DVD激光头工艺原理大揭秘

nullDVD Manufacture TechnologyDVD Manufacture TechnologyDVD概略DVD概略何謂DVD 演進 CD/DVD/Blue light DVD ComparisonCD/DVD/Blue light DVD ComparisonCD光盘坑纹DVD光盘坑纹蓝光 DVD光盘坑纹DVD Manufacture Technology key pointDVD Manufacture Technology key pointCore function module Optical pick up Mecha-deck Servo&Decode board Main technology point Parts manufacture And measurement Module Assembly and adjustment Module test System evaluation Optical pick up 外觀示例Optical pick up 外觀示例OB側面(PDIC所在)Objective lensACT coverHolder lensSuspension wire connectorDamping holder側面(LD所在)PCBFPCOptical pick up 外觀示例Optical pick up 外觀示例OB and half mirror/full mirror/collimator/LDHalf mirrorcollimatorFull mirrorOptical bodyLaser diodeGrating holder assy.optical pick up 基本原理(一)optical pick up 基本原理(一)光電系統動態示意optical pick up 基本原理(三)optical pick up 基本原理(三)读出技术要點: 聚焦到衍射极限的最小激光束. 信息面的凹凸(pit/mirror)反射光的強弱不同. optical pick up 基本原理(四)optical pick up 基本原理(四)主動式光電探測系統: 信號源LD 過程要點DVD-ROM OPU schematicDVD-ROM OPU schematic某公司DVD-ROM OPU完整的光路示意圖PDICＬＤ(laser diode) （DVD：650nｍ）物镜 (objective lens) （DVD／CD共用）ＣＰ镜(coupling lens 或 collimator) （DVD／CD共用）光柵镜 Grating lens CD：（780ｎｍ）全反射（Ｒ）镜 reflection mirror （DVD／CD共用）H棱镜(PBS或 dichroic mirror )光柵 grating （DVD：650nｍ）検出（DT）镜 detection lens （DVD／CD共用）半透明半反射镜half mirrorＬＤ(laser diode) （CD:780nｍ）discACT的结构示例ACT的结构示例Lens holder assy. 由物镜和AF线圈、TR线圈組成. 通过经由S导线向线圈通电、以及和磁气回路的作用下依弗来明左手定律，朝AF(focus)方向和TR(tracking)方向动作。 Lens holder assy.magnetAct coverDamping holderTR(tracking)AF(focus)Suspension wireoptical pick up 基本原理(二)optical pick up 基本原理(二)Actuator profileActuator profileoptical pick up 基本原理(五)optical pick up 基本原理(五)Actuator 的作用: 驅動 lens 作 focus and tracking Tracking 存在的主要原因: 圖1(軌道的螺旋排列); 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Pickup 結構動態演示圖Pickup 結構動態演示圖OPU 製造技術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 製造技術OPU的基本零件OPU 製造技術OPU 製造技術OPU的基本零件 --- objective lens 一般為高分子樹脂 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 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 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3OPU 製造技術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圖2 half mirrorOPU 製造技術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 OPU 製造技術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)。。 OPU 製造技術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。 OPU 製造技術OPU 製造技術OPU的基本零件 FPC ( flexible printed circuit) assy.connectorVRPDICOPU 製造技術OPU 製造技術OPU的基本零件 Lens holder and damping holder/ suspension wireSuspension wireDamping holdercoilLens holderlensOPU 製造技術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OPU 製造技術Fo/Qo. Fo : actuator 最低共振頻率 . Qo : 共振鋭度. 一般定義, OPU 製造技術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) OPU 製造技術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. OPU 製造技術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。 FESOPU 製造技術OPU 製造技術Defocus and jitter/defocus curveOPU 製造技術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 signalF signal圖1E/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 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-pOPU 製造技術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 balanceOPU 製造技術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δ的物理意義就是jitter.它是光頭最重要的評價指標。 OPU 製造技術OPU 製造技術光點偏左光點正中光點偏右TE = Ø(A+C) - Ø(B+D) 即﹕TE=PHASE(A+C) – PHASE(B+D)DVD TE signal 形成 . DPD方式 differential phase detection methodOPU 製造技術OPU 製造技術E/F cross track signal E=AESIN ( wt ) F=AFSIN ( wt + π) TE=E-FSub spot ( E )Main spotSub spot ( F )radial0.8 μ AE≠AF, means TE balance≠0Three beam tracking method Tracking Error signal 形成OPU 製造技術OPU 製造技術FES focus error signal and FE balance即 FE balance FESOPU 製造技術OPU 製造技術TES ( tracking error signal) and TE balance即 TE balanceTESMecha-deck 製造技術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 motorshaftshaftPick upGear groupchassisSled motorrackgearSpindle motorPCBholderMecha-deck 製造技術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. Mecha-deck 製造技術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)Mecha-deck 製造技術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.Mecha-deck 製造技術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.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-deck 製造技術Mecha 組立的 key point (4) 移動pickup 從內周到外周或者從外周到內周sled Motor的工作電流應該在一定範圍內.Sled motorOPU positionIOPUCLLCLOPU positionSystem evaluationSystem evaluation整個系統主要構成 pickup assy. + chassis/spindle motor/sled motor/gear group/shaft /etc. = mecha.-deck mecha.-deck + mechanism frame/etc. = loader servo/decoder + loader/etc. = base system System evaluationSystem evaluation系統的評價主要點 對各種碟片的播放能力 常用 disc種類 System evaluationSystem evaluation系統的評價主要點 可靠性(reliability). 一般碟機的信賴性測試項目: