Как программируют китайские игрушки?
Это бескорпусный микроконтроллер типа "китайская сопля". Программируют так же, как и корпусные - через отладочный интерфейс типа JTAG. 
Черная хрень это компаунд, под ним кристалл микроконтроллера, который в случае корпусного исполнения залит пластиком (или в металло-керамическом корпусе).
Сделано это для удешевления производства. Как видно, изначально предусмотрен вариант напайки и корпусного варианта.
easyelectronics.ru/author/di-halt/page/17
Читать статьи DiHalt'а, начиная с самых старых записей.
У него там отличный вводный курс, начиная с базовых принципов работы электроники и какой выбрать паяльник и до того как это все программируется, включая не самые тривиальные вещи.