储存器装置和固态驱动器装置及数据中心

文档序号:136204 发布日期:2021-10-22 浏览:61次 >En<

阅读说明:本技术 储存器装置和固态驱动器装置及数据中心 (Storage device, solid-state drive device, and data center ) 是由 郭仁燮 李晟基 柳忠显 于 2021-03-24 设计创作,主要内容包括:一种储存器装置,包括:基板、至少一个安全元件、壳体和耦接结构。所述至少一个安全元件安装在所述基板上。所述壳体围绕所述基板和所述至少一个安全元件。所述耦接结构将所述至少一个安全元件和所述壳体整体耦接。其当所述壳体的至少一部分被移除时,所述至少一个安全元件被破坏,同时通过所述耦接结构维持所述至少一个安全元件与所述壳体之间的连接,并且对存储在所述至少一个安全元件中的安全数据的访问被阻止。(A reservoir apparatus, comprising: a substrate, at least one security element, a housing and a coupling structure. The at least one security element is mounted on the substrate. The housing surrounds the substrate and the at least one security element. The coupling structure integrally couples the at least one safety element and the housing. Wherein when at least a portion of the housing is removed, the at least one secure element is breached while maintaining a connection between the at least one secure element and the housing through the coupling structure and access to secure data stored in the at least one secure element is prevented.)

储存器装置和固态驱动器装置及数据中心

相关申请的交叉引用

本申请要求在2020年4月22日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2020-0048453的优先权以及其权益,该申请的内容通过引用其整体合并到本文中。

技术领域

示例性实施例一般涉及一种半导体集成电路,并且更具体地,涉及具有移除安全数据的结构的储存器装置和固态驱动器(SSD)装置,以及包括储存器装置的数据中心。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)装置通常用作电子装置的数据储存器。然而,最近,包括诸如闪速存储器的非易失性存储器装置的固态驱动器(SSD)装置正在代替HDD装置用作电子装置的数据储存器。

使用SSD装置代替HDD装置,因为SSD装置不包括诸如电动机的机械装置,并且在SSD装置中几乎不产生热或噪声。此外,SSD装置具有快存取速率、高密度和高稳定性。

最近,随着产业的进步,安全数据的储存器和管理已变得重要,并且在诸如国防、金融和/或财务的各个领域中正在开发用于增强安全性的应用。SSD装置是具有低功率和高速度的介质,然而,可能存在诸如在丢失或盗窃的情况下的数据泄漏的安全性问题。因此,已经提出了各种安全性相关的解决方案和/或技术来防止数据泄漏。

传统上,当移除壳体时,模块内部的元件可能被看到并被黑客攻击。为了防止外部入侵,可通过使装置能够在壳体的外部留下入侵痕迹来检查入侵的存在与否,但是没有基础的组件破坏和去除技术。

发明内容

本公开的至少一个示例性实施例提供了一种储存器装置和固态驱动器(SSD)装置,其具有在被盗窃、丢失和/或废弃的情况下能够有效地移除安全数据的结构。

本公开的至少一个示例性实施例提供一种包括储存器装置和/或SSD装置的数据中心。

根据示例性实施例,一种储存器装置包括基板、至少一个安全元件、壳体和耦接结构。安全元件安装在基板上。壳体围绕基板和安全元件。耦接结构将安全元件和壳体整体耦接。当壳体的至少一部分被移除时,安全元件被破坏,同时通过耦接结构维持安全元件与壳体之间的连接,并且对存储在安全元件中的安全数据的访问被阻止。

根据示例性实施例,一种储存器装置包括基板、至少一个安全元件、壳体和耦接结构。安全元件安装在基板上。壳体围绕基板和安全元件。耦接结构将安全元件和壳体整体耦接。当壳体的至少一部分被移除时,安全元件从基板被分离并移除,同时通过耦接结构维持安全元件与壳体之间的连接,并且对存储在安全元件中的安全数据的访问被阻止。

根据示例性实施例,固态驱动器(SSD)装置包括基板、多个非易失性存储器、至少一个安全存储器、控制器、壳体和耦接结构。多个非易失性存储器安装在基板上,并存储正常数据。安全存储器安装在基板上并存储安全数据。控制器安装在基板上,并控制多个非易失性存储器和安全存储器的操作。壳体围绕基板、多个非易失性存储器、安全存储器和控制器。耦接结构将安全存储器和壳体整体耦接。当壳体的至少一部分被移除时,安全存储器被破坏或者安全存储器从基板被分离并移除,同时通过耦接结构保持安全存储器与壳体之间的连接,并且对存储在安全存储器中的安全数据的访问被阻止。

根据示例性实施例,数据中心包括至少一个应用服务器和至少一个储存器服务器。应用服务器接收数据写入请求或数据读取请求。储存器服务器包括储存器装置,储存器装置存储与数据写入请求对应的写入数据或者输出与数据读取请求对应的读取数据。储存器装置包括基板、至少一个安全元件、壳体和耦接结构。安全元件安装在基板上。壳体围绕基板和安全元件。耦接结构将安全元件和壳体整体耦接。当壳体的至少一部分被移除时,安全元件被破坏或者安全元件从基板被分离并移除,同时通过耦接结构维持安全元件和壳体之间的连接,并且对存储在安全元件中的安全数据的访问被阻止。

在根据示例性实施例的储存器装置、SSD装置和数据中心中,提供了整体耦接安全元件和壳体的耦接结构。当壳体的至少一部分被移除时,通过破坏安全元件或者移除或取出安全元件来防止或阻止对安全数据的访问。因此,在储存器装置被盗、丢失或废弃的情况下,通过使用耦接结构的物理操作,可有效地消除安全数据。例如,在丢失或偷窃模块型储存器装置的情况下,可通过根据示例性实施例的这些功能来防止安全数据的泄漏。此外,当用户想要丢弃或停止使用储存器装置时,可通过根据示例性实施例的这些功能来确认储存器装置的使用的结束。

附图说明

图1是根据示例性实施例的储存器装置的透视图。

图2是图1的储存器装置的分解透视图。

图3、图4A、图4B和图5是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的实施例的截面图。

图6A、图6B和图6C是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

图7、图8A、图8B和图9是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

图10和图11是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

图12、图13、图14和图15是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

图16和图17是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

图18和图19是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

图20、图21A、图21B和图22是包括在图1的储存器装置中的安全元件和基板之间的耦接结构和连接的实施例的截面图。

图23和图24是包括在图1的储存器装置中的安全元件和基板之间的耦接结构和连接的另一实施例的截面图。

图25和图26是包括在图1的储存器装置中的安全元件和基板之间的耦接结构和连接的另一实施例的截面图。

图27是根据示例性实施例的包括储存器装置的数据中心的框图。

图28和图29是包括在图27的数据中心中的储存器装置的实施例的框图。

图30是包括在图28或图29的储存器装置中的存储器的实施例的框图。

具体实施方式

将参照其中示出了实施例的附图更全面地描述各种示例性实施例。然而,本公开可以以许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。在本申请中,相同的附图标记可表示相同的元件。

图1是根据示例性实施例的储存器装置的透视图。图2是图1的储存器装置的分解透视图。

参照图1和图2,根据实施例,储存器装置10包括基板100、安装或布置在基板100上的多个电子元件210、220、230和240、围绕基板100和电子元件210、220、230和240的壳体400、以及耦接结构300。此外,储存器装置10还可包括覆盖电子元件210、220、230和240的支架、与电子元件210、220、230和240热连通的散热焊盘等。

在一些示例性实施例中,储存器装置10是固态驱动器(SSD)装置。例如,储存器装置10可以是在数据中心、服务器等中使用的SSD装置,其收集各种数据并提供各种服务,或者可以是便携式SSD装置,其代替个人计算机(PC)、膝上型计算机等中的硬盘驱动器(HDD)装置。

在下文中,将基于储存器装置10是SSD装置的示例来描述示例性实施例。然而,示例性实施例不限于此,储存器装置10可以是通用闪速储存器(UFS)、多媒体卡(MMC)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、安全数字(SD)卡、微SD卡、记忆棒、芯片卡、通用串行总线(USB)卡、智能卡或紧凑型闪存(CF)卡等中的一种。

基板100可为单层或多层电路基板,并且具有彼此相对的上表面与下表面。例如,基板100可以是印刷电路板(PCB)。PCB包括布线和连接到布线的过孔。布线包括与电子元件互连的印刷电路图案。

在实施例中,基板100在第一方向(或纵向)和第二方向(或横向)延伸。基板100具有矩形或正方形形状。基板100具有彼此相对的第一侧部与第二侧部。具有与外部主机装置连接的连接端子的连接器110设置在基板100的第一侧部处。储存器装置10可通过连接器110附接到外部主机装置或从外部主机装置拆卸。因此,储存器装置10可通过连接器110电连接到外部主机装置。

在实施例中,多个电子元件210、220、230和240沿第一方向安装在基板100上。多个电子元件210、220、230和240包括控制器210、多个非易失性存储器220、缓冲存储器230和安全元件240。

在实施例中,控制器210被布置或位于与基板100的上表面上的连接器110相邻。多个非易失性存储器220被布置或位于与基板100的上表面上的与连接器110相对的第二侧部相邻。例如,如图2所示,两个非易失性存储器220布置在基板100的上表面上。此外,非易失性存储器可附加地布置在基板100的下表面上。缓冲存储器230和安全元件240被布置或位于与基板100的上表面上的控制器210相邻。

在实施例中,控制器210控制储存器装置10的整体操作,控制多个非易失性存储器220、缓冲存储器230和安全元件240的操作,并且使用主机接口与主机装置通信信号。例如,控制器210与主机装置之间通信的信号可包括命令、地址、数据等。控制器210分析并处理从主机装置接收的信号,并基于接收的命令、地址和数据控制多个非易失性存储器220的操作。

在一些示例性实施例中,主机接口包括块可访问接口,所述块可访问接口包括例如通用串行总线(USB)、小型计算机系统接口(SCSI)总线、外围组件互连(PCI)高速总线、高级技术附件(ATA)总线、串行ATA(SATA)总线、并行ATA(PATA)总线、串行附接SCSI(SAS)总线、或非易失性存储器高速(NVMe)总线等中的至少一个。

在实施例中,多个非易失性存储器220是储存器装置10的储存介质,并且通过至少一个通道连接到控制器210。例如,多个非易失性存储器220存储例如元数据、各种用户数据等的正常数据。

在一些示例性实施例中,多个非易失性存储器220中的每一个包括NAND闪速存储器。在其它示例性实施例中,多个非易失性存储器220中的每一个包括相变随机存取存储器(PRAM)、电阻随机存取存储器(RRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物随机存取存储器(PoRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)和铁电随机存取存储器(FRAM)等中的一个。

在实施例中,缓冲存储器230存储由控制器210执行或处理的指令或数据,并且可对存储在或将存储在多个非易失性存储器220中的数据临时地存储。此外,缓冲存储器230可用于驱动用于管理多个非易失性存储器220的软件或固件。此外,缓冲存储器230可用于存储从主机装置接收的元数据或者用于存储高速缓存数据。

在一些示例性实施例中,缓冲存储器230包括易失性存储器,诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM)等。在其它示例性实施例中,缓冲存储器230包括至少一个非易失性存储器。

在实施例中,安全元件240是安全存储器或任何安全性装置。安全元件240处理或存储诸如密钥、敏感数据、敏感代码等的安全数据。例如,安全元件240抵抗诸如微探测、软件攻击、窃听、故障注入攻击等的篡改攻击。安全元件240可被称为安全性软件、安全性组件或安全性模块。

在实施例中,储存器装置10还包括电力管理集成电路(PMIC),其控制传输到多个电子元件210、220、230和240以及传输到诸如电容器等无源元件的电力。

在实施例中,基板100与多个电子元件210、220、230、240固定于壳体400上,使得基板100与多个电子元件210、220、230、240固定地位于壳体400内。例如,壳体400包括其上安装有基板100的下壳体400b,以及与下壳体400b耦接以覆盖基板100和多个电子元件210、220、230和240的上壳体400a。然而,示例性实施例不限于此,并且在其它实施例中,上壳体400a和下壳体400b整体形成。

在一些示例性实施例中,壳体400包括诸如金属、塑料(诸如聚合物)、膜或环氧树脂涂覆材料等的各种材料中的至少一种。

在实施例中,耦接结构300是将安全元件240和壳体400整体耦接的物理结构。例如,如图2所示,当安全元件240布置在基板100的上表面上时,耦接结构300形成在上壳体400a上。然而,示例性实施例不限于此,当安全元件240布置在基板100的下表面上时,耦接结构300形成在下壳体400b上。

在一些示例性实施例中,耦接结构300改善或增强储存器装置10的安全性能,并且可破坏安全元件240。例如,如将参照图3至图19描述的,当壳体400的至少一部分被移除或损坏等时,即使耦接结构300维持安全元件240与壳体400之间的连接,安全元件240也可被破坏。安全元件240的破坏意味着安全元件240被完全或永久地物理损坏,并且因此防止对安全元件240中的安全数据的访问。

在其它示例性实施例中,耦接结构300改善或增强储存器装置10的安全性能,并且可电分离和移除安全元件240。例如,如将参照图20至图26描述的,当壳体400的至少一部分被移除时,即使耦接结构300维持安全元件240和壳体400之间的连接,安全元件240也能够从基板100被电分离并移除。在安全元件240被分离和移除之后,使用储存器装置10来访问存储在安全元件240中的安全数据基本上是不可能的。然而,与安全元件240的上述破坏不同,安全元件240不会由于安全元件240的分离和移除而被完全或永久地物理损坏。当安全元件240在已经从基板100分离并移除之后再次电连接到基板100时,对存储在安全元件240中的安全数据的访问被恢复。

根据示例性实施例,在储存器装置10被盗、丢失或废弃的情况下,通过使用耦接结构300的物理操作OS,能够有效地消除安全数据,并且因此,能够防止安全数据的泄漏。

尽管图2示出耦接结构300直接结合到诸如上壳体400a的壳体400中或与壳体400整体形成的实施例,但是示例性实施例不限于此,并且在其它示例性实施例中,耦接结构300可被修改。将参照图3至图26描述耦接结构300的各种实施例。

在下文中,将基于安全元件240布置在基板100的上表面上并且耦接结构300形成在上壳体400a中的示例来描述示例性实施例。

图3、图4A、图4B和图5是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的实施例的截面图。

图3示出安全元件241和上壳体401a通过耦接结构310整体耦接或组合的实施例。图4A示出在与安全元件241耦接之前的上壳体401a,图4B示出在与上壳体401a耦接之前的安全元件241。图5示出了在安全元件241和上壳体401a已经通过耦接结构310整体耦接之后将上壳体401a移除或分离。

参照图3、图4A、图4B和图5,在实施例中,基板100被安装并固定到下壳体401b。尽管图3示出基板100与下壳体401b直接接触,但这是为了便于说明,在实际的实施中,基板100和下壳体401b可彼此间隔开,并且在基板100和下壳体401b之间可形成至少一个空间。

在实施例中,安全元件241经由诸如焊料凸块的导电凸块250安装在基板100上。安全元件241和上壳体401a通过耦接结构310整体耦接。安全元件241和上壳体401a通过耦接结构310彼此间隔开,并且在安全元件241和上壳体401a之间形成至少一个空间。

在实施例中,耦接结构310包括第一耦接件310a和第二耦接件310b。第一耦接件310a从上壳体401a的下表面向下延伸,并包括第一突起311a和形成在安全元件241的第一表面(诸如第一侧表面)上的第一耦接部313a。第二耦接件310b从上壳体401a的下表面向下延伸,并包括面向第一突起311a的第二突起311b和形成在安全元件241的与第一表面相对的第二表面(诸如第二侧表面)上的第二耦接部313b。第一突起311a和第二突起311b由与上壳体401a相同的材料形成,并与上壳体401a整体形成。

在实施例中,通过将第一突起311a插入到第一耦接部313a中并通过将第二突起311b插入到第二耦接部313b中,将安全元件241和上壳体401a整体耦接。例如,第一突起311a和第二突起311b中的每一个具有钩状结构,第一耦接部313a和第二耦接部313b中的每一个具有与第一突起311a和第二突起311b中的每一个的形状对应的凹槽结构。

在一些示例性实施例中,第一突起311a和第二突起311b以及第一耦接部313a和第二耦接部313b的形状被实现为使得安全元件241和上壳体401a最初容易地耦接,并且当上壳体401a被移除时,安全元件241和上壳体401a之间的连接被保持。例如,在截面图中,第一突起311a和第二突起311b中的每一个具有第一侧和倾斜的第二侧,第一侧邻近并相对靠近上壳体401a并且基本上平行于上壳体401a,倾斜的第二侧从第一侧的端部沿远离上壳体401a的方向延伸到相应的第一耦接件310a和第二耦接件310b。第一耦接部313a和第二耦接部313b中的每一个可具有与第一突起311a和第二突起311b中的每一个对应的形状。

在一些示例性实施例中,第一突起311a和第二突起311b以及第一耦接部313a和第二耦接部313b具有上述形状,并且即使上壳体401a被移除,安全元件241与上壳体401a之间的连接也可被保持。例如,当如图5所示移除或分离上壳体401a时,通过将安全元件241与基板100分离来破坏安全元件241,同时保持安全元件241与上壳体401a之间的连接。例如,第一突起311a和第二突起311b以及第一耦接部313a和第二耦接部313b在安全元件241和上壳体401a之间的耦接力强于导电凸块250在安全元件241和基板100之间的耦接力。

在一些示例性实施例中,当安全元件241与基板100分离时,安全元件241被外部地和内部地破坏。例如,在一些实施例中,如将参照图30描述的,安全元件241包括存储数据的存储器单元阵列和驱动存储器单元阵列的外围电路。安全元件241的内部破坏意味着存储器单元阵列被破坏或者存储器单元阵列与外围电路之间的连接被破坏。因此,防止了使用外部装置对安全元件241的访问。

图6A、图6B和图6C是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。

参照图6A,除了图6A的实施例包括两个安全元件241和242之外,图6A的实施例与图3的实施例基本相同。

在实施例中,两个安全元件241和242以及上壳体402a通过两个耦接结构整体耦接。第一耦接结构包括整体耦接第一安全元件241和上壳体402a的第一耦接件310a和第二耦接件310b,并且第二耦接结构包括整体耦接第二安全元件242和上壳体402a的第三耦接件310c和第四耦接件310d。图6A中的安全元件241和242中的每一个与图3中的安全元件241基本相同,图6A中的耦接件310a和310c中的每一个与图3中的第一耦接件310a基本相同,图6A中的耦接件310b和310d中的每一个与图3中的第二耦接件310b基本相同。

在实施例中,类似于参照图5所描述的,当上壳体402a被移除或分离时,通过将安全元件241和安全元件242与基板100分离,同时保持安全元件241和安全元件242与上壳体402a之间的连接,破坏安全元件241和242。此外,安全元件241和242被内部破坏。

在实施例中,当三个或更多个安全元件被包括在储存器装置中时,储存器装置包括与安全元件相同数量的耦接结构。

参照图6B和图6C,在实施例中,安全元件242b和上壳体402b通过耦接结构315整体耦接。耦接结构315包括第一耦接件315a和第二耦接件315b。第一耦接件315a从上壳体402b的下表面向下延伸,并且包括第一突起,第二耦接件315b从上壳体402b的下表面向下延伸,并且包括面对第一突起的第二突起。图6B中的第一突起和第二突起与图4A中的第一突起311a和第二突起311b相似。

与图3、图4A、图4B和图5的示例不同,在图6B和图6C的实施例中,在安全元件242b上没有形成对应于第一突起和第二突起的第一耦接部和第二耦接部。相反,第一突起和第二突起与安全元件242b的布置有导电凸块250的下表面直接接触,并且因此,安全元件242b和上壳体402b整体耦接。因此,可在不改变安全元件242b的结构的情况下并入示例性实施例。

例如,在实施例中,当如图6C所示移除或分离上壳体402b时,通过将安全元件242b与基板100分离,即使耦接结构保持安全元件242b与上壳体402b之间的连接,安全元件242b也被破坏。此外,安全元件242b被内部破坏。

图7、图8A、图8B和图9是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的又一实施例的截面图。将省略针对图3、图4A、图4B和图5给出的重复的描述。

图7示出安全元件243和上壳体403a通过耦接结构320整体耦接的实施例。图8A示出在与安全元件243耦接之前的上壳体403a,图8B示出在与上壳体403a耦接之前的安全元件243。图9示出在安全元件243和上壳体403a通过耦接结构320整体耦接之后,上壳体403a被移除或分离。

参照图7、图8A、图8B和图9,在实施例中,基板100被安装并固定在下壳体403b上。安全元件243经由导电凸块250安装在基板100上。安全元件243和上壳体403a通过耦接结构320整体耦接。

在实施例中,耦接结构320从上壳体403a的下表面向下延伸,并包括第一突起321和形成在安全元件243的第一侧(诸如第一侧表面)上的第一耦接部323。与图3中包括两个突起311a和311b以及两个耦接部313a和313b的耦接结构310不同,图7中的耦接结构320包括一个突起321和一个耦接部323。第一突起321由与耦接结构320和上壳体403a相同的材料形成,并且与耦接结构320和上壳体403a整体地形成。通过将第一突起321插入第一耦接部323中,将安全元件243和上壳体403a整体耦接。

在一些示例性实施例中,第一突起321和第一耦接部323的形状被实现为使得安全元件243和上壳体403a最初容易地耦接,并且当上壳体403a被移除时,安全元件243和上壳体403a之间的连接可被保持。例如,在截面图中,与图3中的突起311a和突起311b不同,第一突起321具有第一侧和倾斜的第二侧,所述第一侧相对远离上壳体403a并基本平行于上壳体403a,所述倾斜的第二侧比第一侧更靠近上壳体403a并从第一侧的端部朝向上壳体403a延伸。第一耦接部323具有与第一突起321对应的形状。

在实施例中,由于第一突起321和第一耦接部323具有上述形状,所以当上壳体403a被移除时,在保持安全元件243与上壳体403a之间的连接的同时,安全元件243被容易地破坏。例如,当上壳体403a被移除或分离时,如图9所示,通过基于杠杆原理将安全元件243从基板100分离,安全元件243被破坏,同时安全元件243与上壳体403a之间的连接被保持。例如,第一突起321和第一耦接部323在安全元件243和上壳体403a之间的耦接力强于导电凸块250在安全元件243和基板100之间的耦接力。

在一些示例性实施例中,当安全元件243与基板100分离时,安全元件243被内部破坏,并且因此防止了使用外部装置访问安全元件243。

图10和图11是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。将省略针对图3、图4A、图4B和图5给出的重复的描述。

图10示出安全元件245和上壳体405a通过耦接结构330整体耦接的实施例。图11示出在安全元件245和上壳体405a已经通过耦接结构330整体耦接之后将上壳体405a移除或分离。

参照图10和图11,在实施例中,基板100被安装并固定在下壳体405b上。安全元件245经由导电凸块250安装在基板100上。安全元件245和上壳体405a通过耦接结构330整体耦接。

在实施例中,耦接结构330包括布置在安全元件245和上壳体405a之间的粘合层。例如,粘合层可以是粘性胶带和具有液态或固态的接合产品等中的一种。耦接结构330是与上壳体405a分开地形成并附接到上壳体405a的单独结构,并且由与上壳体405a的材料不同的材料形成。

在实施例中,通过由诸如粘合层的耦接结构330将安全元件245附接到上壳体405a,安全元件245和上壳体405a整体耦接。例如,当组装储存器装置时,粘合层可形成在上壳体405a上以接合到安全元件245,或者粘合层可形成在安全元件245上以接合到上壳体405a。对于另一示例,粘合层可形成在上壳体405a和安全元件245两者上以彼此接合,并且耦接结构330可包括两个粘合层。

在实施例中,当如图11所示移除或分离上壳体405a时,通过将安全元件245从基板100分离而破坏安全元件245,同时粘合层保持安全元件245附接到上壳体405a的状态。例如,粘合层在安全元件245与上壳405a之间的耦接力强于导电凸块250在安全元件245与基板100之间的耦接力。

在一些示例性实施例中,当安全元件245与基板100分离时,安全元件245被内部破坏,因此防止了使用外部装置访问安全元件245。

图12、图13、图14和图15是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的又一实施例的截面图。将省略针对图3、图4A、图4B、图5、图10和图11给出的重复的描述。

参照图12和图13,除了图12和图13的实施例包括具有粘合层331和散热层333的耦接结构330a和耦接结构330b之外,图12和13的实施例与图10的实施例基本相同。

在图12的实施例中,散热层333插入在安全元件245和粘合层331之间。在图13的实施例中,散热层333插入在上壳体405a和粘合层331之间。通过添加散热层333,改善或增强了从安全元件245的散热。

参照图14和图15,除了图14和图15的实施例包括具有粘合层331和静电放电(ESD)保护层335的耦接结构330c和耦接结构330d之外,图14和图15的实施例与图10的实施例基本相同。

在图14的实施例中,ESD保护层335插入在安全元件245和粘合层331之间。在图15的实施例中,ESD保护层335插入在上壳体405a与粘合层331之间。例如,ESD保护层335包括导电带。通过添加ESD保护层335,改善或增强了安全元件245的电特性。

在一些示例性实施例中,耦接结构包括粘合层331、散热层333和ESD保护层335的全部。

在一些实施例中,当在上壳体405a和安全元件245上都形成有粘合层以彼此接合时,散热层333或ESD保护层335被插入在两个粘合层之间。

虽然图12、图13、图14和图15示出散热层333的尺寸和ESD保护层335的尺寸与粘合层331的尺寸基本相同,但是示例性实施例不限于此。例如,在一些实施例中,散热层333的尺寸与ESD保护层335的尺寸小于粘合层331的尺寸。在其它实施例中,散热层333与ESD保护层335分别包括至少一个散热焊盘和至少一个ESD焊盘。

图16和图17是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的另一实施例的截面图。将省略针对图3、图4A、图4B和图5给出的重复的描述。

图16示出安全元件247和上壳体407a通过耦接结构340整体耦接的实施例。图17示出在安全元件247和上壳体407a已经通过耦接结构340整体耦接之后将上壳体407a移除或分离。

参照图16和图17,在实施例中,基板100被安装并固定在下壳体407b上。安全元件247经由导电凸块250安装在基板100上。安全元件247和上壳体407a通过耦接结构340整体耦接。

在实施例中,耦接结构340包括布置在安全元件247和上壳体407a之间的电气材料。例如,电气材料是电连接到安全元件247的柔性印刷电路板(FPCB)343和形成在上壳体407a中的FPCB连接器341,其中,柔性印刷电路板(FPCB)343连接到FPCB连接器341。耦接结构340与上壳体407a分开形成并附接到上壳体407a,并且由与上壳体407a的材料不同的材料形成。由于耦接结构340包括形成电连接的电气材料,所以安全元件247的电气性能被改善或增强。

在实施例中,通过由耦接结构340将安全元件247连接到上壳体407a,安全元件247和上壳体407a整体耦接。例如,上壳体407a包括FPCB连接器341,并且安全元件247包括FPCB343。当组装储存器装置时,将FPCB 343插入FPCB连接器341以将安全元件247与上壳体407a接合。

例如,在实施例中,当上壳体407a被移除或分离时,如图17所示,通过损坏FPCB343的至少一部分来基本上破坏安全元件247。然而,示例性实施例不限于此,并且在其它实施例中,在维持FPCB连接器341和FPCB 343之间的连接的同时,FPCB连接器341的至少一部分被损坏,或者安全元件247与基板100分离。

在一些示例性实施例中,当FPCB 343的至少一部分被损坏时,安全元件247被内部破坏,并且因此防止使用外部装置对安全元件247的访问。

图18和图19是包括在图1的储存器装置中的耦接结构的又一实施例的截面图。将省略针对图3、图4A、图4B和图5给出的重复的描述。

图18示出安全元件249和上壳体409a通过耦接结构350整体耦接的实施例。图18示出在安全元件249和上壳体409a已经通过耦接结构350整体耦接之后将上壳体409a移除或分离。

参照图18和图19,在实施例中,基板100被安装并固定在下壳体409b上。安全元件249经由导电凸块250安装在基板100上。安全元件249和上壳体409a通过耦接结构350整体耦接。

在实施例中,耦接结构350包括布置在安全元件249和上壳体409a之间的电气材料。例如,电气材料包括至少一条导线351或导线353。例如,导线351和导线353包括至少一种金属。耦接结构350与上壳体409a分开形成并附接到上壳体409a,并且包括与上壳体409a的材料不同的材料。由于耦接结构350包括形成电连接的电气材料,所以安全元件249的电性能被改善或增强。

在实施例中,通过由耦接结构350(即,由导线351和导线353)将安全元件249连接到上壳体409a,安全元件249和上壳体409a整体耦接。

在实施例中,如图19所示,当上壳体409a被移除或分离时,通过将安全元件249从基板100分离来破坏安全元件249,同时安全元件249通过导线351和导线353保持连接到上壳体409a。例如,导线351和导线353在安全元件249和上壳体409a之间的耦接力强于导电凸块250在安全元件249和基板100之间的耦接力。

在一些示例性实施例中,当安全元件249与基板100分离时,安全元件249被内部破坏,因此防止使用外部装置访问安全元件249。

在一些示例性实施例中,如参照图6A所描述的,当两个或更多个安全元件包括在储存器装置中时,储存器装置包括与安全元件相同数量的耦接结构。

在一些示例性实施例中,当两个或更多个安全元件包括在储存器装置中时,可通过组合参照图3至图19描述的两个或更多个实施例来实现储存器装置。

图20、图21A、图21B和图22是包括在图1的储存器装置中的安全元件和基板之间的耦接结构和连接的实施例的截面图。将省略针对图3、图4A、图4B和图5给出的重复的描述。

图20示出安全元件1241和上壳体401a通过耦接结构310整体耦接并且安全元件1241和基板1100电连接的实施例。图21A示出在电连接到基板1100之前的安全元件1241,并且图21B示出在电连接到安全元件1241之前的基板1100。图22示出在安全元件1241和基板1100已经电连接之后,安全元件1241和基板1100电断开或分离。

参照图20、图21A、图21B和图22,根据实施例,上壳体401a、下壳体401b、耦接结构310和耦接件310a和耦接件310b分别与图3、图4A和图4B中的上壳体401a、下壳体401b、耦接结构310和耦接件310a和耦接件310b基本相同。在一些示例性实施例中,耦接结构310被参照图6B描述的耦接结构315代替。

在实施例中,多个电耦接部1110形成在基板1100上,并且多个电突起1242形成在安全元件1241中。例如,多个电耦接部1110包括多个导电孔,并且多个电突起1242包括形成在安全元件1241的下表面上的多个引线框。与图3的示例不同,在图3的示例中,安全元件241和基板100通过导电凸块250电连接,在图20的示例中,通过将多个电突起1242插入到多个电耦接部1110中,安全元件1241和基板1100彼此电连接。

在实施例中,如图5的示例,即使上壳体401a被移除,也保持安全元件1241和上壳体401a之间的连接。例如,如图22所示,当上壳体401a被移除或分离时,安全元件1241从基板1100分离并移除,同时保持安全元件1241和上壳体401a之间的连接。例如,第一突起311a和第二突起311b以及第一耦接部313a和第二耦接部313b在安全元件1241与上壳体401a之间的耦接力可强于多个电耦接部1110和多个电突起1242在安全元件1241与基板1100之间的耦接力。

在实施例中,如上所述,在安全元件1241被分离并移除之后,防止使用储存器装置对存储在安全元件1241中的安全数据的访问。然而,与图5的示例不同,当安全元件1241被分离并移除时,安全元件1241未被破坏。例如,在安全元件1241从基板1100分离并移除之后,安全元件1241可再次电连接到基板1100,之后恢复对存储在安全元件1241中的安全数据的访问。

图23和图24是包括在图1的储存器装置中的安全元件和基板之间的耦接结构和连接的另一实施例的截面图。将省略针对图10、图11、图20、图21A、图21B和图22给出的重复的描述。

图23示出安全元件1245和上壳体405a通过耦接结构330整体耦接,并且安全元件1245和基板1100电连接的实施例。图24示出在安全元件1245和基板1100已经电连接之后,安全元件1245和基板1100电断开或分离。

参照图23和图24,在实施例中,上壳体405a、下壳体405b和耦接结构330分别与图10中的上壳体405a、下壳体405b和耦接结构330基本相同。安全元件1245与图10中的安全元件245基本相同,除了安全元件1245还包括多个电突起1242之外。基板1100、多个电耦接部1110和多个电突起1242分别与图20、图21A和图21B中的基板1100、多个电耦接部1110和多个电突起1242基本相同。

例如,在实施例中,如图24所示,当上壳体405a被移除或分离时,安全元件1245从基板1100分离并移除,同时安全元件1245通过粘合层保持附接到上壳体405a。例如,粘合层在安全元件1245与上壳体405a之间的耦接力强于多个电耦接部1110和多个电突起1242在安全元件1245与基板1100之间的耦接力。然而,当安全元件1245被分离并移除时,安全元件1245不被破坏,并且在安全元件1245再次被电连接到基板1100之后,恢复对存储在安全元件1245中的安全数据的访问。

在一些示例性实施例中,耦接结构330还包括图12和图13中的散热层333,或者图14和图15中的ESD保护层335。

图25和图26是包括在图1的储存器装置中的安全元件和基板之间的耦接结构和连接的另一实施例的截面图。将省略针对图18、图19、图20、图21A、图21B和图22给出的重复的描述。

图25示出安全元件1249和上壳体409a通过耦接结构350整体耦接,并且安全元件1249和基板1100电连接的实施例。图26示出在安全元件1249和基板1100已经电连接之后,安全元件1249和基板1100电断开或分离。

参照图25和图26,在实施例中,上壳体409a、下壳体409b和具有导线351、导线353的耦接结构350分别与图18中的上壳体409a、下壳体409b和具有导线351、导线353的耦接结构350基本相同。安全元件1249与图18中的安全元件249基本相同,除了安全元件1249还包括多个电突起1242之外。基板1100、多个电耦接部1110和多个电突起1242分别与图20、图21A和图21B中的基板1100、多个电耦接部1110和多个电突起1242基本相同。

在实施例中,如图26所示,当上壳体409a被移除或分离时,安全元件1249从基板1100分离并移除,同时安全元件1249通过导线351和导线353保持连接到上壳体409a。例如,导线351和导线353在安全元件1249和上壳体409a之间的耦接力强于多个电耦接部1110和多个电突起1242在安全元件1249和基板1100之间的耦接力。然而,当安全元件1249被分离并移除时,安全元件1249不被破坏,并且在安全元件1249再次被电连接到基板1100之后,恢复对存储在安全元件1249中的安全数据的访问。

在一些示例性实施例中,当两个或更多个安全元件包括在储存器装置中时,储存器装置包括与安全元件相同数量的耦接结构。

在一些示例性实施例中,当两个或多个安全元件包括在储存器装置中时,储存器装置可通过组合参照图20至图26描述的实施例中的两个或更多个来实现。在一些示例性实施例中,当两个或多个安全元件包括在储存器装置中时,储存器装置可通过组合参照图3至图19描述的实施例中的一个或多个以及参照图20至图26描述的实施例中的一个或多个来实现。

图27是根据示例性实施例的包括储存器装置的数据中心的框图。

参照图27,在实施例中,数据中心3000是收集各种类型的数据并提供各种服务的设施,并且可被称为数据储存器中心。数据中心3000是用于操作搜索引擎和数据库的系统,并且可以是由诸如银行或政府机构的组织使用的计算系统。数据中心3000包括应用服务器3100至3100n和存储服务器3200至3200m。应用服务器3100至3100n的数量和存储服务器3200至3200m的数量可根据示例性实施例而变化,并且应用服务器3100至3100n的数量和存储服务器3200至3200m的数量可彼此不同。

在实施例中,应用服务器3100包括至少一个处理器3110和至少一个存储器3120,并且储存器服务器3200包括至少一个处理器3210和至少一个存储器3220。将描述储存器服务器3200的操作作为示例。处理器3210控制储存器服务器3200的整体操作,并且访问存储器3220以执行加载在存储器3220中的指令或数据。存储器3220包括双数据速率(DDR)同步动态随机存取存储器(SDRAM)、高带宽存储器(HBM)、混合存储器立方体(HMC)、双列直插存储器模块(DIMM)、Optane DIMM、和非易失性DIMM(NVDIMM)等中的至少一个。包括在储存器服务器3200中的处理器3210的数量和存储器3220的数量可根据示例性实施例而改变。在一些示例性实施例中,处理器3210和存储器3220形成处理器-存储器对。在一些示例性实施例中,处理器3210的数量与存储器3220的数量可以彼此不同。处理器3210可包括单核处理器或多核处理器。储存器服务器3200的以上描述也适用于应用服务器3100。应用服务器3100包括至少一个储存器装置3150,并且储存器服务器3200包括至少一个储存器装置3250。在一些示例性实施例中,应用服务器3100不包括储存器装置3150。包括在储存器服务器3200中的储存器装置3250的数量可根据示例性实施例而改变。

在实施例中,应用服务器3100至3100n和存储服务器3200至3200m通过网络3300相互通信。可使用光纤信道(FC)或以太网来实现网络3300。FC是用于相对高速数据传输的介质,并且使用提供高性能和/或高可用性的光学开关。根据网络3300的访问方案,储存器服务器3200至3200m可以是文件储存器、块储存器或对象储存器。

在一些示例性实施例中,网络3300是仅储存器的网络或专用于储存器的网络,诸如储存器区域网络(SAN)。例如,SAN是使用FC网络并根据FC协议(FCP)实现的FC-SAN。对于另一示例,SAN是使用传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)网络并根据iSCSI(TCP/IP上的SCSI或因特网SCSI)协议实现的IP-SAN。在其它示例性实施例中,网络3300是诸如TCP/IP网络的一般或普通网络。例如,网络3300可根据至少一个协议来实现,诸如以太网FC(FCoE)、网络附接储存器(NAS)或结构上的非易失性存储器高速(NVMe)(NVMe-oF)等。

在下文中,将基于应用服务器3100和储存器服务器3200来描述示例性实施例。应用服务器3100的描述适用于其它应用服务器3100n,并且储存器服务器3200的描述适用于其它储存器服务器3200m。

在实施例中,应用服务器3100将用户或客户机通过网络3300请求的数据存储到储存器服务器3200至3200m中的一个中。此外,应用服务器3100通过网络3300从储存器服务器3200至3200m中的一个获得用户或客户机所请求的数据。例如,应用服务器3100实现为网页服务器或数据库管理系统(DBMS)。

在实施例中,应用服务器3100通过网络3300访问另一应用服务器3100n中的存储器3120n或储存器装置3150n,或者通过网络3300访问储存器服务器3200至3200m中的存储器3220至3220m或储存器装置3250至3250m。因此,应用服务器3100对存储在应用服务器3100至3100n或储存器服务器3200至3200m中的数据执行各种操作。例如,应用服务器3100执行在应用服务器3100至3100n或储存器服务器3200至3200m之间移动或复制数据的命令。数据从储存器服务器3200至3200m的储存器装置3250至3250m直接传送到应用服务器3100至3100n的存储器3120至3120n,或者通过储存器服务器3200至3200m的存储器3220至3220m传送到应用服务器3100至3100n的存储器3120至3120n。例如,为了安全性或隐私,通过网络3300传送的数据可以是加密数据。

在实施例中,在储存器服务器3200中,接口3254提供处理器3210和控制器3251之间的物理连接,或者网络接口卡(NIC)3240和控制器3251之间的物理连接。例如,接口(I/F)3254基于直接附接储存器(DAS)方案来实现,其中,储存器装置3250与专用电缆直接连接。又例如,接口3254基于各种接口方案中的至少一种来实现,诸如高级技术附件(ATA)、串行ATA(SATA)、外部SATA(e-SATA)、小型计算机系统接口(SCSI)、串行连接SCSI(SAS)、外围组件互连(PCI)、PCI高速(PCIe)、NVMe、IEEE 1394、通用串行总线(USB)、安全数字(SD)卡接口、多媒体卡(MMC)接口、嵌入式MMC(eMMC)接口、通用闪速储存器(UFS)接口、嵌入式UFS(eUFS)接口或紧凑闪存(CF)卡接口等。

在实施例中,储存器服务器3200还包括开关3230和NIC 3240。开关3230在处理器3210的控制下选择性地将处理器3210与储存器装置3250连接,或者选择性地将NIC 3240与储存器装置3250连接。类似地,应用服务器3100还包括开关3130和NIC 3140。

在一些示例性实施例中,NIC3240可包括网络接口卡或网络适配器等。NIC 3240可通过有线接口、无线接口、蓝牙接口或光学接口等连接到网络3300。NIC 3240还包括内部存储器、数字信号处理器(DSP)、主机总线接口等,并通过主机总线接口连接到处理器3210或开关3230。主机总线接口可被实现为接口3254的上述示例中的一个。在一些示例性实施例中,NIC 3240与处理器3210、开关3230和储存器装置3250中的至少一个集成。

在实施例中,在储存器服务器3200至3200m或应用服务器3100至3100n中,处理器向储存器装置3150至3150n和储存器装置3250至3250m或存储器3120至3120n和存储器3220至3220m发送命令,以编程或读取数据。例如,数据是来自纠错码(ECC)引擎的纠错后的数据。例如,数据已经通过数据总线反转(DBI)或数据屏蔽(DM)处理,并且包括循环冗余码(CRC)信息。例如,为了安全性或隐私,数据是加密数据。

在实施例中,储存器装置3150至3150m和储存器装置3250至3250m响应于从处理器接收的读取命令向NAND闪速存储器装置3252至3252m发送控制信号和命令/地址信号。当从NAND闪速存储器装置3252至3252m读取数据时,读取使能(RE)信号作为数据输出控制信号被输入并且用于将数据输出到DQ总线。使用RE信号产生数据选通信号(DQS)。基于写入使能(WE)信号的上升沿或下降沿将命令和地址信号锁存于页缓冲器中。

在实施例中,控制器(CTRL)3251控制储存器装置3250的整体操作。在一些示例性实施例中,控制器3251包括静态随机存取存储器(SRAM)。控制器3251响应于写入命令将数据写入NAND闪速存储器装置3252,或者响应于读取命令从NAND闪速存储器装置3252读取数据。例如,可从存储服务器3200中的处理器3210、其它存储服务器3200m中的处理器3210m或者应用服务器3100至3100n中的处理器3110至3110n接收写入命令或读取命令。DRAM 3253临时存储要写入NAND闪速存储器装置3252的数据或从NAND闪速存储器装置3252读取的数据。此外,DRAM 3253存储元数据。元数据由控制器3251产生以管理用户数据或NAND闪速存储器装置3252。储存器装置3250包括用于安全性或隐私的安全元件(SE)3255。

储存器装置3150至3150m和储存器装置3250至3250m中的每一个可以是根据参照图1至图26描述的示例性实施例的储存器装置。

图28和图29是图27的数据中心中的储存器装置的实施例的框图。

参照图28,在实施例中,储存器装置1000a包括连接器(CN)1002、储存器控制器1010、多个非易失性存储器(NVM)1020a、1020b和1020c、缓冲存储器1030和安全存储器1040。

在实施例中,连接器1002、储存器控制器1010、多个非易失性存储器1020a、1020b和1020c、缓冲存储器1030和安全存储器1040分别对应于图2中的连接器110、控制器210、多个非易失性存储器220、缓冲存储器230和安全元件240。

在图28的实施例中,安全存储器1040是与储存器控制器1010和多个非易失性存储器1020a、1020b和1020c分离的单独的芯片。在该实施例中,参照图3至图26中的一个或多个描述的耦接结构可用于将安全存储器1040与壳体整体耦接。

参照图29,在实施例中,储存器装置1000b包括连接器1002、储存器控制器1010b、多个非易失性存储器1020a、1020b和1020c、缓冲存储器1030和安全存储器1040。储存器装置1000b与图28的储存器装置1000a基本相同,除了安全存储器1040被布置或包括在储存器控制器1010b中之外。

在图29的实施例中,安全存储器1040与储存器控制器1010b集成以形成单个芯片。在该实施例中,参照图3至图26中的一个或多个描述的耦接结构可用于将包括安全存储器1040的储存器控制器1010b与壳体整体耦接。

在另一实施例中,安全存储器1040与多个非易失性存储器1020a、1020b和1020c中的一个集成以形成单个芯片。在该实施例中,参照图3至图26中的一个或多个描述的耦接结构可用于将包括安全存储器1040的非易失性存储器与壳体整体组合。

图30是图28或图29的储存器装置中的存储器的实施例的框图。

参照图30,在实施例中,存储器500包括存储器单元阵列510、地址解码器520、页缓冲器电路530、数据输入/输出(I/O)电路540、电压生成器550和控制电路560。存储器500可以是图28和29中的多个非易失性存储器1020a、1020b和1020c之一,或者可以是图28和29中的安全存储器1040。

在实施例中,存储器单元阵列510包括存储数据的多个存储器单元。控制电路560基于命令CMD和地址ADDR控制存储器500的操作。地址解码器520通过多条串选择线SSL、多条字线WL和多条接地选择线GSL连接到存储器单元阵列510。电压产生器550基于从控制电路560接收的外部接收的电源电压PWR和控制信号CON,产生存储器500的操作所需的电压VS和VER。地址解码器520根据电压VS和从控制电路560接收的行选择信号R_ADDR产生通过串选择线SSL、多条字线WL和多条接地选择线GSL发送到存储器单元阵列的信号。页面缓冲器电路530通过多条位线BL连接到存储器单元阵列510,并且从控制电路560接收页缓冲器控制信号PBC。数据I/O电路540从控制电路560接收列地址信号C_ADDR,通过数据线DL连接到页缓冲器电路530,并且接收写入数据DAT或输出读取数据DAT。

在实施例中,如果存储器500是安全存储器1040,则如参照图3至图19所述,当壳体被移除或分离时,可通过将存储器500与基板分离来从外部破坏存储器500。此外,存储器500可被内部破坏。例如,存储器单元阵列510的结构可被破坏,存储器单元阵列510之外的至少一个电路可被破坏,或者存储器单元阵列510和其它电路之间的连接可被破坏。

本发明构思的实施例可并入包括储存器装置或SSD装置的各种电子装置或系统中。例如,本发明构思的实施例可并入到诸如个人计算机(PC)、服务器计算机、数据中心、工作站、移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字照相机、便携式游戏控制台、音乐播放器、摄像机、视频播放器、导航装置、可穿戴装置、物联网(IoT)装置、万物联网(IoE)装置、电子书阅读器、虚拟现实(VR)装置、增强现实(AR)装置、机器人装置或无人机等的系统中。

以上是示例性实施例的说明,而不应被解释为对其的限制。尽管已经描述了一些示例性实施例,但是本领域技术人员将容易理解,在示例性实施例中可进行许多修改,而不会实质上脱离示例性实施例的新颖教导。因此,所有这些修改都旨在包括在如权利要求中限定的示例性实施例的范围内。因此,应当理解,前述内容是对各种示例性实施例的说明,而不应被解释为限于所公开的特定示例性实施例,并且对公开的示例性实施例的修改以及其它示例性实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。

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