Техническая характеристика устройств

Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку круглой формы и толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла, на который обычно наносится графическое представление содержания диска, и покрывается защитным слоем лака. Штампованное или литое основание пластины физически является одной спиральной дорожкой, которая начинается на внутренней и заканчивается на внешней части диска. Шаг этой дорожки, или разделение спирали, равен 1,6 микрона (1 микрон — миллионная часть метра или тысячная часть миллиметра). Если рассмотреть спиральную дорожку под микроскопом, то станет видно, что она состоит из приподнятых участков, которые называются впадинами (pits), и плоских поверхностей между ними, называемых площадками (lands). Принцип считывания через подложку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет около 0,7 миллиметров, что повышает помехоустойчивость системы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. Лазерный луч, используемый для считывания данных компакт-диска, может свободно пройти сквозь прозрачный пластик, поэтому отформованная поверхность диска покрывается отражающей металлической пленкой (обычно алюминиевой). После этого алюминиевая пленка покрывается тонким защитным слоем акрилового лака, на который, в свою очередь, наносится текст или красочное изображение.

Технология производства оптических носителей

Технология изготовления дисков во многом схожа с тем, как изготавливали пластинки патефона. На прозрачной поверхности с помощью специальной матрицы вдавливанием получаются дорожки с информацией. Толщина поликарбоната составляет всего 1.2 мм. Для повышения отражающей способности на поверхность компакт-диска наносится тонким слоем алюминий, а для повышения защиты сверху диск заливается специальным лаком для препятствования воздействия на него посторонних веществ и окружающей среды. В редких случаях на поверхность диска наносится слой золота, что существенным образом увеличивает отражение лазера от него.

У дисков с возможностью перезаписи информации CD-RW используется немного другой принцип строения: перед металлическим слоем располагается вещество, меняющее структуру под воздействием температуры, тем самым производя изменение отражающей способности. Все данные на компакт-дисках записываются по спирали от центра к краю с интервалом следования 1.6 мкм между витками. В качестве считывающего устройства используется инфракрасный лазер. DVD диски изготавливаются схожим образом, отличием является лишь то, что расстояние между витками составляет 0,74 мкм и менее.

При массовом коммерческом производстве компакт-диски изготавливаются штамповкой или прессованием, а не выжиганием с помощью лазера.

Ниже представлены основные этапы производства компакт-дисков.

1. Нанесение фоторезисторного слоя. Круглая пластина из полированного стекла диаметром 240 мм и толщиной 6 мм покрывается слоем фоторезистора толщиной около 150 микрон, после чего обжигается при температуре 80°С в течение 30 минут.

2. Лазерная запись. Лазерный самописец посылает импульсы синего или фиолетового света, которые засвечивают и размягчают определенные участки фоторезисторного слоя стеклянного диска.

3. Формирование диска. Обработанный стеклянный диск погружается в раствор гидрооксида натрия, который растворяет экспонированные лазером участки, формируя тем самым впадины в фоторезисторном слое.

4. Электролитическое формование. С помощью процесса, называемого гальванопластикой, ранее подготовленный мастер-диск покрывается слоем никелевого сплава. В результате создается металлический мастер-диск, получивший название родительского диска.

5. Разделение диска. Затем металлическая матрица отделяется от стеклянного диска. Она представляет собой металлический диск, который уже может использоваться для изготовления небольших партий дисков, так как матрица изнашивается очень быстро. Разделение диска зачастую приводит к повреждению стеклянной основы, поэтому методом гальванопластики создается еще несколько негативных копий диска (которые называются материнскими). Негативные копии диска впоследствии применяются для создания рабочей матрицы, используемой в процессе массового тиражирования компакт-дисков. Это позволяет штамповать большое количество дисков без повторения процесса формирования стеклянного диска.

6. Штамповка диска. Металлическая рабочая матрица применяется в литейной машине для формирования принципа отображения данных (впадин и площадок) в расплавленной поликарбонатной массе объемом около 18 граммов при температуре 350°C . При этом сила давления достигает примерно 20000 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, в современных термических штамповочных прессах на изготовление каждого диска уходит не более трех секунд.

7. Металлизация. Для создания отражательной поверхности на отштампованный диск посредством напыления наносится тонкий слой алюминия.

8. Защитное покрытие. Для защиты алюминиевой пленки от окисления на металлизированный диск с помощью центрифуги наносится тонкий слой акрилового лака, затвердевающего под действием ультрафиолетовых лучей.

9. Конечный продукт. В завершение на поверхность диска методом трафаретной печати наносится текст этикетки или какое-либо изображение, также высыхающее под действием ультрафиолетовых лучей.