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防 伪
侯德胜
各种新技术的防伪措施不断产生。当 机绘制版图，然后用高精度制版设备 将计算机设计的图形曝光在光刻胶 微 汉 字 的 字 高 尺 寸 在 200 微 米 左 右。
广 前微电子技术的发展突飞猛进，作为 微电子技术工艺基础的微光刻技术 是人类迄今为止所能达到的精度最 膜层上，显影后得到图形的光刻胶母 版。
激光直写系统和电子束曝光机 采用微光刻技术制作缩微汉字 突破了一般技术制作缩微汉字的极 限，能够制作字高尺寸小到 20 微米 角 高的加工技术。将微光刻技术用于防 伪，已成为当前防伪技术的一个新的 发展方向。
是当今的高精度微光刻制版专用设 备。目前激光直写系统可以制作的图 形最细线条宽度为 1 微米至 0.5 微 以下的缩微汉字，也能够制作字高尺 寸小到 10 微米以下的缩微英文字母 和阿拉伯数字。在 1 平方毫米的面积 微光刻技术简介 米左右，而电子束曝光机精度更高， 可以制作的图形的最细线条宽度为 内能够排列的缩微汉字的数目可以 达到数千个以上。
金属表面喷涂微光刻技术是制作微电子器件 的技术，例如，作为计算机心脏的 几十纳米，甚至到几纳米。
例如，中国科学院光电技术研究 C P U 就是用微光刻技术制作的，当 前 C P U 上的微细图形的线条宽度已 本文主要针对防伪标识中的文 字，介绍采用微光刻技术制作缩微文 所利用微光刻技术将正式发表的毛 泽东诗词 72 首（录自中央文献出版 经细到只有几十纳米。这种加工精度 字和加密文字的方
法，并指出采用微 社 《诗词全编鉴赏》2003 年 是其他任何技术都不能达到的。微光 刻技术就是一种加工尺度从微米到 光刻技术制作防伪标识的特点。
12 月第 1 版）共六千多个汉字缩微 刻制在 1 平方毫米面积的铬版上。其 微光刻技术制作缩微汉字
纳米量级的制造微小尺寸元器件或 薄膜图形的先进制造技术。 微光刻
技术通过与照相复印类 缩微文字作为一种特殊工艺品 已有较长历史，早期由人工刻制缩微 文字作为艺术品，近年来又用现代印 中，单个汉字的字高尺寸仅有不到 12 微米，在显微镜下观察，刻制的文 字笔划非常清晰。缩微汉字密度达到 似的方法将光刻掩模上的图形制作 在涂有光刻胶的薄膜或基材表面，然 后进行选择性腐蚀，刻蚀出规定的图 刷技术制作缩微文字，并且将其作为 一种防伪措施使用，已经应用于人民 币、证件、商品等的防伪标识中。如新 6320 字∕平方毫米，与已有缩微文 字相比，这是目前所见到的尺寸最 小，字数最多，密度最大的缩微汉字。 形。微光刻技术的主要工艺包括基片 制备、掩模制版，以及涂胶、曝光、显 版第五套人民币上首次将缩微汉字 作为防伪措施应用于人民币，在其各 按此比例，采用微光刻技术可以把一 部几十万字的长篇小说缩微刻制在 影、腐蚀、去胶等。
种面值钞币背面的下方都印有一行 1 平方厘米的面积上。
微光刻技术用于防伪的实施措 施有多种。其中最便于产业化的措施 缩微汉字 “人民币人民币人民币
”，这些汉字的字高尺寸大约为 图 1 是缩微诗词全貌显 微照片及刻制范围尺寸测量图，可见 是采用微光刻制版工艺制作防伪标 识图形的光刻胶母版，再用已有的电 铸金属模板、模压复制等技术批量生 400 微米左右，用放大镜可看清。
由于汉字的特殊结构和繁多的 笔划，使得即使采用最先进的印刷技 全部诗词刻制在铬版上 1 毫 米! 1 毫米的范围内。图 2 是缩微毛 泽东诗词的局部放大显微照片及单 产防伪标识。微光刻技术制作光刻胶 母版的基本工艺过程是首先用计算
术，也难以使汉字的尺寸缩得很小。 现有一般技术所能达到的最小的缩
字尺寸测量图，可见所测单字“堑” 的字高尺寸为 11.6 微米。
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中国防伪 2005.7
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防 伪 广图 1. 缩微诗词全貌显微照片及微刻范围测量
图 2. 缩微诗词局部放大显微照片及单字尺寸测量
角
此例中，刻制诗词的铬版 字图案翻制到光刻胶版上，再利用光 图案填充法就是一种有效的对 就是微电子产业中制作光刻掩模最 刻胶版通过已有技术电铸金属膜板、 文字进行加密的方法。在用计算机绘 常用的掩模基版。铬版的制作过程是 首先用真空镀膜工艺在透明基板上 模压复制等过程将缩微文字压制在 塑料薄膜上，形成批量生产。超前支架
制防伪标识图案时，用尺寸较小的编 码数字、加密 A S C I I 字符、特殊图案 镀一层铬，再在铬膜层上均匀涂敷一 层光刻胶，有商品匀胶铬版供用户直 接使用。
也可以不经过铬掩模版制作过 程，而直接用制版设备在光刻胶版上 曝光，显影后设计图案直接做成在光 等对尺寸较大的文字笔划进行填充。 填充的内容、填充图案的尺寸大小和 填充方向等都能用于加密。利用已经 采用微光刻技术制作缩微文字 的工艺过程如下：
（1）计算机输入要缩微的文字， 刻胶版上。
采用微光刻技术可以制作汉字、 英文、数字以及其它外文的缩微文 得到填充的文字，还可以再去填充更 大的文字，达到的一种效果是，大文 字由小文字填充构成，小文字由更小 排列好各个文字的位置，缩小到所需 的尺寸，并存为缩微文字图案文件；
字。它可以使防伪标识上单位面积内 的汉字信息含量很高，例如在防伪标 的微观图案或文字填充构成。
例如，用图案填充法制作的一个 （2） 利用高精度光刻掩模制版 识中的一个不起眼的小点内，可以包 字高尺寸为 3.8 毫米的大文字 “光” 设备，在计算机控制下，按照缩微文 字图案文件的要求，对匀胶铬版上的 含数十个、数百个甚至数千个汉字或 其它文字的信息，这些信息可以是公 的图案。这个“光”字的每个笔划都由 字高尺寸为 0.3 毫米的小文字 “中国 光刻胶膜层进行曝光；
（3） 将曝光后的匀胶铬版放入 显影液中进行显影，在光刻胶膜层上 司简介、特殊文字等任意内容。还可 以利用文字的不同字体，不同尺寸进 行加密，也可以对批量文字中的几个 科学院光电技术研究所”填充，而小 文字 “中国科学院光电技术研究所” 的每个字的每个笔划又由更小的字高 形成缩微文字图案；
（4） 将显影后的匀胶铬版放入 腐蚀液中进行腐蚀，在铬膜层上形成 字进行特殊处理用于加密，如对汉字 笔划进行增加或减少，对汉字笔划进 行延长或缩短，使一般人认为这是制 尺寸仅为 8 微米的微观字符“2004” 倾斜 30o 填充构成。用眼睛可以清楚 看见大字“光”；用放大镜可以看见小 缩微文字图案；
（5） 将腐蚀后的匀胶铬版放入 去胶液中，去除上面残留的所有光刻 作缺陷，实际上是特殊加密措施。
微光刻技术制作加密文字
字“中国科学院光电技术研究所”；要 在显微镜下才能够看清楚更小的微观 微光刻技术制作加密文字的方 字符“2004”。这里用以填充的小文 胶，再清洗干净，得到载有所制作的 缩微文字图案的铬版。
法是利用了计算机绘图的方便性和 随意性。利用计算机绘图，能够对宏 字和微观文字的内容可任意
选择，填 充角度也可任意选择，用以加密。图 3 通过上述工艺得到了缩微文字 观图案及文字笔划的构成细节，进行 是上述小字中的“科学”二字的放大 图，可以看见它们的笔划由很小的字 符“2004”填充构成。
的铬掩模版，如果要进行复制可以利 用铬掩模版通过翻版工艺将缩微文
复杂的微观结构设计，使图案及文字 具有灵活多样的加密特性。
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条纹周期在 20 微米至 50 微米时彩虹效果消失，而出 来的图案和文字结构均可用于加密。 这样就从图案设计上保证了防伪标 现银灰的金属颜。当光 栅条纹周期达到 50 微米以 上时只能显现基材本。
识的可靠性。
md2.pub⑷ 用户可自行对防伪标识图案 及文字结构进行加密设计。防伪标识 防 利用在同一防伪标识 图案中的不同的局部位置 可以选择填充不同的光栅 图案的核心加密方法和加密位置可 由用户自行设计，对母版制作者和复 制生产厂家保密。这就防止了委托加 伪 条纹周期和方向的设计，还
可以创作出各种具有加密特性的具 工中的失密现象。
在用微光刻技术制作的同一防 广 图 3. 填充文字的文字图案放大图
利用微细光栅条纹也可对宏观 有特殊观看效果的图案。
伪标识图案中还可以同时存在几种 角
图案及文字进行填充。例如，图 4 所 示的“光电”二字就是由微细光栅条 在用计算机设计完具有加密文 字的防伪标识图案后，利用微光刻制 尺寸不同的图案。大尺寸图案用肉眼 可见，中等尺寸图案用放大镜可见， 纹组成的。激光全息干涉条纹也可以 版设备将设计图案制作成光刻胶版， 小尺寸图案要用显微镜才能看清楚。 看成是一种光栅图案，相对激光全息 光栅图案来说，微光刻技术制作的光 就可以进行电铸、模压，批量制作产 品。
这几种特征尺寸图案可分别针对于 用户识别、专家识别、核心识别。也就 栅图案由于采用计算机绘图，具有更 大的灵活性。在同一标识图形中，各 局部图案或文字笔划的光栅条纹的 微光刻技术制作
防伪标识的特点
是说在同一个防伪标识图案中可以 同时制作几种级别的识别图案，用起 来非常方便和可靠。
微光刻技术制作缩微文字和加 密文字用于防伪标识的特点可以归 周期和方向可任意选取，能够用不同 的光栅条纹周期和不同的光栅条纹 方向对图案和文字进行加密。
纳如下：
⑴ 制作方法新颖，技术含量高， 制作精度高。微光刻制版设备是专业
微光刻技术制作防伪标识与激 光全息防伪标识的工艺区别主要是 制版方法不同，而后续电铸模版、模 设备，价格昂贵（数十 万 美 元 至 数 百 万 美 压复制等是已经普及的技术。这样， 采用微光刻技术制作防伪标识既是 元），制作工艺复杂，加 一种防伪新技术，又便于快速开发投 工制作的图案和文字尺 寸精确，图形清晰。这 产。微光刻技术制作的防伪标识图案 既可以单独使用，也可以迭加在全息 样，从设备和工艺上保 证 了 防 伪 标 识 的 可 靠 性。
防伪标识图案上使用，还可与其他防 伪技术混合使用，以增强防伪效果。
微光刻技术制作的防伪标识可 ⑵ 缩 微 文 字 尺 寸
很小，单位面积内的信
应用于钞票、支票、债券、I C 卡等有 价票证上，也可应用于身份证、工作 证、驾驶证、通行证、护照、证书等各 图 4.填充光栅条纹的文字图案放大图
采用微细光栅填充图案和文字 息含量很高，难以复制和伪造。在 1 时，还可以通过选用不同的光栅条纹 周期而决定防伪标识的图案和文字 平方毫米面积内制作数千个以上的 汉字的信息，这是一般印刷设备所不 种证件上，还可应用于各类商品的防 伪商标上，以及应用于制作各种图案 是否具有彩虹效果。例如光栅条纹周 能承印的。这从图案的微细结构和微 的防伪包装膜，具有广泛的应用前景 及重要的开发前景。
期为 5 微米以下时，具有明显的彩虹 效果，并且光栅条纹越密，彩虹效果 小尺寸上保证了防伪标识的可靠性。
⑶ 计算机绘图具有灵活多样的 (作者系中国科学院光电技术研
究所 微细加工光学技术国家重 点 实 越明显；当光栅条纹周期在 10 微米 加密性能。能够达到随心所欲，只要 是能够想出来的，用计算机能够绘出
七巧板的制作方法
左右时，彩虹效果已不明显；当光栅
验室 副研究员)
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中国防伪 2005.7
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