DE102011083419A1 - Electronic assembly, circuit board and process - Google Patents
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Abstract
Erläutert wird eine Elektronische Baugruppe, enthaltend: – eine Leiterplatte, an oder in der mindestens zwei Leiterbahnen oder eine Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sind, – mindestens ein elektronisches Bauelement oder eine Vielzahl von Bauelementen, das oder die eine auf der Leiterplatte angeordnete elektronische Schaltung bilden, – eine die Schaltung bedeckende bzw. umgebenden Leiterbahnanordnung, – und eine Überwachungsschaltung, deren Eingänge mit der Leiterbahnanordnung elektrisch leitfähig verbunden sind, – eine elektrisch isolierende Isolierschicht an Seitenflächen des Bauelementes oder an Seitenflächen der Bauelemente, und wobei die Leiterbahnanordnung an der Isolierschicht angeordnet ist.An electronic subassembly is described, comprising: a printed circuit board on or in which at least two printed conductors or a multiplicity of printed conductors are arranged, at least one electronic component or a multiplicity of electronic components which form an electronic circuit arranged on the printed circuit board, - A circuit covering or surrounding trace arrangement, - and a monitoring circuit whose inputs are electrically conductively connected to the track arrangement, - an electrically insulating insulating layer on side surfaces of the component or on side surfaces of the components, and wherein the conductor arrangement is arranged on the insulating layer.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe, eine Leiterplatte und ein Verfahren. Die elektronische Baugruppe enthält eine Leiterplatte, an oder in der mindestens zwei Leiterbahnen oder eine Vielzahl von Leiterbahnen angeordnet sind. Mindestens ein elektronisches Bauelement oder typischerweise eine Vielzahl von Bauelementen bilden eine auf der Leiterplatte angeordnete elektronische Schaltung. The invention relates to an electronic assembly, a printed circuit board and a method. The electronic module contains a printed circuit board on or in which at least two printed conductors or a plurality of printed conductors are arranged. At least one electronic component or typically a plurality of components form an electronic circuit arranged on the printed circuit board.
Elektrische Schaltungen können sicherheitsrelevante Informationen enthalten und müssen deshalb vor externen Manipulationen geschützt werden. Versuche, die Schaltung elektrisch zu manipulieren, müssen ebenso berücksichtigt werden wie chemische oder mechanische Manipulationen, z.B. mittels Bohren oder Laserablation. Daher wird die Schaltung mit einer Kontrolleinheit kombiniert, die dazu führt, dass sicherheitsrelevante Daten unwiderruflich gelöscht werden, falls der Fall einer externen Manipulation eintritt. Dieser Schutz muss möglichst einfach in den Fertigungsprozess der Schaltung integriert werden können und darf besonders bei miniaturisierten Schaltungen keinen hohen Platzbedarf haben. Electrical circuits may contain safety-relevant information and must therefore be protected against external manipulation. Attempts to electrically manipulate the circuit must be taken into account as well as chemical or mechanical manipulations, e.g. by drilling or laser ablation. Therefore, the circuit is combined with a control unit which results in irrevocably deleting security-relevant data in the event of an external manipulation. This protection must be as easy as possible to be integrated into the manufacturing process of the circuit and may not have a lot of space, especially in miniaturized circuits.
Elektrische Schaltungen könnten mittels Bohrschutzfolien vor externen Manipulationen geschützt. Nach der Herstellung würde die Baugruppe in einer Bohrschutzfolie dreidimensional verpackt werden. Die Folie würde elektrische Strukturen tragen, die mit der Baugruppe verbunden sind und bei Beschädigung zum Löschen sicherheitsrelevanter Daten führen. Nachteile wären die Sensitivität der metallischen Strukturen auf der Bohrschutzfolie und die daher geringe mechanische Stabilität, der Verpackungsprozess, der von Standard-Elektronikfertigungsprozessen abweicht, und die Größe der Verpackung. Electrical circuits could be protected by means of Bohrschutzfolien from external manipulation. After fabrication, the assembly would be packaged three-dimensionally in a drill protection film. The foil would carry electrical structures that are connected to the assembly and, if damaged, result in deletion of safety related data. Disadvantages would be the sensitivity of the metallic structures on the anti-drilling foil and therefore low mechanical stability, the packaging process, which deviates from standard electronic manufacturing processes, and the size of the package.
Alternativ könnte der Schutz gegen Manipulation über ein Gehäuse aus metallisch strukturierten Schaltungsträgern erfolgen, die ebenfalls mit der zu schützenden Baugruppe verbunden sind. Diese Variante wäre mechanisch stabiler und würde auch den Einsatz von Standardherstellungsprozessen erlauben. Die Variante wäre aber für miniaturisierte Aufbauten nicht geeignet und wäre zudem kostenintensiv. Alternatively, the protection against manipulation could be done via a housing of metallically structured circuit carriers, which are also connected to the module to be protected. This variant would be mechanically more stable and would also allow the use of standard manufacturing processes. The variant would not be suitable for miniaturized structures and would also be costly.
Somit besteht ein Bedürfnis nach einer weiteren Baugruppe, die gegen unberechtigten Zugriff geschützt ist. Die Baugruppe soll einfach herzustellen sind. Thus, there is a need for a further assembly that is protected against unauthorized access. The assembly should be easy to manufacture.
Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe nach Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen angegeben. This object is achieved by an assembly according to claim 1. Further developments are specified in the subclaims, the following description and the drawings.
Die Baugruppe kann eine die Schaltung umgebenden bzw. überdeckende Leiterbahnanordnung und eine Überwachungsschaltung enthalten, deren Eingänge mit der Leiterbahnanordnung elektrisch leitfähig verbunden sind. Die elektrisch isolierende Isolierschicht kann an Seitenflächen des Bauelementes oder an Seitenflächen der Bauelemente anliegen Die Leiterbahnanordnung kann an der Isolierschicht angeordnet werden. The module may include a circuit arrangement surrounding or covering the circuit arrangement and a monitoring circuit whose inputs are electrically conductively connected to the conductor arrangement. The electrically insulating insulating layer can rest on side surfaces of the component or on side surfaces of the components. The conductor arrangement can be arranged on the insulating layer.
Die Bauelemente erzeugen auf der Leiterplatte vorzugsweise:
- – Höhenunterschiede größer als 50 Mikrometer, z.B. in Flip-Chip-Technik aufgebrachter integrierter Schaltkreis (Ball Grid Array o.ä.), oder
- – größer als 200 Mikrometer, oder
- – größer als 400 Mikrometer, z.B. SMD (Surface Mounted Device).
- - Height differences greater than 50 microns, for example, in flip-chip technology applied integrated circuit (Ball Grid Array or similar), or
- - greater than 200 microns, or
- - greater than 400 microns, eg SMD (Surface Mounted Device).
Ein Verfahren zum Herstellen der Baugruppe kommt ohne zusätzliche Spezialfolien aus, insbesondere ohne Spezialfolien, die schon Leiterbahnen enthalten. Viele der erforderlichen Prozesse sind außerdem in der Leiterplattenfertigung üblich und damit müssen diesbezüglich keine neuen Maschinen angeschafft werden. A method for producing the assembly does not require any additional special foils, in particular without special foils which already contain conductor tracks. Many of the required processes are also common in printed circuit board manufacturing and thus no new machines need to be purchased in this regard.
Die typischen Höhenunterschiede verhindern bzw. erschweren den Einsatz von vorgefertigten Folien, weil dann Leiterbahnbrüche bzw. Leiterbahnrisse auftreten können. Die Baugruppe kann aber mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden, wenn die Isolierschicht und die Leiterbahnanordnung getrennt voneinander aufgebracht werden, was zum anliegen der Isolierschicht an den Seitenflächen der Bauelemente führt, insbesondere an einander abgewandten Seitenflächen eines Bauelementes bzw. an den einander abgewandten Seitenflächen des jeweiligen Bauelements. Insbesondere liegt die Isolierschicht auch an allen Seitenflächen eines Bauelements oder aller Bauelemente an. Die durch die Bauelemente zur Leiterplatte erzeugten Höhenunterschiede sind bevorzugt kleiner als 1 Millimeter, kleiner als 2 Millimeter oder kleiner als 3 Millimeter. The typical height differences prevent or complicate the use of prefabricated films, because then conductor breaks or conductor cracks may occur. However, the assembly can be made with high reliability, when the insulating layer and the wiring arrangement are applied separately, resulting in the abutment of the insulating layer on the side surfaces of the components, in particular on opposite side surfaces of a component or on the opposite side surfaces of the respective component , In particular, the insulating layer is also applied to all side surfaces of a component or all components. The differences in height produced by the components to the printed circuit board are preferably less than 1 millimeter, less than 2 millimeters or less than 3 millimeters.
Insbesondere enthält die Baugruppe keine Ausgleichsfolien, die speziell für jede Art von Baugruppe ausgestanzt werden müsste, und die separat einzusetzen wäre. Eine Ausgleichsfolie würde bei Vorhandensein eines gewissen Spiels bspw. immer nur an einer Seitenfläche eines Bauelementes anliegen und nicht an anderen Seitenflächen des Bauelements. Erst recht würde die Abstandsfolie nicht von einander abgewandten Seitenflächen eines Bauelements liegen, wie es bei der Erfindung der Fall ist. In particular, the assembly contains no compensation films that would have to be punched out specifically for each type of assembly, and would be used separately. In the presence of a certain play, for example, a compensation film would always rest only on one side face of a component and not on other side faces of the component. Even more so, the spacer film would not be facing away from each other side surfaces of a component, as is the case with the invention.
Die elektrisch isolierende Isolierschicht kann direkt an den Bauelementen angeordnet sein. Vorzugsweise enthält die Isolierschicht nur eine Schicht. Alternativ enthält die Isolierschicht mehrere isolierende Schichten. The electrically insulating insulating layer can be arranged directly on the components. Preferably, the insulating layer contains only one layer. Alternatively, the insulating layer contains a plurality of insulating layers.
Die Leiterbahnanordnung kann direkt an der Isolierschicht angeordnet werden. Die Leiterbahnanordnung enthält zweckmäßigerweise nur eine Metallschicht oder nur zwei Metallschichten unterschiedlicher Materialzusammensetzung. The conductor arrangement can be arranged directly on the insulating layer. The conductor arrangement expediently contains only one metal layer or only two metal layers of different material composition.
Die Isolierschicht kann auch an der der Leiterplatte abgewandten Seite an dem Bauelement oder an den Bauelementen angeordnet sein. Dieses strukturelle Merkmal ist die Folge einer Fertigung, bei der die Isolierschicht separat von der Leiterbahnanordnung aufgebracht wird, insbesondere durch Vergießen, Tauchen oder Laminieren. The insulating layer can also be arranged on the side facing away from the printed circuit board on the component or on the components. This structural feature is the result of a manufacturing process in which the insulating layer is applied separately from the printed conductor arrangement, in particular by casting, dipping or laminating.
Die Isolierschicht kann auf den Bauelementen so angeordnet sein, dass an einer dem Bauelement abgewandten Seite der Isolierschicht ebenfalls Höhenunterschiede größer als 50 Mikrometer oder größer als 200 Mikrometer oder größer als 400 Mikrometer auftreten. Die Leiterbahnanordnung kann an der Isolierschicht angeordnet sein, wobei an der Leiterbahnanordnung ebenfalls Höhenunterschiede größer als 50 Mikrometer oder größer als 200 Mikrometer oder größer als 400 Mikrometer auftreten. The insulating layer may be arranged on the components such that height differences greater than 50 micrometers or greater than 200 micrometers or greater than 400 micrometers also occur on a side of the insulating layer facing away from the component. The interconnect arrangement may be arranged on the insulating layer, wherein height differences greater than 50 micrometers or greater than 200 micrometers or greater than 400 micrometers also occur at the interconnect arrangement.
Somit gleicht die Isolierschicht die Höhenunterschiede bei dieser Variante nicht oder nur bedingt aus. Andererseits kann ein Isolierschicht mit gleichbleibender Dicke verwendet werden, wie es bei Folien der Fall ist. Thus, the insulating layer compensates for the height differences in this variant, or only partially. On the other hand, an insulating layer with a constant thickness can be used, as is the case with films.
Die Isolierschicht kann eine Kunststofffolie sein oder enthalten. Eine Kunststofffolie kann auf einfache Art hergestellt und auch einfach auf eine Topografie aufgebracht werden, bspw. unter Verwendung von Unterdruck oder Überdruck und Temperatur. Weil die Kunststofffolie keine Leiterbahnen enthält, ist sie besonderes anpassungsfähig an die Topografie. Typisch beim Verwenden einer Folie ist, dass sich die Isolierschicht nicht zwischen Bauelement und Leiterplatte befindet. The insulating layer may be or contain a plastic film. A plastic film can be produced in a simple manner and also easily applied to a topography, for example by using negative pressure or overpressure and temperature. Because the plastic film contains no tracks, it is particularly adaptable to the topography. It is typical when using a foil that the insulating layer is not between the component and the printed circuit board.
Die Isolierschicht kann aber auch eine auf die Leiterplatte gegossene Schicht sein, die dann ausgehärtet wurde. Typisch ist dann, dass das Material der Isolierschicht auch zwischen Bauelement und Leiterplatte fließt und damit dort angeordnet wird. The insulating layer may also be a cast onto the circuit board layer, which was then cured. It is then typical that the material of the insulating layer also flows between the component and the printed circuit board and is thus arranged there.
Die Höhenunterschiede werden hier durch die Verwendung von im fließfähigen Zustand aufgebrachten Isolierschichten ausgeglichen, so dass eine Oberfläche der Isolierschicht bspw. Höhenunterschiede hat, die kleiner als 50 Mikrometer sind, bzw. um mindesten 50 Prozent kleiner sind als eine durch das Bauelement bzw. durch die Bauelemente erzeugte Topografie. The height differences are compensated here by the use of applied in the flowable insulating layers, so that a surface of the insulating layer, for example, height differences that are smaller than 50 microns, or at least 50 percent smaller than one through the device or through the Components generated topography.
Die verringerte bzw. eingeebnete Topografie erleichtert das Aufbringen der Leiterbahnanordnung, insbesondere bei kleinen Strukturbreiten der Leiterbahnen von kleiner als 50 Mikrometer. Durch Vergießen oder Tauchen lassen sich größere Höhenunterschiede zwischen Leiterplatte und Bauelementen ausgleichen, insbesondere Höhenunterschiede größer als 200 Mikrometer aber kleiner als 3 Millimeter, kleiner als 2 Millimeter oder sogar kleiner als 1 Millimeter. The reduced or leveled topography facilitates the application of the conductor track arrangement, in particular for small structural widths of the conductor tracks of less than 50 micrometers. By casting or dipping larger differences in height between the circuit board and components can be compensated, in particular height differences greater than 200 microns but less than 3 millimeters, less than 2 millimeters or even less than 1 millimeter.
Bei dieser Ausgestaltung kann die Isolierschicht zu ihrem Rand hin abgeflacht sein, bspw. durch Verlaufen einer Gussmasse oder Tauchflüssigkeit oder durch Verwenden einer speziell ausgestalteten Gussform. Die Abflachung am Rand erleichtert das Aufbringen der Leiterbahnanordnung, weil keine Stufe vorhanden ist. In this embodiment, the insulating layer can be flattened towards its edge, for example by running a casting compound or immersion liquid or by using a specially designed mold. The flattening at the edge facilitates the application of the track arrangement, because there is no step.
Die Leiterbahnen der Leiterbahnanordnung können vorzugsweise in einem Gebiet angeordnet sein, das dem gesamten Gebiet der Leiterplatte oder mindestens 90 Prozent der Leiterplatte bzw. des zu schützenden Gebietes der Leiterplatte entspricht. Insbesondere können die Leiterbahnen der Leiterbahnanordnung mäanderförmig angeordnet. Mäanderförmig heißt hier, dass die Leiterbahnen ihre Richtung mehrmals um bspw. 180 Grad ändern. An Stelle von Mäandern können jedoch auch andere Kurvenformen verwendet werden, wie z.B. spiralförmige Verläufe bei denen ein Zentrum mit kontinuierlich größer werdendem Radius umkreist wird. The printed conductors of the printed conductor arrangement can preferably be arranged in an area which corresponds to the entire area of the printed circuit board or at least 90 percent of the printed circuit board or the area of the printed circuit board to be protected. In particular, the strip conductors of the strip conductor arrangement can be arranged in meandering fashion. Meandering here means that the conductors change their direction several times by, for example, 180 degrees. However, other meandering forms may be used instead of meanders, such as e.g. Spiral curves in which a center is circled with continuously increasing radius.
Das zu schützende Gebiet enthält den Mäander oder mehrere Mäander einschließlich von Zwischenräumen, die die gleiche Breite wie die Mäander haben bzw. im Bereich von 0,5 bis zu 2,0 dieser Breite liegen. Die mäanderförmigen bzw. spiralförmigen Leiterbahnen ändern bei Beschädigung ihren ohmschen Widerstand besonders stark, so dass sich ein unberechtigter Eingriff leichter erfassen lässt. The area to be protected contains the meander or several meanders, including spaces that are the same width as the meanders or in the range of 0.5 to 2.0 of this width. The meandering or spiral tracks change their ohmic resistance particularly strong, so that an unauthorized engagement easier to detect.
Die Isolierschicht kann eine erste Isolierschicht sein und die Leiterbahnanordnung kann eine erste Leiterbahnanordnung sein. Zusätzlich kann es auf oder sogar an der ersten Leiterbahnanordnung eine zweite Isolierschicht geben. Auf oder an der zweiten Isolierschicht kann eine zweite Leiterbahnanordnung angeordnet sein, die mit der Überwachungsschaltung oder mit einer weiteren Überwachungsschaltung verbunden ist. The insulating layer may be a first insulating layer and the wiring arrangement may be a first wiring arrangement. In addition, there may be a second insulating layer on or even on the first trace arrangement. On or at the second insulating layer may be arranged a second interconnect arrangement which is connected to the monitoring circuit or to a further monitoring circuit.
Die erste Isolierschicht kann das gleiche Material wie die zweite Isolierschicht enthalten oder ein anderes Material. Die Schichtdicken beider Schichten können gleich oder voneinander verschieden sein. The first insulating layer may be the same material as the second insulating layer included or another material. The layer thicknesses of both layers may be the same or different.
Die erste Leiterbahnanordnung kann das gleiche Material wie die zweite Leiterbahnanordnung enthalten oder ein anderes Material. Die Schichtdicken beider Leiterbahnanordnungen können gleich oder voneinander verschieden sein. The first wiring arrangement may contain the same material as the second wiring arrangement or another material. The layer thicknesses of both interconnects may be the same or different.
Sind die Leiterbahnen der beiden Leiterbahnanordnungen mäanderförmig ergibt sich ein besonders hoher Schutz, insbesondere wenn die Mäander beider Leiterbahnanordnungen mit lateralem Versatz zueinander angeordnet sind, so dass es bei Draufsicht auf die Leiterbahnanordnung kein Gebiet mehr gibt, in dem nur Zwischenräume liegen, so dass dort ein unberechtigtes Vordringen zu der Schaltungsanordnung erleichtert wäre. If the conductor tracks of the two conductor track arrangements meander-shaped, a particularly high protection results, in particular if the meanders of both conductor track arrangements are arranged with lateral offset from one another, so that there is no area in plan view of the conductor track arrangement in which there are only intermediate spaces, so that there unauthorized access to the circuit would be facilitated.
Die Leitbahnen der Leiterbahnanordnung können eine Breite im Bereich von 1 Mikrometer bis zu 100 Mikrometern haben, vorzugsweise eine Breite im Bereich von 5 Mikrometern bis zu 100 Mikrometern. Die gleichen Abmessungen gelten für die Abstände zwischen benachbarten Abschnitten von Leiterbahnen der Leiterbahnanordnung. The interconnects of the track array may have a width in the range of 1 micron to 100 microns, preferably a width in the range of 5 microns to 100 microns. The same dimensions apply to the distances between adjacent sections of printed conductors of the printed conductor arrangement.
Die Leiterbahnen der Leiterbahnanordnung können mehr als 1 Mikrometer dick sein. Die Schichtdicke kann kleiner als 100 Mikrometer sein. Durch eine ausreichende Schichtdicke der Leiterbahnen wird erreicht, dass sich der Widerstand stark ändert bei Beschädigung der Leiterbahnanordnung. The printed conductors of the printed conductor arrangement can be more than 1 micrometer thick. The layer thickness can be less than 100 microns. By a sufficient layer thickness of the conductor tracks is achieved that the resistance changes greatly in case of damage to the conductor arrangement.
Außerdem ist eine Leiterplatte mit einer Leiterbahnlage betroffen, die im Gebiet der gesamten Leiterplatte oder in einem zu schützenden Gebiet mindestens eine Leiterbahn mit mäanderförmigem oder spiralförmigen Verlauf enthält. In addition, a circuit board is concerned with a conductor layer, which contains in the area of the entire circuit board or in an area to be protected at least one conductor with a meandering or spiral course.
Die Unterseite, d.h. eine Seite der Leiterplatte, die nicht bestückt wird, kann so auf einfache Art gegen unberechtigte Eingriffe geschützt werden. Die schützende Metalllage kann bei der Herstellung der Leiterplatte auf einfache Art erzeugt werden. The bottom, i. one side of the PCB, which is not equipped, can be easily protected against unauthorized interference. The protective metal layer can be easily produced in the manufacture of the circuit board.
Die Leiterbahnlage kann eine erste Lage sein, wobei die Leiterplatte eine zweite Leiterbahnlage enthält, die im Gebiet der gesamten Leiterplatte mindestens eine weitere Leiterbahn mit mäanderförmigem oder spiralförmigen Verlauf enthält. Die Schutzwirkung lässt sich so auf einfache Art erhöhen. The interconnect layer may be a first layer, wherein the circuit board includes a second interconnect layer, which contains in the region of the entire circuit board at least one further interconnect with a meandering or spiral course. The protective effect can be increased in a simple way.
Die Leiterbahn der ersten Leiterbahnlage kann mit lateralem Versatz zu der zweiten Leiterbahnlage angeordnet sein, so dass sich die Schutzwirkung weiter erhöht. Die Leiterplatte bietet insbesondere mit der Leiterbahnanordnung der Baugruppe einen allseitigen Schutz gegen Eingriffe von oben und von unten. The conductor track of the first interconnect layer can be arranged with lateral offset to the second interconnect layer, so that the protective effect is further increased. The printed circuit board offers in particular with the conductor track arrangement of the module an all-round protection against interference from above and from below.
Betroffen ist außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe:
- – auf einer bestückten Leiterplatte wird eine Leiterbahnanordnung separat ohne gleichzeitiges Anordnen einer Isolierschicht angeordnet.
- - On a populated circuit board, a wiring arrangement is arranged separately without simultaneous placement of an insulating layer.
Somit gelten die oben für die Baugruppe angegebenen technischen Wirkungen auch für das Verfahren. Insbesondere müssen keine Spezialfolien verwendet werden auf denen bereits Leiterbahnen angeordnet sind. Weiterhin ist bspw. eine Abstandsfolie nicht erforderlich. Thus, the technical effects given above for the assembly also apply to the process. In particular, no special foils have to be used on which conductor tracks are already arranged. Furthermore, for example, a spacer film is not required.
Auf der Leiterplatte kann mindestens ein Bauelement oder können mehrere elektronische Bauelemente angeordnet werden, wobei auf das Bauelement oder auf die Bauelemente eine Isolierschicht aufgebracht wird. Auf die Isolierschicht wird eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht. Die elektrisch leitfähige Schicht wird nach dem Aufbringen auf die Isolierschicht strukturiert zu der Leiterbahnanordnung. On the circuit board, at least one component or a plurality of electronic components can be arranged, wherein an insulating layer is applied to the component or to the components. On the insulating layer, an electrically conductive layer is applied. The electrically conductive layer is structured after application to the insulating layer to the conductor track arrangement.
Auch für dieses Verfahren gelten die oben für die Baugruppe angegebenen technischen Wirkungen. Die Isolierschicht kann ganzflächig aufgebracht werden. Ebenso kann die elektrisch leitfähige Schicht zunächst ganzflächig aufgebracht werden und dann strukturiert werden. Also for this method, the technical effects given above for the assembly apply. The insulating layer can be applied over the entire surface. Likewise, the electrically conductive layer can first be applied over the entire surface and then patterned.
Mindestens eine Leiterbahn der Leiterbahnanordnung kann mit einer auf der Leiterplatte angeordneten Überwachungsschaltung verbunden werden, die die Baugruppe gegen unberechtigte Zugriffe schützt. Die Überwachungsschaltung löscht vorzugsweise sicherheitsrelevante Daten in einem Speicher der Baugruppe, wenn ein unberechtigter Eingriff festgestellt wird. Das Löschen erfolgt insbesondere durch Überschreiben mit einem vorgegebenen Datum. At least one printed conductor of the printed conductor arrangement can be connected to a monitoring circuit arranged on the printed circuit board, which protects the assembly against unauthorized access. The monitoring circuit preferably erases safety-relevant data in a memory of the module when an unauthorized intervention is detected. The deletion takes place in particular by overwriting with a given date.
Die Isolierschicht kann als Folie aufgebracht werden. Dabei handelt es sich um ein besonders einfaches Verfahren, weil keine Flüssigkeiten verwendet werden müssen. Es kann selbstklebende Folie verwendet werden. Alternativ kann ein zusätzliches Klebmittel verwendet werden, das auf die Folie und/ oder auf die Leiterplatte aufgebracht wird, kurz vor dem Verbinden, bspw. weniger als 10 Minuten vorher. Viele Folien sind bereits mit einer Klebeschicht beschichtet, die erst unter Druck und Temperatur aushärtet. The insulating layer can be applied as a film. This is a particularly simple process because no liquids need to be used. It can be used self-adhesive film. Alternatively, an additional adhesive may be used which is applied to the film and / or to the circuit board just prior to bonding, for example, less than 10 minutes before. Many films are already coated with an adhesive layer that cures only under pressure and temperature.
Die Folie kann mit Überdruck oder Unterdruck und/oder mit Übertemperatur aufgebracht werden. Der Druck bzw. die Temperatur sind hier bezogen auf den Raumdruck oder die Raumtemperatur in einem Fertigungsraum und liegen bei insbesondere 1 Bar bzw. 20 Grad Celsius. Das Aufbringen der Folie kann bspw. in einem sogenannten Autoklaven erfolgen, d.h. in einer Kammer deren Innendruck und deren Temperatur einstellbar sind. The film can be applied with overpressure or underpressure and / or with over-temperature. The pressure or the temperature are here based on the room pressure or the room temperature in a production room and are in particular 1 bar or 20 degrees Celsius. The application of the film can take place, for example, in a so-called autoclave, i. in a chamber whose internal pressure and temperature are adjustable.
Der Überdruck kann bspw. im Bereich von 2 Bar bis 30 Bar liegen. Die Temperatur kann bspw. im Bereich von 80 Grad Celsius bis 190 Grad Celsius liegen, insbesondere im Bereich von 100 Grad Celsius bis 150 Grad Celsius. The overpressure may, for example, be in the range of 2 bar to 30 bar. The temperature may be, for example, in the range of 80 degrees Celsius to 190 degrees Celsius, in particular in the range of 100 degrees Celsius to 150 degrees Celsius.
Alternativ kann die Isolierschicht aber auch aufgegossen, aufgeschleudert oder durch Eintauchen aufgebracht werden. Auch dies sind Verfahren, die außerdem einfach auszuführen sind und die zu einem zusätzlichen Höhenausgleich führen. Das Trocknen der noch flüssigen oder zähflüssigen Isolierschicht kann mit Hilfe eines zusätzlichen Temperaturschrittes erfolgen, der z.B. bei einer Temperatur im Bereich von 50 Grad Celsius bis 200 Grad Celsius stattfindet. Vergussschichten können härter als Folien ausgeführt werden, z.B. mit einer Shore-Härte im Bereich von 40 bis 90. Alternatively, however, the insulating layer can also be cast, spin-coated or applied by immersion. These are also methods that are also easy to perform and that lead to an additional height compensation. The drying of the still liquid or viscous insulating layer can be effected by means of an additional temperature step, e.g. at a temperature in the range of 50 degrees Celsius to 200 degrees Celsius. Potting layers can be made harder than films, e.g. with a Shore hardness in the range of 40 to 90.
Die Isolierschicht kann mittels Laser in Kontaktbereichen geöffnet werden. Der Laserstrahl des Lasers durchdringt die Isolierschicht z.B. nur an zwei Stellen oder an mehr als zwei Stellen, vorzugsweise jedoch an weniger als 20 Stellen. Damit lässt sich das Lasern sehr schnell durchführen. Alternativ kann aber auch ein fotolithografisches Verfahren verwendet werden, um die Isolierschicht zu durchdringen. The insulating layer can be opened by laser in contact areas. The laser beam of the laser penetrates the insulating layer, e.g. only in two places or in more than two places, but preferably in less than 20 places. This makes lasing very fast. Alternatively, however, a photolithographic process may be used to penetrate the insulating layer.
Die Leiterbahnanordnung kann durch Gasphasenabscheidung oder Aufsputtern, durch Galvanisieren oder durch sowohl Gasphasenabscheidung oder Aufsputtern als auch Galvanisieren auf einfache Art aufgebracht werden. Durch Gasphasenabscheidung bzw. Aufsputtern wird bspw. eine die mechanische Haftung verbessernde Schicht aufgebracht oder eine Grundschicht, die für ein Galvanisierungsverfahren genutzt werden kann. Typische Materialien sind hier Titan, Wolfram und deren Nitride. Typische Schichtdicken liegen im Bereich von 1 Mikrometer bis zu 10 Mikrometern. The wiring arrangement can be easily applied by vapor deposition or sputtering, by electroplating or by both vapor deposition or sputtering and plating. By means of vapor deposition or sputtering, for example, a layer which improves the mechanical adhesion or a base layer which can be used for a galvanization process is applied. Typical materials here are titanium, tungsten and their nitrides. Typical layer thicknesses are in the range of 1 micrometer to 10 micrometers.
Das Sputtern kann bspw. mit einem Plasma durchgeführt werden, wobei die Temperatur an der Leiterplatte unter 150 Grad Celsius bleiben kann bzw. sogar unter 100 Grad Celsius. Zum Galvanisieren eignet sich insbesondere Kupfer, das mit einer Maske aufgebracht wird, die nicht zu galvanisierende Bereiche einer Grundschicht zur Stromführung beim Galvanisieren abdeckt. The sputtering can be carried out, for example, with a plasma, wherein the temperature on the circuit board can remain below 150 degrees Celsius or even below 100 degrees Celsius. In particular, copper is suitable for electroplating, which is applied with a mask which covers areas of a base layer which are not to be electroplated for current conduction during electroplating.
Für die Baugruppe, die Leiterplatte und das Verfahren gilt, dass ein extrem kleiner Aufbau zum Schutz einer elektrischen Schaltung gegen externe Manipulation mit Standard-Elektronikfertigungsprozessen realisiert werden kann. Eine hohe Integrationsdichte wird dadurch ermöglicht. Die Schaltung enthält eine Kontrolleinheit, die bspw. zum Löschen sicherheitsrelevanter Daten führt, falls ein Anstieg des Widerstands einer Leiterbahnstruktur detektiert wird. For the assembly, circuit board and method, an extremely small structure for protecting an electrical circuit from external manipulation can be realized with standard electronics manufacturing processes. A high integration density is thereby made possible. The circuit contains a control unit which, for example, leads to the erasure of safety-relevant data if an increase in the resistance of a printed conductor structure is detected.
Es können zwei Fälle unterschieden werden. Im ersten Fall ist die Leiterplatte einseitig, z.B. auf der Vorderseite, bestückt. In diesem Fall kann bei der Leiterplattenherstellung rückseitig eine mäanderförmige Struktur mit dem kleinstmöglichen Strukturabstand erzeugt werden, und eine Durchkontaktierung zur Vorderseite wird realisiert. Eine mehrlagige Metallisierung mit versetzten Mäandern ist möglich, um das Risiko einer externen Manipulation zu verringern. Nach der Bestückung wird vorderseitig eine mäanderförmige Leiterbahnstruktur wie folgt erzeugt. Die Schaltung wird mit einem Dielektrikum isoliert. Dies kann eine laminierte Folie, ein Lack oder ein Vergussmaterial sein. Das Dielektrikum kann je nach Oberflächentopografie in der Dicke variieren, z.B. im Bereich von 1 Mikrometer bis zu mehreren hundert Mikrometer. Two cases can be distinguished. In the first case, the circuit board is one-sided, e.g. on the front, stocked. In this case, in the circuit board manufacturing, a meander-shaped structure with the smallest possible pitch can be produced on the back side, and a through-hole to the front side is realized. Multi-layer metallization with staggered meanders is possible to reduce the risk of external manipulation. After the assembly, a meander-shaped conductor track structure is produced on the front as follows. The circuit is insulated with a dielectric. This may be a laminated film, a lacquer or a potting material. The dielectric may vary in thickness depending on the surface topography, e.g. ranging from 1 micron to several hundred microns.
Kontakte zum Rückseitenkontakt und zur Kontrollstruktur werden z.B. mittels Laserablation geöffnet. Die nun folgende metallische Leiterbahnstruktur mit Kontakt zur rückseitigen Metallisierung kann additiv, semiadditiv oder subtraktiv erzeugt werden. Die Oberfläche des Dielektrikums wird, z.B. mittels Gasphasenabscheidung, metallisiert, z.B. mit Cu, und kann bei Bedarf galvanisch auf mehrere Mikrometer verstärkt werden. Die Metallschicht wird über Photolithographie und Ätztechnik mäanderförmig strukturiert. Die Leiterbahnzüge liegen dabei so dicht aneinander, dass sie durch Bohrversuche in den Zwischenräumen beschädigt werden und der Gesamtwiderstand dadurch ansteigt. Contacts to the backside contact and to the control structure are e.g. opened by laser ablation. The following metallic interconnect structure with contact to the back metallization can be generated additive, semi-additive or subtractive. The surface of the dielectric is, e.g. by vapor deposition, metallised, e.g. with Cu, and can be galvanically reinforced to several micrometers if required. The metal layer is structured in a meandering pattern by means of photolithography and etching technology. The traces are so close together that they are damaged by drilling in the interstices and the total resistance increases.
Um das Risiko zu minimieren, kann auch vorderseitig ein mehrlagiger Aufbau gewählt werden. Dabei wird die erste Leiterbahnstruktur mit einem Dielektrikum abgedeckt. Dies kann wieder eine laminierte Folie, ein Lack oder ein Vergussmaterial sein. Kontaktöffnungen zur ersten Metallebene werden erneut, z.B. mittels Laserablation geöffnet. Die Oberfläche wird metallisiert, z.B. mittels Gasphasenabscheidung, und die Metalllage wird versetzt zur ersten Metallebene mäanderförmig strukturiert. Ein abschließender Verguss zum mechanischen und chemischen Schutz des Gesamtaufbaus ist möglich. To minimize the risk, a multilayer structure can also be selected on the front side. In this case, the first interconnect structure is covered with a dielectric. This may again be a laminated film, a lacquer or a potting material. Contact openings to the first metal level are redone, e.g. opened by laser ablation. The surface is metallized, e.g. by means of vapor deposition, and the metal layer is structured meandering offset to the first metal level. A final encapsulation for the mechanical and chemical protection of the overall structure is possible.
Im zweiten Fall kann die Leiterplatte beidseitig bestückt werden. In diesem Fall wird der Prozess zur Metallstrukturierung, wie oben beschrieben, beidseitig durchgeführt. In the second case, the printed circuit board can be equipped on both sides. In this case, the metal structuring process is performed on both sides as described above.
Es werden die folgenden technischen Wirkungen erreicht:
- – elektrische Schaltungen können in einem kompakten Aufbau sicher geschützt werden, was eine hohe Integrationsdichte ermöglicht,
- – der Herstellungsprozess ist mit Standardherstellungsverfahren möglich,
- – der Verguss erzeugt zusätzlich mechanische Stabilität,
- – der Aufbau erlaubt Schutz gegen optische Prüfung und chemische oder mechanische Manipulation.
- - Electrical circuits can be safely protected in a compact design, which allows a high integration density,
- - the manufacturing process is possible with standard manufacturing processes,
- The encapsulation additionally produces mechanical stability,
- - The structure allows protection against optical inspection and chemical or mechanical manipulation.
Zusammenfassend gilt für das Verfahren:
- 1. Isolation der zu schützenden Schaltung mit einem Dielektrikum. Aufbringen des Dielektrikums z.B. mittels Vergießen, Tauchen oder Laminieren einer Folie. Die Folie kann auch photostrukturierbar sein.
- 2. Öffnung der Kontakte zur Schaltung und zum Controller mittels Fotolithographie und Ätztechnik oder mittels Laserablation.
- 3. Metallisierung der Oberfläche, z.B. mittels Gasphasenabscheidung.
- 4. Optional: metallische Verstärkung durch Galvanik für bessere mechanische Stabilität.
- 5. Mäanderförmige Strukturierung der Metallschicht, z.B. mittels Fotolithographie und Ätztechnik.
- 6. Optional: Verguss zum optischen Schutz und/oder Schutz vor chemischen oder mechanischen Einflüssen.
- 1. Isolation of the circuit to be protected with a dielectric. Applying the dielectric, for example by means of potting, dipping or laminating a film. The film can also be photostructurable.
- 2. Opening the contacts to the circuit and the controller by means of photolithography and etching or by laser ablation.
- 3. Metallization of the surface, eg by means of vapor deposition.
- 4. Optional: metallic reinforcement by electroplating for better mechanical stability.
- 5. Meander-shaped structuring of the metal layer, eg by means of photolithography and etching technology.
- 6. Optional: Potting for optical protection and / or protection against chemical or mechanical influences.
Die Überwachungsschaltung überwacht bspw. den ohmschen Widerstand, die Kapazität oder die Induktivität der Leiterbahnanordnung. Bei Abweichungen von einem Sollwert wird ein elektrisches Signal erzeugt und optional bspw. ausgegeben. Auch kann abhängig von dem elektrischen Signal automatisch ein Löschen von Daten eingeleitet werden oder auch eine Zerstörung oder Veränderung von Bauelementen der Schaltung, bspw. mit Hilfe von sogenannten Fuses bzw. Schmelzsicherungen. The monitoring circuit monitors, for example, the ohmic resistance, the capacitance or the inductance of the printed conductor arrangement. In case of deviations from a desired value, an electrical signal is generated and optionally output, for example. Also, depending on the electrical signal, a deletion of data can be automatically initiated or a destruction or change of components of the circuit, for example. With the help of so-called fuses or fuses.
Die Energie für die Überwachungsschaltung wird bspw. in einem Speicherkondensator, in einem wieder aufladbaren Akkumulator oder in einer Batterie gespeichert, die sich innerhalb der Schutzleiterbahnanordnung befindet. Sollte die Spannung in einem dieser Energiespeicher unter einen vorgegebenen Wert fallen, so kann ein automatisches Löschen veranlasst werden. The energy for the monitoring circuit is stored, for example, in a storage capacitor, in a rechargeable battery or in a battery, which is located within the protective conductor track arrangement. Should the voltage in one of these energy stores fall below a predetermined value, then an automatic deletion can be initiated.
Bei anderen Ausführungsbeispielen werden zusätzlich auch Temperatur und/oder Spannungen von der Überwachungsschaltung überwacht. Beim Ansteigen oder Abfallen der Temperatur über bzw. unter einen vorgegebenen Temperaturwert oder der Spannung über einen vorgegebenen Spannungswert, wird ebenfalls ein Löschen veranlasst. In other embodiments, temperature and / or voltages are additionally monitored by the monitoring circuit. When the temperature rises or falls above or below a predetermined temperature value or the voltage above a predetermined voltage value, a deletion is also initiated.
Die sicherheitsrelevanten Daten sind bspw. Verschlüsselungsalgorithmen, elektronische Schlüssel für elektronische Ver- bzw. Entschlüsselungsverfahren, PIN-Codes (Personal Identification Number), wichtige Programmdaten, wichtige Datensätze usw. The security-relevant data are, for example, encryption algorithms, electronic keys for electronic encryption or decryption methods, PIN codes (Personal Identification Number), important program data, important data records, etc.
Mindestens zwei Kontakte der Schaltungsanordnung können nach außen durch die Schutzleitbahnanordnung hindurch geführt werden als äußere Anschlüsse. At least two contacts of the circuitry may be routed outwardly through the protective track array as external terminals.
Die Leiterplatte wird auch als gedruckte Schaltung bezeichnet und besteht bspw. aus FR4-(Epoxidharz und Glasfasergewebe) oder FR5-Material (Epoxidharz und Glasfasergewebe höherer Wärmebeständigkeit) bzw. aus anderen Materialien wie Phenolharz, Keramik usw. The circuit board is also referred to as a printed circuit and consists, for example, of FR4 (epoxy resin and glass fiber fabric) or FR5 material (epoxy resin and glass fiber fabric of higher heat resistance) or of other materials such as phenolic resin, ceramic, etc.
Die Leiterplatte kann abgesehen von Schutzlagen für die Überwachung einlagig oder mehrlagig sein und ist meist mit Kupferleitbahnen versehen. Weiterhin können die für die Schaltung genutzten Lagen nur auf einer Seite der Leiterplatte oder auf beiden Seiten der Leiterplatte angeordnet sein. Typische Werte für die Schichtdicke der Leiterplatte liegen im Bereich von 100 Mikrometern bis 500 Mikrometern oder sogar bis zu 2 Millimeter. The printed circuit board can be single-layered or multi-layered apart from protective layers for monitoring and is usually provided with copper conductive tracks. Furthermore, the layers used for the circuit can be arranged only on one side of the circuit board or on both sides of the circuit board. Typical values for the layer thickness of the printed circuit board are in the range of 100 micrometers to 500 micrometers or even up to 2 millimeters.
Die Leiterplatte kann fest bzw. starr sein und damit nicht biegbar, bzw. nicht unter einen Biegeradius von bspw. 10 Zentimetern. Alternativ kann die Leiterplatte flexibel sein, d.h. biegbar in gewissen Grenzen von z.B. einem Krümmungsradius kleiner als 5 cm. The printed circuit board can be fixed or rigid and thus not bendable, or not below a bending radius of, for example, 10 centimeters. Alternatively, the circuit board may be flexible, i. bendable within certain limits of e.g. a radius of curvature smaller than 5 cm.
Die Bauelemente sind aktive Bauelemente, wie z.B. Transistoren (BT (bipolar Transistor), FET (Feld Effekt Transistor), Dioden), oder passive Bauelemente, wie Widerstände, Kondensatoren, Spulen usw. The devices are active devices, e.g. Transistors (BT (bipolar transistor), FET (field effect transistor), diodes), or passive devices such as resistors, capacitors, coils, etc.
Die Bauelemente sind üblicherweise aufgelötet, z.B. in SMD Technik (Surface Mounted Device) oder mit Anschlussbeinen versehen, die die Löcher in der Leiterplatte durchdringen. The components are usually soldered, e.g. In SMD technology (Surface Mounted Device) or provided with connecting legs, which penetrate the holes in the circuit board.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff "kann" verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments. If the term "can" is used in this application, it is both the technical possibility and the actual technical implementation.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen: In the following, embodiments of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Show:
Die
Die Baugruppe
- –
eine Leiterplatte 14 , die auch als Schaltungsträger bezeichnet werden kann, - – eine elektrisch isolierende Isolierschicht
16 , - –
zwei Kontaktabschnitte 18 und 20 , welche dieIsolierschicht 16 durchdringen und an den beiden Enden der Leiterbahnanordnung12 ausgebildet sind.
- - a
circuit board 14 , which can also be called a circuit carrier, - - An electrically insulating insulating
layer 16 . - - two
contact sections 18 and20 which the insulatinglayer 16 penetrate and at the two ends of thetrack arrangement 12 are formed.
Die Leiterbahnanordnung
Die Leiterplatte
Die elektrisch isolierende Isolierschicht
Die Nutzschaltung ist bspw.:
- – eine Schaltung zur Eingabe und optional Anzeige einer PIN,
- – eine Schaltung die einen Prozessor und einen elektronischen Speicher enthält mit Befehlen und Daten für den Prozessor, insbesondere eine Verschlüsselungsschaltung,
- – eine Sendeeinheit für ein Datenübertragungsverfahren bspw. ein Funkübertragungsverfahren, insbesondere für digitale Daten, oder
- – eine Empfangseinheit für ein Datenübertragungsverfahren bspw. ein Funkübertragungsverfahren, insbesondere für digitale Daten.
- A circuit for input and optionally display of a PIN,
- A circuit containing a processor and an electronic memory with instructions and data for the processor, in particular an encryption circuit,
- A transmission unit for a data transmission method, for example a radio transmission method, in particular for digital data, or
- A receiving unit for a data transmission method, for example a radio transmission method, in particular for digital data.
In allen Fällen geht es darum, die Schaltung vor unbefugten Zugriffen zu schützen, um bspw. Manipulationen zu verhindern oder den Aufbau der Schaltung nicht preiszugeben, bspw. Softwarealgorithmen oder bestimmt Hardwareverschaltungen. In all cases, the purpose is to protect the circuit from unauthorized access, for example to prevent manipulation or to not disclose the structure of the circuit, for example software algorithms or hardware circuits.
Die Überwachungsschaltung enthält bspw.:
- – eine Widerstandsüberwachung, deren Eingänge an
die Leiterbahnanordnung 14 angeschlossen sind, - – eine Steuerschaltung, die beim Überschreiten oder Unterschreiten eines oder mehrerer Sollwerte ein Ausgangssignal erzeugt, das bspw. zum Löschen von Daten, zum Beeinflussen der Schaltung oder zur Abgabe eines elektronischen Warnsignals verwendet wird, und
- – einen optionalen Energiespeicher.
- - A resistance monitoring, whose inputs to the
track arrangement 14 are connected, - - A control circuit which generates an output signal when exceeding or falling below one or more setpoints, which is used, for example, for deleting data, for influencing the circuit or for delivering an electronic warning signal, and
- - an optional energy storage.
Die Steuerschaltung ist analog oder digital aufgebaut, z.B. mit Hilfe eines Schaltnetzwerkes oder unter Verwendung eines Überwachungsprozessors oder eines auch von der Nutzschaltung genutzten Prozessors. Für die Steuerschaltung gelten insbesondere auch die in der Einleitung für die Überwachungsschaltung genannten Ausführungen, z.B. zusätzliche Temperatur- und Spannungsüberwachung. The control circuit is analog or digital, e.g. using a switching network or using a monitoring processor or a processor also used by the user circuit. In particular, the embodiments mentioned for the monitoring circuit in the introduction, e.g. additional temperature and voltage monitoring.
Ohne Energiespeicher in der Baugruppe
Mit Energiespeicher in der Baugruppe
Die
Bauelemente
Die Überwachungsschaltung
Ein Dummybauelement
In der
Eine in der Baugruppe
Die Schutz-Leiterbahnanordnung
Die
Die Baugruppe
- – eine elektrisch isolierende Isolierschicht
116 auf der Oberseite, - –
zwei Kontaktabschnitte 118 und120 , welche dieIsolierschicht 116 durchdringen und an den beiden Enden derLeiterbahnanordnung 112 ausgebildet sind, - –
eine Überwachungsschaltung 156 , die in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion der Überwachungsschaltung56 entspricht, - –
Bauelemente 158 und160 , dieden Bauelementen 58 und60 entsprechen und dieBestandteil einer Nutzschaltung 162 sind, - –
ein optionales Dummybauelement 164 ,das dem Dummybauelement 64 entspricht, - – eine der Vergussmasse
66 entsprechende Vergussmasse 166 .
- - An electrically insulating insulating
layer 116 on the top, - - two
contact sections 118 and120 which the insulatinglayer 116 penetrate and at the two ends of thetrack arrangement 112 are trained - A
monitoring circuit 156 , in their construction and in their function of themonitoring circuit 56 corresponds, - -
Components 158 and160 that theconstruction elements 58 and60 correspond and are part of autility circuit 162 are, - - An
optional dummy component 164 that thedummy device 64 corresponds, - - one of the potting
compound 66 correspondingpotting compound 166 ,
Eine Höhe H1 entspricht der Höhe H. An der Unterseite der Leiterplatte
Die Nutzschaltung
Die
Die Baugruppe
- – eine erste Schutz-
Leiterbahnanordnung 212 , die unter einer zweiten Schutz-Leiterbahnanordnung224 liegt, - –
eine Isolierschicht 226 , die zwischen den beiden Schutz-Leiterbahnanordnungen 212 und222 angeordnet ist, - –
eine Leiterplatte 214 , die auch als Schaltungsträger bezeichnet werden kann, - – eine in
4 nicht dargestellte elektrisch isolierende Isolierschicht216 , - –
zwei Kontaktabschnitte 218 und220 , welche dieIsolierschicht 216 durchdringen und an den beiden Enden der unteren Schutz-Leiterbahnanordnung 212 ausgebildet sind, und - – zwei Kontaktabschnitte
221a und221b an den Enden der oberen Schutz-Leiterbahnanordnung 222 .
- A first
protection trace arrangement 212 that under a second protective track arrangement224 lies, - - an
insulating layer 226 that exist between the two protective conductor tracks212 and222 is arranged - - a
circuit board 214 , which can also be called a circuit carrier, - - one in
4 not shown electrically insulating insulatinglayer 216 . - - two
contact sections 218 and220 which the insulatinglayer 216 penetrate and at the two ends of the lowerprotective trace assembly 212 are trained, and - - two
contact sections 221a and221b at the ends of the upperprotection trace assembly 222 ,
Die Schutz-Leiterbahnanordnungen
Durch die in den
Auch die Baugruppe
Die
- –
eine Überwachungsschaltung 256 , dieder Überwachungsschaltung 56 entspricht, - –
Bauelemente 258 und260 , dieden Bauelementen 58 und56 entsprechen und dieBestandteil einer Nutzschaltung 262 sind, - –
ein optionales Dummybauelement 264 ,das dem Dummybauelement 64 entspricht, - –
eine Vergussmasse 270 , die einen zusätzlichen Schutz gegen Eingriffe von oben bietet, - – eine erste untere Schutz-
Leiterbahnanordnung 250 , die der Schutz-Leiterbahnanordnung 50 entspricht und insbesondere eine entlang eines Mäanders oder einer Spirale (kreisförmig, quadratisch oder rechteckförmig) verlaufende Leitbahn enthält, - – eine zweite untere Schutz-
Leiterbahnanordnung 255 an der Unterseite derLeiterplatte 214 , - –
Durchkontaktierungen 252 und254 , dieden Durchkontaktierungen 52 und54 entsprechen und die aber zusätzlich auch die zweite Schutz-Leiterbahnanordnung 255 andie Überwachungsschaltung 256 anschließen.
- A
monitoring circuit 256 that themonitoring circuit 56 corresponds, - -
Components 258 and260 that theconstruction elements 58 and56 correspond and are part of autility circuit 262 are, - - An
optional dummy component 264 that thedummy device 64 corresponds, - - a
potting compound 270 which offers additional protection against interference from above, - - A first lower
protective conductor arrangement 250 that of theprotective trace assembly 50 corresponds and in particular contains along along a meander or a spiral (circular, square or rectangular) running track, - - A second lower
protective conductor arrangement 255 at the bottom of thecircuit board 214 . - -
vias 252 and254 that thevias 52 and54 correspond and but in addition also the secondprotective conductor arrangement 255 to themonitoring circuit 256 connect.
Die Kontaktabschnitte
Ein lateraler Versatz V zwischen den Schutz-Leiterbahnanordnungen
Die Leiterplatten
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden getrennte Durchkontaktierungen auch für den Anschluss der Schutz-Leiterbahnanordnungen
Bei anderen Ausführungsbeispielen wird beidseitig bestückt und es werden jeweils zwei oder mehr als zwei Schutz-Leiterbahnanordnung oben und unten verwendet. In other embodiments, both sides are populated and in each case two or more than two protective conductor arrangement are used above and below.
Auch bei der in
Die
- – ein Leiterplattenhersteller hat die
Leiterplatte 14 nach Kundenwunsch gefertigt, wobei auch schon die Schutz-Leiterbahnanordnung 50 sowie dieDurchkontaktierungen 52 und54 mit den üblichen Verfahren der Leiterplattentechnik hergestellt worden sind, bspw. unter Einsatz von fotolithografischen Verfahren und von Ätzprozessen, - – die
Leiterplatte 14 wurde bestückt mit denBauelementen der Überwachungsschaltung 56 sowiemit den Bauelementen 58 und60 der Nutzschaltung 62 sowie weiterhin ggf. mitdem optionalen Dummybauelement 64 , - – anschließend wurde die
Isolierschicht 16 selektiv aufgebracht, bspw. mit einem Lift-Off-Verfahren. Alternativ wird dieIsolierschicht 16 ganzflächig aufgebracht und mit einem fotolithografischen Verfahren strukturiert, bspw. gemeinsam mit der Ausbildung von Löchern für dieKontaktabschnitte 18 und 20 .
- - A PCB manufacturer has the
PCB 14 manufactured according to customer requirements, whereby even theprotective track arrangement 50 as well as thevias 52 and54 using the usual methods of printed circuit board technology, for example using photolithographic processes and etching processes, - - the
circuit board 14 was equipped with the components of themonitoring circuit 56 as well as with thecomponents 58 and60 theutility circuit 62 as well as possibly with theoptional dummy component 64 . - - then the insulating
layer 16 selectively applied, for example. With a lift-off method. Alternatively, the insulatinglayer 16 Applied over the entire surface and structured with a photolithographic process, for example. Together with the formation of holes for thecontact sections 18 and20 ,
Die Isolierschicht
Alternativ wird die Isolierschicht
Die
Die Kontaktöffnung
Die
Beim Aufbringen der Metallisierungsschicht
Die
Die Schichtdicke der Metallisierungsschicht
Weitere elektrisch leitfähige Schutzschichten können aufgebracht werden. Reinigungsschritte zwischen den Verfahrensschritten wurden nicht separat erläutert, insbesondere Rücksputterschritte zum Erzielen sauberer Oberflächen. Further electrically conductive protective layers can be applied. Purification steps between the process steps have not been discussed separately, especially back sputtering steps to achieve clean surfaces.
Die
Die
Anstelle eines Vergießens kann ein sogenannter Mold-Prozess oder Spritzgussprozess verwendet werden, bei dem die Vergussmasse unter Druck und Temperatur mit Hilfe einer Form aufgebracht wird. Instead of potting, a so-called mold process or injection molding process can be used in which the potting compound is applied under pressure and temperature with the aid of a mold.
Die Baugruppen
Bei anderen Ausführungsbeispielen sind drei Schutz-Leiterbahnanordnungen bzw. mehr als drei Schutz-Leiterbahnanordnungen, insbesondere mit mäanderförmigem oder spiralförmigen Verlauf übereinander angeordnet, um Manipulationen weiter zu erschweren. Bei weiteren Ausführungsbeispielen werden die Schutzmaßnahmen mit anderen Schutzmaßnahmen kombiniert. In other exemplary embodiments, three protective conductor track arrangements or more than three protective conductor track arrangements, in particular with a meandering or spiral course, are arranged one above the other in order to further complicate manipulation. In further embodiments, the protective measures are combined with other protective measures.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.The embodiments are not to scale and are not restrictive. Modifications in the context of expert action are possible. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
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Legal Events
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