CN107407946B - 带有暴露的用户接口的微电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置，包括电子组件和外壳。电子装置组件包括主机接口和直接用户输入接口。当该装置经由主机接口被连接到主机时，直接用户输入接口保持被暴露。外壳基本具有microSD装置的形状因子，形成电子装置的外部边界，被包覆模制在电子装置组件上。

Description

带有暴露的用户接口的微电子装置
技术领域
本公开涉及微电子装置。示例性实施例涉及在意图被安设在主机中的微电子装置封装上暴露包括用户接口的接口。
背景技术
安全数字(SDTM)指的是涵盖非易失记忆卡技术的、由SD协会维护的标准。SD卡主要地在诸如移动电话、全球定位系统(GPS)导航装置和数字照相机的便携式装置(被称作“主机”)中使用。SD标准描述四个基于性能的家族：SD标准容量(SDSCTM)、SD高容量(SDHCTM)、SD扩展容量(SDXCTM)和SD输入输出(SDIOTM)。SD标准还描述大小越来越小的三个形状因子：SD、miniSDTM和microSDTM。电气无源适配器允许更小的卡在针对更大的卡而构建的装置中装配并且发挥功能。
在SCSC、SDHC和SDXC家族中的卡被用作常规记忆卡并且提供从-SC到-HC到–XC逐渐增加的容量。当该卡被插入主机中时，在SDIO家族中的卡能够提供诸如定位、无线电和电视接收、条形码读取的输入/输出功能以及诸如Wi-Fi和IrDA的外部接口。
图1呈现microSD卡100的形状因子的两个轮廓视图-顶透视图110和底透视图120(围绕顶透视图110的长轴线远离观察者地旋转180度)。microSD卡的整体尺寸是15mm长乘11mm宽乘1mm厚。在microSD卡的长边上的非对称轮廓防止将其上下颠倒地在主机microSD插槽中插入。
拇指突脊112形成相对于第一短边呈凹形的弧，以部分地帮助从主机移除卡100。传导性电触点122在底视图120中邻近第二短边地被暴露以与主机电对接(数据通信和电力这两者)。在长边中的一条中形成的凹口114与主机中的相应的保持装置对接，以在操作期间实质性地紧固该卡。
传统的热固性塑料包覆模制涉及在另一种热塑性材料上方模制一种热塑性材料以形成一体件。传统的电子装置封装包括包含无源和有源元件的印刷电路板组件，以及在蛤壳状壳体内部的接口构件。一种形式的包覆模制能够被应用于电子装置封装，从而消除对于蛤壳状壳体的需要。在形成PCB组件(PCBA)之后，PCBA能够被插入模具中，并且注射的热固性塑料能够包围PCBA。热固性塑料的性质是出于各种原因而选择的，包括用于防止不慎地与包覆模制的材料中的任何一种相互作用，和用于欠填充诸如倒装芯片装置的电气构件。这个方案能够提供机械和防潮保护、抗振性；并且还能够减少制造步骤的数目。
发明内容
在这里描述的某些实例方面，一种电子装置包括电子装置组件和外壳。电子装置组件包括主机接口和直接用户输入接口。当该装置经由主机接口被连接到主机时，直接用户输入接口保持被暴露。外壳基本具有microSD装置的形状因子(例如，具有与microSD标准相兼容的主机接口表面，但是本体更长以容纳用户接口)，形成电子装置的外部边界，被包覆模制在电子装置组件上。
在某些实施例中，直接用户输入接口是触敏表面。在某些这种实施例中，该装置是可信计算装置。在某些这种实施例中，当经由主机接口被连接到主机时，该装置可被操作为执行要求到触敏表面的用户输入作为响应的挑战-响应协议。
在某些实施例中，触敏表面是单一表面。在某些这种实施例中，单一触敏表面被定位为在microSD形状因子的拇指突脊平台上或者被定位为邻近于microSD形状因子的拇指突脊平台。在其中单一触敏表面被定位为在microSD形状因子的拇指突脊平台上的某些实施例中，至少一个附加的用户接口位于触敏表面之下。在某些这种实施例中，该附加的用户接口包括发光二极管(LED)和传输/接收红外数据协会(IrDA)接口中的至少一个。
在某些实施例中，触敏表面包括在电子装置的表面处非连续的多个部分。在某些这种实施例中，触敏表面的每一个非连续的部分是通过在制造期间将该装置从被连接于此的镜面对称装置分割而被暴露的引线接合(wire bond)。
在考虑所示意的示例性实施例的以下详细说明时，对于本领域普通技术人员而言，示例性实施例的这些和其它方面、目的、特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1呈现microSD卡的形状因子的两个轮廓视图-顶透视图和底透视图(围绕顶透视图的长轴线远离观察者地旋转180度)。
图2是描绘根据某些示例性实施例的可信计算装置的框图。
图3是根据某些示例性实施例的microSD卡的分解透视图。
图4是根据某些示例性实施例的microSD卡的顶透视图。
图5是根据某些示例性实施例的microSD卡的顶部的拇指突脊侧的局部视图。
图6是根据某些示例性实施例的microSD卡的顶部的拇指突脊侧的局部视图。
图7根据某些示例性实施例示意触摸接触接口以及传输(Tx)和接收(Rx)红外数据协会(IrDA)接口。
图8示意根据某些示例性实施例使用引线接合联结到PCB的触摸接触接口。
图9是根据某些示例性实施例描绘用于制备microSD卡的方法的流程框图。
具体实施方式
现在转向绘图，其中贯穿这些图地，类似的数字示意类似的(但是并不是必要地相同的)元件，详细描述了示例性实施例。
概述
考虑到microSD卡的小的形状因子，在卡表面上有限的空间可用于非射频接口，特别是直接用户接口。直接用户接口是不要求中间硬件或者软件以从用户接收输入或者向用户呈现输出的那些接口。例如，LED或者触敏表面是直接用户接口。
此外，传统的蛤壳状外壳可能不足以保护可能在主机外侧受到粗暴对待的microSD卡的电子装置。更加具体地，某些用户接口构件，诸如LED或者IrDA接口，能够在制造期间遭受损坏。另外地，用于结合应该被暴露的接口的构件的制造成本可能是高得难以承受的。
本技术的示例性实施例包括包覆模制的microSD卡组件，其包括1)在microSD卡操作期间保持被暴露，并且2)不显著地超过microSD卡的标准形状因子地延伸的直接用户接口和用户输入装置接口这两者。
示例架构
作为本技术的一个示例使用情形，考虑诸如在图2的框图200中所示的在microSD卡上实现的可信计算装置230。在这种实施例中，可信计算装置230包括隔离环境238、主机接口232(初级接口)、多个用户接口237、和跨可信装置230的构件分布的计算机程序产品239。
隔离环境238包括隔离环境处理器235、零个或者多个辅助处理器235a、和存储器236。存储器236被连接用于与隔离环境处理器235进行数据通信。每一个辅助处理器235a被连接用于与隔离环境处理器235和存储器236进行数据通信。每一个辅助处理器235a和存储器236仅仅通过隔离环境处理器235与在隔离环境238外部的主机通信。
每一个用户接口237和主机接口232与隔离环境处理器235进行数据通信。计算机程序产品239包括具有在其上体现的计算机可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。当由可信计算装置230执行时，程序指令引起可信计算装置230执行各种可信计算操作。计算机程序产品239的程序指令能够引起可信计算装置230经由用户接口237与诸如用户输入装置210的外部装置相配合地为其自身置配(provision)，诸如用于加密操作。使用计算机程序产品239的程序指令，可信装置230从隔离环境处理器235经由主机接口232呈现第一文件系统分区。
在可信装置230的某些实施例中，用户接口237能够被与计算机程序产品239和隔离环境238相组合地用于实现挑战-响应协议。在挑战-响应协议中，提出了要求有效的“响应”从而以给定的行动继续的“挑战”。例如，在具有包括用户可视的发光二极管(LED)的第一用户接口237a和响应于触摸的第二用户接口237b的可信装置230中，计算机程序产品239的程序指令能够被执行以点亮LED 237a，向用户发出信令通知用户应该触摸第二用户接口237b从而以给定的可信装置230的行动继续。在某些实施例中，用户接口237b是采取人体电容作为输入的电容式传感器。在某些实施例中，使用电阻性触摸传感器或者压电触摸传感器。
作为用户接口237的另一个实例使用，用户输入装置210经由用户接口237c与隔离环境238进行数据通信。在用户输入装置210和可信装置230之间的数据通信能够采用各种连接(优选地无线)中的任何一种或者其组合，包括红外数据协会(IrDA)联系、无线技术标准联系和近场通信(NFC)联系。可信装置230发出挑战，诸如点亮可信装置230上的用户接口237a(直接用户接口)上的LED，或者向用户输入装置210的显示器发送消息。用户可以使用用户输入装置210来响应该挑战。在某些实施例中，该响应是输入用户输入装置210的指纹响应。在某些实施例中，该响应是对于在用户输入装置210的显示器上呈现的认证问题的回答。在某些实施例中，用户输入装置210能够是诸如移动电话的移动通信装置。在某些实施例中，用户输入装置210能够是启用NFC-的fob。在某些实施例中，该响应能够是到触敏用户接口237b的直接用户输入。
参考图3，并且继续参考上下文的以前的附图，示出了该实例使用情形的概念性PCBA的分解视图300。该视图是PCBA的简化版本以强调用户接口237的放置。注意主机接口232的触点122在分解视图300的最下层中示出。这些触点122将在装置的底部上被部分地暴露。LED 237a构成第一用户接口237a。用于电容式触摸的一系列传导性触点构成第二用户接口237b。传输(Tx)IrDA和接收(Rx)IrDA二极管这两者构成第三用户接口237c。虽然示出了一系列离散的触点237b，但是第三用户接口能够形成为一个或者多个连续的接触表面。
参考图4，并且继续参考上下文的以前的附图，示出了示例完整的可信计算装置400的透视图，其中以虚线示出的轮廓特征通过包覆模制被隐藏(示出为形成microSD形状因子可信计算装置400的轮廓的实线410)。注意Tx/RxIrDA二极管237c的顶表面和LED 237a的顶表面在拇指突脊112的平台上被暴露。还注意七个(7)触摸触点237b中的每一个在拇指突脊112的平台上和在邻近于拇指突脊112的短边端面440上均被暴露。在暴露用户接口237a、237b和237c时，包覆模制410保护PCBA免受湿气、冲击、振动和冲击损坏的影响。
参考图5，并且继续参考上下文的以前的附图，示出了根据本技术的示例性实施例的microSD卡500的顶部的拇指突脊112侧的局部视图。在这种实施例中，能够使用模膜辅助模制(die film assisted molding)来暴露用户接口237b(在图5中被示为单一触摸表面)。
参考图6，并且继续参考上下文的以前的附图，示出了根据本项技术的示例性实施例的microSD卡600的顶部的拇指突脊112侧的局部视图。在这种实施例中，被暴露的用户触摸接口237b由被绝缘体610分离的多个触敏表面620、630形成。如图5那样，能够使用模膜辅助模制来露的用户接口237b。
参考图7，并且继续参考以前的附图，示出了用于根据本技术的示例性实施例的包覆模制microSD卡的、受到触摸接触接口237b保护的Tx/RxIrDA二极管接口237c的侧视图700。在这种实施例中，单一表面触摸接触接口237b被形成为倒“U”形状，其中在包覆模制已经完成之后表面730基本与microSD装置的拇指突脊112齐平。能够经由在顶部上的模膜辅助模制和在后边缘上的牺牲切削暴露这个表面730。Tx和Rx红外二极管237c在触摸接触接口237c的下面受到保护——其中居间的空间取决于具体过程参数后模制或者经由传递模制而填充有环氧树脂720。在图7方案的一种变型中，类似于图6所示方案，U形结构能够被绝缘体沿着它的顶部片段中断。
参考图8，并且继续参考上下文的以前的附图，示出了根据本技术的示例性实施例的包覆模制的microSD卡800的截面。卡800包括楼梯形的接触接口837c。在某些实施例中，触摸接触接口能够使用环氧树脂被联结到PCB，并且然后使用引线接合810被传导性地连接。然后应用包覆模制帽820来保护引线接合810连接。这种触摸接触接口的至少一部分在拇指突脊112处并且沿着邻近拇指突脊112的microSD卡短边端面830被暴露。在另一种变型中，楼梯形的接触接口837c能够经由表面贴装技术(SMT)技术被安装到PCB。
在另外的变型中，能够生产能够被引线接合或者表面贴装到PCB的、集成每一个接口(Tx/RxIrDA、LED和触摸触点)237的子组件。
在本技术的microSD卡以行形式制造，每对行具有镜像对称性的更进一步的变型中，能够使用跨镜像的卡的牺牲引线接合。在一行的相对侧上的相应的卡能够在分割过程期间被暴露。这个方案具有可利用标准引线接合技术实现的精确置放的优点。能够使用引线框架制造过程实现相同的效果。
实例过程
参考图9，示出了描绘用于根据某些示例性实施例制备microSD卡的方法900的流程框图。作为一个示例装置，使用了包括隔离环境238、LED 237a、IrDA端口237c和触摸接口237b的microSD卡形式的可信计算装置230。
虽然能够使用其它方法，但是能够通过互连部的烘焙和丝网印刷、光刻、铣削或者激光抗蚀来制造PCB–框910。在很多情形中，能够采用其中多个PCB被分组以制造成“面板”的嵌板。面板能够通过诸如激光切削的方法被分裂开(“切板”或者“分割”)。
能够通过将电路元件诸如主机接口232、LED 237a、IrDA端口237c和触摸接口237b以及各种各样的其它构件安装并且钎焊到所制造的PCB而开始可信计算装置microSD卡230PCBA组装–框920。作为一个示例，图3的接口元件237a、237b和237c能够被置放在可信计算装置230PCB上，并且被钎焊到位。
与由框910和框920代表的过程并行地，能够从在硅片上制造的一组隔离环境——例如阵列——处理隔离环境238–框930。这个过程产生了用于集成到可信计算装置230PCBA中的、已检查的分割隔离环境238。
通过例如使用环氧树脂物理地安装隔离环境238，并且例如通过引线接合将隔离环境238与PCBA电气互连，整个PCBA能够被组装(框940)。
此时，被组装的PCBA能够被置放在模具阵列中并且被包覆模制–框950。例如，使用上述用于用户接口237的牺牲引线接合方案，使用跨镜像的卡的牺牲引线接合，被组装的PCBA能够被置放成行，其中跨每一对行镜面对称。热固性塑料能够围绕组装PCBA模制并且固化。
经过后模制，能够完成可信计算装置230的阵列—框960。例如，在固化之后并且在仍然处于阵列中时，装置能够被标记。然后在一行的相对侧上的相应的可信计算装置230微型SD卡能够被分离。在牺牲引线接合被用于触摸接口237b时，在分离过程期间这些触摸接口能够被暴露。带有暴露的用户接口237的各个可信计算装置能够被倒角、检查和测试。
在之前提出的实施例中描述的实例系统、方法和动作是示意性的，并且在可替代实施例中，在不偏离各种实施例的范围和精神的情况下，某些动作能够被以不同的次序、彼此间并行地、完全省略地和/或在不同的示例性实施例之间组合地执行，和/或能够执行某些另外的动作。相应地，在这里描述的技术中包括这种可替代实施例。
虽然以上已经详细地描述了具体实施例，但是该描述仅仅用于示意的意图。因此，应该理解，上述很多方面并非旨在是需要的或者必需的元素，除非明确地另有声明。
例如，虽然在上述示例性实施例中使用了microSD形状因子，但是其它形状因子也能够结合直接用户输入和包覆模制以及在本文中描述的受接触接口保护的非接触接口。在某些实施例中，接触接口对非接触接口的保护与形状因子或者包覆模制无关。在某些实施例中，装置的形状因子能够是细长的微型SD形状因子，以部分地用于容纳诸如那些在这里描述的用户接口。在某些实施例中，包括保护基于二极管的接口(例如LED、IrDA收发器)的邻接的或者非邻接的接触接口的接口组件能够被分开地组装并且被环氧树脂/引线接合或者表面贴装到装置基板。
在不偏离在权利要求中限定的实施例的精神和范围的情况下，除了上述的那些，受益于本公开，本领域普通技术人员能够实现对应于所公开的示例性实施例的方面的修改和等价构件或者动作，其范围将被赋予最广义的解释从而涵盖这种修改和等价结构。

Claims (15)

1.一种电子装置，包括：
电子装置组件，所述电子装置组件包括主机接口和触敏表面用户输入接口，其中当所述装置经由所述主机接口被连接到主机时，所述触敏表面用户输入接口保持被暴露；以及
外壳，所述外壳形成所述电子装置的外部边界，被包覆模制在所述电子装置组件上，
其中，所述触敏表面包括在所述电子装置的表面处非连续的多个部分；
其中，所述触敏表面的每一个非连续的部分包括通过在制造期间将所述电子装置从被连接于此的镜面对称装置分割而暴露的引线接合。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述电子装置是可信计算装置。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其中，当经由所述主机接口被连接到主机时，所述电子装置可被操作为执行要求到所述触敏表面的用户输入作为响应的挑战-响应协议。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述触敏表面是单一表面。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述外壳基本具有microSD装置的形状因子，并且所述单一触敏表面被定位为至少以下一种：在所述microSD形状因子的拇指突脊平台上、以及邻近于所述microSD形状因子的拇指突脊平台。
6.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述外壳基本具有microSD装置的形状因子，并且单一触敏表面被定位在所述microSD形状因子的拇指突脊平台上，并且至少一个附加的用户接口位于所述触敏表面之下。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其中所述至少一个附加的用户接口包括发光二极管(LED)和传输/接收红外数据协会(IrDA)接口中的至少一个。
8.一种暴露触敏表面用户输入接口的包括电子装置组件的可信计算装置，所述可信计算装置通过以下过程制备：
组装所述电子装置组件，所述电子装置组件包括：
隔离环境，所述隔离环境包括隔离环境处理器以及辅助处理器，其中所述辅助处理器被连接用于仅与所述隔离环境处理器进行直接通信；
主机接口，所述主机接口仅通过所述隔离环境处理器被连接用于与所述隔离环境进行直接数据通信；
触敏表面用户输入接口，其中当所述可信计算装置经由所述主机接口被连接到主机时，所述触敏表面用户输入接口保持被暴露，其中所述触敏表面包括在所述可信计算装置的表面处非连续的多个部分，并且其中所述触敏表面的每一个非连续的部分包括通过在制造期间将所述可信计算装置从被连接于此的镜面对称装置分割而暴露的引线接合；和
包括具有在其上体现的计算机可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品，当由所述可信计算装置执行时，所述计算机可执行程序指令引起所述可信计算装置执行可信计算，所述计算机可执行程序指令包括用于使用所述隔离环境、所述主机接口和所述触敏表面用户输入接口执行可信计算的计算机可执行程序指令；并且
包覆模制所述电子装置组件，以暴露所述主机接口，并且暴露所述触敏表面用户输入接口。
9.根据权利要求8所述的可信计算装置，其中组装包括将所述触敏表面用户输入接口用环氧树脂胶合到印刷电路板组件，并且使用引线接合将所述触敏表面用户输入接口电连接到所述隔离环境。
10.根据权利要求8所述的可信计算装置，其中组装包括使用表面贴装技术将所述触敏表面用户输入接口电连接到所述隔离环境。
11.根据权利要求8所述的可信计算装置，其中所述可信计算设备基本具有microSD装置的形状因子，并且所述触敏表面被定位为至少以下一种：在所述microSD形状因子的拇指突脊平台上、以及邻近于所述microSD形状因子的所述拇指突脊平台。
12.一种用于制造包括电子装置组件的可信计算装置的方法，包括：
组装所述电子装置组件，所述电子装置组件包括：
隔离环境，所述隔离环境包括隔离环境处理器以及辅助处理器，其中所述辅助处理器被连接用于仅与所述隔离环境处理器进行直接通信；
主机接口，所述主机接口仅通过所述隔离环境处理器被连接用于与所述隔离环境进行直接数据通信；
触敏表面用户输入接口，其中当所述可信计算装置经由所述主机接口被连接到主机时，所述触敏表面用户输入接口保持被暴露，其中所述触敏表面包括在所述可信计算装置的表面处非连续的多个部分，并且其中所述触敏表面的每一个非连续的部分包括通过在制造期间将所述可信计算装置从被连接于此的镜面对称装置分割而暴露的引线接合；和
包括具有在其上体现的计算机可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品，当由所述可信计算装置执行时，所述计算机可执行程序指令引起所述可信计算装置执行可信计算，所述计算机可执行程序指令包括用于使用所述隔离环境、所述主机接口和所述触敏表面用户输入接口执行可信计算的计算机可执行程序指令；并且
包覆模制所述电子装置组件，以暴露所述主机接口，并且暴露在或者邻近于所述可信计算装置的拇指突脊平台的所述触敏表面用户输入接口。
13.根据权利要求12所述的方法，其中组装包括将所述触敏表面用户输入接口用环氧树脂胶合到印刷电路板组件，并且使用引线接合将所述触敏表面用户输入接口电连接到所述隔离环境。
14.根据权利要求12所述的方法，其中组装包括使用表面贴装技术将所述触敏表面用户输入接口电连接到所述隔离环境。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述可信计算设备基本具有microSD装置的形状因子，并且所述触敏表面被定位为至少以下一种：在所述microSD形状因子的所述拇指突脊平台上、以及邻近于所述microSD形状因子的所述拇指突脊平台。
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