JP7186829B1 - 制御装置および制御装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置の備える配線基板に、記憶装置にアクセスするための通信用電極が設けられたマイクロコントローラを実装した場合に、不正なアクセスを防止しつつ、小型化、軽量化、コスト低減を可能とする制御装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】制御装置１００は、記憶装置９１、情報を処理する演算処理装置９０（プロセッサ）、記憶装置と演算処理装置（プロセッサ）を収容するパッケージ１１及びパッケージの底面に設けられた複数の通信用電極を有するマイクロコントローラ１０と、配線パターンが設けられ表面層２８と中間層２１と裏面層２９からなる配線層、配線層間を絶縁する絶縁材２２、異なる配線層の配線パターンを電気的に接続する層間接続部２５ａ～２５ｃ・・・、表面層２８に設けられた複数の電極パッド２４ａ～２４ｆ及び電極パッドに電気的に接続され外部に露出した通信用層間接続部２７ａ～２７ｄを有する配線基板２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本願は、制御装置および制御装置の製造方法に関するものである。

車両に搭載される制御装置は、配線基板に実装されたマイクロコントローラの記憶装置に書き込まれた制御プログラムに基づいて制御を行う。車両が生産されて販売された後に、制御プログラムの改善、改良に応じてバージョンアップが行われることがある。このような場合に、制御プログラムの書き換え（リプログラミング）を実行する。また、車両の動作に問題が生じた際には、問題発生時の動作状態に関する情報を記憶装置に記録し外部から記録された情報を読み出して解析を行う場合がある。

このような機能を実現するために、制御装置にはプログラムを保管し、または動作状態に関する情報を記録する記憶装置が備えられている。そして制御装置にはプログラムを書き換え、または記録された情報を読み出すため、記憶装置にアクセスするための通信端子が備えられている。この通信端子は車両のダイアグノシスコネクタに接続される。車両のダイアグノシスコネクタを利用して、車両の製造業者、販売業者、整備業者によって制御装置の記憶装置へのアクセスが行われる。このような機能は車載制御装置だけでなく、航空機搭載の制御装置、船舶搭載の制御装置、エレベータ、エスカレータの制御装置、ビル管理の制御装置、事務機器の制御装置、家庭用電化製品の制御装置など様々な分野の制御装置に応用可能である。

車両に取り付けられたダイアグノシスコネクタは、広く知られたものである。このことから、正規の車両の製造業者、販売業者、整備業者以外の者による不正なアクセスが行われる恐れがある。また、制御装置の配線基板に実装されたマイクロコントローラには内蔵する記憶装置にアクセスするための通信用電極が備えられている場合が多い。よって、ダイアグノシスコネクタ経由以外に直接電子部品の電極にアクセスして情報を取得し、プログラムを書き換えることも考えられる。不正なアクセスにより、制御プログラムの書き換えが行われると、予期せぬ車両トラブルを招くといった問題が生じる。また、遠隔操作により車両の制御を奪われる場合も想定でき、財産権の侵害、稼働率の低下（可用性の低下）、個人情報の流失などのリスクも考えられる。いわゆる、ＳＦＯＰ（Safety Financial Operational Privacy）として想定される広範囲な分野における被害が考えられる。また、制御プログラムが記憶装置から抽出され、複製されてしまう恐れもある。

セキュリティを強化するために、通信に際してパスワードによるアクセス制限を課し不正アクセスを防止することが行われている。しかし、不正アクセス対策としてはパスワード管理だけでは不十分となってきている。そこで、物理的なアクセス障壁を設けて、セキュリティを強化することが提案されている。

プログラムを書き換え、または記録された情報を読み出すためのダイアグノシスコネクタなどに設けられた制御装置の通信端子を廃止して外部からの不正アクセスを防止する技術が提案されている。そして、制御装置の配線基板に実装されたマイクロコントローラなどの電子部品の電極を外部に露出させず、直接電子部品の電極にアクセスすることを困難にする。非公開の特定の通信用の接続点を介して、制御装置の記憶装置にアクセスを可能とし、制御装置のプログラムの書き換え、または記録された情報の読み出しを可能とする。（例えば特許文献１）

特開２００５－１３６３９１号公報

特許文献１に開示された技術では、制御装置のマイクロコントローラなどの電子部品を配線基板で取り囲んで秘匿すべき接続端子および信号線を外部に露出させない。これによって、不正アクセスを防止することが可能となる。そして、秘匿信号を特定の観測点でのみ観測可能としている。しかしながら、この技術では配線基板の内部にマイクロコントローラなどの電子部品を封入する必要があり、配線基板の薄厚化、制御装置の小型化、軽量化、コスト低減の妨げとなる。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたものである。制御装置の備える配線基板に、記憶装置にアクセスするための通信用電極が設けられたマイクロコントローラを実装した場合に、不正なアクセスを防止しつつ、制御装置の小型化、軽量化、コスト低減を可能とすることができる制御装置を得ることを目的とする。

また、本願は、上記のような課題を解決するための、制御装置の備える配線基板に、記憶装置にアクセスするための通信用電極が設けられたマイクロコントローラを実装した場合に、不正なアクセスを防止しつつ、制御装置の小型化、軽量化、コスト低減を可能とすることができる制御装置の製造方法を得ることを目的とする。

本願に係る制御装置は、
記憶装置、前記記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理するプロセッサ、前記記憶装置と前記プロセッサを収容し暗号化された形名表示が設けられたパッケージ、前記パッケージの底面に設けられ外部から前記記憶装置へのアクセスを可能とする複数の通信用電極、を有するマイクロコントローラと、
配線パターンが設けられ表面層と中間層と裏面層からなる配線層、前記配線層間を絶縁する絶縁材、異なる前記配線層の前記配線パターンを電気的に接続する層間接続部、前記表面層に設けられ前記マイクロコントローラの前記通信用電極がそれぞれ接続された複数の電極パッド、前記電極パッドに前記配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部、を有する配線基板と、を備えたものである。
また、本願に係る制御装置は、
記憶装置、前記記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理するプロセッサ、前記記憶装置と前記プロセッサを収容しレーザ加工により判読不能になっている形名表示が設けられたパッケージ、前記パッケージの底面に設けられ外部から前記記憶装置へのアクセスを可能とする複数の通信用電極、を有するマイクロコントローラと、
配線パターンが設けられ表面層と中間層と裏面層からなる配線層、前記配線層間を絶縁する絶縁材、異なる前記配線層の前記配線パターンを電気的に接続する層間接続部、前記表面層に設けられ前記マイクロコントローラの前記通信用電極がそれぞれ接続された複数の電極パッド、前記電極パッドに前記配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部、を有する配線基板と、を備えたものである。

本願に係る制御装置の製造方法は、
記憶装置、前記記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理するプロセッサ、前記記憶装置と前記プロセッサを収容し形名表示が設けられたパッケージ、前記パッケージの底面に設けられ外部から前記記憶装置へのアクセスを可能とする複数の通信用電極、を有するマイクロコントローラを用意する第一のステップと、
配線パターンが設けられ表面層と中間層と裏面層からなる配線層、前記配線層間を絶縁する絶縁材、異なる前記配線層の前記配線パターンを電気的に接続する層間接続部、前記表面層に設けられ前記マイクロコントローラの前記通信用電極がそれぞれ接続さるための複数の電極パッド、前記電極パッドに前記配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部、を有する配線基板を用意する第二のステップと、
前記マイクロコントローラを前記配線基板に接続する第三のステップと、
前記マイクロコントローラの前記パッケージの前記形名表示をレーザ加工して判読不能にする第四のステップと、を有するものである。

本願に係る制御装置、および制御装置の製造方法によれば、制御装置の備える配線基板に、記憶装置にアクセスするための通信用電極が設けられたマイクロコントローラを実装した場合に、不正なアクセスを防止しつつ、制御装置の小型化、軽量化、コスト低減を可能とすることができる制御装置を得ることができる。

実施の形態１に係る制御装置の断面図である。 実施の形態１に係る制御装置の上面図である。 実施の形態１に係る制御装置のマイクロコントローラのハードウェア構成図である。 実施の形態２に係る制御装置の断面図である。 実施の形態３に係る制御装置の断面図である。 実施の形態４に係る制御装置の断面図である。 実施の形態５に係る制御装置の断面図である。

以下、本願に係る制御装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

１．実施の形態１
＜制御装置の構成＞
図１は、実施の形態１に係る制御装置１００の断面図である。図１には、パッケージ１１を有するマイクロコントローラ１０を実装した配線基板２０の断面図が示されている。図２は、実施の形態１に係る制御装置１００の上面図である。制御装置１００は、筐体、コネクタ、電源部品、インターフェース回路などを有するが図１、図２ではこれらの表示を省略している。図１、図２には配線基板２０は部分的に記載されている。図２は、制御装置１００だけでなく、制御装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄにも適用できる。

制御装置１００は車両に搭載され、例えばエンジン制御、変速機制御、ブレーキ制御、電動パワーステアリング制御、動力用電動機制御、自動運転制御に用いられる。制御装置１００の適用範囲はこれらに限定されるものではなく、航空機搭載の制御装置、船舶搭載の制御装置、エレベータ、エスカレータの制御装置、ビル管理の制御装置、事務機器の制御装置、家庭用電化製品の制御装置など様々な分野の制御装置に応用可能である。

＜配線基板＞
配線基板２０は、配線パターンが設けられた表面層２８、裏面層２９、および表面層２８と裏面層２９に挟まれた中間層２１からなる配線層を有する多層基板である。配線層に配置される配線パターンには銅、銀などの導体の金属箔、金属膜が用いられる。図１では、中間層２１は第一中間層２１１、第二中間層２１２、第三中間層２１３、第四中間層２１４の四層の配線層からなる。配線基板２０は六層の配線層を有し、六層基板と呼ばれる。実施の形態１に係る配線基板２０は特に六層基板である必要はなく、中間層２１を有する三層以上の多層基板であればよい。

各配線層の間は絶縁材２２によって絶縁されている。絶縁材２２は配線基板２０の基材とも呼ばれ、配線基板２０の構造を保持する構造体でもある。基材としては、紙、ガラス繊維、ガラス不織布を補強材としたエポキシ樹脂、アルミナを含むセラミック、絶縁処理した金属材料などが用いられる。配線基板２０は印刷配線基板（ＰＣＢ(Printed Circuit Board)）と呼ばれる場合があり、印刷工程、エッチング工程、めっき工程、蒸着工程などの工程によって製造される。

図１では配線基板２０の配線層に配線パターン２８ａ、２８ｄ、２９ｃ、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１４ｂが配置されている。絶縁材２２によって絶縁された各配線層の配線パターンを、絶縁材２２を超えて電気的に接続するために層間接続部が設けられている。配線基板２０の各配線層の配線パターンを電気的に接続するために絶縁材２２に孔が開けられ、孔の壁面に導体が塗布もしくは導体のめっきが施されて電気的な接続が確保される。層間接続部は一般にはスルーホールまたはバイアと称される（バイアホールとも言う）。スルーホールは、特に電子部品の端子を挿入して半田付けに用いる場合が多い。バイアはスルーホールと区別して、電子部品の端子が挿入されない配線層の間の導通のためだけに施された孔のことを言う。

配線基板２０の表面層２８から裏面層２９までの全体を貫通しているバイアをスルーホールバイアと称する。図１の２７ｂ、２７ｃがスルーホールバイアである。絶縁材２２によって配線層の少なくとも一つと絶縁されたバイアをブラインドバイアと称する。配線基板２０を部分的に貫通しているバイアである。図１の２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｊ、２６ｂ、２７ａ、２７ｄはブラインドバイアである。ブラインドバイアのうち、配線層の中間層間のみを電気的に接続するバイアをベリードバイアと称する。ベリードバイアは、配線基板２０の表面層２８および裏面層２９に接続していないため、表面および裏面から視認することができない。ベリードバイアを構成するためには、配線基板２０は四層以上の配線層を有する必要がある。図１の２６ｂはベリードバイアである。

図２は制御装置１００を上面から見た上面図であり、マイクロコントローラ１０の上面が示されている。図２の配線基板２０の表面層２８に配置されたバイアが表示されており、配線パターンは表示が省略されている。マイクロコントローラ１０の周辺に配線基板２０の通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが示されている。

マイクロコントローラ１０は、底面に設けられた通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、および電極１２ｅ、１２ｆが配線基板２０の表面層２８に配線パターンと同様のプロセスで形成された電極パッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆに導電材料１４で接続されている。導電材料１４には半田、銀ペーストなどが用いられる。

＜マイクロコントローラのハードウェア構成＞
図３には、実施の形態１に係る制御装置１００のマイクロコントローラ１０のハードウェア構成図を示す。本実施の形態では、マイクロコントローラ１０は、車両の制御装置１００の配線基板２０に実装された情報処理装置である。マイクロコントローラ１０の各機能は、マイクロコントローラ１０が備えた処理回路により実現される。具体的には、マイクロコントローラ１０は、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（プロセッサとも称する）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、および演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、および各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のものまたは異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出しおよび書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read only Memory）等が備えられている。記憶装置９１としては、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等を使用してもよい。入力回路９２は、マイクロコントローラ１０の電極に割り当てられた各種のセンサ、スイッチ、および通信線が接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号と通信情報を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器、通信回路等を備えている。出力回路９３は、演算処理装置９０からの制御信号を出力するインターフェース回路である。マイクロコントローラ１０の通信部９９は、演算処理装置９０を介さずもしくは演算処理装置９０を介して、外部の機器と通信する機能を有する。

マイクロコントローラ１０が備える各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、および出力回路９３等のマイクロコントローラ１０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、マイクロコントローラ１０が用いる閾値、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。マイクロコントローラ１０の有する各機能は、それぞれソフトウェアのモジュールで構成されるものであってもよいが、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって構成されるものであってもよい。

演算処理装置９０が、マイクロコントローラ１０の外部のメモリなどに格納されたプログラムを実行するものである場合、マイクロコントローラ１０の機能は、処理回路によって実行される実行プログラムを外部のメモリからＲＡＭにローディングするタイプのソフトウェアであってもよい。また、プログラムがＲＯＭに固定されたファームウェアであってもよい。またはプログラムが双方の組み合わせにより実現されるものであってもよい。

マイクロコントローラ１０としては、演算処理装置９０、記憶装置９１、入力回路９２、出力回路９３、クロック、カウンタ、Ａ／Ｄ変換器などの周辺回路をひとつのパッケージに封入したワンチップマイコン、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを想定している。量産され市販されている製品であれば、比較的低コストで入手できるからである。しかし、既存の市販品ではなく、ＳｏＣ（System on a Chip）技術、またはＳｉＰ（System in a Package）技術によってひとつのパッケージに封入された、特定顧客向けの特注の（いわゆるカスタムの）集積回路によって実現することもできる。

マイクロコントローラ１０は、記憶装置９１に内蔵されたプログラムの制限を受けることなく記憶装置９１にアクセスする機能が備えられている。マイクロコントローラ１０の内部に接続された通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介し、通信部９９によって通信を行って記憶装置９１の内容を読み出し、また書き込むことができる。これらの機能は、電子機器の業界団体であるＪＴＡＧ（Joint Test Action Groupe）が定めた規格（標準ＩＥＥＥ１１４９．１など）に準拠した集積回路の検査仕様に基づいた仕組みを想定しているが、これらの基準と離れて独自に通信の仕組みを定めても良い。

＜マイクロコントローラのパッケージ＞
マイクロコントローラ１０のパッケージ１１の底面には、通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、および電極１２ｅ、１２ｆなどが備えられている。このようなＢＧＡ（Ball Grid Array）またはＬＧＡ（Land Grid Array）と称されるパッケージを用いることで、マイクロコントローラ１０を配線基板２０に高密度で実装することが可能となる。そして、通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、および電極１２ｅ、１２ｆなどがパッケージ１１の底面に備えられていることから、外部からマイクロコントローラ１０の電極にアクセスすることが困難となる。さらに、マイクロコントローラ１０の電極が配線基板２０のどの配線パターンに接続されているか視認することも困難となる。

マイクロコントローラ１０が一般に市場で入手できる半導体製品であって、内部の記憶装置９１にアクセスするための通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの位置が公開されている場合がある。そのような場合であっても、マイクロコントローラ１０の電極が配線基板２０のどの配線パターンに接続されているか不明であれば、通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへの接続が難しくなる。配線基板２０上で通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにアクセスする配線を確認することが困難となるからである。

＜配線基板の配線パターン＞
図１では、通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがそれぞれ導電材料１４で配線基板２０の表面層２８の電極パッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに固定されている。電極パッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはそれぞれ、配線パターンと層間接続部（バイア）を介して、通信用層間接続部（通信用バイア）２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄに電気的に接続されている。通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ以外の電極１２ｅ、１２ｆおよびこれらに接続する配線基板２０の電極パッド２４ｅ、２４ｆなどについては以下説明を省略する。マイクロコントローラ１０は、通信用電極以外に、電源用電極、入力用電極、出力用電極などを有するが、以下では内部の記憶装置９１にアクセスするための通信用電極との接続について限定的に説明することとする。

電極パッド２４ａは、配線パターン２８ａ、ブラインドバイア２５ａ、配線パターン２１１ａを介して通信用バイア２７ａに電気的に接続する。電極パッド２４ｂは、ブラインドバイア２５ｂ、配線パターン２１１ｂ、ベリードバイア２６ｂ、配線パターン２１４ｂを介して通信用バイア２７ｂに電気的に接続する。電極パッド２４ｃは、ブラインドバイア２５ｃ、配線パターン２１１ｃ、ブラインドバイア２５ｊ、配線パターン２９ｃを介して通信用バイア２７ｃに電気的に接続する。電極パッド２４ｄは、配線パターン２８ｄを介して通信用バイア２７ｄに電気的に接続する。

通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、配線基板２０の表面層２８または裏面層２９で外部に露出している。よって、通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの位置を把握している車両の製造業者、販売業者、整備業者は、通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄに導体端子を接触させることによりマイクロコントローラ１０の記憶装置９１に外部からアクセスすることが可能となる。

＜通信用バイアの離隔配置＞
通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの位置を、配線基板２０上に整列させて直線状に並べると特別な電極であると推測される恐れがある。そこで、通信用バイアを互いに離隔して配置することによって不正なアクセスを防止する効果が期待できる。図２に通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの位置の例を示す。このように、配置を離隔し、場所を散らばらせることによって、通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの位置を秘匿し、不正アクセスを防止する効果が向上する。通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの位置を分散させることによって、他のバイアとの区別が付かなくなり、予めその配置情報を知りえない第三者には、その存在と位置関係を特定することが困難となる。このため、マイクロコントローラ１０を配線基板で取り囲んで封入するような配置とすることなく、第三者の不正なアクセスを防止することができる。

実施の形態１に係る制御装置１００によれば、記憶装置９１にアクセスするための通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが備えられたマイクロコントローラ１０を実装した配線基板２０を内蔵した場合に、配線基板２０に設けられた通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄの位置を特定困難とすることができる。これにより、不正なアクセスを防止しつつ、制御装置１００の小型化、軽量化、コスト低減を可能とすることができる。

＜通信用バイアのブラインドバイア化＞
図１に示す配線基板２０では、通信用バイア２７ａ、２７ｄが、絶縁材２２によって配線層の少なくとも一つと絶縁されたブラインドバイアによって構成されている。これによって、通信用バイア２７ａ、２７ｄが、配線基板２０の一方の面だけで外部に露出することとなり、他方の面ではその存在が視認できなくなる。通信用バイアの少なくとも一つをブラインドバイアによって構成することで、配線基板２０のどちらの面に通信用バイアが露出しているか知らない第三者による通信用バイアへのアクセスをより困難にすることができる。これにより、不正なアクセスの困難性を増大させることができる。

＜通信用電極の種類＞
図１では、通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄをＪＴＡＧ規格に準拠した通信を行うための、ＴＣＫ、ＴＤＩ、ＴＭＳ、ＴＤＯの４つの通信用電極で構成した例を示した。しかし、通信規格は必ずしもＪＴＡＧ規格に準拠する必要はなく、３種類の通信用電極があれば信頼性を確保しながら通信することができる。よって、通信用バイアを３種類設けることとしてもよい。このようにすれば、通信用バイアの専有面積、通信用バイアまでの配線パターン面積を削減することができ配線基板の面積を縮小し、制御装置１００の小型化、軽量化、コスト低減に寄与することができる。また、通信の信頼性を確保するために少なくとも３個の通信用バイアを確保することに意義がある。

＜パッドオンバイア＞
図１では、電極パッド２４ｂ、２４ｃは層間接続部（バイア）を兼ねたパッドオンバイアとなっている。このようにすることで、表面層２８の配線パターンの面積を削減することができ、配線基板２０の表面層２８の面積を有効活用することができる。これにより、配線基板２０の表面層２８の配線パターンの配置自由度が向上する。その結果、配線基板２０の面積を縮小し、制御装置１００の小型化、軽量化、コスト低減に寄与することができる。

＜形名の暗号化＞
ここで、マイクロコントローラ１０のパッケージ１１に記載された製品形名について検討する。マイクロコントローラ１０には、マイクロコントローラ１０の製造、販売、使用時における識別のために、パッケージ１１に形名表示が設けられる。マイクロコントローラが市販製品であれば、形名を確認することで内部の記憶装置９１にアクセスするための通信用電極の位置を確認することができる。また、マイクロコントローラ１０が市場で幅広く販売されている市販品ではなく、カスタムの製品であっても、リバースエンジニアリングによって構造が解析されたマイクロコントローラと同じ形名の製品であれば、形名から不正アクセスが容易となる場合がある。

このような場合の不正アクセスの防止策として、マイクロコントローラ１０のパッケージ１１に記載される形名を暗号化することが有効である。公開された形名ではなく、製造業者のみに把握可能な暗号化された形名とすることで、不正アクセスの困難性を増大させることができる。

＜形名の判読不能化＞
また、マイクロコントローラ１０のパッケージ１１に記載された製品形名を加工により判読不能にしても同様の効果が期待できる。マイクロコントローラ１０が配線基板２０に半田付けによって接続され、機能検査が完了される。その後に、マイクロコントローラの形名を加工して判読不能にすることで、不正アクセスの困難性を増大させることができる。

この場合に、レーザ加工によって形名表示を溶融または飛散させることによって判読不能としてもよい。レーザ加工によって形名表示の全部または一部が溶融、または飛散することによって、レーザ加工の痕が残る。専門家が見れば、レーザ加工したことが判明するが形名を判読不能とすることができればよい。

レーザ加工は被加工材に直接接触せず、精度よく高速で加工することができる。よってレーザ加工は、製品形名を加工により判読不能にするには適切な加工方法である。形名が判読不能となれば、内部の記憶装置９１にアクセスするための通信用電極の位置を確認することができず、不正アクセスが困難となる。

＜制御装置の製造方法＞
制御装置の製造方法として、以下の四つのステップを有する製造方法を採用することができる。第一のステップで、マイクロコントローラ１０を用意する。マイクロコントローラ１０は、記憶装置９１、記憶装置９１に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理する演算処理装置（プロセッサ）９０、記憶装置９１と演算処理装置９０を収容し形名表示が設けられたパッケージ１１、パッケージ１１の底面に設けられ外部から記憶装置９１へのアクセスを可能とする複数の通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有する。

第二のステップで、配線基板２０を用意する。配線基板２０は、配線パターンが設けられ表面層２８と中間層２１と裏面層２９からなる配線層、配線層間を絶縁する絶縁材２２、異なる配線層の配線パターンを電気的に接続する層間接続部、表面層２８に設けられマイクロコントローラ１０の通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがそれぞれ接続さるための複数の電極パッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、電極パッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部（通信用バイア）２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、を有する。

第三のステップで、マイクロコントローラ１０を配線基板２０に半田付け、ろう付けなどによって接続する。そして第四のステップでマイクロコントローラ１０のパッケージ１１に設けられた形名表示を加工して判読不能にする。

このような四つのステップを有した製造方法によって制御装置１００を製造することができる。このような製造方法によって製造した制御装置１００は、マイクロコントローラ１０の形名が確認できないので内部の記憶装置９１にアクセスするための通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの位置を確認することができず不正アクセスが困難となる。制御装置１００の備える配線基板２０に、記憶装置９１にアクセスするための通信用電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設けられたマイクロコントローラ１０を実装した場合に、不正なアクセスを防止しつつ、制御装置１００の小型化、軽量化、コスト低減を可能とすることができる。

第四のステップにおける、形名表示の加工にレーザ加工を用いることができる。レーザ加工は被加工材に直接接触せず、精度よく高速で加工することができる。よってレーザ加工は、製品形名を加工により判読不能にするには適切な加工方法である。レーザ加工によって形名表示の全部または一部が溶融または飛散し、形名を判読不能とすることができる。

マイクロコントローラ１０のパッケージ１１の製品形名は、マイクロコントローラ１０を配線基板２０へ接続する前に加工して判読不能にしておくことも可能である。マイクロコントローラ１０の形名は、マイクロコントローラ１０と通信することによって確認することができる。よって配線基板２０への接続前に、マイクロコントローラ１０の形名を通信によって確認すればよい。

２．実施の形態２
図４は、実施の形態２に係る制御装置１００ａの断面図である。実施の形態１に係る図１と比較して、マイクロコントローラ１０は同一であり、配線基板２０が配線基板２０ａに変更されている。

＜電極パッドとパッケージ投影面の領域外の配線パターンとの接続＞
実施の形態１に係る図１では電極パッド２４ｄが表面層２８の配線パターン２８ｄを介して通信用バイア２７ｄに電気的に接続している。マイクロコントローラ１０のパッケージ１１の配線基板２０への投影面の領域Ａに対して、外側に伸びる配線パターン２８ｄが外部から視認できる。このため、電極パッド２４ｄの接続先が視認により追跡される可能性があった。

実施の形態２に係る図４では電極パッド２４ｋからブラインドバイア２５ｄ、配線パターン２１１ｄを介して通信用バイア２７ｄに電気的に接続している。電極パッド２４ｋから第一中間層２１１の配線パターン２１１ｄを介して通信用バイア２７ｄに電気的に接続しているので、視認による追跡が困難となっている。

このように、図４では電極パッド２４ｋがマイクロコントローラ１０のパッケージ１１の配線基板２０ａへの投影面の領域Ａに対して外側の、表面層２８の配線パターンと接続していない。このため、電極パッド２４ｋの接続先の視認による追跡を防止することができる。電極パッド２４ｋはパッケージ１１の投影面の領域Ａの内側で、層間接続部であるブラインドバイア２５ｄを介して第一中間層２１１の配線パターン２１１ｄと接続している。そして電極パッド２４ｋは、配線パターン２１１ｄを介して通信用バイア２７ｄに電気的に接続している。外部から視認できない中間層２１の配線パターン２１１ｄを介することで、電極パッド２４ｋからの接続を追跡することがより困難となる。よって、不正アクセスの困難性を増大させることができる。

＜電極パッドとパッケージ投影面の領域内のブラインドバイアとの接続＞
このとき、図４に示すように電極パッド２４ｋはマイクロコントローラ１０のパッケージ１１の投影面の領域Ａの内側で、層間接続部であるブラインドバイア２５ｄと接続している。この層間接続部がブラインドバイアであることが望ましい。パッケージ１１の投影面の領域Ａの内側で、電極パッド２４ｋと配線基板２０ａを貫通するスルーホールバイアとを接続した場合は、配線基板２０ａの裏面からスルーホールバイアを介して電極パッド２４ｋにアクセスされる可能性があるからである。よって、電極パッド２４ｋから、パッケージ１１の投影面の領域Ａの内側で、層間接続部であるバイアに接続する場合に、当該バイアをスルーホールバイアでなくブラインドバイアにすることが重要である。投影面の領域Ａの内側で電極パッド２４ｋの接続先をブラインドバイアとすることによって、不正アクセスの困難性を増大させることができる。

＜通信バイアからの追跡防止＞
実施の形態１に係る図１では電極パッド２４ｃから通信用バイア２７ｃへの電気的接続が裏面層２９の配線パターン２９ｃを介して通信用バイア２７ｃに電気的に接続している。このため、配線パターン２９ｃによって通信用バイア２７ｃからブラインドバイア２５ｊまでの接続経路を追跡することができる。

実施の形態２に係る図４では電極パッド２４ｃからの通信用バイア２７ｃへの電気的接続が第四中間層２１４の配線パターン２１４ｃを介して行われるように変更されている。通信用バイア２７ｃを、配線基板２０ａの表面層２８および裏面層２９の配線パターンと接続させないようにする。それにより、通信用バイア２７ｃからの接続を追跡することをより困難にすることができる。すなわち、通信用バイアは中間層の配線パターンを介して通信用電極と電気的に接続するようにし、これにより、不正アクセスの困難性を増大させることができる。

＜独立した通信バイア＞
また、通信用バイア２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが表面層２８および裏面層２９の配線パターンと接続しないことが望ましい。表面層２８および裏面層２９の配線パターンと接続しないことで、配線基板２０ａを外部から見た場合に独立したバイアとなりその他のバイアと区別がつきにくくなる。これにより、通信用バイアの特定をより難しくして不正アクセスの困難性を増大させることができる。

３．実施の形態３
図５は、実施の形態３に係る制御装置１００ｂの断面図である。マイクロコントローラ１０は同一であり、実施の形態１に係る配線基板２０が配線基板２０ｂに変更されている。

＜すべての通信用バイアのブラインドバイア化＞
実施の形態１に係る図１では、通信用バイア２７ｂ、２７ｃが、スルーホールバイアによって構成されている。実施の形態３に係る図５では、通信用バイア２７ａ、２７ｄ、２７ｈ、２７ｊすべてをブラインドバイアによって構成した点が異なる。これによって、すべての通信用バイア２７ａ、２７ｄ、２７ｈ、２７ｊが、配線基板２０ｂの一方の面だけで外部に露出することとなり、他方の面ではその存在が視認できなくなる。これによって、配線基板２０ｂのどちらの面に通信用電極が露出しているか知らない第三者による通信用バイアへのアクセスをより困難にすることができる。これにより、不正アクセスの困難性を増大させることができる。

４．実施の形態４
図６は、実施の形態４に係る制御装置１００ｃの断面図である。マイクロコントローラ１０は同一であり、実施の形態１に係る配線基板２０が配線基板２０ｃに変更されている。

＜すべての電極パッドのパッドオンバイア化＞
実施の形態１に係る図１では、電極パッド２４ｂ、２４ｃは層間接続部（バイア）を兼ねたパッドオンバイアとなっている。電極パッド２４ａ、２４ｄはバイアと共有されない電極パッドとなっており、配線パターン２８ａ、２８ｄと接続されている。これに対し実施の形態４に係る図６では、電極パッド２４ｇ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｋをすべてパッドオンバイアとして構成し、ブラインドバイア２５ｇ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと一体とした。

このとき、配線パターン２８ａを削除し、配線パターン２１１ａに換えて配線パターン２１１ｇを設けた。また実施の形態２に係る図４について説明したように、配線パターン２８ｄを削除し、配線パターン２１１ｄを設けた。パッドオンバイアを多用することで、表面層２８の配線パターンの必要な面積を削減することにつながる。これにより、配線基板２０ｃの表面層２８の配線パターンの設計自由度を向上させることができる。その結果、配線基板２０ｃの面積を縮小し、制御装置１００ｃの小型化、軽量化、コスト低減に寄与することができる。

５．実施の形態５
図７は、実施の形態５に係る制御装置１００ｄの断面図である。マイクロコントローラ１０は同一であり、実施の形態１に係る配線基板２０が配線基板２０ｄに変更されている。

＜ベリードバイアの利用＞
実施の形態５に係る図７では、電極パッド２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｋがそれぞれ中間層間のみを電気的に接続する層間接続部であるベリードバイア２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを介して通信用バイア２７ｇ、２７ｈ、２７ｊ、２７ｋに電気的に接続されている。このために、配線パターン２１２ａ、２１２ｄ、２１３ｄ、ブラインドバイア２５ｋなどを設けた。このようにベリードバイア２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを介して通信用バイア２７ｇ、２７ｈ、２７ｊ、２７ｋに電気的に接続することで、配線基板２０ｄが解析された場合でも配線接続をより追跡しにくくすることができる。これにより、第三者による通信用バイアへのアクセスをより困難にし、不正なアクセスを防止することができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１０ マイクロコントローラ、１１ パッケージ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 通信用電極、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 配線基板、２１ 中間層、２２ 絶縁材、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ、２４ｋ 電極パッド、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｇ、２５ｊ、２５ｋ ブラインドバイア、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ ベリードバイア、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｇ、２７ｈ、２７ｊ、２７ｋ 通信用バイア、２８ 表面層、２８ａ、２８ｄ、２９ｃ、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１１ｇ、２１２ａ、２１２ｄ、２１３ｄ、２１４ｂ、２１４ｃ 配線パターン、２９ 裏面層、９０ 演算処理装置、９１ 記憶装置、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 制御装置、２１１ 第一中間層、２１２ 第二中間層、２１３ 第三中間層、２１４ 第四中間層、Ａ 投影面の領域

Claims (13)

1. 記憶装置、前記記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理するプロセッサ、前記記憶装置と前記プロセッサを収容し暗号化された形名表示が設けられたパッケージ、前記パッケージの底面に設けられ外部から前記記憶装置へのアクセスを可能とする複数の通信用電極、を有するマイクロコントローラと、
   配線パターンが設けられ表面層と中間層と裏面層からなる配線層、前記配線層間を絶縁する絶縁材、異なる前記配線層の前記配線パターンを電気的に接続する層間接続部、前記表面層に設けられ前記マイクロコントローラの前記通信用電極がそれぞれ接続された複数の電極パッド、前記電極パッドに前記配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部、を有する配線基板と、を備えた制御装置。
2. 記憶装置、前記記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理するプロセッサ、前記記憶装置と前記プロセッサを収容しレーザ加工により判読不能になっている形名表示が設けられたパッケージ、前記パッケージの底面に設けられ外部から前記記憶装置へのアクセスを可能とする複数の通信用電極、を有するマイクロコントローラと、
   配線パターンが設けられ表面層と中間層と裏面層からなる配線層、前記配線層間を絶縁する絶縁材、異なる前記配線層の前記配線パターンを電気的に接続する層間接続部、前記表面層に設けられ前記マイクロコントローラの前記通信用電極がそれぞれ接続された複数の電極パッド、前記電極パッドに前記配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部、を有する配線基板と、を備えた制御装置。
3. 前記配線基板は、前記通信用層間接続部が前記中間層の前記配線パターンを介して前記電極パッドと電気的に接続された請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記配線基板は、前記通信用層間接続部が前記表面層および前記裏面層において前記配線パターンと絶縁された請求項３に記載の制御装置。
5. 前記配線基板は、前記通信用層間接続部の少なくとも一つが前記絶縁材によって少なくとも一つの配線層と絶縁されたブラインドバイアである請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記配線基板は、すべての前記通信用層間接続部が前記絶縁材によって少なくとも一つの配線層と絶縁されたブラインドバイアである請求項５に記載の制御装置。
7. 前記配線基板は、前記電極パッドが前記マイクロコントローラの前記パッケージの投影面の外側の領域の前記表面層の配線パターンと絶縁され、前記パッケージの投影面の内側の領域で前記層間接続部を介して前記中間層の前記配線パターンに電気的に接続された請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記配線基板は、前記電極パッドが前記マイクロコントローラの前記パッケージの投影面の内側の領域で接続する前記層間接続部が前記絶縁材によって少なくとも一つの配線層と絶縁されたブラインドバイアである請求項７に記載の制御装置。
9. 前記配線基板は、少なくとも３個の前記通信用層間接続部を有する請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記配線基板は、前記電極パッドの少なくとも１つが前記層間接続部を兼ねたパッドオンバイアである請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 前記配線基板は、すべての前記電極パッドが前記層間接続部を兼ねたパッドオンバイアである請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記配線基板は、配線パターンが設けられた表面層と裏面層と複数の中間層からなる配線層を有し、前記電極パッドがそれぞれ中間層間のみを電気的に接続する層間接続部であるベリードバイアを介して前記通信用層間接続部に電気的に接続された請求項１から１１のいずれか一項に記載の制御装置。
13. 記憶装置、前記記憶装置に記憶されたプログラムに基づいて情報を処理するプロセッサ、前記記憶装置と前記プロセッサを収容し形名表示が設けられたパッケージ、前記パッケージの底面に設けられ外部から前記記憶装置へのアクセスを可能とする複数の通信用電極、を有するマイクロコントローラを用意する第一のステップと、
    配線パターンが設けられ表面層と中間層と裏面層からなる配線層、前記配線層間を絶縁する絶縁材、異なる前記配線層の前記配線パターンを電気的に接続する層間接続部、前記表面層に設けられ前記マイクロコントローラの前記通信用電極がそれぞれ接続さるための複数の電極パッド、前記電極パッドに前記配線パターンを介してそれぞれ電気的に接続されると共に互いに離隔して配置され少なくとも一方の面で外部に露出した通信用層間接続部、を有する配線基板を用意する第二のステップと、
    前記マイクロコントローラを前記配線基板に接続する第三のステップと、
    前記マイクロコントローラの前記パッケージの前記形名表示をレーザ加工して判読不能にする第四のステップと、を有する制御装置の製造方法。

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