光盘是怎样“炼”成的

硬件周刊

太子

编者按：现代生活离不开信息，而作为信息的重要载体──CD-ROM光盘也越来越普遍了。有了光盘，各种光盘播放器才有了用武之地，大量的数据资料才有了存储的地方，信息的传递才有了更便捷和安全的手段。不过，这为大家带来方便的CD-ROM盘片是怎么“炼”出来的呢？下面就为大家揭开CD-ROM光盘制作的神秘面纱。
其实CD-ROM光盘的制作并不神秘，从光盘的制作过程来看，一张光盘的诞生可以简单地分为六个环节：预制主片→制主片→电铸→复制→印刷→检验包装。下面就让我们分别来看一看吧！

预制主片

1.预制：制作光盘之前，我们一定知道在光盘上面放什么内容，首先将这些数据收集起来。素材收集好后，还只是一批半成品，要做成完整的光盘，还需要对这些素材进行多媒体整合的编程处理，在硬盘上按一定的格式标准模拟生成映像文件。该映像文件模拟真实的CD-ROM盘的文件和目录结构，也就是与我们最后在市场销售的CD-ROM光盘的目录结构和内容完全一样。
2.优化、测试：通过CD-ROM制作系统软件，存放CD-ROM映像文件。这时应对源程序和数据进行测试和优化，尽量使存取最频繁的文件放在CD-ROM“盘片”的最前端；同时由于用户安装使用的操作系统会有所不同，为了能使光盘适应各种操作系统，保证光盘有良好的兼容性，还要把这个映像文件在各种操作系统下进行测试；最后还要做的就是杀毒工作，因为光盘内容太多了，一不小心就有病毒或者木马，这样会给用户造成损失。
3.刻录：将已经生成的CD-ROM映像文件，利用刻录软件与刻录机刻录到质量比较高的盒装空白CD-R盘片上，就基本上完成了室内预制主片的工作。一般刻录软件支持多种CD格式，在刻录时，可以选择你所需要的格式，包括CD-I和CD-XA，及允许多个文件系统共处于一个CD-ROM的混合格式(例如ISO和HFS)。在预制主片的过程中，通常要进行逐字节的核查，以确保数据毫无差错地转换成新的格式。

制主片

主片又称为母盘。制主片的过程实际上就是将经过处理后的写在CD-R盘片上的数据，记录在玻璃盘上的过程。主片有什么作用呢？可以这样理解，它就好比一个印章，通过机器在空白盘片上“盖章”压制，那么空白的盘片上就会留下痕迹(当然是数据痕迹了)，光盘的内容就有了。由这一点我们可以知道，任何CD-ROM光盘的质量最高只能达到生产该盘所用的主片的质量，所以制主片这一过程被认为是整个生产过程中最关键的一步。
在制主片过程中所制出的CD凹点（图1）很小，每一个只有烟雾的颗粒大小，这就意味着很小的杂质也会损坏大量数据。所以在制造主片及CD-ROM盘片的生产过程中，一个关键条件就是空气中微粒的数量必须得到严格控制。尽管现在有多种制作主片的方法，但最常用的还是感光性树脂系统。这种方法是将感光性树脂(一种光敏化学物质)涂于一块经特殊处理的玻璃基片上，以造出一张玻璃主片。计算机将“格式化”后的媒体信息，转化为激光束记录仪上一系列“开”和“关”的脉冲，通过这一激光编码过程，将数据记录到感光树脂涂层上。在一个螺旋形轨道上，激光束记录仪使部分感光性树脂在蓝光下曝光，这样就生成了光盘上的具体内容。玻璃主片也要用化学显像药水来进行显影，感光性树脂上曝光的部分被腐蚀掉以后，就在抗蚀性的表面上形成了上亿个微小的凹点。经过显影之后，要在感光性树脂表面蒸敷上一层金属膜(通常是银)，以便之后玻璃主片电铸时有一个导电的表面。

电铸

主片(母盘)制作好之后，还要进行电铸。当然电铸的最终目的是制造用于“复制”CD-ROM光盘的金属模子。在制作玻璃主片时，最后蒸敷了一层银膜，因此将它浸泡在含有镍离子的电解质溶液里，通过相应的电路使它通电后，带有光盘映像的玻璃主片上的曝光区域不断吸引镍离子；镍层不断加厚，并与曝光后的感光树脂表面上腐蚀出的凹点和台面(凹点之间的部分)的轮廓一致，最后形成一个厚且坚固的镍片，其金属表面上留下了与光盘完全相反的印膜。这一片原始的金属片被称为金属主片或是“父片”(Father)。到这里，从理论上讲完全就可以用父片作为金属模子进行复制了。但事实并不是这样，因为一个模子复制盘片的数量是一定的(一般在30000片左右)，一旦超过极限，之后所复制的盘片便劣化了。所以一般情况下不利用父片进行复制，而是利用制作好的父片，再通过电铸的方法制作出“母片”(Mother)，再利用母片制作出最后的金属模子──模片(Stamper)。母片是由父片而来的，而模片又是由母片而来的，后一片是前一片的“镜像”。模片是金属主片的完全复制品，也是这一生产阶段的最终产品(即所谓的最终“印章”了)（图2）。一般情况下，一张父片可以复制三张母片，一张母片可以复制三张模片，也就是说从一开始的一个模子(父片)，变成了九个模子(模片)，这样生产量就明显加大了。下面就可以通过金属模片进行CD-ROM复制品的大规模生产了。

复制

有了刚才制作的模片，下面就可以通过机器大批量地进行生产了。在复制过程要做的主要有六个工作步骤：
1.材料的干燥：原材料(制作光盘的材料)的干燥是由专用塑料烘干设备完成的其工作流程及原理为：干燥的热空气在穿过原料层时，将原料中的水分带走，使原料得到干燥。
2.注塑成型：生产CD-ROM成品的第一步，是将数据从模片上转移到塑料基片上。一个高精度的注塑模具将特制塑料熔化为树脂后再注入模具空腔，模具的一面是模片。这一过程只需要几秒钟，出来的产品是一张一面有“点”的塑料盘，然后在塑料盘载有数据的一面(即有“凹点”的那 一面)镀上一层极薄的纯铝，这是为了形成反光表面。为盘片镀纯铝的典型方法是溅镀(Sputtering)（图3）。

盘面印刷

通过高速丝网印刷或是胶版印刷，可以将图片印在光盘的漆层上。图片的翻印可以达到八种颜色，不过这还要看复制商的标签印刷的能力。
印刷工序是由全自动印刷设备完成的，其工作原理为：上料机械手将光盘放在印刷转盘上，由转盘带动盘片做圆周转动，并由UV烘干灯分别将每次印刷的油墨烘干再由下料机械手将烘干好的光盘片抓取并放到下料台上，完成此工序。

检验包装

光盘在包装前还要进行外观的检测。检测工作是由包装工人以肉眼检查的方式，按照光盘检测标准完成的，经过检验合格的盘片才可进行包装。光盘采用自动或手工进行包装，塑料盒包装仍然是CD-ROM盘片使用最多、最普遍的。这是由于塑料盒坚固耐用，并且在全自动化的生产线上很普及。其他被普遍使用的包装(其中一些方法可能需要手工操作)有：1.轻型包装，如用纸板套；2.透明塑料套；3.环保的纸质盒子。
好了，通过上面的六个步骤，花花绿绿的CD-ROM光盘就这样“炼”成了。说起来简单，但从整过的制作过程来看，一张小小光盘的制造工序是相当多的，在任何一个工序过程中如果有一点点马虎，那生产出来的光盘就很可能无法使用。