RU2365989C1 - Способ нанесения наномаркировок на изделия - Google Patents
Способ нанесения наномаркировок на изделия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365989C1 RU2365989C1 RU2008110538/09A RU2008110538A RU2365989C1 RU 2365989 C1 RU2365989 C1 RU 2365989C1 RU 2008110538/09 A RU2008110538/09 A RU 2008110538/09A RU 2008110538 A RU2008110538 A RU 2008110538A RU 2365989 C1 RU2365989 C1 RU 2365989C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- nanomarking
- scanning
- carried out
- marking
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 21
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 14
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 claims description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 4
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 3
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 238000005329 nanolithography Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001124 conductive atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Credit Cards Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области маркировки изделий путем нанесения визуально не различимой информации на поверхность изделия и может быть использовано для защиты изделий от подделок и копирования, в том числе для предотвращения их фальсификации на потребительском рынке и полной идентификации каждой единицы изделия. Техническим результатом является обеспечение маркировки изделий без химической модификации поверхности изделия, позволяющего впоследствии выявить нанесенную наномаркировку и, соответственно, защитить изделие от фальсификации или несоответствующего использования. В способе для нанесения наномаркировки подготавливают участок поверхности изделия с высокой чистотой обработки, задают на нем реперные точки, включая реперную точку начала координат, положение которой фиксируют, после чего наносят наномаркировку в виде заданных знаков с нанометровым уровнем пространственного разрешения, нанесение осуществляют методом сканирующей зондовой микроскопии в литографическом режиме работы микроскопа, выявление наномаркировки осуществляют методом сканирующей зондовой микроскопии в измерительном режиме работы микроскопа, при этом для выявления наномаркировки заранее задают также количество максимальных полей сканирования относительно выбранной реперной точки. 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области маркировки изделий путем нанесения визуально не различимой информации на поверхность изделия и может быть использовано для защиты изделий от подделок и копирования, т.е. для предотвращения их фальсификации на потребительском рынке, а также для полной идентификации каждой единицы изделия.
Одна из проблем, с которой сталкиваются правоохранительные органы при расследовании преступлений, - это установление подлинности или верификация предметов, обнаруженных в ходе оперативно-следственных действий. Для повышения вероятности верификации предметов необходим ряд превентивных мер. В качестве такой превентивной меры может выступать предварительная защитная маркировка предметов, представляющих повышенный интерес со стороны криминальных структур.
Защитная маркировка активно используется страховыми компаниями для снижения риска, государственным таможенным комитетом для идентификации антиквариата и произведений искусств, пересекающих границу, предприятиями и организациями для маркировки дорогостоящего оборудования, ювелирных изделий и для защиты прав собственности.
Защитная маркировка должна удовлетворять ряду требований, которые обеспечивают возможность установления подлинности изделия. Среди них: длительный срок жизни, устойчивость к различным способам фальсификаций, возможность ее исследования с помощью технических средств, имеющихся в распоряжении экспертных подразделений. При этом устойчивость маркировки к фальсификациям связана с количеством степеней ее защиты, таких как, например, способ, режимы и параметры нанесения маркировки, вид графики, используемые шрифты, наличие программируемых погрешностей и участков, содержащих микромаркировку.
Защитные свойства маркировки также повышаются в том случае, если она является латентной, то есть не воспринимается визуально, в том числе с помощью доступных оптических увеличительных приборов. Тогда ее расположение на изделии и способ восприятия содержания представляют собой дополнительные степени защиты маркировки от подделки.
В общем случае маркировка представляет собой некую информацию, нанесенную на изделие в виде совокупности знаков, символов, характеризующих это изделие. Как правило, эта информация включает данные о шифре (индексе) изделия, товарном знаке завода-изготовителя, номере партии, а также данные о габаритах, материале и т.п. Процесс нанесения на изделие информации называется маркированием.
Известно большое количество методов маркирования - механические, электрофизические, химические, фотохимические, термические, ультразвуковые, лазерные и др. Наиболее простыми из них являются механические методы, при которых используется либо давление различных маркеров, приводящих к появлению рельефного отображения, либо локальное резание поверхности материала без заметной деформации - гравирование. Остальные основаны на местном разрушении материала под действием электрического тока и электрических разрядов, химических веществ, высокочастотных колебаний, тепла или сфокусированного коротковолнового электромагнитного потока энергии. Для ряда изделий применяются адгезионные методы, основанные на использовании красящих и клеящих веществ, переносимых различными способами на поверхность.
Известен способ маркировки изделий, предназначенный для защиты изделий от подделок и копирования, который включает получение визуально различимого графического образа буквенно-цифрового изображения в виде совокупности точечных углублений, которые получают ударным внедрением инструмента в поверхность изделия. Часть точечных углублений имеет увеличенную глубину по сравнению с остальной частью точечных углублений. Удары по поверхности изделия для выполнения точечных углублений, определяющих графический образ буквенно-цифрового изображения, наносят последовательно, удар за ударом, с помощью иглы автоматического станка ударного действия, снабженного программным управлением. Силу удара иглы станка с программным управлением задают отдельно для каждого точечного углубления таким образом, чтобы различие по глубине между отдельными точечными углублениями не было заметно без использования оптических средств, влияющих на разрешающую способность глаза человека, но могло быть обнаружено с их помощью (см. патент на изобретение РФ №2316049, МПК G06K 1/00, В25Н 7/00).
Однако все названные методы маркирования предназначены для нанесения маркировок, которые воспринимаются визуально или с помощью оптических датчиков. Минимальные размеры дискретных элементов определяются для них размерами контактных поверхностей маркеров (пуансонов, фрез, электродов, масок, печатных форм и т.д.) и обычно составляют около 0, 1 мм.
Наиболее совершенные методы маркировки (например, фотолитографический, лазерный) позволяют создавать на поверхности изделия точки или линии шириной на порядок меньше; такая микромаркировка находится уже на грани оптического считывания информации.
В конце прошлого века появилась инновационная технология неразрушающего контроля проводящих материалов с разрешением вплоть до 0,1 нм, воплощенная в сканирующем туннельном микроскопе (СТМ). Еще большие возможности открылись с созданием атомно-силового микроскопа (АСМ), с помощью которого стало возможным изучать рельеф не только проводящих, но и диэлектрических материалов.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ маркировки изделий и документов, включающий стадии: (а) получения по крайней мере одного маркировочного средства с аналитически определяемой характеристикой, включающего как минимум одну неорганическую частицу из нестехиометрических кристаллов, содержащую не менее двух химических элементов в заранее установленном соотношении, служащем маркировочной характеристикой, причем это соотношение химических элементов является кодом или частью кода; (b) введения неорганической частицы, полученной на стадии (а), в носитель, представляющий собой покровную композицию, предпочтительно печатную краску; (с) нанесения покровной композиции, предпочтительно печатной краски, полученной на стадии (b), на изделие в качестве маркировки. Обе стадии, т.е. локализация частиц и их анализ, осуществляются на одном и том же оборудовании - сканирующем электронном микроскопе (см. патент на изобретение РФ №2222829, МПК G06K 1/12).
Однако внедрение неорганической частицы в изделие может привести к локальному изменению химический структуры изделия, то есть к появлению на объекте, подлежащем защите, дополнительных химически модифицированных областей, что, в свою очередь, может нарушить отдельные функциональной характеристики изделия.
Кроме того, считывание кодов для выявления наномаркировки согласно данному изобретению осуществляется с использованием сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). При сканировании пучком электронов происходит частичное испарение материала исследуемой поверхности изделия, что может привести к уменьшению концентрации нанесенных химических элементов - кода, или даже их полному уничтожению ввиду изначально низкой концентрации вводимых частиц.
СЭМ визуализация частиц (метки), которые присутствуют в концентрации до 1%, дает большую ошибку (в пределах 50%). Поэтому малая концентрация введенных частиц может оказаться сравнимой с ошибкой измерения электронного сканирующего (растрового) микроскопа. А это, в свою очередь, существенно снижает достоверность идентификации маркировки - кода.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа маркировки изделий без химической модификации поверхности изделия, позволяющего впоследствии выявить нанесенную наномаркировку, и соответственно защитить изделие от фальсификации или несоответствующего использования.
Технический результат заключается в создании достаточно простой методики нанесения и выявления маркирующих знаков нанометрового уровня пространственного разрешения при сохранении повышенной степени защиты изделий. Способ обеспечивает получение маркировки, обладающей повышенной степенью защиты изделий за счет обеспечения недоступности информации о скрытой маркировке постороннему наблюдателю, повышение достоверности подтверждения подлинности изделия, повышение производительности нанесения маркировки в случае массового производства изделий.
Поставленная задача решается тем, что в способе нанесения наномаркировки на изделия, включающем ее нанесение путем локальной модификации поверхности изделия методом сканирующей микроскопии с возможностью ее последующего выявления, согласно изобретению для нанесения наномаркировки подготавливают участок поверхности изделия с высокой чистотой обработки, задают на нем реперные точки, включая реперную точку начала координат, положение которой фиксируют, после чего наносят наномаркировку в виде заданных знаков с нанометровым уровнем пространственного разрешения, нанесение осуществляют методом сканирующей зондовой микроскопии в литографическом режиме работы микроскопа, выявление наномаркировки осуществляют методом сканирующей зондовой микроскопии в измерительном режиме работы микроскопа, при этом для выявления наномаркировки заранее задают также количество максимальных полей сканирования относительно выбранной реперной точки.
Перед нанесением наномаркировки изготавливают изображение-шаблон, модификацию поверхности можно осуществлять в режиме динамической силовой литографии растровым способом путем сканирования выбранного участка и воздействия на изделие в заданных точках с силой, зависящей от яркости соответствующих пикселей изображения-шаблона.
Модификацию поверхности можно осуществлять путем изменения рельефа или физико-химических свойств участка поверхности изделия.
Модификацию поверхности можно осуществлять методом анодно-окислительной литографии атомным сканирующим микроскопом, методом векторной или растровой литографии.
Наномаркировка может наноситься в сочетании с другими видами маркировок.
Изобретение поясняется чертежами, на которых приведены наномаркировки, полученные при различных воздействиях на изделия из различных материалов, фиг.1 - алюминий, фиг.2 - волокно, фиг.3 - медь, фиг.4 - CD-диск.
Способ осуществляется следующим образом. В месте нанесения наномаркировки выбирают или создают площадку с достаточно высокой чистотой обработки. На выбранной площадке наносят ряд реперных точек микроскопического уровня разрешения и задают реперную точку начала координат, положение которой фиксируют. Эти реперные точки, которые могут быть обнаружены с помощью оптического микроскопа, необходимы для обнаружения места локализации наномаркировки и последующего воспроизведения ее содержания. Наномаркировка может также наноситься в сочетании с другими видами маркировок, обеспечивающими высокое качество углубленных дискретных маркерных знаков.
Для нанесения наномаркировки локально модифицируют поверхность подготовленной площадки (участка) изделия методами зондовой нанолитографии с применением сканирующей зондовой микроскопии. В качестве инструмента для модификации поверхности изделия используют сканирующие зондовые микроскопы (СЗМ). Повышая уровень взаимодействия между зондом и образцом, можно перевести СЗМ из измерительного режима работы с нулевым или минимальным уровнем разрушения исследуемой поверхности в так называемый литографический режим, обеспечивающий создание на поверхности изделия заранее заданных структур с нанометровым уровнем пространственного разрешения. При этом с помощью зонда СЗМ можно производить как локальную модификацию рельефа поверхности, так и локально изменять ее физико-химические свойства (полимеризация молекул на поверхности, окислительные реакции на поверхности).
В сканирующем туннельном микроскопе при напряжении между зондом и подложкой (изделие) 5 В и зазоре 0,5 нм возникают электрические поля 108 В/см, при которых возможны плотности токов электронной эмиссии до 108 А/см2:
где ϕ - работа выхода электрона из электрода. Пучок электронов может вызвать на подложке локальный разогрев с повышением температуры по радиусу r вдоль поверхности:
где U - напряжение, приложенное к электродам, I - туннельный ток, k - коэффициент термической проводимости подложки, l - длина рассеяния электронов в подложке.
Электростатическое поле порождает нормальное к поверхности электродов механическое напряжение:
где ε - диэлектрическая проницаемость среды между электродами. Это поле достаточно для локальных деформаций поверхности.
С помощью сильного электрического поля в межэлектродном зазоре возможна поляризация молекул среды и их перестройка (изменяются физико-химические свойства).
С помощью иглы-зонда возможно прямое механическое воздействие на подложку. Тогда при превышении порога пластической деформации подложки при локальном царапаний или постукивании зондом возможна ее необратимая механическая деформация (изменяется рельеф).
Итак, основными факторами, определяющими процессы воздействия на изделие, приводящие к возникновению на его поверхности локальных модификаций или наномаркирующих знаков, являются:
- локальные электрические поля, сравнимые с внутримолекулярными и атомными;
- сверхбольшие плотности токов и их электродинамическое воздействие;
- сверхплотные локальные потоки тепла, вызванные протекающими токами;
- локальные механические деформации.
В соответствии с видами локального взаимодействия СЗМ зонда с поверхностью выделяются следующие виды зондовой литографии:
- литография с использованием сканирующих туннельных микроскопов (СТМ литография);
- анодно-окислительная литография с использованием атомно-силовых микроскопов (АСМ анодно-окислительная литография);
- силовая литография с использованием атомно-силовых микроскопов (АСМ силовая литография).
Наиболее простой способ модификации поверхности с помощью СТМ заключается в непосредственном контактном воздействии СТМ зонда на поверхность. Это приводит к появлению ямки на поверхности изделия, но при этом может повреждаться и сам зонд. Более щадящий способ воздействия на поверхность заключается в подаче на изделие импульса тока высокой плотности или электрического поля высокой напряженности. Поверхность изделия под зондом при этом может расплавляться и даже частично испаряться.
При использовании АСМ анодно-окислительной литографии изменяется не только рельеф изделия, но и локальные электрофизические свойства его поверхности. Например, при подаче напряжения на проводящий АСМ зонд на поверхности изделия может начаться электрохимический процесс, и металлический слой под зондом начнет окисляться. Зонд и поверхность материала покрыты тонким слоем абсорбированной воды. Процесс производится на воздухе. Когда зонд приближается достаточно близко к поверхности изделия, абсорбированные слои соприкасаются и вследствие капиллярного эффекта между острием и изделием возникает водяная перемычка. Таким образом, при подаче напряжения возникает электрохимическая реакция между зондом и поверхностью изделия в водной среде и непосредственно под острием начнет расти оксидный слой.
Наномодификация поверхности не ограничивается только формированием точек. Используя соответствующее программное обеспечение, можно организовать перемещение зонда вдоль заданных векторов и формировать линии и более сложные объекты. Такой способ построения изображения называется векторной литографией.
Для более сложных рисунков применяется растровая литография, которая осуществляется в процессе сканирования поверхности. То есть зонд проходит по всем точкам выбранной области сканирования, а не только по точкам и линиям, соответствующим рисунку шаблона, как в векторной литографии. В качестве шаблона в растровой литографии служит заранее загружаемый графический файл. Разница между наибольшим и наименьшим возможным напряжением на изделии делится пропорционально в соответствии с наибольшим и наименьшим значениями яркости на исходном изображении. При этом будет меняться высота анодного оксидного слоя на поверхности изделия, формируя на ней топографический контраст.
При выполнении АСМ силовой литографии осуществляется непосредственное механическое воздействие остроконечным зондом на поверхность изделия. При этом давление кончика зонда на поверхность достаточно велико, чтобы вызвать локальную пластическую деформацию (модификацию) поверхности подложки (изделия), но не ее качественное преобразование. Воздействие зонда на поверхность изделия производится двумя способами - статическим воздействием (наногравировка) и динамическим воздействием (наночеканка), когда зонд колеблется.
При выполнении наногравировки с использованием статического воздействия зонд микроскопа перемещается по поверхности подложки с достаточно большой силой прижима, так что на подложке формируется рисунок в виде углублений. Такая методика использует принцип вспашки: материал извлекается из изделия вполне определенным образом, оставляя канавки с характерным сечением, определяемым формой кончика зонда.
Такая технология достаточно проста и дешева, однако у нее есть определенные недостатки. При формировании канавки статическим воздействием возможны случайные торсионные изгибы зонда, которые приводят к краевым неоднородностям рисунка. Кроме того, при работе с твердыми поверхностями этот метод приводит к быстрому разрушению зонда.
С использованием динамической силовой литографии (наночеканки) модификация поверхности происходит за счет формирования углублений на поверхности изделия колеблющимся зондом, при этом используется прерывисто-контактный метод сканирования. Такой метод нанолитографии свободен от торсионных искажений и позволяет производить визуализацию сформированного рисунка без серьезного воздействия на поверхность подложки или нанесенного слоя. Кратковременное «укалывание» поверхности также защищает зонд от быстрого разрушения.
Пример конкретного выполнения
Для подтверждения возможности использования зондовых нанотехнологий для нанесения защитных маркировок на изделия массового производства был проведен ряд экспериментальных работ. Основной целью проводимых экспериментов являлось разработка методики нанесения и выявления наномаркирующих знаков на твердотельных поверхностях различной химической природы, обладающих различной твердостью.
В качестве маркирующего и считывающего устройства использовался сканирующий зондовый микроскоп NanoEducator. Нанесение изображения на поверхность выполнялось в режиме динамической силовой литографии растровым способом путем сканирования определенного участка и воздействия на изделие в заданных точках с силой, зависящей от яркости соответствующих пикселей изображения-шаблона. Использовался прерывисто-контактный метод сканирования графического изображения bmp-файла колеблющимся зондом с радиусом острия зонда порядка 70 нм высокой механической жесткости. Выявление (идентификация) нанесенного нанолитографического изображения осуществлялось путем сканирования установленной области (зафиксированной с помощью реперных точек и заранее определенного числа максимальных полей сканирования относительно заданной реперной точки, отсчитываемой от точки начала координат) на поверхности изделия.
В качестве маркируемых объектов были выбраны некоторые модели устройств индикации вмешательства (УИВ) отечественного производства и компакт-диски, которые представляют повышенный интерес со стороны криминальных структур. Первые из них часто подделываются путем изменения маркировки с целью повторной установки после несанкционированного проникновения в охраняемый объект. Защитная маркировка компакт-дисков является практически единственным средством борьбы с «пиратством», производством контрафактной продукции и поэтому она также часто подделывается.
Выбранные модели УИВ имели полимерные корпуса, на поверхности которых была нанесена заводская маркировка, нанесенная термотиснением, содержащая логотип, год выпуска и порядковый номер устройства. Для локализации участка наномаркировки был выбран один из углубленных точечных участков термотиснения диаметром около 0, 5 мм. Нанесенная таким образом наномаркировка не повреждается при установке УИВ и достаточно хорошо защищена при естественных механических эксплуатационных воздействиях.
Для нанесения наномаркировки на компакт-диск его поверхность специально подготавливалась, для чего на определенном участке удалялось защитное покрытие. Глубина формируемого изображения выбиралась несколько большей, что позволяет защитить маркировку от случайных воздействий при работе с компакт-диском. До начала сканирования алмазной пирамидкой твердомера диаметром 60 мкм на выбранном участке был нанесен ряд реперных точек, которые могли быть визуализированы с помощью оптического микроскопа. Одна из точек выбиралась за начало координат. Затем, отсчитав от заданной относительно начала координат реперной точки выбранное заранее количество максимальных полей сканирования, была нанесена наномаркировка.
Наличие реперных точек и углубленных участков, полученных при других видах маркирования, позволяет достаточно просто выявлять наномаркировки, если известны пути их поиска. Однако при засекречивании этой информации выявление места локализации наномаркировочных знаков невозможно, что и обеспечивает стопроцентную защиту наномаркировок от подделок и стопроцентную верификацию изделий.
В таблице представлены параметры воздействий на образцы различного химического состава в режиме силовой динамической нанолитографии, приводящие к наиболее оптимальным результатам.
| Материал образца | Глубина воздействия на образец (Action), nm | Время воздействия на образец (Time Action), mcs |
| Алюминий (фиг.1) | 700 | 60 |
| Оптоволокно (фиг.2) | 500 | 20 |
| Медь (фиг.3) | 1000 | 40 |
| CD диск (фиг.4) | 1300 | 40 |
Таким образом, доказана возможность применение СЗМ нанотехнологий для нанесения защитных маркировок на изделия массового производства. Целесообразность наномаркирования как высокотехнологичной операции должна быть обоснована в каждом конкретном случае. Наномаркировка представляет собой уникальное на сегодняшний день средство защиты от фальсификаций некоторых категорий изделий массового производства.
Следует отметить, что защитные свойства перечисленных выше наномаркировок определяются их миниатюрными размерами, которые обеспечивают возможность скрытности нанесения. Кроме того, считывание информации, например, с целью подделки такой маркировки невозможно с помощью оптических устройств, таких как микроскопы или сканеры. Этому препятствуют как малые размеры дискретных маркерных знаков, так и слабая контрастность изображения в оптическом диапазоне. Полное содержание наномаркировки может быть воспроизведено только с применением специально предназначенных для этого сканирующих зондовых микроскопов. Но даже знание места локализации нужной наномаркировки на изделии с точностью до 1 мм2 не приводит к возможности ее выявления, так как на этой площади имеется в среднем 105 - 106 участков, где она могла бы располагаться. Зондовая сканирующая микроскопия, применяемая в предлагаемом способе для выявления наномаркировки, исключает проблему испарения материала с поверхности изделия. Ошибка зондовой микроскопии при выявлении наномаркировки стремится к нулю при определении места ее локализации путем сканирования зондом с использованием принципа обратной связи - основного принципа СЗМ.
Claims (7)
1. Способ нанесения наномаркировки на изделия, включающий нанесение наномаркировки путем локальной модификации поверхности изделия методом сканирующей микроскопии с возможностью ее последующего выявления, отличающийся тем, что для нанесения наномаркировки подготавливают участок поверхности изделия с высокой чистотой обработки, задают на нем реперные точки, включая реперную точку начала координат, положение которой фиксируют, после чего наносят наномаркировку в виде заданных знаков с нанометровым уровнем пространственного разрешения, нанесение осуществляют методом сканирующей зондовой микроскопии в литографическом режиме работы микроскопа, выявление наномаркировки осуществляют методом сканирующей зондовой микроскопии в измерительном режиме работы микроскопа, при этом для выявления наномаркировки заранее задают также количество максимальных полей сканирования относительно заданной реперной точки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготавливают изображение-шаблон наномаркировки, модификацию поверхности осуществляют в режиме динамической силовой литографии растровым способом путем сканирования выбранного участка и воздействия на изделие в заданных точках с силой, зависящей от яркости соответствующих пикселей изображения-шаблона.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что модификацию поверхности осуществляют путем изменения рельефа участка поверхности изделия.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что модификацию поверхности осуществляют путем изменения физико-химических свойств участка поверхности изделия.
5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что модификацию поверхности осуществляют методом анодно-окислительной литографии атомным сканирующим микроскопом.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что модификацию поверхности осуществляют методом векторной или растровой литографии.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что наномаркировка наносится в сочетании с другими видами маркировок.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110538/09A RU2365989C1 (ru) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Способ нанесения наномаркировок на изделия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110538/09A RU2365989C1 (ru) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Способ нанесения наномаркировок на изделия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2365989C1 true RU2365989C1 (ru) | 2009-08-27 |
Family
ID=41150000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008110538/09A RU2365989C1 (ru) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Способ нанесения наномаркировок на изделия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2365989C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2459251C2 (ru) * | 2010-09-15 | 2012-08-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Способ выделения локальных объектов на цифровых изображениях поверхности |
| MD4151C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2012-09-30 | ШКИЛЁВ Думитру | Способ нанесения индивидуальной идентификационной метки и индивидуальная идентификационная метка |
| MD4162C1 (ru) * | 2011-01-03 | 2012-10-31 | Владимир ШКИЛЁВ | Способ изготовления идентификационных меток |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0927750A1 (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-07 | Sicpa Holding S.A. | Use of inorganic particles and method for marking and identifying a substrate or an article |
| US6166385A (en) * | 1995-09-19 | 2000-12-26 | Cornell Research Foundation, Inc. | Multi-photon laser microscopy |
| RU2316049C1 (ru) * | 2006-04-11 | 2008-01-27 | Закрытое акционерное общество "Энергет и Ко" | Способ маркировки изделий |
-
2008
- 2008-03-21 RU RU2008110538/09A patent/RU2365989C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166385A (en) * | 1995-09-19 | 2000-12-26 | Cornell Research Foundation, Inc. | Multi-photon laser microscopy |
| US6344653B1 (en) * | 1995-09-19 | 2002-02-05 | Watt W. Webb | Multi-photon laser microscopy |
| EP0927750A1 (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-07 | Sicpa Holding S.A. | Use of inorganic particles and method for marking and identifying a substrate or an article |
| RU2222829C2 (ru) * | 1997-12-29 | 2004-01-27 | Сикпа Холдинг С.А. | Использование неорганических частиц и способ маркировки и идентификации субстрата или изделия |
| RU2316049C1 (ru) * | 2006-04-11 | 2008-01-27 | Закрытое акционерное общество "Энергет и Ко" | Способ маркировки изделий |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4151C1 (ru) * | 2010-01-19 | 2012-09-30 | ШКИЛЁВ Думитру | Способ нанесения индивидуальной идентификационной метки и индивидуальная идентификационная метка |
| RU2459251C2 (ru) * | 2010-09-15 | 2012-08-20 | Закрытое Акционерное Общество "Нанотехнология Мдт" | Способ выделения локальных объектов на цифровых изображениях поверхности |
| MD4162C1 (ru) * | 2011-01-03 | 2012-10-31 | Владимир ШКИЛЁВ | Способ изготовления идентификационных меток |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Veerman et al. | Single molecule mapping of the optical field distribution of probes for near‐field microscopy | |
| JP3665282B2 (ja) | 物品の承認システムおよび承認方法 | |
| CN106457610B (zh) | 标记固态材料的方法和根据该方法标记的固态材料 | |
| EP1908044B1 (en) | Unique label for identification or security system | |
| RU2365989C1 (ru) | Способ нанесения наномаркировок на изделия | |
| WO2013149933A2 (de) | Verfahren und system zur authentifizierung und identifizierung von objekten | |
| Hoveida et al. | Terahertz-readable laser engraved marks as a novel solution for product traceability | |
| Ha et al. | Fast and direct engraving of iridescent lettering on original product surface using laser interference to prevent counterfeiting | |
| WO2012128659A1 (ru) | Способ маркировки объекта с целью его идентификации | |
| US20110031213A1 (en) | Method for Marking Valuable Articles | |
| US10002483B2 (en) | Method of forming and visualizing latent image | |
| US11040564B2 (en) | Method for forming and detecting security elements on the surface of a component or in a component, and system for detecting said security element | |
| Colniță et al. | High-throughput fabrication of anti-counterfeiting nanopillar-based quick response (QR) codes using nanoimprint lithography | |
| JP7698627B2 (ja) | 偽造防止オブジェクト | |
| JP2015052839A (ja) | 電子透かしコードを付与した情報記録体 | |
| EP2053537B1 (en) | Method for producing and visualising an optically hidden mark | |
| WO2007129355A1 (en) | Device and method for obtaining a substrate structured on micrometric or nanometric scale | |
| RU2568821C1 (ru) | Способ оптической маркировки изделия | |
| JP5255986B2 (ja) | パターンドメディアの検査方法及び検査装置 | |
| EP2930662B1 (de) | Strichcodeträgerpartikel, herstellung und verwendung | |
| CN102549597B (zh) | 作为安全特征的激光标记 | |
| JP4396345B2 (ja) | パルスレーザーによる材料表面加工方法、情報担体および識別情報 | |
| US20250045542A1 (en) | Terahertz-readable laser implemented marks | |
| TWI576255B (zh) | 防僞標記的製作方法、檢測方法及其應用之防僞用具 | |
| Dudzińska et al. | A study on technological properties of metallic surfaces marked with Data Matrix codes with laser technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100322 |