СПОСОБ ЗАПИСИ СКРЫТОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК G11B7/24 

Изобретение относится к способам записи информации с помощью оптических средств, а именно к ее сохранению на материальном носителе с использованием теплового луча оптического излучения, и может быть использовано, например, в микроэлектронике для кодирования и защиты продукции.

Из уровня техники известен способ модификации поверхности твердого тела (RU 2151444 C1, МПК H01L 21/26, G09C 5/00, опубл. 20.06.2000), заключающийся в гидрофобизации поверхности обработкой потоком заряженных частиц, при этом участки поверхности, не подлежащие модификации, маскируют, а дозу обработки потоком заряженных частиц устанавливают из условия визуальной неразличимости обработанных и маскированных участков поверхности в обычных условиях.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса для его осуществления, требующего применения вакуумной электронно-лучевой установки для нанесения изображения на поверхность твердого тела.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, признан способ применения устройства для записи-считывания информации в многослойном оптическом диске (RU 24141012 C1, МПК G11B 7/00, опубл. 10.03.2011), заключающийся в том, что упомянутый диск с помощью системы позиционирования устанавливают в положение, необходимое для проведения записи или считывания информации. В режиме записи излучение источника на длине волны λ₁ через спектроделитель направляют на фокусирующую систему, положение которой устанавливают средствами позиционирования. Указанные средства обеспечивают позиционирование областей фокусировки светового пучка на длине волны λ₁ внутри многослойного оптического диска и юстировку фокусирующей системы с целью компенсации возникающей сферической аберрации. Запись информации осуществляют путем изменения оптических свойств фотохромного материала в выбранном для записи фотохромном слое.

Недостатком известного способа записи изображения является его низкая надежность, обусловленная необходимостью применения в осуществлении способа многослойного оптического диска, образованного чередующимися слоями поликарбоната. Любое механическое повреждение диска вызовет искажение записанной на него информации, кроме того изготовление самого диска является самостоятельной сложной технической задачей.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение технологичности способа записи скрытого изображения.

Указанная техническая задача решена тем, что способ включает в себя нанесение на подложку тонкопленочного покрытия, установку положения источника излучения относительно подложки с помощью системы позиционирования, направление источника излучения через фокусирующую систему и тепловое воздействие на упомянутую подложку. При этом способ отличает от известных то, что подложку изготавливают из керамической пластины, тонкопленочное покрытие выполняют на основе серебро-палладиевого соединения и оксида палладия, а тепловое воздействие на подложку осуществляют в водородосодержащей среде.

В качестве источника излучения целесообразно применить лазер, а в качестве системы позиционирования - двухкоординатный стол, управляемый микропроцессорной системой.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытыми выше признаками способа, является повышение его технологичности за счет упрощения процесса нанесения изображения с одновременным повышением надежности записи информации.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана возможная конструкция системы позиционирования; на фиг. 2 приведена упрощенная структурная схема микропроцессорной системы; на фиг. 3 - пример детектирования точки, нанесенной на подложку.

Способ осуществляется с помощью системы позиционирования, над которой расположен источник излучения. Система содержит основание с установленными на нем продольной и поперечной каретками 1 и 2, снабженными поводковыми штырями 3, каждая из которых закреплена на кольцевом ремне 4 ременной передачи, включающей в себя блок 5, закрепленный на оси, шкив 6, закрепленный на валу шагового двигателя (на фигурах условно не показан) и расположенный между ними упомянутый кольцевой ремень 4. На поводковых штырях 3, подвижно в продольном и поперечном направлениях, установлен столик, в боковых стенках которого выполнены взаимно перпендикулярные сквозные отверстия 7, совмещенные с упомянутыми штырями.

Для управления системой позиционирования применяется микропроцессорная система, включающая в себя микроконтроллер 8, например AVR ATMega128L, содержащий RISC-микропроцессор 9 с регистрами общего назначения и встроенной памятью данных, подключенный к FLAH-памяти программ 10, соединенный общей шиной с пятью универсальными двунаправленными портами ввода-вывода 11, 12, 13, 14 и 15, аналого-цифровым преобразователем 16, блоком энергонезависимой памяти 17 и универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком 18. Измерительный вход 19 микропроцессорной системы подключен к аналого-цифровому преобразователю 16, порт 11 подключен к системе управления источником излучения, порты 12 и 13 подключены к драйверам шаговых двигателей, к порту 14 подключен блок индикации 20, выполненный на основе TFT-дисплея, а к порту 15 подключен блок ввода данных 21, выполненный на основе кнопочной клавиатуры.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно на керамическую подложку наносят тонкопленочное покрытие, например с помощью метода шелкографии, в виде серебро-палладиевой (Ag-Pd) пленки, проявляющей полупроводниковые свойства. Подложку размещают на столике, закрепляют на ней датчик, выполненный в виде двух электродов, подключенных к измерительному входу 19 микропроцессорной системы, затем с помощью системы позиционирования источник излучения, в качестве которого целесообразно использовать лазер, позиционируют относительно подложки, при этом требуемое положение столика устанавливают, управляя продольным и поперечным шаговыми двигателями. Для этого с помощью блока ввода данных 21 вводят координаты точки, на которую будет сфокусирован источник излучения, далее микропроцессор 9, реализуя алгоритм бегущей единицы на основе управляющей программы, записанной во FLASH-памяти программ 10, выдает сигналы на порты ввода-вывода 12, 13 и далее на подключенные к ним драйверы шаговых двигателей, силовые выходы которых подключены непосредственно к самим двигателям. Контролируют положение столика с помощью блока индикации 20, отображающего его координаты его текущего положения. После окончания процесса позиционирования источник излучения фокусируют с помощью фокусирующей системы и с помощью двунаправленного порта ввода-вывода 11 подают управляющий сигнал на систему управления источником излучения, включая последний, воздействуя тем самым на поверхность подложки, при этом обработка осуществляется в водородосодержащей среде.

Фокусированный луч оказывает местное тепловое воздействие на материал пленки, в результате чего входящий в состав пленки оксид палладия PdO восстанавливается под действием водорода, содержащегося в окружающей пленку среде, до металлического палладия Pd, а поверхность пленки в месте облучения приобретает металлическую проводимость. Тем самым на поверхности пленки создается невидимая точка с отличной от остальной пленки проводимостью. Для считывания информации (изображения) проводят сканирование тонкопленочного покрытия с одновременным измерением сигнала, выполняемым с помощью электродов, подключенных к измерительному входу 19 микропроцессорной системы. Полученные данные могут быть сохранены в энергонезависимой памяти 17 или переданы на персональный компьютер с целью их дальнейшей обработки с помощью универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика 18.

Пример осуществления способа.

Способ записи изображения осуществлен на пленке, сформированной на керамической подложке. На поверхность подложки методом шелкографии наносится паста, в которую входят компоненты в следующем соотношении: Ag₂O - 19,7%, Pd - 25,3%, стекло С-660а - 55%, которая в дальнейшем проходит высокотемпературную обработку при температуре более 600°C. Полученную пленку на подложке помещают на столик и подключают к ней датчик, выполненный в виде двух электродов. В качестве источника излучения используют лазер, при этом мощность лазерного излучения выбирают из условия отсутствия визуальных изменений на поверхности пленки после воздействия на нее лазером. Для создания контакта пленки с водородосодержащей средой, подложка с нанесенной пленкой помещается в кювету с водородом, имеющую оптическое окно для прохождения лазерного излучения. Альтернативным способом контакта пленки с водородом может быть поддув последнего непосредственно в зону контакта лазерного излучения с подложкой. Запись информации осуществляют путем модификации поверхности пленки. При этом в месте лазерного воздействия происходит локальное изменение проводимости материала пленки. Считывание записанной информации производят путем регистрации электрического сигнала, снимаемого с подключенных к пленке электродов, при одновременном лазерном сканировании поверхности. Считывание производится лазерным излучением меньшей мощности (в сравнении с записью). На границе обработанного и необработанного участков пленки происходит резкое изменение уровня электрического сигнала (фиг. 3), которое характеризует размер изображения. В настоящем примере на основе анализа пика судят о том, что на подложке была сформирована полоса шириной 80 мкм, образованная восстановленным палладием.

Изобретение относится к способам записи информации с помощью оптических средств и может быть использовано в микроэлектронике для кодирования и защиты продукции. Способ включает в себя нанесение на подложку тонкопленочного покрытия, установку положения источника излучения относительно подложки с помощью системы позиционирования, направление источника излучения через фокусирующую систему и тепловое воздействие на упомянутую подложку. При этом подложка изготовлена из керамической пластины, тонкопленочное покрытие выполнено на основе серебро-палладиевого соединения и оксида палладия, а тепловое воздействие на подложку осуществляют в водородосодержащей среде. Технический результат - упрощение процесса нанесения изображения с одновременным повышением надежности записи информации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ записи скрытого изображения, включающий нанесение на подложку тонкопленочного покрытия, установку заданного положения подложки относительно источника излучения с помощью системы позиционирования, направление источника излучения через фокусирующую систему и воздействие тепловым излучением источника на упомянутую подложку, отличающийся тем, что подложку изготавливают из керамической пластины, тонкопленочное покрытие выполняют на основе серебро-палладиевого соединения и оксида палладия, а тепловое воздействие на подложку осуществляют в водородосодержащей среде.

2. Способ записи скрытого изображения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника излучения применяют лазер.

3. Способ записи скрытого изображения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве системы позиционирования применяют двухкоординатный стол, управляемый микропроцессорной системой.