用于电子电路增强的泄漏表征和管理的制作方法

电子通信装置的制造及其应用技术用于电子电路增强的泄漏表征和管理背景技术：1.本发明一般涉及电子系统。特别地，本发明涉及被配置为检测包围电子模块的周界中的不连续的电子系统。2.印刷电路板(pcb)可用于使用从层压到非导电基底上的铜片蚀刻的导电路径或信号迹线(trace)来机械支撑和电连接电子组件。在pcb的制造中，多个铜/绝缘层对(也称为“芯”)可以被层压在一起。芯的数量和布置可以被设计成适合各种应用的需要。3.垂直互连结构(通孔)可以用于互连pcb内的各个导电层之间的导电信号迹线。铜形状或区域可用于对安装在pcb上的组件进行功率和接地分配。pcb中的互连结构可以被设计成与可使用pcb互连的组件在物理上以及电学上兼容。4.柔性印刷电路，也称为“柔性电路”或“柔性电缆”，通常可以理解为类似于可以弯曲的pcb。然而，实际上，用于设计和制造柔性电路的一组设计规则(例如导体宽度和间距)可以与刚性或半刚性pcb的设计和制造中使用的设计规则显著不同。在一些应用中，柔性电路的导体可以使用诸如光成像或激光成像的工艺作为图案限定方法而不是“印刷”工艺来制造。5.柔性印刷电路包括通常为铜的金属迹线层，其被结合到诸如聚酰亚胺的介电层。金属层的厚度可以从非常薄的例如小于0.0001”变化到非常厚的例如大于0.010”，并且介电厚度可以类似地在0.0005”和0.010”之间的范围内变化。可以使用粘合材料或其它类型的结合(例如气相沉积)将金属结合到基底上。因为铜在空气存在下易于氧化，所以暴露的铜表面通常覆盖有保护层。金或焊料因其导电性和环境耐久性而是用于该目的的常用材料。对于非接触或非导电区域，可以使用介电材料来保护电路免受氧化或电短路。通过位于相邻金属层之间的介电材料可能发生漏电(即电流泄漏)。技术实现要素：6.实施例可针对电子系统。该电子系统包括电子模块、提供包围电子模块的周界的迹线电路、以及感测电路。感测电路被配置为检测周界的不连续。感测电路还被配置为响应于检测而从响应设备发起动作。7.实施例还可针对用于设计用于电子模块的受管理的电池寿命和受管理的电子数据安全性的电子系统的方法。该方法包括接收电子系统的设计要求，并表征作为电子系统中的候选物的介电材料。该方法还包括根据设计要求从候选介电材料中选择介电材料，并且设计迹线电路以包括所选择的介电材料。该方法还包括根据迹线电路设计制造迹线电路，并将迹线电路集成到电子系统中。将迹线电路集成到电子系统中包括用迹线电路围绕电子模块以提供包围电子模块的周界，并将迹线电路电互连到感测电路。8.实施例还可针对用于操作用于电子模块的受管理的电池寿命和受管理的电子数据安全性的电子系统的方法。该方法包括采用感测电路将电压施加到被配置为提供包围电子模块的周界的迹线电路，以及采用感测电路测量迹线电路上的感测电压。该方法还包括将所感测的电压与电压阈值进行比较以检测周界中的不连续，并且采用电互连到感测电路的响应设备响应于指示周界中的不连续的所感测的电压而发起动作。9.上述发明内容并非旨在描述本发明的每个所示实施例或每种实施方式。附图说明10.本文所包括的附图并入说明书中并形成说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。附图仅是某些实施例的说明，而不是限制本发明。11.图1示出了根据本发明实施例的被配置用于受管理的电池寿命和电子数据安全的电子系统。12.图2是描绘根据与附图一致的实施例的用于设计用于受管理的电池寿命和电子数据安全的电子系统的方法的流程图。13.图3包括根据与附图一致的实施例的描绘两种介电材料的介电泄漏测量的曲线图。14.图4包括根据与附图一致的实施例的描绘迹线电路上的感测电压的变化的曲线图。15.图5是描绘根据与附图一致的实施例的用于针对管理的电池寿命和电子数据安全性操作电子系统的方法的流程图。16.本发明可以有各种修改和替换形式，而其细节在附图中通过示例的方式示出并且将被详细描述。然而，可理解，其目的不是将本发明限制于所描述的特定实施例。相反，本发明覆盖落入本发明范围内的所有修改、等效和替换。17.在附图和具体实施方式中，相同的数字通常表示相同的组件、部分、步骤和过程。具体实施方式18.本发明的某些实施例可以在提供对包围电子设备(例如服务器)内的电子模块的周界中的不连续的检测的上下文中理解，该电子设备可以用于通过网络向附接到服务器的客户端提供数据。该服务器可以包括但不限于web服务器、应用服务器、邮件服务器和虚拟服务器。尽管不一定局限于此，但在此上下文中讨论的实施例可以便于理解本发明的各个方面。某些实施例还可以针对其他设备和相关联的应用，诸如提供对包围计算系统内的电子模块的周界中的不连续的检测，其可以用在各种计算和数据处理应用中。该计算系统可以包括但不限于超级计算机、高性能计算(hpc)系统和其他类型的专用计算机。实施例还可以针对提供对包围消费者和小型办公室/家庭办公室(soho)电子设备(诸如个人计算机、膝上型计算机、移动和网络服务器设备)内的电子模块的周界中的不连续的检测。19.为了便于讨论，本文中使用术语“fr”，其涉及一类阻燃(fire retardant)玻璃纤维环氧层压材料。fr材料，尤其是fr4，广泛且普遍地用于构造各种印刷电路板(pcb)。fr4被设计用于高密度多层pcb，并且适用于高体积细线/多层应用。类似地，术语“ap”在此通常用于指一类无粘结剂/高性能层压材料，其包括覆铜层压板和粘结于铜箔的聚酰亚胺膜的全聚酰亚胺复合材料。这种材料可用于构造多层柔性和刚性柔性应用，其需要先进的材料性能、耐温性和高可靠性。术语“ht”通常在此用于指一类高温层压材料，其特征在于有利的材料和电特性。与诸如fr4的材料相比，该材料可具有较高的玻璃转化温度(tg)和较低的损耗特性(例如损耗角正切)。20.在电子系统中需要存储安全/保密数据并包括密码功能，这导致了实现以检测和响应对这种系统的未授权篡改尝试的各种设备和技术。潜在地易受攻击的系统可以包括但不限于计算机、服务器、超级计算机、个人计算机、网络和电信系统。篡改这种系统可能导致对保密和/或敏感信息的未授权访问，该保密和/或敏感信息例如金融、军事或分类数据、敏感个人识别信息(pii)或密钥。21.包括以蛇形布置制造的一层或多层导电迹线的迹线电路可用于检测侵入性篡改电子设备和模块的尝试。试图篡改(即，钻孔、切割等)迹线电路可以提供这种篡改的可检测指示，例如电中断。然后，诸如处理器或其他电路的响应设备可以以各种方式对检测到的篡改进行响应，以警告和/或减轻安全风险。22.诸如包括蛇形迹线的柔性电路和/或pcb的电结构可在相邻迹线层和/或配电层之间呈现显著的漏电，尤其是当蛇形迹线以相邻平行平面取向布置时。在一些应用中，包括一个或多个迹线电路的数据/密码安全系统可以由内部电池供电。相邻的迹线电路到其它迹线电路和/或配电板的漏电实际上可缩短为安全系统供电的电池的寿命。该电池寿命的减少会危害系统内数据的安全性。23.本发明的实施例针对用于监测诸如计算机、服务器、超级计算机或网络系统的电子系统内的迹线电路连续性的系统。该连续性监测系统包括迹线电路，该迹线电路用作围绕电子模块的周界，并且可以提供周界的不连续的指示。实施例包括用一种或多种介电材料构造的迹线电路，该介电材料被特征化、选择和设计到迹线电路中以便管理和最小化漏电流。该受管理的介电漏电流在延长和提高为迹线电路连续性监测系统供电的电池的操作寿命方面特别有用，这可以导致增强和延长敏感的电子存储的数据和加密密钥/数据的安全性。该增强的安全性可导致受管理的和最小化的敏感/保密数据和/或加密能力的损失。24.本发明的各个方面对于监测被配置为对电子系统提供安全周界的迹线电路的连续性是有用的。这种监测可以为系统内的电子存储数据和加密密钥提供增强的安全性。根据实施例配置的电子系统可以监测该迹线电路的连续性，同时相对于其他此类电子安全系统消耗更少的能量并且提供延长的电池寿命。实施例可以被配置为通过发送警告消息、激活警报或视觉指示器、以及销毁安全/保密数据和/或加密密钥来响应于检测到的对电子系统的安全周界的篡改/违反。这些动作在增强电子系统内的电子数据的安全性方面是有益的。25.本发明的实施例还可用于通过减少系统内的一个或多个迹线电路的介电泄漏和所得rc时间常数(τ)来减少安全监测系统的能量消耗。τ的减小在减小感测电路的响应时间方面特别有用，这可以减小这种感测电路的复杂度和能量消耗。介电泄漏的减少还可以允许迹线电路电阻的减少。26.本发明的各个方面在允许通过使用具有高输入阻抗的常用/可用电压表和/或示波器来探测感测电路方面是有用的。本发明的实施例也可以用于在使用现有的和已被证实的pcb设计方法和材料组的同时管理电子系统设计成本和复杂性。根据某些实施例设计的电子系统可以与现有的和已证明的计算机、服务器、超级计算机和个人计算机(pc)设计以及pcb/柔性电路设计方法和材料组兼容。根据本发明实施例构造的电子周界安全监测系统可以安装在现有的电子设备外壳内。27.某些实施例涉及一种电子系统，其被配置为对电子模块提供管理的电池寿命和电子数据安全性，并且当检测到围绕电子模块的周界的不连续时启动动作。图1包括描绘了根据本发明实施例的用于管理的电池寿命和电子数据安全性的电子系统以及迹线电路150的一致图100、125、150a和150b。28.图100可以提供对包括迹线电路150、感测电路102和响应设备120的多个实例的电子系统的理解。根据实施例，感测电路102电互连到迹线电路150并且被配置为监测迹线电路150的连续性。响应于感测电路102检测到迹线电路150内的不连续，响应设备120可以发起动作，该动作被设计为警告和/或减轻电子系统100、125内的数据安全状况/问题。在该实施例中，电子系统100用作数据安全系统。29.可以理解，电子系统100、125可以集成到各种电子设备和系统中，诸如计算机、服务器、专用计算机、超级计算机和个人计算机(pc)。该系统可以依赖于迹线电路连续性的监测，以便确保鲁棒的、连续的数据安全性。在一些实施例中，电子系统100可以用作密码安全系统。在图100、125中描绘了特定的组件布置和互连机制，同时包括本文描绘和描述的组件的这些机制的许多变化是可能的。实施例在提供电子系统的周界的破坏的准确感测和及时响应方面是有用的。这种感测和及时响应在防止和发出关于对存储在电子系统上的安全数据和/或加密密钥的未授权访问的警告方面特别有用。30.根据实施例，迹线电路150可包括与形成在柔性电路上的信号迹线一致的一个或多个导电蛇形迹线，其可用于检测周界不连续。例如，试图切割、钻孔或以其它方式破坏由围绕电子模块126的盖128提供的周界可能导致迹线电路150中的不连续。在这种动作的情况下，可能产生周界不连续158，即，图150a。在响应于试图破坏/违反由迹线电路150形成的周界而产生该周界不连续158时，在蛇形迹线156a、156b内相对靠近的导体间隔(例如4mils)可能是尤其有用的。电阻(例如r1、r2和/或r3)可以由感测电路102感测，并用作迹线电路150的连续性的指示器。31.在实施例中，迹线电路150包括位于两个导电层152a、152b之间并与两个导电层152a、152b导电接触的介电材料154，两个导电层152a、152b用作电端子。根据实施例，两个导电层152a、152b可以各自是平面结构，诸如pcb或柔性电路的电源平面。根据实施例，迹线电路150可以是至少部分地围绕电子系统100、125内的电子模块126的一个或多个柔性电路的一部分。类似地，在一些实施例中，迹线电路150可以表示至少部分地围绕电子模块126的pcb的一部分，图100示出了以串联配置电互连的三个迹线电路150。32.在一些实施例中，电子模块126可以是密码模块，并且由迹线电路150提供的周界可以是围绕密码模块的安全周界。在该实施例中，感测电路102可以被配置为检测对安全周界的尝试违反。根据实施例，(一个或多个)迹线电路150附着或邻近盖128的内表面的放置可以允许迹线电路150用作围绕或部分围绕电子模块126的安全周界。该安全周界在检测各种位置的尝试破坏时特别有用。33.迹线电路150的电阻r1、r2和r3(与电阻器r结合，电连接到检测电路102、感测网112和地(gnd))用作分压器电路。当串联连接的迹线电路150在该电路中互连时，串联连接的迹线电路150(图100，如电阻r1、r2和r3所表示的)的连续性可通过采用感测电路102测量感测网112上的感测电压vs来确定。34.根据实施例，感测电路102被配置为向上述分压器电路提供施加电压va。在存在跨越每个迹线电路150的连续性的情况下，在感测电路102的感测网112处感测的感测电压vs将是va*(r1+r2+r3)/(r+r1+r2+r3)。在任何一个迹线电路150中存在不连续的情况下，感测电压vs将近似为va，例如，≈vdd。可以选择r、r1、r2和r3的值，使得由跨越每个迹线电路150的连续性产生的vs与由任何迹线电路150的不连续产生的vs显著不同。这种vs值的差异可以由感测电路102检测，并且被转换成输出电压vo。根据实施例，感测电路102可以包括例如比较器，该比较器被配置为将电压vo转换为逻辑信号，即逻辑“0”或“1”值。该信号可以用于向响应设备120指示跨所有串联连接的迹线电路150的完整连续性或者周界不连续(例如158)。在一些实施例中，感测电路102可以被配置为持续地感测迹线电路150的连续性，并且在一些实施例中，感测电路102可以被配置为周期性地感测迹线电路150的连续性。35.根据实施例，电子系统100可以包括任何数量的串联连接配置的迹线电路150，如所描绘的，以便提供包围盖128内的电子模块126的鲁棒的周界。例如，在一些实施例中，电子系统100可以包括单个迹线电路150、两个迹线电路150或三个或更多个迹线电路150。感测电路102被描绘为示例电路；其它类型的感测电路102也是可能的。在实施例中，感测电路102的功能可以相对简单地实现为分立组件或实现到现有或新ic中，例如专用集成电路(asic)。36.在一些实施例中，输出104可以是单个模拟或数字信号线。在一些实施例中，感测电路102可以包括未示出的附加组件，其被配置为将输出电压vo转换为其他类型的信号，例如，表示输出电压vo的高速串行信号。在相应的实施例中，输出104可以例如包括被配置为将vo的表示作为诸如通用串行总线(usb)信号的高速串行信号进行发送的导体。37.响应设备120通过输出104电连接到感测电路102以接收输出电压vo。根据实施例，响应设备120可以包括但不限于处理器电路、服务处理器、电子模块126和网络连接设备。在一些实施例中，响应设备120被配置为响应于输出电压vo指示缺少连续性(例如，不连续158)(迹线电路150中的图150a)，启动动作。根据实施例，动作可以包括但不限于发送消息，例如文本消息、系统控制台消息或短消息服务(sms)消息，以警告系统用户或技术人员电子模块126周围的周界的不连续。在一些实施例中，动作还可以包括点亮诸如发光二极管(led)的指示器、发出可听警报和/或删除电子模块126内的加密密钥。上述动作中的一个或组合可用于保护包括在电子模块126内的数据和/或加密密钥的安全性。38.根据实施例，电子系统(侧面剖面图)125可以用于提供对电子系统100、125内的组件互连和布置的视觉理解。电子系统125的功能、电特性和互连与上面参照电子系统100所描述的一致。图125在描述电子模块126、盖128、迹线电路150、连接器136、pcb 138和响应设备120之间的结构、布置和电互连关系时特别有用。39.根据实施例，电子模块126可以被配置为存储和/或处理敏感或安全的电存储数据。电子模块126可以包括ic 130，例如处理器、存储器设备、asic和密码芯片，它们被安装并电互连在pcb 134上。感测电路102可以由电池(例如132)供电，在电子模块126从电子系统电源断开的情况下，该电池可以使其能够提供对迹线电路150周界不连续(例如158)的持续检测。连接器136提供电子系统125内电子模块126和其它组件和/或设备之间的电互连，例如，从感测电路102到安装在pcb 138上的响应设备120的输出104。根据实施例，pcb 138可以是计算机、超级计算机、服务器、pc或其他电子系统的组成部分。在一些实施例中，电子模块126可以是密码模块。40.电子模块126可被盖128封闭，其可被设计成禁止目视检查和物理接近电子模块126。根据实施例，可以使用例如粘合剂或其他结合剂或技术将迹线电路150连接到盖128的(一个或多个)内表面。在实施例中，设计者可以基于材料特性数据选择介电层(例如154)，以符合电子系统设计要求。这些要求可以包括例如最大介电泄漏规格。使用具有控制和/或减少的泄漏特性的介电层(例如154)在减少电子系统100的功耗方面特别有用，并且由此增加和延长用于给电子系统100供电的电池132的寿命。41.使用迹线电路150可有助于提供对存储在电子模块126上的敏感数据和/或加密密钥的未授权物理访问的成本有效的检测。迹线电路150还可以在管理和减少导电层152a和152b之间的泄漏方面特别有用，这可以提供电池132的受管理和增强的操作寿命。可用于迹线电路150的介电层154的示例介电材料类型可包括但不限于fr、ht和ap层压材料层。根据实施例，迹线电路150的导电层152a和152b可分别包括用作包围电子模块126的周界的蛇形迹线156a、156b。根据pcb设计和材料设置，导电层152a和152b可以包括铜和/或其它类型的金属。42.根据实施例，蛇形迹线可具有各种模式，如156a、156b，图150a中所描绘。迹线电路150可以包括一个或多个导电层，例如152a、152b。在一些实施例中，导电层(例如152a、152b)通过介电层(例如154)彼此电绝缘。在实施例中，迹线电路150包括位于导电层152a和152b两者附近(即，两者之间)的介电层154。迹线电路150可以包括单个导电层(例如152a)，并且在一些实施例中，迹线电路150可以包括两个或更多个导电层(例如152a和152b)，如图所示。在实施例中，各种类型的粘合剂和/或结合剂可用于将迹线电路150结合到盖128的内表面。在图150中将附图标记158描绘为柔性电路，然而，在一些实施例中，158可以替代地表示pcb。在一些实施例中，柔性电路或pcb可以通过焊接而电互连，以便形成围绕电子模块126的多个侧面(例如顶部、底部和侧面)的周界。43.图1以及图1中描绘的组件不必须表示实施例中单独或共同使用的组件或子组件的实际大小。它们不必表示任何设备、组件、子组件的实际或相对大小。相反，根据本发明的实施例，它们旨在描述电子系统的每个子组件如何相对于其他子组件进行布置。44.图2是描绘根据与附图一致的实施例的用于设计以用于受管理的电池寿命和电子数据安全的图1的电子系统100、125的方法200的流程图。方法200的执行在设计可以提供可靠、成本有效和能量有效的数据安全监测和校正动作响应的电子系统以与诸如计算机和服务器的电子系统一起使用时是有用的。与运行的电子系统相关联，方法200可为电子系统提供改进的能量效率和电池操作寿命。在一些实施例中，电子系统100可以是密码安全系统。45.方法200从开始202移动到操作204。操作204一般涉及针对受管理的电池寿命和电子数据安全接收图1的电子系统100、125的设计要求。根据实施例，设计要求可包括例如图1的迹线电路150(其跨越图1的迹线电路150的导电层(例如152a、152b))在一定范围的电子系统操作温度和指定阻抗范围内的指定泄漏特性。其它设计要求可包括例如指定的最大电压降、能量损耗和跨越介电150的导电层的rc时间常数(τ)。设计要求还可包括电池(例如，图1的132)的最小操作寿命，电池被配置为对图1的电子系统100供电。在一些实施例中，电池的最小操作寿命可由所公布的密码安全规范(例如，美国政府联邦信息处理标准(fips)140-2密码模块的安全要求)来规定。46.根据实施例，可能需要满足这些要求中的每一者以便满足电子系统的总体设计要求。在实施例中，电路设计者或电子设计自动化(eda)系统可以从规范文档或文件接收设计要求。该文档或文件可以具有例如打印副本或电子文件的形式。电子文件可以具有各种格式，例如字处理文档、文本文件、电子表格文件或者专有或非专有规范文件。47.可以理解，各种电子系统可以具有不同的设计要求。例如，一种类型的电子系统(例如图1的电子模块126)可以是便携式的和/或至少部分地依赖于电池功率，并且需要相对小的最大介电泄漏。在一些实施例中，电子模块126可以是密码模块。相反，另一类型的电子系统可能根本不依赖于电池功率，可以具有被指定为与特定感测电路102设计更兼容的迹线电路150，并且可以具有更大的指定泄漏电流。在接收到设计要求后，方法200移动到操作206。48.可选操作206一般涉及表征用于图1的电子系统100、125内的候选介电和粘合介电材料。该介电材料可以包括例如在介电和各种粘合介电材料的一侧或两侧上具有金属(例如铜)覆层的介电材料片。根据实施例，可表征候选介电和粘合材料以便向pcb和电路设计者提供在作出设计决策和折衷时有用的参数。例如，介电材料可经受施加到材料的平面表面上的导电板的各种频率，并且可记录所产生的损耗。图3是包括两种介电材料fr和ht的测量损耗相对于频率的曲线图的示例图。根据实施例，表征候选介电和粘合剂可以包括表征候选介电和粘合材料的漏电特性，包括温度相关的漏电变化。在实施例中，候选的介电和粘合材料可以包括但不限于fr、ht和ap材料。49.上述表征可以例如由介电材料的供应商或供方、电路或pcb设计者或独立实验室来执行。这种表征可以在一个或多个感兴趣的温度下执行，例如预期的最大操作温度，或者跨越在电子系统的操作温度范围执行。在表征了候选的介电和粘合材料后，方法200移到操作208。50.操作208通常涉及根据在操作204中接收的设计要求选择特征化的介电和粘合材料。根据实施例，设计者从许多特征化的介电和粘合材料中选择介电和粘合材料，例如fr、ht和ap介电材料。在一些实施例中，可以组合介电材料和补充介电材料，以利用两种材料的电学和/或物理性质。可以基于各种性质的单独材料和按比例组合的材料的性质来选择一种或多种介电材料。这些性质可以包括例如温度相关泄漏和损耗特性、介电常数和粘合性质。根据实施例，根据设计要求选择介电材料可包括选择具有小于指定的漏电值的特征漏电的介电材料。在一些实施例中，可以基于在工作温度范围内变化小于指定量的特征漏电来选择介电材料。可以结合对来自eda程序(例如场解算器或其他电模拟程序)的输出的分析来进行介电材料的选择。51.在一些实施例中，固有长的蛇形迹线(例如图1的156a)可以导致迹线电路(图1的迹线电路150)的相对大的rc时间常数(τ)。大的τ值可导致图1的感测电路102的过多稳定时间，且导致从电池(例如图1的132)的能量消耗。图1中跨越介电层154的电流泄漏也可用于增加τ。52.根据实施例，根据在操作204中接收的设计要求选择具有减少的泄漏的特征化的介电和粘合材料在降低介电电流泄漏方面可以是特别有用的，并且因此减小τ。减小τ的值可以改进图1的感测电路102的响应时间和图1的电池132的能量消耗。根据实施例，介电泄漏中的该减小可横跨电子系统操作温度的范围。在实施例中，选择特征化的介电可包括例如选择在fr介电材料上的ht介电材料。在本发明的范围内可以进行其它选择。53.在一些实施例中，例如，选择具有较低介电泄漏的特征化介电和粘合材料可以使τ减小大约50％。由于减小的泄漏，迹线电路电阻可减少5倍，以产生可以将电池操作寿命提高大约10％的整体功率节省。在一些应用中，这种操作寿命的改善可产生额外的6-9个月的电池供电的操作。54.除了降低功耗的好处之外，通过介电材料选择降低泄漏电流也能够检测明显更高的迹线电阻，从而允许用具有1mω到10mω范围的输入阻抗的常用或可用的电压表或示波器探测迹线电路。根据实施例，感测电路102可以不需要具有滞后输入特性，从而进一步降低感测电路复杂性和功耗。55.基于特征化的漏电选择介电材料对于管理从蛇形迹线(例如图1的156a)到另一蛇形迹线(例如图1的156b)或到另一层(例如电源或接地分布层)的漏电可能特别有用。这种受管理的漏电可导致被配置为向电子模块(例如图1中的电子模块126)供电的电池(例如图1中的电池132)的操作寿命延长。在选择特征化的介电和粘合材料后，方法200移至操作210。56.操作210通常涉及设计迹线电路以包括在操作208中选择的特征化的介电和粘合材料。根据实施例，设计迹线电路可以包括在pcb或柔性电路设计中选择满足介电泄漏设计要求的特征化的介电材料的体积/量的特定平面对。特征化的介电材料可包括介电材料和补充介电材料的组合。在一些实施例中，可以使用多于一个平面对，并且在一些实施例中，在设计过程中可以使用eda程序，例如场解算器或者其他类型的电模拟程序。在设计迹线电路后，方法200移至操作212。57.操作212通常指根据在操作210中完成的迹线电路设计制造迹线电路。根据实施例，图1的迹线电路150可以根据操作210的设计来制造。在一些实施例中，图1的迹线电路150可以随后被接合到其它pcb和/或柔性电路层。在操作212中使用的各种层压、蚀刻、钻孔和其它工艺步骤通常与现有pcb和/或柔性电路制造和组装工艺一致。在制造迹线电路后，方法200移至操作214。58.操作214一般涉及将例如图1的150的迹线电路集成到图1的电子系统100、125中。根据实施例，集成可包括将一个或多个迹线电路150放置和连接到盖128的内表面，以便用周界围绕和封闭电子模块126。在一些实施例中，周界是围绕密码模块的安全周界，并且感测电路102被配置为检测对安全周界的尝试违反。在连接过程中可以使用各种类型的粘合剂和/或结合技术。根据实施例，集成还可包括电互连串联的一个或多个迹线电路150，如图1中的电阻器r1、r2和r3所示。集成还可包括例如通过到连接器136和pcb 134中的导体的焊接连接将迹线电路150电互连到感测电路102。在迹线电路被集成到电子系统中后，方法200可以在操作216结束。59.图3是描绘根据与附图一致的实施例的作为两种介电材料的频率的函数的介电泄漏测量的曲线图。该介电材料可以用于层中，例如图1的介电层154，如可以包括在迹线电路150中。表征可以包括各种此类介电材料，包括但不限于fr、ht和ap介电层。诸如介电泄漏的特性的表征和测量可以给予pcb设计者关于针对特定应用选择哪种介电材料或介电材料组合的有价值的洞察力。60.图3中提供的数据图可以提供对测量频率和介电泄漏之间的因果关系以及各种类型的介电材料之间的泄漏的相对差异的视觉理解。图3的纵轴对应于fr和ht型介电材料的泄漏，以db为单位测量；纵轴上的更高的值或位置对应于更高的泄漏值。图3底部的横轴对应于进行泄漏测量的频率(khz)。作为示例，纵轴的范围可以从大约底部的-92db跨越到顶部的-70db。类似地，横轴的范围可以从大约0khz跨越到1.0khz。泄漏测量可以在各种温度下进行，例如25℃、85℃或100℃。61.可以观察到fr介电曲线302和ht介电曲线304具有明显不同的泄漏。例如，在最大测量频率(图4的右侧)，所示的在fr介电曲线302和ht介电曲线304之间的泄漏差异约为13db，对应于在fr和ht介电材料之间20倍的功率损耗差异。对其它介电材料类型的测量可产生其它相对结果。如图3中所示的诸如泄漏的介电材料特性的表征对于提供对各种介电材料类型的电特性的理解是特别有用的，其可以用于在介电材料类型之间进行选择以包括在迹线电路150设计中。62.图4是根据与附图一致的实施例的包括两个图400和450的曲线图，其描绘了例如图1的迹线电路150的感测电压vs的变化。感测电压变化可以由介电材料(例如图1的介电层154)在一定温度范围内的泄漏的变化引起，如可以包括在迹线电路150中的。这些材料可以包括，但不限于，fr、ht和ap介电层。介电材料的表征可以给予pcb设计者关于针对特定迹线电路应用选择哪种介电材料或介电材料组合的有价值的洞察力和理解。选择具有最小泄漏的介电材料在管理和/或最小化电子模块(例如图1的126)的电泄漏和提高电池寿命方面特别有用。63.图4中提供的数据图可以提供对测量温度和感测电压vs之间的因果关系以及由于使用各种类型的介电材料而导致的感测电压vs的(一个或多个)相对差异的视觉理解。图4的纵轴的温度曲线402对应于fr和ht类型介电材料的测量温度，以c为单位测量；纵轴上的更高的值或位置对应于更高的测量温度。图4的纵轴的电压曲线404a和404b分别对应于在温度曲线402的温度范围内测量的fr和ht类型介电材料的vs(以伏特为单位测量)。纵轴上的更高的值或位置对应于更高的vs值。电压曲线404b表示在实施本发明的介电材料之后测量的感测电压(例如vs)，其介电泄漏可很大程度上与操作温度无关。图4底部的横轴对应于进行感测电压测量的时间。作为示例，温度曲线402的纵轴，即tmin-tmax，可以从大约-15℃的tmin跨越到大约75℃的tmax。64.可以观察到，fr介电曲线402和ht介电曲线404具有对应于不同温度依赖泄漏的明显不同的感测电压vs变化。如图4所示，通过测量感测电压vs来表征介电材料对于提供对各种介电材料类型的电特性的理解是特别有用的，各种介电材料类型可用于在介电材料类型之间进行选择以包括在迹线电路150设计中。65.图5是描绘根据与附图一致的实施例的用于操作图1的电子系统100、125以用于图1的电子模块126的受管理的电池寿命和电子数据安全的方法500的流程图。方法500的执行在为电子系统提供鲁棒的数据安全性和包括在该系统内的数据方面是有用的，同时增强了为该系统供电的电池(图1的电池132)的有效操作寿命。66.方法500从开始502移动到操作504。操作504一般涉及采用感测电路102将图1的电压va施加到图1的迹线电路150。根据实施例，图1的迹线电路150可被配置为提供包围电子模块126的周界，并且可包括多个串联连接的迹线电路，如图1的电阻器r1、r2和r3所表示的。该迹线电路可位于例如与盖128的顶部、底部或侧面相邻。在一些实施例中，电子模块126可以包括电子系统100、125的部分，电子系统100、125是包括密码模块的密码安全系统。密码模块可以包括但不限于密码协处理器、密码加速器、密码适配卡、密码现场可编程门阵列(fpga)和存储密码加速器数据的存储器。67.在一些实施例中，(一个或多个)迹线电路150可以被制造为柔性电路，并且在一些实施例中，(一个或多个)迹线电路150可以被制造为pcb。在实施例中，图1的感测电路102所施加的电压va可以是例如vdd或电路设计者所选择的另一电压。在一些实施例中，操作504还可以包括将(一个或多个)迹线电路150加热到已知或“参考”温度。这种加热可用于检测微小的温度变化，或者用于“标准化”迹线电路150的温度以与感测电路102兼容。在电压va被施加到迹线电路后，方法500移动到操作506。68.操作506通常涉及用图1的感测电路102测量图1的一个或多个迹线电路150两端的感测电压vs。根据实施例，如果每个迹线电路150具有连续性，即，跨越电阻器r1、r2和r3，则在感测网络112处将存在指示连续性的相应的感测电压vs。例如，如果电阻器r1、r2和r3的值与电阻器r的值相比相对较小，则感测电压vs的相应值将近似为0v。69.在至少一个迹线电路150(例如电阻器r1、r2或r3)具有不连续性(例如图1的158)的情况下，指示不连续的对应感测电压vs，例如≈va，将出现在感测网112处。根据实施例，不连续可以被理解为表示对由图1的迹线电路150围绕图1的电子模块126形成的安全周界的尝试的违反。在测量感测电压vs后，方法500移动到操作508。70.操作508通常涉及采用感测电路102将图1的感测网络112处接收的感测电压vs与电压阈值进行比较。根据实施例，感测电压vs用作一个或多个蛇形迹线(例如图1的156a)的周界不连续的指示器。周界不连续(例如图1中的158)可能是由于未授权而篡改电子模块126周围的盖128的尝试而产生的。根据实施例，感测电路102可以是比较器、运算放大器(op-amp)或其它类型的比较和/或放大器电路，其可以用分立组件实现或集成在诸如asic的ic内。71.根据实施例，感测电路102可以被配置为将感测电压vs与阈值进行比较，该阈值用于将对应于(多个)迹线电路150的连续性的vs与对应于至少一个(多个)迹线电路150中的不连续性的vs区分开。例如，在一些实施例中，该阈值电压可以是va/2。遵循该示例，测量的vs小于阈值表示跨越图1的(多个)迹线电路150的连续性，而测量的vs大于阈值表示跨越图1的(多个)迹线电路150中的至少一个的不连续。在输出电压与电压阈值进行比较后，方法500移至操作510。72.在操作510，图1的感测电路102确定由感测电路102在感测网112上接收的感测电压vs是否通过违反上述电压阈值而指示不连续。根据实施例，例如，如果vs小于电压阈值，则可以确定在任何(一个或多个)迹线电路150中没有不连续。如果vs大于电压阈值，则可以确定在至少一个迹线电路150中存在不连续。根据实施例，感测电路102可以被配置为采用与所感测的(一个或多个)迹线电路150的连续性或不连续相对应的逻辑“0”或逻辑“1”值来驱动输出电压vo。在一些实施例中，感测电路102可以被配置为放大感测电压vs以便驱动输出电压vo。如果在图1的感测网112处接收的感测电压vs没有指示不连续，则方法500返回到操作504。如果在图1的感测网112处接收的感测电压vs指示不连续，则方法500移动到操作512。73.操作512一般指响应于至少一个迹线电路150中的不连续的指示，用图1的响应设备120启动动作。根据实施例，响应设备120可以是例如处理器电路、服务处理器、网络连接设备、电子模块(例如图1的126)或其他电子设备。响应设备120包括从输出104接收输出电压vo的电路/功能，并且响应于vo指示不连续，发起一个或多个响应动作。例如，图1的感测电路102可以向响应设备120输出指示至少一个迹线电路150中的不连续的输出电压vo，例如，由vdd表示的逻辑“1”。根据实施例，响应于接收到该信号，响应设备120可以执行动作，或者可以与另一设备通信以发起动作，另一设备例如计算机、处理器、ic或者网络连接的或其它电互连的设备。例如，响应设备120可以发起动作，诸如发送消息、发出警报或删除电子模块126内的加密密钥。根据实施例，发送的消息可以包括但不限于电子邮件通知、sms通知或系统控制台消息。警报可以包括视觉或听觉警报，例如点亮诸如led或灯的指示器，或者激活蜂鸣器、喇叭、报警器等。在本发明的范围内，其它类型的周界不连续(图1的158)的指示也是可能的。74.本发明的一些实施例可以允许检测和反应密码模块或设备的尝试的、未授权的检查。本发明的实施例可以提供对安全或加密电路的尝试的物理侵入检查的指示，而不会对其中部署了该电路的设备或电路的功能施加永久和/或负面影响。在动作被启动后，方法500返回到操作504。75.出于说明的目的给出了本发明的各种实施例的描述，但是其不旨在是穷尽的或限于所公开的实施例。在不背离所描述的实施例的范围的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择本文所使用的术语来解释实施例的原理、实际应用或对市场上存在的技术改进，或使本领域的其他普通技术人员能够理解本文所公开的实施例。76.在本发明的优选实施例中，提供了用于设计电子系统的方法，该电子系统用于电子模块的受管理的电池寿命和受管理的电子数据安全，方法包括：接收电子系统的设计要求；表征作为电子系统中使用的候选物的介电材料；从候选介电材料中选择符合设计要求的介电材料；设计迹线电路以包括所选的介电材料；根据迹线电路设计制造迹线电路；以及通过以下步骤将迹线电路集成到电子系统中：用迹线电路围绕电子模块以提供包围电子模块的周界；以及将迹线电路电互连到感测电路。优选地，电子系统是密码安全系统；电子模块是密码模块；周界是围绕密码模块的安全周界；并且感测电路被配置为检测对安全周界的尝试的违反；电子系统设计要求包括被配置为向电子系统供电的电池的最小操作寿命。被配置为为电子系统供电的电池的最小操作寿命优选地由公布的密码安全规范来指定。表征候选介电材料优选包括表征候选介电材料的漏电特性，包括温度相关的漏电变化。候选介电材料优选包括选自下组的材料：粘合介电材料和包覆介电材料片。该方法优选地还包括根据设计要求选择补充介电材料，并且其中迹线电路的设计包括介电材料和补充介电材料。根据设计要求选择介电材料优选地包括选择具有以下各项的介电材料：小于指定的漏电值的特征化的漏电；以及在操作温度范围内变化小于指定量的特征化的漏电。迹线电路的设计优选包括指定导致小于泄漏阈值的迹线电路的泄漏的介电材料和补充介电材料的量。









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