黑膠唱片的不良微粒實在太多了，要用微乾冰法來清潔

2016年3月28日下午二點，我们一干音響媒體又聚在台北新生北路二段133巷內的優聲學音響店，不是來開同學會，而是來聽優貝克對於奈米黑膠唱片處理的新發現。






優貝克果然是科技人本色，眼裡容不下一粒砂子，不！應該說眼裡、耳裡都容不下「幾粒」Particle，因為這些微粒會讓黑膠唱片產生炒豆子的聲音。其實對於黑膠迷而言，這些細細的炒豆聲已經聽了幾十年，早已相安無事，耳朵也會自動過濾。然而，這些炒豆雜音聽在優貝克工程師耳裡特別刺耳，他們發現在處理高雄音響展這一千多張黑膠唱片時，「不良率」竟然高達四成以上。什麼是「不良率」？唱片壓壞了嗎？還是說彎曲不平？不是這樣，優貝克工程師所謂的「不良率」就是雜音。其實在一般黑膠迷耳裡，這些雜音也沒有比較多，根本就是「正常」的。但優貝克這些工程師每天跟「奈米」、負273度C、極高真空這類玩意相伴，所以越聽這些炒豆聲就越無法容忍。於是他們做了傻事，就是一張張檢查這些全新的黑膠唱片，發現如果以他們的標準而言，這批高雄音響展的黑膠唱片上面Particle的數量是他們無法容忍的。



科技人遇上這檔事怎麼辦？當然是打電話給高雄音響展的黃裕昌，黃裕昌怎麼辦？結果黃裕昌也用了最笨的方法，那就是緊急向德國壓片廠追加第二批壓片，這樣才能夠應付已經答應的奈米黑膠訂單。想想看，四成黑膠唱片都打掉，那要負擔多少成本啊？可是黃裕昌二話不說就答應了，因為他想人家優貝克都已經拿出上億造價的設備來處理奈米黑膠唱片，為的就是要做出黑膠唱片界從來沒有完成過的夢想。老實說，進行到現在，優貝克都還沒有計算成本，一心只是想把事情做好。既然優貝克都這樣投入了，這四成黑膠唱片的損失算什麼？所以黃裕昌也痛快答應了。
為何黑膠唱片上會有那麼多不該有的「粒子」呢？根據優貝克工程師的顯微鏡觀察分析，再跟其他現有的資料比對，他們認為這是黑膠唱片工業幾十年來的問題。以他們的眼光來看，黑膠唱片的壓製過程先天就會產生很多不該有的粒子，包括脫模不當等。如果要用現今高科技的製程來做，那黑膠唱片的生產方式可能要重新以今天的科技來設計，如此一來才能降低產生雜音粒子的數量。
問題是，目前全世界的黑膠唱片壓製方式都是一樣的，就算高雄音響展把母帶送到另外的壓片廠壓製，其結果還是一樣。既然如此，優貝克工程師只能「亡羊補牢」做一件事，什麼事？找出把這些雜音粒子去除的方法。
優貝克有器材可以檢測，優貝克也發展出一套清洗黑膠唱片的SOP，也對Particle做了分類，也在無塵室進行這些程序，甚至也用上了半導體製程的相關設備。沒想到，他們跌入更大的坑。
什麼是更大的坑？因為 他們規劃出一套量化的品管方法，也考慮在量產時用半導體級洗淨裝置，更關鍵的是發展出新一代的去Particle方法：微乾冰法。


乾冰是什麼？其實就是結晶的CO₂二氧化碳，它的特色是從固態就會氣化，中間沒有經過液化過程，所以不會在黑膠唱片表面留下任何東西，也不會對環境造成任何污染。藉著在黑膠唱片表面灌注少量又柔軟的乾冰，來去除唱片表面的粒子。微乾冰法的好處是乾性處理，不會留下任何雜質，處理速度快，過程簡單，也沒有損害。在研發微乾冰法的過程中，工程師為了要驗證是否會對黑膠唱片表面產生損害，特別去找了TFT LCD電視所用的濾光片做實驗，濾光片的材質類似黑膠，但更柔軟，實驗結果發現微乾冰法不會對濾光片產生損害。既然質地更軟的濾光片都不會損害，處理黑膠唱片就更沒問題了。處理的方式是用大噴嘴把微乾冰噴射在黑膠唱片表面，噴射速度是100mm/s。
天啊！為了清潔一張黑膠唱片，動用到一般音響迷不曾想像過的高科技半導體設備、方式，如果說這不是創舉，什麼才是創舉？
假若您買了高雄音響展這張奈米黑膠唱片，優貝克貼心的提醒您：
這是用鉬金屬在裡層，鈦金屬在表層所鍍的唱片，可以耐磨、減少摩擦力，可以導電，可以耐熱，所以不怕靜電，也不怕發霉。但是，因為表面鍍得亮亮的，所以您的手指萬一沾上唱片，留下的指紋就會非常清楚，好像警察辦案一般。再者，奈米黑膠唱片其實不需要用超音波去洗，如果有髒了，簡單的用酒精擦拭就可以。酒精？酒精不是黑膠的大敵嗎？沒錯，那是還沒鍍上鉬金屬、鈦金屬之前，鍍上之後就不怕了。此外，鈦金屬的特性就是看腐蝕耐酸鹼，所以不怕酒精。但是，請不要把奈米黑膠唱片放在水裡清洗，這樣反而會留下更多自來水中的雜質Particle。最後，請不要用超音波洗唱片機反覆洗它，優貝克工程師擔心如果用超音波清洗多次之後，「可能」會產生鍍膜剝離的現象。這是他們的推測，因為也沒真正去實驗用超音波打過多少次之後會產生剝離。


在優聲學音響店，我們還比較了去年高雄音響展的黑膠唱片，也就是有鍍膜與沒鍍膜的比較。由於環境、器材我都不熟悉，所以也無法告訴大家二者之間有多大的區別。不過，奈米黑膠唱片的處理初衷並非要讓聲音更好，而是要保存珍貴的黑膠唱片。如果因為鍍膜之後聲音更好，那也是值得欣喜的「副作用」。


這真的是一次創舉，所以，2016年高雄音響展這張奈米黑膠唱片一定要買來收藏做紀念，說不定以後根本不會有第二張了。

忘了補充一個重點，黑膠濺鍍還有一個重要前提，那就是必須在高度無塵的環境中進行，這點非常重要，如果黑膠在濺鍍之前就落滿灰塵，那麼濺鍍之後恐怕就真的聲音更糟了！請看上圖，無塵室的等級有高低不同，high class的無塵室，一立方公尺只有35個0.5um的浮游微粒（JIS日規）。low class的無塵室則多達35,200個。

優貝克為了讓黑膠濺鍍的品質更完美，所以設置了等級非常高的雙層無塵室。大家都看到了，所有人入內都要穿無塵衣，抄筆記要拿無塵紙（不能用鉛筆），進入這間無塵室之前還要先「吹風」，把身上與相機上的灰塵清掉。無塵室內中還有一個透明小隔間，內部的無塵等級更高。每一個細節都必須苛求講究，成本都難以計算。這次高雄音響展的黑膠定價1,500元，老實說完全無法反應黑膠濺鍍的研發、設備、與製作成本，真的只能算是「體驗嘗鮮價」，不是幫高雄音響展推銷，而是錯失這張歷史性的黑膠，實在太可惜了！

再回到濺鍍黑膠的「音質」這個問題上，經過濺鍍之後，理論上黑膠溝紋的摩擦力將會大幅降低，唱頭針尖在溝紋中會變得更滑溜。唱針會不會因此滑得更快？我認為不會，因為黑膠的轉速是不變的，所以就算溝紋變得滑溜，唱針的循軌速度也不會改變，音高也就不會變化。

負責這張黑膠母帶製作的錄音師王秉皇，曾經比較過濺鍍黑膠與母帶的頻譜與聽感，他的結論是濺鍍黑膠並不會改變原本的音樂訊號，這可以證明濺鍍黑膠的聲音不會更差。但是會不會更好呢？我們必須找來兩張一樣的黑膠，一張施以濺鍍處理，在調校精準的黑膠系統上進行嚴謹的比較，才能得到結論。

我個人認為聲音一定會改變，因為有史以來，黑膠唱頭都是依照正常黑膠溝紋的摩擦力進行設計調校。如今溝紋的摩擦力降低了，唱針循軌振動的狀況勢必改變，唱針會不會變得失控亂跳（太滑了？）？這可能與唱頭的順服度有關？唱臂的有效質量或許需要調整？

總之，現階段可以確定的是，濺鍍技術可以讓黑膠更耐久，更容易保存。就算不一定能提升音質表現，上述兩大優點也足夠證明黑膠濺鍍技術在黑膠發展史上的突破性與重異性了！

到底什麼是「濺鍍」？其實這個名詞對音響迷也不是太陌生，在我們談到純鈹振膜、鑽石振膜的時候，就會聽到這個技術字眼。我不是這個領域的專業，只能把我在優貝克聽到的現學現賣，無法深入解釋這種技術。不過從上面這張ULVAC官網找到的圖片，我們可以大略了解什麼是「濺鍍」。


濺鍍必須具備兩個要素，一個是「靶材（Target）」，也就是要濺鍍到晶圓或黑膠上的材料，以這次的濺鍍黑膠為例，靶材就是「鉬」與「鈦」。靶材的純度要夠高，濺鍍層的品質才會好。ULVAC的靶材以純度極高著稱，這次參訪的ULVAC台中工廠，主要工作就是製造靶材。


濺鍍的另一個要素是「真空」狀態，來自日本的ULVAC原本就是從真空設備起家，後來跨足濺鍍機具設備，成為這個領域規模最大的第一品牌。真空的狀態要夠高，濺鍍過程中的游離氣體材不會因為碰撞到其他氣體而降低加速度。請看上圖，一般真空管或魔法瓶內中通常是中真空到高真空狀態，但是濺鍍時必須處於「超高真空」狀態，才能進行這項工作，我們常聽到的「真空濺鍍」，就是這麼回事。

接下來簡介「濺鍍原理」，請看上圖，當濺鍍腔室（chamber）的電極放電後，會讓腔室中的氬氣產生游離電子，當電子撞擊到靶材，靶材的原子就會掉落在被濺鍍目標上，這些原子本身的能量，會讓原子整齊的排列，形成極度均勻的濺鍍層。
所以，請不要懷疑濺鍍層能否深入平鋪在黑膠細微的溝紋中，因為濺鍍材料可是以「原子」狀態排列附著在黑膠表面啊！

你知道嗎？「濺鍍（sputtering）」這種技術並不只存在於高科技晶圓廠中，也在我們的周遭不斷發生！為什麼上圖的右邊畫了一支日光燈管？因為日光燈管的發光原理，就與「濺鍍」有關。日光燈管兩端的電極放電後，會讓內中的氬氣等惰性氣體產生游離電子，撞擊燈管內的微量水銀蒸汽而發光。
日光燈用久了之後，我們會發現燈管兩端會變得黑黑的，那其實就是燈管電極被游離電子撞擊（sputtering）之後，掉落在燈管壁上的一種濺鍍層。日光燈管之所以會壞，就是電極被不斷撞擊之後失效。所以我們都知道使用日光燈時，應該盡量避免頻繁的開開關關，才能減少電極被撞擊的次數，延長燈管的壽命。當我們看到燈管兩端越來越黑，就表示日光燈管快要壞啦！

以上就是我對「濺鍍」技術初淺的認識，我知道音響迷中不乏高科技專業工程師，上面的說明如有錯誤之處，還請大家多多指正。