CN100587821C - 旋涂温控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制作单面双层可记录DVD盘片L1层的旋涂温控装置及方法。所述旋涂温控装置可有效控制在制作单面双层可记录DVD盘片L1层时在已金属化待旋涂基板上的旋涂温度，从而控制液态可记录介质在已金属化待旋涂基板上的涂膜厚度，解决在制作单面双层可记录DVD盘片L1层涂膜工艺稳定性难以控制的问题。
Description
技术领域
本发明涉及旋涂机构中对已金属化待旋涂基板表面温度加以控制的装置及方法。
背景技术
单面双层可记录DVD光盘(DVD R9)由于具有存储密度高、体积小、存储期限长、成本低廉、兼容性高以及错误率低等优点，因此已成为目前信息记录媒体的重要成员。单面双层可记录DVD光盘制作工艺主要有两种：
一种为2P(Photopolymer)制程，(又叫做Surface Transfer Process)，底下那层(L0)的做法与单层可记录DVD相同，只不过反射层必须溅镀的比较薄，成为一个半反射层。然后涂上一层感光树脂，用具有沟槽形状的软性模仁(Soft Stamper)来压制它，再注入空气使软性模仁分离，这样便制造出具有沟轨形状的间隔层了。完成后再如同单层可记录DVD的做法旋转涂布染料、溅镀金属全反射层后再贴合。
此种作法难度颇高，且须另购机台来处理间隔层。其优点是与单层片结构相似因此较为可靠，但缺点是生产周期长(产能低)、且成本很高。
另一种较新的制程，称之为IS(Inverted Stack)制程，它是利用两片单层的片子来贴合，不过上层(L1)是先溅镀金属反射层再涂布染料，而且在贴合前必须溅镀一层保护层以免染料与黏合剂反应。
这种制程成本较低、且生产速度较快，但困难度在于对L1的制程参数上的掌控，导致L1层涂布不均，合格率降低。
而在L1上进行的记录介质之涂膜厚度主要是通过旋涂腔内温度的控制而实现，此种旋涂温控方法对于涂膜厚度的控制难以保持稳定及准确。
现有旋涂腔具有温控装置，主要是利用恒温恒湿机对整个旋涂腔内的空气温度进行控制。这种方法的主要缺点在于：对已金属化待旋涂基板表面温度控制的精度较低，造成涂膜的良品率不高。
发明内容
本发明在于解决基于单面双层可记录DVD盘片现有IS制作工艺中对整个旋涂腔控温控湿效果不佳，导致涂膜厚度控制不均的问题。
相应地，本发明目的是为了准确及快速地控制旋涂时已金属化待旋涂基板表面的温度；提供一种用于对制作单面双层可记录DVD盘片L1层液态可记录介质在已金属化待旋涂基板(载体)进行旋涂时进行控温的旋涂温控装置，其可利用温度变化控制涂膜厚度，并控制旋涂时间来达到需要的固定膜厚。
制作光盘时，有机染料作为光盘记录介质，一般是先溶于溶剂中，再用旋涂法涂在聚碳酸酯盘基上，形成记录薄膜层，在激光进行信息记录时，染料膜层吸收激光能量，并把它转变成热能，然后染料发生热分解，反射率发生变化，从而实现信息的写入和读取。
基本物理原理可知，盘片上的染料溶液的蒸发速率是由气流、染料温度和旋涂腔的温、湿度等因素综合决定。旋涂工艺是设定旋涂腔的温度及旋涂装置的旋涂参数来控制。旋涂温度的变化直接影响染料在基板上挥发的速度即影响在相同旋涂参数下成膜的厚度及染料在沟槽内的填充性。旋涂完成以后涂膜固化过程，则另有烘干程序，完成固化过程。
为了达到均匀控制涂膜厚度的目的，本发明现提供一种旋涂温控装置，其包括：
适于在转动的同时夹持已金属化待旋涂基板的旋涂机构；
已金属化待旋涂基板供给/移除机构，当已金属化待旋涂基板在所述旋涂机构内转动时，该供给/移除机构给已金属化待旋涂基板供应一覆盖所述基板中心及环绕所述中心的一部分基板，并在所述基板已经完成转动后，该供给/移除机构将所述已金属化待旋涂基板移离；
分配器机构，当所述已金属化待旋涂基板在所述旋涂机构内保持并转动时，所述分配器机构给所述已金属化待旋涂基板的上表面供应液态可记录介质材料；
其中该旋涂温控装置包括：
温控装置系统，当已金属化待旋涂基板置于旋涂机构上，在所述旋涂机构内转动时所述温控装置系统开始同步运行，对所述已金属化待旋涂基板进行温控调节。
如上所述的旋涂温控装置，其中，所述温控装置系统利用对所述已金属化待旋涂基板下表面以流动气体为载体进行热量交换从而实现温度控制。
如上所述的旋涂温控装置，其中，温控装置系统包括：送风部件、回风部件、温控显示部件、温度设置部件、调温部件；其中送风部件置于旋涂机构下部，与旋涂机构置于同心圆内；温控显示部件设置于已金属化待旋涂基板下方并在冷却空气出口上方，不与已金属化待旋涂基板接触。
如上所述的旋涂温控装置，其中，温控显示部件跟踪及显示气体的温度的精度范围在±1度。
如上所述的旋涂温控装置，其中，温度设置部件，在所述液态可记录介质材料固化温度范围内设定温度，并将指令转送到用于送风部件及调温部件。
如上所述的旋涂温控装置，其中，温控显示部件、温度设置部件中还设置带有湿度显示和湿度控制功能。
如上所述的旋涂温控装置，其中，带有湿度显示和湿度控制功能的温控显示部件、温度设置部件控制已金属化待旋涂基板的相对湿度在20％～40％范围之中，控制湿度的精度在±3％。
一种旋涂温控方法，其特征在于：
(1)检测已金属化待旋涂基板转动发出信号，启动温控装置系统；
(2)温控装置系统的送风部件对已金属化待旋涂基板送风；
(3)温控装置系统的温控显示部件、温度控制部件和调温部件协同控制使得送风温度达到目标值；
(4)检测已金属化待旋涂基板停止发出信号，关闭温控装置系统。
气体在传送时通过密闭的管路，在对已金属化待旋涂基板进行作用时是在一个相对开放式流动的空间，然后再回到密闭的回流管道。选择这种开放式流动主要是考虑整个生产设备对器件加工流程的方便性。
由于采用了上述装置和方法，使得旋涂层的成品率大大提高。解决在制作单面双层可记录DVD盘片L1层涂膜工艺稳定性难以控制的问题。
附图说明
图1为单面双层可记录DVD盘片基本结构示意图。
图2为实施例中旋涂温控装置结构示意图。
具体实施方式
图1为单面双层可记录DVD盘片基本结构示意图。其中100为LAYER 1层PC，101为全反射层，102为LAYER 1层记录介质层，103为LAYER 1层保护层，104为胶水粘合层，105为半反射层，106为LAYER 0层记录介质层，107为LAYER 0层PC。
图2中1为热交换机，2为空气输送管道，3为电磁阀，4为空气过滤器，5为湿度调节器，6为旋涂腔空气出风口，7为旋涂腔空气回风口，8为空气回风管道，9为流量阀，10为接入热交换机回风管道，11为温控显示部件，12为温度设置部件。
| 所用设备 | 型号 | 厂家名称 |
| 热交换机 | TCW II-75 | 上海思德克 |
| 温控显示部件 | SDC15 | YAMATAKE |
| 温度设置部件 | SDC15 | YAMATAKE |
| 空气过滤器 | VAF-PK-4 | FESTO |
| 旋涂材料 | 旋涂机 | 气流流入 | 气流流出 | 流速 |
| TFP(四氟丙醇)溶液 | ANWELLSPORTIV | 25℃ | 27℃ | 4500立方米/小时11米/秒 |
采用此方法进行已金属化待旋涂基板的旋涂温度控制，可以有效提高染料碟成品率。采用常规方法，成品率保持在＜82％，而采用本专利所描述方法可以提高到＜96％。
其可以有效提高成品率的原因：从底部针对已金属化待旋涂基板的局部冷却，要比对旋涂腔的整体温度容易控制，且气流稳定对涂膜层厚度的控制较好，故可以有效控制涂膜厚度成品率。
首先，将空气经过热交换机1按设定温度进行温度控制处理；
通过图2中空气传输管道2将温控气体传输；
经过图2中电磁阀3，目的在于由PLC控制气体是否进行传输，以便与旋涂腔完成碟片旋涂动作进行协调配合；
经过电磁阀的空气需经过图2中空气过滤器4，其作用为滤去空气中的杂质及灰尘，空气中的尘埃及杂质会影响设备运行中染料旋涂品质，产生“彗星”的外观缺陷；
| 等级 | 每立方米(每升)空气中≥0.5微米尘粒数 | 每立方米(每升)空气中≥5微米尘粒数 |
| 1000级 | ≤35×1000(35) | ≤250(0.25) |
经过过滤后的空气，再通过图2中湿度调节器5达到设定空气湿度后进入旋涂腔；湿度控制范围为20％～40％
温度与湿度均达到要求的空气作为控温载体通过图2中旋涂腔6出风口接触已金属化待旋涂基板下表面完成对已金属化待旋涂基板的变温；温控显示部件11在已金属化待旋涂基板下部并且在冷却空气出口上，并不与金属化基板相连或接触，目的在于准确测量已金属化待旋涂基板的温度。
经过已金属化待旋涂基板下表面的空气温度产生变化，并且由于已金属化待旋涂基板的阻挡作用，大部分气体改变方向，向图2中旋涂腔空气回风口7流去；
回流的空气通过图2中空气回风管道8回流，回风管道的直径比进风管道大，是为了能够配合冷却速度与空气流量的调较；
回流空气会进入图2空气流量阀9，以便控制回风空气的流量使之与热交换机的工作相匹配。
空气从流量阀回流进入图2中热交换机的回风管道10，设置在热交换机1中的温度设置部件12再次进行温控处理，如此循环往复，实现对已金属化待旋涂基板的温度调节作用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种旋涂温控装置，其包括：
适于在转动的同时夹持已金属化待旋涂基板的旋涂机构；
已金属化待旋涂基板供给/移除机构，当已金属化待旋涂基板在所述旋涂机构内转动时，该供给/移除机构给已金属化待旋涂基板供应一覆盖所述基板中心及环绕所述中心的一部分基板，并在所述基板已经完成转动后，该供给/移除机构将所述已金属化待旋涂基板移离；
分配器机构，当所述已金属化待旋涂基板在所述旋涂机构内保持并转动时，所述分配器机构给所述已金属化待旋涂基板的上表面供应液态可记录介质材料；
其特征在于：该旋涂温控装置包括：
温控装置系统，当已金属化待旋涂基板置于旋涂机构上，在所述旋涂机构内转动时所述温控装置系统开始同步运行，对所述已金属化待旋涂基板进行温控调节。
2.根据权利要求1所述的旋涂温控装置，其特征在于：所述温控装置系统利用对所述已金属化待旋涂基板下表面以流动气体为载体进行热量交换从而实现温度控制。
3.根据权利要求1或2所述的旋涂温控装置，其特征在于：温控装置系统包括：
送风部件、回风部件、温控显示部件、温度设置部件、热交换机；其中送风部件置于旋涂机构下部，与旋涂机构置于同心圆内；温控显示部件设置于已金属化待旋涂基板下方并在冷却空气出口上方，与已金属化待旋涂基板不接触。
4.根据权利要求3所述旋涂温控装置，其特征在于：温控显示部件跟踪及显示气体的温度的精度范围在±1度。
5.根据权利要求3所述旋涂温控装置，其特征在于：温度设置部件，在所述液态可记录介质材料固化温度范围内设定温度，并将指令转送到送风部件、热交换机及温控显示部件。
6.根据权利要求3或5所述旋涂温控装置，其特征在于：温控显示部件、温度设置部件中还设置带有湿度显示和湿度控制功能。
7.根据权利要求6所述旋涂温控装置，其特征在于：带有湿度显示和湿度控制功能的温控显示部件、温度设置部件控制已金属化待旋涂基板的相对湿度在20％～40％范围之中，控制湿度的精度在±3％。
8.一种旋涂温控方法，其特征在于：
(1)检测已金属化待旋涂基板转动发出信号，启动温控装置系统；
(2)温控装置系统的送风部件对已金属化待旋涂基板送风；
(3)温控装置系统的温控显示部件、温度设置部件和热交换机协同控制使得送风温度达到目标值；
(4)检测已金属化待旋涂基板停止发出信号，关闭温控装置系统。
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