做和数码光盘是如何复制的

数码光盘是如何复制的

光盘是各种数字化信息的载体，目前有CD、VCD、DVD光盘等，其分类见下表：

只读型

一次写

可擦写

Video

Audio

Rom

CD类

VCD/SVCD

CD-DA

CD-ROM

CD-R

CD-RW

DVD类

DVD-Video

DVD-Aduio

DVD-Rom

DVD-R

DVD-RW/DVD-RW

现代的光盘是用塑料制成的，主要有两种：一种是用刻录法生产的，生片光盘由4层不同材料的塑料薄膜（或其它材料）压制而成，然后用激光刻录，用这种方法生产速度慢、成本昂贵，只适合于小批量生产；另一种是用注塑成型法生产的，每片厚约1.2mm，CD、VCD仅由一片组成，DVD是用两片分别为0.6mm的薄盘压制而成，其精度要求比CD更加严格，用注塑成型法生产的CD、VCD信息是在注塑过程中压制出来的，不可以擦洗，下面介绍光盘的生产过程。

一、生产光盘的材料

光盘是由盘基、反射层、保护层组成，如图1、图2。目前光盘的盘基采用的材料是一种被称为聚碳酸脂（Polycarbonate，简称PC）的工程塑料，这种塑料也称为防弹胶。随着科技的发展，光备用的材料也在不断地变化，已经有研究单位研制出更轻的盘基材料—多环己乙稀（PCHE），同聚碳酸脂相比利用多环己乙稀制作的光盘不仅透明度更高，较轻的材质也可以使制造出来的光盘在高速旋转的光驱中保持稳定。反射层一盘采用铝作为主要原料，也有一些所谓的金盘或金唱片会采用铜合金或黄金作为原料，由于作为反射层的铝及其它金属其性质比较活泼，长期同空气接触很容易氧化，所在在反射层上还有一个保护层，保护层采用的是一种紫外线固化漆（UV），这是一种在紫外线的照射下会迅速凝固的化学物质，将铝同空气隔离开。

二、光盘批量复制的方法

在过去的几十年中人们浓度了多种光盘复制的方法，最终“注塑成型法”在工业生产中得到了广泛应用，并沿袭至今，即使是这种方法也经历了多个发展阶段，目前广泛采用的复制设备将注塑、反射层浅射、保护膜涂附、干燥等工艺在一台设备中完成，采用这种技术生产也能够实行3班制一张光盘的时间大约为3.5秒。

目前，其它的光盘复制方法还有前面提过的使用CD-R批量复制的方法。国外也有很多厂商提供此类的复制设备，一次可以提供100张甚至更多光盘的复制，复制费用视复制数量而异因为单位复制成本较高，所以这种方法仅在需要量少、供货时间紧的情况下才使用。

三、光盘是怎样生产出来的？

上面已经讲过光盘的复制采用“注塑成型法”，这种复制方法的过程如下：

数据检测→制作模片→注塑生产→溅射反射层→涂附保护漆可采取电子万能材料实验系统和液压万能材料实验系统来测试钢丝绳→印刷盘标

下面我们分工序给大家介绍光盘的制作过程。

1.数据检测

光盘的内容一般来自音像制作单位或软件开发商，这些单位在节目制作完毕后，会将内容刻录在一张CD-R光盘上或录制在母带上作为“源盘”交给复制生产商。

2.制作模片

制作模片是一个复杂的过程，也是关系光盘质量的重要过程（如图3）。首先，为了保证光盘的普遍可读性，光盘复制厂商会对母带或CD-R上的数据进行格式化，以保证这些数据符合ISO9660 CD-ROM逻辑格式化的国际标准。通过格式化的数据可以在PC、MAC、UNIX等操作系统中使用。将计算机格式化后的数据转化成激光8、曲线遍历:实验完成后,可对曲线进行再分析,用鼠标直接找出实验曲线上各对应点的数据；束记录仪的“开”、“关”信号，并通过激光束记录仪对涂附感光树脂的玻璃基片进行曝光。在玻璃基片上的感光树脂是用一个旋转涂膜系统按照螺旋轨道以1～8微米（比头发细460倍）的厚度涂上去的，接受到激光束记录仪发射的蓝色激光的感光树脂曝光，然后通过显形药水将曝光部分腐蚀掉，在未被腐蚀的部分和腐蚀掉的部分之间就形成了凸起和凹下，这样就将信息留在基片上。

经过显影的主片，在树脂表面上蒸镀一层银作为导电层，以便为以后的电铸工艺作准备。这个过程实际上是一个电镀的过程，但形成的厚度较电镀厚得多，所以被称为”电铸“，电铸制作出可以用于复制生产的金属模子。将基片放入含有镍离子（一般是磺胺基镍）的电解液中，通电后，基片表面含银部分不断吸引镍离子，镍层不断增厚，最终形成一个0.3毫米的镍片，这个坚硬的镍片是同主片的凹凸正好相反，被称为“父片”。

制作成“父片”后，并不是马上用父片开始制作光盘，而是采用同样的方法来制造“母片”，再利用“母片”制作“模片”。当同父片一样的模片制作完成后，整个母版的制作过程就结束了，可以在生产线上复制光盘了。制作一个模片的价格大约在3000元左右，但如果复制量较大，也有些生产厂家提供免费服务。一张模片可复制光盘一般都在三万张左右。

3.注塑生产

前面我们已经讲过采用“塑料注塑法”进行光盘复制，注塑机的模具中装有一个0.3mm模片，模片就是我们在正版制作工序中的最终产品，通过它可以在盘基上形成信息面。模具则是一个光滑的表面（读取面），为了保证光驱读取不受影响，模具的表面要求达到机械零件制造的镜面标准（也就是机械加工的14级光洁度），所以这个模具比一般的注塑模具昂贵得多。注塑机将模具闭合后，模具内模片与模具的另一光滑表面形成了一个1.2mm（DVD为0.56mm）高的圆盘状空腔，塑化好的熔融塑料被螺杆高速高压注射入上述空腔中，并保持一定压力，以保证模具中的塑料与模具光滑表面以及模片表面完全贴合，并经强制冷却后开模，机械手将冷却了的圆盘（即牒片）取出，新生产线在节能环保方面更有优势注塑过程结束。这个过程一般为3.5秒钟。

4.溅射反射层

注塑完成的碟片已经有了光盘的雏形，下面的工序就是真空溅射反射层。由于采用溅射的方法，每张光盘的反射层都很薄，仅有几个铝分子厚。如果采用铜合金作为反射层就不能采用溅射的方法了，而是将金粉或铜合金粉采用类似“喷粉”的方法涂附在光盘的信息面上，所以金盘价格比较高。

5.涂附保持漆

高纯度的铝是一种极易氧化的金属，为了保护反射层，在溅射之后会涂沫一层保护漆。

6.印刷盘标

在第一张成品光盘下线后，复制生产厂商的技术人员会对光盘再次进行检测，以保证大批量生产光盘的质量。当确认没有质量问题以后，就开始美化和标识光盘—印刷盘标。

复制好的光盘，表面是很光亮平整的，因为，刻在光盘上的是一些非常微小的长方形槽，其深度仅为0.11微米，DVD的槽更密、宽度更小，如图4，所以任何制造缺陷，包括灰尘都会造成信息失真，所以制造光盘要求十分高，特别是注塑机，要求塑化效果好，计量准确，温控准确，注射速度快、压力高，闭合模精度高，锁模力大、均匀、稳定等，而模具、溅铝等也有相当的难度，特别是在很短时间内完成溅铝难度很大，故复制光盘是一项技术难度十分高的光机电液一体化的复杂工程。

二、（全液压）充液式合模装置

充液式合模装置后模板的受力与肘杆式前模板的受力相同，后模板一般与锁模油缸铸造成一体，其主要问题是油缸本身的磨损及渗油问题。动模板的受力比肘杆式的动模板好得多，故一般较薄，也较少断裂。

三、四缸直锁二板式合模装置

二板式由于锁模力仅作用在前模板与动模板之间，其受力与肘杆式前模板相同，故不再加以评述。

从以上分析中可以看出，肘杆式合模装置的模板比较容易断裂，这一点与春结构有关，因为它是靠整个系统的刚性变形产生锁模力的，而且，这种断裂往往有时还与使用等其它因素有关，故使用者要特别注意。全液压合模装置一般不出现超载现象。顺德市秦川恒利塑机有限公司生产的全液压四缸直锁二板式系列注塑机除不超载外，由于采用四缸直锁锁模结构（如图7），拉杆（哥林柱）承受单个油缸的锁模力，这些油缸作用在模板四个角。四个油缸的油路是连通的，故锁模时，模板四个角上受力均衡。该机油路设计比较特别，它能够使锁模力随注射结束而分级大幅减少，可减少系统（包括模板、模具）随高负荷时间60%或以上，故模板不易疲劳。而且，该厂模板采用45号钢板制造，从而不存在铸造缺陷导致的疲劳破坏的问题。这是该厂敢对锁模结构三包五年而其他厂家无法模仿的主要原因。总之，模板的断裂是很严惩的事故，希望厂家在选购和使用注塑机时要特别留意。