆形金属点U相连;芯片层Z3为腔体最底层表面,为矩形区域,芯片层Z3用于将芯片贴合至封装底座Z1;底座Z1下表面的每个引脚与PAD层Z4中相应PAD一一对应连接;

盖板Z2由LTCC技术制成,为一内嵌金属导线的薄矩形板,其上表面不含任何金属导线,其下表面嵌入用于构成闭合金属网络的金属导线,包括圆形金属点B1、金属导线B1B2、金属导线EF、金属导线IJ、“S”形金属走线K、金属导线LM、金属导线PQ、金属导线U2U1、圆形金属点U1,圆形金属点B1位于盖板Z2下表面左上部,具体位置由底座Z1的圆形金属点B决定,当底座Z1与盖板Z2闭合时,圆形金属点B1需要与圆形金属点B贴合;圆形金属点U1位于盖板Z2下表面左上部,具体位置由底座Z1的圆形金属点U决定,当底座Z1与盖板Z2闭合时,圆形金属点U1需要与圆形金属点U贴合;粗金属导线B1B2位于盖板Z2下表面左上部,与盖板Z2左边平行,B1、B2分别为其两个端点,粗金属导线EF位于盖板Z2下表面左下部,与盖板Z2下边平行,E、F分别为其两个端点,粗金属导线IJ位于盖板Z2下表面右下部,与盖板Z2右边平行,I、J分别为其两个端点,粗金属导线LM位于盖板Z2下表面右下部,与盖板Z2右边平行,L、M分别为其两个端点,粗金属导线PQ位于盖板Z2下表面右上部,与盖板Z2上边平行,P、Q分别为其两个端点,粗金属导线U2U1位于盖板Z2下表面左上部,与盖板Z2左边平行,U2、U1分别为其两个端点,B2点与M点位于盖板Z2纵向的中心处,Q点与F点位于盖板Z2横向的中心处,U2、U1、B1、B2、E五点共线,位置由上依次向下,U2、Q、P三点共线,位置由左依次向右,P、M、L、J、I五点共线,位置由上依次向下,E、F、I三点共线,位置由左依次向右;同时下表面还嵌入“S”形金属走线K,布满粗金属导线内的区域;“S”形金属走线K的两端分别与粗金属导线LM的L端以及粗金属导线JI的J端相连;

使用时,需要将盖板Z2下表面与底座Z1上表面紧密贴合,特别地,盖板Z2与底座Z1贴合需要满足以下要求:Z1圆形金属点B需与Z2圆形金属点B1贴合,Z1金属导线C端与Z2金属导线B2端贴合,Z1金属导线D端与Z2金属导线E端贴合,Z1金属导线G端与Z2金属导线F端贴合,Z1金属导线H端与Z2金属导线I端贴合,Z1金属导线N端与Z2金属导线M端贴合,Z1金属导线O端与Z2金属导线P端贴合,Z1金属导线R端与Z2金属导线Q端贴合,Z1金属导线S端与Z2金属导线U2端贴合,Z1圆形金属点U需与Z2圆形金属点U1贴合,由此便形成一条闭合且唯一的金属通路1:底座Z1的PAD A-圆形金属点B-圆形金属点B1-金属导线B1B2-金属导线CD-金属导线EF-金属导线GH-金属导线IJ-“S”形金属走线K-金属导线LM-金属导线NO-金属导线PQ-金属导线RS-金属导线U2U1-圆形金属点U1-圆形金属点U-底座Z1的PAD V,该闭合金属通路1将用于封装完整性的检测。

2.一种用于抗攻击芯片的安全封装结构完整性检测方法,其特征是,需要所述芯片内嵌检测传感器,并配合闭合金属通路1才能实施封装完整性检测:芯片内嵌检测传感器,芯片PAD X1为检测传感器输出PAD,芯片PAD X2为检测传感器输入PAD;芯片PAD X1通过键合引线W1与底座Z1的PAD A相连,芯片PAD X2通过键合引线W2与底座Z1的PAD V相连;盖板Z2与底座Z1贴合后的安全封装结构与芯片将形成一条从芯片检测传感器输出端到检测传感器输入端的闭合金属通路2:芯片的PAD X1-键合引线W1-底座Z1的PAD A-圆形金属点B-圆形金属点B1-金属导线B1B2-金属导线CD-金属导线EF-金属导线GH-金属导线IJ-“S”形金属走线K-金属导线LM-金属导线NO-金属导线PQ-金属导线RS-金属导线U2U1-圆形金属点U1-圆形金属点U-底座Z1的PAD V-键合引线W2-芯片Y的PAD X2;封装完整性检测具体步骤为:由芯片检测传感器提供待测信号,并将该待测信号由芯片的PAD X1中通入闭合金属通路2;待测信号经过闭合金属通路2,最后到达芯片的PAD X2端,由PAD X2将该信号输入检测传感器;检测传感器实时检测PAD X2处的信号,一旦盖板Z2被移除或被破坏,则闭合金属通路2将被打断,在PAD X2处检测信号丢失,判定受到侵入式攻击;

盖板Z2由LTCC技术制成,为一内嵌金属导线的薄矩形板,其上表面不含任何金属导线,其下表面嵌入用于构成闭合金属网络的金属导线,包括圆形金属点B1、金属导线B1B2、金属导线EF、金属导线IJ、“S”形金属走线K、金属导线LM、金属导线PQ、金属导线U2U1、圆形金属点U1,圆形金属点B1位于盖板Z2下表面左上部,具体位置由底座Z1的圆形金属点B决定,当底座Z1与盖板Z2闭合时,圆形金属点B1需要与圆形金属点B贴合;圆形金属点U1位于盖板Z2下表面左上部,具体位置由底座Z1的圆形金属点U决定,当底座Z1与盖板Z2闭合时,圆形金属点U1需要与圆形金属点U贴合;粗金属导线B1B2位于盖板Z2下表面左上部,与盖板Z2左边平行,B1、B2分别为其两个端点,粗金属导线EF位于盖板Z2下表面左下部,与盖板Z2下边平行,E、F分别为其两个端点,粗金属导线IJ位于盖板Z2下表面右下部,与盖板Z2右边平行,I、J分别为其两个端点,粗金属导线LM位于盖板Z2下表面右下部,与盖板Z2右边平行,L、M分别为其两个端点,粗金属导线PQ位于盖板Z2下表面右上部,与盖板Z2上边平行,P、Q分别为其两个端点,粗金属导线U2U1位于盖板Z2下表面左上部,与盖板Z2左边平行,U2、U1分别为其两个端点,B2点与M点位于盖板Z2纵向的中心处,Q点与F点位于盖板Z2横向的中心处,U2、U1、B1、B2、E五点共线,位置由上依次向下,U2、Q、P三点共线,位置由左依次向右,P、M、L、J、I五点共线,位置由上依次向下,E、F、I三点共线,位置由左依次向右;同时下表面还嵌入“S”形金属走线K,布满粗金属导线内的区域;“S”形金属走线K的两端分别与粗金属导线LM的L端以及粗金属导线JI的J端相连;

使用时,需要将盖板Z2下表面与底座Z1上表面紧密贴合,特别地,盖板Z2与底座Z1贴合需要满足以下要求:Z1圆形金属点B需与Z2圆形金属点B1贴合,Z1金属导线C端与Z2金属导线B2端贴合,Z1金属导线D端与Z2金属导线E端贴合,Z1金属导线G端与Z2金属导线F端贴合,Z1金属导线H端与Z2金属导线I端贴合,Z1金属导线N端与Z2金属导线M端贴合,Z1金属导线O端与Z2金属导线P端贴合,Z1金属导线R端与Z2金属导线Q端贴合,Z1金属导线S端与Z2金属导线U2端贴合,Z1圆形金属点U需与Z2圆形金属点U1贴合,由此便形成一条闭合且唯一的金属通路1:底座Z1的PAD A-圆形金属点B-圆形金属点B1-金属导线B1B2-金属导线CD-金属导线EF-金属导线GH-金属导线IJ-“S”形金属走线K-金属导线LM-金属导线NO-金属导线PQ-金属导线RS-金属导线U2U1-圆形金属点U1-圆形金属点U-底座Z1的PAD V,该闭合金属通路1将用于封装完整性的检测。

3.如权利要求2所述的用于抗攻击芯片的安全封装结构完整性检测方法,其特征是,一旦检测传感器判定受到侵入式攻击,则会输出ALARM报警信号,芯片检测到该信号后,立即启动销毁控制模块,对芯片内部的存储器所有地址进行顺序全0、全1或随机数覆写,即可将关键数据销毁,从而保障存储信息的安全。

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