用于抗攻击芯片的安全封装结构及封装完整性检测方法

摘要

本发明涉及芯片抗攻击领域，为实现实时监测金属网络的完整性，监测封装的完整性，保障集成电路芯片的信息安全。本发明采用的技术方案是，用于抗攻击芯片的安全封装结构，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；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。本发明主要应用于芯片抗攻击场合。

主权项

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图1PAD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B1 B2‑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。