CN103489835B - 安全芯片及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种安全芯片及封装方法。所述安全芯片包括：芯片裸片、键合在所述芯片裸片上设置芯片PAD的a面的第一防腐材料及键合在所述a面的相对面b面的第二防腐材料，所述芯片裸片及所述第一防腐材料、所述第二防腐材料外围包裹有封装材料。本发明实施例还提供了一种封装方法。本发明实施例所提供的安全芯片及封装方法，通过为芯片裸片双面键合防腐材料，增加了物理和化学方法去封装的难度，有效提高了芯片防化学和物理剖片的能力，即使剖片成功，在去除所述防腐材料时芯片裸片也已经遭到破坏，使芯片无法正常工作，芯片中的信息不会泄漏，提高了芯片的安全性。

Description

安全芯片及封装方法

技术领域

本发明涉及微电子芯片技术领域，更具体而言，涉及一种安全芯片及封装方法。

背景技术

芯片封装是指为芯片裸片封装一个外壳，并通过封装设备将裸片上的电路管脚，用导线或焊球引到外部引脚处，以便与其它器件连接。现有的封装方式包括：双列直插式封装（DualIn-LinePackage，DIP）、塑料四边引出扁平封装（PlasticQuadFlatPackage，PQFP）、管脚阵列封装(PinGridArrayPackage,PGA)等。芯片封装对芯片起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，对于安全芯片，芯片封装对阻止攻击还可以起到一定的作用。

然而，对于一般标准的封装，可以通过化学的、物理的方式去除封装，去除封装后的裸片可以通过向芯片的正面或者背面进行光、热、射线注入的方式进行攻击，进而破解芯片；或者通过对裸片总线探测、旁路模块等方式获取到芯片的数据。因此，标准的封装方式防化学和物理剖片的能力较差，导致芯片的安全性较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种安全芯片及封装方法，解决了标准的封装方式防化学和物理剖片的能力较差，导致芯片的安全性较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种安全芯片，所述安全芯片包括：芯片裸片、键合在所述芯片裸片上设置芯片PAD的a面的第一防腐材料及键合在所述a面的相对面b面的第二防腐材料，所述芯片裸片及所述第一防腐材料、所述第二防腐材料外围包裹有封装材料。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述芯片裸片的厚度为150μm。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述a面除芯片PAD的部分其他部分全部被所述第一防腐材料覆盖，所述芯片PAD伸出所述第一防腐材料；所述b面全部被所述第二防腐材料所覆盖。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一防腐材料为硅片；所述第二防腐材料为硅片。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述封装材料为环氧树脂、陶瓷或金属。

第二方面，本发明实施例还提供了一种封装方法，所述方法包括：在芯片裸片设置有芯片PAD的a面键合第一防腐材料；在所述a面的相对面b面键合第二防腐材料；封装键合有所述第一防腐材料和所述第二防腐材料的芯片裸片。

在第二方面的第一种可能实现方式中，在所述b面键合第二防腐材料前，还包括：研磨所述芯片裸片，使所述芯片裸片的厚度达到150μm。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述在芯片裸片设置有芯片PAD的a面键合第一防腐材料，包括：将所述第一防腐材料刻蚀形成窗口；将所述第一防腐材料键合在所述芯片裸片的a面，所述芯片PAD从所述窗口伸出。

结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述键合，具体为：通过隔热、防腐蚀胶粘合。

由以上技术方案可知，本发明实施例所提供的安全芯片及封装方法，通过为芯片裸片双面键合防腐材料，增加了物理和化学去封装的难度，有效的提高了芯片防止化学和物理剖片的能力，即使剖片成功，在去除所述防腐材料时芯片裸片也已经遭到破坏，芯片中的信息不会泄漏，提高了芯片的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例提供的安全芯片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的封装方法流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种封装方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的安全芯片的结构示意图，所述安全芯片包括：

芯片裸片1，键合在所述芯片裸片1上设置有芯片PAD11的一面的第一防腐材料2。其中，本发明实施例中，将此面称作a面，本发明实施例中所提到的a面均指此面。在所述a面的相对面键合第二防腐材料3，在本发明实施例中将a面的相对面称为b面，在本发明实施例中所提到的b面均指此面。所述键合有第一防腐材料2和第二防腐材料3的芯片裸片1外围包裹有封装材料4，所述封装材料4外部设置有引脚5，位于所述芯片PAD11上的信号触点通过导线连接到所述引脚5上。

需要指出的是，由于在芯片裸片双面键合防腐材料，与传统芯片裸片相比，本发明实施例中芯片裸片的厚度更小，其厚度应当为传统芯片裸片的厚度减去两部分防腐材料的厚度，例如，在一个实施例中，使用相同的封装方式，传统的芯片裸片厚度为350μm，本发明实施例所提供的安全芯片中芯片裸片的厚度为150μm，两部分防腐材料的厚度共200μm。而采用不同的封装方式进行封装时，所要求的芯片裸片的厚度也是不同的，本发明对此不做限制。

此外，本发明实施例所提供的安全芯片，所述a面除了所述芯片PAD11的部分，其他部分全部被所述第一防腐材料2覆盖，所述芯片PAD11伸出所述第一防腐材料2；所述b面全部被所述第二防腐材料3所覆盖。

需要指出的是，所述第一防腐材料和所述第二防腐材料可以为任意已知或即将出现的防化学腐蚀的材料，例如，可以是硅片，而且所述第一防腐材料和所述第二防腐材料可以相同的材料或者不同的材料，其厚度也可以相同或者不同，本发明对此不做限制。

此外，需要指出的是，所述封装材料为任意已知或者即将出现的可以作用于芯片封装的材料，例如，可以是环氧树脂、陶瓷或者金属，本发明对次不做限制。

该实施例所提供的安全芯片，通过为芯片裸片双面键合防腐材料，增加了物理和化学去封装的难度，有效的提高了芯片防止化学和物理剖片的能力，即使剖片成功，在去除所述防腐材料时芯片裸片也已经遭到破坏，芯片已经无法正常工作，芯片中的信息不会泄漏，提高了芯片的安全性。

参见图2，为本发明实施例提供的封装方法流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤101，在芯片裸片设置有芯片PAD的a面键合第一防腐材料；

其中，所述在芯片裸片设置有芯片PAD的a面键合第一防腐材料，包括：将所述第一防腐材料刻蚀形成窗口；将所述第一防腐材料键合在所述芯片裸片的a面，所述芯片PAD从所述窗口伸出。

需要指出的是，所述第一防腐材料为任意已知或即将出现的防化学腐蚀的材料，例如，可以是硅片，其厚度根据所述芯片的厚度和所采用的封装方式不同而进行不同的设置，本发明对此不作限制。

步骤102，在所述a面的相对面b面键合第二防腐材料；

其中，所述第二防腐材料可以为任意已知或即将出现的防化学腐蚀的材料，例如，可以是硅片，其厚度根据所述芯片的厚度和所采用的封装方式不同而进行不同的设置，本发明对此不作限制。

其中，所述第二防腐材料与所述第一防腐材料所使用的材料可以相同或者不同，厚度也可以相同或者不同，本发明对此不做限制。

需要指出的是，根据封装形式的不同，需要不同程度上减薄芯片裸片的厚度，通常，通过对芯片进行研磨的方式，减薄所述芯片裸片的厚度，显而易见的，减薄芯片裸片厚度时所研磨的应当为芯片裸片未设置PAD的一面，在本发明实施例中为所述b面。

此外，在实际操作中，步骤101和步骤102的执行顺序可以互换，本发明对步骤101和步骤102的执行顺序不做任何限制。

步骤103，封装键合有所述第一防腐材料和所述第二防腐材料的芯片裸片；

其中，可以采用任意已知或即将出现的封装方式对所述芯片裸片进行封装。封装技术为相关领域技术人员所熟知的技术手段，本发明在此不再赘述。

由以上技术方案可知，本发明实施例所提供的封装方法，通过为芯片裸片双面键合防腐材料，增加了物理和化学方法去封装的难度，有效提高了芯片防化学和物理剖片的能力，即使剖片成功，在去除所述防腐材料时芯片裸片也已经遭到破坏，使芯片无法正常工作，芯片中的信息不会泄漏，提高了芯片的安全性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了另一种封装方式，如图3所示，为本发明实施例提供的另一种封装方法流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤201，研磨所述芯片裸片；

由于采用本发明实施例所提供的封装方法，根据不同的封装形式需要将芯片裸片减薄，例如,采用低轮廓四方扁平封装(LowrofileQuadFlatPackage,LQFP)进行封装时，传统的LQFP封装手段要求芯片裸片的厚度为350μm，采用本发明实施例的封装方法，需要芯片裸片和防腐材料的总厚度为350μm，在本实施例中，可以将芯片裸片厚度减为150μm，两部分防腐材料分别为100μm。

需要指出的是，为了保证芯片裸片中电路的安全性，一般保持芯片裸片的厚度大于100μm，具体厚度可以根据不同的需要进行不同的设置，本发明对此不做限制。

此外，所述研磨为本领域技术人员所公知的技术手段，本发明对此不再赘述。

步骤202，将所述第一防腐材料刻蚀形成窗口；

显而易见的，所述窗口根据芯片PAD的大小和位置进行刻蚀，可以对应每个芯片PAD刻蚀出多个窗口，也可以刻蚀一个大的窗口，所有芯片PAD可以从所述窗口伸出，本发明对此不做限制。

此外，所述刻蚀方式可以为湿法刻蚀或者干法刻蚀，所述刻蚀方法为相关技术领域人员所熟知的技术，本发明对此不再赘述。

步骤203，将所述第一防腐材料键合在所述芯片裸片的a面；

其中，所述芯片PAD从所述窗口伸出，所述芯片裸片a面除所述芯片PAD的部分全部被所述第一防腐材料所覆盖。

需要指出的，所述第一防腐材料可以为任意已知或即将出现的防化学腐蚀的材料，例如，可以是硅片，其厚度根据所述芯片的厚度和所采用的封装方式不同而进行不同的设置，本发明对此不作限制。

步骤204，在所述a面的相对面b面键合第二防腐材料；

其中，键合指的是将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料，通过范德华力、分子力甚至原子力直接结合。本发明实施例中，为了防止攻击者通过化学腐蚀进行剖片，同时增加物理研磨的难度，采用隔热防腐蚀胶将所述防腐材料键合在所述芯片裸片上。此外，所述b面全部被所述第二防腐材料覆盖。

需要指出的，所述第二防腐材料可以为任意已知或即将出现的防化学腐蚀的材料，例如，可以是硅片，其厚度根据所述芯片的厚度和所采用的封装方式不同而进行不同的设置，本发明对此不作限制。

其中，所述第二防腐材料与所述第一防腐材料可以是相同的可以相同或者不同，厚度也可以相同或者不同，本发明对此不做限制。

步骤205，封装键合有所述第一防腐材料和所述第二防腐材料的芯片裸片；

其中，在封装过程中，封装模块上设置有连接外部器件的引脚，所述引脚通过导线与芯片PAD上的信号触点相连接，连接完成后，向所述封装模块灌注封装材料，将所述芯片裸片进行封装。

需要指出的是，所述封装材料可以为任意已知或即将出现的适合用作封装的材料，比如，可以是环氧树脂、陶瓷或者金属。

由以上技术方案可知，本发明实施例所提供的安全芯片及封装方法，通过为芯片裸片双面键合防腐材料，增加了物理和化学方法去封装的难度，有效提高了芯片防化学和物理剖片的能力，即使剖片成功，在去除所述防腐材料时芯片裸片也已经遭到破坏，使芯片无法正常工作，芯片中的信息不会泄漏，提高了芯片的安全性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种安全芯片，其特征在于，所述芯片包括：芯片裸片、键合在所述芯片裸片上设置芯片PAD的a面的第一防腐材料及键合在所述a面的相对面b面的第二防腐材料，所述键合有第一防腐材料和第二防腐材料的芯片裸片外围包裹有封装材料；所述第一防腐材料为硅片；所述第二防腐材料为硅片。

2.如权利要求1所述的安全芯片，其特征在于，所述芯片裸片的厚度为150μm。

3.如权利要求1或2所述的安全芯片，其特征在于，所述a面除所述芯片PAD的部分其他部分全部被所述第一防腐材料覆盖，所述芯片PAD伸出所述第一防腐材料；所述b面全部被所述第二防腐材料所覆盖。

4.如权利要求1所述的安全芯片，其特征在于，所述封装材料为环氧树脂、陶瓷或金属。

5.一种封装方法，其特征在于，所述方法包括：

在芯片裸片设置有芯片PAD的a面键合第一防腐材料；

在所述a面的相对面b面键合第二防腐材料；

封装键合有所述第一防腐材料和所述第二防腐材料的芯片裸片。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述b面键合第二防腐材料前，还包括：

研磨所述芯片裸片，使所述芯片裸片的厚度达到150μm。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述在芯片裸片设置有芯片PAD的a面键合第一防腐材料，包括：

将所述第一防腐材料刻蚀形成窗口；

将所述第一防腐材料键合在所述芯片裸片的a面，所述芯片PAD从所述窗口伸出。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述键合，具体为：通过隔热、防腐蚀胶粘合。