CN108141978A - 具有嵌入式篡改响应传感器的电路板和电子封装 - Google Patents

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Abstract

提供了电子电路、电子封装和制造方法。电子电路包括多层电路板和嵌入在电路板内的篡改响应传感器。篡改响应传感器至少部分地限定与多层电路板相关联的安全容积。在某些实现中，篡改响应传感器包括嵌入在电路板内的多个篡改响应层，包括例如一个或多个篡改响应框架和一个或多个篡改响应框架，至少部分地设置在一个或多个篡改响应垫层之上，这些层一起限定延伸到多层电路板中的安全容积。在某些实施例中，篡改响应层中的一个或多个被划分成多个分隔的篡改响应电路区域，篡改响应层包括电路区域电连接到安全容积内的监控电路。

Description

具有嵌入式篡改响应传感器的电路板和电子封装
背景技术
许多活动需要安全的电子通讯。为了便于安全的电子通讯，可在连接至通信网络的设备中所包括的电子组件或印刷电路板组件上应用加密/解密系统。这种电子组件因其包含用于解密所拦截的消息或用于编码欺诈信息的密码或密钥会成为作恶者(malefactors)的诱骗目标。为防止这种情况发生，可将电子组件安装在外壳(enclosure)中，然后将外壳包裹在安全传感器中，并且用聚氨酯树脂(polyurethane resin)封装。在一个或多个实施例中，安全传感器可以是具有电路元件的绝缘材料的网或片，诸如在其上制造的紧密间隔的导电线。如果传感器被破坏该电路元件就会被损坏，并且传感器可被感测以产生警报信号。警报信号可以传送到监控器电路，以显示对组件完整性的攻击。报警信号还可触发电子组件中存储的加密、解密密钥的删除。
在上述结构中，由于存在安全传感器完全被外壳包裹，就很难去测试该电子封装或防篡改电子封装。另外，在这种结构中，举例而言，假使在封装中检测到制造缺陷也很难从该电子封装中回收元件。
发明内容
因此，在一个或多个方面，本文提供的电子电路例如可包括：多层电路板；以及嵌入在所述多层电路板中的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器至少部分地限定与所述多层电路板相关联的安全容积。
另一方面，提供一种电子封装，其包括例如：多层电路板；与多层电路板相关联的至少一个电子部件；安装到所述多层电路板并且便于限定与所述多层电路板相关联的安全容积的外壳，所述至少一个电子部件驻留在所述安全容积内；以及嵌入多层电路板内的篡改响应传感器，篡改响应传感器至少部分地限定与多层电路板相关联的安全体积。
另一方面，提供了一种制造方法，其包括制造电子电路。制造包括例如形成多层电路板，该成形包括：提供嵌入在多层电路板内的篡改响应传感器，篡改响应传感器包括多层电路板内的多个篡改响应层，至少一个所述多个篡改响应层的篡改响应层为至少一个篡改响应帧，所述多个篡改响应层中的至少一个其他篡改响应层为至少一个篡改响应层，所述至少一个篡改响应帧被布置在多层电路板内，在至少一个篡改响应垫层之上，并且篡改响应传感器至少部分地定义与多层电路板相关联的安全体积。
附加的特征和优点通过本发明的技术来实现。本文详细描述了本发明的其他实施例和方面，并且被认为是要求保护的本发明的一部分。
附图说明
本发明的一个或多个方面被特别的指出并清楚的在说明书完结处的权利要求中作为示例主张了权利。从下面的详细说明并结合附图，可清楚的得知前述事项以及其它目标、特征以及本发明的优点，附图包括：
图1是传统防篡改电子封装的局部剖视图；
图2是现有技术的一个实施例的正视截面图，防篡改封装包括电子电路；
图3描绘了根据本发明的一个或多个方面的可以在篡改响应传感器内采用的篡改响应迹线图案或电路的一个实施例；
图4A是根据本发明的一个或多个方面的防篡改电子封装的一个实施例的横截面正视图，该防篡改电子封装包括嵌入在多层电路板内的篡改响应传感器；
图4B是图4A的多层电路板的俯视平面图，示出了根据本发明的一个或多个方面的在多层电路板内限定的安全容积的一个实施例；
图5A是根据本发明的一个或多个方面的包括具有多层电路板和嵌入式篡改响应传感器的电子电路的防篡改电子封装的局部横截面正视图；
图5B是根据本发明的一个或多个方面的图5A的防篡改电子封装的一部分的示意图；
图5C描绘了根据本发明的一个或多个方面的包括多层电路板和嵌入式篡改响应传感器的电子电路的替代实施例；
图6示出了根据本发明的一个或多个方面的用于制造具有嵌入式篡改响应传感器的多层电路板的过程的一个实施例；
图7是根据本发明的一个或多个方面的嵌入在多层电路板内的篡改响应传感器的篡改响应垫层的一个实施例的平面图；
图8A是图7的篡改响应垫层的平面图，根据本发明的一个或多个方面，具有到上层的导电过孔，用于电连接到篡改响应垫层的不同电路区域的导电迹线；
图8B是图8A的篡改响应垫层的局部平面图，示出了根据本发明的一个或多个方面的在篡改响应垫层的两个相邻电路区域内提供的导电迹线的一部分；
图8C是覆盖图8A的篡改响应垫层的布线层的平面图，并且示出了导电过孔从图8A的篡改响应垫层到布线层内的选定位置的偏移，其也适应(在所示的例子中)根据本发明的一个或多个方面便于与多层电路板相关联的安全容积通信来往的外部信号线过孔；
图8D描绘了图8C的布线层上方的篡改响应垫层,并且图示了根据本发明的一个或多个方面的导电过孔从一个垫层到下一个垫层的进一步偏移以增强篡改响应传感器的安全性
图8E是图8D的篡改响应垫层之上的第一篡改响应帧的平面图，其根据本发明的一个或多个方面便于部分地限定多层电路板内的安全容积；
图8F是根据本发明的一个或多个方面的用于篡改响应帧的导电迹线的部分描绘，例如如图8E所示；
图8G是根据本发明的一个或多个方面的覆盖第一篡改响应框架的第二篡改响应框架的平面图，并且进一步便于定义与多层电路板相关联的安全容积；以及
图9是根据本发明的一个或多个方面的篡改响应传感器的不同篡改响应层在与多层电路板相关联的安全容积内的监视电路和电互连的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面，参考无限制(non-limiting)的例子充分的解释了本发明的各个方面以及特定的特征、优势及其细节。为了避免不必要的在细节上的模糊，略去了对已知材料、制造工具、处理技术等的描述。应该理解的是，所述详细的描述以及特定的示例虽然表明了本发明各个方面时，但这仅仅是作为示例给出，而不是作为限制。在作为基础的发明概念的精神和/或范围内对本公开的做出的各种替代、修改、附加和/或排列，对于本领域技术人员而言是显而易见的。进一步注意的是下面会参考附图，为了方便理解，这些附图并未按照比例绘制，其中在不同附图中所使用的相同的数字编号表示相同的或类似的元件。
首先参看附图1，附图1示出了出于讨论的目的配置为防篡改电子封装的电子封装100的一个实施例。在该描绘的实施例中，外壳110例如被提供用来容纳电子组件，在一个实施例中，该电子组件可包括多数个电子元件，例如加密模块以及关联内存。该加密模块可包括安全敏感信息，举例来说，访问存储在该模块中的该信息需使用可变密钥，并且该加密模块还具有将该密钥存储在外壳中的该关联内存中的特性。在一个或多个实施中，例如所描绘的防篡改电子封装经配置或经布置以检测篡改或入侵到外壳110中的企图。因此，外壳110还包括例如监控电路，如果检测到篡改，该监控电路就激活擦除电路以擦除存储在关联内存中的信息，对于该通信卡中的加密模块也一样。这些元件可被互联地安装在印刷电路板或其它基底上，并且通过在该外壳内提供的电源来在内部供电。
在该所示出的实施例中，并且仅仅作为一个例子，外壳110被篡改响应传感器120、密封剂(encapsulant)130、以及外面的热传导外壳140包围着。在一个或多个实施例中，防篡改响应传感器120可包括褶曲的(folded)防篡改叠层压片(laminate)，并且可通过模塑(molding)的形式提供密封剂130。篡改响应传感器120包括各种不同的探测层，通过外壳监控器经由带状电缆(下面讨论)对其监控，以在信息可被从所述加密模块擦除前，来防范入侵外壳110以及破坏所述外壳监控器或擦除电路的突然的暴力企图。篡改响应传感器例如可以是各种各样公开或授权专利中所描述的或商业可获得的任何适当的物品。
通过示例，篡改响应传感器120可形成为包括若干分层的篡改响应叠层压片，该分层的最外面的层压-响应层包括印刷至正规薄绝缘层上的对角延伸的半导电电线的矩阵。所述电线的矩阵形成若干连续的导体，如果试图入侵所述膜，所述导体断开。该电线例如可通过向膜上印刷载碳聚合物厚膜(Polymer Thick Film,PTF)墨水而形成，并且通过该膜的边缘的导电过孔选择性的将该电线连接至每个面。通信卡的外壳监控器与电线之间的连接例如可通过一个或多个带状电缆提供。若需要，带状电缆本身可通过在膜的延伸部分上印刷的载有碳的油墨(carbon-loaded ink)的线构成。可经由在该膜的一个边缘上形成的连接器形成该矩阵与该带状电缆之间的连接。如所指出的那样，叠层压片(laminate)可被褶曲以限定围绕外壳110的篡改响应传感器120。在一个或多个实施例中，叠层压片的各种单元会被粘贴在一起并沿着外壳110褶曲，以与包裹的礼品包装相似的方式来限定该篡改响应传感器120。该组件会被放置在模具中，然后被填充入例如冷浇注聚氨酯(cold-pourpolyurethane)，该聚氨酯会被固化(cured)并且硬化以形成密封剂(encapsulant)130。在一个或多个实施例中，该密封剂可完全包围该篡改响应传感器120以及外壳110，并且因此形成了完整的环境密封，保护了该外壳的内部。硬化的聚氨酯有弹性并且增加了该电子封装在正常使用中的坚固性。在外面，例如通过在密封剂130上提供的可选的热传导外壳140，为该电子封装在结构上提供了进一步的结构刚性。
要注意的是，作为一个增强，在诸如图1所绘的防篡改电子封装以及上面所描述的密封电子封装中，提供了用于便利从一个或多个在其中布置的电子元件经过该外壳以及该电子封装的任何其它层向外的热传递的结构和方法。
图2详细的描绘了防篡改电子封装200的一个实施例。电子封装200例如通过基底金属壳202以及顶部金属壳204来定义。基底金属壳202以及顶部金属壳204的外表面可提供有微坑(dimples)206，并在基底金属壳202中定义的微坑206上安置有电子组件208。电子组件208例如可包括具有电子元件212的印刷电路板210，该电子元件212经由该印刷电路板210之中或之上定义的导体(未示出)被电连接起来。
中空间隔件213可被放置在顶部金属壳204的微坑206的下面，铆钉214设置成延伸穿过微坑206中的开口，穿过中空间隔件213并且穿过印刷电路板210的开口一直到达基底金属壳202，以便在通过基底202和顶部金属壳204形成的外壳内固定电子组件208。如图所示，在一个或多个实施例中，顶部金属壳204可具有总线220延伸所通过的开口。总线220的一端可被连接至印刷电路板210上的导体(未示出)，而另一端可被连接至印刷电路板222上的导体(未示出)。由于总线220穿过所述开口，该总线在安全网格216的内边缘区域223以及与之重叠的该安全网格216外边缘区域224之间延伸。在一个实施例中，一组电线226将安全网格216连接至印刷电路板210上的导体。印刷电路板210上的电路对安全网格216中的断开进行响应，在这个例子中，可在总线220上发出报警信号，并且还可擦除电子组件208中所存储的加密/解密密钥。
在一个或多个实施中，液态聚氨树脂(liquid polyurethane resin)可被应用在安全网格216上并被固化。诸如铜外壳的外部热传导外壳228可填充有液态聚氨树脂，并在其中悬浮着所述电子组件、内部外壳以及安全网格。如图所示，一旦固化该树脂，电子组件、内外壳以及安全网格就被嵌入在聚氨酯块或图示的密封剂230之中。外壳228安装在印刷电路板222上，这可通过例如使用延伸通过印刷电路板222中的槽并且终止于法兰242的管腿240(legs)实现，法兰242可被弯曲成与所述槽不对齐。总线220可通过印刷电路板222被连接至例如沿着印刷电路板222的一个边缘定位的连接器244。
图3描绘了例如如上面结合图1图2所描述的用于篡改响应传感器或安全网格的篡改响应层300(或激光以及刺穿响应层)的一个实施例的一部分。在图3中，篡改响应层300包括位于印刷至例如电气绝缘膜302的一个或两个相对侧上的载碳聚酯墨水的轨道或迹线301。图3示出了例如位于膜302一侧上的迹线301，与在该膜的相对侧上的迹线具有相似的图案，但通过偏移使其正好位于迹线301中间的间隔303的下方。所述迹线具有的宽度和深度使得膜302在任何位置处的刺穿(piercing)都会导致损坏至少一个所述迹线。在一个或多个实施例中，迹线被电学串联起来以限定一个或多个电学连接到外壳监视器的导体(conductors)，该外壳监视器监控所述迹线或电线的电阻。因迹线中的一个被切断，会探测到电阻的上升，这将会导致该加密模块中的信息会被擦除。假如迹线301具有锯齿或正弦曲线图案，就有助于使得更难以在探测不到的情况下破坏膜302。
在图1-2的结构中，部分的由于存在完全包裹了所述外壳的安全网格，难以测试所述电子封装或防篡改电子封装。此外，在这个结构中，假使，举例来说，探测到封装中的制造缺陷，也难以从该电子封装中回收一个或多个电子元件。
下文中参考图4A-9所公开的内容是为容纳一个或多个电子元件创建安全容积(secure volume)的替代方法，该一个或多个电子元件例如是一个或多个加密和/或解密模块以及相关的通信卡元件。
图4A和4B描绘了根据本发明一个或多个方面的电子封装或防篡改电子封装400的一个实施例，包括电子电路415。
共同参看图4A和图4B，电子电路415包括多层电路板410，其具有嵌入其中的篡改响应传感器411，从而便利于部分的定义与多层电路板401相关联的安全容积401，延伸进入多层电路板410。特别是，在图4A和图4B的实施例中，安全容积401部分地位于多层电路板410内，并且部分地位于多层电路板410上方。一个或多个电子元件402被安装在安全容积410中的多层电路板410，并且可以包括例如，一个或多个加密模块和/或解密模块以及关联的元件，并且在一个或多个实施例中，该防篡改电子封装包括计算机系统的通信卡。
防篡改电子封装400进一步还包括壳体420，例如台座式壳体，该壳体420被安装至多层电路板410之中的例如是连续凹槽(或沟槽)412中，该连续凹槽(或沟槽)412形成于多层电路板410的上表面之中。在一个或多个实施例中，壳体420可包括热传导材料，并且被作为在所述安全容积内促进冷却所述一个或多个电子元件402的散热器。与壳体420相关联的安全网格421，例如上面描述的安全网格，包裹壳体420的内表面，并与嵌入在多层电路板410中的篡改响应传感器411相结合以帮助定义安全容积401。在一个或多个实施例中，安全网格421向下延伸进入多层电路板410中的连续凹槽中，举例来说，甚至在连续凹槽412中部分地或全部地包裹壳体420的下边缘，以提供增强的篡改探测，其中壳体420耦合至多层电路板410。在一个或多个实施例中，通过例如使用诸如环氧树脂或其它粘合剂的粘结材料，壳体420可被牢固的固定至多层电路板410。
如图4B所示，在多层电路板410中提供了一个或多个外围电路连接过孔413，用于电连接至安全容积401之中的一个或多个电子元件402(图4A)。这些一个或多个外围电路连接过孔413可电连接至嵌入在多层电路板410中的一个或多个外部信号线或面(planes)(未示出)，并且如下面进一步描述的，例如延伸至安全容积401的安全基底区域之中(或低于)。可通过耦合至所述多层电路板410中的外部信号线或面，提供去往或来自安全容积410的电连接。
如参看图4A和4B所知的，与多层电路板410相关联限定的安全容积401的尺寸可被设定为容纳待保护的电子元件402，并且被构造为延伸至多层电路板410之中。在一个或多个实施例中，多层电路板410包括该电路板中限定的安全容积401内的电互连，例如用于将该嵌入式篡改响应传感器411的多个篡改响应层电连接至同样设置在安全容积401中的相关联的监控电路。
需要注意的是图4A和4B中所描述的实施例仅仅作为示例呈现。在一个或多个其它实施方式中，电子电路可包括多个多层电路板，每个多层电路板具有嵌入所述多层电路板中的篡改响应传感器，具有位于两个相邻多层电路板直接界定的安全容积之中的适当连接器，用于互连所述多层电路板的选择的电线。在这样的一个实施例中，上面覆盖的多层电路板可被挖空以容纳，例如，位于所述多层电路板之间的连接器和/或一个或多个其它电子元件。此外，也可采用其它结构的壳体420，和/或耦合壳体420与多层电路板410的方法。
通过进一步的例子，图5A描绘了多层电路板410以及外壳420的一个实施例的局部截面正视图。在这种结构中，该嵌入式篡改响应传感器包括多个篡改响应层，通过示例的方式，包括至少一个篡改响应垫(或基底)层500，以及至少一个篡改响应框架501。在该描绘的例子中，仅通过示例的方式，示出了两个篡改响应垫层50以及两个篡改响应框架501。最底下的篡改响应垫层500可是连续的感测或探测层，完全在多层电路板410中定义的安全容积下方延伸。如下面所描述的，安全容积401下面的篡改响应垫层500的一个或两者可被分区为多个电路区域。在每个篡改响应垫层内，或更具体的，在每个篡改响应垫层的每个电路区域中，可以任何期待的结构提供多个电路或导电迹线，例如上面结合图3所描述的结构。进一步的，所述篡改响应层内的导电迹线可被实施为例如难以连接分流电路(shuntcircuits)的电阻层，如下面所进一步解释的那样。
如图所示，在这个实施例中，一个或多个外部信号线或面505进入两个篡改响应垫层500之间的安全容积401，然后穿过一个或多个以任意模式和期待位置所安置的导电过孔向上电连接到安全容积401。在该所示结构中，所述一个或多个框架501至少被配置在用于安放外壳420基础的连续凹槽412所界定的区域的内部。通过连同与外壳420相关联的安全网格421，篡改响应框架501定义了部分地延伸进入多层电路安410的安全容积401。至少部分地利用多层电路板410中所定义的安全容积401，外部信号线505可被安全的电连接至例如该一个或多个位于安全容积内的被安装在多层电路板的电子元件402(图4A)。此外，所述安全容积401例如可通过适当的监控电路容纳(accommodate)所述多个篡改响应层的导电迹线的电互连。
如图5B的原理图所示出的，通过延伸篡改响应垫层500(如需要，篡改响应框架501)并向外通过容纳外壳420的连续凹槽来提供增的安全性。以这种方式，在外壳420和多层电路板410的接口处的攻击线510会变得更难，其原因是攻击510将需要完全清除篡改响应垫层500、与外壳420相关联的安全网格421的底部边缘以及该嵌入式篡改响应传感器的篡改响应框架501。
图5C描绘了图5A的多层电路板410的变型。在这个实施例中，如上面所描述的，嵌入式篡改响应传感器还包括多个篡改响应垫层500以及多个篡改响应框架501。此外，提供了三板结构(tri-plate structure)，其包括夹在上接地面506和下接地面507之间的一个或多个外部信号线或层505。在这个结构中，便利了来自或去往所述安全容积，特别是来自或去往所述一个或多个位于所述安全容积内的电子元件的信号的高速传输。
还需要了解的是，在这个实现中，一旦在所述安全容积内限定了多层电路板410，位于所述安全容积内的多层电路板410的层与层之间的导电过孔会根据该实现按照要求被对准或被偏移。导电过孔的对准可有助于例如提供最短的连接路径，而偏移层与层之间的导电过孔时，则可通过将进入安全容积内的攻击更难以通过或绕开所述多个篡改响应层的一个或多个篡改响应层而进一步提高防篡改电子封装的安全。在所述电子电路或电子封装的多层电路板内形成的嵌入式篡改响应传感器的每个篡改响应层可包括例如在各组输入和输出接触之间、或在所述迹线终端点处的过孔之间形成的多个导电迹线或线。在定义篡改响应层或篡改响应层内的篡改响应电路区域时可应用任意数量的导电迹线或电路。例如，4、6、8等条数的导电迹线可以在与那些导电迹线的相应输入和输出接触组之间的给定的篡改响应层或电路区域内平行的(或以其他方式)形成。
在一个或多个实现中，所述多层电路板可以是例如通过构建电路板的多个层而形成的多层布线板或印刷电路板。图6示出了用于在这种多层电路板内形成并图案化(patterning)篡改响应层的一个实施例。
如图6中所示的，在一个或多个实现中，篡改响应层(例如篡改响应垫层或此处所公开的篡改响应框架)可通过提供材料叠层来形成，所述材料叠层至少部分地包括诸如预浸渍(pre-impregnated)材料层的结构层601，用于限定期望的迹线图案的迹线材料层602，以及覆盖导电材料层603，将被图案化以定义电连接至在所述迹线材料层602内形成的迹线图案的导电接触或过孔，例如，在迹线端点处。在一个或多个实现中，迹线材料层602可包括镍磷(NiP)，并且所述覆盖导电材料层603可包括铜。要注意的是这些材料仅仅是通过示例的方式被识别，并且可在所述堆积层(build-up layer)或叠层600内使用其它迹线和/或导电材料。在叠层600上提供第一光刻胶604，并且用一个或多个开口605图案化，通过所述开口605可蚀刻掉覆盖的导电层603。基于使用的材料，以及所应用的蚀刻处理，可希望使用第二蚀刻处理来去除迹线材料层602的部分以定义所述目标篡改响应层的导电迹线。然后第一光刻胶604可被移除，并且在所述导电层603上提供第二光刻胶604'以保留例如所输入和输出接触。然后，导电层603暴露的部分被蚀刻掉，并且第二光刻胶604'可被移除，如图所示，层的任何开口都用诸如粘合剂(或预浸材料)进行了填充，并且还提供了下一个堆积层(build-up layer)。在这个实现中需注意的是，覆盖的导电层603的大部分被蚀刻掉，仅在期望的位置保留了导电接触或过孔，例如，通过所述迹线材料层602的图案化在层中形成的迹线的终端点。要注意的是，各种不同材料中的任何一种都可被用于形成篡改响应层中的所述导电线或迹线。以镍-磷(NiP)作为材料特别的有好处，原因是镍-磷阻止通过焊接的接触，或阻止通过导电的粘合剂粘合在一起，从而在试图入侵进入(penetrate into)所述电子电路的受保护的安全容积内时，使得它难以从一个电路或迹线桥接到下一个。可使用其它材料，包括Ohmega Technologies,Inc.,of Culver City,California(USA)提供的或Ticer Technologies of Chandler,Arizona(USA)提供的TicerTM。
例如，图7是根据本发明的一个或多个方面的多层电路板中的嵌入式篡改响应传感器的篡改响应垫层500的一个实施例的局部平面图。在该实现中，篡改响应垫层500被划分为多个具有不同尺寸的篡改响应电路区域701,702,703,704,705。在篡改响应电路区域701,702,703,704,705的每一个中，提供具有相同或不同接线模式的导电迹线，例如，较大的电路区域701,703,705中的每个区域具有相同数量的迹线并且每个迹线具有相似的阻抗。需要注意的是，还可采用其它结构的篡改响应传感区域，例如包括位于公共篡改响应层中的相同或标准尺寸的电路区域。
图8A-8G通过示例描绘了多个篡改响应层的一个实施例以及与所述篡改响应层相关联的电互连，例如举例来说，图5A中所示的嵌入式篡改响应传感器。
如图8A所示，作为示例，在最底下的篡改响应垫层500中的篡改响应电路区域701,702,703,704,705中的每一个的边缘或边界上提供了盲接触过孔710,711。接触过孔710,711便于从所描绘的篡改响应层的所述导电迹线(未示出)的末端向上电连接进入所述安全容积内，以用于以任何期望的结构连接至适合的监控电路。对于图8A要注意的是，不存在对篡改响应垫层500最底部的入侵。如下面进一步解释的，在一个或多个实现中，可在所述最底部篡改响应垫层之上提供电互连以将所述覆盖接触过孔移动至例如篡改响应电路区域702,704(例如)的中心处，用来阻止穿过其它篡改响应层对一个篡改响应层的直接入侵。如前所述，可在篡改响应层内定义任何期望的迹线数目以及迹线的电路区域大小。在一个或多个实现中，篡改响应垫层可可在层内包括例如20,30,40或更多的篡改响应电路区域，每个电路区域具有相同数量的迹线。
图8B是图8A的篡改响应垫层500的局部放大图，示出了两个篡改响应电路区域701,702之间的部分边界，具有所描绘的输入接触或过孔710。在这个例子中，电路区域701,702内部分地示出了导电迹线或电线800的8条带迹线(8-band trace)图案(pattern)。如前所述的，可以任何期望的结构提供导电迹线800的模式，例如包括位于各个电路区域701,702中的锯齿形或正弦曲线形线的部分。图8B描绘了所述导电迹线800的图案的起点的一个例子，该图案的起点连接至输入接触或过孔710。按照图示配置的导电迹线800通过使得导电迹线更难以到达多个过孔以跳过或关闭嵌入式篡改响应传感器的特定篡改响应层内的电路部分，从而可进一步提高安全性。在一个或多个实现中，所述迹线填充图案是密集的。进一步的，在特定的篡改响应层的不同电路区域之间，电线到电线(line-to-line)或迹线到迹线的间距可与特定的篡改响应电路区域内所使用的相同。图8C描绘了图8A的篡改响应垫层上面的电互连层，用所示的布线移位导电接触以偏移该过孔，例如说，将该过孔偏移至篡改响应电路区域702,704的中间。此外，这个互连层可包括用于连接至所述安全容积或从所述安全容积向所述安全容积外面进行连接的外部信号线以及接触，如果需要，还包括夹在例如各个接地面(例如上面参看图5C所描述的)之间的一个或多个高速互连电路。如所示出的，可在这个层中设置导电线811，用以将各个篡改响应电路区域电连接至偏置的过孔，该偏置的过孔例如在篡改响应电路区域710,711上成一直线810布置的812,813(。此外，在这个电互连层中还可提供一个或多个外部信号线接触815，以便于将外部信号线电连接到所述安全容积内。图8D示出了第二篡改响应垫层500，在这个示例中，第二篡改响应垫层500布置在上面结合图8A和图8B所讨论的篡改响应垫层500之上。该第二篡改响应垫层500类似于第一层，除了在该所描述的实施例中，篡改响应电路区域721,722,723,724,725的大小不同于图8A和图8B的篡改响应垫层500的篡改响应电路区域701,702,703,704,705。因此，在不同层之间的篡改响应垫层之间的边界是偏离的。这会有利于降低沿着区域边界或接缝入侵两个篡改响应垫层的机会。取决于实现方式，去往所描绘的电路过孔的电接触或所描绘的篡改响应电路区域内的接触可直接向上延伸至所述安全容积内。可替代的，接触过孔可进一步偏移到例如篡改响应区域722,744的中心线，与上面结合图8C所描述的方式类似。如上面所描述的，在每个篡改响应电路区域721-725之中，提供了导电迹线(未示出)的图案。在一个或多个实现中，图8D所描绘的篡改响应垫层500还可包括任意希望数目的电路区域，例如20,30,40或更多个电路区域，其中的每一个以任何期望的监控电路结构在所述安全区域中进行电连接。还需注意的是，在一个或多个实施例中，来自信号层和/或最低篡改响应垫层的接触或过孔可延伸穿过该第二篡改响应垫层。
图8E描绘了根据本发明的一个或多个方面的篡改响应传感器的篡改响应框501的一个示例性实施例。篡改响应框501位于上面结合图8A-8D描述的篡改响应垫层500之上，并且在一个或多个实施例中，相框类的层完全包围并且因此用于限定所述多层电路板内的所述安全容积401(图4A和5A)。所示出的所述篡改响应框可以是第一篡改响应框501，其在所述壳体420(参看图4A和5A)的内部或外部在耦合至所述多层电路板内的连续凹槽或沟槽之处提供保护性感测布线或迹线。
图8F描绘了用于图8E的篡改响应框501的导电接触或过孔710,711的示例性实施例，仅仅通过示例的方式描绘了4条迹线。如图所示，位于特定区域的迹线端点的输入接触710和输出接触711靠近篡改响应框架501的迹线801被安置，并且在所述接缝处重叠或对折(double back)以最小化在所述接缝处成功攻入篡改响应框501的可能性。
图8G描绘了第二篡改响应框501，在一个或多个实施例中，第二篡改响应框501覆盖在图8E的第一篡改响应框501之上(在图5A的例子中)，并且除了旋转180°外，其与所述第一篡改响应框相同，因此如图所示，电线接触710,711与下面的层相分隔。如篡改响应垫层500一样，篡改响应框501可被分为独特的电路区域从而例如能够进一步提高安全性。例如，可在特定篡改响应框501内界定2,4,6,或更多个电路区域，每个电路区域具有在位于迹线端点的输入接触710和输出接触711之间定义的多个导电迹线。
在所有篡改响应层特别是所述篡改响应电路区域内的所述嵌入式篡改响应传感器的迹线或电路被电连接至监控器或比较电路900中，例如是在图9所示的多层电路板410的安全容积401内所提供的监控器或比较电路900。监控电路900可包括各种不同的桥接或比较电路，位于安全容积401内部的传统印刷线路板的电互连，所述安全容积401例如位于通过篡改响应框501(图5A)和所述篡改响应垫层界定的安全容积之中。
请注意，有利的，在不同篡改响应层上的不同篡改响应电路区域可被电互连进入例如相同的比较器电路或所述监控电路的单臂电桥(Wheatstone bridge)。因此，任何大数量的互连结构都是可能的。例如，如果每个篡改响应垫层包括30个篡改响应电路区域，而每个篡改响应框架包含4个篡改响应电路区域，然后，例如所得到的68个篡改响应电路区域可在所述安全容积内的以任意结构连接，以在所述被监控电阻变化或篡改的安全容积内创建电路网络的期望布置。就这一点需要注意的是，所述篡改响应传感器的电源供应或电池可位于所述安全容积的外部，所述传感器被配置为当所述电源供应或电池被篡改时就会跳闸或毁掉任何受保护的或关键数据。
本文所用术语的目的仅仅是为了描述具体实施方案，而非意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式"一个"，以及"该"也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。进一步能够理解的是，术语"包括"(以及任何其它形式的包括)、“具有”(以及任何其它形式的具有)以及“包含”(以及任何其它形式的包含)是开放式的连接副词。因此，“包括”、“具有”或“包含”一个或多个步骤或单元的方法或装备处理那一个或多个步骤或单元，但并不限于仅仅处理那一个或多个步骤或单元。同样的，“包括”、“具有”或“包含”一个或多个特征的方法的一个步骤或装备的一个要素处理那一个或多个特征，但不限于仅仅处理那一个或多个特征。此外，按照一定方式配置的装备或结构是被至少配置为那个方式，但还可被配置为未被列出的方式。
以下的权利要求中的对应结构、材料、操作以及所有功能性限定的装置或步骤的等同替换，旨在包括任何用于与在权利要求中具体指出的其它单元相组合地执行该功能的结构、材料或操作。所给出的对本发明的描述是示例性和描述性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的发明内容。在不偏离本发明的范围的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。实施例的选择和描述，旨在最好地解释本发明的原理、实际应用，当适合于所构想的特定应用时，可使本技术领域的普通人员理解本发明带有各种修改的各种实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电子电路，包括：
多层电路板；以及
嵌入在所述多层电路板内的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器至少部分地限定与所述多层电路板相关联并且延伸至其中的安全容积。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，嵌入在所述多层电路板内的所述篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层。
3.根据权利要求2所述的电子电路，其中所述多个篡改响应层中的至少一个篡改响应层包括多个分隔的篡改响应电路区域，并且其中所述多个篡改响应层包括所述至少一个篡改响应层的所述多个分隔的篡改响应电路区域，所述多个篡改响应层被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的监控电路。
4.根据权利要求2所述的电子电路，其中，所述多个篡改响应层的至少两个篡改响应层各自包括多个分隔的篡改响应电路区域，并且，其中所述至少两个篡改响应层的不同篡改响应层中的至少两个篡改响应电路区域被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的公共监控电路(common monitor circuit)。
5.根据权利要求1所述的电子电路，其中，嵌入在所述多层电路板中的所述篡改响应传感器包括多个位于所述多层电路板中的篡改响应层，所述多个篡改响应层的至少一个篡改响应层是至少一个篡改响应框架，所述篡改响应框架至少部分地限定位于所述多层电路板中的那部分所述安全容积。
6.根据权利要求5所述的电子电路，其中所述多个篡改响应层中的至少一个其它篡改响应层包括至少一个篡改响应垫层，所述至少一个篡改响应框被布置在位于所述至少一个篡改响应垫层上的所述多层电路板中，所述至少一个篡改响应框限定延伸到所述多层电路板中的所述安全容积的一侧，并且，所述至少一个篡改响应垫层有助于在所述多层电路板内限定部分所述安全容积的基底。
7.根据权利要求6所述的电子电路，其中所述多层电路板包括嵌入在所述多层电路板中的外部信号层，所述外部信号层电连接至所述安全容积内的至少一个电子部件，并且至少部分地位于所述至少一个篡改响应垫层的篡改响应垫层之上。
8.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述嵌入在所述多层电路板内的篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层，所述多个篡改响应层的至少两个篡改响应层是至少两个篡改响应框，所述至少两个篡改响应框至少部分地定义延伸到所述多层电路板中的所述安全容积的外围。
9.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述安全容积至少部分地延伸进入所述多层电路板，并且，嵌入所述多层电路板内的所述篡改响应传感器在所述多层电路板内限定所述安全容积的外围。
10.一种电子封装，包括：
多层电路板；
与所述多层电路板相关联的至少一个电子部件；
安装到所述多层电路板并且便于限定与所述多层电路板相关联的安全容积的外壳，所述至少一个电子部件驻留在所述安全容积内；以及
嵌入在所述多层电路板内的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器至少部分地限定与所述多层电路板相关联并且延伸至其中的安全容积。
11.根据权利要求10所述的电子封装，还包括固定到所述外壳的安全网格，其中嵌入在所述多层电路板内的所述篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层。
12.根据权利要求11所述的电子封装，其中所述多个篡改响应层中的至少一个篡改响应层包括多个单独的篡改响应电路区域，并且其中所述多个篡改响应层包括所述至少一个篡改响应层的所述多个分隔的篡改响应电路区域，所述多个篡改响应层被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的监控电路。
13.根据权利要求11所述的电子封装，其中所述多个篡改响应层中的至少两个篡改响应层各自包括多个单独的篡改响应电路区域，并且，其中所述至少两个篡改响应层的不同篡改响应层中的至少两个篡改响应电路区域被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的公共监控电路(common monitor circuit)。
14.根据权利要求10所述的电子封装，其中，嵌入在所述多层电路板中的所述篡改响应传感器包括多个位于所述多层电路板中的篡改响应层，所述多个篡改响应层的至少一个篡改响应层是至少一个篡改响应框架，所述篡改响应框架至少部分地限定位于所述多层电路板中的那部分所述安全容积。
15.根据权利要求14所述的电子封装，其中所述多个篡改响应层中的至少一个其它篡改响应层包括至少一个篡改响应垫层，所述至少一个篡改响应框被布置在位于所述至少一个篡改响应垫层上的所述多层电路板中，所述至少一个篡改响应框限定延伸到所述多层电路板中的所述安全容积的一侧，并且，所述至少一个篡改响应垫层有助于在所述多层电路板内限定部分所述安全容积的基底。
16.根据权利要求15所述的电子封装，其中所述多层电路板包括嵌入在所述多层电路板中的外部信号层，所述外部信号层电连接至所述安全容积内的至少一个电子部件，并且至少部分地位于所述至少一个篡改响应垫层的篡改响应垫层之上。
17.一种制造方法，包括：
制造电子电路，所述制造包括：
形成多层电路板，所述形成包括：
提供嵌入所述多层电路板内的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层，所述多个篡改响应层中的至少一个篡改响应层是至少一个篡改响应框架，所述多个篡改响应层中的至少一个其他篡改响应层是至少一个篡改响应垫层，所述至少一个篡改响应框被布置在位于所述至少一个篡改响应垫层上的所述多层电路板中，并且，所述篡改响传感器有助于限定部分与所述多层电路板关联的安全容积。
18.根据权利要求17所述的制造方法，其中所述多个篡改响应层中的一个或多个篡改响应层各自包括多个分隔的篡改响应电路区域，并且其中，所述形成还包括提供与所述多层电路板相关联的所述安全容积内的监控电路，所述监控电路电连接到所述多个篡改响应层，包括电连接到所属一个或多个篡改响应层的多个分隔的篡改响应电路区域。

Claims (20)

1.一种电子电路，包括：
多层电路板；以及
嵌入在所述多层电路板内的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器至少部分地限定与所述多层电路板相关联的安全容积。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，嵌入在所述多层电路板内的所述篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层。
3.根据权利要求2所述的电子电路，其中所述多个篡改响应层中的至少一个篡改响应层包括多个分隔的篡改响应电路区域，并且其中所述多个篡改响应层包括所述至少一个篡改响应层的所述多个分隔的篡改响应电路区域，所述多个篡改响应层被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的监控电路。
4.根据权利要求2所述的电子电路，其中，所述多个篡改响应层的至少两个篡改响应层各自包括多个分隔的篡改响应电路区域，并且，其中所述至少两个篡改响应层的不同篡改响应层中的至少两个篡改响应电路区域被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的公共监控电路(common monitor circuit)。
5.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述安全容积至少部分地被定义在所述多层电路板之中。
6.根据权利要求5所述的电子电路，其中，嵌入在所述多层电路板中的所述篡改响应传感器包括多个位于所述多层电路板中的篡改响应层，所述多个篡改响应层的至少一个篡改响应层是至少一个篡改响应框架，所述篡改响应框架至少部分地限定位于所述多层电路板中的那部分所述安全容积。
7.根据权利要求6所述的电子电路，其中所述多个篡改响应层中的至少一个其它篡改响应层包括至少一个篡改响应垫层，所述至少一个篡改响应框被布置在位于所述至少一个篡改响应垫层上的所述多层电路板中，所述至少一个篡改响应框限定延伸到所述多层电路板中的所述安全容积的一侧，并且，所述至少一个篡改响应垫层有助于在所述多层电路板内限定部分所述安全容积的基底。
8.根据权利要求7所述的电子电路，其中所述多层电路板包括嵌入在所述多层电路板中的外部信号层，所述外部信号层电连接至所述安全容积内的至少一个电子部件，并且至少部分地位于所述至少一个篡改响应垫层的篡改响应垫层之上。
9.根据权利要求5所述的电子电路，其中所述嵌入在所述多层电路板内的篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层，所述多个篡改响应层的至少两个篡改响应层是至少两个篡改响应框，所述至少两个篡改响应框至少部分地定义延伸到所述多层电路板中的所述安全容积的外围。
10.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述安全容积至少部分地延伸进入所述多层电路板，并且，嵌入所述多层电路板内的所述篡改响应传感器在所述多层电路板内限定所述安全容积的外围。
11.一种电子封装，包括：
多层电路板；
与所述多层电路板相关联的至少一个电子部件；
安装到所述多层电路板并且便于限定与所述多层电路板相关联的安全容积的外壳，所述至少一个电子部件驻留在所述安全容积内；以及
嵌入在所述多层电路板内的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器至少部分地限定与所述多层电路板相关联的安全容积。
12.根据权利要求11所述的电子封装，还包括固定到所述外壳的安全网格，其中嵌入在所述多层电路板内的所述篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层。
13.根据权利要求12所述的电子封装，其中所述多个篡改响应层中的至少一个篡改响应层包括多个单独的篡改响应电路区域，并且其中所述多个篡改响应层包括所述至少一个篡改响应层的所述多个分隔的篡改响应电路区域，所述多个篡改响应层被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的监控电路。
14.根据权利要求12所述的电子封装，其中所述多个篡改响应层中的至少两个篡改响应层各自包括多个单独的篡改响应电路区域，并且，其中所述至少两个篡改响应层的不同篡改响应层中的至少两个篡改响应电路区域被电连接至与所述多层电路板相关联的安全容积内的公共监控电路(common monitor circuit)。
15.根据权利要求11所述的电子封装，其中所述安全容积至少部分地被定义在所述多层电路板之中。
16.根据权利要求15所述的电子封装，其中，嵌入在所述多层电路板中的所述篡改响应传感器包括多个位于所述多层电路板中的篡改响应层，所述多个篡改响应层的至少一个篡改响应层是至少一个篡改响应框架，所述篡改响应框架至少部分地限定位于所述多层电路板中的那部分所述安全容积。
17.根据权利要求16所述的电子封装，其中所述多个篡改响应层中的至少一个其它篡改响应层包括至少一个篡改响应垫层，所述至少一个篡改响应框被布置在位于所述至少一个篡改响应垫层上的所述多层电路板中，所述至少一个篡改响应框限定延伸到所述多层电路板中的所述安全容积的一侧，并且，所述至少一个篡改响应垫层有助于在所述多层电路板内限定部分所述安全容积的基底。
18.根据权利要求17所述的电子封装，其中所述多层电路板包括嵌入在所述多层电路板中的外部信号层，所述外部信号层电连接至所述安全容积内的至少一个电子部件，并且至少部分地位于所述至少一个篡改响应垫层的篡改响应垫层之上。
19.一种制造方法，包括：
制造电子电路，所述制造包括：
形成多层电路板，所述形成包括：
提供嵌入所述多层电路板内的篡改响应传感器，所述篡改响应传感器包括位于所述多层电路板内的多个篡改响应层，所述多个篡改响应层中的至少一个篡改响应层是至少一个篡改响应框架，所述多个篡改响应层中的至少一个其他篡改响应层是至少一个篡改响应垫层，所述至少一个篡改响应框被布置在位于所述至少一个篡改响应垫层上的所述多层电路板中，并且，所述篡改响传感器有助于限定部分与所述多层电路板关联的安全容积。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其中所述多个篡改响应层中的一个或多个篡改响应层各自包括多个分隔的篡改响应电路区域，并且其中，所述形成还包括提供与所述多层电路板相关联的所述安全容积内的监控电路，所述监控电路电连接到所述多个篡改响应层，包括电连接到所属一个或多个篡改响应层的多个分隔的篡改响应电路区域。
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