ADVANT MEDIEN - CD Pressung Hintergrundinformationen

Hier finden Sie interessante Informationen zum Prozess der CD-Herstellung, der Funktionsweise einer CD und den unterschiedlichen CD-Formaten.

Funktionsweise der CD
Bei der CD werden die Daten auf eine von innen nach außen verlaufenden Spur gespeichert. Vergleichbar mit einer Schallplatte, bei der die Rille allerdings von außen nach innen abgespielt wird. Die Datenspur der CD besteht aus Pits (Vertiefungen) und Lands (Erhebungen) die in dem Polycarbonat der CD eingepresst sind. Auf die Polycardonatscheibe mit den Pits und Lands wird eine meist silberfarbene Reflexionsschicht aufgedampft, die später das Lasersignal reflektieren wird.
Beim Auslesen dreht sich die CD mit zwischen 200 und 500 Umdrehungen pro Minute. Die Schwankung in der Drehgeschwindigkeit ist notwendig, da im Inneren der CD pro Umdrehung ein deutlich geringerer Weg zurück gelegt wird, als am äußeren Rand der CD. Um aber einen gleichmäßigen Datenstrom zu erreichen ist die variable Drehgeschwindigkeit notwendig.
Die CD wird von unten ausgelesen, wobei der Laser die gesamte CD durchdringt und erst dann auf die Pits und Lands und die reflektierende Schicht trifft, die sich direkt unter dem CD-Aufdruck befindet. Der Laser wird sowohl von dem Pit als auch dem Land reflektiert. Der Unterschied zwischen Pit und Land beträgt genau ein viertel der Wellenlänge des Lasers. Bezogen auf den Hinweg des Signals und den Rückweg der Reflexion beträgt der Signalunterschied eine halbe Wellenlänge. Dadruch hat das reflektierte Signal einen Laufzeitunterschied anhand dessen eine Photodiode im CD Player den Unterschied erkennen kann.

Glasmaster
Der erste Schritt der CD-Herstellung ist das Glasmastering. Die Daten der CD auf dem Premaster (CD-R, U-Matic oder DLT) werden auf einen Server überspielt und dann 1:1 auf das Glasmaster übertragen. Das Trägermedium ist hierbei eine etwa 20mm dicke Glasscheibe mit einem Durchmesser von etwa 280 mm, die mit einer laserempfindlichen Fotoschicht überzogen ist. Die Masterdaten auf dem Server werden von einem Laser auf die Fotoschicht des Glasmasters gebrannt. Der Datenfluss ist dabei um das Vierfache höher als später, wenn er von einem CD-Player gelesen wird. Um die extrem sensible Fotoschicht zu schützen, wird der Glasmaster im Anschluss an diesen Prozess in einem speziellen Heizofen mit etwa 310 Grad erhitzt. Sobald er sich der Ofentemperatur angepasst hat, wird eine Aluminiumlegierung auf die Fotoschicht aufgedampft und wieder abgekühlt. Die Glasscheibe wird mit einer Kamera auf eventuelle Fehler bei der Metallisierung - unterschiedlich starker Auftrag oder mögliche Materialfehler - geprüft und noch einmal mit einem Laser abgetastet. Dieser vergleicht, ob die Daten auf dem Glasmaster mit den Ursprungsdaten übereinstimmen. Er hat eine Haltbarkeit von etwa drei bis vier Tagen und muss deshalb schnellstmöglich weiterverarbeitet werden. Wenn die Qualitätsprüfung abgeschlossen ist, kommt der Glasmaster in die Galvanik.

Vorbereitung der Pressmatrizen
Beim galvanischen Prozess werden die Daten des Glasmasters auf unempfindlichere Platten kopiert, die später als Pressvorlage dienen. Im ersten Schritt wird von dem Glasmaster ein "Vater" kopiert. Hierzu wird Nickelgranulat in einer Lösung bei etwa 80 Grad angelöst und der Glasmaster in dieses Bad gelegt. Das absolut reine Nickel überzieht die metallisierte Schicht des Glasmasters. Nach etwa zwei Minuten wird er dem Bad entnommen und härtet im Anschluss zwei Stunden aus. Die Nickelschicht wird nun von der metallisierten Schicht des Glasmasters abgezogen. Die Metallisierung auf dem Master kann entfernt und die Glasscheibe nach einer Reinigung wieder verwendet werden.

Jetzt wird der Vater mit einem Trennmittel beschichtet und erneut in das Nickelbad getaucht. Die Trennschicht ermöglicht ein späteres Ablösen der Mutter, der Kopie des Vaters. Wenn die Mutter nach etwa zwei Stunden Trockenzeit ausgehärtet ist, wird sie per Laser auf eventuelle Unregelmäßigkeiten überprüft. Nach der Freigabe wird die endgültige Matrize erstellt. Der Umweg über Vater und Mutter hat zwei Gründe: Zwischen dem extrem sensiblen Glasmaster und der Matrizenherstellung muss eine zusätzliche Stufe eingeführt werden, da das Glasmaster zu sensibel ist, um davon direkt eine Matrize herstellen zu können. Ferner müssen am Ende der Kette natürlich alle Daten negativ auf der Matrize sein, damit die Information auf der CD später wieder positiv ist.

Die Pressung
Die Pressung einer CD erfolgt im Spritzgußverfahren. Die Pressmatritze die beim Glasmastering hergestellt wurde, wird in eine CD-Pressmaschine eingespannt. In die Form wird 340 Grad heißes Polycarbonat eingespritzt. Von hinten drückt ein flaches Gegenstück die Matrize auf das flüssige Polycarbonat, gibt ihm dadurch die endgültige Form und dient zum Teil auch schon der Abkühlung. Auf die Scheibe wird Industriesilber aufgedampft, das sich genau in die Pits und Lands der CD legt.
Abschließend wird ein Schutzlack auf die CD aufgetragen, da sonst die metallisierte Schicht durch Umwelteinflüsse oder die Labeldruckfarbe schnell beschädigt würde.

Die fertige CD wird auf eine Spindel gegeben und kann bedruckt und anschließend verpackt werden. Die Konfektionierung der CD mit Booklet und Inlaycard in eine Jewelbox läuft maschinell.

CD-Audio
Die ursprüngliche Form der CD. Die technischen Spezifikationen der CD-Audio ist im so genannten „Red Book“ festgelegt. Dieser Standard sagt aus, dass eine CD-Audio eine Taktung von 44,1 kHz, eine Abtasttiefe von 16bit und zwei Kanäle (Stereo) hat. Zudem muss sie im „Disc At Once“-Modus geschrieben sein. Die Titel dürfen nicht in mehreren Sessions geschrieben werden. Der Player liest die Daten auf einer CD-Audio in Single-Speed.
Dieser Standard garantiert, dass jede CD-Audio in jedem CD-Player oder CD-ROM-Laufwerk gelesen werden kann.

CD-ROM (Read Only Memory)
Die Audio-CD wurde 1985 um die „Yellow Book“ Spezifikation erweitert. Dieser Standard beschreibt die CD-ROM, die Daten für Computer enthält. Mittlerweile wurde der „Yellow-Book“-Standard auf den ISO 9660 Standard erweitert. Dadurch ist die CD-ROM plattformübergreifend auf allen gängigen Betriebssystemen lesbar.

CD-Extra / Enhanced CD
Der Standard für die CD-Extra, auch Enhanced CD genannt, wurde 1996 im „Blue Book“ festgelegt. Die CD-Extra ist eine Multisession-CD. Die erste Session enthält Audiodaten, die von jedem CD-Player gelesen werden können. Die zweite Session enthält ROM-Daten für den Computer. Die CD-Extra kann neben den Audiotracks auch Video-Informationen, Bilder oder Links zu einer Homepage enthalten. Die CD-Extra hat die Mixed Mode-CD abgelöst. Bei der Mixed Mode CD wurden die ROM-Daten vor den Audio-Daten gepresst. Einige CD-Player haben den ROM-Teil nicht erkannt und die Daten abgespielt.

CD-R (CD-Recordable)
Eine CD, die einmal beschrieben werden kann. Dazu werden ein CD-Brenner und entsprechende Software oder ein spezielles „Stand Alone“-Gerät benötigt. Der Standard ist im zweiten Teil des „Orange Book“ festgelegt. Mit einem Laserstrahl werden die späteren Pits der CD gebrannt. Diese Stellen werden taub und der Laser reflektiert sich nicht mehr daran. Dadurch wird das Pit der normalen CD simuliert. Einmal beschriebene CD-Rs können nicht überspielt werden. Für Computerdaten besteht die Möglichkeit, die CD-R in mehreren Sessions zu schreiben.

CD-RW (ReWriteable)
Die CD-RW ist eine Weiterentwicklung der CD-R. Sie kann mehrfach beschrieben werden. Nahezu jeder CD-R-Brenner und -Player kann auch CD-RWs brennen und lesen. Die CD-RW ist etwas teurer als die CD-R und kann laut Herstellerangaben bis zu 100 Mal neu beschrieben werden.