數據光盤的物理結構和制作過程知識分享
天緣博客近期出現很多關于光盤壓片、刻錄的詞匯,為了讓大家大致了解一下一個軟件企業(yè)尤其是對于微軟這樣視軟件為生命的企業(yè)如何處理軟件的后期生產和包裝發(fā)行等工作,似乎有必要介紹一下光盤制作的相關知識,天緣專門查閱整理了一些相關資料(天緣亦非工藝出身,如有錯訛請不吝指出為謝),力求通俗易懂,盡量避免一些連天緣本人也不明白的專業(yè)詞匯。
一、光盤的物理結構
光盤使用材料的革新史:早期的乙烯樹脂——70年代的聚丙稀酸脂(PMMA)——現在的聚碳酸脂(Poly-arbonate,簡稱PC)。目前國內此類材料大都進口,主要供應商為拜爾和三菱等。現在已經研究出更輕透明度更高的盤基材料——多環(huán)己乙烯(PCHE)正在試驗中。
光盤的反射層一般采用高純度鋁作為材料,一些金盤或金唱片則會采用銅合金或黃金作為原料;由于作為反射層的鋁比較活潑,長期同空氣接觸很容易氧化,所以在反射層上加上保護層(目前使用紫外線固化漆UV),UV是一種在紫外線的照射下會迅速凝固的化學物質,將鋁同空氣隔離開。
市面上的光盤主要有兩種,一種是CD-R光盤,另一種是CD-RW光盤。它們的物理結構是不同的。

CD-R刻錄盤的結構應該從上到下共有五層: 印刷層->保護層->反射層->染料層->底層
CD-RW刻錄盤的結構應從上到下共有七層: 印刷層 ->保護膠層 ->反射層 ->介電層 ->介電層 ->介電層 ->底層
以上結構為標準光盤物理層次結構,不包含那些地溝里出的山寨光盤,山寨光盤偷工減料就剩下兩三層了。
二、數據光盤的制作過程
數據光盤制作一般有燒制和壓制兩種,燒制是面向需求較小的企業(yè)或個人,而壓片是面向大批量生產需求的,比如微軟的Windows光盤,從生產效率上考慮只能采用壓片流程。目前業(yè)界通用使用塑料注塑法批量壓片工藝生產,基本都是采用將注塑、反射層濺射、保護膜涂附、干燥等工藝合一的流水設備一次成型。
壓片流程如下:數據檢測-制作模片-注塑生產-濺射反射層-涂附保護漆-印刷盤標-光盤包裝
1、 數據檢測
音像制作單位或軟件開發(fā)商送來的CD-R光盤或錄制母帶,復制廠家進行標準檢測,合格后就轉到母版制作工序。
2、 制作模片
制作模片的第一步是光盤復制廠商會對母帶或CD-R上的數據進行格式化,以保證這些數據符合ISO9660 CD-ROM邏輯格式的國際標準, 將計算機格式化后的數據轉化成激光束記錄儀的“開”、“關”信號,并通過激光束記錄儀對涂附感光樹脂的玻璃基片進行曝光,然后通過顯影藥水將曝光部分腐蝕掉,這樣就將數據信息(凸起和凹槽)留在基片上。

經過顯影的主片,再在樹脂表面上蒸鍍一層銀作為導電層,并進行電鑄(電鍍)工藝。將基片放入含有鎳離子(一般是磺胺基鎳)的電解液中。通電后最終形成一個0.3毫米的鎳片。這個堅硬的鎳片是同主片的凸凹正好相反,被稱為“父片”。制作成“父片”后,并不是馬上用父片開始制作光盤,而是采用同樣的方法來制作“母片”,再利用“母片”制作“模片”。
由于在生產過程中,模片不斷被磨損,所以一個模片所能生產的光盤數量很有限,一般在三萬張左右。不過每次在上生產線之前,光盤復制商都會對您送來的模片進行檢測是否可以繼續(xù)使用或需要重新制作模片。

3、 注塑生產
光盤片基的材料是聚碳酸脂,這種材料都是抽真空袋裝包裝,經過加熱后進入加熱筒熔融,以便于在模具中成型。成型時間大概3~5秒,最后片基就跟膜片貼合到一起。
4、 濺射反射層
注塑完成的碟片已經有了光盤的雛形,下面的工序就是真空濺射反射層,濺射工藝也是在一體機里面完成的。濺射使用鋁靶通電。一般一個鋁靶可以生產10萬張光盤。如果是生產金盤則不能使用濺射工藝,金盤的反射層一般是將金粉或銅合金粉噴涂方式涂上光盤的信息面。
5、涂敷保護漆
高純度的鋁是一種極易氧化的金屬,為了保護反射層,在濺射之后,會涂抹一層保護漆(紫外線固化漆UV)。
6、印刷盤標
印刷盤標就是美化和標識光盤,一般有絲網印刷和柯式印刷。目前,國內 的大部分光盤復制生產線都已經具備柯式印刷設備,因為后者更精美。
7、光盤包裝
當以上工序都完成后,就要開始包裝,就不多說了。
三、光盤的一些技術信息

1、CD-ROM盤片的標準身材:直徑為120毫米(4.72英寸),中心裝卡孔為15毫米,厚度為1.2毫米,重量約為14~18克。
2、CD-R光盤采用的檢錯和糾錯算法:
A、錯誤檢測碼EDC(Error Detection Code):CRC校驗
B、錯誤校正碼或稱為糾錯碼ECC(Error Correction Code):RS碼糾錯。
C、交差里德-索洛蒙碼CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code):在用RS編譯碼前后,對數據進行插值和交叉處理的過程。
四、光盤使用和選擇的知識要點
1、日常的CD-R光盤只讀光盤,不可寫(刻錄)的。CD-RW光盤是既可以讀也可以寫(刻錄)的光盤,價格上也比CD-R光盤要貴。
2、日常的CD-R光盤都是單層的,只所以不做雙層,是因為成本上做一個雙層CD-R成本比兩張單面CD-R還要高。
3、一般的正品光盤基本都可以保存100年以上,保存中特別需要注意環(huán)境要暗環(huán)境(理想環(huán)境:24攝氏度及24%相對濕度),從上文的制作流程就知道肯定不能放太陽底下暴曬,因為陽光中包含大量紫外線。
4、大家見到的光盤都是圓的,還有那些亂七八糟形狀的特型光盤,比如心形、正方形等都有,天緣認為那些都是搞著玩的,因為從技術角度,在光盤機中運行的時候會肯定會產生不良的抖動。
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