РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ СО СКРЫТОЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ МЕТКОЙ ИЗ РАДИОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА

Настоящая полезная модель относится к области радиотехники, а именно к изделиям со скрытыми метками, наносимыми на радиоэлектронные модули, например, регистрационные метки, контрольные рисунки и т.п. для маркировки и последующей идентификации корпусированных радиоэлектронных модулей в любой период их жизненного цикла.
В настоящее время ввиду неугасающих темпов роста количества контрафактной продукции, все более востребованы методы контроля собственной продукции и выявления контрафакта. Такие методы дают возможность установить оригинальность изделий, например, перед их целевым использованием, что, безусловно, повысит доверие к надежности функционирования как самого радиоизделия, так и всей комплектующейся радиоизделием системы. Существует множество устройств с введенными метками, считываемыми различными способами. Так в криминалистике используются метки на основе радиоактивных изотопов, такой подход малопригоден для применения в радиотехнике, в связи с пагубным влиянием радиационного излучения на полупроводниковые компоненты радиотехнического узла (модуля).
Также в качестве меток используются химические добавки в составе материала корпуса или в составе краски маркировки, которые могут быть выявлены рентгеновским микроанализом на сканирующем электронном микроскопе, однако такой способ выявления требует дорогостоящего высоковакуумного оборудования и длительных сроков исследования, что является его недостатком [1, 2].
Нередко используется лазерная маркировка, которая может быть нанесена как на внешней стороне корпуса, так и внутри корпуса радиотехнических изделий. Недостатком лазерной метки снаружи корпуса является ее низкая защищенность от копирования или имитации, а лазерной метки внутри корпуса - то обстоятельство, что для подтверждения подлинности изделие требуется вскрыть (разобрать), нарушив пломбы; более того оба исполнения лазерных меток легко поддаются подделке при наличии установки лазерной гравировки.
Также в сфере идентификации широко распространены RFID-метки. Такие метки исполняются в виде отдельных устройств, что вносит дополнительную избыточность в сложный радиотехнический узел. Недостатком RFID-меток является то, что считывание радиометки, находящейся в составе устройства, внутри металлического корпуса может быть затруднено, либо вовсе невозможным. При поверхностном монтаже такая метка может быть несанкционировано удалена.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является техническое решение, рассмотренное в патенте RU №111716 [3], в котором описано применение в маркировке корпуса полупроводникового прибора, включающего корпус с кристаллом интегральной схемы, краски с поликристаллической добавкой. Такая добавка характерным образом вносит изменения в спектр рентгеновской дифракции и электронографии, определяя (составляя) уникальность спектра, которая и является идентификационным признаком изделия, по которому устанавливается принадлежность полупроводникового прибора, подвергающегося исследованию методами рентгеновской дифракции или электронографии, к группам полупроводниковых приборов, содержащих или не содержащих поликристаллическую добавку (наполнитель) в составе краски, маркирующей корпус. Данному техническому решению присущи три основных недостатка: во-первых, достаточно дорогостоящее громоздкое оборудование, требующее определенной защиты персонала от рентгеновского излучения, во-вторых, сравнительно долгие сроки получения спектра дифракции, около 2-3 минут на одно радиоизделие, в-третьих, риск активировать защитный сенсор в приборе, фиксирующий факт такого высокоэнергетического исследования и осуществляющий соответствующее запрограммированное противодействие самому исследовательскому процессу [4, 5].
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение недостатков прототипа, а именно - обеспечение считывания скрытых меток корпусированного радиоизделия быстрым низкоэнергетическим методом, не требующим столь дорогого оборудования как в прототипе, сокращающего время идентификации устройства до нескольких секунд без риска активации защитных сенсоров, реагирующих на высокоэнергетическое рентгеновское облучение. Данная задача решается за счет того, что радиоэлектронный модуль со скрытой поликристаллической меткой из радиопоглощающего материала, имеющий, по меньшей мере, два вывода, один для подачи входного электрического сигнала, другой для снятия выходного, отличающийся тем, что упомянутая метка помещается внутрь корпуса в виде вставки из радиопоглощающего материала (например - графита), причем, занимает не менее 1% объема корпуса; упомянутая метка вносит свой характерный вклад в искажение проходящего через изделие сигнала согласно своим физическим, геометрическим и объемным свойствам образуя, таким образом, своего рода частотный идентификатор, причем, условием подлинности радиоэлектронного модуля является совпадение измеренной АЧХ изделия с АЧХ, измеренной и паспортизированной на стадии изготовления упомянутого изделия (радиопортрет изделия).
Зависимость S-характеристик проходящего через изделие, как через четырехполюсник, сигнала определяется как внутренней геометрией корпуса прибора, так и условиями отражения сигнала (электромагнитного поля) от внутренних поверхностей прибора (в частности от печатной платы и ее компонентов). Изменяя эффективную геометрию внутреннего объема прибора за счет изменения условий распространения и/или отражения сигнала можно менять частотную характеристику прибора, которая будет характеризовать сам прибор и которая изменится при внесении изменений внутрь корпуса при внедрении посторонних узлов или искажения геометрии схемы прибора в процессе обратного проектирования. Техническим решением является введение внутрь корпуса метки из радиопоглощающего материала (например, в виде вставки из графита), занимающей не менее 1% объема корпуса. Таким образом, внесение предопределенной вышеуказанными условиями метки позволяет осуществить дополнительную скрытную маркировку прибора. Информационная емкость такой системы (число возможных различных меток и, соответственно, различных радиопортретов) определяется точностью идентификации (измерения) амплитудно-частотной характеристики. Поэтому область применения такой маркировки ограничивается скорее качественной, а не количественной проверкой, то есть такой метод целесообразно применять к партии приборов или к отдельным приборам при мелкосерийном производстве.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность быстрой (до нескольких секунд, что намного быстрее метода рентгеновской дифракции) низкоэнергетической (без риска активации защитных сенсоров, реагирующих на высокоэнергетическое рентгеновское облучение) неразрушающей (сохраняются целостность, все пломбировочные элементы изделий, на основании которых определяется гарантия партии заводом-изготовителем) идентификации радиоэлектронного модуля, определения его принадлежности к маркированной партии и, как следствие, установление факта подлинности исследуемой партии и подлинности изделий. При этом данное техническое решение позиционируется как идентификация первого уровня (экспресс идентификация), которая проводится путем контрольного измерения радиопортрета и сравнения его с радиопортретом, паспортизированным при выпуске радиоэлектронного модуля на заводе-изготовителе, на стадии выходного контроля параметров. Дополнительный технический эффект может быть достигнут при проведении экспертного контроля радиоэлектронного модуля, осуществляемого при вскрытии корпуса. Эффект достигается при идентификации поликристаллического материала метки методом рентгеновской дифракции.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - внешний вид скрытой радиопоглощающей метки в виде четырех графитовых стержней, прикрепленных к внутренней стороне крышки корпуса помечаемого радиоизделия.
На фиг. 2 - вариант подключения измерительного прибора для считывания радиопортрета радиоэлектронного модуля со скрытой поликристаллической меткой из радиопоглощающего материала.
На фиг. 3 - графики амплитудно-частотных характеристик корпусированного радиоизделия с внедренной скрытой радиопоглощающей меткой и без нее, кривая 1 - АЧХ помеченного усилителя, кривая 2 - АЧХ усилителя без метки.
Радиоэлектронный модуль со скрытой поликристаллической меткой из радиопоглощающего материала в виде вставки из графита (2 на фиг. 2, фиг. 1) с двумя выводами (5, 6 на фиг. 2) для подачи входного и снятия выходного электрических сигналов при объеме метки не меньшем 1% объема корпуса для приемлемой различимости изменений проходящего через радиоизделие (2 на фиг. 2) электрического сигнала (1 на фиг. 3). Возможны различные варианты размещения скрытой поликристаллической метки из радиопоглощающего материала на внутренних поверхностях корпуса полупроводникового прибора.
Работает полезная модель следующим образом, у радиоэлектронного модуля с внедренной скрытой поликристаллической меткой из радиопоглощающего материала (2 на фиг. 2, фиг. 1) на стадии выходного контроля параметров при выпуске радиоизделия на заводе изготовителе векторным анализатором цепей или измерителем АЧХ (1 на фиг. 2), как с четырехполюсника, снимаются (измеряются) проходные S - характеристики (S12 или S21) посредством электрических выводов (5, 6 на фиг. 2) помеченного радиоизделия (2 на фиг. 2), подключенных к портам (3, 4 на фиг. 2) векторного анализатора цепей, с последующим занесением измеренных S - характеристик в паспорт радиоэлектронного модуля с внедренной скрытой поликристаллической меткой из радиопоглощающего материала, контроль которой возможен на всем жизненном цикле изделия путем контрольного измерения S - характеристик и сравнения их с паспортизированными. При этом решение о подлинности радиоэлектронного модуля принимается на основе сравнения АЧХ контролируемого изделия с эталонной АЧХ в паспорте изделия.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Шляхов, А.Р., Давудов, Ф.Э., Сущность криминалистических экспертиз материалов, веществ и изделий из них (КЭМВИ) // Правоведение. - 1983. - №6.
2. Хрусталев В.Н., Митричев B.C., Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них. Изд. «Питер». - 2003.
3. Горбась А.В., Кутырева Т.А. Семенов А.В., Трушина В.Д., Полупроводниковый прибор с системой контроля подлинности // Патент RU №111716, МПК H01L 21/70, зарегистрирован 20.12.2011.
4. Eickhoff Steven J., Lai Amit, Ober Christopher, Ardanuc Serhan, Gund Ved, Ruyack Alex, Camera Katerine - Self-Destructing Chip, EP 2924724 A1, H01L 23/00, F41H 13/00 30.09.2015.
5. Chu Jack О., Fritz Gregory M., Hovel Harold J., Kim Young-Hee, Pfeiffer Dirk, Rodbell Kenneth P., Integrated Circuit Tamper Detection and Response, US Patent US 8861728 B2, H01L 23/576, 380/52, 14.10.2014.