光盘的粘合工艺

2007/8/10 15:04:24

一张DVD由两个单片采用粘合工艺结合在一起。粘合是DVD制作的主要工艺。各种DVD盘片，不管其格式或存储容量如何，都是由两个0.6mm单片通过粘合工艺结合而成。DVD-5是具有记录面并溅镀了反射层的单片与空白单片粘合而成。DVD-9，DVD-10，DVD-14和DVD-18的两个单片上都具有金属化凹坑的记录面。对于所有DVD格式都适用的粘合系统，粘合材料必须是通用的。粘合工艺在两个不同材料的层面上形成的结合必须牢固，这些材料可能是铝、聚碳酸酯、金、硅、银。粘合工艺并不是从DVD开始引入的，磁光盘和激光唱片都是粘合而成。用于粘合这些盘片的技术被称为热熔粘合。粘合剂被加热到120℃～180℃之间（典型值为165℃），利用滚筒将其涂覆于两个半片的表面上。每张盘片粘合层的厚度很薄（约30μm）。在第二阶段，两个单片在光的作用下结合在一起。最后阶段，均匀的压力作用在盘片上，完成粘合过程。热熔粘合是一项应用广泛，并已得到验证的技术，其优势为材料成本较低，设备较便宜。但DVD粘合并没有采用这项技术。因为DVD-9 在各种DVD格式中较为独特，组成DVD-9的两个单片都有凹坑结构的记录面。而DVD-9只能从单面读出，激光必须要穿过粘合层才能读到第二个单片的信息层（L1层）。就是说粘合层必须同聚碳酸酯的材料规格近似。层厚度，均匀性，低的物理缺陷等级，全部的光学特性，都是非常关键的参数。因此不用热熔粘合，而用UV粘合代替。UV粘合更为复杂，因为不仅材料在非常受约束的条件下应用，而且最终还需要一个固化处理过程。DVD粘合层很薄，厚度规范应为55±15μm。虽然有一两个制造厂商也提供了粘合剂薄膜技术作为DVD粘合工艺的替代方法，大多数生产线制造商还是选择了适用于所有类型DVD盘片的UV粘合工艺。因为大多数生产线制造商宁可开发自己的UV粘合系统，也不愿集成来自专业提供商的粘合系统。虽然总可以为不同的注塑机提供相应光学级别的聚碳酸酯，但不能始终做到为不同的粘合机提供相应光学级别的粘合材料和连接器。为得到可靠、恒定的性能，粘合工艺所用的树酯和工艺必须严格的匹配。本来，有两种类型的UV粘合树酯：自由基和阳离子。自由基树酯基于丙烯酸类成分，阳离子树酯基于环氧或乙烯基醚材料。两种树酯都有优缺点。环氧粘合剂的处理不受空气中氧气影响（丙烯酸在有氧环境下能保持粘性），但是另一方面环氧类型的粘合剂经常含有有毒成分，其中的一部分成分在处理工艺中能产生强腐蚀性副产品。这意味着金属化后的基片在粘合前必须要涂覆保护胶。另一个区别是，在UV灯曝光时，环氧树酯有时需要持续处理30分钟。丙烯酸材料，要求UV灯连续曝光下，直至完成处理。虽然两种类型的树酯都用于DVD粘合，但丙烯酸系统更为常用。粘合系统的最大问题是避免气泡。如果有气泡，就会产生废片，两个模压后的单片就会作废。下料技术，旋转速度，材料的粘性都是影响气泡产生的非常重要的因素。虽然UV粘合保护漆利用旋涂法涂覆，但这并不是唯一可用技术。例如，间隙散开技术，利用毛细原理。粘合材料通过一个细探针注入到程序区的中心。毛细作用使两个靠近的DVD单片间的粘合剂流向盘片的中心和外边缘。奇怪的是，多数粘合系统实际上并没有粘合盘片的中心。多数情况下，靠近盘片中心的隔离环担当了屏障作用。无论如何关注粘合材料的使用，如果最终的盘片是碟形的，则必需剔除。基片温度和盘片粘合层（UV胶的收缩最大可达8％）的收缩是系统设计者需要关心的主要因素。经过光学特性的筛选，并防止了气泡的形成，得到了完全平坦的盘片之后，所需关心的就是，两个基片是否完全粘合到一起。DVD粘合的力度是另一个所需关心的参数。两个参数很重要：抗剥强度和抗冲击性。一般情况下，用户不能轻易将两个单片分开。如果单片脱落，盘片就作废了。利用螺丝刀撬开单片，可测试抗剥强度，这是早期DVD的标准测试方法。中国复制管理网

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