《DVD激光头工艺》PPT课件.ppt

DVD Manufacture Technology DVD概略 何謂DVD 演進 英文稱呼中文稱呼 過去Digital Video Disc數字視頻光盤 現在Digital Versatile Discs數字通用光盤 過去現在下一代 CD (compact disc) Red light DVDBlue light DVD CD/DVD/Blue light DVD Comparison DISC Optical Pick Up 道間距最短訊息坑容量波長數字孔徑 CD 1.6mm0.8mm650MB780nm0.45 DVD 0.74mm0.4mm4.7GB 635/650n m 0.6 藍光DVD 0.3mm0.168mm22G405nm0.85 CD光盘坑纹DVD光盘坑纹蓝光 DVD光盘坑纹 DVD Manufacture Technology key point Core function module Optical pick up Mecha-deck Servo 圖2(軌道中心和轉心的偏離) Focus存在的原因: 圖3各種原因造成的 disc 轉動過程信號面的上下振動 Disc turning center track Track center Disc turning shaft Lens tracking direction ACT ACT Lens focus direction 圖1圖2 圖3 disc Pickup 結構動態演示圖 OPU 製造技術 一般作業條件要求 防塵 防靜電. 溫溼度控制. OPU產品製造關鍵點可分為: 零件部品的來料品質控制 光電零件的組立 Actuator的組立和測試 產品光電系統的調整和評價. OPU 製造技術 OPU的基本零件 結構零件光電零件電/磁零件 1OB(optical body)LD(laser diode)Magnet 2ACT plate (yoke)Grating Coil 3Lens holderHalf-mirror FPC (flexible printed circuit) 4Damper holderFull-mirror Connector 5Suspension wireCollimator VR (variable resistant) 6ACT coverPDIC OPU 製造技術 OPU的基本零件 - objective lens 一般為高分子樹脂材料壓注成型的 non-spherical surface convex lens. 作用: 聚焦光束 圖3 實際圖片 profile 圖3 正面示意圖 OPU 製造技術 OPU的基本零件 - Collimator(准直透鏡)也有叫CP鏡的(coupling lens) 高分子樹脂材料壓注成型的non-spherical surface convex lens. 作用: 將發散的光束准直成平行光束 正面示意圖 profile 圖3 OPU 製造技術 OPU的基本零件 Full mirror 圖1 reflector(反射鏡)也有叫折光鏡的(folding mirror) 光學玻璃材料, 加工成的長方體, 反射面鍍反射膜. 作用:反射/轉折光束 half-mirror(半鏡半透半反鏡)也有叫 beam-splitter 圖2 光學玻璃材料, 加工成的長方體, 反射面鍍有半反射膜 反射轉折和透射光束甚至有時兼作像散元件 圖1 full mirror 入 射 光 反射光 透 射 光 圖2 half mirror OPU 製造技術 OPU的基本零件 grating(光柵) 一般由由高分子樹脂通過注塑射出成型也有用平板玻璃蝕刻加工而成 作用:通過衍射將一束光變成若干束衍射光光頭中僅僅使用0級和+/-1級光。 外觀多為圓餅形 或 長方體 Grating 表面的 diffraction溝槽 One beam grating Three beam or more lens Three spot Sub spot Sub spot Main spot OPU 製造技術 OPU的基本零件 Laser diode(簡稱LD, 激光二極管鐳射二極管半導體激光器)。 半導體光電器件。Chip 通常用MOCVD的方式生長。 在OPU里作為光源。 該部品易被靜電所劣化(所謂劣化是指部品性能降低甚至功能喪 失)。 MD ANODE LEAD SUB MOUNTSTEM 基準面 CAP COVER GLASS LASER CHIP （） 放熱器 COMMON LEAD LD ANODE LEAD 光出力 （power） 自然発光域 誘導発振域 （激光発振） th threshold current 1 IOP kink Monitor diode OPU 製造技術 OPU的基本零件 PDIC ( photo diode IC. 亦稱OEIC, optical electronic IC)。 半導體光電器件。光電轉換器件將光信號轉換成電信號。 在OPU里作為接收器件。 透明窗口 光敏面 IC 管腳 光敏面 OPU 製造技術 OPU的基本零件 FPC ( flexible printed circuit) assy. connector VR PDIC OPU 製造技術 OPU的基本零件 Lens holder and damping holder/ suspension wire Suspension wire Damping holder coil Lens holder lens OPU 製造技術 Actuator 的組立要點 Suspension wire 的有效長度 Suspension wire不得變形 Damping glue的量的大小 組立後actuator的性能測量 Fo/Qo DC sensitivity/AC sensitivity Fh (高頻振動頻率) Objective lens Dynamic tilt 有時需測bode-plot, 測量ACT的幅頻特性和相頻特性. Act 測試設備是光頭製造的核心設備之一. OPU 製造技術 Fo/Qo. Fo : actuator 最低共振頻率 . Qo : 共振鋭度. 一般定義, 也称半功 率点 fLfHf0 幅度max 幅度max/ 2 OPU 製造技術 OPU的光電調整. 使用專用的OPU調整機, 是光頭製 造中最核心的設備. PD-X/PD-Y 調整 PD-X/PD-Y: 它的物理意義表征的是光電接收器 的光敏面對准光軸的程度(alignment)。 一般地定義PD-X=(A+C)-(B+D)/(A+B+C+D) PD-Y=(A+D)-(B+C)/(A+B+C+D) AB DC OPU 製造技術 OPU的光電調整 TILT-R/TILT-T調整 它表征的物理意義就是OB LENS的光軸與系統的 光軸的夾角。它主要調整的是laser spot 在disc 上的 coma. tangential radial TILT Lens optic-axis System optic-axis OPU 製造技術 OPU的光電調整 Defocus調整: 它表征的物理意義就是當光電IC上輸出的聚焦誤差信號 為零的時候OB lens的焦點偏離DISC訊息面的量度。 ab defocus 從圖示知a/b兩種情況，在 光電IC上的光照情形一樣。 FE=(A+C)-(B+D)=0, defocus就表征焦點和光碟 訊息面的偏離程度. vc Fcs bias at Minimum jitter V2 V1 FES OPU 製造技術 Defocus and jitter/defocus curve OPU 製造技術 OPU的光電調整 EF phase調整 : 當optical pickup 使用three beam的循跡誤差方式時, 它表征的物理意義就是: 主光點兩側的輔助光點在跨軌時 ,PDIC上對應的E/F光敏區所產生的信號的相位差。E/F的相位 差愈接近180度, 循跡誤差信號的幅值愈大, 循跡靈敏度愈高. E signal F signal 圖1 E/F 利薩如波形, 大約 180+/-15度 一光道 E/F 利薩如波形 180度 OPU 製造技術 OPU的光電調整 RF調整 : 它表征的就是光碟上訊息信號的大小。綜合考慮信噪比/激光頭 的laser diode的工作壽命/後續系統的放大工作情形, RF的幅值必須 調節到一定範圍內. RF p-p OPU 製造技術 OPU的評價. 使用專用的光頭評價機. 評價機也是光頭製造的核心設備 之一 光頭評價主要測試以下參數 item 1IOP 2RF level 3PD-X/PD-Y 4Jitter 5Defocus 6FES level 7TES level 8FES balance 9TES balance 10Lens-tilt (tilt-R, tilt-T) 11E/F phase 12View character View character, 當objective lens 在tracking 方向, 左右移動大約0.3mm時, pickup signal 的變化. 主要指: jitter/ RF/ TES/TE balance OPU 製造技術 Pickup parameter-jitter 光頭的綜合評價參數 它可以這樣來描述,表徵的是pick up輸出的RF信號對 標准信號或者對標准時鐘在時間軸上的偏離。時間 抖晃的物理意義就是jitter.它是光頭最重要的評價 指標。 t tActual RF signal Clock signal OPU 製造技術 TE 光點 track 中央TE=0 A+C B+D A+C A+C B+D B+D 光點偏左 光點正中光點偏右 A B CD A+C B+D TE = (A+C) - (B+D) 即TE=PHASE(A+C) PHASE(B+D) DVD TE signal 形成 . DPD方式 differential phase detection method OPU 製造技術 E/F cross track signal E=AESIN ( wt ) F=AFSIN ( wt + ) TE=E-F Sub spot ( E ) Main spot Sub spot ( F ) radial 0.8 E F AEAF, means TE balance0 Three beam tracking method Tracking Error signal 形成 OPU 製造技術 FES focus error signal and FE balance 即 FE balance FES OPU 製造技術 TES ( tracking error signal) and TE balance 即 TE balance TES Mecha-deck 製造技術 Mecha-deck: 承載和轉動disc和optical pickup的工作平台. 如下圖: TT on spindle motor shaft shaft Pick up Gear group chassis Sled motor rack gear Spindle motor PCB holder Mecha-deck 製造技術 Mecha-deck 的基本零/組件(上頁所示圖面) Turning table, 簡稱TT,也有稱作platter. 碟片轉檯. NO.ITEM 1Chassis 2Spindle motor assy. (spindle motor + turning table) 3Sled motor 4Gear group 5rack 6Shaft 7Pickup assy. 8Holder shaft 9PCB Mecha-deck 製造技術 Mecha 組立的 key point ( 1 ) Spindle motor center 到 main shaft 的距離和 lens center 到 main shaft 的距離的差值要在一個小的公差範圍內. 即 d1 - d2 tolerance(about 0.08mm) Spindle T T centre Lens centre d1 Sub shaft Main shaft d2 Mecha-deck 製造技術 Mecha 組立的 key point ( 2 ) Pickup 基準平面到 disc 的距離(圖中 H)要控制在一個公差範圍內. T T Pick up datum H Optical pick up Objective lens disc Mecha-deck 製造技術 Mecha 組立的 key point ( 3 ) Spindle motor TT 面要和 pickup datum 面平行. 或者使 pickup的RF信號jitter 最小. 方式一, 通過調整 spindle motor 使 TT 傾斜 方式二, 通過調整 shaft 的傾斜. 是目前的通用的方式. TT Pickup datum plain 由shaft 構 成 圖中mecha-deck就是通過調整三個 holder 處的螺釘,調動shaft位置的高 低來完成的. Mecha-deck 製造技術 Mecha 組立的 key point (4)