TWI327729B - Tamper-resistant packaging and approach - Google Patents

Description

1327729 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 2明係應用在裝置封裝，及更特別者係應用在用於諸 如一積體電路項目上之防篡改式封裝。 【先前技術】 在產品保護及安全上封裝擔任-重要角色。舉例如，在 電子和軟體應用上，封裝對於確保產品不受損壞及不被美 改了是重要的項目。對在某處為優先之一特別封裝内儲ς 之貧訊言在應用上防止暮改已屬特別重要事項。例如，在 記憶體應用上，有時對接達至在一 防是有其需要的。 電路令储存之貧料做預 有多種保護储存之資料之方法巳經在使用。例如，在 SRAM應用上，當電源從用於健存資料之電路處被移去時記 憶體身料失去。當篡改被偵測到時電源被移去，如此刪除 儲存之資料。當此種方法牵連到備用電池時，響應該篡改 電池電源亦被移去。 在其他记憶體應用上’用於儲存資料之電源並非決對的 需要。例如，在磁性記憶體之應用上’記憶體採不需要電 源來保持記憶且因之為非易失性的方式來儲存。使用用於 ，換材料之電氣電阻值之磁性狀態之某種型式磁性記憶體 早讀其疋位在接近該-區域此為吾人所共知之磁阻障） 。己隐單兀。磁性記憶體單元之一陣列常稱謂—磁性隨機接 達記憶體（MRAM)。在MRAM應用上’記憶體單元一般在字 線與感測線相交處被形成，且每一記憶體單元一般具有由

0 V90\90286 00C 1327729 一導電或絕緣層分·隔之磁性層β使用在此種應用上之磁阻 性金屬當置於一磁場中時在電氣電阻值上顯示有一改變。 關於這一點，MRAM單元具有二個穩定的磁性配置，一為 高電阻值及另一為低電阻值（如，具有高電阻值代表一邏輯 狀態〇及低電阻值代表一邏輯狀態丨）。裝置之磁性狀態（即， 磁性變化）如同資料般被處理及讀取，使得該讀取在使用一 儀器以探測在其上定位有MRAM之一積體電路時能發生效 果。 在諸如MRAM之應用上保護記憶體採不必需要求有電源 以維持記憶已成為一種挑戰，雖然，由於_般的方法牽連 到有關電源之防蓋改不發生作用的緣故。特別{，移去電 源並不導至記憶失去這-點上。這些及其他困難顯示出對 於防篡改之實施及用於MRAM之封裝以及其他型之應用上 之挑戰。 ^ 【發明内容】 本發月之夕種方面牵連到用於例如mram之非易失記情 體電路之篡改保護方面。本發明並將之簡化為幾個實施： 及應用方案，且將其中一些概述如下。 八按照本發明之—舉例之具體實施例，藉將-封裝配置適 :選擇性的㈣來自-磁場㈣力㈣制性·響應電路 元件方式以保護該一磁性-鐵廡Φ ΐ々-从 注警應電路兀件以避免篡改。該封 :包括產生圍繞晶片一磁力線之—晶片-圍繞的磁性配 岸電路別Γ當原封不動時’封裝抑制一磁場達到磁性-響 電路疋件。在封裝慕改時，例如，探㈣存在含有封裝

O:\90\90286DQC 1327729 之…資料，在侵入封裝中結果有一減低或排除之磁場 抑制特徵。因此，晶片-圍繞的磁性配置，至少在某此區域， 煶供其進入邊緣及變換磁性_響應電路元件之狀態之一足 夠強的磁力。具有此—方法，磁性響應電路元件之磁性無 必要在篡改（如，移去）封裝時加以偵測。 T照發明之另一舉例之具體實施例，一積體電路配置為 易又由含有—資料·儲存配置及一積豸電路封裝之一局部 磁場所導致之資料破壞的影響。封裝包括在晶片之周圍i 生—磁力線之—晶片·圍繞之磁性配置。資料儲存配置包括 響應電控制信號儲存邏輯狀態之多個微型磁鐵。封裝將包 括在封裝中由-磁性裝置所產生之局部磁場導通離開該微 型磁鐵。穿過封裝中斷周圍之磁場，依次，對由微型磁鐵 所儲存之資料自我做一改變。 '按照發明之另—有關之舉例之具體實施例，-磁性-響應 積體電路記憶體配置包含多個微型磁鐵。每一微型磁鐵適 合儲存為磁鐵之磁性仲能+ ^ , 衹注狀態之一函數之一邏輯狀態《記憶體 配置亦包括其中有母_微型磁鐵對加至用於設定微型磁鐵 之磁性狀態之一字線之一信號做磁性響應之多個字線。感 測電路顯出有為—微型磁鐵之磁性狀態被讀出之—函數以 決定在微型磁鐵内儲存之邏輯狀態之—可偵測的電氣特 徵。該積體電路封裝包括產生局部磁場且被適合將局部磁 場引導離開微型磁鐵之一磁性裝置。響應移去封裝之一部 分’封裝’微型磁鐵，及磁性裝置被配置成以便局部磁場 設定及/或改變該至少—個微型磁鐵之磁性狀態。

〇；V90\902S6 00C 1327729 本發明之以上概.述非意欲說 或每一個沾杳#加. +贫月之母—具體實施例 母個的貫把例。本發明之以上概述非 之每-顯示之具體實施例或本發明之每 α 1明 圖式及詳細的說明對這必呈體實 &施例°以下 方式加以說明之。—特殊的實例化的 【實施方式】 當發明適合做為多種修改及代替的形式之同 中猎舉例之方式其具體的已予以示出且將詳細的予以: 日 :。應了解，無論如何，此種意圖並非來限制發: Ζ之特定 ^具體實施例。相反地，本發明應含蓋所附之申 明專利蛇圍所界定之發明之範圍内之所有 者，及替代者。 句4 相信本發明可應用在多種電路上及牽連及/或得益於防 篡改方法上，並且特別是應用在不需要依賴用於維持諸如 MRAM電路之記憶體之電源之非易失及其他電路之應用 上。在本發明無必要限於此種應用之同時，在透過對實例 之討論之情況下可得到對發明不同方面之正確評價。 按照本發明之-舉例之具體實施例，一磁性_響應電路配 置藉由調適成選擇性地抑制一磁場達到至磁性_響應電路 儿件之一封裝配置，來保護在一磁性_響應電路元件令儲存 之貧料以免被篡改。磁性-響應電路配置包括響應電控制作 號儲存邏輯狀態之磁性-響應物體。特別是，當原封不動時 在封裝中藉由導通由一磁性裝置產生之局部磁場離開磁性 -響應物體使封裝抑制一磁場達到磁性響應電路元件。在篡 O.Wn90286.DOC -9- 改時’雖然’封裝減低或排除其磁場抑制特徵，因此導致 =場達到Γ性'響應電路元件且響應磁場並設定及/或改變 雜狀怨。用此-方法，磁性-響應電路配置之磁性狀態 在封裝之篡改（如移去）不需要被檢測，以及設定或改變在磁 !·生響應电路7L件中之磁性狀態可以用來破壞資料完整及 使接達失效β 示出按照本發明之另—舉例之具體實施例之具有由 適=於在基板中抑制—磁場達到電路元件之-封裝（106) 所覆盍之一基板(104)之一積體電路裝置(100)。基板104包 括多個磁性-響應電路元件，包括適合用以儲存做為一磁性 狀態之—函數資料之元件13()，131及132。多個磁性_響應 電路元件之每一個包括一MRAM型電路元件並被耦合至用 於控制對於以寫入為目的之MRAM型電路元件之狀態，及 用於檢測對於以讀取為目的iMRAM型電路元件之磁性狀 態之其他電路（未示出）上。將封裝106配置成使得在基板104 中之電路元件為非直接可接達者’例如，使用探測或用於 檢測諸如其邏輯狀態之電路元件之特徵之其他接達技術來 做接達。 在一個實施例中，磁性-響應電路元件之磁性狀態被控制 為二個狀態中之一個，且具有藉一高阻抗特徵成為—第一 狀態及藉一低阻抗特徵成為一第二狀態。當資料欲被寫入 至磁性-響應電路元件之一個時，一磁場被加上且用來設定 其磁性狀態。當資料欲被讀取時，磁性_響應電路元件之電 阻被檢測並用來識別一邏輯狀態，例如，具有一高電阻被 1327729 相關為一邏輯”〇，，及·一低電阻被相關為_邏輯"丨，，。 封裝106包括發射由一箭頭所表示之一磁力線之一磁鐵 το件120，及具有在其他區域（未示出）中含有足夠的磁性材 料之封裝，磁力線被引導圍繞基板1〇4。所示出之磁力線122 藉在封裝106中之材料被引導離開基板1〇4。當封裝1〇6保持 原封不動（如，未被移去，未被改變，或否則未被篡改）時， 磁力線122藉封裝被抑制以免達到一個或多個磁性-響應電 路元件130，131或132(或其他在基板1〇4上未示出之元 件）。一旦封裝106被篡改時，磁力線122為足夠的強使其邊 緣能達到一個或多個磁性_響應電路元件並導致在其磁性 狀態上之一變化。 現參見圖2,示出在圖1中所示之裝置ι〇〇之一個特別之實 施例，此時具有包括移去其一部分之方式下使封裝i 〇6被篡 改，結果是在封裝106之一部分中有一開口 226。在此一實 施例中，適合用以抑制磁力線122達到磁性-響應電路元件 13 1之封裝1〇6之部分已被移去。此一篡改允許藉磁力線影 響導致磁性-響應電路元件131具有一特別的磁狀態之磁力 線122達到電路元件丨3丨。就此而論，磁性_響應電路元件丨3 i 之磁性狀態，先於磁力線122達到電路元件131之前，由於 磁性狀悲藉磁力線已被變化無必要加以確定之故。具此一 方法，儲存在磁性-響應電路元件131之資料受保護而經由 篡改封裝106不被發現。 現參見圖3，說明為積體電路配置3〇〇之本發明之另一特 別的實施例及應用。積體電路配置3〇〇包括一 MRam-基底

O:\90\902S6 DOC • 11 - 1327729 之蕊片304’一封裝磁鐵31〇(提供一相對強的磁場）及圍繞蕊 片304之封裝320。封裝包括保護及圍繞MRAM之磁性_響 應記憶體單元（微型磁鐵或元件）33〇-335防止一般預期之夕3卜 部產生之磁場之一慣常的磁性屏蔽312。磁性屏蔽Η〗包 括，或起動作，該封裝磁鐵31〇。封裝磁鐵31〇之磁場與 MRAM電路元件33〇_335之容易轴成平行的排列。封裝適^ ‘通末自磁性裝置之局部磁場離開Mram電路元件 330-335 。 ’

一旦積體電路配置300從以上被篡改，如，諸如移去封裝 部分以探測在MRAM電路元件330-335中之資料，儲存於其 中之貧料之完整將失去。此一事件將不是由於侵入慣常的 磁性屏蔽j12(且接著的曝露至外部產生之磁場）就是真接損 壞MRAM電路元件330-335。

一旦此種篡改自以下發生’由於由來自封裝磁鐵31〇之磁 力線在該處曝露的原因由]yjRAM電路元件33 0-3 35儲存之 資料之完整將失去。普通，此種曝露將通過在底部側上藉 探測而產生之一氣隙。 以上說明之多個具體實施例及在圖式所示僅藉顯示方式 加以提出故不應導致對發明來做限制用。基於以上討論及 顯示，熟於此一技藝之士對本發明在不需完全按照舉例之 具體貫施例及顯示之應用及此處之說明可很容易的了解到 對本發明做出多種修改及變動來。此種修改及變動不可違 背本發明之在以下專利申請範圍所陳述之真實的精神和範 圍0 O:\90\90286DOC -12- 1327729 【圖式簡單說明】’ 在考慮到以上發明之多個具體實施例之詳細說明與所附 有關圖式下’發明應可獲得完全的了解，其中·· 圖1為按照本發明之一舉例之具體實施例之適合用於禁 止暴改之一積體電路裝置； 圖2不出按照本發明之另一舉例之具體實施例示出圖1響 應篡改之積體電路裝置；及 圖3示出按照本發明之另一舉例之具體實施例，具有包括 圍繞之一磁屈Si B π 在下之一磁鐵，一積體電路基板之一封 裝之一積體電路裝置。 【圖式代表符號說明】 100 104 積體電路裝置 基板 封裝 106, 320 130, 131, 132 120 121 226 300 310 3 12 330-335 元件 磁鐵元件 磁力線 開口 積體電路配置 封裝磁鐵 慣常磁性屏蔽 記憶單元

〇 \90\90286 OOC •13-

Claims (1)

1327729 辦今月二、日修正本j 第92135764辦請案ΘΜ心 拾、申請專利範圍： 1. :種：受由一局部磁場所導致之資料破壞之積體電路配 l該積體電路配置包含：―積體電路；具有響應電控 制仏號適合儲存邏輯狀態之多個微型磁鐵之—資料—儲 ^己置·’及-積體電路封裝，該積體電路封裝圍繞該積 —路’且具有-磁性裝置，該磁性I置響應該磁性裝 置之一部分被移去適合產生為足㈣的俾改變該等多個 微型磁鐵之至少一個之邏輯狀態之一局部磁場。 2. 如申請專利範圍第i項之積體電路配置，其中該積體電路 封裝及該磁性裝置被配置成引導該局部磁場離開多個微 型磁鐵。 3. 如申請專利範圍第2項之積體電路配置，其中該磁性裝置 響應該磁性裝置之-部分被移去並顯出—邊緣磁場，使 多個微型磁鐵之至少一個被曝露至該邊緣磁場。 4. 如申請專利範圍第i項之積體電路配置，其中該磁性裝置 之局部磁場之一部分與該等微型磁鐵之一易軸成排一 列。 5_如申請專利範圍第4項之積體電路配置，其令該積體電路 封裝包括圍繞該積體電路之一磁性屏蔽配置，及其中該 磁性屏蔽配置包括該磁性裝置。 6.如申請專利範圍第5項之積體電路配置，纟中該積體電路 具有相反-面之頂部及底部側，及其中該磁性裝置被放置 在鄰近該底部側，以及該等微型磁鐵被放置在該頂部側。 如申請專利範圍第6項之積體電路配置，其中來自該磁性 -14 - 裝置之一邊緣磁場響應該磁性裝置之一部分被移去並自 磁性通路處向邊緣伸出。 8·如申凊專利範圍第2項之積體電路配置，其中該等多個微 型磁鐵之至少一個響應來自該磁性裝置之該局部磁場並 變化磁性狀態。 9. 如申清專利範圍第2項之積體電路配置，其中該等多個微 型磁鐵之至少-個響應來自該磁性裝置之該局部磁場並 變化極性。

10. 如U利範圍^項之積體電路配置，進—步包含一調 適成用於對在至少—個微型磁鐵之磁性狀態中之一改變 做阻抗性響應之感測電路。 11. 如申凊專利範圍第J。項之積體電路配置，其中該感測電 路響應在一第—狀態中之該等微型磁鐵之至少-個並顯 出一第-電阻值及響應在—第二狀態中之該等微型磁鐵 之至少一個並顯出一第二電阻值。

12. 如申請專㈣圍第u項之積體電路配置，其中該感測電 路包括具有顯出一電傳導之一溝道區域之一電晶體，該 溝道區域之該電傳導響應該微型磁鐵之狀態，其中經該 溝道區域之一電流通路響應在該第一及第二狀態中之微 型磁鐵之至少一個並且各自的顯出第一及第二電阻值。 13_如申請專利範圍第丨項之積體電路配置，其中該資料儲 存配置被調適成儲存一位元以做為多個微型磁鐵之每一 個之函數，該位元具有直接與微型磁鐵之磁性狀態有 關耳yp之一值’且響應該局部磁場，該位元呈現有響應該 -15 - 1327729 局部磁場之該磁性狀態之一值。 14·如申請專利範圍第1項之積體電路配置，其中該磁性裝置 之至少一部分為在該積體電路封裝外側。 15. 如申請專利範圍第1項之積體電路配置’其中該積體電路 封裝包括一磁性屏蔽，該積體電路封裝為相對的靠近至 且圍繞該二個該磁性裝置及該資料儲存配置，及其中該 磁性裝置為相當遠離該資料-儲存配置。 16. 如申請專利範圍第1項之積體電路配置，進一步包含一被 調適成對該等多個微型磁鐵之至少一個藉磁化至少一微 型磁鐵而寫入一邏輯狀態之寫入電路，該邏輯狀態易受 局部磁場之響應而被改變。 17. 如申请專利範圍第μ項之積體電路配置，其中該寫入電 路被調適成藉磁化在一第一方向中之微型磁鐵而對至少 一微型磁鐵寫入一第一邏輯狀態，及藉磁化在一第二方 向之微型磁鐵而對至少一微型磁鐵寫入一第二邏輯狀 態。 18. 如申請專利範圍第丄項之積體電路配置，其中該磁性裝置 被調適成用以產生一響應積體電路封裝之一部分被移去 而設定該等微型磁鐵之至少一個之一磁性狀態之局部磁 場。 19. 如申請專利範圍第18項之積體電路配置，其中該磁性裝 置被調適成產生一將該等微型磁鐵之至少一個之該磁性 狀成S又疋至一第一磁性狀態之局部磁場。 20. 如申請專利範圍第19項之積體電路配置，其中該磁性裝 -16 - 1327729 置被調適成產生—將該等微型磁鐵之至少一個之磁性狀 i自第一磁性狀態切換至第一磁性狀態之局部磁場。 21.種被調適成用以儲存易受由一局部磁場所導致之資料 破壞之資料之積體電路配置，該積體電路配置包含被調 適成用以儲存一邏輯狀態以做為該微型磁鐵之磁性狀態 之一函數之多個微型磁鐵；多個字線，每一微型磁鐵對 加至用於設定該微型磁鐵之一磁性狀態之一字線之一信 號做磁佳響應，夕個感測電路，每_感測電路顯出為微 型磁鐵之至y 固之磁性狀態之一函數之一電氣特徵， 該電氣特徵係用於讀取儲存在該等微型磁鐵之至少一個 中之邏輯狀_上為可檢測者；以及—積體電路封裝，包 括一被調適成用以產生具有足夠強的邊緣磁場之局部磁 場之一磁性裝置，響應該移去積體電路封裝之一部分， 局部磁場設定該等微型磁鐵之至少一個之磁性狀態。 22. —種被調適成用以保護一磁性_響應電路節點之反篡改 配置’該反篡改配置包含：用於產生一局部磁場及用於 引導該局部磁場離開磁性-響應電路元件之磁性構件及 該磁性構件進一步被調適成響應磁性構件之一部分被移 去，用於產生導致磁性-響應電路節點呈現—磁性態之 一邊緣磁場。 -17 -