码盘制造工艺
一片玻璃码盘的诞生：从玻璃到成品
一片玻璃码盘要经过清洗、镀铬、涂胶、曝光、显影、蚀刻、去胶、切割、磨边、检测、包装等十几道工序。本文把整条流程走一遍，说清楚每一步解决什么问题，做不好会给码盘留下什么隐患。
拿到一片玻璃码盘，看上去只是一片薄玻璃上印了一圈黑线。可这一圈线可能有几千条，每条只有几十微米甚至几微米宽，还要边缘整齐、遮光彻底、和中心孔同心。这样的东西不是“印”一下就成的，而是十几道工序一步一步做出来的。
三个阶段：做膜、做图形、做外形
把整条流程拆开看，其实只有三件事（见图1）：
- 做膜：把玻璃洗干净，镀上一层铬。
- 做图形：用光刻把刻线“复印”到铬膜上，多余的铬溶掉。
- 做外形并出厂：切出外圆和内孔，磨边，检测，清洗，包装。
下面按这个顺序走一遍。
第一阶段：干净的玻璃加一层铬
清洗是第一步，也是最容易被小看的一步。玻璃表面哪怕留一点油膜或一个微小颗粒，铬膜在那里就附着不牢，或者留下一个针孔。
镀铬在真空里进行，常用溅射或蒸镀。铬膜厚度一般在 0.1 μm 左右，只有头发丝直径的几百分之一，但已经能把光挡得很彻底。码盘上“黑”的部分，就是这层铬。
第二阶段：用光刻把图形复印上去
光刻的思路像刷油漆时贴的遮挡胶带：先用一层光刻胶把要保留的地方盖住，再把露在外面的铬溶掉。
- 涂胶：把光刻胶滴在基板中央，高速旋转甩成一层薄而均匀的膜。
- 前烘：加热赶走胶里的溶剂，让胶膜定型。
- 曝光：紫外光透过掩模照到胶上。掩模就是码盘图形的“底片”。
- 显影：常用的正性胶被光照过的部分会溶进显影液，下面的铬露出来。
- 蚀刻：蚀刻液溶掉露出来的铬，被胶盖住的铬留下，成为刻线。
- 去胶：剥掉剩下的胶，铬线完整露出。
刻线最终有多宽，由曝光量、显影和蚀刻三步共同决定，哪一步偏了，线宽都会跟着偏。同一张掩模反复使用，一批又一批码盘的图形都出自同一张“底片”，这是光刻码盘一致性好的原因。
第三阶段：切外形、检测、出厂
激光切割以图形的中心为基准切出外圆和内孔。切偏了，刻线圈和内孔就不同心，装上轴后会产生偏心误差：读数半径 20 mm 时，5 μm 的偏心约对应 52″ 的角度误差。
磨边倒角把切口上的微裂纹和尖角磨掉，减少崩边，也让码盘更经得起装配时的受力。
检测通常包括线宽、偏心、光学密度和外观缺陷，可以用影像测量和自动光学检测（AOI）来做。最后再清洗一遍，用隔片分开，防潮、防静电包装出厂。
每道工序管什么
| 工序 | 主要目的 | 没做好的典型后果 |
|---|---|---|
| 清洗 | 表面无油无颗粒 | 膜层脱落、针孔 |
| 镀铬 | 均匀致密的遮光膜 | 遮光不足、针孔 |
| 涂胶、前烘 | 均匀的胶膜 | 线宽不一致 |
| 曝光、显影 | 图形转到胶上 | 线宽偏差、残胶 |
| 蚀刻、去胶 | 图形转到铬上 | 残铬、断线、线宽偏差 |
| 切割、磨边 | 同心的外形，完好的边缘 | 偏心、崩边、裂纹 |
| 检测、包装 | 把关和保护 | 不良品流出、运输划伤 |
小结
一片玻璃码盘的工序可以归成三段：做膜、做图形、做外形。光刻决定刻线的形状和线宽，切割决定刻线和内孔是否同心，清洗和洁净度则贯穿始终。后面的文章会把每道工序单独拿出来细讲。
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