最佳化的複製製程有賴於設備的正確選擇

複製製程的成功在於射出成形機與模具設計，此關鍵便是製造設備的選擇。事實上，光碟製造業者很少有注意到此點的，其實他們應該要多撥一些時間、小心翼翼的來作這樣事情。我個人認為，射出機應擁有三段的關模高壓與多點射速改變的功能，進料的料管設計必須在提高加熱效率前提下又能防止材料過度加熱，這樣才能有縮短複製時間的可能。另外，冷卻緩衝也是複製時間縮短的重要控制因素，設計必須快速帶走脫模後透明片的熱量，又能保持模具溫度以利下一模次射出之進行，同時也有利於金屬反射層濺鍍製程。須多目前市場上的專用機就是沒有辦法提供如此功能，導致碟片非常容易翹曲 (同仁注意，此文章屬1997年所寫，目前大部分CD用射出機都已經有能力克服此些問題) 。試想，這樣想要縮短複製時間，將是非常有限的。

模具的選擇恐怕是母版之後次重要的，單模穴的射出用模具絕對要優於雙模穴射出模具(目前已經沒有人提出雙模穴能夠作好CD碟片的說法，DVD碟片製作上更不可能用)，模具要最好也能有真空與機械壓力同時具備的夾模系統，母版的挾持器在內圈與外環則亦是必須兼具的。同時，模具的母版壓縮環必須夠深與銳利，以便壓緊母版使得射出透明片不會有流痕狀的缺陷發生。

除了機器與模具，PC料當然不能背排除在控制因素之外，希望要有更短的複製時間時，伴隨的缺陷可能為料頭斷裂留在射出口、射嘴溢料與流痕缺陷發生，選擇PC料成為一門學問。短的複製時間都希望PC料的玻璃轉化點變高(PC料或是所有的塑膠都像玻璃一樣，非純物質沒有一定的熔點，所以用玻璃轉化點來定義其融化狀與固體狀之分野，注意，玻璃轉化點則是一個平均值，真正塑膠與玻璃轉化的溫度點每次都不會固定)，同時模穴愈薄愈好，因為玻璃轉化點越高其流動性越好，越容易流入模穴中，而薄的模穴不容易產生流痕缺陷。我們都控制碟片厚度在1.1~1.3mm之間，甚至我們相信1.0mm厚度的碟片在商用碟機也都能被播放。較薄的模穴有助於複製時間的縮短。

　

射出參數最佳化

在複製過程中，我們用的是Meiki名機製作所的射出參數經驗值，並配合實驗進行調整以符合縮短時間要求，控制重點為碟片的翹曲與雙折射率。第一、二段關模高壓降低以使PC料進入模穴時容易流動，基於同理，我們也用較寬的進料入口(Gate)。同時，儘可能降低熔膠溫度與模具溫度，以使透明片射出後冷卻時間縮短。以我們的測試為例，可以將原為80℃、4.4秒的模溫與複製時間降成49℃、3.4秒。第三段關模高壓必須提高，以使熱傳效果好增進複製能力與預防翹曲發生。

碟片外圈的雙折射率亦須要加以控制。我們的經驗指出，由於縮短複製時間會讓射出的各種參數變得非常敏感，射出機必須能夠提供穩定的複製能力，如要控制碟片外圈的雙折射率，就必須使用短射出衝程，以使射後持壓過程不至過壓造成透明片殘留應力；增加射出速度也可以改善PC料在模穴中的流動率；同時我們亦控制進料管的溫度由340℃降至300℃，以防止過度的熱量藉由射嘴傳遞進入模具中，影響料頭的冷卻。

以下的表所列為我們實驗後的CD碟片性質與最佳化後的參數：


CD碟片性質
最佳化參數

射出參數
雙折射率
翹曲
射出參數
設定值

內圈
外環
射出時間
0.20秒

射出速度
較低
較高
較差
熔膠進料時間
1.5秒

模具溫度
較低
較高
較差
冷卻時間
1.6秒

熔膠溫度
較低
較高
較差
機械手取出時間
0.20秒

射後持壓
較低
較高
較好
模具溫度
50℃

射出衝程
較高
較高
--
進料管溫度
300℃



當然，上表所列之碟片仍合於規格書規範且為量品。PC料使用GE OQ1020C碟片用聚碳酸脂。

模具的熱傳遞要能均勻與正確有賴保養的工夫，冷卻水循環管路系統是經常被忽略的，水管中的沈積物會阻礙溫度傳遞，導致冷卻時間不足，所以在保養模具過程不可忽略水路系統，模具設計上最好有過濾器同時使用乾淨的水，如蒸餾水。我們的實驗中，也有嘗試去加大冷卻水管之尺寸，希望使模具內的匹配阻抗降低，但是並沒有得到預期之結果，不過，我們仍相信良好的冷卻迴路設計對模具中的匹配阻抗有降低的作用，可以讓PC料流動更平滑而容易射出成形、複製完整與脫模。

結論

從我們的研究中可知，縮短複製時間必須要從兩個製程的改善－母版前製與複製工程。實驗證實，3.4秒的複製循環時間在調整、改良射出機參數後確實生產可行，但主要難以控制的因素為銀線流痕與料頭容易斷裂殘留於模具中。如果要以3.4秒設定為循環時間時，熔膠進料的時間必須要降低到1.5秒以下，母版的信號對稱性控制與連續展開率都是重要的控制因素。