home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ A Beginner's Guide to the Internet / INTERNET.ISO / text / faqs / romart.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1995-04-08  |  12.7 KB  |  280 lines

  1. HOW CD-ROM Discs are Made
  2.  
  3. by Lorri Haney 
  4. Marketing Manager Nimbus Information Systems
  5.  
  6.  
  7. CD-ROM is fast becoming one of the most important tools of this century.  
  8. As the compact disc format for computers grows in acceptance, an 
  9. increasing number of software publishers have found themselves venturing 
  10. into the brave new world of CD-ROM, taking advantage of its unprecedented 
  11. capacity and options for information delivery.  Yet for many publishers, 
  12. the production process of physically manufacturing a compact disc is 
  13. still a mystery, full of complicated technology and foreign terminology.  
  14. In reality, the world of CD-ROM manufacturing is highly technical and 
  15. complex, but like other elements of software production, such as printing 
  16. and packaging, it is a step-by-step, incremental process.
  17.  
  18. The first step in CD-ROM manufacturing, is receipt of the publisher's 
  19. software application.  Most replicators can accept your project as either 
  20. raw computer files or pre-formatted CD image files on input media ranging 
  21. from CD-Recordable and  SyQuest cartridges, to older backup media such as 
  22. 9 track tapes.  CD-Recordables or "CD-Rs" have become a  popular source 
  23. media because of their ability to provide publishers with a working CD 
  24. prototype before going to large scale replication.  Supplying a CD-R also 
  25. means that data is "CD ready" for manufacturing, thus eliminating the 
  26. need for further formatting. The growing affordability of desktop CD-
  27. Recordable technology has given rise to a growing multitude of service
  28. bureaus (including almost all replicators) who offer this service 
  29. inexpensively.  It  has also allowed many publishers with a large number 
  30. of new titles to justify bringing the work in-house. 
  31.  
  32.  
  33. Premastering
  34.  
  35. If raw computer files (those not yet formatted for CD) are submitted, 
  36. information must go through a pre-production step called premastering. 
  37. This process involves converting files into a standardized, logical 
  38. format required for compact disc manufacturing. This standardization
  39. ensures universal readability of any CD-ROM disc, created for a given 
  40. platform, by all CD-ROM drives. ISO 9660 is the international standard 
  41. for the CD-ROM logical format in that it can be universally read and 
  42. interpreted on Mac, PC, UNIX and VAX platforms.  Apple HFS (Hierarchial 
  43. File System) formatting is specifically designed to support the custom 
  44. features of the Macintosh operating environment on compact disc.  Other 
  45. CD data formats available to publishers are CD-I (Compact Disc 
  46. Interactive), CD-XA (Compact Disc Extended Architecture -- a mixed mode 
  47. format where data and audio files are interleaved) and hybrid formatting 
  48. which allows multiple file systems (such as ISO and HFS) to be placed on 
  49. a single, shared CD-ROM.
  50.  
  51. During premastering, a bit for bit verification is usually also performed 
  52. to insure error-free conversion.  Once the logically formatted data is 
  53. approved, manufacturing can begin.  Disc manufacturing involves five 
  54. steps including mastering, electroforming, replication, printing and 
  55. packaging.
  56.  
  57.  
  58. Mastering
  59.  
  60. Since the quality of any CD-ROM disc is only as good as the master used 
  61. to create it, mastering is considered the most critical step in the 
  62. manufacturing process. CD pits, created in the mastering process, are 
  63. among the smallest of all manufactured formations -- each is about the 
  64. size of a particle of smoke.  Which means that even the most microscopic 
  65. forms of contamination can obscure large amounts of data.  A clean room 
  66. environment, where the size and number of particles in the air are 
  67. strictly controlled, is therefore, a key requirement in both mastering 
  68. and manufacturing CD-ROMs.  
  69.  
  70. Although there are several methods currently available for CD mastering, 
  71. a photoresist system is most commonly used.  This method produces a glass 
  72. master by applying a photoresist (a light sensitive chemical that acts 
  73. similarly to emulsions used to print black and white photos) to a 
  74. specially prepared glass substrate. The photoresist is generally applied 
  75. in a spin coating process in a thickness equal to approximately 1/8th of 
  76. a micron; 640 times thinner than a human hair.  Data is recorded in the 
  77. photoresist layer through a laser encoding process where a computer 
  78. translates the formatted input media into a series of  "on" and "off" 
  79. pulses of a laser beam recorder.  In a spiral track, the laser beam 
  80. recorder exposes portions of the photoresist with a blue light, creating 
  81. the disc contents.  If stretched linearly, this spiral track can run as 
  82. long as three miles from the inner hub to the outer edge of the disc.  
  83. Much like a photographic process, the glass master is then developed by 
  84. applying a chemical developing fluid.  The exposed areas of the 
  85. photoresist are etched away resulting in the formation of millions of 
  86. microscopic pits in the resist surface.  After developing, a metal 
  87. coating, usually silver, is evaporated onto the photoresist surface to 
  88. provide a conductive surface for electroforming the glass master.
  89.  
  90.  
  91. Electroforming
  92.  
  93. The ultimate goal of electroforming is to generate metal stampers used to 
  94. replicate CDs.  In this stage of production the glass master, which is 
  95. now electrically conductive with its silvered surface, is submerged into 
  96. a chemical bath containing nickel ions.  By running current through an 
  97. electrical circuit, nickel ions are attracted to the exposed surface of 
  98. the glass master containing the disc image.  As this coating of nickel 
  99. grows, it conforms to the contours of the pits and lands (the space 
  100. between pits) etched in the exposed photoresist surface.  The end result 
  101. is the formation of a thick, durable piece of nickel plating containing 
  102. a negative impression of the compact disc in its metallic surface. This 
  103. initial piece of metalwork is known as a metal master or "father".  It is 
  104. called a father because it is used to generate a family of two additional 
  105. pieces of metalwork called a mother and a stamper.  Mothers and stampers 
  106. are successively grown in additional electroforming processes; mothers 
  107. from fathers and stampers from mothers -- each piece an opposite image of 
  108. the other.  The stamper, an exact replicate of the metal master, is the 
  109. end product of this stage of production and the "metal template" from 
  110. which plastic CD replicates will be mass produced.
  111.  
  112.  
  113. CD Replication
  114.  
  115. The first step in replication is to transfer the image of the compact 
  116. disc from the metal stamper to a plastic substrate. A high-precision 
  117. injection molding press injects a molten resin made of optical grade 
  118. plastic into a mold cavity, containing the stamper on one of its faces.   
  119. This process, which takes only a few seconds, results in the formation of 
  120. a clear plastic disc with the pits impressed on one side. The plastic 
  121. substrate is then metalized by applying a very thin layer of pure 
  122. aluminum over the data pits molded into its surface. This metalization
  123. process provides reflective surface required for disc playback and gives 
  124. the CD its distinctive, mirror-like appearance.  A typical method of 
  125. metalizing is through a sputtering process where discs are individually 
  126. bombarded with aluminum atoms providing a uniform coverage.  A final step 
  127. in manufacturing is the application of durable lacquer coating on top of 
  128. the aluminized surface.  This coating protects the aluminum from 
  129. scratches, oxidation and provides a platform for label art printing.  
  130.  
  131.  
  132. Printing and packaging
  133.  
  134. Graphic images are applied to the lacquered disc surface via high speed 
  135. silk screening or offset printing.  Depending on your replicator's label 
  136. printing capabilities, artwork incorporating as many as 8 colors can be 
  137. reproduced.  Silkscreen printing, the most widely used method, involves 
  138. transferring artwork to a porous screen through which inks are applied in 
  139. a process similar to stenciling. Offset printing, which uses ink rollers 
  140. and printing plates to transfer images, is widely used in traditional 
  141. commercial printing and now also available for compact disc labels. 
  142. Offset printing allows for the reproduction of images with higher quality
  143. resolution; its benefit over silkscreening is its ability to produce 
  144. enhanced 4-color process images and other complex graphics.
  145.  
  146. After printing, discs are either automatically or manually packaged.   
  147. Although there has been growing availability and use of alternative 
  148. options, the plastic jewel case remains the most commonly used packaging 
  149. choice for CD-ROM.  This trend has emerged due to its durability and 
  150. universal availability of automated assembly.  Other popular packaging 
  151. options, which may require manual assembly depending upon the option and 
  152. replicator,  include lightweight alternatives such as TYVEK and cardboard 
  153. sleeves, transparent plastic sleeves such as Viewpaks, and 
  154. environmentally-friendly cardboard versions of jewel cases like DIGIPAKs,
  155. and ECOPAKs.
  156.  
  157.  
  158. Quality Control 
  159.  
  160. Disc quality is strictly controlled at every step of production to assure 
  161. conformity to industry specifications.  This ensures that all disc 
  162. tolerances, which are acceptable ranges of variance, are within the 
  163. design limits of all CD-ROM drives. Although all CD-ROM disc 
  164. manufacturers are governed by the universal quality standards set forth 
  165. by Sony and Philips in the Yellow Book specifications (the standards 
  166. document for ROM), each manufacturer typically has their own quality 
  167. control philosophy.  The best replicators have internal standards which 
  168. go beyond industry requirements. In mastering and replication critical 
  169. parameters include signal quality measured by Block Error Rates -- 
  170. commonly known as BLERs, adherence to electronic standards, material 
  171. stress and other physical defects that can affect disc playability. 
  172.  
  173.  
  174. Turnaround time
  175.  
  176. Turnaround time, also known as turn time, is the time it takes for a 
  177. replication facility to complete all the stages of CD-ROM production 
  178. mentioned above.  The faster the turnaround required for finished 
  179. product, the more expensive the service.  Rush jobs, such as one- and
  180. two-day turns, are available but at significantly higher costs than 
  181. standard seven-day turns, with premiums varying among manufacturers. Turn 
  182. time can be a confusing issue for publishers, because CD-ROM replicators 
  183. often vary in their definition.  Some quote strictly on a business day 
  184. basis, while others quote based on calendar days.  Some consider the day
  185. data arrives at the plant day zero and do not apply it to days quoted in 
  186. a turn, and others consider it day one.  The best strategy for a 
  187. publisher obtaining quotations based on a given turn time, is to clarify 
  188. each replicator's definition to ensure an apples to apples comparison.  
  189. It is also important to note that CD-ROM production is a scheduled, 
  190. multi-faceted manufacturing process which involves more than just 
  191. pressing discs.  A quoted turn time is a promised date based on the 
  192. assumption that all required parts including data, disc artwork and 
  193. packaging materials are "workable" and at the factory at the necessary 
  194. time.  Any delay in receipt of workable parts, such as print which 
  195. arrives late or label art which is out of the manufacturer's 
  196. specification, will usually add critical days to turnaround time.  While 
  197. some manufacturers will go to great lengths to meet delivery deadlines 
  198. under less than perfect conditions, their ability to do so depends upon 
  199. several critical factors such as the nature of the delay, operating 
  200. capacity and their own in-house capabilities. 
  201.  
  202. As the CD-ROM software industry grows, so does the demand for superior 
  203. disc replicators.  Although disc manufacturing is a standardized process, 
  204. the quality of your total CD-ROM production experience, including 
  205. flexible scheduling, technical expertise and one-stop-shopping to name a 
  206. few, can vary greatly from company to company. Finding the right long 
  207. term partner to meet your requirements is a task which involves research 
  208. beyond basic price comparisons.
  209.  
  210.  
  211. Lorri Haney
  212. Marketing Manager, Nimbus Information Systems
  213.  
  214. As marketing manager for Nimbus Information Systems, Lorri Haney is 
  215. responsible for CD-ROM strategic marketing and technical communication 
  216. programs.  Her background prior to Nimbus includes an MBA in marketing 
  217. and extensive experience in high technology marketing management for 
  218. industries including telecommunications and database publishing services.
  219.  
  220. For those readers interested in viewing the manufacturing process, a 
  221. multimedia tour on CD-ROM for Macintosh and Windows platforms is now 
  222. available.  Call Lorri Haney, Marketing Manager at (800) 231-0778 x457 to 
  223. receive your free copy.
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.