數(shù)據(jù)光盤(pán)的物理結(jié)構(gòu)和制作過(guò)程知識(shí)分享
天緣博客近期出現(xiàn)很多關(guān)于光盤(pán)壓片、刻錄的詞匯,為了讓大家大致了解一下一個(gè)軟件企業(yè)尤其是對(duì)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(chǎn)和包裝發(fā)行等工作,似乎有必要介紹一下光盤(pán)制作的相關(guān)知識(shí),天緣專(zhuān)門(mén)查閱整理了一些相關(guān)資料(天緣亦非工藝出身,如有錯(cuò)訛請(qǐng)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(zhuān)業(yè)詞匯。
一、光盤(pán)的物理結(jié)構(gòu)
光盤(pán)使用材料的革新史:早期的乙烯樹(shù)脂——70年代的聚丙稀酸脂(PMMA)——現(xiàn)在的聚碳酸脂(Poly-arbonate,簡(jiǎn)稱(chēng)PC)。目前國(guó)內(nèi)此類(lèi)材料大都進(jìn)口,主要供應(yīng)商為拜爾和三菱等。現(xiàn)在已經(jīng)研究出更輕透明度更高的盤(pán)基材料——多環(huán)己乙烯(PCHE)正在試驗(yàn)中。
光盤(pán)的反射層一般采用高純度鋁作為材料,一些金盤(pán)或金唱片則會(huì)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(zhǎng)期同空氣接觸很容易氧化,所以在反射層上加上保護(hù)層(目前使用紫外線(xiàn)固化漆UV),UV是一種在紫外線(xiàn)的照射下會(huì)迅速凝固的化學(xué)物質(zhì),將鋁同空氣隔離開(kāi)。
市面上的光盤(pán)主要有兩種,一種是CD-R光盤(pán),另一種是CD-RW光盤(pán)。它們的物理結(jié)構(gòu)是不同的。

CD-R刻錄盤(pán)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該從上到下共有五層: 印刷層->保護(hù)層->反射層->染料層->底層
CD-RW刻錄盤(pán)的結(jié)構(gòu)應(yīng)從上到下共有七層: 印刷層 ->保護(hù)膠層 ->反射層 ->介電層 ->介電層 ->介電層 ->底層
以上結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)光盤(pán)物理層次結(jié)構(gòu),不包含那些地溝里出的山寨光盤(pán),山寨光盤(pán)偷工減料就剩下兩三層了。
二、數(shù)據(jù)光盤(pán)的制作過(guò)程
數(shù)據(jù)光盤(pán)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(gè)人,而壓片是面向大批量生產(chǎn)需求的,比如微軟的Windows光盤(pán),從生產(chǎn)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(chǎn),基本都是采用將注塑、反射層濺射、保護(hù)膜涂附、干燥等工藝合一的流水設(shè)備一次成型。
壓片流程如下:數(shù)據(jù)檢測(cè)-制作模片-注塑生產(chǎn)-濺射反射層-涂附保護(hù)漆-印刷盤(pán)標(biāo)-光盤(pán)包裝
1、 數(shù)據(jù)檢測(cè)
音像制作單位或軟件開(kāi)發(fā)商送來(lái)的CD-R光盤(pán)或錄制母帶,復(fù)制廠家進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè),合格后就轉(zhuǎn)到母版制作工序。
2、 制作模片
制作模片的第一步是光盤(pán)復(fù)制廠商會(huì)對(duì)母帶或CD-R上的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化,以保證這些數(shù)據(jù)符合ISO9660 CD-ROM邏輯格式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn), 將計(jì)算機(jī)格式化后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成激光束記錄儀的“開(kāi)”、“關(guān)”信號(hào),并通過(guò)激光束記錄儀對(duì)涂附感光樹(shù)脂的玻璃基片進(jìn)行曝光,然后通過(guò)顯影藥水將曝光部分腐蝕掉,這樣就將數(shù)據(jù)信息(凸起和凹槽)留在基片上。

經(jīng)過(guò)顯影的主片,再在樹(shù)脂表面上蒸鍍一層銀作為導(dǎo)電層,并進(jìn)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(gè)0.3毫米的鎳片。這個(gè)堅(jiān)硬的鎳片是同主片的凸凹正好相反,被稱(chēng)為“父片”。制作成“父片”后,并不是馬上用父片開(kāi)始制作光盤(pán),而是采用同樣的方法來(lái)制作“母片”,再利用“母片”制作“模片”。
由于在生產(chǎn)過(guò)程中,模片不斷被磨損,所以一個(gè)模片所能生產(chǎn)的光盤(pán)數(shù)量很有限,一般在三萬(wàn)張左右。不過(guò)每次在上生產(chǎn)線(xiàn)之前,光盤(pán)復(fù)制商都會(huì)對(duì)您送來(lái)的模片進(jìn)行檢測(cè)是否可以繼續(xù)使用或需要重新制作模片。

3、 注塑生產(chǎn)
光盤(pán)片基的材料是聚碳酸脂,這種材料都是抽真空袋裝包裝,經(jīng)過(guò)加熱后進(jìn)入加熱筒熔融,以便于在模具中成型。成型時(shí)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(jīng)有了光盤(pán)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(jī)里面完成的。濺射使用鋁靶通電。一般一個(gè)鋁靶可以生產(chǎn)10萬(wàn)張光盤(pán)。如果是生產(chǎn)金盤(pán)則不能使用濺射工藝,金盤(pán)的反射層一般是將金粉或銅合金粉噴涂方式涂上光盤(pán)的信息面。
5、涂敷保護(hù)漆
高純度的鋁是一種極易氧化的金屬,為了保護(hù)反射層,在濺射之后,會(huì)涂抹一層保護(hù)漆(紫外線(xiàn)固化漆UV)。
6、印刷盤(pán)標(biāo)
印刷盤(pán)標(biāo)就是美化和標(biāo)識(shí)光盤(pán),一般有絲網(wǎng)印刷和柯式印刷。目前,國(guó)內(nèi) 的大部分光盤(pán)復(fù)制生產(chǎn)線(xiàn)都已經(jīng)具備柯式印刷設(shè)備,因?yàn)楹笳吒馈?br />7、光盤(pán)包裝
當(dāng)以上工序都完成后,就要開(kāi)始包裝,就不多說(shuō)了。
三、光盤(pán)的一些技術(shù)信息

1、CD-ROM盤(pán)片的標(biāo)準(zhǔn)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(pán)采用的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)算法:
A、錯(cuò)誤檢測(cè)碼EDC(Error Detection Code):CRC校驗(yàn)
B、錯(cuò)誤校正碼或稱(chēng)為糾錯(cuò)碼ECC(Error Correction Code):RS碼糾錯(cuò)。
C、交差里德-索洛蒙碼CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code):在用RS編譯碼前后,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值和交叉處理的過(guò)程。
四、光盤(pán)使用和選擇的知識(shí)要點(diǎn)
1、日常的CD-R光盤(pán)只讀光盤(pán),不可寫(xiě)(刻錄)的。CD-RW光盤(pán)是既可以讀也可以寫(xiě)(刻錄)的光盤(pán),價(jià)格上也比CD-R光盤(pán)要貴。
2、日常的CD-R光盤(pán)都是單層的,只所以不做雙層,是因?yàn)槌杀旧献鲆粋€(gè)雙層CD-R成本比兩張單面CD-R還要高。
3、一般的正品光盤(pán)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(duì)濕度),從上文的制作流程就知道肯定不能放太陽(yáng)底下暴曬,因?yàn)殛?yáng)光中包含大量紫外線(xiàn)。
4、大家見(jiàn)到的光盤(pán)都是圓的,還有那些亂七八糟形狀的特型光盤(pán),比如心形、正方形等都有,天緣認(rèn)為那些都是搞著玩的,因?yàn)閺募夹g(shù)角度,在光盤(pán)機(jī)中運(yùn)行的時(shí)候會(huì)肯定會(huì)產(chǎn)生不良的抖動(dòng)。
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