DE102004013292A1 - Production process for a security relevant component such as a chip card or pass comprises preparing and structuring a substrate using a split laser beam - Google Patents

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Abstract

A production process for a security-relevant component (10) comprises preparing and structuring a substrate (7) using a split (4) laser beam (1). Preferably the laser beam is divided by a transmission grid (2,3). Independent claims are also included for the following: (A) a substrate for the above; (B) a safety-relevant component formed as above;and (C) an optically readable code produced as above.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements, sowie Gegenstände mit derart hergestellten sicherheitsrelevanten Bauelementen.The The invention relates to a method for producing a safety-relevant Component, as well as objects with safety-related components produced in this way.

Als sicherheitsrelevante Bauelemente bezeichnet man Bestandteile eines Produktes, deren Zweck es ist, die Echtheit eines Produktes, beispielsweise eines Medikamentes, eines Markenartikels, eines Ersatzteiles, eines Informationsträgers (z.B. Compact Disk, Videoband) oder eines Wertdokumentes (Ausweis, Pass, Banknoten, Bankkarten, etc.) bzw. die Echtheit von zu solch einem Produkt gehörenden Informationen (Name des Besitzers etc.) nachzuweisen. Sicherheitsrelevante Bauelemente können daher sogenannte Sicherheitsmerkmale sein. Durch die Herstellung von gefälschten Produkten können Firmen erhebliche Schäden entstehen.When Safety-relevant components are called components of a Product whose purpose is the authenticity of a product, for example a drug, a branded article, a spare part, a information carrier (eg compact disk, videotape) or a document of value (badge, Passport, banknotes, bank cards, etc.) or the authenticity of such belonging to a product Information (name of the owner, etc.) to prove. safety related Components can therefore be so-called security features. By the production of fake ones Products can Companies suffered serious damage arise.

Sicherheitsrelevante Bauelemente sollten daher möglichst untrennbar mit dem zu sichernden Produkt verbunden, leicht überprüfbar und möglichst kostengünstig in der Herstellung sein. Zudem sollte ein Nachbilden des sicherheitsrelevanten Bauelements zumindest mit einem großen Aufwand verbunden, bzw. nicht möglich sein.safety related Components should therefore be as possible inseparably connected with the product to be secured, easily verifiable and as inexpensively as possible be the production. In addition, a replication of the security-relevant Component associated with at least a lot of effort, or not possible be.

Es existieren bereits verschiedene Arten von sicherheitsrelevanten Bauelementen, die sich vor allem durch schwer reproduzier- oder verfälschbare mechanische, elektrische, chemische, biologische oder optische Merkmale auszeichnen.It There are already several types of security-relevant ones Components that are especially difficult to reproduce or falsible mechanical, distinguished electrical, chemical, biological or optical characteristics.

Eine besonderes große Rolle in diesem Bereich spielen die Sicherheitsmerkmale, die entweder mit bloßen Auge leicht zu erkennen, oder aber mit Vergrößerungs-Hilfen verifizierbar sind. Die so gestalteten Sicherheitsmerkmale unterscheiden sich durch ihre besonderen Muster, die je nach Strichstärke, Farben oder Farbverläufen, Größen und Position der einzelnen Elemente variieren können. Diese Eigenschaften lassen sich jedoch mit den heutigen Geräten leicht überprüfen. War es mit der früheren technischen Ausstattung noch schwer, derart gestaltete Sicherheitsmerkmale exakt zu reproduzieren, so ist dies heute, durch den technischen Fortschritt im Bereich der elektronischen Bildverarbeitung und der Drucktechnik, jedoch leicht umsetzbar.A special big Role in this area play the security features, either with naked Eye easily recognizable, or verifiable with magnifying aids are. The thus designed security features differ by their particular patterns, which vary according to line width, colors or gradients, sizes and Position of each element can vary. Leave these properties However, with today's devices easily check. was it with the earlier technical equipment is still difficult, so designed security features to reproduce exactly, this is today, by the technical Progress in the field of electronic image processing and printing technology, however, easily implemented.

Es wäre daher vorteilhaft sicherheitsrelevante Bauelemente zu schaffen, die nicht mit Verfahren der Druck- oder Belichtungstechnik reproduzierbar sind. Hierzu bietet es sich an, dass ein sicherheitsrelevantes Bauelement Strukturen aufweist, die nicht in einer Ebene liegen, sondern eine Höhenausdehnung und eine möglichst aufwendige Struktur aufweist um somit eine Sicherheit gegen Fälschungen zu gewährleisten.It would be therefore advantageous to create safety-relevant components that are not can be reproduced with methods of printing or exposure technique. For this purpose, it makes sense that a safety-relevant component Having structures that are not in a plane, but one Height expansion and one possible complex structure thus has a security against counterfeiting to ensure.

Die DE 30 48 736 C2 beschreibt ein Verfahren zur Sicherung von Daten mit materialabtragenden oder materialveränderten Beschriftungstechniken, wie Gravur oder Laserbeschriftung. Die dort beschriebene Technologie ist allerdings sehr zeitaufwendig und somit teuer.The DE 30 48 736 C2 describes a method for securing data with material-removing or material-changed labeling techniques, such as engraving or laser marking. The technology described there, however, is very time consuming and therefore expensive.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements, sowie sicherheitsrelevante Bauelemente bereitzustellen, die vorzugsweise einfach und kostengünstig hergestellt werden können und hohe Fälschungssicherheit bieten.The The invention therefore has the task of providing a method for Production of a safety-relevant component, as well as safety-relevant components to provide, preferably made easily and inexpensively can and can high counterfeit security Offer.

Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschender Weise durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem sicherheitsrelevanten Bauelement gemäß dem Anspruch 17 gelöst.These Task is already in the most surprising Way by a method having the features of claim 1 and a safety-relevant component according to claim 17 solved.

Das Verfahren basiert darauf, ein sicherheitsrelevantes Bauelement auf einem Substrat aufzubringen, bzw. das Substrat mit einem derartigen Element zu versehen.The Method is based on a safety-related component a substrate, or the substrate with such an element to provide.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements wird ein Substrat bereitgestellt und dieses mittels zumindest eines in Teilstrahlen aufgespaltenen Laserstrahls strukturiert.To the inventive method for Production of a safety-relevant component becomes a substrate provided and this by means of at least one in partial beams split laser beam structured.

Dabei ist es nicht wie bei den bisher bekannten Verfahren notwendig, dass der Laserstrahl bewegt wird, sondern es erfolgt eine Aufteilung des Laserstahls über ein Transmissionsgitter, so dass mehrere einzelne Teilstrahlen entstehen, die die Strukturierung des Substrates bewirken. Die Erfinder haben herausgefunden, dass auf diese einfache Weise unterschiedliche Strukturen auf dem Substrat erzeugt werden können, die als Informationsträger und somit als sicherheitsrelevantes Bauelement dienen. Ein entscheidender Vorteil dieser Erfindung ist, dass das sicherheitsrelevante Bauelement direkt oder unmittelbar auf dem Substrat durch Materialablation aufgebracht wird und somit fest mit diesem verbunden oder nicht zerstörungsfrei von diesem trennbar ist, und daher ein Bestandteil es Substrates ist.there it is not necessary as with the previously known methods that the laser beam is moved, but there is a division of the laser steel a transmission grating, so that several individual partial beams are formed, which cause the structuring of the substrate. The inventors have found that in this simple way different structures on the Substrate can be generated as an information carrier and thus serve as a safety-relevant component. A decisive one Advantage of this invention is that the safety-relevant component directly or directly on the substrate by material ablation is applied and thus firmly connected to this or not destructively is separable from this, and therefore a component of it substrate is.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird der Laserstrahl mittels eines ersten Transmissionsgitters zunächst in einer Richtung in Teilstrahlen aufgespalten. Die entstandenen Teilstrahlen werden dann nachfolgend über ein weiteres, bezüglich des ersten gedrehtes zweites Transmissionsgitter in einer zweiten Richtung aufgespalten. Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, dass alle entstandenen Teilstrahlen erneut über das zweite Transmissionsgitter aufgespalten werden, sondern es ist möglich, nur einen Teil der Teilstrahlen aufzuspalten. Die auf diese Weise erzeugten Strahlen haben insbesondere unterschiedliche Intensitätsverhältnisse, Polarisation, Wellenlänge und/oder Winkelbeziehungen, was sich auf dem Substrat in Form eines speziellen Musters abzeichnet. Auch die Anzahl der interferierenden Strahlen ist steuerbar. Durch diese unterschiedlichen Parameter lassen sich die Muster auf dem Substrat vielfältig variieren und gestalten.In an advantageous further development of the invention, the laser beam is first split into partial beams by means of a first transmission grating in one direction. The resulting partial beams are then subsequently split in a second direction via a further second transmission grating rotated with respect to the first. However, it is not necessary that all the resulting partial beams again on the second Transmis It is possible to split only a part of the partial beams. In particular, the beams generated in this way have different intensity ratios, polarization, wavelength and / or angular relationships, which is evident on the substrate in the form of a special pattern. The number of interfering rays is controllable. These different parameters allow the patterns on the substrate to be varied and shaped in many ways.

Erfindungsgemäß kann der Laserstrahl mittels eines UV-Lasers erzeugt werden, insbesondere mittels eines Femtosekundenlasers, d.h. eines Laser mit extrem hoher Spitzenintensität bei ultrakurzen Pulsen. In vorteilhafter Weise ist die Energie der Laserphotonen auf Grund der ultravioletten Laserstrahlung so groß, dass die Bindungen im Material direkt aufgebrochen werden können. Außerdem ist die Einwirkzeit des Laserpulses kurz, was dazu führt, dass wenig Wärme im Substrat erzeugt wird und somit eine genaue Bearbeitung ermöglicht wird.According to the invention of Laser beam by means of a UV laser be generated, in particular by means of a femtosecond laser, i.e. a laser with extremely high peak intensity in ultrashort pulses. Advantageously, the energy of the laser photons is due The ultraviolet laser radiation is so large that the bonds in the material can be broken up directly. Furthermore the exposure time of the laser pulse is short, which means that little Heat in Substrate is generated and thus accurate processing is possible.

Die auf diese Weise erfolgte Strukturierung des Substrates weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein dreidimensionales Muster auf einigen Bereichen des Substrates auf, was besonders für den Informationsgehalt des sicherheitsrelevanten Bauelements von wesentlicher Bedeutung ist. Es ist daher möglich eine Vielzahl von Informationen auf dem sicherheitsrelevanten Bauelement anzubringen.The structured structuring of the substrate in this way a preferred embodiment invention a three-dimensional pattern on some areas of the substrate, which is particularly important for the information content of the safety-relevant component is essential. It is therefore possible to attach a variety of information on the safety-relevant component.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch Materialablation ein Muster mit Loch- und Säulenstrukturen mit Tiefen im Bereich von 30 nm bis 200 nm, bevorzugt 50 nm bis 150 nm, besonders bevorzugt 80 nm bis 120 nm erzeugt wird. Ein derartiges Muster läßt sich nur schwer nachvollziehen und bietet somit eine hohe Sicherheit gegenüber Fälschungen. Darüber hinaus ist es auf diese Weise, durch Gestaltung von unterschiedlichen Höhen und Tiefen, möglich eine Fülle von Informationen auf das Substrat aufzubringen. Das Substrat dient dann als Informationsträger.Especially it is advantageous if a pattern with hole and pillar structures with depths in the range of 30 nm to 200 nm, preferably 50 nm to 150 nm, more preferably 80 nm to 120 nm is generated. Such a thing Pattern can be difficult to understand and thus offers a high level of security across from Counterfeiting. About that It is in this way, through the design of different Heights and Lows, possible one Abundance of To apply information to the substrate. The substrate serves then as an information carrier.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, auf dem Substrat ein Muster mit einer lateralen Auflösung im sub-μm-Bereich zu erzeugen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass dies ebenfalls dazu beiträgt auf einfache Weise komplizierte Muster, mit einer Anzahl von vielfältigen Variationen, anzufertigen. Auch ist es hierdurch möglich, sehr kleine Bereiche mit sicherheitsrelevanten Bauelementen zu versehen, welche immer noch ein äußerst kompliziertes Muster und gleichzeitig eine hohe Anzahl an Informationen aufweisen.To a further embodiment feature is provided on the substrate a pattern with a lateral resolution in the sub-micron range to create. The inventors have found that this too contributes to this easily complicated patterns, with a number of varied variations, to customize. It is also possible, very small areas to be provided with safety-relevant components, which always still a very complicated one Pattern and at the same time have a high amount of information.

Ferner ist es durch die geringe Größe der sicherheitsrelevanten Bauelemente möglich, mit wenig Materialaufwand und moderatem Zeitaufwand eine hohe Stückzahl solcher Merkmale herzustellen.Further It is due to the small size of the security relevant Components possible, with a low cost of materials and a moderate amount of time a high number of such To produce characteristics.

Das Verfahren eignet sich daher, eine Vielzahl von verschiedenen sicherheitsrelevanten Bauelementen bereitzustellen.The Therefore, the method is suitable for a variety of different safety-related To provide components.

Vorteilhafterweise besteht das zu strukturierende Substrat aus oder umfasst Glas und/oder ein Polymer. Diese Materialien sind besonders günstig und lassen sich gut strukturieren. Allerdings ist das Verfahren nicht auf diese Stoffe beschränkt.advantageously, If the substrate to be structured consists of or comprises glass and / or a polymer. These materials are particularly cheap and can be well structured. However, the method is not limited to these substances.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in vorteilhafter Weise auch für verschiedene Materialkombinationen, z.B. beschichtete Substrate. Die Beschichtungen bestehen hierbei bevorzugt aus oder umfassen farbige Polymere oder Polymere mit von dem Glassubstrat unterschiedlichem Brechungsindex oder Metalle oder absorbierende oder fluoreszierende Stoffe, sowie aus Materialien dieser Stoffe. Hierbei wird dann die Beschichtung mittels des Laserstrahles strukturiert und bildet das sicherheitsrelevante Bauelement.The inventive method is also suitable for different material combinations, e.g. coated substrates. The coatings exist here preferably comprise or comprise colored polymers or polymers with the glass substrate of different refractive index or metals or absorbent or fluorescent fabrics, as well as materials of these substances. In this case, then, the coating by means of the laser beam structures and forms the safety-relevant component.

Es hat sich gezeigt, dass die verschiedenen Stoffkombinationen ebenfalls durch ihre diversen Materialparameter zu verschiedenen Variationen für unterschiedliche Anwendungsbereiche beitragen und somit eine Erhöhung des Informationsgehaltes des sicherheitsrelevanten Bauelements ermöglichen. Diese Materialparameter können beispielsweise Apsorptions- und Floureszenz-Zentren bei verschiedenen Lagen und mit verschiedenen Intensitätsverhältnissen sein. Im Ergebnis kann das soweit führen, dass ein bestimmtes diffraktives Muster durch die Struktur erzeugt wird, so ein bestimmtes Lichtmuster entsteht, welches insgesamt oder in Teilen lateral und/oder spektral aufgelöst abgetastet werden kann. Sollte die Erkennung des Merkmals zu kompliziert sein, so kann die lateral variierende Absorption und/oder Fluoreszenz genutzt werden. Bei der Verwendung von Metallen kann das Merkmal beispielsweise aus für das Laserlicht nicht transparenten, eventuell auch bestimmte Wellenlängen reflektierenden Bereichen, bestimmte Wellenlängen filternden Bereichen mit, oder ohne, Fluoreszenz sowie aus total transparenten Bereichen bestehen.It has been shown that the different fabric combinations as well through their diverse material parameters to different variations for different Contribute areas of application and thus an increase in the information content enable the safety-relevant component. These material parameters can for example, apisorption and fluorescence centers at different Layers and be with different intensity ratios. In the result can lead that far, that a particular diffractive pattern is created by the structure, so a particular light pattern arises, which is total or in Parts can be scanned laterally and / or spectrally resolved. Should the recognition of the feature to be too complicated, the lateral varying absorption and / or fluorescence are used. at For example, the feature may include the use of metals for the Laser light not transparent, possibly also reflecting certain wavelengths Areas, specific wavelengths filtering areas with, or without, fluorescence as well as totally consist of transparent areas.

In einer vorteilhaften Weiterbildung zur Steigerung der Sicherheit werden mehrere strukturierte Substrate miteinander verbunden. Zum einem wird die Steifigkeit des sicherheitsrelevanten Bauelements dadurch erhöht, zum anderen wird durch das Verbinden von mehreren Substraten ein Merkmal bereitgestellt, dass durch eine derart komplizierte Struktur deutlich besser vor Fälschungen geschützt ist.In an advantageous development for increasing safety Several structured substrates are connected to each other. To the one becomes the rigidity of the safety-relevant component increased by on the other hand, by connecting several substrates one Feature provided by such a complicated structure much better against counterfeiting protected is.

Auch ist es möglich, um die entstandene Struktur vor Umwelteinflüssen zu schützen, diese mit einem transparenten Polymer zu überziehen oder mit einer Glasplatte abzudecken. Hierbei besteht wiederum die Möglichkeit die Glasplatte zu strukturieren.It is also possible to protect the resulting structure from environmental influences, this with To coat a transparent polymer or cover with a glass plate. Here again, it is possible to structure the glass plate.

Vorteilhafterweise sollte das bereitgestellte Substrat eine Dicke von 50 μm bis 500 μm, bevorzugt 80 μm bis 200 μm haben, um eine gewisse Steifigkeit aufweisen zu können. Dies ist unter anderem auch vorteilhaft, um ein ausreichendes Tiefenmuster auf dem Substrat erzeugen zu können.advantageously, should the provided substrate have a thickness of 50 μm to 500 μm, preferably 80 μm to 200 μm, to have a certain rigidity. This is among other things also beneficial to a sufficient depth pattern on the substrate to be able to produce.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren lassen sich Substrate auf einfache Weise mit einem Muster strukturieren und mit einem sicherheitsrelevanten Bauelement versehen. Besonders die Tiefenwirkung ermöglicht das sicherheitsrelevante Bauelement mit einer hohen Anzahl von Informationen zu versehen und stellt gleichzeitig eine hohe Barriere für das Nachbilden des Sicherheitsrelevanten Bauelements dar.With The method described above can be substrates to simple Structure with a pattern and with a security relevant Component provided. Especially the depth effect allows that safety-relevant component with a high amount of information and at the same time provides a high barrier to replication of the safety-relevant component.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass das vorstehend beschriebene Verfahren beispielhaft zu verstehen ist, und die Erfindung insbesondere nicht auf das Verfahren mit dem Femtosekundenlaser und mit den oben genannten Materialien beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann.It It will be apparent to those skilled in the art that the method described above is to be understood as an example, and the invention in particular not on the method with the femtosecond laser and with the above Limited materials is, but in more diverse Way can be varied.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, ein sicherheitsrelevantes Bauelement anzugeben, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist.in the It is also within the scope of the invention, a safety-relevant component indicate which can be produced by the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße sicherheitsrelevante Bauelement weist ein mittels eines Lasers strukturiertes Substrat auf. Die Strukturierung bewirkt ein spezielles Muster auf dem Substrat und beinhaltet eine bestimmte Information bzw. Informationen .The inventive safety-relevant component has a substrate structured by means of a laser. The Structuring causes a special pattern on the substrate and contains a specific information or information.

Vorzugsweise besteht das Substrat aus einem transparenten Material insbesondere einem Glas und/oder einem Polymer.Preferably the substrate consists of a transparent material in particular a glass and / or a polymer.

Das erfindungsgemäße sicherheitsrelevante Bauelement weist eine Loch- und Säulenstruktur mit Tiefen im Bereich von 50 nm bis 150 nm, bevorzugt 80 nm bis 120 nm auf. Die laterale Auflösung des sicherheitsrelevanten Bauelements liegt im sub-μm-Bereich. Auf Grund der Strukturierung in den oben genannten Bereichen können so kleinste Bereiche des Substrates mit spezifischen Mustern versehen werden. Dies bedeutet einen geringflächigen Verbrauch. Dennoch kann eine hohe Anzahl an Informationen durch spezifische Muster auf das Substrat aufgebracht werden und eine hohe Sicherheit gewährleistet werden. Auch die Möglichkeit der Nachbildung des sicherheitsrelevanten Bauelements ist dadurch erschwert.The inventive safety-relevant component has a hole and column structure with depths in the range of 50 nm to 150 nm, preferably 80 nm to 120 nm. The lateral resolution of the safety-relevant component is in the sub-micron range. Due to the structuring in the above ranges can so Provide smallest areas of the substrate with specific patterns become. This means a small area consumption. Nevertheless, can a high amount of information through specific patterns on the Substrate are applied and ensures high security become. Also the possibility the replica of the safety-relevant component is characterized difficult.

Vorzugsweise besitzt das Substrat eine Dicke von 50 μm bis 500 μm, bevorzugt 80 μm bis 250 μm. Die Erfinder haben herausgefunden, dass dies für die aufzubringende Strukturierung besonders vorteilhaft ist, da so das Substrat eine deutliche Loch- und Säulenstruktur aufweist.Preferably the substrate has a thickness of 50 microns to 500 microns, preferably 80 microns to 250 microns. The inventors have found out that this is for the structuring to be applied is particularly advantageous because so the substrate has a significant hole and pillar structure having.

Die Erfindung sieht ferner einen optisch lesbaren Schlüssel vor, der insbesondere herstellbar nach dem oben beschriebenen Verfahren ist, und sich insbesondere für den Einbau in Chipkarte oder Computern eignet, sowie in der optischen Schließtechnik, als auch in diversen weiteren Bereichen Anwendung findet, wie beispielsweise zur Verwendung an/auf Compact Disks, DVDs, Videobändern, Ausweisen, Banknoten, Bankkarten, Kreditkarten, Medikamenten, Markenartikeln und/oder Ersatzteilen.The Invention also provides an optically readable key, in particular producible according to the method described above is, and in particular for the installation in smart card or computers, as well as in the optical Locking technology, as well as in various other areas application, such as for use on / on compact discs, DVDs, videotapes, ID cards, Banknotes, bank cards, credit cards, medicines, branded goods and / or spare parts.

Des weiteren kann das strukturierte Substrat einem Barcode ähneln und diverse Informationen auf diesem abgespeichert sein. Auf Grund der Strukturierung ist es besonders fälschungssicher.Of Further, the structured substrate may resemble a barcode and various information can be stored on this. Due to the Structuring is particularly tamper-proof.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.in the The invention is based on a preferred embodiment and explained in more detail with reference to the figures. Same or similar Elements are provided with the same reference numerals.

Kurzbeschreibung der FigurenSummary the figures

Es zeigen:It demonstrate:

1: Schematische Darstellung des in Teilstrahlen aufgespaltenen Laserstrahls, 1 : Schematic representation of the laser beam split into partial beams,

2: Eine schematische Darstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 2 : A schematic representation of a safety-relevant component according to an embodiment of the invention,

3: Querschnitt eines sicherheitsrelevanten Bauelements, 3 : Cross section of a safety-relevant component,

4: Eine schematische Darstellung zweier sicherheitsrelevanten Bauelemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 4 : A schematic representation of two safety-relevant components according to an embodiment of the invention,

5: Schematische Darstellung eines Abdeckmechnismus für ein sicherheitsrelevantes Bauelement in der Seitenansicht, und 5 : Schematic representation of a Abdeckmechnismus for a safety-relevant component in the side view, and

6: Schematische Darstellung eines Abdeckmechnismus für ein sicherheitsrelevantes Bauelement in der Draufsicht. 6 : Schematic representation of a Abdeckmechnismus for a safety-relevant component in plan view.

Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention

1 zeigt eine schematische Darstellung des in Teilstrahlen aufgespaltenen Laserstrahls. Zur Verdeutlichung sind in 1 die unterschiedlichen Ebenen 6a, 6b dargestellt. 1 shows a schematic representation of the split into partial beams laser beam. to Clarification are in 1 the different levels 6a . 6b shown.

Ein Laserstrahl 1 wird über ein erstes Transmissionsgitter 2 horizontal in Teilstrahlen 4 aufgespaltet. Einer oder mehrere dieser entstandenen Teilstrahlen 4 wird dann nochmals über ein weiteres Transmissionsgitter 3 vertikal in weitere Teilstrahlen 4 aufgespalten. Die Punkte 5 sind die Punkte, an denen die einzelnen Teilstrahlen 4 auf das zu strukturierende Substrat 7 treffen, das dann das sicherheitsrelevante Bauelement 10 bildet. Durch die unterschiedlichen Weglängen, die die einzelnen Teilstrahlen 4 zurücklegen, besitzen diese unterschiedliche Phasenbeziehungen, die sich auf das entstehende Muster auswirken.A laser beam 1 is via a first transmission grating 2 horizontal in partial beams 4 split. One or more of these resulting partial beams 4 then again via another transmission grating 3 vertically into further partial beams 4 split. The points 5 are the points where the individual partial beams 4 on the substrate to be structured 7 meet, then the safety-relevant component 10 forms. Due to the different path lengths that the individual sub-beams 4 they have different phase relationships that affect the resulting pattern.

Bei dem hier verwendeten Laser handelt es sich um einen Femtosekundenlaser, genauer um einen Ti:Saphirlaser der Pulsenergien von bis zu 100 mJ bei einer Wellenlänge von 248 nm erreicht. Die mittlere Leistung liegt bei etwa 10 W. Hierdurch ist ein gut definierter Materialabtrag möglich und es können Muster auf Oberflächen erzeugt werden, die kleiner als 0,5 μm sind.at the laser used here is a femtosecond laser, more precisely, a Ti: sapphire laser with pulse energies of up to 100 mJ at one wavelength reached from 248 nm. The average power is about 10 W. As a result, a well-defined material removal is possible and it can be patterns on surfaces are generated, which are smaller than 0.5 microns.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das hier dargestellte Substrat 7, bevorzugt ein Dünnglasplättchen, mit einer Dicke von 100 μm, wurde mittels eines in mehrere Teilstrahlen 4 aufgeteilten Laserstrahls 1 strukturiert. Als Ergebnis ist ein Muster erkennbar, welches eine Lochstruktur 9 mit Tiefen im Bereich von 100 nm und eine Säulenstruktur 8 aufweist. Die laterale Auflösung liegt im sub-μm-Bereich. Zur Verdeutlichung ist in 2 nur das mögliche Höhenprofil schematisch dargestellt. Das mögliche laterale Strukturbild, welches ebenfalls entsteht, ist nicht zu erkennen. 2 shows a schematic representation of a safety-relevant component 10 according to an embodiment of the invention. The substrate shown here 7 , preferably a thin glass plate, with a thickness of 100 .mu.m, by means of one in several partial beams 4 split laser beam 1 structured. As a result, a pattern recognizable which has a hole structure 9 with depths in the range of 100 nm and a columnar structure 8th having. The lateral resolution is in the sub-μm range. For clarification is in 2 only the possible height profile shown schematically. The possible lateral structure image, which also arises, is not recognizable.

3 zeigt zur Verdeutlichung ein erfindungsgemäßes sicherheitsrelevantes Bauelement im Querschnitt, nachdem es strukturiert wurde. Die Loch- und Säulenstrukturen 8, 9 sind ungleichmäßig über das gesamte sicherheitsrelevante Bauelement 10 verteilt. 3 shows for clarity a safety-related component according to the invention in cross-section, after it has been structured. The hole and column structures 8th . 9 are uneven over the entire safety-relevant component 10 distributed.

4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, wobei ebenfalls das mögliche laterale Strukturbild nicht zu erkennen ist. 4 shows a further embodiment of the invention, wherein also the possible lateral structure image is not visible.

Zwei Substrate 7 welche mit transmittierenden Material wie z.B. Selten-Erd-dotiertem Glas oder SolGel mit CdSSe-Nanopartikeln beschichtet sind, wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren strukturiert.Two substrates 7 which are coated with transmitting material such as rare earth-doped glass or SolGel with CdSSe nanoparticles were patterned by the method according to the invention.

Anschließend werden die beiden strukturierten Substrate 7 in einem weiteren Verfahrensschritt miteinander verbunden. Hierbei werden die Substrate 7 derart miteinander verbunden, dass die beiden strukturierten Seiten zueinander zeigen, also nach innen liegen. Es ist aber durchaus ebenfalls möglich die Substrate 7 mit den strukturierten Seiten nach außen, bzw. eine strukturierte Seite mit der unstrukturierten Seite des anderen Substrates 7 zu verbindenden. Das entstandene sicherheitsrelevante Bauelement 10 ergibt dann in der Transmission ein kompliziertes Muster aus völlig durchlässigen Stellen, bis hin zu total undurchlässigen Stellen, mit Zwischenbereichen, in denen bestimmte Wellenlängen zu einer gewissen Intensität absorbiert werden.Subsequently, the two structured substrates 7 connected in a further process step. Here are the substrates 7 connected to one another in such a way that the two structured sides face one another, that is to say lie inward. But it is also possible the substrates 7 with the structured sides to the outside, or a structured page with the unstructured side of the other substrate 7 to be connected. The resulting safety-relevant component 10 then results in the transmission of a complicated pattern of completely permeable areas, up to totally impermeable sites, with intermediate areas in which certain wavelengths are absorbed to a certain intensity.

Es besteht ferner die Möglichkeit, dass das sicherheitsrelevante Bauelement 10 mit Weißlicht oder mit bestimmten Laserwellenlängen bestrahlt wird und das transmittierende und/oder reflektierende und/oder Floureszenzlicht örtlich und/oder spektral aufgelöst und/oder Intesitätsverhältnisse detektiert werden.There is also the possibility that the safety-relevant component 10 is irradiated with white light or with certain laser wavelengths and the transmitted and / or reflective and / or fluorescent light locally and / or spectrally resolved and / or Intesitätsverhältnisse be detected.

Das entstandene Muster kann mit einem transparenten Polymer überzogen oder mit einer weiteren Glasplatte abgedeckt oder gebondet werden. Es besteht hier dann wieder die Möglichkeit die Glasplatte zu strukturieren und somit die Sicherheit zu erhöhen.The resulting pattern can be coated with a transparent polymer or covered or bonded with another glass plate. It Here is the opportunity again to structure the glass plate and thus increase safety.

Das auf diese Weise entstandene sicherheitsrelevante Bauelement 10 weist dann, bei zwei strukturierten Gläsern mit der Struktur nach innen, eine Dicke von um die 200 μm auf.The safety-related component created in this way 10 then has a thickness of about 200 μm for two structured glasses with the structure inwards.

Das Muster des sicherheitsrelevanten Bauelements 10 kann entweder vor dem Strukturieren festgelegt werden und bestimmte Informationen bestimmten Strukturen zugeordnet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, nach dem Strukturieren das entstandene Muster zu erfassen und diesem bestimmte Informationen zuzuordnen.The pattern of the safety-relevant component 10 can either be set before structuring and certain information can be assigned to specific structures. However, it is also possible after structuring to capture the resulting pattern and to assign this specific information.

Auch kann die Erfindung derart gestaltet werden, dass das sicherheitsrelevante Bauelement 10 automatisiert lesbar ist.Also, the invention can be designed such that the safety-relevant component 10 automated readable.

Sollte das sicherheitsrelevante Bauelement 10 empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie beispielsweise Schmutz sein, so ist in 5 ein Mechanismus zum Abdecken des sicherheitsrelevanten Bauelements 10 in der Seitenansicht dargestellt. Das sicherheitsrelevante Bauelement 10 ist beidseitig mit Platten 11, bevorzugt aus Metall, abgedeckt. Ein Mechanismus 12 sorgt dafür, daß die Platten 11 außerhalb des Gerätes fixiert bleiben und erst dann zurückgeschoben werden, wenn das sicherheitsrelevante Bauelement 10 in ein Lesegerät eingeführt wird.Should the safety-relevant component 10 be sensitive to external influences such as dirt, so is in 5 a mechanism for covering the safety-related component 10 shown in the side view. The safety-relevant component 10 is on both sides with plates 11 , preferably of metal, covered. A mechanism 12 ensures that the plates 11 remain fixed outside the device and only then be pushed back, if the safety-relevant component 10 is inserted into a reader.

6 zeigt zur Verdeutlichung den Mechanismus zum Abdecken des sicherheitsrelevanten Bauelements 10 in der Draufsicht. Dabei ist in dieser Darstellung das sicherheitsrelevante Bauelement 10 freiliegend und wird nicht von den Platten 11 geschützt. Die Platten 11 können je nach Bedarf mittels zweier Stäbe 13 bewegt werden. 6 shows for clarity the mechanism for covering the safety-relevant component 10 in the plan view. Here, in this illustration, the safety-relevant component 10 is exposed and will not from the plates 11 protected. The plates 11 can according to need by means of two bars 13 to be moved.

Claims (27)

Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Substrates (7) – Strukturieren des Substrates (7) mittels eines Laserstrahls, wobei der Laserstrahl (1) in Teilstrahlen (4) aufgespaltenen ist.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ), comprising the steps: - providing a substrate ( 7 ) - structuring of the substrate ( 7 ) by means of a laser beam, wherein the laser beam ( 1 ) in partial beams ( 4 ) is split. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (1) mittels eines ersten Transmissionsgitters (2) in Teilstrahlen (4) aufgespalten wird.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the laser beam ( 1 ) by means of a first transmission grating ( 2 ) in partial beams ( 4 ) is split. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der Teilstrahlen (4) über ein weiteres, bezüglich des ersten Transmissionsgitter (2) gedrehtes zweites Transmissionsgitter (3) aufgespalten werden.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to claim 2, characterized in that one or more of the partial beams ( 4 ) about another, with respect to the first transmission grating ( 2 ) rotated second transmission grating ( 3 ) are split. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Strukturierung des Substrates (7) mittels eines UV-Lasers erfolgt.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of structuring the substrate ( 7 ) by means of a UV laser. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Strukturierung des Substrates (7) mittels eines UV-Femtosekunden-Lasers erfolgt.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of structuring the substrate ( 7 ) by means of a UV femtosecond laser. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Strukturierung des Substrates (7) zumindest die teilweise Erzeugung eines dreidimensionalen Musters umfasst.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the step of structuring the substrate ( 7 ) comprises at least the partial generation of a three-dimensional pattern. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Strukturierung des Substrates (7) ein Muster mit Loch- und Säulenstrukturen (8, 9) erzeugt wird.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the structuring of the substrate ( 7 ) a pattern with hole and column structures ( 8th . 9 ) is produced. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Loch- und Säulenstrukturen (8, 9) mit Tiefen im Bereich von 30 nm bis 200 nm, bevorzugt 50 nm bis 150 nm, besonders bevorzugt 80 nm bis 120 nm erzeugt werden.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hole and column structures ( 8th . 9 ) with depths in the range of 30 nm to 200 nm, preferably 50 nm to 150 nm, particularly preferably 80 nm to 120 nm. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Strukturierung des Substrates (7) ein Muster mit einer lateralen Auflösung im sub-μm-Bereich erzeugt wird.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the structuring of the substrate ( 7 ) a pattern with a lateral resolution in the sub-micron range is generated. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Bereitstellen eines Substrates (7) welches ein Glas oder ein Polymer aufweist.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by the provision of a substrate ( 7 ) which comprises a glass or a polymer. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beschichtetes Substrat (7) verwendet wird.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a coated substrate ( 7 ) is used. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) eine Beschichtung aus farbigen Polymeren und/oder Polymeren mit von dem Glassubstrat unterschiedlichem Brechungsindex und/oder Metall und/oder absorbierenden und/oder floureszierenen Stoffen aufweist.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 7 ) has a coating of colored polymers and / or polymers with different refractive index of the glass substrate and / or metal and / or absorbent and / or fluorescent fabrics. Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere strukturierte Substrate (7) miteinander verbunden werden.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of structured substrates ( 7 ). Verfahren zur Herstellung eines sicherheitsrelevanten Bauelements (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Bereitstellen eines Substrates (7) welches eine Dicke von 50 μm bis 500 μm, bevorzugt 80 μm bis 200 μm aufweist.Method for producing a safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized by the provision of a substrate ( 7 ) which has a thickness of 50 μm to 500 μm, preferably 80 μm to 200 μm. Substrat (7), umfassend ein sicherheitsrelevantes Bauelement (10) herstellbar mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.Substrate ( 7 ), comprising a safety-relevant component ( 10 ) can be produced by a method according to any one of the preceding claims. Gegenstand umfassend ein sicherheitsrelevantes Bauelement (10) herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 14.An article comprising a safety-relevant component ( 10 ) producible by a method according to any one of claims 1 to 14. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10), umfassend mindestens ein strukturiertes Substrat (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) mittels eines Laserstrahls (7) strukturiert ist.Safety-relevant component ( 10 ) comprising at least one structured substrate ( 7 ), characterized in that the substrate ( 7 ) by means of a laser beam ( 7 ) is structured. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) ein transparentes Material insbesondere ein Glas oder Polymer ist.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 7 ) is a transparent material, in particular a glass or polymer. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) ein beschichtetes Substrat ist.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 7 ) is a coated substrate. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des Substrats (7) eine Beschichtung aus farbigen Polymeren und/oder Polymeren mit unterschiedlichem Brechungsindex zum Glassubstrat und/oder Metall und/oder absorbierenden und/oder floureszierenen Stoffen ist.Safety-relevant component ( 10 ) one of the preceding claims, characterized in that the coating of the substrate ( 7 ) is a coating of colored polymers and / or polymers with different refractive indices to the glass substrate and / or metal and / or absorbent and / or fluorescent fabrics. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) eine Loch- und Säulenstruktur (8, 9) aufweist.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 7 ) a hole and column structure ( 8th . 9 ) having. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Loch- und Säulenstruktur (8, 9) eine Tiefe von 50 nm bis 150 nm, bevorzugt 80 nm bis 120 nm aufweist.Safety-relevant component ( 10 ) one of the preceding claims, characterized in that the hole and column structure ( 8th . 9 ) has a depth of 50 nm to 150 nm, preferably 80 nm to 120 nm. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) laterale Auflösung im sub-μm-Bereich aufweist.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 7 ) has lateral resolution in the sub-micron range. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (7) eine Dicke von 50 μm bis 500 μm, bevorzugt 80 μm bis 250 μm aufweist.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 7 ) has a thickness of 50 μm to 500 μm, preferably 80 μm to 250 μm. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere miteinander verbundene strukturierte Substrate (7) aufweist.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of interconnected structured substrates ( 7 ) having. Sicherheitsrelevantes Bauelement (10) nach einen der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung als Chipkarte, Compact Disk, DVD, Videoband, Ausweis, Banknote, Bankkarte, Kreditkarte, Medikament, Markenartikel und/oder Ersatzteil.Safety-relevant component ( 10 ) according to one of the preceding claims for use as a chip card, compact disk, DVD, videotape, ID card, banknote, bank card, credit card, medicament, branded article and / or spare part. Optisch lesbarer Schlüssel herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.Optically readable key can be produced with a Method according to one of the claims 1 to 14.
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