一种在工件上制造微纳米级防伪图文商标的方法技术

本发明专利技术公开了一种在工件上制造微纳米级防伪图文商标的方法，包括：把工件固定在旋转工件台上，表面完整涂上光刻胶；敷上掩模板，该掩模板上带有要形成的防伪图文商标的图案；透过掩模板对光刻胶进行紫外线照射；对光刻胶进行显影和曝光；清洗光刻胶后光刻胶上留下了要形成的防伪图文商标的图案；将工件台装入真空仓，抽取真空；产生等离子体；等离子体经引出、成束、加速、中和形成离子束；利用所述离子束轰击工件，则工件上暴露的部分溅射出金属原子从而形成防伪图文商标，所述离子束的能量为200～1000eV，溅射时间为5分钟至30分钟；将工件取出并清洗光刻胶。本发明专利技术公开的方法能够制造微纳米级防伪图文商标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及离子束刻蚀制造工艺，更具体地说，涉及一种利用离子束刻蚀工艺制造微纳米级防伪图文商标的方法。
技术介绍
随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，不少高档的手表也走进了我们的日常生活。现有的手表大多采用印刷防伪技术，这些防伪工艺缺点明显，很容易被仿造和伪造，许多假冒伪劣的手表进入市场，给消费者带来巨大的困扰；也有一些手表防伪商标采用了激光印刷防伪技术，但由于激光印刷防伪技术的广泛应用和迅速扩散，同时也由于激光印刷防伪技术只能将防伪图“平面”地印刷在标签上，再将防伪标签粘贴在手表的表盘上面或表盖里面，早已被造假者从各个方面攻破，几乎完全失去了防伪的能力。个别奢侈级的名表已经把激光防伪商标直接印在表盘上了，但受激光防伪技术只能做到10微米级精度和只能印刷“平面”图像的限制，也不难被造假“高手”模仿。激光防伪技术包括激光全息图像防伪、加密激光全息图象防伪和激光光刻防伪技术三方面，常用的激光彩虹模压全息图文防伪技术，是应用激光彩虹全息图制版技术和模压复制技术，在产品上制作的一种可视的图文信息。最新的激光全息转移技术已经将激光全息压模、计算机光刻、特种制版、精密电铸粗细化工、高精度剥离等不同学科的多项技术有机结合先制成可转移的全息塑料薄膜，然后再将其转移到纸面上，制成激光全息转移纸，但依然无法超越其只能“平面”防伪的技术限制。近几年将激光防伪技术应用于手表防伪商标及类似产品的专利有：激光彩虹码防伪标识(201020285757.7)、一种采用激光刻蚀制造的复合多功能防伪标识(201110119770.4)、激光全息防伪图标制造方法(201410132053.9)、一种激光成像防伪标签及其制备方法(201510770189.7)以及一种利用激光防伪的多功能智能手表(201520829302.X)等等。当前的防伪技术要实现微纳米级精度还有很大困难。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的实施例公开了一种在工件上制造微纳米级防伪图文商标的方法，包括：把工件固定在旋转工件台上，表面完整涂上光刻胶；敷上掩模板，该掩模板上带有要形成的防伪图文商标的图案；透过掩模板对光刻胶进行紫外线照射；对光刻胶进行显影和曝光；清洗光刻胶后光刻胶上留下了要形成的防伪图文商标的图案；将工件台装入真空仓，抽取真空；产生等离子体；等离子体经引出、成束、加速、中和形成离子束；利用所述离子束轰击工件，则工件上暴露的部分溅射出金属原子从而形成防伪图文商标，所述离子束的能量为200～1000eV，溅射时间为5分钟至30分钟；将工件取出并清洗光刻胶。根据本专利技术的一方面，光刻胶上镂空的部分与防伪图文商标的图案一致。根据本专利技术的一方面，所述工件的材料包括铜、钨、钛、钽、镍、铝、金、银或它们的合金。该工件可以为手表机械组件、微型机械零部件以及奢侈品。如果是手表机械组件，具体可以包括但不限于：表盘、表盘数字、表面、表带、时针、分针或秒针。根据本专利技术的一方面，抽取真空的方法包括：先用机械泵粗抽，再用分子泵细抽，直到真空度达到并且在全过程中保持至少为6×10-3Pa。根据本专利技术的一方面，形成等离子体的方法包括：电磁线圈产生高频高压；阴极钨丝产生辉光放电；通入惰性气体，这些惰性气体在高频高压下电离分解产生等离子体。惰性气体包括：氦、氖、氩、氪或氙。之后，将等离子体经引出、成束、加速和中和形成从而形成离子束。具体地，可以使用使用多孔屏栅将等离子体引出、成束形成为离子束，使用加速栅对离子束加速，可以使用浸没式中和阴极发射电子对离子束进行中和形成中性离子束。本专利技术的实施例采用离子束刻蚀的方法制造微纳米级防伪图文商标，防伪图文商标的精度由光刻胶的尺寸决定。本专利技术的实施例工艺简单、高效，能够实现微纳米级的防伪图文商标的制造，且本专利技术制造的防伪图文商标不易仿制。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1为根据本专利技术的一个实施例在手表表盘上制造防伪图文商标的流程图；图2为根据本专利技术的一个实施例在手表表盘上制造防伪图文商标的各装置示意图；图3为根据本专利技术的一个实施例在手表表盘上涂上光刻胶的示意图；图4为根据本专利技术的一个实施例在光刻胶上敷上掩模板的示意图；图5为根据本专利技术的一个实施例形成的带有防伪图文商标图案的光刻胶的示意图；图6为根据本专利技术的一个实施例采用离子束轰击工件的示意图；图7为根据本专利技术的一个实施例在工件上形成的防伪图文商标的示意图。各标号表示如下：100-真空仓；110-气体电离区；10-气孔；20-电磁线圈；30-阴极钨丝；40-弧形阳极板；50-多孔屏栅；60-加速栅；70-浸没式中和阴极；80-工件；90-工件台；120-等离子体；130-离子束；140-中和区；150-离子束刻蚀区；200-光刻胶；300-掩模板。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。根据本专利技术公开的实施例，公开了一种在工件上制造防伪图文商标的方法，首先将要制造的防伪图文商标的图案转印于光刻胶上，然后通过离子束轰击工件表面进行离子刻蚀，从工件表面暴露的部分上溅射出金属原子从而形成防伪图文商标。这种制造防伪图文商标的方法，能够达到微纳米级的精度，并且工艺简单能够量产，能够应用于广大的工业领域。本专利技术实施例中采用离子束加工(IonBeamMachining，IBM)制造微纳米级防伪图形商标的原理是：在真空条件下利用离子源(离子枪)产生的等离子体经引出、成束、加速、中和形成高能离子束轰击工件表面，按人们设计的图案，使材料变形、破坏、分离以达到加工目的。因为离子带正电荷且质量是电子的千万倍，且加速到较高速度时，具有比电子束大得多的撞击动能，因此，离子束撞击工件将引起变形、分离、破坏等机械作用，而不像电子束是通过热效应进行加工。离子束加工具有超微细结构的加工能力，因离子束流密度和能量可得到精确控制，在较高真空度下进行加工，环境污染少，特别适合加工高纯度的半导体材料及易氧化的金属材料；离子束加工应力小，变形极微小，加工表面质量高，适合于各种材料和低刚度零件的加工。离子束加工的应用范围包括离子束蚀刻、离子束镀膜、离子束溅射沉积和离子束注入等。常规离子束干法刻蚀(IonBeamDryEtching，IBDE)的加工过程是：首先在超净环境中将工件的待加工表面清洗干净，涂上光刻胶，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在工件上制造微纳米级防伪图文商标的方法，包括：把工件固定在旋转工件台上，表面完整涂上光刻胶；敷上掩模板，该掩模板上带有要形成的防伪图文商标的图案；透过掩模板对光刻胶进行紫外线照射；对光刻胶进行显影和曝光；清洗光刻胶后光刻胶上留下了要形成的防伪图文商标的图案；将工件台装入真空仓，抽取真空；产生等离子体；等离子体经引出、成束、加速、中和形成离子束；利用所述离子束轰击工件，则工件上暴露的部分溅射出金属原子从而形成防伪图文商标，所述离子束的能量为200～1000eV，溅射时间为5分钟至30分钟；将工件取出并清洗光刻胶。

【技术特征摘要】
1.一种在工件上制造微纳米级防伪图文商标的方法，包括：把工件固定在旋转工件台上，表面完整涂上光刻胶；敷上掩模板，该掩模板上带有要形成的防伪图文商标的图案；透过掩模板对光刻胶进行紫外线照射；对光刻胶进行显影和曝光；清洗光刻胶后光刻胶上留下了要形成的防伪图文商标的图案；将工件台装入真空仓，抽取真空；产生等离子体；等离子体经引出、成束、加速、中和形成离子束；利用所述离子束轰击工件，则工件上暴露的部分溅射出金属原子从而形成防伪图文商标，所述离子束的能量为200～1000eV，溅射时间为5分钟至30分钟；将工件取出并清洗光刻胶。2.根据权利要求1所述的制造微纳米级防伪图文商标的方法，其中光刻胶上镂空的部分与防伪图文商标的图案一致。3.根据权利要求1所述的制造微纳米级防伪图文商标的方法，其中，所述工件的材料包括铜、钨、钛、钽、镍、铝、金、银或它们的合金。4.根据权利要求1所述的制造微纳米级防伪图文商标的方法，其中，抽取真...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁克明，
申请(专利权)人：北京埃德万斯离子束技术研究所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11