基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签技术

本发明专利技术公开了一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，包括以下步骤：S1：在基底上制备贵金属薄膜图案；S2：通过高温退火使贵金属薄膜失稳裂解至网络状随机分形结构，得到物理特征图像；S3：通过蚀刻技术对贵金属网络状随机分形结构的表面进行粗糙化处理，通过添加拉曼探针分子，获得与物理特征图案相互正交的拉曼光谱图案作为二级防伪标识。本发明专利技术还公开了一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法制备的防伪标签。本发明专利技术采用上述基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签，能够解决现有的防伪标签防伪能力差，稳定性差的问题。定性差的问题。定性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签


[0001]本专利技术涉及防伪标签
，尤其是涉及一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签。

技术介绍

[0002]假冒伪劣商品是市场中长期存在的问题，不仅影响市场的秩序，还影响人们的生命财产安全，开发安全可靠的防伪标签一直是商品市场的一个迫切需求。目前，市场流通的防伪标签多为确定性图案标签，比如二维码、条形码等，但是由于该类图案标签的结构比较单一，因此很容易被仿造，丧失防伪的效果。
[0003]光学PUF(Physical unclonable function)标签，比如基于光散射信号的标签，存在散射高度依赖激光入射角度且单色性的问题，导致编码能力较低，荧光标签具有光稳定性差等问题。且两种光学标签都依赖特殊的光学表征仪器，限制了其应用。基于直接图像获取信息的PUF标签如随机褶皱图案等，不论是可读取性还是编码能力等方面都展现出独特的优势，但是此类标签多为聚合物软材料，其力、热稳定性方面存在一定的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，解决现有的防伪标签防伪能力差，稳定性差的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法制备的防伪标签。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，包括以下步骤：
[0006]S1：在基底上制备贵金属薄膜图案；
[0007]S2：通过高温退火使贵金属薄膜失稳裂解至网络状随机分形结构，得到物理特征图像；
[0008]S3：通过蚀刻技术对贵金属网络状随机分形结构的表面进行粗糙化处理，通过添加拉曼探针分子，获得与物理特征图案相互正交的拉曼光谱图案作为二级防伪标识。
[0009]优选的，所述S1包括以下步骤：
[0010]S11、在清洗过的基底上旋涂光刻胶；
[0011]S12、通过激光直写技术在基底上进行图案化刻写，形成光刻图案；
[0012]S13、对光刻图案进行显影，并在光刻图案上沉积贵金属薄膜；
[0013]S14、对光刻胶进行剥离。
[0014]优选的，所述基底材料为硅、二氧化硅、砷化镓、氧化锌、蓝宝石中的一种。
[0015]优选的，所述贵金属材料为金、银、铂、钯中的一种。
[0016]优选的，所述贵金属薄膜通过磁控溅射、热蒸镀、电子束蒸镀、离子溅射，激光热蒸镀技术中的一种得到。
[0017]优选的，所述贵金属薄膜的厚度为10
‑
200nm。
[0018]优选的，所述退火温度为300
‑
1200℃，退火时间为60
‑
120min。
[0019]优选的，步骤S3中，所述粗糙化处理为等离子体清洗、反应离子束干法刻蚀、化学试剂湿法刻蚀中的一种。
[0020]优选的，还包括S4，在经过粗糙化处理后的物理特征图像表面旋涂聚合物薄膜，形成保护层。
[0021]采用上述基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法制备的防伪标签，至少包含一个物理特征图像。
[0022]本专利技术所述的一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签的优点和积极效果是：
[0023]1、对贵金属薄膜图案进行高温退火处理，退火过程中薄膜边界在张力梯度的作用下由四周向中心随机收缩，得到高度无序的金属网络随机结构作为PUF图案的内部物理特征信息。这个过程类似随机分形的生长过程，使得PUF图案的物理特征本身具备更高、更本质的随机性和不可复制性。
[0024]2、借助表面粗糙化过程，可赋予贵金属网络结构自身表面等离子体共振特性，增强探针分子的拉曼信号强度，获得与标签物理特征信息相互正交的化学光谱信息，实现多维度、多重防伪，可进一步提高信息存储能力和安全等级。
[0025]3、在物理特征图像表面旋涂聚合物薄膜，形成保护层，使标签具备耐磨性，同时贵金属结构本身具有防腐蚀、环境稳定性高的优势。
[0026]4、制备工艺简单可靠，特征尺寸可以通过薄膜厚度灵活可调，图案形状可设计可集成。该标签的编码容量可高达10的百次方量级，且灵活可配置。
[0027]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签实施例1的物理特征图像制备流程示意图；
[0029]图2为本专利技术一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签实施例1的物理特征图像光学显微镜明场、暗场照片和典型的分形结构数学模型；
[0030]图3为本专利技术一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签实施例1的与物理特征图像相互正交的化学光谱图案；
[0031]图4为本专利技术一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签实施例1的同一批次中同一PUF图案之间和不同PUF图案之间相似度测试结果图；
[0032]图5为采用大量单个本专利技术所述的制作方法制备的PUF图案组成的宏观二维码照片。
具体实施方式
[0033]以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0034]图1为本专利技术一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法及防伪标签实施例1的物理特征图像制备流程示意图。如图所示，一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，包括以下步骤：
[0035]S1：在基底上制备贵金属薄膜图案。
[0036]步骤S1具体的包括以下步骤：
[0037]S11、在清洗过的基底上旋涂光刻胶；基底材料为硅、二氧化硅、砷化镓、氧化锌、蓝宝石中的一种。
[0038]S12、通过激光直写技术在基底上进行图案化刻写，形成光刻图案。光刻图案还可以采用紫外光刻技术得到，光刻图案为圆形、正方形、等边三角形等规则的几何图形，也可以是其他特殊标志的图形。
[0039]S13、对光刻图案进行显影，并在光刻图案上沉积贵金属薄膜。贵金属材料为金、银、铂、钯中的一种。贵金属薄膜通过磁控溅射、热蒸镀、电子束蒸镀、离子溅射，激光热蒸镀技术中的一种得到。贵金属薄膜的厚度为10
‑
200nm。
[0040]S14、对光刻胶进行剥离。
[0041]S2：通过高温退火使贵金属薄膜失稳裂解至网络状随机分形结构，得到物理特征图像；退火温度为300
‑
1200℃，退火时间为60
‑
120min。
[0042]贵金属薄膜在高温退火过程中经历以下三种状态：加热初期薄膜由于局部表面不均匀出现随机孔洞，继续加热孔洞随之增大，薄膜失稳破裂，薄膜边缘在表面张力梯度的作用下持续收缩成网络状枝杈结构，最终融化收缩成表面能较低的球状颗粒，鉴于网络状结构特有的灵活可调的本征周期和振幅，以及无序分形的特征结构，构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：在基底上制备贵金属薄膜图案；S2：通过高温退火使贵金属薄膜失稳裂解至网络状随机分形结构，得到物理特征图像；S3：通过蚀刻技术对贵金属网络状随机分形结构的表面进行粗糙化处理，通过添加拉曼探针分子，获得与物理特征图案相互正交的拉曼光谱图案作为二级防伪标识。2.根据权利要求1所述的一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：S11、在清洗过的基底上旋涂光刻胶；S12、通过激光直写技术在基底上进行图案化刻写，形成光刻图案；S13、对光刻图案进行显影，并在光刻图案上沉积贵金属薄膜；S14、对光刻胶进行剥离。3.根据权利要求2所述的一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，其特征在于：所述基底材料为硅、二氧化硅、砷化镓、氧化锌、蓝宝石中的一种。4.根据权利要求2所述的一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，其特征在于：所述贵金属材料为金、银、铂、钯中的一种。5.根据权利要求2所述的一种基于贵金属分形图案的PUF防伪标签制作方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁飞，谢勇，刘前，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：