코드 디스크 제조 공정
글래스 코드 디스크 한 장이 만들어지기까지: 유리에서 완성품까지
글래스 코드 디스크 한 장은 세정, 크롬 증착, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭, 레지스트 박리, 절단, 엣지 연삭, 검사, 포장 등 십여 개 공정을 거칩니다. 이 글은 전체 흐름을 한 번 따라가며 각 단계가 어떤 문제를 해결하는지, 제대로 되지 않으면 디스크에 어떤 위험이 남는지 설명합니다.
글래스 코드 디스크를 손에 들면 얇은 유리에 검은 선이 한 바퀴 인쇄된 것처럼 보입니다. 하지만 이 한 바퀴의 선은 수천 개에 이를 수 있고, 하나하나의 폭은 수십 μm, 심지어 수 μm에 불과하며, 에지가 깔끔하고 빛을 완전히 차단하고 중심 구멍과 동심이어야 합니다. 이런 것은 한 번 “인쇄"해서 되는 것이 아니라 십여 개 공정을 한 단계씩 거쳐 만들어집니다.
세 단계: 막 만들기, 패턴 만들기, 외형 만들기
전체 흐름을 쪼개 보면 사실 할 일은 세 가지뿐입니다(그림 1):
- 막 만들기: 유리를 깨끗이 세정하고 크롬층을 증착합니다.
- 패턴 만들기: 포토리소그래피로 눈금선을 크롬막에 “복사"하고 남는 크롬을 녹입니다.
- 외형 만들기와 출하: 외경과 내경을 절단하고 엣지 연삭, 검사, 세정, 포장을 합니다.
아래에서 이 순서대로 살펴봅니다.
1단계: 깨끗한 유리에 크롬 한 층
세정은 첫 공정이자 가장 가볍게 여겨지기 쉬운 공정입니다. 유리 표면에 얇은 유막이나 미세한 파티클이 조금만 남아도 그 자리에서 크롬막의 밀착이 나빠지거나 핀홀이 생깁니다.
크롬 증착은 진공에서 하며 스퍼터링이나 증발 증착을 주로 씁니다. 크롬막 두께는 보통 0.1 μm 정도로 머리카락 지름의 수백분의 일에 불과하지만, 빛을 충분히 차단합니다. 디스크의 “검은” 부분이 바로 이 크롬층입니다.
2단계: 포토리소그래피로 패턴을 복사
포토리소그래피의 원리는 페인트칠할 때 붙이는 마스킹 테이프와 비슷합니다. 남길 부분을 포토레지스트 층으로 덮고, 드러난 크롬을 녹여 냅니다.
- 레지스트 도포: 포토레지스트를 기판 중앙에 떨어뜨리고 고속 회전으로 얇고 균일한 막을 만듭니다.
- 프리베이크: 가열해 레지스트 속 용제를 날리고 막을 안정시킵니다.
- 노광: 자외선이 포토마스크를 통과해 레지스트에 조사됩니다. 포토마스크는 디스크 패턴의 “원판 필름"입니다.
- 현상: 일반적인 포지티브 레지스트는 빛을 받은 부분이 현상액에 녹아 그 아래 크롬이 드러납니다.
- 에칭: 에칭액이 드러난 크롬을 녹이고, 레지스트로 덮인 크롬은 남아 눈금선이 됩니다.
- 레지스트 박리: 남은 레지스트를 벗겨 내면 크롬 선이 완전히 드러납니다.
눈금선의 최종 폭은 노광량, 현상, 에칭 세 단계가 함께 결정하며, 어느 하나가 어긋나면 선폭도 어긋납니다. 같은 포토마스크를 반복해 쓰기 때문에 로트가 바뀌어도 모든 디스크가 같은 “원판 필름"에서 나옵니다. 이것이 포토리소그래피 디스크의 일관성이 좋은 이유입니다.
3단계: 외형 절단, 검사, 출하
레이저 절단은 패턴 중심을 기준으로 외경과 내경을 잘라 냅니다. 절단이 치우치면 눈금선 원과 내경이 동심이 아니게 되어 축에 장착한 뒤 편심 오차가 생깁니다. 판독 반경 20 mm에서 5 μm 편심은 약 52″의 각도 오차에 해당합니다.
엣지 연삭과 모따기는 절단면의 미세 균열과 날카로운 모서리를 없애 치핑을 줄이고, 조립 시의 힘에도 더 잘 견디게 합니다.
검사는 보통 선폭, 편심, 광학 농도, 외관 결함을 포함하며 영상 측정과 자동 광학 검사(AOI)로 할 수 있습니다. 마지막으로 한 번 더 세정하고, 간지로 분리해 방습·정전기 방지 포장을 하여 출하합니다.
각 공정이 담당하는 것
| 공정 | 주요 목적 | 잘못되었을 때의 전형적 결과 |
|---|---|---|
| 세정 | 기름과 파티클이 없는 표면 | 막 박리, 핀홀 |
| 크롬 증착 | 균일하고 치밀한 차광막 | 차광 부족, 핀홀 |
| 레지스트 도포, 프리베이크 | 균일한 레지스트 막 | 선폭 불균일 |
| 노광, 현상 | 패턴을 레지스트로 전사 | 선폭 편차, 레지스트 잔류 |
| 에칭, 레지스트 박리 | 패턴을 크롬으로 전사 | 크롬 잔류, 단선, 선폭 편차 |
| 절단, 엣지 연삭 | 동심 외형, 온전한 가장자리 | 편심, 치핑, 균열 |
| 검사, 포장 | 품질 관문과 보호 | 불량품 유출, 운송 중 긁힘 |
정리
글래스 코드 디스크의 공정은 막 만들기, 패턴 만들기, 외형 만들기의 세 단계로 묶을 수 있습니다. 포토리소그래피가 눈금선의 형상과 선폭을, 절단이 눈금선과 내경의 동심을 결정하며, 세정과 청정도는 전 공정에 걸쳐 중요합니다. 이후 글에서 각 공정을 따로 자세히 다룹니다.
중국어 원문 기사 번역 (0021). ENC7 코드 디스크 제조사 (문의) · 기술 자료 · https://enc7.com
© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. 무단 전재를 금합니다. 이 글은 AI의 도움을 받아 작성되었습니다.