1、光盤注塑成型工藝的優化 2005年02月16日 文章源自:記錄媒體技術光盤基片的注塑成型過程和質量對光盤成品的品質包括外觀、機械特性、光學特性及電氣特性都有極其重要的影響，是光盤復制生產中最重要的一環。本文通過分析注塑參數對光盤質量特性的影響，給出一些提高光盤質量的方法。1注塑參數為了獲得最好的結果，首先應關注一些基本的注塑參數。如模具溫度、熔膠溫度、注塑壓力、保壓、背壓、注塑速度及合模力等。11熔膠溫度熔膠溫度在料筒上的分布從料斗到射嘴通常是一個曲線分布（如圖l-1）。射嘴溫度較低是為了防止流涎發生。圖l-l典型的熔膠溫度分布12注塑速度較高的注塑速度可以縮短注塑時間，加快生產周期，并且避免

2、了熱熔料過早冷卻產生雙折射現象。但有時為了避免熱熔料在流經模具表面有厚度變化的區域（如堆疊環Stacking ring）時產生流線（Flow marks），又必須選擇較低的注塑速度。因此注塑速度在整個注塑過程中應根據不同區域的特點進行設定（如圖l-2）。圖l-2典型的注塑速度分布13注塑壓力和保壓壓力注塑壓力的設定應以熔融的PC料充滿模腔而不產生飛邊為準。不同的注塑速度、不同的熔膠溫度和不同的基片厚度所需的填充壓力是不同的，因此注塑壓力應依據注塑速度、熔膠溫度和基片厚度的變化而做出相應的調整。保壓壓力是注塑壓力的延續，為了防止熱熔料回流及向模腔內補料，保壓壓力起始于注塑壓力結束的時候，并分段逐

3、步降低和釋放壓力（見圖1-3）。一般情況下，保壓時間越短越好。圖l-3注塑壓力保壓壓力分布14塑化螺桿轉速 為了在冷卻時間結束之前完成塑化，螺桿需要較高的轉速。典型的螺桿轉速從250rpm到400rpm不等。但螺桿轉速太高會產生太大的剪切力使PC料過熱而降解。背壓 總體而言，只要能保證PC料充分的混合及每次注塑都有恒定的注塑量，背壓就應盡可能小。但要注意背壓不能太小，否則會使供料不連續形成注塑量不足的小光盤。圖1-4光盤的注塑成型15合模力由于注塑壓力很高，相應地在模腔中產生很高的壓力。為了鎖緊模具必須有足夠大的合模力。2光盤質量的優化注塑參數與光盤質量之間的聯系和作用是復雜的。如何在這些既相

4、互聯系又相互作用的注塑參數和光盤特性之間找到一個最佳平衡點，是生產高質量光盤的關鍵。下面逐一進行分析。21雙折射光盤中的雙折射現象是光盤基片在注塑成型過程中，由于分子取向和內部應力在冷卻過程中沒有得到有效釋放，引起光學畸變而產生的。這種畸變會使一束入射光分解成兩束折射光而引發讀寫錯誤。因此注塑過程中應注意避免內應力的產生并讓內應力得到有效釋放。一般而言，較高的模溫和熔膠溫度有利于降低雙折射。22翹曲變形翹曲變形是用角度來表示的光盤的不平整度。通常又分為沿徑向方向的變形（RD）和沿切向方向的變形（TD）。翹曲變形太大會使入射光難于聚焦和反射光發生偏離而引發讀寫錯誤。23高頻信號高頻信號，如CD的

5、I3I11和DVD的I3I14，實際上反映了光盤的坑（預錄類）或槽（可錄類）的復制水平。即經過復制的坑或糟的幾何尺寸（高度、寬度及角度）的質量，決定了高頻信號的質量。24塊誤碼率（Bler）塊誤碼率是指一秒鐘內CI解碼器檢測到的一個或多個錯誤符號的幀數目。CD規定誤碼率（Bler）不能超過220。25跟蹤能力光盤的跟蹤能力由跟蹤信號（PushPull）和光盤的物理偏差決定。跟蹤信號（PushPull） 實際上反映了坑或槽內反射率與岸上反射率的強弱對比。該對比度越高則跟蹤信號越強。跟蹤信號必須有一定的強度才能實現正確的跟蹤，但也不能太高。規范要求跟蹤信號在0.040.07之間（Red Book）

6、。若跟蹤信號太弱，說明坑或糟的深度太大，需沿降低坑或槽復制率的方向調節注塑參數或更換Stamper；若跟蹤信號太強，說明坑或糟的深度太小，需沿提高坑或糟的復制率的方向調節注塑參數（參見2.3）。物理偏差 主要分為偏心（ECC）和切向偏差（TD）。偏心過大，會使徑向加速度加大，增加跟蹤難度，產生跟蹤錯誤（TE）。切向偏差過大，會使軸向加速度加大，增加聚焦難度，產生聚焦錯誤（FE）。26云彩云彩是溝槽變形后造成不同反射率的光在光盤表面形成的干涉條紋。26l云彩形成的機理不平行脫模光盤部分粘附在Stamper上，在脫模時由于拉伸動作，使溝槽變形或隆起。光盤移動在脫模之前或在脫模的同時，光盤與Stam

7、per有相對位移，造成溝槽變形。262云彩可能的成因模具裝配錯誤動模和靜模不對中，使兩片模具在開、閉模過程中有相對位移；鏡面沒有完全鎖死，在注塑過程和開模時，鏡面有移動；Stamper holder安裝不正確。當Holder太緊時，Stamper會受力變形，部分區域沒有與模具表面完全接觸，這使Stamper在注塑和脫模時產生移動。Stamper內徑和外徑不合規格。當Stamper內徑過小或外徑過大時，會使Stamper彎曲變形，在注塑和脫模時產生移動；表面不平整。如果Stamper表面不夠平整，Stamper會由于局部熱傳導不良形成局部溫差而產生移動。溝槽的幾何尺寸如溝槽的高度、寬度、夾角也會對脫模產生影響。太深、太窄、夾角太大的溝槽不利于脫模。3結論光盤注塑成型工藝是一個相當復雜的過程。注塑速度、熔膠溫度、模具溫度、合模力等或單獨或綜合地對光盤質量，包括從雙折射、云彩、翹曲變形等光學機械特性到高頻信號、跟蹤信號、誤碼率等電氣特性產生影響。高質量的電信號倚賴于完美的坑槽復制，它需要高的模溫、較高的注塑速度和保壓壓力。而較高的住塑速度可能引起某些表觀缺陷；較低的保壓壓力才能保證較低