Brevet FR3098680A1 — publié le 20210115

Description Titre de l'invention : Circuit électronique sécurisé et procédé d'assemblage correspondant Domaine de l'invention [0001] Le domaine de l'invention est celui des circuits électroniques comprenant des composants électroniques brasés sur un circuit imprimé. [0002] Plus précisément, l'invention concerne la sécurisation et l'amélioration des per- formances d'un tel circuit électronique. [0003] Dans la suite de la description, on utilise de manière indifférenciée les termes « soudure » (« soudé ») et « brasage » (« brasé »). [0004] L'utilisation de tels circuits électroniques est très répandue dans l'industrie. Par ailleurs, de nombreux domaines exigent des niveaux de sécurité élevés en termes de confidentialité des signaux électriques transitant dans les équipements. L'invention a ainsi de nombreuses applications, notamment, mais non exclusivement, dans les domaines des terminaux de paiement électronique, les lecteurs de cartes de paiement, etc. Art antérieur et ses inconvénients [0005] On s'attache plus particulièrement dans la suite de ce document à décrire une pro- blématique existante dans le domaine des terminaux de paiement à laquelle ont été confrontés les inventeurs de la présente demande de brevet. L'invention ne se limite bien sûr pas à ce domaine particulier d'application, mais présente un intérêt pour la sécurisation et l'amélioration des performances de circuit électroniques pouvant être utilisés dans tout type de dispositif électronique. [0006] Afin d'améliorer les performances électriques des microprocesseurs, et donc la fiabilité du produit électronique final, l'emploi de composants externes (e.g. capacités de filtrage, résistance, etc.) est nécessaire. Cependant, dans certaines applications, de tels microprocesseurs sont amenés à traiter des signaux sensibles, i.e. des signaux représentant des données sensibles. C'est par exemple le cas dans les terminaux de paiement clans lesquels un (ou plusieurs) processeur sécurisé effectue le traitement des données sensibles (e.g. un code d'identification personnel, ou PIN, des données transactionnelles, etc.). 100071 Dans ce cas, l'emploi de composants externes afin, par exemple, de filtrer les signaux sensibles entrant ou sortant du processeur sécurisé donnent, via leurs ports d'entrée/sortie, un point d'accès aux signaux sensibles en question. Les signaux sensibles peuvent ainsi être espionnés, par exemple via l'usage d'une sonde de tension ou autre. 2 100081 Afin de limiter cet accès, la technique décrite dans le document de brevet US 9,443,743 BI propose, via l'utilisation d'un circuit imprimé multicouches, d'enterrer les composants externes. De la sorte, il devient plus difficile d'accéder aux signaux traités par les composants externes en question. [0009] Cependant, une telle technique reste onéreuse à mettre en oeuvre car elle nécessite un procédé particulier d'assemblage des composants dans le circuit imprimé. [0010] Il existe ainsi un besoin pour une technique de sécurisation d'un circuit électronique en limitant l'accès à tout ou partie des signaux électriques traités par les composants électroniques qui le composent. [0011] Il existe un besoin pour qu'une telle technique permette également d'améliorer les performances électriques du circuit. Exposé de l'invention [0012] Dans un mode de réalisation dcf invention, il est proposé un circuit électronique comprenant : [0013] - un circuit imprimé ; [0014] - au moins un premier composant électronique comprenant une face, dite face d'interconnexion, pourvue d'interconnexions électriques brasées sur une face externe du circuit imprimé. La face d'interconnexion est en regard de la face externe. Les interconnexions électriques brasées forment au moins un espace entre la face d'interconnexion et la face externe ; et [0015] - au moins un deuxième composant électronique brasé sur la face externe. [0016] Ledit au moins un deuxième composant électronique est logé au moins en partie dans ledit au moins un espace. [0017] Ainsi, l'invention propose une solution nouvelle et inventive pour améliorer la sécurité du circuit électronique précité. Pour ce faire, la technique proposée tire parti de l'espace existant entre la face d'interconnexion du premier composant électronique et la face externe du circuit imprimé sur lequel le premier composant électronique est brasé. Le ou les deuxièmes composants électroniques étant disposés dans l'espace en question, l'accès aux signaux qu'ils traitent se trouve être restreint. La sécurisation du circuit électronique se trouve ainsi améliorée. [0018] Par exemple, le premier composant électronique est un microprocesseur sécurisé traitant des données sensibles et conditionné dans un boitier du type BGA (pour « Bali Grid Array » en anglais) ou CSP (pour « Chip Scale Package » en anglais). Le ou les deuxièmes composants électroniques sont dédiés par exemple au traitement des signaux sensibles (i.e. au traitement des signaux élechiques véhiculant des informations sensibles traitées par le processeur). L'accès aux signaux sensibles, e.g. leur espionnage via une sonde de tension, se trouve ainsi restreint. 3 [0019] Selon un mode de réalisation, la face d'interconnexion comprend : [0020] - une première zone d'aire maximale parmi des zones ayant une frontière extérieure convexe et ne comprenant aucune des interconnexions électriques ; et [0021] - une deuxième zone, complémentaire de la première zone sur la face d'interconnexions, comprenant les interconnexions électriques. [0022] Ledit au moins un espace est situé dans la deuxième zone. [0023] Ainsi, le ou les deuxièmes composants sont placés au plus près des interconnexions électriques. De la sorte, le traitement effectué par le ou les deuxièmes composants sur les signaux correspondants est amélioré (e.g. lorsque les signaux en question entrent ou sortent du premier composant via certaines interconnexions électriques), et donc les performances du circuit électronique également. [0024] Selon un mode de réalisation, les interconnexions électriques comprennent au moins quatre interconnexions électriques sensiblement équiréparties autour dudit au moins un deuxième composant électronique. [0025] Ainsi l'accès aux signaux traités par le ou les deuxièmes composants est restreint de tous les côtés, améliorant par là-même la sécurisation du circuit électronique. [0026] Selon un mode de réalisation, lesdites au moins quatre interconnexions électriques sont sensiblement disposées à égale distance dudit au moins un deuxième composant électronique. [0027] Selon un mode de réalisation, ledit au moins un premier composant électronique ap- partient au groupe comprenant : [0028] - un circuit-intégré à boîtier BOA ; et [0029] - un circuit intégré à boîtier CSP. [0030] Selon un mode de réalisation, les interconnexions électriques appartiennent au groupe comprenant : [0031] - des billes fusibles, les interconnexions électriques ayant été brasées sur la face externe pal- refusion des interconnexions électriques ; ou [0032] - des billes non fusibles, les interconnexions électriques ayant été brasées sur la face externe pal- refusion d'une pâte à braser. [0033] Selon un mode de réalisation, ledit au moins un deuxième composant électronique est du type monté en surface. [0034] Dans un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un terminal électronique comprenant au moins un circuit électronique selon l'un quelconque des modes de réalisation précités. [0035] Dans un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un procédé d'assemblage d'un circuit électronique selon l'un quelconque des modes de réalisation précités. Un tel procédé comprend : [0036] - une mise en place d'au moins un deuxième composant électronique sur une face externe d'un circuit imprimé ; [0037] - une mise en place d'au moins un premier composant électronique sur la face externe du circuit imprimé, ledit au moins un premier composant électronique comprenant une face, dite face d'interconnexion, pourvue d'interconnexions électriques. La face d'interconnexion est disposée en regard de la face externe lors de la mise en place dudit au moins un premier composant électronique. Les interconnexions électriques forment au moins un espace entre la face d'interconnexion et la face externe ; [0038] - un brasage, sur la face externe, dudit au moins un deuxième composant élec- tronique et dudit au moins un premier composant électronique après les mises en place précitées. Le brasage comprend un brasage des interconnexions électriques sur la face externe du circuit imprimé. [0039] Ledit au moins un deuxième composant électronique est logé au moins en partie dans ledit au moins un espace. [0040] Ainsi, les caractéristiques et avantages de ce procédé d'assemblage sont les mêmes que ceux du circuit électronique décrit précédemment. Par conséquent, ils ne sont pas détaillés plus amplement. Liste des figures [0041] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles : [0042] [Fig. la] illustre un circuit électronique comprenant un premier composant élec- tronique brasé sur une face externe d'un circuit imprimé selon un mode de réalisation de l'invention ; [0043] [Fig. lb] illustre la face du premier composant électronique de la Fig. la pourvue d'interconnexions électriques ; [0044] [Fig. Ici illustre un zoom sur l'espace existant entre la face du premier composant pourvue d'interconnexions électriques et la face externe du circuit imprimé de la Fig. la ; [0045] [Fig. 21 illustre un terminal de paiement comprenant le circuit électronique de la Fig. la ; et [0046] [Fig. 31 illustre les étapes d'un procédé d'assemblage du circuit électronique de la Fig. la selon un mode de réalisation de l'invention. [0047] Description détaillée de modes de réalisation de l'invention [0048] Le principe général de l'invention repose sur la réutilisation d'un (ou plusieurs) espace situé entre, d'une part, la face d'un premier composant électronique (e.g. un processeur) pourvue d'interconnexions électriques brasées sur une face externe d'un circuit imprimé et, d'autre part, la face externe en question. Selon la présente technique, un tel espace est réutilisé pour loger un (ou plusieurs) composant externe (e.g. un composant traitant un signal véhiculant des informations sensibles traitées par le processeur) brasé sur la face externe du circuit imprimé. L'accès aux signaux traités par le composant externe se trouve ainsi être restreint. La sécurisation du circuit électronique se trouve par là-même améliorée. [0049] On présente désormais, en relation avec la Fig. la un circuit électronique 100 comprenant un premier composant électronique 120 brasé sur une face 110f externe d'un circuit imprimé 110 selon un mode de réalisation de l'invention. Un tel circuit électronique 100 est décrit plus avant en relation avec, d'une part, la Fig. lb qui illustre la face 120f du premier composant électronique 120 pourvue d'interconnexions électriques 120ic et, d'autre part, la Fig. le qui illustre un zoom (vu depuis la tranche du circuit imprimé 110) sur l'espace 100e existant entre la face 120f d'interconnexion du premier composant 120 et la face 110f externe du circuit imprimé 110. [0050] Plus particulièrement, le circuit électronique 100 comprend : [0051] - le circuit imprimé 110 ; [0052] - le premier composant électronique 120 comprenant la face 120f pourvue d'interconnexions électriques 120ic brasées sur la face 110f externe du circuit imprimé 110 ; et [0053] - un deuxième composant électronique 130 brasé sur la face 110f externe. [0054] La face 120f d'interconnexion est en regard de la face 110f externe. Les inter- connexions électriques 120ie brasées sur la face 110f externe du circuit imprimé 110 forment un espace 100e entre la face 120f d'interconnexion et la face 110f externe. Le deuxième composant électronique 130 est logé dans l'espace 100e. de la sorte, l'accès aux signaux traités par le deuxième composant électronique 130 se trouve être restreint. La sécurisation du circuit électronique 100 se trouve ainsi améliorée. [0055] L'espace 100e résulte de la configuration des interconnexions électriques 120ie. Dans le mode de réalisation illustré, le premier composant électronique 120 est un circuit-intégré ayant un boîtier BOA. Dans d'autres modes de réalisation, le premier composant électronique 120 est un circuit intégré ayant un boîtier CSP. Dans encore d'autres modes de réalisation, le premier composant électronique est un composant électronique dont le boitier comprend des interconnexions électriques configurées pour former un espace tel que l'espace 100e une fois le composant en question mis en place sur la face externe 110f du circuit imprimé. [0056] Dans des modes de réalisation, les interconnexions électriques 120ie sont des billes fusibles (dans ce cas les interconnexions électriques 120ie sont par exemple brasées sur la face 110f externe par refusion des interconnexions électriques 120ie et d'une pâte à braser). Dans d'autres modes de réalisation, les interconnexions électriques 120ie sont des billes non fusibles (dans ce cas les interconnexions électriques 120ie sont par 6 exemple brasées sur la face 110f externe e.g. par rcfusion d'une pâte à braser). [0057] De retour aux Fig. la, Fig. 1h et Fig. le, l'espace 100e entre la face 120f d'interconnexion du boiticr BOA et la face 110f externe du circuit imprimé 110 permet de loger le deuxième composant 130. [0058] Dans des modes de réalisation, le deuxième composant 130 est un composant élec- tronique passif ayant un boitier présentant des dimensions permettant de le loger dans l'espace 100e. Par exemple, le deuxième composant 130 est un composant monté en surface, ou CMS, de type 01005 (ici 01 désigne la longueur du composant, i.e. 16/1000 de pouces, ou 400 pm, et 005 désigne la largeur du composant, i.e. 8/1000 de pouces, ou 200 pm). [0059] De manière générale, l'espace 100e dans lequel est logé le deuxième composant 130 est situé n'importe où entre la face 120f d'interconnexion et la face 110f externe. En effet, quel que soit l'emplacement choisi entre les deux faces 120f et 110f, l'accès aux signaux traités par le deuxième composant (e.g. leur espionnage via une sonde de tension) se trouve restreint par la présence du premier composant 120 au-dessus (relativement à la face 110f externe) du deuxième composant 130. [0060] Dans certains modes de réalisation, l'espace 100e dans lequel est logé le deuxième composant 130 est situé dans une zone dense en interconnexions électriques 120ic. Par exemple, reconsidérant le cas d'un boîtier BOA tel qu'illustré sur la Fig. lb, l'espace 100e dans lequel est logé le deuxième composant 130 est situé en périphérie du premier composant 120. En d'autres termes, si l'on définit sur la face 120f d'interconnexion : [0061] - une première zone 120z1 d'aire maximale parmi les zones ayant une frontière ex- térieure convexe et ne comprenant aucune des interconnexions électriques 1201e ; et [0062] - une deuxième zone, complémentaire de la première zone 120z1 sur la face 120f d'interconnexions, et comprenant les interconnexions électriques 120ie, [0063] l'espace 100e est choisi dans la deuxième zone. Ainsi, le deuxième composant 130 est placé au plus près des interconnexions électriques 120ie. De la sorte, le traitement effectué par le deuxième composant 130 sur les signaux correspondants est amélioré (e.g. lorsque les signaux en question entrent ou sortent du premier composant 120 via certaines interconnexions électriques 120ie), et donc les performances du circuit électronique 100 également. [0064] Dans certains modes de réalisation, les interconnexions électriques 120ie com- prennent au moins quatre interconnexions électriques sensiblement équiréparties autour du deuxième composant électronique 130. Ainsi l'accès aux signaux traités par le deuxième composant 130 est restreint de tous les côtés, améliorant par là-même encore la sécurisation du circuit électronique 100. [0065] Dans certains modes de réalisation, les au moins quatre interconnexions électriques 7 en question sont sensiblement disposées à égale distance du deuxième composant électronique 130. [0066] Dans certains modes de réalisation, une pluralité de deuxièmes composants élec- troniques 130 est disposé dans l'espace 100e. [0067] Dans certains modes de réalisation, la configuration des interconnexions 120ic du boiticr du premier composant 120 permet de définir une pluralité d'espaces 100e. Dans des variantes, le deuxième composant électronique 130 est logé au moins en partie dans un des espaces 100e. Dans d'autres variantes, plusieurs deuxièmes composants électroniques 130 sont logés au moins en partie dans un ou plusieurs des espaces 100e. [0068] Un tel circuit électronique 100 (selon l'un quelconque des modes de réalisation précité) est par exemple embarqué dans un terminal électronique de paiement tel qu'illustré sur la Fig. 2. [0069] On présente désormais, en relation avec la Fig. 3 les étapes d'un procédé d'assemblage du circuit électronique 100 (selon l'un quelconque des modes de réalisation précité) selon un mode de réalisation de l'invention. [0070] Lors d'une étape E300, le (ou les) deuxième composant électronique 130 est mis en place sur la face 110f externe. [0071] Lors d'une étape E310, le (ou les) premier composant électronique 120 est également mis en place sur la face 110f externe. Plus particulièrement, la face 120f d'interconnexion est disposée en regard de la face 110f externe et les interconnexions électriques 120ie forment l'espace (ou les espace) 100e entre la face 120f d'interconnexion et la face 110f externe dans lequel est logé le (ou les) deuxième composant électronique 130 préalablement mis en place sur la face 110f externe. [0072] Lors d'une étape E330, le (ou les) deuxième composant électronique 130 ainsi que le (ou les) premier composant électronique 120 mis en place sont brasés sur la face 110f externe. Notamment, les interconnexions électriques 120ie sont brasées sur la face 110f externe du circuit imprimé 110. [0073] Dans certains modes de réalisation, le brasage est obtenu par passage au four du circuit imprimé 110 sur lequel sont mis en place le (ou les) deuxième composant électronique 130 et le (ou les) premier composant électronique 120. [0074] Dans certains modes de réalisation, une sérigraphie de pâte à braser est tout d'abord effectuée aux emplacements auxquels le (ou les) deuxième composant électronique 130 et le (ou les) premier composant électronique 120 doivent être mis en place. De la sorte, une refusion de la pâte à braser en question est obtenue lors de la mise en oeuvre de l'étape E320 afin de braser sur la face 110f externe le (ou les) deuxième composant électronique 130 et le (ou les) premier composant électronique 120. [0075] Dans certains modes de réalisation, le (ou les) deuxième composant électronique 130 et le (ou les) premier composant électronique 120 sont d'un type tel que décrit ci- 8 dessus dans les différents modes de réalisation discutés en relation avec les Fig. la, Fig. lb et Fig. lc (e.g. premier composant électronique 120 est un circuit intégré ayant un boîtier BOA ou CSP, etc.). [0076] Dans certains modes de réalisation, le (ou les) deuxième composant électronique 130 et le (ou les) premier composant électronique 120 sont mis en place sur la face 110f externe de sorte à obtenir un positionnement relatif du (ou des) deuxième composant électronique 130 par rapport aux interconnexions électriques 120ic tel que décrit ci-dessus dans les différents modes de réalisation discutés en relation avec les Fig. la, Fig. lb et Fig. lc (e.g. espace 100e choisi dans la deuxième zone, quatre interconnexions électriques sensiblement équirépartics autour du deuxième composant électronique 130, etc.). [0077] Les caractéristiques et avantages des étapes du procédé d'assemblage selon la technique décrite sont donc les mêmes que pour le circuit électronique 100 (selon l'un quelconque des modes de réalisation précité) et ne sont donc pas détaillés plus avant. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] REVENDICATIONSCircuit électronique (100) comprenant : - un circuit imprimé (110) ; - au moins un premier composant électronique (120) comprenant une face (120f), dite face d'interconnexion, pourvue d'interconnexions électriques (120ic) brasées sur une face (1100 externe dudit circuit imprimé, ladite face d'interconnexion étant en regard de ladite face externe, lesdites interconnexions électriques brasées formant au moins un espace (100e) entre ladite face d'interconnexion et ladite face externe ; et - au moins un deuxième composant électronique (130) brasé sur ladite face externe ; caractérisé en ce que ledit au moins un deuxième composant électronique est logé au moins en partie dans ledit au moins un espace. Circuit électronique selon la revendication 1 dans lequel ladite face d'interconnexion comprend : - une première zone (120z1) d'aire maximale parmi des zones ayant une frontière extérieure convexe et ne comprenant aucune desdites interconnexions électriques ; et - une deuxième zone, complémentaire de ladite première zone sur ladite face d'interconnexions, comprenant lesdites interconnexions électriques, ledit au moins un espace étant situé dans ladite deuxième zone. Circuit électronique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel lesdites interconnexions électriques comprennent au moins quatre interconnexions électriques sensiblement équiréparties autour dudit au moins un deuxième composant électronique. Circuit électronique selon la revendication 3 dans lequel lesdites au moins quatre interconnexions électriques sont sensiblement disposées à égale distance dudit au moins un deuxième composant électronique. Circuit électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel ledit au moins un premier composant électronique appartient au groupe comprenant : - un circuit-intégré à boîtier BGA (pour « Ball Grid Array » en anglais) ; et - un circuit intégré à boîtier CSP (pour « Chip Scale Package » en anglais). Circuit électronique selon la revendication 5 dans lequel lesdites inter- 10 [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] connexions électriques appartiennent au groupe comprenant : - des billes fusibles, lesdites interconnexions électriques ayant été brasées sur ladite face externe par refusion desdites interconnexions électriques ; ou - des billes non fusibles, lesdites interconnexions électriques ayant été brasées sur ladite face externe par refusion d'une pâte à braser. Circuit électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel ledit au moins un deuxième composant électronique est du type monté en surface. Terminal électronique (200) comprenant au moins un circuit électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. Procédé d'assemblage d'un circuit électronique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le procédé comprenant : - une mise en place (E300) d'au moins un deuxième composant électronique (130) sur une face (110f) externe d'un circuit imprimé (110) ; - une mise en place (E310) d'au moins un premier composant électronique (120) sur ladite face externe dudit circuit imprimé, ledit au moins un premier composant électronique comprenant une face (120f), dite face d'interconnexion, pourvue d'interconnexions électriques (120ic), ladite face d'interconnexion étant disposée en regard de ladite face externe lors de ladite mise en place dudit au moins un premier composant électronique, lesdites interconnexions électriques formant au moins un espace (100e) entre ladite face d'interconnexion et ladite face externe ; - un brasage (E320), sur ladite face externe, dudit au moins un deuxième composant électronique et dudit au moins un premier composant électronique après lesdites mises en place, ledit brasage comprenant un brasage desdites interconnexions électriques sur ladite face externe dudit circuit imprimé, caractérisé en ce que ledit au moins un deuxième composant électronique est logé au moins en partie dans ledit au moins un espace.