硬件制造 绝对现场之DVD刻录盘篇

硬件视点

目前,DVD刻录开始普及,越来越多的朋友开始用DVD刻录机保存数据、视频。一张小小的光盘,看不出有什么复杂之处,可是却能够容纳4个多GB的数据,这样的刻录盘是如何制作的呢?今天,就让我们带着大家走进专业的DVD刻录盘制造商广州格尔达(GEERDA)科技有限公司,揭开DVD刻录盘的制作之谜。

DVD刻录盘生产流程

盘基材料干燥→盘基制作→刻录层染料“喷涂”→电镀银反射层→片基粘合→盘片质量检测及等级分类→DVD-R盘片信息预写→目检及二次分级→盘面印刷→盘片抽检→包装出货

准备工作

盘片的制造要求环境干净,所以,在生产线入口处,我们需要穿上防尘服,戴上防尘帽,并要经过风淋装置,以除去身上灰尘。

流程一:盘基材料干燥

刻录盘片生产使用的盘基材料为聚碳酸酯树脂(颗粒状),进入生产流水线前必须进入干料机干燥,使内部的水分被完全除去,然后通过干料机顶部的管道进入生产流水线。

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用于去除身上灰尘的风淋装置
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两台干料机,它们上部的管道用于材料吸入和输出

流程二:盘基制作

干燥后的盘基材料通过输送管道进入注塑机,它会将盘基材料加热融化。而在这台设备的另外一头,一块镍合金的“母盘”和一块镜面光洁的钛合金“底板”共同构成了一个厚度约0.6mm的“空腔”,加热融化的盘基材料将在这两块合金模具合上的瞬间从盘片中心孔处被加压高速注入这个空腔内,然后迅速冷却成型。当两块金属模具分离时,机械手将把成型的盘基抓取下来。

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用于盘基制作的注塑机
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机械手正在将成型的盘基“提”走

小知识

母盘是一块由镍合金制作的“盘片模具”。DVD刻录盘上(以DVD+R为例)有非常细微的螺旋轨道(沿着盘片中心螺旋向外扩展),用于刻录或读取时的锁轨和数据定位,另外,在DVD刻录盘内圈,还有一些固化的信息,它们都要通过母盘来实现。所以,母盘上带有与之对应的(或称为“反向的”)凹槽或者凸起,使盘基上产生对应的螺旋状轨道和信息。

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DVD刻录盘的剖面结构

流程三:刻录层染料“喷涂”

盘基制作好后,需要在流水线上“走”上一段距离以便冷却(从注塑机里出来的碟片温度比较高),然后就准备喷涂刻录层了。

刻录层是一种特殊的化学染料形成的。当盘基被机械手传递到染料喷涂槽中时,带有凹槽的一面向上,喷撒染料的机械手从外侧向盘基的内侧移动喷染料,同时托盘台带着盘基旋转,这时染料就在盘基上呈螺旋状展开,且染料之间有一定间隙。

接着,托盘台开始带着盘基超高速旋转。刚才喷在盘基上的染料在离心力的作用下向外扩散,均匀地浸润在盘基的凹槽内。同时,多余的染料溶剂也在高速旋转下被挥发。盘基上便抹上一层非常薄的染料层。接着,盘基将经过一个光检机构,逐一进行检测。涂抹不合格的盘片将被淘汰,合格的盘片才能进入下一个流程。

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白色圆槽就是染料喷涂槽
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喷涂染料时盘基会高速旋转,每张光盘约要喷0.2ml染料
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这个设备用于检测染料喷涂是否符合质量要求

流程四:电镀银反射层

接下来,要给带有染料层的盘基进行烘干处理,烘干后,机械手将带有染料层的盘基一片一片地送上一个类似冲压的平台,在这里完成银反射层的电镀。经过该工序后,盘基看起来就有刻录盘的样子了。接着,会有一个洗边的工序,用来将盘侧面的染料洗干净。

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带有染料层的盘基被机械手运输到一个干燥设备内进行烘干
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这是电镀机,在这里完成银反射层的电镀

流程五:片基粘合

对带有染料的盘基进行镀银处理后,我们需要将用于表面印刷和起保护作用的“上层”片基和它粘合起来(注:DVD刻录盘由两片盘基粘合而成)。首先,我们要给镀银的盘基(即带有染料层的那片盘基,镀了银的那一面朝上)涂上一种特殊的胶水;接着,机械手会将这片带有胶水的染料层盘基放入金属槽内的托盘上;然后,机械手又会将另外一片空白的盘基覆盖上去。接下来托盘会带动盘基快速旋转,在快速旋转的离心力下,夹在两片盘基中的胶水开始由内向外扩散,最终布满整个盘面,将两片盘基粘合在一起。

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喷嘴正在给盘基内圈喷上一圈胶水
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在这个设备内,盘片高速旋转后将两片盘基粘合在一起

流程六:盘片质量检测及等级分类

经过以上步骤,一张DVD刻录盘基本就诞生了,不过,在DVD刻录盘下线前,还需要经过一个光学检测装置来进行等级分类,检测后会按等级放入相应托盘的立柱上,然后重叠在一起下线,盘片的基本制作也就完成了。

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白圈处为光学检测装置

流程七:DVD-R盘片信息预写

前面我们提到,在空白盘中,也存储着一些信息,例如制造商信息、建议的刻录速度以及光头功率等。这些信息,都是预先以数据点形式体现在母盘上的。不过,对于DVD-R盘,还有一类信息标示,那就是在数据刻录区的内圈实际写入一些信息。这些信息可能是直接取自母盘信息,也有可能是盘片制造商结合实际生产水平和产品实际质量后期写入,以用于DVD刻录机识别盘片。这也是DVD-R和DVD+R在生产流程中的一处明显区别。

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这是一台1拖12的DVD-R刻录盘的预写设备

流程八:目检及二次分级

在完成信息预写后,质检人员还会对盘片进行第二次分级,这次分级主要是依靠目检。目检将把盘面有瑕疵、污损的盘降低等级处理。遗憾的是,并不是所有的DVD刻录盘生产厂都会采用这道工序。

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目检中的盘片

流程九:盘面印刷

大家在市场中买到的DVD刻录盘都有着漂亮的盘面,这是依靠盘面的印刷实现的。目前,DVD刻录盘的盘面印刷以丝网印刷为主。

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盘面印刷设备正在工作

流程十:盘片抽检

这一步抽检是相当严格的,会用到专业的设备对即将出厂的盘片进行弯曲度、染料分布、染料特性检测,也会以市场上的DVD刻录机对抽检的盘片进行实际刻录测试。其实,这一抽检存在于多个环节中,在没有进行盘面印刷前,也会存在抽检,如果发现盘片质量不理想,还会对生产设备进行调节以确保生产质量。只有每次抽检合格(尤其是最后装箱前的抽检),才能进入下一个生产流程。

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专业的检测设备之一

流程十一:包装出货

盘片质检合格后,剩下的工作就是对盘片进行包装。这里算是整个盘片工厂中人群密度最大的地方,而其他生产环节基本都是全自动的。

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各种包装形式的盘片