CN101831612B - 精准定位溅镀装置及其定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精准定位溅镀装置，所述精准定位溅镀装置包括有定位夹具，该定位夹具具有与溅镀转盘的定位轴芯匹配的中心孔，定位夹具同轴地装配于连接环上，移动连接环与定位夹具使所述定位夹具的中心孔套于所述溅镀转盘的定位轴芯上，将连接环固定在精准定位溅镀装置的主体盖板上，精准快速地实现内设有靶材的阴极与承载在溅镀转盘上的待镀光盘之间的定位，提高装配速度。通过所述定位夹具使连接环与定位轴芯保持同心，保障光盘和阴极都处在预期的合适的位置，从而保证溅镀层的溅镀效果，特别是保证溅镀层不偏心，提高光盘成品率。本发明同时公开了一种定位精准快速、装配速度高、能有效防止溅镀层偏心或不均匀、提高光盘成品率的定位方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进光盘生产线的装置和方法，更具体地涉及一种精准定位溅镀装置及其定位方法。
背景技术
光存储媒介从CD到DVD，现在发展到BD蓝光光盘，为了增加存储的信息容量，就要不断减小信息记录符的尺寸，这就要求所使用的读取和记录光波的波长必须逐渐缩短，而读取物镜的数值孔径(NA)值不断加大，所以光存储媒介(光盘)使用的波长从CD的780nm到DVD的650nm，发展到BD蓝光光盘则采用了波长为405nm的蓝色激光，而物镜的数值孔径NA值从CD的0.45到DVD的0.6，到BD蓝光光盘物镜则达到了0.85的NA值。
从上述光存储媒介我们可以看到随着光存储媒介信息容量的不断扩大，其生产光存储媒介的生产技术也蓬勃发展，以生产BD50的光盘生产系统和DVD9的光盘生产系统为例，生产BD50光盘系统：由注塑机注塑出1.1mm厚的基片经冷却皮带冷却后，进行全反射层溅镀，然后旋涂23um的space layer的胶水层，UV固化，然后旋涂2um的胶水复制层，进入压模装置，复制信息层，然后进行半反射层溅镀，然后旋涂75um的cover layer，UV固化，然后旋涂2um的hardcoat保护层，UV固化，反碟，溅镀SiN防水层，在线检测及分级储存。而另一种典型的生产DVD9光盘系统包括：由一个注塑机制造DVD9的L0基片，另一个注塑机制造DVD9的L1基片，在两个溅镀站中，L0在一个溅镀站中溅镀半反射层，L1在另一个溅镀站中溅镀全反射层，在粘合剂涂布站中LI光盘被涂布一层粘合剂，随后被送到粘合装置，把L0和L1光盘粘合在一起，该粘合装置包括具有自动调整偏心功能和施加高压静电装置的粘合组件，然后甩干胶水，UV固化，粘合为完整的DVD光盘，最后通过在线检测和成品分级储存。
在诸多的光盘格式中几乎每种格式光盘生产都会用到溅镀技术。众所周知，在溅镀法中，离子一般由辉光放电中的气体原子和电子之间的碰撞所产生。这些离子由于加速到阴极之中并导致所述靶材的原子从所述阴极表面喷射出。光盘放置在适当的位置以使其截取所喷射出的原子的一部分。因此，靶材镀膜就沉淀在所述光盘的表面上。
由此可以看出，光盘和阴极之间的位置关系相当重要。若待镀光盘与阴极的位置不合适将会导致光盘的溅镀层出现问题，例如使溅镀层偏心，光盘表面上被溅镀出来的环形区域与圆形的光盘不同心；另如使溅镀层不均匀等，将直接影响整条光盘生产线的成品率。
目前现有的安装调试方法是把阴极，连接环和主体等安装完毕后，进行溅镀实验，如果发现光盘偏心，再去调整。这种反复的拆装式调整方式变相地延长了机械装配时间，影响了生产效率。另外，目测完全依赖操作者的技术水平，存在较大的位置偏差，也不利于自动化水平的提高。最重要的是因为可以调整方式容易导致光盘碟片的溅镀层出现问题，进一步导致光盘碟片的良品率下降。现有技术中并未发现一种有效的、精准的整连接还上的阴极和主体的相对位置的调节装置和调节方法。
因此，有必要对光盘生产线上的精准定位溅镀装置进行改进以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种定位精准快速、装配速度高、能有效防止溅镀层偏心或不均匀、提高光盘成品率的精准定位溅镀装置。
本发明的另一目的是提供一种定位精准快速、装配速度高、能有效防止溅镀层偏心或不均匀、提高光盘成品率的精准定位溅镀装置的定位方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种精准定位溅镀装置，包括主体、主体盖板、溅镀转盘、阴极、连接环、机械手、转盘驱动机构，所述主体开设有空腔，所述空腔包括相互连通的溅镀腔及输送腔，所述主体盖板固定在所述主体上并开设有分别与所述溅镀腔及输送腔对应连通的输送敞口及溅镀敞口，所述转盘驱动机构安装在所述主体上并与所述溅镀转盘连接，所述溅镀转盘开设有与光盘相匹配的承载腔，所述溅镀转盘中心处设有伸入所述承载腔用于固定光盘的定位轴芯，所述机械手设置于所述输送腔正上方，所述连接环与所述主体盖板连接并收容于所述主体盖板的溅镀敞口内，所述阴极安装于所述连接环上，所述阴极内设置有溅镀用靶材，所述机械手对位于所述输送腔内的溅镀转盘以便放置或取走光盘，放置有靶材的阴极对位于所述溅镀腔内的溅镀转盘上的光盘进行镀膜，所述转盘驱动机构用于驱动所述溅镀转盘在所述空腔内旋转并且将未溅镀的光盘载入所述溅镀腔和将溅镀后的光盘载出所述溅镀腔，其中，所述精准定位溅镀装置还包括有定位夹具，所述定位夹具具有与所述溅镀转盘的定位轴芯相匹配的中心孔，所述定位夹具同轴地装配于所述连接环上，移动所述连接环与定位夹具使所述定位夹具的中心孔套于所述溅镀转盘的定位轴芯上，将连接环固定在所述主体盖板上，实现阴极与光盘之间的定位。
较佳地，所述定位轴芯的直径为15毫米，所述中心孔与所述定位轴芯之间的公差介于0毫米至0.05毫米之间，由于光盘中心处的孔的标准孔径为15毫米，定位轴芯与光盘中心处的孔的孔径匹配，有利于稳固地固定待镀的光盘，而所述定位夹具的中心孔与定位轴芯之间的偏差控制在0毫米至0.05毫米之间，使定位过程中定位夹具的中心孔能精准地套于所述轴芯上，实现快速定位，同时保证误差在溅镀层不偏心的范围内。
所述定位夹具为与所述连接环轮廓匹配的圆盘，所述圆盘沿上边缘凸伸出卡合部，所述卡合部与所述连接环卡合。该圆盘作为定位夹具，结构简单，通用性强，所述定位圆盘上对称开设有两辅助孔，通过两所述辅助孔，精准定位夹具装配到连接环上和从连接环上拆卸下来。所述圆盘为铝合金材质，该铝合金定位夹具采用精密加工用铝合金板，强度高，易于加工且可使用性好，接口特点优良。
较佳地，所述溅镀转盘上开设有凹槽，所述凹槽内容设有密封圈，所述密封圈位于所述溅镀转盘与所述连接环之间，通过所述密封圈加强溅镀腔的密封程度。
相应地，本发明提供了一种如上所述的精准定位溅镀装置的定位方法，包括以下步骤：(1)驱动转盘驱动机构将所述溅镀转盘旋转至主体内的溅镀腔处并固定；(2)将所述定位夹具套设在所述连接环上；(3)移动连接环和夹具，使夹具的中心孔套在所述定位轴芯上；(4)将所述连接环固定在主体盖板上，卸下所述夹具；(5)将所述阴极安装到连接环上，完成定位过程。
与现有技术相比，由于本发明精准定位溅镀装置还包括有定位夹具，所述定位夹具具有与所述溅镀转盘的定位轴芯匹配的中心孔，所述定位夹具同轴地装配于所述连接环上，移动所述连接环与定位夹具使所述定位夹具的中心孔套于所述溅镀转盘的定位轴芯上，将连接环固定在所述主体盖板上，精准快速地实现阴极与光盘之间的定位，提高装配速度。通过所述定位夹具使连接环与定位轴芯保持同心，保障光盘和阴极都处在预期的合适的位置，从而保证溅镀层的溅镀效果，特别是保证溅镀层不偏心，提高了生产效率及光盘的成品率。
附图说明
图1是本发明精准定位溅镀装置的结构示意图。
图2是本发明的定位夹具与连接环配合的示意图。
图3是本发明的连接环通过定位夹具实现与光盘定位的示意图。
图4是本发明的定位夹具的结构示意图。
图5是使用本发明的精准定位溅镀装置的定位方法的流程图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。本发明公开了一种精准定位溅镀装置，所述精准定位溅镀装置包括有定位夹具，通过所述定位夹具改进光盘生产线中精准定位溅镀装置的阴极和待镀光盘的位置关系，进一步改善安装阴极的连接环和光盘之间的位置关系，解决了设在精准定位溅镀装置的主体内的转盘上的待镀光盘盒阴极的连接环的位置偏差问题。所述定位夹具的调整结果可以保障光盘盒阴极都处在与其的合适的位置。从而保证溅镀层的溅镀效果，特别是保证溅镀层不偏心，提高光盘成品率。
参考图1，本发明实施例的精准定位溅镀装置包括：主体100、主体盖板200、溅镀转盘300、阴极400、连接环500、机械手210、转盘驱动机构600，所述主体100开设有空腔110，所述空腔110包括相互连通的溅镀腔114及输送腔112，所述主体盖板200固定在所述主体100上并开设有分别与所述溅镀腔114及输送腔112对应连通的输送敞口222及溅镀敞口224，所述转盘驱动机构600安装在所述主体100上并与所述溅镀转盘300连接，所述溅镀转盘300开设有与光盘700相匹配的承载腔305，所述溅镀转盘300中心处设有伸入所述承载腔305用于固定光盘700的定位轴芯310，所述机械手210设置于所述输送腔112正上方，所述连接环500与所述主体盖板200连接并收容于所述主体盖板200的溅镀敞口224内，所述连接环500上开设有安装孔510，所述主体盖板200开设有与所述螺孔510对应的螺孔，所述连接环500一端可通过螺钉固定安装在所述主体盖板200上。所述阴极400安装于所述连接环500上，所述阴极400内设置有溅镀用靶材，所述机械手210对位于所述输送腔112内的溅镀转盘300以便放置或取走光盘700，放置有靶材的阴极400对位于所述溅镀腔114内的溅镀转盘300上的光盘700进行镀膜，所述转盘驱动机构600用于驱动所述溅镀转盘300在所述空腔110内旋转并且将未溅镀的光盘载入所述溅镀腔114和将溅镀后的光盘载出所述溅镀腔114，较佳地，所述溅镀转盘300上开设有凹槽320，所述凹槽内容设有密封圈330，所述密封圈330位于所述溅镀转盘300与所述连接环500之间，通过所述密封圈330加强连接环400与溅镀转盘300之间连接的密封程度。具体地，所述转盘驱动机构600包括电机610、输出轴620及旋转臂630，所述输出轴620与所述电机610相连并与所述主体100枢接，所述旋转臂630中部与所述输出轴620固定连接，所述旋转臂630的两端分别固定连接有两溅镀转盘300，溅镀机械手210从光盘生产线的上个工艺环节中抓取未溅镀镀光盘700，机械手210移动并通过气爪212将所述光盘700传送到溅镀转盘300上，驱动电机610旋转溅镀转盘300，将所述溅镀转盘300旋至溅镀腔114的指定区域内，可以理解地，所述溅镀转盘300可以为多个，优选为两个，两溅镀转盘位于同一直线上，所述旋转臂630的数量相应所述溅镀转盘300设置。本发明的精准定位溅镀装置还包括有定位夹具800，具体地，如图2所示，所述定位夹具800为与所述连接环500轮廓匹配的圆盘，所述定位夹具800沿上边缘凸伸出卡合部810，所述卡合部810与所述连接环500卡合，所述定位夹具800具有与所述溅镀转盘300的定位轴芯310相匹配的中心孔820。该圆盘作为定位夹具，结构简单，通用性强，所述圆盘为AA6061板材即为铝合金材质，该铝合金定位夹具采用精密加工用铝合金板，强度高，易于加工且可使用性好，接口特点优良，其加工性和强度都可以得到保证。所述定位夹具800上对称开设有两辅助孔830，通过两所述辅助孔830，精准定位夹具800装配到连接环500上和从连接环500上拆卸下来。参考图3及图4，所述定位夹具800同轴地装配于所述连接环500上，移动所述连接环500与定位夹具800使所述定位夹具800的中心孔820套于所述溅镀转盘300的定位轴芯310上，将连接环500固定在所述主体盖板200上，实现阴极400与光盘700之间的定位。
较佳地，所述定位轴芯310为直径为15毫米的三珠定位轴芯，所述定位夹具800的中心孔820大致等于定位轴芯310的尺寸，其与所述定位轴芯310之间的公差介于0毫米至0.05毫米之间，由于光盘700中心处的孔的标准孔径为15毫米，定位轴芯310与光盘700中心处的孔的孔径匹配，有利于稳固地固定待镀的光盘700，而所述定位夹具800的中心孔820与定位轴芯310之间的偏差控制在0毫米至0.05毫米之间，使定位过程中定位夹具800的中心孔820能精准地套于所述定位轴芯310上，实现快速定位，同时保证误差在溅镀层不偏心的范围内。所述机械手210设置于所述输送腔112正上方，所述连接环500与所述主体盖板200连接并收容于所述主体盖板200的溅镀敞口224内，所述阴极400安装于所述连接环500上，所述阴极400内设置有溅镀用靶材，所述机械手210对位于所述输送腔112内的溅镀转盘300以便放置或取走光盘700，放置有靶材的阴极400对位于所述溅镀腔114内的溅镀转盘300上的光盘700进行镀膜，所述转盘驱动机构600用于驱动所述溅镀转盘300在所述空腔110内旋转并且将未溅镀的光盘载入所述溅镀腔114和将溅镀后的光盘载出所述溅镀腔114。
在溅镀工艺环节中，需要安装或者调整精准定位溅镀装置的阴极400、连接环500、主体盖板200、主体100等之间位置关系，以保障阴极400靶材和光盘700的位置合适。在溅镀前，参考图5，使用本发明的精准定位溅镀装置的定位方法，包括以下步骤：
(101)驱动转盘驱动机构将所述溅镀转盘旋转至主体内的溅镀腔处并固定；
(102)将所述定位夹具套设在所述连接环上；
(103)移动连接环和夹具，使夹具的中心孔套在所述定位轴芯上；
(104)将所述连接环固定在主体盖板上，卸下所述夹具；
(105)将所述阴极安装到连接环上，完成定位过程。
实现定位后，生产光盘时，由注塑机注塑出1.1mm厚的光盘基片经传送光盘装置传送过来后(传送过程中会冷却)，溅镀机械手210会拾取传送光盘装置的光盘700。转盘驱动机构600驱动溅镀转盘300使溅镀转盘300处于主体100内的输送腔112内，移动机械手210并通过气爪212的作用将未溅镀的光盘放置于输送腔112内溅镀转盘300上的承载腔305中，此时未溅镀的光盘的中心套设在定位轴芯310上。驱动转盘驱动机构600，使溅镀转盘300旋转180度从主体100的输送腔112移动到溅镀腔114内，溅镀转盘300与所述连接环之间通过密封圈330实现无缝连接，安装在连接环500上的阴极400通过内设的靶材实现对位于阴极400正下方并处于溅镀转盘300的承载腔305内的未溅镀光盘进行溅镀，溅镀完成后，转盘驱动机构600驱动溅镀转盘300再次旋转180度将光盘700送出溅镀腔114，在输送腔中由机械手抓取传送到下个工艺环节中。
与现有技术相比，由于本发明精准定位溅镀装置还包括有定位夹具800，所述定位夹具800具有与所述溅镀转盘300的定位轴芯310匹配的中心孔820，所述定位夹具800同轴地装配于所述连接环500上，移动所述连接环500与定位夹具800使所述定位夹具800的中心孔820套于所述溅镀转盘300的定位轴芯310上，将连接环500固定在所述主体盖板200上，精准快速地实现阴极400与光盘700之间的定位，提高装配速度。所述定位夹具800结构简单，成本低廉，通过所述定位夹具800使连接环400与定位轴芯310保持同心，保障光盘700和阴极400都处在预期的合适的位置，从而保证溅镀层的溅镀效果，特别是保证溅镀层不偏心，提高光盘成品率。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种精准定位溅镀装置，包括主体、主体盖板、溅镀转盘、阴极、连接环、机械手、转盘驱动机构，所述主体开设有空腔，所述空腔包括相互连通的溅镀腔及输送腔，所述主体盖板固定在所述主体上并开设有分别与所述溅镀腔及输送腔对应连通的输送敞口及溅镀敞口，所述转盘驱动机构安装在所述主体上并与所述溅镀转盘连接，所述溅镀转盘开设有与光盘相匹配的承载腔，所述溅镀转盘中心处设有伸入所述承载腔用于固定光盘的定位轴芯，所述机械手设置于所述输送腔正上方，所述连接环与所述主体盖板连接并收容于所述主体盖板的溅镀敞口内，所述阴极安装于所述连接环上，所述阴极内设置有溅镀用靶材，所述机械手对位于所述输送腔内的溅镀转盘以便放置或取走光盘，放置有靶材的阴极对位于所述溅镀腔内的溅镀转盘上的光盘进行镀膜，所述转盘驱动机构用于驱动所述溅镀转盘在所述空腔内旋转并且将未溅镀的光盘载入所述溅镀腔和将溅镀后的光盘载出所述溅镀腔，其特征在于，还包括有定位夹具，所述定位夹具具有与所述溅镀转盘的定位轴芯相匹配的中心孔，所述定位夹具同轴地装配于所述连接环上，移动所述连接环与定位夹具使所述定位夹具的中心孔套于所述溅镀转盘的定位轴芯上，将连接环固定在所述主体盖板上，实现阴极与光盘之间的定位。
2.如权利要求1所述的精准定位溅镀装置，其特征在于，所述定位轴芯的直径为15毫米，所述中心孔与所述定位轴芯之间的公差介于0毫米至0.05毫米之间。
3.如权利要求1所述的精准定位溅镀装置，其特征在于，所述定位夹具为与所述连接环轮廓匹配的圆盘，所述圆盘沿上边缘凸伸出卡合部，所述卡合部与所述连接环卡合。
4.如权利要求3所述的精准定位溅镀装置，其特征在于，所述圆盘上对称开设有两辅助孔。
5.如权利要求4所述的精准定位溅镀装置，其特征在于，所述圆盘为铝合金材质。
6.如权利要求1所述的精准定位溅镀装置，其特征在于，所述溅镀转盘上开设有凹槽，所述凹槽内容设有密封圈，所述密封圈位于所述溅镀转盘与所述连接环之间。
7.一种使用如权利要求1所述的精准定位溅镀装置的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)驱动转盘驱动机构将所述溅镀转盘旋转至主体内溅镀腔处并固定；
(2)将所述定位夹具套设在所述连接环上；
(3)移动连接环和夹具，使夹具的中心孔套在所述定位轴芯上；
(4)将所述连接环固定在主体盖板上，卸下所述夹具；
(5)将所述阴极安装到连接环上，完成定位过程。
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