粘合工艺--DVD领域的技术角逐点

点击数:1310       发布日期:2005/10/29        出处:光盘技术

  在DVD光盘生产中有一个不同于CD光盘的工艺--粘合工艺。在早期DVD复制生产中,粘合工艺基本采用离线方式,但随着DVD产品在市场上的普及,对DVD光盘复制工艺提出了新的要求,DVD光盘复制生产商日益关注效率更高的在线粘合工艺的发展。
 
  Steag Hamatech公司的DVD产品部经理James Wice解释说:“在早期的DVD光盘生产中,很多厂家采用的是离线粘合工艺,但对于任何一个对这个行业熟悉的人来说,这很显然只是一个暂时的方案。离线操作有很多不合理的地方,这不仅仅是粘合工艺这一个方面,其它工艺过程也是如此。正因为是离线操作,所以就必须有更多的输入、输出处理装置,这使机器变得更大、更昂贵。离线操作的弊端在传统磁盘的生产过程中就已经表现的淋漓尽致,离线操作不仅造成工作效率下降、损耗增加,同时增加工作过程,使工艺控制反馈周期变长,不能迅速找到问题所在,也就不能尽快的改进工艺。这并不说明DVD生产初期采用离线粘合工艺是错误的,从技术发展角度讲,当时采用离线粘合在工艺实现方面更加容易,但最终生产效率的提高必须采用在线操作方式。”

  “从技术角度分析实现在线粘合没有硬件方面的困难,但要接受工艺上的挑战。要进行在线粘贴,必须同时保证来自模压和溅镀工艺的质量。因此如果采用分开操作在工艺实现上更容易些,你可以先处理好模压工艺,然后再处理好溅镀工艺,这样分别处理好后再进行粘合……因此实际上采用离线方式,使得粘合工艺实现变得容易。不过,当寻找到合适的在线粘合工艺之后,模压和溅镀的质量控制进变得容易,并且我们认为所有的设备生产商、复制生产商都会支持在线粘合的方案。”“我认为在最现代化的复制设备上,我们很可能会看到在线粘合工艺的应用成果,但是在整个工业领域我们需要做的是在保持原有质量的基础上稳定这种操作使之变得更加简单。DVD复制较CD复制更加复杂,许多生产CD的工厂实际上并没有作好向生产DVD产品过渡所需要的准备工作,这就要求设备供应商尽量改进生产设备和生产工艺,才能尽快使复制厂家掌握此项生产技术。”

  Toolex Alpha的产品经理Joachim Ahlm称Toolex是采用在线粘合技术的先驱。“我们一开始就采用在线粘合(实际上在REPLItech96上我们展示了第一个在线粘合系统??用于DVD-5的生产上),我们曾同日本的复制设备供应商进行过激烈的争论,他们认为不可能实现在线粘合。然而我们现在可以看到,越来越多的公司正在采用在线粘合,因为这样做会增加他们的产量,也不需要离线操作中的某些步骤。我想说的是现在几乎所有的公司都准备或者正在采用在线粘合技术。”他增加说。

  WAMO采用在线粘合技术也有一段时间了,Bill Mueller解释说:“无论是在线粘合还是离线粘合在工艺上都是可以实现的。实际上在1995年我们就演示了SD版本的在线粘合(先于DVD)。由于从整体来讲费用较低以及由于改善了工艺后备支持,使在线粘合更经济一些。然而由于必须在粘合之前控制新模压过的和溅镀过的半成品碟的冷却过程,在线粘合就显得更复杂一些,DVD半成品碟的前几分钟温度变化的跨度很大,如果不控制冷却过程,粘合质量就会很差。离线粘合在这一点上就很容易,因为离线粘合有充分的加工间歇时间。”

  热熔粘合和UV粘合的对比

  “热熔粘合不是一个选择方案,”Wise如是说,“热熔在环保测试中不顺利,甚至没有客户再要求热熔工艺了。我们生产的绝大部分碟片都是采用UV粘合,我们将热熔粘合看作很少使用的工艺。UV粘合在环保测试中更优越,它还起到美观的作用。如果采用热熔粘合,有时它在ID/OD掩模区能看得见,而UV材料是透明的,所以看不见。”

  采用热熔粘合工艺生产DVD-9也是不可能的,因为热熔粘合在光学上不透明,将阻碍激光头读取第二层的信息。正由于DVD-9是增加最快、最能获利版本,因此复制厂商如果不进入这一生产领域将无法适应市场的需求。同时,如果采用UV粘合技术,就不再需要保护漆,而采用热熔技术就得为半成品光碟涂布保护漆,然后进行热熔粘合,然而UV粘合既符合保护要求,也符合粘合要求,因此减少了一个步骤,简化了工艺。从以上比较看,热熔粘合同UV粘合的似乎没有什么需要选择的。

  “关于成本,起初UV设备和UV材料刚开始使用时价格略微高一些,但今天这个障碍已经全部消除了。”Ahlm解释了在1996年Toolex就开始采用热熔粘合生产DVD碟片,大约6个月后发现DVD-9将成为未来受欢迎的版本时,公司就决定开发自己的UV粘合工艺。“我们开始一种对所有版本的DVD都适合的DVD粘合技术,那时我们曾尝试过许多不同的粘合方式,但在众多的DVD粘合工艺中我们发现间隙粘合法优于其它方法。我们今天采用的仍旧是这种方法,它包含从DVD-18到DVD-5的所有生产必要条件。热熔粘合技术不能应用于DVD-9,它不是一个选择方案,生产DVD-9需采用UV粘合技术。我们开发的内部使用的间隙粘合方法是在两碟之间插入一根针,然后胶同时涂布在两张光碟上以防止胶层起气泡。我们在开发间隙粘合法时使用了很多不同的方法把两碟粘合到一块。我的意思是说把两碟粘到一块听起来容易,但对DVD-9来说,技术要求非常严格。特别是在粘合层的光滑度上,要解决这个问题,就要在这些技术要求范围之内开发一个方案。开始我们试了很多不同的方法,包括利用真空使碟片弯曲,直到采用间隙粘合技术,但我们仍在不断改进发展这一工艺。我们在REPLItech96上展示了第一个在线粘合系统,我们曾经有过许多争论,主要是和日本的供应商之间进行争论,他们认为在线粘合在DVD生产中不可能实现。”

  作为一个“局外人”,BPS的DVD产品经理Helfried说:“尽管我们是一个涂模设备供应商,且不生产粘合设备,依我的经验,UV胶合剂将是最适合的DVD粘合技术,因为它是全透明的,并且曾用于DVD以前的版本,甚至是DVD-9,只有粘合层不需要读取光线穿透的DVD格式中,如DVD-5和DVD-10,热熔技术才能被使用。”

  DVD-9标准:

  “DVD-9是一个不容忽视的市场--它是DVD标准中的先行者。”Wise如是说,“考虑到所有材料、设备和总开销,一项对DVD-9生产成本的大致估算显示:DVD-9的成本高出DVD-5的成本10%,但销售价格却高出100%还多。很明显,DVD-9具有很大的利润潜力,并且我们可以看到现在任何能生产DVD-9的客户都做到了这一点。”

  “在占据今天大部分市场的影视业中,编导和电影公司都致力于提高数据效率以获得高品质的画面,这就需要超强的存储功能。他们额外增加了光盘的一些内容,如记录片、访谈录和电影预告,使他们的产品更具吸引力,这也需要更大的容量。我们会发现DVD-5总是限制他们的创造力,因此他们需要更多的选择,他们又选择了DVD-9和DVD-10。DVD-9对客户更具吸引力,因为它不像DVD-10需要翻面,所有的内容尽可一览无余而不需要弹出光盘。并且DVD-9还可以具有美观的印刷外观,DVD-10就无法如此。”

  “DVD-10的销售价格比DVD-9低很多,但市场需要的是DVD-9。坦白的说,本身作为一名消费者,如果我在商店里见到DVD-10,我就不会买。如果考虑到将来的DVD-ROM,假如你的存储量是少于5G字节,你能在DVD-5上应用。但如果大约5G字节的话,DVD-10实在不是一个明智的选择。用ROM的术语来说,这不是DVD-10??实际上是两个DVD-5,因为如果你不能一次访问完所有的数据就必须翻盘,可能5分钟后需要访问另一面上的数据了,你就需要再次翻盘,这实在十分不方便。”

  Wise相信:“DVD-5将会继续存在下去,且将被用于短电影,它将也会同许多ROM一起工作,这是因为假如你只有2G或3G字节数据,DVD-5是最佳选择,而DVD-9将被用于高端视频领域。”

  “我认为DVD-10将会逐渐消失,虽然不会完全消失,但以后可能只占到市场总容量的5%左右。生产DVD-10是一个挑战,因为在两层铝之间处理粘胶很困难,有时我们认为DVD-9更容易些。“

  “我认为DVD-9是将来应用最广泛的DVD标准。”Ahlm说,“DVD-10将会逐渐退出市场,但DVD-5会继续存在,今天绝大多数生产商都在购置DVD-9的复制设备。”

  检测过程:

  Wise解释道:“我们的生产线在最后都有在线检测,这样我们就可以测试并检查每一个成品光盘。我们要查找所有的划痕型缺陷,同时倾斜检测也很重要,而对于DVD-9,我们必须检查层厚度及粘合层的厚度。”

  “在过程控制中,最重要的是玻璃母盘的离线抽样,如果没有制作一个好的模盘,你就不可能粘合出一个合格的光盘。模压对于粘合影响最大,所以客户在更换母盘以后,也应该检查一下半成品碟的斜面,这是可以离线操作的。我们出售此工艺的测试设备,但我们并未感到有必要或要求在线安装这些设备。”“最重要的测试是在母盘机开始工作后或换模后做的。这对保持一个通畅无故障的工艺致关重要。以后,在你不改变母盘制作工艺的情况下,你可以在千百对碟中把样本减少到一只碟。”

  Ahlm描述了一个叫做Chez Toolex的类似工艺。“我们所提倡的是在测试每张碟的工艺末时进行在线最终检查。作为对此的补充,我们还要有离线测试,这样就可以测试信号的值并且能够对碟进行一个更全面的浏览。对于DVD-9产品的在线测试,我们要检查斜面、双光折射和胶层的厚度。”

  “离线测试取决于客户的要求,但为了保证模子提供正确的信号等,它在每批生产时进行。”

  Mueller说:检查至少应该在复制完成后进行,因为有些致命缺陷在压缩后就很难发现了,但我们在复制完成前就在线检查半成品碟,这是此工艺的一个重要部分。

  DVD-18

  Whilst可能会把DVD-18当作DVD-9的自然升级,大多数制造商都认为这是个麻烦事,几乎没有市场需求,因此对生产这些盘有很大顾虑。Wise指出:“DVD-18是一个很据技术性的产品,但我怀疑它的商业生命力。同时它不是高容量的,且有DVD-10所具有的一切缺点。如果你想访问更多数据的话,你就不得不翻转光碟,并且你不能对表面进行印刷。如果你想到了电脑的应用,它不是DVD-18,而实际上是两张DVD-9,因此你将不得不打开驱动器翻转碟片或放入第二张碟片,这确实很不方便。简单的说,现在生产DVD-18的方法成本很高,你必须先生产两个分离的DVD-9,再把它们粘合在一起,因此可想而知它比DVD-9要贵得多。”

  “如果现在我有生产DVD-9的设备,我会利用它制造出两片DVD-9,然后卖掉两张DVD-9碟片,而不会用我的设备将它们生产成DVD-18销售。这不仅因为存在很多生产消耗的问题,还由于我还没看出市场对它的需求。”

  “迄今为止,只有电影公司要求生产DVD-18,因为他们要用它记录不同的影片??一面用标准版,一面用宽银幕版。”

  “但生产两个上述那样的DVD-9在技术上不成问题,但并不便宜。我认为DVD-18很有技术挑战性,但却没有用武之地,我看不出它有什么希望。”

  Ahlm也同意DVD-18没有多长的生命力,很难预料它的将来,反正现在市场上对它没有需求,且我也认为生产DVD-18成本太高,而且效率低下。“现在,有一家叫WAMO的公司在生产DVD-18。在这个复杂的工艺过程中他们使用了不同类型的塑料和聚碳酸脂。”

  Mueller解释说:“WAMO不断开发优化其DVD-18产品的方法已通过测试。当我们开始开发DVD-14和DVD-18产品时,首要的要求是这种光盘要能完全地兼容当前DVD的目录信息。另外,关于光盘的生产过程,我们想建立在模压、溅镀、粘合的传统工艺上,而不是开发新的工艺。这些系统已经证明它们的潜力,不管是VCD或DVD都是高容量、低消耗。最后一个要求是,这些光碟应该能激发顾客的购买欲望。我们需要说清楚开发这种产品的真正挑战到底是什么,从根本上说就我们如何制作暂定为0.6mm的光盘,更确切的说是怎样把第一层信息转换为0层碟。”