用于在实心件的工具表面中雕刻代码图案的方法与流程

本发明涉及一种用于使实心件的工具表面雕刻有至少第一、第二和第三代码图案的方法，所述第一、第二和第三代码图案分别包括对应的第一、第二和第三结构，其中横向尺寸和间距根据第一、第二和第三代码图案落在特定值的范围内。

背景技术：

1、已知制造具有压印工具表面和在工具表面上的压印结构的压印工具，其中结构的尺寸在等于或小于1μm的范围内。这样的结构在下文中将被称为微结构。国际公报wo 2012/1019741 a1涉及一种用于生产压印工具的方法，在所述压印工具的表面中引入用于微结构元件的压印结构。通过超短激光脉冲制造压印结构。压印工具表面可以是硬化金属表面。压印结构具有取决于用于产生它们的激光的波长的周期性图案。周期性图案是波纹状光栅，并且可以具有500nm的周期和几百nm的深度。然而，压印结构可以不制造成包括尖锐的矩形边缘，并且唯一类型的图案是光栅状图案。

2、本发明旨在克服现有技术的许多缺点，并且提供更多的可能性以在实心件的工具表面(例如压印工具表面或模制工具表面)上获得精确和多样的微结构，以及具有尺寸比微结构大几个数量级的其他结构。

技术实现思路

1、在第一方面，本发明提供了一种用于使实心件的工具表面雕刻具有结构的多个代码图案的方法，其中所述多个代码图案包括：第一代码图案，所述第一代码图案包括横向尺寸和间距分别在20至500μm的范围内的第一结构；第二代码图案，所述第二代码图案包括横向尺寸和间距均在1至20μm的范围内的第二结构；以及第三代码图案，所述第三代码图案包括横向尺寸和间距均在0.2至5μm的范围内的第三结构。所述方法包括：在所述实心件的工具表面上提供原始基部表面；抛光所述原始基部表面，以获得抛光的基部表面；在所述抛光的基部表面上沉积硬层；在所述硬层中雕刻所述第三代码图案。所述方法包括在沉积所述硬层的步骤之前雕刻所述第一代码图案和所述第二代码图案，其中，所述硬层再现所述第一代码图案和所述第二代码图案的形貌。

2、在优选实施例中，所述雕刻的实心件的工具表面具有圆柱对称性；并且构造用于将所述第一代码图案、第二代码图案和第三代码图案的第一结构、第二结构和第三结构转印到衬底中，其中所述转印是来自包括以下项的列表中的任一项：成形、打印、模制、手工制作、压制、压印到所述衬底上或所述衬底中。

3、在另一优选实施例中，所述雕刻的实心件的工具表面构造成用作成型工具，用于将所述第一代码图案、第二代码图案和第三代码图案的第一结构、第二结构和第三结构转印到衬底中，其中所述转印是来自包括以下项的列表中的任一项：打印、模制、手工制作、压制、压印到所述衬底中。

4、在另一优选实施例中，雕刻所述第一代码图案和所述第二代码图案的步骤包括借助于聚焦在所述抛光的基部表面上的超短脉冲激光束进行雕刻，所述超短脉冲激光束由在100khz至10mhz之间操作、平均功率在1w至500w之间的激光器提供。

5、在另一优选实施例中，在所述硬层中雕刻所述第三代码图案的步骤涉及激光器和通过所述激光器在所述硬层上的第三结构的掩模投影，其对应于待雕刻的所述第三代码图案。

6、在另一优选实施例中，在所述硬层中雕刻所述第三代码图案的步骤涉及激光器和分束装置，其产生多个焦点以将与待雕刻的所述第三代码图案对应的第三结构雕刻到所述硬层中。

7、在第二方面，本发明提供了一种用于使实心件的工具表面雕刻具有结构的多个代码图案的方法，其中所述多个代码图案包括：第一代码图案，所述第一代码图案包括横向尺寸和间距均在20至500μm的范围内的第一结构；第二代码图案，所述第二代码图案包括横向尺寸和间距均在1至20μm的范围内的第二结构；以及第三代码图案，所述第三代码图案包括横向尺寸和间距均在0.2至5μm的范围内的第三结构。所述方法包括：在所述实心件的工具表面上提供原始基部表面；抛光所述原始基部表面，以获得抛光的基部表面；在所述抛光的基部表面上沉积硬层；在所述硬层中雕刻所述第三代码图案；在沉积所述硬层的步骤之前雕刻所述第一代码图案，以及通过所述硬层将所述第二代码图案雕刻到所述抛光的基部表面中。

8、在另一优选实施例中，所述雕刻的实心件的工具表面具有圆柱对称性；并且构造用于将所述第一代码图案、第二代码图案和第三代码图案的第一结构、第二结构和第三结构转印到衬底中。所述转印是来自包括以下项的列表中的任一项：成形、打印、模制、手工制作、压制、压印到所述衬底上或所述衬底中。

9、在另一优选实施例中，所述雕刻的实心件的工具表面构造成用作成型工具，用于将所述第一代码图案、第二代码图案和第三代码图案的第一结构、第二结构和第三结构转印到衬底中，其中所述转印是来自包括以下项的列表中的任一项：打印、模制、手工制作、压制、压印到所述衬底中。

10、在另一优选实施例中，雕刻所述第一代码图案的步骤和雕刻所述第二代码图案的步骤均包括借助于聚焦在所述抛光的基部表面上的超短脉冲激光束进行雕刻，所述超短脉冲激光束由在100khz至10mhz之间操作、平均功率在1w至500w之间的激光器提供。

11、在另一优选实施例中，在所述硬层中雕刻所述第三代码图案的步骤涉及激光器和通过所述激光器在所述硬层上的第三结构的掩模投影，其对应于待雕刻的所述第三代码图案。

12、在另一优选实施例中，在所述硬层中雕刻所述第三代码图案的步骤涉及激光器和分束装置，其产生多个焦点以将与待雕刻的所述第三代码图案对应的第三结构雕刻到所述硬层中。

13、在第三方面，本发明提供了一种压印工具，其具有作为压印结构的多个代码图案，其中所述多个代码图案包括：第一代码图案，所述第一代码图案包括横向尺寸和间距均在20至500μm的范围内的第一结构；第二代码图案，所述第二代码图案包括横向尺寸和间距均在1至20μm的范围内的第二结构；以及第三代码图案，所述第三代码图案包括横向尺寸和间距均在0.2至5μm的范围内的第三结构。所述压印工具包括：基部；所述基部的表面，所述基部的表面构造成具有布置在其上的所述第一结构和所述第二结构；硬层，所述硬层至少布置在所述基部的表面的所述第一结构上；以及所述硬层的表面，在所述硬层的表面上包括所述第三结构。

14、在另一优选实施例中，所述基部是圆柱形的。

15、在另一优选实施例中，所述基部包括由金属或复合材料制成的板。

16、在第四方面，本发明提供了一种注塑模具，其具有作为模制结构的多个代码图案，其中所述多个代码图案包括：第一代码图案，所述第一代码图案包括横向尺寸和间距均在20至500μm的范围内的第一结构；第二代码图案，所述第二代码图案包括横向尺寸和间距均在1至20μm的范围内的第二结构；以及第三代码图案，所述第三代码图案包括横向尺寸和间距均在0.2至5μm的范围内的第三结构。所述注塑模具包括：基部；所述基部的表面，所述基部的表面构造成具有布置在其中的所述第一结构和所述第二结构；硬层，所述硬层至少布置在所述基部的表面的所述第一结构上；以及所述硬层的表面，在所述硬层的表面上包括所述第三结构。

17、在第五方面，本发明提供了一种用于认证表面结构化产品的方法，所述表面结构化产品在所述产品的表面上具有第一代码图案区、第二代码图案区和/或第三代码图案区，其中第一代码图案包括横向尺寸和间距均在20至500μm的范围内的第一结构；第二代码图案包括横向尺寸和间距均在1至20μm的范围内的第二结构；并且第三代码图案包括横向尺寸和间距均在0.2至5μm的范围内的第三结构。所述方法包括以下步骤：用与第一数据处理装置相关联的相机，从包括至少一个第一代码图案的所述产品上的第一代码图案区捕获图像；在所述第一数据处理装置处分析所述捕获的图像，并且根据第一编码算法检索包含在所述至少一个第一代码图案中的信息；用相机从包括至少一个第二代码图案的所述产品上的第二代码图案区捕获图像，所述相机由辅助光学装置完成，并且所述相机与所述第一数据处理装置相关联；在所述第一数据处理装置处分析所述捕获的图像，并且根据第二编码算法检索包含在所述至少一个第二代码图案中的信息；以及用读取光束照射包括至少一个第三代码图案的第三代码图案区的至少一部分，并且使用读取屏幕接收通过所述至少一个第三代码图案投射或由所述至少一个第三代码图案反射的读取光束，以检索包含在所述第三代码图案中的信息。