Маркировка

Для идентификации продукции, нанесения на изделия соответствующей информации, а также с целью предотвращения хищений готовой продукции нужно осущест­влять маркировку изделий. Обычно для этих целей используют трафаретную печать, клеймение, механическую или ручную гравировку, травление и пескоструйную обработку. В ряде слу­чаев требования к созданию длительно сохраняющейся марки­ровки находятся на пределе возможностей существующих ме­тодов.

Новый простой метод маркировки изделий основан на при­менении лазеров. Как правило, лазеры, необходимые для мар­кировки готовой продукции, значительно дороже обычно при­меняемых для этой цели устройств (например, стальных штам­пов). Поэтому к лазерной маркировке следует прибегать лишь в тех случаях, когда требования к маркировке не могут быть достаточно хорошо выполнены обычными методами. Такая си­туация возникает в тех случаях, когда изделия имеют малые размеры или очень хрупки, а также при необходимости обес­печить высокую скорость маркировки.

Предложены два метода маркировки изделий с помощью лазеров. Первый метод заключается в сканировании сфокуси­рованного лазерного пучка по поверхности изделия, модуляции его интенсивности для испарения части материала в заранее намеченных местах и осуществления таким образом требуемой маркировки. Часто метка представляет собой комбинацию алфавитно-цифровых знаков. Второй метод, получивший название «микрообработки меток», заключается в одновременном форми­ровании всей метки целиком путем обработки поверхности мощным сфокусированным пучком лазерного излучения, кото­рому заранее придана желаемая форма.

Рис. 4.Схема метода микрообработки меток.

Метод, основанный на сканировании, используется для на­несения идентификационных меток на изделиях типа кристал­лов кремния или нанесения информации на клавиатуру и т.п.. Мощный лазерный пучок фокусируется на поверхности изделия, скани­руется по заданному контуру, а его интенсивность увеличива­ется в тех местах, где требуется сделать метку. Знаки метки формируются в виде совокупности точек или непрерывных линий. Для ука­занных целей часто используется лазер на АИГ с неодимом; его излучение обычно хорошо поглощается материалом марки­руемого изделия и, кроме того, его можно получить в виде коротких импульсов с высокой пиковой мощностью, достаточ­ной для испарения материала с поверхности Качество нанесения знаков на клавиатуру с помощью лазерной маркировки очень высокое. Кроме того, лазерная маркировка клавиатуры может производиться уже на заключительных этапах их изготовления.

Метод микрообработки меток позволяет наносить сложные знаки с помощью всего лишь одного лазерного импульса. Соот­ветствующая схема показана на рис. 4. Оптическая схема такой системы аналогична схеме диапроектора. На пути лазер­ного пучка помещается маска, соответствующая требуемому знаку. При помощи линзы на поверхности образца формируется изображение этой маски. При достаточно высокой мощности лазерного излучения происходит испарение материала с осве­щенного участка поверхности и на поверхности остается отпе­чаток изображения маски.

Одна из основных тенденций в заключается в том, чтобы нанести с помощью одного импульса лазерного излучения метку с максимально большой площадью. Естественно, что для этой цели необходимы высокие импульс­ные мощности лазерного излучения. Наиболее легко маркиру­ются органические материалы. Исследовалась также возможность маркировки бумаги и деревянных изделий. Чаще всего для указанных целей применяется СО₂-лазер, излучение кото­рого хорошо поглощается органическими материалами.

СО₂-лазер ТЕА-типа с разумными выходной мощностью и габаритами позволяет наносить на типичный упаковочный ма­териал метку площадью ~ 1 см², которая достаточна для ука­зания даты или идентификационного знака партии изделий.

Увеличение быстродействия и разрешающей способности современных сканирующих устройств управляемых от ПК и изменяющих мощность лазерного излучения в процессе гравировки, позволяет «рисовать лазерным лучом» картины с оттенками серого или формировать 3-D изображения.