CN114001607B - 具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统及实现方法。本发明内部集成逻辑控制电路、起爆半导体桥电路、半导体桥换能元、含能装药、含能装药皿和隔离安全系统，并且通过一体化设计实现模块化小型化，能够用于电子系统的信息安全和自毁，防止信息和制造工艺被窃取；通过含能装药爆炸冲击造成电子系统的核心电子器件的损伤，防止信息和工艺被窃取，实现从根本上硬件层面自毁；通过逻辑控制电磁铁实现隔离逻辑可复位，在不需要自毁的正常工作情况下，实现电子系统的安全性和可靠性；本发明采用产业化加工方式，无需高精度定位装配，具有工艺成熟，加工简单、成本低等优势。

Description

具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统及实现方法

技术领域

本发明涉及信息安全技术，具体涉及一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统及其实现方法。

背景技术

信息安全对科技创新、经济民生起到至关重要的作用。信息存储设备载体自毁是避免信息机密泄露的关键核心技术，是信息安全的最后一张保护网。21世纪以来，信息安全技术作为融合了信息科学、材料科学和微纳制造等多学科在内的交叉学科技术，其重要意义逐渐被发掘，各国对核心信息储存介质和信息传递载体安全保护策略的发展和创新提出了更高的先进性与安全性要求。

国内外信息安全的开展主要分为两个策略：侧重软件层面的“信息保护”和侧重硬件层面的“材料自毁”。信息层面通过加密、消磁、覆写、程序擦除等方法对信息进行保护，但往往难以实现不可逆破坏，硬件的工艺、构造信息仍可以通过反向读取、恢复等手段重新进行读取。对核心信息储存介质和信息传递载体实施硬件层面的材料物理毁坏仍然是最彻底的防护方法。

现有技术尚未建立健全“信息+材料”的软硬件结合的系统信息安全策略，特别是亟需从系统设计本身，构建“信息+材料”软硬件结合的存储设备物理自毁系统，从根源解决信息安全问题，并且以集成芯片制造MEMS加工等微纳制造方式实现信息安全防护的微型化、产业化及智能化。

发明内容

为了解决现有电子系统安全性防护缺乏硬件层面的信息实现方法，核心电子器件易被逆向仿制，器件存储信息及其制造工艺的秘密易被泄露窃取，本发明提出了一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统及其实现方法。

本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统用于核心电子器件的物理自毁，核心电子器件安装在基板电路的表面。

本发明的一个目的在于提出一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统。

本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统包括：自毁系统外壳、逻辑控制电路、起爆半导体桥电路、半导体桥换能元、含能装药、含能装药皿和隔离安全系统；其中，在核心电子器件上设置隔离安全系统；在隔离安全系统的上表面设置含能装药皿，含能装药皿的内部具有空腔，空腔包括依次连通的传输通孔、装药腔和传爆通孔，空腔的中心为装药腔，在装药腔的内装配有含能装药，在装药腔的上端设置有传输通孔，底端设置有传爆通孔，传爆通孔正对着核心电子器件；在含能装药皿上设置起爆半导体桥电路，在起爆半导体桥电路的下表面焊接半导体桥换能元，半导体桥换能元与起爆半导体桥电路电学连接，半导体桥换能元正对含能装药皿的传输通孔；在起爆半导体桥电路上设置逻辑控制电路；起爆半导体桥电路电学连接至逻辑控制电路，逻辑控制电路电学连接至基板电路，基板电路为逻辑控制电路供电，逻辑控制电路为起爆半导体桥电路供电；逻辑控制电路、起爆半导体桥电路、半导体桥换能元、含能装药、含能装药皿和隔离安全系统均安装在自毁系统外壳内；

隔离安全系统包括隔离基板、隔爆滑块、传爆孔、对正弹簧、对正铁芯、对正电磁铁、限位弹簧、限位模块、限位铁芯、限位机构、限位电磁铁、隔离限位凹槽和对正限位凹槽；其中，隔离基板为平板状，平行设置在核心电子器件上；在隔离基板的上表面中心开设有滑块凹槽，滑块凹槽的底面开设有通孔，通孔的投影覆盖对传爆通孔，在滑块凹槽内放置有隔爆滑块；隔爆滑块的中心开设有传爆孔，隔爆滑块具有隔离状态和解除隔离状态，在隔离状态下传爆孔与传爆通孔不对正，在解除隔离状态下传爆孔与传爆通孔对正；在滑块凹槽的边缘分别开设有与滑块凹槽连通的对正弹簧凹槽和限位弹簧凹槽；对正弹簧的一端固定在隔爆滑块的边缘，另一端固定在对正弹簧凹槽的侧壁上，对正弹簧的伸缩方向平行于传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线；在隔爆滑块上设置有对正铁芯；在隔离基板上并且位于对正弹簧凹槽的外侧开设有对正电磁铁凹槽，对正电磁铁放置在对正电磁铁凹槽内，对正弹簧位于对正铁芯与对正电磁铁之间，对正电磁铁连接至逻辑控制电路，通电后对正磁铁产生的磁场方向朝向对正铁芯，对正电磁铁与对正铁芯的连线位于弹簧的伸缩方向，即平行于传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线；在限位弹簧凹槽中设置限位弹簧，限位弹簧的伸缩方向垂直于传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线，或者与传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线呈钝角，限位弹簧面向隔爆滑块的一端固定连接限位模块，在限位模块上设置有限位铁芯；限位模块面向隔爆滑块的侧壁上设置有限位机构，在隔爆滑块面对限位模块的侧壁分别设置有隔离限位凹槽和对正限位凹槽，限位机构的形状与隔离限位凹槽和对正限位凹槽为互补图形，隔离限位凹槽与对正限位凹槽之间的距离等于传爆孔与传爆通孔的投影之间的距离；在隔离基板上并且位于限位弹簧凹槽的外侧开设有限位电磁铁凹槽，在限位电磁铁凹槽内设置有限位电磁铁，限位电磁铁连接至逻辑控制电路，通电后限位电磁铁产生的磁场方向朝向限位铁芯，限位铁芯与限位电磁铁的连线位于限位弹簧的伸缩方向上；

核心电子器件处于正常状态下，对正弹簧和限位弹簧均处于自由长度，限位模块的限位机构卡在隔爆滑块的隔离限位凹槽内，固定隔爆滑块的位置并使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块处于隔离状态；当需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电，限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块解除限位；逻辑控制电路对对正电磁铁通电，对正电磁铁产生的磁场吸引隔爆滑块上的对正铁芯，对正弹簧缩短，带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔对正，隔爆滑块从隔离状态变换至解除隔离状态，传爆通孔通过传爆孔对正核心电子器件；逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的对正限位凹槽，重新限定隔爆滑块的位置；在解除隔离状态后，有两种情况：当逻辑控制电路判断需要执行自毁时，逻辑控制电路为起爆半导体桥电路供电，半导体桥换能元在电热效应的作用下释放高温等离子体，驱动含能装药产生电爆效应，产生的爆轰波通过传爆孔作用在核心电子器件上，实现物理自毁；当逻辑控制电路判断不需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电，限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的对正限位凹槽，隔爆滑块解除限位；逻辑控制电路对对正电磁铁断电，对正铁芯失去磁场吸引从而接触对对正弹簧的压缩，对正磁铁在恢复力的作用下带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块从解除隔离状态变换至隔离状态；逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块限定在隔离状态下，爆轰波无法传输到核心电子器件上，不会对核心电子器件造成损伤，实现了具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的安全性。

逻辑控制电路包括：逻辑判断微处理器、通信模块、时钟模块、存储模块、电源模块、信息采集模块和输出控制接口；其中，逻辑判断微处理器、通信模块、时钟模块、存储模块、信息采集模块和输出控制接口分别连接至电源模块，电源模块连接至基板电路的电源；通信模块、时钟模块、存储模块、信息采集模块和输出控制接口分别连接至逻辑判断微处理器，起爆半导体桥电路、对正电磁铁和限位电磁铁分别通过输出控制接口连接至逻辑判断微处理器，逻辑判断微处理器接收来自通信模块和信息采集模块的信号，并进行逻辑判断是否需要执行自毁，为起爆半导体桥电路供电，同时控制对正电磁铁和限位电磁铁的通断电；通信模块接收外部的自毁命令；时钟模块为逻辑控制电路提供时钟信号，实现延时功能；存储模块存放自毁程序和信息采集模块采集的信息。

执行自毁有包括三种驱动方式：内部自驱动、指令驱动和外部异常驱动；内部自驱动指逻辑控制电路的存储模块内部设置程序化的自毁程序，通过程序设置时钟模块执行延时，延时结束时逻辑判断微处理器执行自毁；指令驱动指通过通信模块接收来自外部的自毁指令，再经逻辑判断微处理器分析，判断需要执行自毁后逻辑判断微处理器执行自毁；外部异常驱动指信息采集模块检测核心电子器的电压、电流、时钟、异常ID访问和结构完整性的信号，信号经逻辑判断微处理器分析后，如果信号不正常逻辑判断微处理器执行自毁。

自毁系统外壳为3D打印高分子材料，整体的形状为圆柱体，尺寸为直径10～20mm，高6～10mm。

含能装药采用含能材料，叠氮化物。

含能装药皿采用金属材料或高分子材料。

隔离安全系统的隔离基板采用硅基或镍基材料，厚度为0.5mm～1mm；弹簧采用S型、L型、Z型和W型弹簧中的一种，线宽为0.02mm～0.05mm。

进一步，在逻辑控制电路的下表面和起爆半导体桥电路的上表面分别设置有插针，起爆半导体桥电路通过插针与逻辑控制电路电学连接；在隔离安全系统的隔离基板的相应位置上设置有插针通孔，逻辑控制电路通过下表面的插针穿过插针通孔电学连接基板电路，并将具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统安装在基板电路上。

本发明的另一个目的在于提出一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的实现方法。

本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的实现方法，包括以下步骤：

1)核心电子器件处于正常状态下，对正弹簧和限位弹簧均处于自由长度，限位模块的限位机构卡在隔爆滑块的隔离限位凹槽内，固定隔爆滑块的位置并使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块处于隔离状态；

2)当需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电；

3)限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块解除限位；

4)逻辑控制电路对对正电磁铁通电，对正电磁铁产生的磁场吸引隔爆滑块上的对正铁芯，对正弹簧缩短，带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔对正，隔爆滑块从隔离状态变换至解除隔离状态，传爆通孔通过传爆孔对正核心电子器件；

5)逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的对正限位凹槽，重新限定隔爆滑块的位置；

6)在解除隔离状态后，有两种情况：

a)当逻辑控制电路判断需要执行自毁时，逻辑控制电路为起爆半导体桥电路供电，半导体桥换能元在电热效应的作用下释放高温等离子体，驱动含能装药产生电爆效应，产生的爆轰波通过传爆孔作用在核心电子器件上，实现物理自毁；

b)当逻辑控制电路判断不需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电，限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的对正限位凹槽，隔爆滑块解除限位；逻辑控制电路对对正电磁铁断电，对正铁芯失去磁场吸引从而接触对对正弹簧的压缩，对正磁铁在恢复力的作用下带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块从解除隔离状态变换至隔离状态；逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块限定在隔离状态下，实现隔离逻辑可复位，爆轰波无法传输到核心电子器件上，不会对核心电子器件造成损伤，实现了具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的安全性。

在步骤2)中，执行自毁有包括内部自驱动、指令驱动和外部异常驱动三种驱动方式：

i.内部自驱动指逻辑控制电路的存储模块内部设置程序化的自毁程序，通过程序设置时钟

模块执行延时，延时结束时逻辑判断微处理器执行自毁；

ii.指令驱动指通过通信模块接收来自外部的自毁指令，再经逻辑判断微处理器分析，判断

需要执行自毁后逻辑判断微处理器执行自毁；

iii.外部异常驱动指信息采集模块检测核心电子器的电压、电流、时钟、异常ID访问和结构完整性的信号，信号经逻辑判断微处理器分析后，如果信号不正常逻辑判断微处理器执行自毁。

本发明的优点：

本发明利用集成有控制、起爆模块的含能微系统，不仅满足了电子系统具备在受控、触发方式下以物理方式消失的能力，防范核心电子器件被逆向仿制后，器件存储信息及其制造工艺的秘密泄露，同时，依靠内部集成的控制系统和隔爆安全系统，实现在正常状态下电子系统的应用安全性，满足了自毁装置模块化、小型化，提高了信息的安全性和可靠性。

1.本发明针对现有电子系统的信息安全风险，不同于传统软件层面的信息防护，提出了一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，内部集成逻辑控制电路、起爆半导体桥电路、半导体桥换能元、含能装药、含能装药皿和隔离安全系统，并且通过一体化设计实现模块化小型化，能够用于电子系统的信息安全和自毁，防止信息和制造工艺被窃取；

2.本发明提出了一种信息自毁的方法，通过含能装药爆炸冲击造成电子系统的核心电子器件的损伤，防止信息和工艺被窃取，实现从根本上硬件层面自毁；

3.本发明具有隔离安全系统，通过逻辑控制电磁铁实现隔离逻辑可复位，在不需要自毁的正常工作情况下，实现电子系统的安全性和可靠性；

4.本发明具有微型化、集成化、智能化的优势，将逻辑控制电路、含能装药、隔离安全系统等集成为一个模块，实现对现有电子系统功能的增加；

5.本发明整体结构采用产业化加工方式，无需高精度定位装配，具有工艺成熟，加工简单、成本低等优势。

附图说明

图1为本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的一个实施例的爆炸装配图；

图2为本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的一个实施例的装配剖面图；

图3为本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的一个实施例的隔离安全系统在隔离状态下的俯视图；

图4为本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的一个实施例的隔离安全系统在解除隔离状态下的俯视图；

图5为本发明的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的逻辑控制电路的连接框图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1和2所示，本实施例的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统包括：自毁系统外壳1、逻辑控制电路2、起爆半导体桥电路3、半导体桥换能元4、含能装药5、含能装药皿6和隔离安全系统7；其中，在安装在基板电路01的核心电子器件0上设置隔离安全系统7；在隔离安全系统7的上表面设置含能装药皿6，含能装药皿6的内部具有空腔，空腔包括依次连通的传输通孔、装药腔和传爆通孔，空腔的中心为装药腔，在装药腔的内装配有含能装药5，在装药腔的上端设置有传输通孔，底端设置有传爆通孔，传爆通孔正对着核心电子器件；在含能装药皿6上设置起爆半导体桥电路3，在起爆半导体桥电路3的下表面焊接半导体桥换能元4，半导体桥换能元4与起爆半导体桥电路3电学连接，半导体桥换能元4正对含能装药皿6的传输通孔；在起爆半导体桥电路3上设置逻辑控制电路2；起爆半导体桥电路3电学连接至逻辑控制电路2，逻辑控制电路2电学连接至基板电路，基板电路为逻辑控制电路2供电，逻辑控制电路2为起爆半导体桥电路3供电；逻辑控制电路2、起爆半导体桥电路3、半导体桥换能元4、含能装药5、含能装药皿6和隔离安全系统7均安装在自毁系统外壳1内；在逻辑控制电路2的下表面和起爆半导体桥电路3的上表面分别设置有插针，起爆半导体桥电路3通过插针与逻辑控制电路2电学连接；在隔离安全系统7的隔离基板的相应位置上设置有插针通孔，逻辑控制电路2通过下表面的插针11穿过插针通孔84电学连接基板电路，并将具有隔离安全系统7的集成信息自毁含能微系统安装在基板电路上，核心电子器件封装在隔离安全系统7之下；

如图3和4隔离安全系统7包括隔离基板71、隔爆滑块72、传爆孔73、对正弹簧74、对正铁芯、对正电磁铁75、限位弹簧76、限位模块77、限位铁芯、限位机构78、限位电磁铁79、隔离限位凹槽81和对正限位凹槽82；其中，隔离基板71为平板状，平行设置在核心电子器件上；在隔离基板71的上表面中心开设有滑块凹槽，滑块凹槽的底面开设有通孔，通孔的投影覆盖对传爆通孔，在滑块凹槽内放置有隔爆滑块72；隔爆滑块72的中心开设有传爆孔73，隔爆滑块72具有隔离状态和解除隔离状态，在隔离状态下传爆孔73与传爆通孔不对正，在解除隔离状态下传爆孔73与传爆通孔对正；在滑块凹槽的边缘分别开设有与滑块凹槽连通的对正弹簧74凹槽和限位弹簧76凹槽；对正弹簧74的一端固定在隔爆滑块72的边缘，另一端固定在对正弹簧74凹槽的侧壁上，对正弹簧74的伸缩方向平行于传爆孔73的中心与传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点的连线；在隔爆滑块72上设置有对正铁芯；在隔离基板71上并且位于对正弹簧74凹槽的外侧开设有对正电磁铁75凹槽，对正电磁铁75放置在对正电磁铁75凹槽内，对正弹簧74位于对正铁芯与对正电磁铁75之间，对正电磁铁75连接至逻辑控制电路2，通电后对正磁铁产生的磁场方向朝向对正铁芯，对正电磁铁75与对正铁芯的连线位于弹簧的伸缩方向，即平行于传爆孔73的中心与传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点的连线；在限位弹簧76凹槽中设置限位弹簧76，限位弹簧76的伸缩方向垂直于传爆孔73的中心与传爆通孔的中心的连线，或者与传爆孔73的中心与传爆通孔的中心的连线呈钝角，限位弹簧76面向隔爆滑块72的一端固定连接限位模块77，在限位模块77上设置有限位铁芯；限位模块77面向隔爆滑块72的侧壁上设置有限位机构78，在隔爆滑块72面对限位模块77的侧壁分别设置有隔离限位凹槽81和对正限位凹槽82，限位机构78的形状与隔离限位凹槽81和对正限位凹槽82为互补图形，隔离限位凹槽81与对正限位凹槽82之间的距离等于传爆孔73与传爆通孔之间的距离；在隔离基板71上并且位于限位弹簧76凹槽的外侧开设有限位电磁铁79凹槽，在限位电磁铁79凹槽内设置有限位电磁铁79，限位电磁铁79连接至逻辑控制电路2，通电后限位电磁铁79产生的磁场方向朝向限位铁芯，限位铁芯与限位电磁铁79的连线位于限位弹簧76的伸缩方向上；

如图5所示，逻辑控制电路包括：逻辑判断微处理器、通信模块、时钟模块、存储模块、电源模块、信息采集模块和输出控制接口；其中，逻辑判断微处理器、通信模块、时钟模块、存储模块、信息采集模块和输出控制接口分别连接至电源模块，电源模块连接至基板电路的电源；通信模块、时钟模块、存储模块、信息采集模块和输出控制接口分别连接至逻辑判断微处理器，起爆半导体桥电路3、对正电磁铁75和限位电磁铁79分别通过输出控制接口连接至逻辑判断微处理器，逻辑判断微处理器接收来自通信模块和信息采集模块的信号，并进行逻辑判断是否需要执行自毁，为起爆半导体桥电路3供电，同时控制对正电磁铁75和限位电磁铁79的通断电；通信模块接收外部的自毁命令；时钟模块为逻辑控制电路2提供时钟信号，实现延时功能；存储模块存放自毁程序和信息采集模块采集的信息。

本实施例中，自毁系统外壳1为3D打印高分子材料的圆柱体，直径为15mm，高为8mm；含能装药5采用叠氮化物；含能装药皿6采用金属材料；隔离安全系统7的隔离基板71采用硅基材料，厚度为0.5mm；弹簧采用S型，线宽为0.03mm。

本实施例的具有隔离安全系统7的集成信息自毁含能微系统的实现方法，包括以下步骤：

1)核心电子器件处于正常状态下，对正弹簧74和限位弹簧76均处于自由长度，限位模块77的限位机构78卡在隔爆滑块72的隔离限位凹槽81内，固定隔爆滑块72的位置并使得隔爆滑块72的传爆孔73与含能装药皿6的传爆通孔不对正，隔爆滑块72处于隔离状态，如图3所示；

2)当需要执行自毁时，逻辑控制电路2对限位电磁铁79通电，电压3.3V，电流0.3A，执行自毁有包括内部自驱动、指令驱动和外部异常驱动：

i.内部自驱动指逻辑控制电路2的存储模块内部设置程序化的自毁程序，通过程序设置时钟模块执行延时，延时结束时逻辑判断微处理器执行自毁；

ii.指令驱动指通过通信模块接收来自外部的自毁指令，再经逻辑判断微处理器分析，判断需要执行自毁后逻辑判断微处理器执行自毁；

iii.外部异常驱动指信息采集模块检测核心电子器的电压、电流、时钟、异常ID访问和结构完整性的信号，信号经逻辑判断微处理器分析后，如果信号不正常逻辑判断微处理器执行自毁；

3)限位电磁铁79产生的磁场吸引限位模块77上限位铁芯，带动限位弹簧76压缩，从而使得限位模块77的限位机构78脱离隔爆滑块72的隔离限位凹槽81，隔爆滑块72解除限位；

4)逻辑控制电路2对对正电磁铁75通电电压3.3V，电流0.3A，对正电磁铁75产生的磁场吸引隔爆滑块72上对正铁芯，对正弹簧74缩短，带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块72的传爆孔73与含能装药皿6的传爆通孔对正，隔爆滑块72从隔离状态变换至解除隔离状态，传爆通孔通过传爆孔73对正核心电子器件；

5)逻辑控制电路2对限位电磁铁79断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧76的压缩，限位弹簧76在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块77朝向隔爆滑块72运动，从而使得限位模块77的限位机构78卡进隔爆滑块72的对正限位凹槽82，重新限定隔爆滑块72的位置，如图4所示；

6)在解除隔离状态后，有两种情况：

a)当逻辑控制电路2判断需要执行自毁时，逻辑控制电路2为起爆半导体桥电路3供电，2A<电流<5A，半导体桥换能元4在电热效应的作用下释放高温等离子体，驱动含能装药5产生电爆效应，产生的爆轰波通过传爆孔73作用在核心电子器件上，实现物理自毁；

b)当逻辑控制电路2判断不需要执行自毁时，逻辑控制电路2对限位电磁铁79通电，限位电磁铁79产生的磁场吸引限位模块77上限位铁芯，带动限位弹簧76压缩，从而使得限位模块77的限位机构78脱离隔爆滑块72的对正限位凹槽82，隔爆滑块72解除限位；逻辑控制电路2对对正电磁铁75断电，对正铁芯失去磁场吸引从而接触对对正弹簧74的压缩，对正磁铁在恢复力的作用下带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块72的传爆孔73与含能装药皿6的传爆通孔不对正，隔爆滑块72从解除隔离状态变换至隔离状态；逻辑控制电路2对限位电磁铁79断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧76的压缩，限位弹簧76在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块77朝向隔爆滑块72运动，从而使得限位模块77的限位机构78卡进隔爆滑块72的隔离限位凹槽81，隔爆滑块72限定在隔离状态下，如图3所示，爆轰波无法传输到核心电子器件上，不会对核心电子器件造成损伤，实现了具有隔离安全系统7的集成信息自毁含能微系统的安全性。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，用于核心电子器件的物理自毁，核心电子器件安装在基板电路的表面，其特征在于，所述具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统包括：自毁系统外壳、逻辑控制电路、起爆半导体桥电路、半导体桥换能元、含能装药、含能装药皿和隔离安全系统；其中，在核心电子器件上设置隔离安全系统；在隔离安全系统的上表面设置含能装药皿，含能装药皿的内部具有空腔，空腔包括依次连通的传输通孔、装药腔和传爆通孔，空腔的中心为装药腔，在装药腔的内装配有含能装药，在装药腔的上端设置有传输通孔，底端设置有传爆通孔，传爆通孔正对着核心电子器件；在含能装药皿上设置起爆半导体桥电路，在起爆半导体桥电路的下表面焊接半导体桥换能元，半导体桥换能元与起爆半导体桥电路电学连接，半导体桥换能元正对含能装药皿的传输通孔；在起爆半导体桥电路上设置逻辑控制电路；起爆半导体桥电路电学连接至逻辑控制电路，逻辑控制电路电学连接至基板电路，基板电路为逻辑控制电路供电，逻辑控制电路为起爆半导体桥电路供电；逻辑控制电路、起爆半导体桥电路、半导体桥换能元、含能装药、含能装药皿和隔离安全系统均安装在自毁系统外壳内；

隔离安全系统包括隔离基板、隔爆滑块、传爆孔、对正弹簧、对正铁芯、对正电磁铁、限位弹簧、限位模块、限位铁芯、限位机构、限位电磁铁、隔离限位凹槽和对正限位凹槽；其中，隔离基板为平板状，平行设置在核心电子器件上；在隔离基板的上表面中心开设有滑块凹槽，滑块凹槽的底面开设有通孔，通孔的投影覆盖对传爆通孔，在滑块凹槽内放置有隔爆滑块；隔爆滑块的中心开设有传爆孔，隔爆滑块具有隔离状态和解除隔离状态，在隔离状态下传爆孔与传爆通孔不对正，在解除隔离状态下传爆孔与传爆通孔对正；在滑块凹槽的边缘分别开设有与滑块凹槽连通的对正弹簧凹槽和限位弹簧凹槽；对正弹簧的一端固定在隔爆滑块的边缘，另一端固定在对正弹簧凹槽的侧壁上，对正弹簧的伸缩方向平行于传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线；在隔爆滑块上设置有对正铁芯；在隔离基板上并且位于对正弹簧凹槽的外侧开设有对正电磁铁凹槽，对正电磁铁放置在对正电磁铁凹槽内，对正弹簧位于对正铁芯与对正电磁铁之间，对正电磁铁连接至逻辑控制电路，通电后对正磁铁产生的磁场方向朝向对正铁芯，对正电磁铁与对正铁芯的连线位于弹簧的伸缩方向，即平行于传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线；在限位弹簧凹槽中设置限位弹簧，限位弹簧的伸缩方向垂直于传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线，或者与传爆通孔的中心投影至隔离基板上的点与传爆孔的中心的连线呈钝角，限位弹簧面向隔爆滑块的一端固定连接限位模块，在限位模块上设置有限位铁芯；限位模块面向隔爆滑块的侧壁上设置有限位机构，在隔爆滑块面对限位模块的侧壁分别设置有隔离限位凹槽和对正限位凹槽，限位机构的形状与隔离限位凹槽和对正限位凹槽为互补图形，隔离限位凹槽与对正限位凹槽之间的距离等于传爆孔与传爆通孔的投影之间的距离；在隔离基板上并且位于限位弹簧凹槽的外侧开设有限位电磁铁凹槽，在限位电磁铁凹槽内设置有限位电磁铁，限位电磁铁连接至逻辑控制电路，通电后限位电磁铁产生的磁场方向朝向限位铁芯，限位铁芯与限位电磁铁的连线位于限位弹簧的伸缩方向上；

核心电子器件处于正常状态下，对正弹簧和限位弹簧均处于自由长度，限位模块的限位机构卡在隔爆滑块的隔离限位凹槽内，固定隔爆滑块的位置并使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块处于隔离状态；当需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电，限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块解除限位；逻辑控制电路对对正电磁铁通电，对正电磁铁产生的磁场吸引隔爆滑块上的对正铁芯，对正弹簧缩短，带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔对正，隔爆滑块从隔离状态变换至解除隔离状态，传爆通孔通过传爆孔对正核心电子器件；逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的对正限位凹槽，重新限定隔爆滑块的位置；在解除隔离状态后，有两种情况：当逻辑控制电路判断需要执行自毁时，逻辑控制电路为起爆半导体桥电路供电，半导体桥换能元在电热效应的作用下释放高温等离子体，驱动含能装药产生电爆效应，产生的爆轰波通过传爆孔作用在核心电子器件上，实现物理自毁；当逻辑控制电路判断不需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电，限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的对正限位凹槽，隔爆滑块解除限位；逻辑控制电路对对正电磁铁断电，对正铁芯失去磁场吸引从而接触对对正弹簧的压缩，对正磁铁在恢复力的作用下带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块从解除隔离状态变换至隔离状态；逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块限定在隔离状态下，爆轰波无法传输到核心电子器件上，不会对核心电子器件造成损伤，实现了具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的安全性。

2.如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，其特征在于，所述逻辑控制电路包括：逻辑判断微处理器、通信模块、时钟模块、存储模块、电源模块、信息采集模块和输出控制接口；其中，逻辑判断微处理器、通信模块、时钟模块、存储模块、信息采集模块和输出控制接口分别连接至电源模块，电源模块连接至基板电路的电源；通信模块、时钟模块、存储模块、信息采集模块和输出控制接口分别连接至逻辑判断微处理器，起爆半导体桥电路、对正电磁铁和限位电磁铁分别通过输出控制接口连接至逻辑判断微处理器，逻辑判断微处理器接收来自通信模块和信息采集模块的信号，并进行逻辑判断是否需要执行自毁，为起爆半导体桥电路供电，同时控制对正电磁铁和限位电磁铁的通断电；通信模块接收外部的自毁命令；时钟模块为逻辑控制电路提供时钟信号，实现延时功能；存储模块存放自毁程序和信息采集模块采集的信息。

3.如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，其特征在于，所述自毁系统外壳为3D打印高分子材料，整体的形状为圆柱体，直径为10～20mm，高为6～10mm。

4.如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，其特征在于，所述含能装药采用含能材料。

5.如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，其特征在于，所述含能装药皿采用金属材料或高分子材料。

6.如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，其特征在于，所述隔离安全系统的隔离基板采用硅基或镍基材料，厚度为0.5mm～1mm。

7.如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统，其特征在于，所述弹簧采用S型、L型、Z型和W型弹簧中的一种，线宽为0.02mm～0.05mm。

8.一种如权利要求1所述的具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：

1)核心电子器件处于正常状态下，对正弹簧和限位弹簧均处于自由长度，限位模块的限位机构卡在隔爆滑块的隔离限位凹槽内，固定隔爆滑块的位置并使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块处于隔离状态；

2)当需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电；

3)限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块解除限位；

4)逻辑控制电路对对正电磁铁通电，对正电磁铁产生的磁场吸引隔爆滑块上的对正铁芯，对正弹簧缩短，带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔对正，隔爆滑块从隔离状态变换至解除隔离状态，传爆通孔通过传爆孔对正核心电子器件；

5)逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的对正限位凹槽，重新限定隔爆滑块的位置；

6)在解除隔离状态后，有两种情况：

a)当逻辑控制电路判断需要执行自毁时，逻辑控制电路为起爆半导体桥电路供电，半导体桥换能元在电热效应的作用下释放高温等离子体，驱动含能装药产生电爆效应，产生的爆轰波通过传爆孔作用在核心电子器件上，实现物理自毁；

b)当逻辑控制电路判断不需要执行自毁时，逻辑控制电路对限位电磁铁通电，限位电磁铁产生的磁场吸引限位模块上限位铁芯，带动限位弹簧压缩，从而使得限位模块的限位机构脱离隔爆滑块的对正限位凹槽，隔爆滑块解除限位；逻辑控制电路对对正电磁铁断电，对正铁芯失去磁场吸引从而接触对对正弹簧的压缩，对正磁铁在恢复力的作用下带动隔爆滑块移动，使得隔爆滑块的传爆孔与含能装药皿的传爆通孔不对正，隔爆滑块从解除隔离状态变换至隔离状态；逻辑控制电路对限位电磁铁断电，限位铁芯失去磁场吸引力从而解除对限位弹簧的压缩，限位弹簧在弹性力的作用下恢复原长，推动限位模块朝向隔爆滑块运动，从而使得限位模块的限位机构卡进隔爆滑块的隔离限位凹槽，隔爆滑块限定在隔离状态下，实现隔离逻辑可复位，爆轰波无法传输到核心电子器件上，不会对核心电子器件造成损伤，实现了具有隔离安全系统的集成信息自毁含能微系统的安全性。

9.如权利要求8所述的实现方法，其特征在于，在步骤2)中，执行自毁有包括内部自驱动、指令驱动和外部异常驱动三种驱动方式：

i.内部自驱动指逻辑控制电路的存储模块内部设置程序化的自毁程序，通过程序设置时钟模块执行延时，延时结束时逻辑判断微处理器执行自毁；

ii.指令驱动指通过通信模块接收来自外部的自毁指令，再经逻辑判断微处理器分析，判断需要执行自毁后逻辑判断微处理器执行自毁；

iii.外部异常驱动指信息采集模块检测核心电子器的电压、电流、时钟、异常ID访问和结构完整性的信号，信号经逻辑判断微处理器分析后，如果信号不正常逻辑判断微处理器执行自毁。

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