自動(dòng)控制在光盤母盤生產(chǎn)線上的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、精品文檔 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目: 自動(dòng)控制在光盤母盤 生產(chǎn)線上的應(yīng)用 Title Automatic Control in BD Motherboard Application of Production Line 院 系： 電氣與電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 2012年 1 月 10 日摘 要 光盤作為信息的載體得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。它的容量也由700MB擴(kuò)展到現(xiàn)在的50GB，由VCD開展為DVD，近來又制造出藍(lán)光光盤，來滿足人們對(duì)高清影視和大容量可移動(dòng)設(shè)備的需求。光盤的最重要特點(diǎn)是可靠性高。其原因之一是由于光盤的數(shù)據(jù)刻錄是利用聚焦激光

2、光束在存儲(chǔ)介質(zhì)上燒蝕出凹坑，一旦記錄完成，寫入的數(shù)據(jù)就不容易在燒蝕的介質(zhì)上消失；原因之二，光盤在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行的光學(xué)讀寫是非接觸形式的，這是一種無損耗的讀寫，與傳統(tǒng)的磁盤讀寫截然不同，就算讀上數(shù)萬次也絲毫不會(huì)減弱盤上的信號(hào)。日本柯達(dá)公司曾用現(xiàn)代科學(xué)方法去加速光盤的老化，測得只讀型光盤的使用壽命約在209年。光盤的優(yōu)勢還在于他的存取速度快、保存管理方便等特點(diǎn)。日本TDK公司不久前成功地在可擦寫藍(lán)光光盤(BlurayDisc)上實(shí)現(xiàn)了216Mbit秒的刻錄速度，相當(dāng)于6倍速刻錄，在保存特性方面，也已確認(rèn)在溫度為80度、濕度為85的環(huán)境下刻錄150小時(shí)，其抖動(dòng)值仍然保持在7左右。 綜上所述光盤的優(yōu)越

3、性和廣泛普及性，它的大批量生產(chǎn)也是必然的。而制造光盤的母盤也就成了不可替代的必須品，母盤的生產(chǎn)質(zhì)量會(huì)直接影響到光盤的質(zhì)量。母盤對(duì)周圍環(huán)境的潔凈度、濕度、酸堿度、光照等都有著嚴(yán)格的要求，這就要求母盤的生產(chǎn)環(huán)境必須是嚴(yán)格密封的，自動(dòng)化要求非常高，不能有人為的參與。所以制造和生產(chǎn)母盤的自動(dòng)化設(shè)備成為我的研究課題。關(guān)鍵詞： 光盤，母盤，抖動(dòng)值A(chǔ)bstractCD as information carrier a wide range of applications and promotion. Its capacity by 700 MB also extended to the 50 GB now,

4、 The VCD development for DVD, Again recently made the Blu-Ray Disc, To meet people to the hd video and large capacity is the demand of mobile devices. The most important characteristics of CD is high reliability. One of the reasons is because of the CD burning is to use data focused laser beam in on

5、 a storage medium ablation pits, Once completed record, written to the data is not easily in the ablation disappear on the medium; The second reason, and the CD in the store data for optical reading and writing are the contact form, this is a no loss, speaking, reading and writing, and traditional d

6、isk reading and writing are entirely different, even if read up on tens of thousands of times also doesnt thousands weakened the signal on the plate. Japan with modern science has kodak way to accelerate the ageing of the CD, the service life of the disc read only type of about 209 years. CDs advant

7、ages are still lies in his access speed and conservation management is convenient wait for a characteristic. Japan TDK company not long ago successfully on removable blu-ray disc (Blu-rayDisc) to 216 Mbit/Sec burn rate, about 6 times the speed burn, in the preservation characteristics, has also conf

8、irmed in the temperature of 80 degrees, humidity is 85% under the environment of the burn 150 hours, the jitter values remain at around 7%.To sum up the superiority of the CD and wide popularity, with the mass production of the it is inevitable. And manufacturing the motherboard CD also became an ir

9、replaceable must taste, the production quality motherboard will directly affect the quality of the CD. The surrounding environment of motherboard cleanliness, humidity, acidity, light and so on.All have the strict requirements, which requires the motherboard production environment must be strictly s

10、ealed, Automation require very high, not someone for participation. So manufacture and produce the motherboard automation equipment to be my research subject.Key words: CD，Motherboard，Jitter Values目 錄摘要.IVAbstract .V修改意見I1 緒 論11.1 母盤的開展?fàn)顩r及其前景11.2 母盤生產(chǎn)流程11.3 母盤自動(dòng)化研究的目的和意義12 母盤的設(shè)計(jì)及其工程環(huán)境32.1 預(yù)刻槽ATIP信息及

11、其信息區(qū)數(shù)據(jù)和物理參數(shù)32.2 溝槽形狀的設(shè)計(jì)以及專用信息和附加信息確實(shí)定42.3 母盤刻錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)42.4 母盤的工程化環(huán)境83 母盤生產(chǎn)線的布局及設(shè)備配置103.1 母盤設(shè)備的建廠布局113.2 母盤生產(chǎn)線水、電、氣方案134 母盤生產(chǎn)線的工藝和自動(dòng)化控制154.1 母盤生產(chǎn)線的工藝控制154.2 母盤生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制185 全文總結(jié)235.1 結(jié)論235.2 本文的缺乏23致 謝24附 錄25參考文獻(xiàn)46歡迎下載精品文檔1 緒 論1.1 母盤的開展?fàn)顩r及其前景近年來，母盤制造技術(shù)得到了人們更多的關(guān)注，出現(xiàn)了許多新的亮點(diǎn)，新廠家進(jìn)入了這個(gè)市場，不少老廠家在老設(shè)備上使用了新的技術(shù)和新的工

12、藝。例如大多數(shù)母盤設(shè)備激光刻錄局部采用了半導(dǎo)體激光技術(shù)，減小了設(shè)備體積，延長了激光器的使用壽命，簡化了激光器的電路，使光路的調(diào)整更為簡單，許多母盤設(shè)備刻錄速度到達(dá)CD 8倍速，DVD 3倍速，一些設(shè)備采用UV照射工藝去除電鑄后壓模外表的光刻膠。在感光材料選用方面，染料聚合物技術(shù)是刻錄時(shí)寫后直讀，利用閉環(huán)反響技術(shù)實(shí)時(shí)回放讀取信息，根據(jù)反響信號(hào)可優(yōu)化調(diào)整激光刻錄能量，并可以檢查刻錄錯(cuò)誤和缺陷，以利于及時(shí)中斷刻錄，防止了材料和時(shí)間上的浪費(fèi)。另一種廣泛使用的光刻膠技術(shù)，工藝成熟，刻錄的坑型標(biāo)準(zhǔn)、清晰對(duì)DVD來說，能到達(dá)較好的抖晃參數(shù)，另外通過改良工藝，已經(jīng)能夠很好的控制云紋的產(chǎn)生。在金屬化方面鎳層濺鍍

13、技術(shù)與化學(xué)沉積技術(shù)并存，不同的工藝方法具有各自的特點(diǎn)。由于這些技術(shù)不斷的創(chuàng)新和進(jìn)步，促進(jìn)了母盤技術(shù)的不斷更新和開展。1.2 母盤生產(chǎn)流程目前廣泛使用的母盤自動(dòng)化制造技術(shù)雖然不完全相同，但是都是以玻璃基盤為傳遞載體。制造工藝包括玻璃基片清洗、涂光刻材料、烘干、冷卻、激光刻錄、顯影、形成金屬鎳導(dǎo)電層、電鑄、壓模與玻璃別離、壓模外表化學(xué)處理和清洗、涂保護(hù)膠、烘干、拋光沖孔。然后檢測電信號(hào)參數(shù)和物理參數(shù)。用過的玻璃需要進(jìn)行清洗和化學(xué)處理，以利于循環(huán)利用，清洗后假設(shè)挑選不當(dāng)，重復(fù)使用玻璃基片上的缺陷會(huì)嚴(yán)重影響壓模成品率的提高，而且玻璃的耗用量占本錢的比例較大。1.3 母盤自動(dòng)化研究的目的和意義目前有一種

14、不需要玻璃基片的母盤制造技術(shù)已經(jīng)商用化。只要將準(zhǔn)備好的專用鎳基毛坯盤放入設(shè)備，直接送到LBR去刻錄，顯影、濺鍍工藝之后也不需要送去電鑄，僅僅沖中心孔就完成了母盤的制造。省去了電鑄、清洗、反面拋光等復(fù)雜工序和設(shè)備，簡化了工藝和操作，也使設(shè)備的前期投資大大降低。它的自動(dòng)化程度同樣決定了本錢的大小，高集成的自動(dòng)設(shè)備不但節(jié)省了人力，因?yàn)樯倭巳藶榈母深A(yù)，減少了母盤基盤在各個(gè)工藝制作過程中的損壞，從而節(jié)約了本錢。2 母盤的設(shè)計(jì)及其工程環(huán)境2.1 預(yù)刻槽ATIP信息及其信息區(qū)數(shù)據(jù)和物理參數(shù)按照“橙皮書的規(guī)格，ATIP時(shí)間碼以“分：秒：幀的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行計(jì)算，1分=60秒，1秒=75幀。每個(gè)ATIP幀由42位組

15、成，它的分布按循序從高到低是：同步占4位，分占8位，秒占8位，幀占8位，循環(huán)冗余碼占14位。這些數(shù)字均由雙向位調(diào)制的方式進(jìn)行編碼，即每一位數(shù)字有兩個(gè)通道位組成。其中“分、“秒、“幀分別由兩位二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)字00-99組成。除了ATIP時(shí)間碼，一些專用信息和附加信息也是光盤正確運(yùn)行必不可少的重要數(shù)據(jù)。橙皮書規(guī)定，將占用信息區(qū)中一些ATIP時(shí)間碼之中的“分、“秒、“幀信息局部來存放專用信息和附加信息。因此，可通過檢查M1、S1、和F1這些數(shù)據(jù)可參照橙皮書來區(qū)分“分、“秒、“幀局部的信息類型。為了更好的理解母盤的物理參數(shù)，就先看一下光盤盤面沿半徑方向由里向外依次劃分為假設(shè)干區(qū)域：0mm-7.5

16、mm為中心孔區(qū)，13mm-16.5mm為夾持區(qū)，22.2mm-22.5mm為ATIP擴(kuò)展區(qū)，22.5mm-23mm為功率校驗(yàn)區(qū)、節(jié)目記憶區(qū)，23mm-25mm為導(dǎo)入?yún)^(qū)，25mm-58mm為可錄節(jié)目區(qū)，58mm-59mm為導(dǎo)出區(qū)。有關(guān)母盤的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)就是要綜合平衡存儲(chǔ)時(shí)間、道間距、線速度、復(fù)制收縮率和物理半徑之間的關(guān)系，計(jì)算和確定。-道間距和速度；-ATIP開始時(shí)間和ATIP的起始半徑的位置；-ATIP結(jié)束時(shí)間和ATIP的結(jié)束半徑的位置；-導(dǎo)入?yún)^(qū)開始時(shí)間SLI;-導(dǎo)出區(qū)開始時(shí)間或附加容量和導(dǎo)出區(qū)開始時(shí)間SAL；-附加容量和導(dǎo)出區(qū)的長度LAL；可記錄節(jié)目區(qū)位于半徑位置25mm-58mm之間，以80分

17、鐘存儲(chǔ)時(shí)間為例，在這段半徑位置之間要求有大約22000信息道，道間距約為1.5微米。同時(shí)由計(jì)算可得相應(yīng)的線速度為1.2m/s。設(shè)計(jì)原那么是在一定存儲(chǔ)時(shí)間的條件下，選取較大的先速度和道間距，以使寫入數(shù)據(jù)獲取較好的抖晃Jitter和串?dāng)_XT等性能。在光盤上，ATIP時(shí)間碼貫穿了各個(gè)區(qū)域，其中某些區(qū)域還包括專用信息和附加信息等，由此組成了整個(gè)信息區(qū)。信息區(qū)由ATIP的發(fā)生而開始，并隨著ATIP結(jié)束而終止。選擇ATIP開始時(shí)間和ATIP結(jié)束時(shí)間使ATIP時(shí)間碼覆蓋整個(gè)信息區(qū)。同時(shí)確認(rèn)他們的半徑位置符合規(guī)定22mm-59mm,并將這些信息傳遞給母盤刻錄系統(tǒng)。除了ATIP時(shí)間碼，信息區(qū)中還包括了一些專用信

18、息和附加信息。導(dǎo)入?yún)^(qū)開始時(shí)間是在公司獲得光盤生產(chǎn)授權(quán)時(shí)所分配的，它代表了該公司的標(biāo)識(shí)。導(dǎo)入?yún)^(qū)開始的半徑位置應(yīng)在23mm附近。新版的橙皮書在導(dǎo)入?yún)^(qū)之前增加了一個(gè)ATIP的擴(kuò)展區(qū)。導(dǎo)出區(qū)緊接在可記錄節(jié)目區(qū)之后，因此可根據(jù)盤片的容量要求來確定導(dǎo)出區(qū)或附加容量和導(dǎo)出區(qū)的開始時(shí)間。橙皮書原版規(guī)定最大容量為80分鐘79：59：74，橙皮書新版將“導(dǎo)出區(qū)擴(kuò)大為“附加容量和導(dǎo)出區(qū)來增加盤片的容量。2.2 溝槽形狀的設(shè)計(jì)以及專用信息和附加信息確實(shí)定使用不同配方的有機(jī)染料及不同參數(shù)的旋涂工藝制造盤片，要求預(yù)刻槽具有不同的溝槽形狀。因此，母盤溝槽形狀的設(shè)計(jì)，即確定溝槽的深度、寬度、槽壁傾斜角及擺動(dòng)幅度是母盤設(shè)計(jì)的重

19、要內(nèi)容之一。局部專用信息和附加信息應(yīng)由光盤系統(tǒng)包括盤片制作、寫入和讀出設(shè)備制造的設(shè)計(jì)人員確定，另一局部信息是由母盤的設(shè)計(jì)人員來確定的。母盤所確定的專用信息他遵從光盤的版本。專用信息1，它的內(nèi)容為，D0：00：A0，最正確記錄功率為6.5mW，一般是用在只讀光盤上，最正確寫入策略的范圍為B-。專用信息2，它的內(nèi)容為，97：96：00，這個(gè)專用信息為導(dǎo)入?yún)^(qū)的開始時(shí)間。專用信息3，它的內(nèi)容為，F(xiàn)9：D9：F4，這個(gè)那個(gè)信息為導(dǎo)出區(qū)開始時(shí)間。2.3 母盤刻錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)母盤的刻錄系統(tǒng)的根本組件主要由以下4局部組成：一、激光器，激光是受激發(fā)發(fā)射的光，是被其他輻射感應(yīng)而發(fā)生的輻射。產(chǎn)生激光的條件是：1、在非

20、平衡系統(tǒng)中找到躍遷能級(jí)，在那里能級(jí)離子壽命比擬長離子數(shù)N2要大于下能級(jí)離子N1。就是要找到具有實(shí)現(xiàn)能級(jí)離子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)。2、要建立一個(gè)諧振腔。當(dāng)某一頻率信號(hào)在腔內(nèi)諧振，在工作物質(zhì)內(nèi)屢次往返時(shí)有足夠時(shí)機(jī)去感應(yīng)處于離子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)，才能產(chǎn)生激光。被感應(yīng)的輻射繼續(xù)感應(yīng)其他離子造成連鎖反響，雪崩似的獲得放大效果，因而產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光。激光的主要特點(diǎn)是發(fā)散角小，能沿一條直線傳播，相干性好，相干長度可達(dá)幾十米甚至幾百米。亮度高，功率密度特別大。由于激光的上述特點(diǎn)，使他在高密度光信息存儲(chǔ)技術(shù)和其他領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。激光器主要有：氣體激光器包括離子激光器和準(zhǔn)分子激光器、固體激光器、染料激光器和半導(dǎo)體

21、激光器等。在母盤刻錄系統(tǒng)中刻錄光源有采用氬離子激光器ODME母盤刻錄系統(tǒng)、氪離子激光器松下母盤刻錄系統(tǒng)、SHG二次諧波發(fā)生器固體激光器先鋒母盤刻錄系統(tǒng)和大功率半導(dǎo)體激光器等等。而激光器選擇的主要指標(biāo)有：1、激光波長，母盤刻錄激光的波長必須考慮對(duì)刻錄光斑尺寸的影響，同時(shí)又要對(duì)光刻膠曝光、顯影敏感，因此必須選用短波長的藍(lán)紫光波段或紫外光波段。當(dāng)然藍(lán)紫光是可見光，光路調(diào)整時(shí)比擬容易。氬離子激光器的波長選用488nm，SHG激光器波長是由860nm倍頻后獲得的430nm，半導(dǎo)體激光器波長是405nm。母盤刻錄激光的波長要求偏移小線寬窄，而且穩(wěn)定。2、功率，母盤刻錄激光器的功率一般為毫瓦級(jí)。要求通過光路

22、后最終到達(dá)光刻膠外表的光功率約為1mw左右波長短那么功率可小些。氬離子激光器的輸出功率越為10mw，SHG激光器的輸出功率約為7mw左右。半導(dǎo)體激光器的使用功率為5mw。當(dāng)然輸出功率要求長期穩(wěn)定。氬離子激光器和SHG固體激光器一般要求開機(jī)一小時(shí)，等輸出功率穩(wěn)定后才能工作。因此往往在兩次刻錄之間，不關(guān)閉激光器，而是使它處于小功率輸出狀態(tài)。半導(dǎo)體激光器不需要預(yù)熱，可以直接翻開工作。3、激光束模式，要求橫模，即TEM00模。因?yàn)樵撃Ｊ皆诠馐孛嫔细鼽c(diǎn)的位相同，有良好的空間相干性。并且光束的發(fā)散角最小，有利于聚焦成最小光斑。激光束模式可以用透鏡放大光束，檢查投射到屏上的光斑光強(qiáng)分布的均勻性來作簡單的判

23、斷。4、偏振態(tài)，要求線偏振光。母盤刻錄激光的偏振態(tài)應(yīng)該是線偏振光，氬離子激光器放電管的窗口與管軸成布儒斯特角入射角為布儒斯特角時(shí)，反射光中沒有震動(dòng)面平行于入射面的光，即此種偏射狀態(tài)的光能100%地射入另一介質(zhì)，利用光的這種投射性可制備無損耗的激光器窗口。激光器的這種窗口也稱為布氏窗，振動(dòng)面垂直于入射面的光由于反射損失比擬大，不能產(chǎn)生激光，因而氬離子激光器輸出的光為很好的線偏振光。固體激光器和半導(dǎo)體激光器的偏振態(tài)不如氣體激光器。5、噪聲，要求低噪聲。噪聲分為振幅噪聲和相位噪聲，是衡量輸出激光功率和頻率穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。母盤刻錄用激光器要求盡可能低的噪聲電平。在光路調(diào)試時(shí)，應(yīng)注意不要使反射光進(jìn)入激

24、光器諧調(diào)腔內(nèi)，以免產(chǎn)生不必要的激光噪音。6、壽命，氬離子激光器和SHG激光器在進(jìn)行刻錄工作前必須預(yù)熱一段時(shí)間，如果不在刻錄工作狀態(tài)也必須以低功率常開，因此使用壽命受到影響。特別是氣體激光器有根本固定的壽命，氬離子激光器和SHG激光器的平均壽命一般在3000-6000小時(shí)。而半導(dǎo)體激光器不需要預(yù)熱就能直接翻開進(jìn)行刻錄工作，不在刻錄狀態(tài)可關(guān)閉。因此半導(dǎo)體激光器的壽命等于直接使用的壽命。半導(dǎo)體激光器的平均壽命約為10000小時(shí)。從這三種激光器的比擬來說，氬離子激光器光束質(zhì)量比擬好、輸出波長最穩(wěn)定，但是其體積太大，溫度的變化會(huì)影響光束走向，因此要用水冷卻系統(tǒng)，這會(huì)引起刻錄系統(tǒng)振動(dòng)、倍頻固體激光器的體積

25、比氣體激光器小得多，但是輸出效率和噪聲性能比氣體激光器差，需要用復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)來補(bǔ)償輸出的根本穩(wěn)定性，另外倍頻固體激光器價(jià)格昂貴而且外表易損傷和退化。半導(dǎo)體激光器的體積最小，能直接調(diào)制不需要聲光調(diào)制器，可以用波爾帖效應(yīng)當(dāng)電流從一種金屬流入另一種金屬時(shí)，在節(jié)點(diǎn)處所發(fā)生的釋放熱或吸收熱的現(xiàn)象和溫度伺服冷卻，溫度精度高。半導(dǎo)體激光器的使用壽命較長。半導(dǎo)體激光器的缺點(diǎn)是光束截面呈橢圓形，光束發(fā)散角大，需要整形濾波。二、光學(xué)原件，1、透鏡：由中心在同一直線上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的球面組成的系統(tǒng)成為共軸球面系統(tǒng)。諸中心所在的直線稱為系統(tǒng)的光軸。共軸面系統(tǒng)是復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的根本元件。由兩個(gè)共軸的折射曲面構(gòu)成的光學(xué)

26、系統(tǒng)稱為透鏡。大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用的透鏡的兩個(gè)曲面都是球面的，稱為球面透鏡。也有非球面的透鏡。薄透鏡是指透鏡厚度同透鏡焦距相比可以忽略的透鏡。當(dāng)平行于透鏡光軸的平行光束通過薄透鏡折射會(huì)聚成一點(diǎn)，稱為焦點(diǎn)。位于焦點(diǎn)的點(diǎn)光源通過薄透鏡折射會(huì)形成象點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)的平行光束。2、兩個(gè)薄透鏡：焦距分別為f1和f2，假設(shè)他們相距f1+f2，那么其合成系統(tǒng)的焦距為無限大，并且主平面亦在無限遠(yuǎn)，這樣的系統(tǒng)稱為無焦系統(tǒng)。當(dāng)細(xì)光束入射光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，出射光束被擴(kuò)展為較寬的激光束。3：棱鏡，當(dāng)光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)折射，并且入射角超過臨界角時(shí)，發(fā)生全發(fā)射。用光在棱鏡中的全反射來改變光的行進(jìn)方向比用平面反射鏡優(yōu)越，這時(shí)因?yàn)槿瓷淠?/p>

27、完全反射光能，而平面反射鏡在反射外表有一定的光能吸收。反射棱鏡在光路中的作用是改變光的傳播方向。異形棱鏡的組合也能用來校正半導(dǎo)體激光光束的不對(duì)稱，使它從橢圓光束整形成圓光束。4：偏振分光棱鏡，它是由兩個(gè)直角棱鏡粘合而成的立方體。在他們的結(jié)合面上鍍有偏振反射模，該偏振反射模對(duì)振動(dòng)面垂直于入射面的光反射，而對(duì)振動(dòng)面平行于入射面的光透射。5：半波片和四分之一波片，當(dāng)入射光為一平面線偏振光時(shí)，在晶體內(nèi)被分解成o光和e光，他們的頻率相同而振動(dòng)方向相互垂直，o光和e光之間有固定的位相差，如果晶片之間的厚度使o光和e光之間的相位差為或者奇數(shù)倍，那么該晶片稱為半波片。線偏振光通過半波片其出射的合成光亦是線偏振

28、光，不過振動(dòng)方向相對(duì)入射光的振動(dòng)方向轉(zhuǎn)了2為入射光的振動(dòng)面和晶片主截面夾角。當(dāng)=45度時(shí)出射光相對(duì)入射光的振動(dòng)方向轉(zhuǎn)了90度。線偏振光通過四分之一波片成橢圓偏振光或圓偏振光，反之橢圓偏振光或圓偏振光通過四分之一波片也能變成線偏振光。在母盤刻錄光路中，我們使用半波片配合其他偏振元件如偏振分光棱鏡作為光強(qiáng)衰減器。三、聲光調(diào)制器，聲光器件是由聲光介質(zhì)和換能器兩局部組成。常用的聲光介質(zhì)有鉬酸鉛晶體、氧化碲晶體和熔石英等。換能器即超聲波發(fā)生器，它是利用壓電晶體使電壓信號(hào)變?yōu)槌暡?，并向聲光介質(zhì)中發(fā)射的一種能量變換器。聲光調(diào)制器的工作原理是，在聲光介質(zhì)中產(chǎn)生超聲波，形成周期性的相位型衍射光柵，光柵常數(shù)等于

29、超聲波波長，當(dāng)激光束入射到聲光介質(zhì)中時(shí)，產(chǎn)生衍射，衍射光的強(qiáng)度及方向會(huì)隨超聲波的頻率及強(qiáng)度變化，即聲光效應(yīng)。根據(jù)光干預(yù)的加強(qiáng)條件，入射光和衍射光的方向滿足布拉格方程。通過改變超聲波的頻率就可以改變偏轉(zhuǎn)角，從而到達(dá)控制偏轉(zhuǎn)激光束方向的目的。在母盤刻錄系統(tǒng)中，聲光調(diào)制器用作激光束高速開關(guān)，刻錄激光是通過聲光調(diào)制衍射的一級(jí)衍射光。因此在光路調(diào)試中，需要仔細(xì)調(diào)節(jié)激光束入射角，使它德語布拉格角，以產(chǎn)生最強(qiáng)的一級(jí)衍射光。調(diào)制信號(hào)控制壓電晶體產(chǎn)生超聲波，從而到達(dá)對(duì)一級(jí)衍射光的信號(hào)調(diào)制。調(diào)制信號(hào)的占空比變化也可以調(diào)節(jié)衍射光刻錄激光的占空比變化，以微調(diào)刻錄凹坑的長度。為了提高聲光調(diào)制器的頻率響應(yīng)，光路中插入一聚

30、透鏡，使激光束聚焦到聲光介質(zhì)中。激光的長期照射會(huì)使晶體外表損傷，可以上下移動(dòng)聲光調(diào)制器，改變?nèi)肷涞骄w外表的位置，延長使用壽命。在刻錄光盤的擺動(dòng)預(yù)刻槽時(shí)，聲光偏轉(zhuǎn)器改變超聲頻率，從而到達(dá)改變激光束偏轉(zhuǎn)角的目的。四、顯微鏡物鏡，母盤刻錄系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)最終要在光刻膠玻璃母盤外表形成直徑為微米級(jí)或亞微米級(jí)的聚焦光斑，顯微物鏡那么是光學(xué)系統(tǒng)中最重要的元件之一。物鏡聚焦的能力或分辨率本領(lǐng)取決于光的波長、孔徑角和介質(zhì)折射率，折射率和孔徑角的正弦的乘積稱為物鏡的數(shù)值孔徑。對(duì)給定波長的光，物鏡的數(shù)值孔徑愈大，那么其分辨本領(lǐng)越高，在這里也就是聚焦光斑越小。Onh理論上說，聚焦光斑的直徑光強(qiáng)分布的半高度的全寬度與

31、光的波長成正比。數(shù)值孔徑也可以近似表示為通過物鏡的光束直徑除以物鏡的焦距。這里還需要提到光學(xué)系統(tǒng)的相差。實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)有一定的通光孔徑和一定的視場角，或者發(fā)光點(diǎn)不靠近光軸，即使球面透鏡的加工是完美無缺的，光束會(huì)聚后不在同一個(gè)焦點(diǎn)上，一般透鏡邊緣的光線比近軸的光線會(huì)聚焦的近些。這種軸上相點(diǎn)被一些彌散光斑所代替所形成的相差稱為球差。如果光學(xué)系統(tǒng)中使用不同的波長的激光，如有的系統(tǒng)使用氦氖激光作聚焦伺服光路，由于介質(zhì)折射率隨光的不同波長的變化所引起的相差稱為色差。在光學(xué)設(shè)計(jì)中，適中選用正負(fù)透鏡的組合或采用專門設(shè)計(jì)的非球面透鏡可以消除各類相差。物鏡的數(shù)值孔徑愈大，其相差亦愈大。為了獲得衍射極限光斑，物鏡會(huì)

32、采用多個(gè)不同曲面的透鏡以微米級(jí)定位精度裝校來到達(dá)消相差的目的。這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)和裝校使物鏡變得十分貴重。因此，在調(diào)試光路時(shí)要注意保護(hù)物鏡不受損壞。2.4 母盤的工程化環(huán)境光盤是開發(fā)出來的最成功的光存儲(chǔ)產(chǎn)品之一。R型光盤是一次寫入型可錄光盤，一旦由刻錄機(jī)寫入數(shù)據(jù)后，已錄信息就不能被擦除。其優(yōu)點(diǎn)符合光盤系列的根本標(biāo)準(zhǔn)，直徑為120mm，厚度為1.2mm，數(shù)據(jù)格式與光盤播放器的相互可以兼容。由于光盤的一次寫入特性提高了數(shù)據(jù)保存的可靠性，價(jià)格低廉，市場巨大，所以光盤行業(yè)今年來已經(jīng)開展成很大的產(chǎn)業(yè)。市場對(duì)光盤母盤的需求也就有所增加，再加之母盤制造工藝的成熟，價(jià)格低廉，母盤生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷擴(kuò)大。母盤制作

33、是光盤技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。所有的可刻錄光盤都是先將各種預(yù)格式信息、節(jié)目目錄、數(shù)據(jù)和軟件刻錄在母盤上，然后通過模壓基片、生成記錄層和濺射金屬反射層而制成。母盤的制作就是按照一定的規(guī)那么，將絕對(duì)時(shí)間信息和盤片應(yīng)用信息以模擬調(diào)頻和數(shù)字雙相位調(diào)制的方式復(fù)制到基盤的擺動(dòng)預(yù)刻槽內(nèi)。該擺動(dòng)預(yù)刻槽為一螺旋線，擺動(dòng)頻率為22.05kHz，擺動(dòng)幅度為25-43nm，擺動(dòng)周期長度約為54-64微米。因此，要求在母盤上制作一條具有相同道間距的螺旋軌跡的凸起臺(tái)，盤片預(yù)刻槽的深度和母盤臺(tái)的深度根本相同，而母盤臺(tái)要比基片預(yù)刻槽較寬一些。同時(shí)母盤臺(tái)的擺動(dòng)幅度也比基盤預(yù)刻槽的擺動(dòng)幅度略大一些。由于母盤的臺(tái)和槽是同一軌道相同的道間

34、距和深度上兩個(gè)互補(bǔ)的局部，所以習(xí)慣地把它們統(tǒng)稱為母盤的預(yù)刻槽。光盤使用有機(jī)染料作為存儲(chǔ)介質(zhì)，記錄點(diǎn)是靠預(yù)刻槽中的染料吸收寫入激光的能量，使染料分解并引起漂白和鼓泡，由此信息標(biāo)記被記錄在預(yù)刻槽的染料層中。因此，有機(jī)染料的不同配方及不同參數(shù)的旋涂工藝，要求不同的溝槽形狀，即需要開發(fā)不同的母盤來適應(yīng)不同的溝槽形狀，即需要開發(fā)不同的母盤來適應(yīng)不同的光盤制作線和制作工藝。由此可見，母盤的制作難度大于一般其他母盤的制作難度。國際橙皮書標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)常規(guī)檢測的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光盤未錄光盤和已錄光盤規(guī)定了測試指標(biāo)，如未刻錄光盤的徑向比照度RCb、擺動(dòng)載噪比WCNR、ATIP誤碼率ATER、ATIP突發(fā)誤碼長度ABERL

35、、歸一化擺動(dòng)幅度NWAb等和已錄光盤的徑向比照度RCa、高頻幅度I3/Itop、對(duì)稱性SYM、塊誤碼率BLER、雙字符可糾正誤碼E22、徑向噪聲RN和抖晃Jitter 3T-11T等。同時(shí)，數(shù)據(jù)寫入速度是光盤的重要性能，而且是光盤的介質(zhì)選用、制造工藝和母盤共同影響光盤的寫入速度。因此，母盤的開發(fā)工作就是要考慮母盤如何配合有機(jī)染料的性能及其旋涂工藝，使能復(fù)制出符合國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的具有高倍速寫入功能的光盤?，F(xiàn)在國內(nèi)有很多企業(yè)東莞宏威數(shù)碼機(jī)械、上海新匯時(shí)代光盤技術(shù)等已經(jīng)建立了一流開發(fā)母盤技術(shù)和產(chǎn)品的工程環(huán)境，采用主流的光刻膠顯影法刻錄預(yù)刻槽的技術(shù)線路和高品質(zhì)的化學(xué)沉積金屬化工藝，確保形狀較好的預(yù)刻槽

36、。掌握母盤設(shè)計(jì)技術(shù)，精確控制母盤信號(hào)的發(fā)生過程。擁有原子力顯微鏡和橢圓偏振測試儀等多種先進(jìn)檢測設(shè)備，具有比擬完整的測試能力，檢查母盤預(yù)刻槽的形狀，有利于母盤的開發(fā)及其質(zhì)量控制。3 母盤生產(chǎn)線的布局及設(shè)備配置母盤企業(yè)的生產(chǎn)工藝布局及設(shè)備配置是關(guān)系企業(yè)能否順利投產(chǎn)、保持長期正常生產(chǎn)、到達(dá)較高的生產(chǎn)效率。產(chǎn)品質(zhì)量能否持續(xù)穩(wěn)定是十分重要的前期技術(shù)準(zhǔn)備工作。我國很多母盤企業(yè)由于技術(shù)力量薄弱，或者由于客觀條件的限制，或者對(duì)投產(chǎn)前對(duì)前期準(zhǔn)備工作不夠重視，或者急于追求短期的利益，造成布局失當(dāng)，設(shè)備配置欠妥，結(jié)果給長期的穩(wěn)定、高效生產(chǎn)埋下了隱患。許多母盤廠都有類似的經(jīng)驗(yàn)，由于系統(tǒng)配置不合理，造成壓縮空氣攻擊缺乏

37、，局部設(shè)備只好暫停生產(chǎn)。天氣熱時(shí)由于冷卻水的制冷設(shè)備散熱不夠?qū)е滤疁亟挡幌聛矶．a(chǎn)。由于純潔水質(zhì)量及生產(chǎn)線內(nèi)的溫度，濕度達(dá)不到要求而出現(xiàn)母盤制作中的質(zhì)量問題。由于壓縮空氣內(nèi)含水、含油導(dǎo)致母盤的壓模污染，直接影響母盤的質(zhì)量。由于電力配置不合理或瞬間斷電，造成設(shè)備損壞。由于氬氣氣管管路設(shè)置問題，導(dǎo)致無法濺鍍等等。其中有些問題比擬明確，找出癥結(jié)比擬快。如壓縮空氣壓力不夠，冷卻水溫度過高等。但是有些問題表現(xiàn)不明顯，不能馬上確定問題所在，有可能是其他工藝因素引發(fā)。如母盤生產(chǎn)中的質(zhì)量問題，盤片上有黑斑，這可能是化學(xué)藥品問題，或是灰塵，或是水質(zhì)問題。又如濺鍍問題產(chǎn)生的原因更多。再如盤片在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)污點(diǎn)或

38、瑕疵，找到問題產(chǎn)生的源頭就更加困難了。外圍設(shè)備的合理設(shè)計(jì)、配置和規(guī)劃是日后高產(chǎn)量、高質(zhì)量母盤生產(chǎn)的必要條件。許多母盤生產(chǎn)企業(yè)在濺射初期往往只重視主要母盤生產(chǎn)設(shè)備的選型，有的因?yàn)橘Y金緊張?jiān)谶x用周邊設(shè)備方面馬馬虎虎，還有要請(qǐng)一位既懂母盤生產(chǎn)工藝、又熟悉外圍設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員專門從事整體規(guī)劃有一定的困難。按照常規(guī)，母盤生產(chǎn)主設(shè)備供給商只提出設(shè)備的使用條件，設(shè)備對(duì)水、電、氣的要求，外圍設(shè)備的供給商也僅僅對(duì)他們所提供的設(shè)備負(fù)責(zé)，他們不一定了解這些設(shè)備為母盤生產(chǎn)主設(shè)備配套的技術(shù)要求。廠房設(shè)計(jì)、施工單位及超凈裝修公司也沒有能力為母盤生產(chǎn)全面統(tǒng)籌安排。事實(shí)上，必須將這幾方面統(tǒng)籌合理規(guī)劃、協(xié)

39、調(diào)才能最終到達(dá)理想的滿足母盤生產(chǎn)需要的周邊環(huán)境。母盤生產(chǎn)是連續(xù)24小時(shí)不停機(jī)生產(chǎn)的，整個(gè)生產(chǎn)體系的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都在不斷的運(yùn)行，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)造成局部甚至全部停產(chǎn)，帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，嚴(yán)謹(jǐn)、周密的總體設(shè)計(jì)就更為重要了。隨著技術(shù)的開展，母盤設(shè)備的升級(jí)，對(duì)母盤生產(chǎn)的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)提出了更高的要求。合理進(jìn)行生產(chǎn)企業(yè)總體規(guī)劃、設(shè)計(jì)、反復(fù)論證工藝方案，工藝布局，使廠房的建設(shè)既符合當(dāng)前生產(chǎn)的需要，又為企業(yè)將來的開展預(yù)留開展空間，這是母盤生產(chǎn)設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行的需要，也是母盤產(chǎn)業(yè)走向標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的需要。首先要確定工廠的生產(chǎn)能力，年產(chǎn)量、產(chǎn)品規(guī)格、類型CD母盤、DVD母盤、藍(lán)光母盤等。一個(gè)工廠的生產(chǎn)能力直

40、接影響廠房面積、設(shè)備類型和數(shù)量確實(shí)定。初步確定生產(chǎn)量以后，可初選滿足要求的設(shè)備，選出兩三家做不同方案的比擬。有時(shí)因?yàn)橘Y金問題、工程審批問題，使得設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與實(shí)際可到達(dá)的生產(chǎn)能力有差距，這樣在工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮對(duì)今后的開展留有余地。這一原那么應(yīng)貫穿整個(gè)工藝設(shè)計(jì)過程中，以保證今后的開展不因廠房設(shè)計(jì)不合理而阻滯。工藝設(shè)計(jì)和工藝布局是根據(jù)生產(chǎn)能力要求的規(guī)格、年產(chǎn)量，按照母盤生產(chǎn)的工藝流程，參考母盤生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格尺寸，確定最正確工藝方案，畫出工藝流程圖和工藝布局圖。雖然母盤生產(chǎn)工藝大體相同，但受到場地等自然條件的限制，設(shè)備類型和數(shù)量的不同，以及建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)要求等因素的影響。具體的工藝布局要認(rèn)真聽取各方

41、面的意見，反復(fù)論證，直到最后確定方案。3.1 母盤設(shè)備的建廠布局一、確定工廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1、規(guī)劃產(chǎn)品類型CD-R母盤、DVD-R母盤、藍(lán)光母盤、年產(chǎn)量。2、確定生產(chǎn)主設(shè)備的類型、數(shù)量。3、選擇生產(chǎn)主設(shè)備，一般選擇三家左右設(shè)備的供給商，要求提供單臺(tái)設(shè)備的價(jià)格和技術(shù)數(shù)據(jù)，包括：型號(hào)、產(chǎn)能、成品率、開機(jī)率、功耗、占地面積、生產(chǎn)周期、及對(duì)水、電、氣的要求等。根據(jù)設(shè)備的性價(jià)比進(jìn)行綜合的考慮，而且要對(duì)機(jī)器設(shè)備的可升級(jí)性、維修效勞和配件供給情況等選擇購置。4、根據(jù)生產(chǎn)主設(shè)備的要求，計(jì)算配套外圍設(shè)備的種類、數(shù)量和技術(shù)要求，同樣選擇幾家供給商要求提供設(shè)備價(jià)格和技術(shù)數(shù)據(jù)等，擇優(yōu)選購。二、根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力做工藝設(shè)

42、計(jì)及工藝布局，設(shè)計(jì)原那么。1、合理的工藝流程，保證從進(jìn)料到產(chǎn)出成品工藝流向順暢，盡可能縮短線路，盡可能減少折返率。2、內(nèi)外設(shè)備的聯(lián)系應(yīng)盡可能短距離，這樣可減少工程用料，減少線路損耗，同時(shí)也為今后維修時(shí)查找線路故障提供方便。3、原材料、成品的進(jìn)出要方便，要考慮到大型運(yùn)輸車輛的進(jìn)出裝卸。4、外圍設(shè)備的位置應(yīng)保證散熱、通風(fēng)、避開日光照射，北方地區(qū)還應(yīng)該要防凍。5、環(huán)境保護(hù)及平安生產(chǎn)方面要考慮排污以及污染物的處理，個(gè)別產(chǎn)生污染氣體或有異味的工序應(yīng)單設(shè)房間做好排風(fēng)。6、母盤倉庫的設(shè)計(jì)應(yīng)適合母盤生產(chǎn)材料的特性，要防潮、防火，個(gè)別化學(xué)藥品須存儲(chǔ)在避光、恒溫條件如光刻膠等，易燃品要按照規(guī)定距離單獨(dú)建庫存儲(chǔ)。7

43、、超凈車間的潔凈條件應(yīng)考慮生產(chǎn)的實(shí)際需要，母盤制作要求是最嚴(yán)格的，復(fù)制、檢測次之，印刷再次之，所以生產(chǎn)人員和產(chǎn)品不能逆向流動(dòng)，以免破壞環(huán)境潔凈度。8、方便質(zhì)量檢驗(yàn)，按照母盤生產(chǎn)特點(diǎn)，每次抽檢要有專門的檢驗(yàn)口，由機(jī)器人送到此處，工作人員取的時(shí)候比擬方便。9、車間附近應(yīng)設(shè)幾個(gè)隔間，用于備品備件庫房、UV膠及其他化學(xué)品庫房、MASK清洗間、母盤保護(hù)膠旋間等，這些工作間或庫房可以設(shè)在潔凈區(qū)之外，由傳遞窗與潔凈區(qū)聯(lián)系，有些工作間要做好上下水和排鳳，既保證工作又防止污染。三、根據(jù)工藝布局圖及其他設(shè)計(jì)要求進(jìn)行廠房設(shè)計(jì)，建筑廠房設(shè)計(jì)是一專門學(xué)科，應(yīng)由資質(zhì)的建筑專業(yè)設(shè)計(jì)人員按照國家建筑的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。要考慮采光

44、、通風(fēng)、采暖、制冷，盡可能利用自然方式，減少人工方式的能耗。同時(shí)根據(jù)母盤生產(chǎn)的特點(diǎn)，要考慮設(shè)備的發(fā)熱情況，既要保證冬天的保暖、防凍，又要照顧到夏季的散熱、冷卻。綜上所述，工藝設(shè)計(jì)和工藝布局是廠房設(shè)計(jì)的依據(jù)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。有些母盤廠建廠前沒有對(duì)工藝設(shè)計(jì)充分重視，導(dǎo)致日后生產(chǎn)中出現(xiàn)很多問題。例如，車間與車間之間相距太遠(yuǎn)，增加了中間的轉(zhuǎn)運(yùn)工序和人員，使得生產(chǎn)本錢增高，有時(shí)還會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)節(jié)越多，出問題的時(shí)機(jī)就越大。有的工廠是逐步開展的，每個(gè)車間都裝有壓縮機(jī)、冷卻系統(tǒng)等，這樣存在超凈等級(jí)不同，專業(yè)管理缺乏，不符合文明生產(chǎn)?，F(xiàn)代化的文明生產(chǎn)應(yīng)該是對(duì)人身健康充分重視，把有污染的工序分出隔間，做

45、好防護(hù)、排風(fēng)。如母盤保護(hù)膠旋涂就應(yīng)該這樣處理。用于母盤生產(chǎn)的廠房應(yīng)考慮遠(yuǎn)離振動(dòng)源，以確保母盤質(zhì)量。雖然一些母盤設(shè)備從設(shè)計(jì)上采取了抗振措施，但是對(duì)于激光刻錄是振動(dòng)越小越好。而且各廠家母盤設(shè)備預(yù)先設(shè)計(jì)好的抗震強(qiáng)度不同，假設(shè)事先考慮不周，選擇母盤生產(chǎn)設(shè)備的范圍就很小，不利于設(shè)備選型。外圍設(shè)備的廠房除了要盡可能靠近母盤生產(chǎn)設(shè)備外，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、溫度、水質(zhì)情況，考慮廠房的通風(fēng)方案、水處理方式。一般外圍設(shè)備廠房應(yīng)設(shè)置在無日曬和通風(fēng)好的區(qū)域，或者在廠房設(shè)計(jì)上采用人工強(qiáng)制通風(fēng)降溫等方法。有的母盤廠就將外圍設(shè)備廠房和庫房放在日曬好陽光足的區(qū)域，以至于在盛夏采用人工強(qiáng)制通風(fēng)降溫還不能滿足要求。既浪費(fèi)了能源，

46、又沒有充分合理利用自然資源。3.2 母盤生產(chǎn)線水、電、氣方案一、電力，一般母盤生產(chǎn)設(shè)備要求穩(wěn)壓，三相四線380-400V。如果是日本設(shè)備，采購時(shí)要確定送電規(guī)格及相應(yīng)的解決方法。特別重要的設(shè)備應(yīng)該配備不間斷的供電電源。穩(wěn)壓電容要根據(jù)所帶設(shè)備的容量配置和選擇。下面介紹兩種方案：方案1，一臺(tái)穩(wěn)壓器帶多臺(tái)設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，集中管理方便，維修費(fèi)用低。缺點(diǎn)是一旦停機(jī)維修所造成的損失比擬大，所帶的多臺(tái)設(shè)備都不能正常工作。方案2，穩(wěn)壓器與所帶設(shè)備一帶一或一帶三。優(yōu)點(diǎn)是停機(jī)維修影響面積小，缺點(diǎn)是同容量設(shè)備本錢高，增加了設(shè)備維修管理的工作量。二、水系統(tǒng)分兩方面：冷卻水和純水，冷卻水主要給濺鍍機(jī)、模具、母盤電鑄設(shè)備

47、、AE電源等發(fā)熱的設(shè)備。冷卻水系統(tǒng)主要考慮以下幾點(diǎn)：1、系統(tǒng)中儲(chǔ)水罐、管路的防腐，利于保持水的凈化。2、管路設(shè)計(jì)上要設(shè)置旁路能調(diào)節(jié)進(jìn)水的壓力和流量，在系統(tǒng)的最低點(diǎn)設(shè)置排水口，方便更換冷卻水和清洗管路。3、系統(tǒng)設(shè)置補(bǔ)水機(jī)構(gòu)和水過濾器，以保證水質(zhì)不污染母盤設(shè)備。4、為保持水質(zhì)不結(jié)垢，冷卻水系統(tǒng)最好使用處理后的純水或蒸餾水。5、冷水機(jī)應(yīng)能按使用設(shè)備要求的水溫范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。6、設(shè)置冷水機(jī)散熱排風(fēng)管道。7、機(jī)組風(fēng)冷、水冷方案的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件決定，我國北方地區(qū)考慮到冬季防凍方便，可優(yōu)選風(fēng)冷機(jī)組。純水系統(tǒng)，主要供給母盤清洗使用，或兼為冷卻水系統(tǒng)提供純水。該系統(tǒng)主要水源取自當(dāng)?shù)刈詠硭?，?yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況

48、選擇合理的水處理方案。母盤生產(chǎn)設(shè)備配有水處理設(shè)備這里指的是宏威數(shù)碼的機(jī)器，水處理設(shè)備是根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)設(shè)計(jì)出來的，由于中國大陸各地區(qū)的水質(zhì)不同，也可以在它的前面再加一套純水預(yù)處理系統(tǒng)。這樣雖然投資費(fèi)用相比照擬高，但是能穩(wěn)定正常生產(chǎn)，保證出口水質(zhì)，維修保養(yǎng)費(fèi)用低。常用的水處理方案有：1、石英砂過濾；2、碳過濾；3、軟化處理；4、10微米過濾器；5、反滲透；6、混床去離子或電離處理；7、紫外線照射；而國外提供的水處理設(shè)備一般沒有石英砂過濾器，從自來水直接到10微米過濾器、軟化、反滲透、混床去離子、紫外線照射，因此容易造成10微米過濾器的頻繁更換，過濾器臟的非?？?，甚至一周就要更換一個(gè)。既影響到了生產(chǎn)

49、又增加了維修本錢，同時(shí)又對(duì)母盤的質(zhì)量產(chǎn)生影響。三、壓縮空氣，壓縮空氣系統(tǒng)為母盤生產(chǎn)設(shè)備中的氣動(dòng)、真空機(jī)構(gòu)提供氣源。為保證氣動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠，壓縮空氣系統(tǒng)應(yīng)保持潔凈，輸出穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要考慮檢修方便并配置備用空壓機(jī)。壓縮空氣站的位置應(yīng)距離用氣點(diǎn)較近，管路口徑應(yīng)選擇合理，便于維修。下面的公式為壓縮空氣管路壓降計(jì)算公式：dP=L450Qc1.85/d5P，式中dP：壓降，巴；L：管路長度，米；Qc：空壓機(jī)產(chǎn)氣量，升/秒；d：管徑，毫米；P：入口工作壓力，巴。從公式可見，壓降與管路長度、管徑相關(guān)，光路越長，管徑越小，中間接口越多，壓降會(huì)成倍的增加，這時(shí)能耗也增加，空壓機(jī)的工作效率明顯降低。如果管路中有漏

50、氣，阻滯等故障時(shí)，管路較長，查找起來難度就越大。假設(shè)管路短，查找簡單判斷容易，解決問題快。即使更換管路，工程本錢也較低。有個(gè)別工廠由于用地的限制，空壓機(jī)站與用氣點(diǎn)較遠(yuǎn)，在壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，為保證用氣，應(yīng)在用氣點(diǎn)附近加裝小型儲(chǔ)氣罐，在分管路上裝閥門，壓力表，以備查找故障時(shí)靈活方便。壓縮空氣系統(tǒng)一般采用集中供氣，優(yōu)點(diǎn)是：總投資少，設(shè)備占用空間小，便于維護(hù)保養(yǎng)，耗能少。缺點(diǎn)是：一旦發(fā)生故障，停機(jī)維修損失較大，因此，一定要有備用的設(shè)備，以減少停產(chǎn)損失。對(duì)于一些工廠分期擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，也可采用局部集中供氣，例如，一個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)供給十六條母盤線。這時(shí)可采用上面的方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：停機(jī)維修方便，生產(chǎn)損

51、失少，安裝靈活，便于工廠的積累式滾動(dòng)開展。缺點(diǎn)是：總體投資大，能耗高，設(shè)備占用空間大，維護(hù)本錢較高。另外一點(diǎn)非常重要，是必須保證壓縮空氣的潔凈。常用的方案如下：首先空壓機(jī)必須設(shè)有自動(dòng)排水閥，儲(chǔ)氣罐有冷凝水的排水閥門，保證每天排水。一般母盤設(shè)備的用氣，在儲(chǔ)氣罐后設(shè)置冷干機(jī)、過濾器組，同時(shí)在每個(gè)用氣設(shè)備入口也必須裝有過濾器和壓力表。如果希望系統(tǒng)更加潔凈可靠，在冷干機(jī)之后加裝吸附式枯燥機(jī)。需要注意的是，空壓機(jī)散熱器處要做好排風(fēng)管路，使散熱氣的熱量迅速排出，保持室內(nèi)適合的工作溫度，以保證空壓機(jī)不會(huì)因?yàn)檫^熱使得潤滑油污染整個(gè)空氣系統(tǒng)。一旦整個(gè)系統(tǒng)受到污染，恢復(fù)起來是非常麻煩的，可能會(huì)影響全部氣動(dòng)元件和系

52、統(tǒng)。整體系統(tǒng)的建立不可能有一個(gè)固定的模式。一個(gè)好的方案應(yīng)該建立在對(duì)母盤生產(chǎn)設(shè)備及其工藝、外圍設(shè)備的充分了解和熟悉，并結(jié)合不同地域環(huán)境情況的差異，按照不同工廠的具體狀況和要求，靈活結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這里僅根據(jù)多年從事設(shè)計(jì)、工藝、設(shè)備維修保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，介紹母盤生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的各個(gè)環(huán)節(jié)，希望能對(duì)新廠的建設(shè)有一點(diǎn)的幫助。4 母盤生產(chǎn)線的工藝和自動(dòng)化控制4.1 母盤生產(chǎn)線的工藝控制為了比擬制造工藝過程，需要簡述常規(guī)玻璃母盤的制造過程。首先將清洗后并經(jīng)過挑選的可用玻璃基盤放入設(shè)備，再次用純水清洗、甩干，旋涂規(guī)定厚度的光刻膠，烘干、冷卻后進(jìn)入激光刻錄，接著顯影、UV照射、濺鍍；然后檢查基盤上是否有缺陷，

53、如果正常經(jīng)清洗可進(jìn)入電鑄工序，電鑄后假設(shè)無缺陷，清洗、UV照射去除剩余光刻膠，旋涂保護(hù)膠、烘干；最后拋光、切邊沖孔、檢測。如果母盤使用了預(yù)制的專用鎳基盤，常規(guī)玻璃母盤在刻錄之前的玻璃清洗、旋涂光刻材料、烘烤、冷卻工序就都不需要了?？啼浲瓿芍?，對(duì)于玻璃母盤需要立即顯影ODC母盤制造工藝不需要顯影工序，而直接刻錄母盤在顯影之前需要增加兩個(gè)工序。首先，將已刻錄的鎳基盤片以115度烘烤5分鐘，使盤基片上已曝光局部的光刻膠發(fā)生聚合反響。接著，將鎳盤片放在波長380nm的紫外線光下照射，使盤基片上的曝光局部與非曝光局部的分解速度差異明顯，使非曝光的局部根本保持不變，讓曝光局部在顯影液中充分溶解。在顯影之

54、后的工序里，直接刻錄母盤與玻璃母盤完全不同。玻璃母盤在顯影之后要進(jìn)一步用波長380nm紫外線照射，目的是使電鑄后別離的壓模上剩余的光刻膠易于清洗，也防止濺鍍時(shí)光刻膠的交叉鏈接；然后濺鍍一層鎳。與其對(duì)照，直接刻錄母盤顯影后需要在波長250nm的紫外線光照射，然后以220度烘烤5分鐘，使其外表硬化，再濺鍍一層鎳。最后涂保護(hù)膠和沖中心孔。簡化了電鑄、壓模與玻璃別離、壓模外表化學(xué)處理和清洗、壓模反面拋光、切邊等工序。母盤制造的主要工藝流程指的是玻璃為基盤的母盤自動(dòng)化生產(chǎn)如圖4-1所示，裝載白玻璃基盤基盤清洗CAL液體旋涂Hard加熱冷卻PR液體旋涂PR加熱去LBR刻錄顯影濺鍍機(jī)鍍膜完成卸盤圖4-1 母

55、盤生產(chǎn)的工藝流程一、玻璃基盤上光刻膠的制備，1、選擇適當(dāng)性能的光刻膠，一般可取制作通用DVD盤片的光刻膠。2、選用適當(dāng)?shù)南♂寗?，稀釋后得到粘度適宜的光刻膠。3、采用分步旋涂，確保光刻膠層厚度的分布均勻性約20A。4、調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度，以對(duì)光刻膠層不同厚度的要求進(jìn)行控制。5、對(duì)光刻膠的堅(jiān)膜過程進(jìn)行時(shí)間、溫度和均勻性的控制，以提高刻錄和顯影的效果。6、使用自動(dòng)掃描橢圓偏振測試儀精確測定光刻。膠層的厚度及其均勻性，并用原子力顯微鏡適宜母盤上預(yù)刻槽的深度。一般情況下，預(yù)刻槽的深度為180-250nm。二、刻錄，將母盤設(shè)計(jì)得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)作為必要的指令參數(shù)，分別傳遞給信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)和刻錄控制系統(tǒng)。其中包括將AT

56、IP開始時(shí)間、ATIP結(jié)束時(shí)間、專用信息1/2/3和附加信息1/2/3傳遞給信號(hào)發(fā)生器，將道間距、線速度、ATIP的起始半徑、ATIP的結(jié)束半徑傳遞給刻錄控制系統(tǒng)?？啼浛刂葡到y(tǒng)在ATIP的起始半徑位置向母盤信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)按照ATIP時(shí)間的遞增、專用信息1/2/3和附加信息1/2/3產(chǎn)生以模擬調(diào)頻和數(shù)字雙相位調(diào)制的方式編碼于具有徑向擺動(dòng)的正弦信號(hào)，以控制刻錄系統(tǒng)中的AOM調(diào)制器，從而產(chǎn)生擺動(dòng)的刻錄激光。該刻錄激光在光刻膠層產(chǎn)生一條被曝了光的軌跡方向上具有一個(gè)幅度為25-43nm的正弦擺動(dòng)，其根本頻率為22.05kHz，頻率偏移為正負(fù)1kHz，即周期長度約為54-64微米

57、。預(yù)刻槽的寬度、槽壁傾斜角及擺動(dòng)幅度的控制包括一下幾個(gè)方面：1、調(diào)節(jié)激光刻錄功率和顯影程度以控制預(yù)刻槽的寬度，使用原子力顯微鏡檢查槽的寬度。一般情況下，預(yù)刻槽的寬度為0.5-0.8微米。2、在一般情況下，使用458nm波長的激光進(jìn)行刻錄可是槽壁傾斜角在55度左右，使用351nm波長的激光進(jìn)行刻錄可使槽壁傾斜角為60度-65度，同時(shí)激光刻錄功率的強(qiáng)弱和顯影是否充分也在一定程度上影響槽壁傾斜角。3、調(diào)節(jié)正弦刻錄信號(hào)的幅度0-1V，以控制母盤預(yù)刻槽的擺動(dòng)幅度，使得復(fù)制后得到的寫入光盤的預(yù)寫槽具有必要的擺動(dòng)幅度。4、為了檢測預(yù)刻槽對(duì)可寫入光盤性能的影響可以制作多段不同槽寬的母盤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5、原子力顯微鏡的探針很容易在使用中變鈍或被沾污變臟，使測量產(chǎn)生較大的噪聲和誤差，因此，探針的使用次數(shù)是十分有限的，而且必須經(jīng)常檢測同一個(gè)樣品以確認(rèn)探針是否還可靠。采用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)所得到的圖形進(jìn)行計(jì)算并獲得預(yù)刻槽的深度、寬度和槽壁傾斜角的可靠數(shù)據(jù)。三、顯影，調(diào)節(jié)