[发明专利]引线键合球栅阵列封装的集成电路芯片的保护

说明书

本申请是针对保护封装在引线键合球栅阵列形式的封装中的集成电路，并且特别是针对防止穿过所述集成电路正下方的所述封装的衬底的攻击。

技术领域

本发明涉及一种防止物理和/或电改变的集成电路芯片，并且更具体地涉及保护封装在引线键合球栅阵列形式的封装中的集成电路。

背景技术

集成电路(IC)芯片经常受到物理攻击，如实时硬件分析，目的是获得有关芯片内部功能的知识，从而影响芯片的运行。

在这类攻击期间，保护芯片免受机械损坏的塑料外壳可在其顶面上打开，以露出覆盖电子电路的钝化层。

钝化层可通过使用机械抛光机或化学手段的蚀刻方法来选择性地去除，以允许接近信号线。

实时硬件分析技术可在集成电路芯片的操作期间对其执行分析，而旨在进行分析和重构芯片操作的其它技术(如反向工程)通常会导致芯片损坏。

还使用故障注入开发了攻击技术。在故障注入中，可使用局部能量源，例如激光，来改变集成电路的行为。

类似地，已知攻击技术，其允许使用精确的探针来执行局部侧信道分析，以测量来自集成电路内部的电磁辐射。

这些技术或它们的组合可用于提取存储在集成电路芯片内的秘密。

对集成电路芯片的分析通常是不可取的。如果可能的话，应防止进行实时硬件分析，特别是在安全电路(如微处理器，包含电子钱包功能等)的情况下。实际上，已存在各种方法来使这类分析更加困难。

可通过所谓的有源或无源屏蔽来防止芯片的全部或部分受到物理攻击。

无源屏蔽包括连接至被配置为执行模拟完整性测量以检测例如切断、短路或电容性负载变化的电路的金属平面或轨道。在有源屏蔽中，可存在多个轨道，其中随机位序列被注入并检查从轨道一端到另一端的一致性。

集成电路芯片以各种不同的封装类型提供，其允许经由提供在封装外部的电连接部从集成电路芯片到外部世界的连接部。这些连接部例如可为销、焊盘或焊料球。

一种已知类型的封装是球栅阵列(BGA)的封装。在BGA中，在封装的一个表面上提供多个焊料球，以提供从集成电路芯片到外部世界的连接部。

为简单起见，以下将具有焊料球的封装的表面称为封装的底表面。

在BGA封装内部与集成电路进行连接。根据连接方式的不同，BGA封装被视为引线键合BGA或倒装芯片BGA。

本申请针对引线键合BGA封装。从图1的示例性横截面中可看出，在引线键合BGA封装1中，集成电路2安装在衬底8上。

集成电路设置在着陆区22上，所述着陆区是集成电路表面上的区域。由着陆区的轮廓限定的衬底的区域可被称为着陆区区域。着陆区区域典型地但并非总是衬底的着陆区区域。着陆区可具有金属基座焊盘12，可使用粘合剂将集成电路安装到所述金属基座焊盘上。金属基座焊盘可形成接地平面的一部分，或者可有单独的层在着陆区区域中提供接地平面。

焊料球连接部10设置在封装的底表面上，以从封装进行外部连接。引线键合4将集成电路连接至衬底顶表面上的焊盘16。焊盘16布置在衬底的围绕着陆区区域的外围区域中。焊盘依次通过轨道和互连件15连接至下侧上的轨道，所述轨道又通过单独的焊料球连接至焊盘。从图2中可看出，提供信号连接的焊料球(与相应的轨道、互连件和焊盘一样)优选地定位在围绕衬底的着陆区区域22的外围区域28中，在所述区域中，管芯被定位。

为了便于更复杂和更密集的连接，衬底可具有多个层18(示出为虚线)，这些层提供轨道以便于顶表面上的引线键合和下面的焊料球之间的连接。