Оболонка кристала інтегральної схеми

1 Оболонка кристала інтегральної схеми (1С) для повного або часткового захисту електричних, електронних, оптоелектронних і/або електромеханічних компонентів кристала 1С, яка відрізняється тим, що вона містить активатор, при активуванні якого звільнюється речовина, яка здатна повністю або частково зруйнувати електричні, електронні, оптоелектронні і/або електромеханічні компоненти кристала 1С, і який активується при спробі видалити з кристала його покриття 2 Оболонка за п 1 , яка відрізняється тим, що вона перекриває передбачений на картці з мікросхемою або з мікропроцесором безкорпусний кристал 1С 3 Оболонка за п 1 або 2, яка відрізняється тим, що вона розміщена на кристалі 1С, що є блоком контролера або спеціалізованим блоком 4 Оболонка за будь яким з пп 1-3, яка відрізняється тим, що містить виїмку, в якій розміщений активатор 5 Оболонка за будь яким з пп 1-4, яка відрізняється тим, що активатор введений у матрицю матеріалу покриття 6 Оболонка за будь яким з пп 1-5, яка відрізняється тим, що активатор при активуванні Даний винахід стосується покриття кристалу інтегральної схеми (1С) для повного або часткового покриття електричних, електронних, має властивість виділення речовини з ВІДНОВЛЮЮЧОЮ ДІЄЮ 7 Оболонка за п 6, яка відрізняється тим, що речовина з відновлюючою дією має властивість руйнування електричних, електронних, оптоелектронних і/або електромеханічних компонентів кристала 1С 8 Оболонка за будь яким з пп 1-7, яка відрізняється тим, що вона розміщена на кристалі 1С, електричні, електронні, оптоелектронні і/або електромеханічні компоненти якої мають алюмінієві структури 9 Оболонка за пп 1-8, яка відрізняється тим, що активатор являє собою RCb 10 Оболонка за п 9, яка відрізняється тим, що RCb при активуванні має властивість утворення вільного радикалу 11 Оболонка за п 10, яка відрізняється тим, що вільний радикал є речовиною з відновлюючою дією 12 Оболонка за будь яким з пп 1-11, яка відрізняється тим, що активатор має властивість активування за допомогою розчинника, який розчиняє оболонку кристала 1С 13 Оболонка за будь яким з пп 1-11, яка відрізняється тим, що активатор має властивість активування за допомогою накопиченого усередині оболонки 1 активуючого засобу С 14 Оболонка за будь яким з пп 1-13, яка відрізняється тим, що вона розміщена на кристалі 1С, над важливою для надійності ділянкою якого розташований другий кристал 1С 15 Оболонка за будь яким з пп 1-14, яка відрізняється тим, що активатор у оболонці кристала 1С розміщений над важливою для надійності ділянкою кристала 1С 16 Оболонка за будь яким з пп 1-15, яка відрізняється тим, що в мікросхемі вона виконана з декількох прошарків оптоелектронних і/або електромеханічних компонентів кристалу 1С Подібні покриття кристалу 1С захищають покриті ділянки кристалу 1С від ушкоджень О о ю 57704 внаслідок механічної зусиль і впливів навколишнього середовища У випадку кристалів 1С, передбачених на картках з 1С (Chip Card), картках із мікропроцесором (Smart Card) і подібному, покриття кристалів 1С і дотепер є покриттями, що можуть бути видаленими, наприклад, ХІМІЧНИМИ способами (наприклад, за рахунок застосування НІЧОз, що димить) так, що відносно простим способом можна здійснити точний аналіз схеми кристалу і/або маніпуляції зі схемою кристалу Можливість здійснення подібних аналізів і/або маніпуляцій зі схемою кристалу є небажаною, оскільки тим самим існує можливість зловживання Як приклад варто назвати застосовувані в секторі платного телебачення картки з 1С (Chip Card) або ВІДПОВІДНО картки з мікропроцесором (Smart Card) Якщо зловмиснику вдасться проаналізувати схему, що відкриває доступ до певної телевізійної програми, відносно положення і функції окремих компонентів і/або проходження провідних доріжок усередині кристалу 1С і знайти можливості маніпулювати ними за рахунок придатних перемичок або тому подібного, то він може одержати за рахунок цього можливість безплатного користування послугами, що потребують оплати Подібні можливості маніпулювання мають значення не тільки в секторі платного телебачення, але також і в усіх видах кристалів 1С, що служать для контролю права користування, і відкривають незчисленні можливості зловживань, що можуть мати наслідком не тільки фінансові втрати, але й суттєвий ризик надійності Для захисту як структури чіпа, так і даних, що, можливо, записаних в ньому, використовують різні способи, зокрема, й засновані на механізмі "саморуйнування" конструктивних елементів чіпа Так, згідно з ЕР-А-510433 ІСТОТНІ складові частини чіпа щонайменше часткововиконані таким чином, що вони руйнуються вже при незначному підвищенні температури і при контакті з кислотами Згідно US-A-5233563 в ЧІПІ, що підлягає захисту, передбачені електролітичні фотоэлементи, які при контакті з кислотами, що застосовуються для видалення покриття чіпа, створюють електричну напругу, під дією якої накопичені в ЧІПІ дані можуть бути стерті і/або чіп може бути зруйнований або пошкоджений Найближчим за технічною суттю до заявленого рішення є покриття чіпа, описане в патенті США US-A-5399441 (МПК6 H01L 23/28, дата публікації 21 03 1995), яке містить як наповнювач метали, які при контакті з окисляючими субстанціями нагріваються настільки, що це може пошкодити або зруйнувати розташовані під ними ділянки чіпа В основі винаходу лежить задача подальшого вдосконалення покриття кристалу 1С для повного або часткового покриття електричних, електронних, оптоелектронних і/або електромеханічних компонентів кристалу 1С, з метою надійного запобігання аналізу структури чіпа і/або маніпулювання записаними в них даними сторонніми зловмисниками Ця задача вирішена згідно з винаходом за рахунок того, що передбачено активатор, який в активованому стані може повністю або частково руйнувати електричні, електронні, оптоелектронні і/або електромеханічні компоненти кристалу 1С і який активується при спробі видалити покриття з кристалу 1С Таким чином є можливим, одночасно з видаленням покриття кристалу 1С, проводити руйнування важливих для надійності ділянок кристалу 1С Аналіз сторонніми особами і маніпуляції над кристалом 1С таким чином можуть бути надійно відвернені Переважні форми подальшого вдосконалення винаходу є предметом залежних пунктів формули винаходу Винахід пояснюється нижче більш докладно на прикладах виконання із посиланням на фігуру Фігура показує два розміщених один над одним кристали 1С, важливі для надійності ділянки яких оснащені покриттям кристалу 1С згідно з прикладом виконання винаходу На фігурі поданий розріз, проте задля наглядності від штрихування відмовилися На Фігурі 1 посилальною позицією 1 позначений перший кристал безкорпусної 1С у вигляді контролера В якості контролера, наприклад, може бути застосований блок фірмм Сшенс SLE 44C20 із постійною пам'яттю (ROM), програмованою постійною пам'яттю (PROM), постійною програмованою пам'яттю з електронним стиранням (EEPROM) і пам'яттю із довільною вибіркою (RAM) Перший кристал 1С 1 закріплений на системному тримачі 3 за допомогою клейкої речовини 2 Системний тримач 3 може бути, наприклад, пластмасовою карткою для виготовлення картки з мікросхемою або картки з мікропроцесором, проте мова може йти також і про гнучку друковану плату або про так звану вивідну рамку На верхній, згідно з фігури, поверхні першого кристалу 1С 1 проходять провідні доріжки 4 з алюмінію Провідні доріжки 4 покриті першим шаром покриття кристалу 1С у формі шару 5 структури нітриду кремнію (S13N4) Цей шар 5 служить для того, щоб захищати кристал 1С від ушкоджень внаслідок впливів навколишнього середовища, зокрема, від ушкоджень внаслідок вологості і вологи Над Si3N4-LuapoM 5 передбачений другий шар покриття кристалу 1С у вигляді полимідного шару 6 Полммідний шар 6 захищає структури кристалу 1С, що знаходяться під ним, від механічних ушкоджень У названих шарах 5 і 6 покриття кристалу 1С передбачені виїмки, у яких звільнені площадки контактування 7 з алюмінію (Al-Pads) Над першим кристалом 1С 1 передбачений другий безкорпусний кристал 1С 8 у вигляді спеціалізованої 1С (замовленої 1С) Другий кристал 1С 8 наклеєний за допомогою клейкої речовини 9 на вже раніше згаданий ПОЛІІМІДНИЙ прошарок 6 57704 Другий кристал 1С 8 має на своїй верхній, згідно з фігурою, стороні також площадки контактування 7 з алюмінію Площадки контактування першого кристалу 1С і площадки контактування другого кристалу 1С з'єднані одна з одною дротяними виводами 10 Весь вище описаний пристрій оточений третім шаром покриття кристалу 1С у формі так званої кришки-дзвону (Globe Top) 11, що служить для того, щоб захистити пристрій від впливів навколишнього середовища і механічних ушкоджень Кришка-дзвін 11 складається у даному випадку з епоксидної смоли Описаний вище, показаний на фігурі пристрій представляє собою частину картки з 1С, картки з мікропроцесором або тому подібне Перший, другий і третій шари покриття кристалу 1С 5, 6 та 11 і клейкі речовини 2, 9 складаються, як правило, з матеріалів, які ХІМІЧНО видаляються Для цього можна використати, наприклад, НМОз, що димить, тому що вона руйнує покриття кристалу 1С, проте не руйнує виготовлені з алюмінію провідні доріжки 4 і площадки контактування 7 Щоб запобігти таким чином відкриттю можливості стороннього аналізу і/або маніпуляції з важливими для надійності ділянками кристалу 1С, у покритті кристалу 1С над цими ділянками передбачені активатори Важливою для надійності ділянкою, що повинна бути захищена від стороннього аналізу і/або маніпуляції, у випадку карток з мікросхемою, карток з мікропроцесором і тому подібним при розташованих один над одним кристалах 1С, як правило, є розташований знизу кристал 1С контролера 1 Ця ділянка повинна бути важливою для надійності ділянкою також у даному прикладі виконання Активатор у даному прикладі виконання є речовиною, що активується при контактуванні з речовиною, що ХІМІЧНО розчиняє покриття кристалу 1С, у формі розчинника, або т п , тобто, наприклад, при контактуванні з HNO3, що димить При активуванні виділяється речовина з відновлюючою дією, що руйнує структури кристалу 1С, які складаються з алюмінію, як, наприклад, провідні доріжки 4 і тим самим робить неможливим сторонній аналіз і/або маніпуляцію У неактивованому стані активатор не впливає на кристал 1С Руйнування структур кристалу 1С після активування активатора в даному прикладі виконання відбувається за рахунок розчинення останнього шляхом ХІМІЧНОГО відновлення Активатор у даному прикладі виконання утворений RCI2 При зустрічі з HNO3 згідно з рівнянням реакції HNO3+ R C I 2 ^ 2 C I - + утворюються ВІЛЬНІ радикали, які внаслідок свого відновлювального характеру руйнують розташовані під покриттям кристалу 1С структури з алюмінію Застосування активаторів, які при контактуванні з HNO3 виділяють окиснюючі речовини, не призводить тут до бажаного успіху, тому що окиснюючі речовини спричиняють вплив на алюмінієві структури лише доти, доки вони не покриються окисним шаром, що тоді надає алюмінієвій структурі функцію самозахисту і саме тому не призводить до руйнування алюмінієвих структур Позначені на фігурі посилальною позицією 12 активатори можуть передбачатися над важливою для надійності ділянкою в подібних вікнам вільних зонах або виїмках, які з цією метою звільнені в Si3N4-npoLuapKy 5 і/або в поліамідному прошарку 6, у готовому стані картки з мікросхемою, картки з мікропроцесором і т п активатор оточений у цих вільних зонах або ВІДПОВІДНО виїмках покриттям кристалу 1С Альтернативно до цього активатор може використовуватися також у поліамідній матриці Не вимагається, щоб активатор у неактивованому стані вже вступав у контакт із алюмінієвими структурами, які, при необхідності, зазнають руйнування Положення і місце активатора можуть пристосовуватися до вимог, які змінюються, або, ВІДПОВІДНО, до ВІДПОВІДНИХ кристалів 1С Вид активатора переважно узгоджується з придатними для розчинення покриття 1С ХІМІЧНИМИ речовинами так, що при контактуванні будь-яких розчинників з активатором надійно наступає бажане активування активатора Дія активування, проте, може бути вибрана довільно, якщо за рахунок цього можна запобігати тільки аналізу і/або маніпулюванню з кристалом 1С Замість вище поясненого руйнування алюмінієвої структури за рахунок и ХІМІЧНОГО відновлення, може бути також передбачена, наприклад, руйнація кристалу 1С за рахунок створення енергії нагріву або тому подібного Можна також передбачати кілька різних активаторів, які реагують ВІДПОВІДНО З різними розчинниками у спосіб, що відповідає призначенню, так, що навіть найрізноманітніші види розчинників активують, щонайменше, один активатор У покритті кристалу 1С поряд з активатором, окремо від нього таким же чином, як і він, може бути передбачена також інша речовина, яка може активувати активатор згідно з призначення Таким чином речовина активатора може вибиратися незалежно від можливих розчинників, так як при видаленні покриття 1С звільняється як активатор, так і ця речовина, яка активує його згідно з призначення Описана останньою можливість дає перевагу у тому, що руйнування важливих для надійності структур кристалу 1С може відбуватися також при спробі зробити їх доступними також не ХІМІЧНИМ шляхом Те, що в покритті кристалу 1С передбачений вищеописаний активатор, дозволяє проводити автоматичне руйнування важливих для надійності ділянок кристалу 1С при спробі зробити їх доступними шляхом видалення покриття кристалу 1С Із врахуванням того факту, що структури, які підлягають руйнуванню, при цьому мають вкрай малі розміри, КІЛЬКІСТЬ активатора, яка повинна передбачатися при відповідному позиціонуванні, також є вкрай малою Подальший захід для підвищення надійності проти стороннього аналізу і/або маніпулювання з кристалами 1С полягає утому, що менш важливий для надійності кристал 1С, тобто в даному прикладі виконання спеціалізований кристал 1С 2, розташовують точно над важливою для надійності ділянкою іншого кристалу 1С, тобто в даному прикладі виконання точно над найважливішою для надійності ділянкою кристалу 1С контролера 1 Внаслідок відсутності оптичної доступності за рахунок цього також виключається можливість аналізу і/або маніпуляцій з кристалом 1С без видалення покриття Вище описаний приклад виконання стосувався так званої конструкції chip-on-chip-on-flex (чіп на Комп'ютерна верстка О В Кураєв 57704 8 ЧІПІ на гнучкій основі) ІЗ технологією з'єднань chipand-wire (чіп І дріт) Зрозуміло, що винахід не обмежується подібною конструкцією, а може також використовуватися у випадку одиничних кристалів 1С, а також при будь-якій КІЛЬКОСТІ ДОВІЛЬНО розташованих і довільно з'єднаних один з одним кристалів 1С Крім того, не існує також ніякого обмеження на застосовані згідно з вищенаведеним описом матеріали Вони можуть бути замінені на будь-які ІНШІ матеріали, аби тільки вони виконували задуману для них задачу Шляхом описаного виконання покриття кристалу 1С, яке відповідає винаходові, можливо у простий спосіб, значною мірою незалежно від виконання пристрою, надійно унеможливити сторонні аналіз і маніпулювання кристалом 1С Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна