CN1217332C - 数据载体的制造方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

为了能够实现用两片粘在一起的基板(6，10)简单且成本低廉地制造高品质的数据载体，本发明提出了一种装置和方法，其中把两面都有粘性的粘膜(25)涂覆到第一基板(6)上，对准基板并且随后接合基板，其中粘膜(25)通过一个自身转动的压紧辊(33)被压到基板(6)上，而同时使基板(6)和压紧辊(33)做相对运动。

Description

数据载体的制造方法及其装置
技术领域
本发明涉及利用至少两片两面粘有粘膜的基板制造数据载体的方法及其装置。
背景技术
这样的数据载体例如是光学记录载体如DVD等，它们包括至少两片粘在一起的基板。在已知的制造这样的数据载体的装置中，如从来源于同一申请人的申请DE-A-19718471中知道的那样，这两个基板借助粘结剂被粘合起来。所述粘结剂一般被涂在其中一片基板的中央上，随后对其进行离心甩动处理，以便在基板上获得尽可能均匀的粘膜。在这种情况下，残余粘结剂被甩离基板并且随后必须费事地回收。在涂上粘性层后，基板被接合在一起，在这里，在接合前使其中一片基板如此弯曲，即它首先只在中央区内接触另一片基板。当接合基板时，这种弯曲随之逐渐消除，从而基板的其余区域也相互接触。这种弯曲有利于防止在基板之间夹入空气，这种空气夹杂可能不利地影响到如此制成的数据载体的可使用性。但是，不仅由于在涂覆粘性层时离心甩动基板，而且由于在接合时弯曲基板，都出现了这样的危险，即基板受损。此外，涂覆粘结剂的过程很费事，并且人们迄今仍然不可能通过多次涂覆过程获得均匀的粘性层。另外，在离心甩动过程中被甩出的残余粘结剂的回收是很费事且成本高昂的。
从EP-A-0854477中知道了一种制造数据载体的方法，其中两片基板通过把一片两面涂有粘结剂的薄膜涂覆到第一基板上并且使第二基板对准第一基板并相互接合这两片基板而被粘在一起。在这种情况下，保持在载体膜上的涂膜通过输送装置而移动到第一基板上并保持在这个位置上，随后利用弹性冲头接触基板地移动并随后压紧。最后，冲头离开基板并且载体膜通过一个辊被从涂膜上剥下来。
在这种方法中存在这样的危险，即对数据载体质量有不利影响的气泡被夹入基板和粘膜之间。此外，粘膜涂覆方法很费时，这是因为在压紧和随后剥去载体膜时的粘膜运动必须停下来。
发明内容
基于上述制造数据载体的方法和装置，本发明的任务是提出这样一种装置和方法，它能够尤其是没有空气夹杂地实现简单且低成本的高品质数据载体的制造。另外，本发明的任务是缩短两片基板粘合所需的工作时间。
根据本发明，如此在上述类型的方法中完成了本发明的任务，即粘膜通过一个自身转动的压紧辊被压到基板上，同时使基板和压紧辊相对运动。由此一来，避免了在基板和粘膜之间的空气夹杂，这是因为粘膜受控制地沿直线被压向基板。此外，不必停止粘膜的运动，这样一来，它产生了连续的工作过程。除了涂覆粘膜外，可以在这个加工步骤中使载体膜脱离粘膜，这样一来，进一步加速了工作过程。
根据本发明的一个特别优选的实施例，粘膜在被涂覆到第一基板上时或在此之后被从一片具有必要的稳定性的载体膜上剥下来，以便能够输送粘膜。载体膜还防止了粘膜一面提前与另一个物体粘在一起以及被弄脏。最好在把粘膜涂覆到第一基板上之前，一片保护膜从与载体膜对置的粘膜那一面上被剥下来，它防止了在与第一基板粘合前弄脏粘膜的另一面。
为了确保良好且均匀的基板粘合，粘膜的形状和尺寸和基板的要粘结表面相等。由此一来，确保了基板在其整个表面范围内相互粘在一起并且没有粘膜凸出在不要粘结的表面上。在这种情况下，最好在载体膜上冲切出和基板的形状和尺寸相同的粘膜片断。最好对中地把粘膜涂覆在基板的要粘结表面上，以便获得上述优点。为此，粘膜和基板在涂覆前相互对准。
最好控制压紧辊的压紧力。
粘膜在通过压紧辊压紧前与基板表面保持一预定角度是有利的，以便确保粘膜在通过压紧辊压紧前没有接触到基板表面。这确保了粘膜的均匀压紧并且防止了在基板与粘膜之间夹入空气。最好在涂覆粘膜时使基板和压紧辊相对运动。在这种情况下，基板最好在压紧辊旁直线地经过，压紧辊最好与基板运动同步地绕其纵轴转动，以便连续地使粘膜与基板粘合。
在本发明的一个优选实施例中，基板在粘膜被涂覆在第一基板上后被放置在一个对中保持件上以便进行校准。由此一来，在接合前，确保了基板相互间的对准和对中。在这种情况下，对中保持件最好在接合前使基板保持间隔状态。
最好在真空下进行基板的接合，以防止基板之间的空气夹杂。在基板接合前最好把基板紧压在一起，以确保可靠的接触。最好控制作用于基板上的压力。粘膜最好对压力有反应并且附着力随所加压力而变化。在本发明的另一个实施例中，使粘膜硬化。
在利用至少两个粘在一起的基板制造数据载体的装置中，如此完成了本发明的任务，其中所述装置具有一个用于把一片两面都有粘性的粘膜铺在第一基板上的叠置工站、一个用于校准并接合基板的基板粘合工站，叠置工站(7)具有一个可转动的压紧辊(33)和一个用于使基板(6)和/或压紧辊(33)相对运动的装置(47)。
通过这样的装置，实现了本发明方法所述的优点。
该装置具有一个对中保持机构是有利的，所述对中保持机构在第一调整中使基板保持间隔状态并且在第二调整中使基板对中接合。基板粘合工站最好具有一个真空室，以便防止在基板之间夹入空气。真空室有利地具有一个盖子和一个底板，所述底板在一个实施例中由一个基板堆放件构成，它是对中保持机构的组成部分。通过把对中保持机构用作真空室的一部分，可以尽可能地缩小真空室的尺寸以及与真空室抽真空有关的投资。基板粘合工站最好具有一个冲压头，以便可靠地接合基板。冲压头最好平行于基板堆放面，以确保均匀地把基板紧压在一起。在一个替换实施例中，设置了对其中一片基板上施加压缩空气的装置，这可以实现特别均匀的基板压紧。
根据本发明的一个优选实施例，冲压头具有一个在第一位置和第二位置之间操作对中保持机构的部件，它用于在基板接合装置中受控制地解除保持功能。
粘膜有利地是一层粘性物质，由此一来，省略了两面都涂有粘结剂的薄膜。采用纯粹的粘性层改善了基板连接区内的光学性能。
附图说明
以下，结合优选实施例并参照附图详细说明本发明，其中：
图1是本发明的数据制造装置的示意图；
图2是本发明的叠置工站局部的示意图；
图3是本发明的叠置工站的一个替换实施例的侧视图；
图4a-图4c示出了在各工序中的用于基板接合及校准的本发明的基板粘合工站。
具体实施方式
图1表示制造一种具有两个粘结基板半片的DVD的制造装置1。
该装置具有第一、第二供应这两个基板半片的输送装置3、4，所述基板半片在粘合后形成一张DVD。从第一供应工站3中，把第一基板半片6送往叠置工站7，参照图2、3地更具体示出了该叠置工站。在叠置工站中，压敏胶带或粘膜被涂覆到基板半片6的要粘结表面上。在这里，术语“胶带”或“粘膜”应理解为没有载体材料的粘性物质层。所述粘性层的光学性能可以比例如如上述EP-A-0854477所述的两面涂覆的载体材料的光学性能更精确且更好地进行控制。随后，第一基板半片6被送往圆台8并且被放置在一个对中保持机构上，参见图4a-图4c地更具体示出了所述的对中保持机构。随后，圆台转入一个其中第二基板半片10也放置在对中保持机构上的那个位置中，在这里，两片基板对中地以一道位于其间的缝隙被重叠固定住，如以下要参见图4a-图4c所述的那样。
随后，继续使圆台转动，直到重叠的基板半片被安置在用于基板半片接合的加工站11中。以下，参见图4a-4c来详细说明加工站11。
在基板半片接合后，它们转向一个卸料位置并且被装在另一张圆台上。通过该圆台，把接合的基板送往扫描器16，接合的基板在扫描器中接受扫描以确定它们是否受损。如果受损了，则它们被放置在一个工站18上并且随后被回收走。否则的话，它们被放置在台子20上并被收集起来以便继续处理。
装置1设置在一个洁净室中，在这个空间中，可以在洁净室条件下进行各个工序。
图2、3示意地示出了根据本发明的叠置工站7，其中图2、3所示的叠置工站7具有局部不一样的各构件布置结构。但在以下对图2、3所示的叠置工站的说明中，只要涉及等同或一样的构件，就采用相同的附图标记。
叠置工站7具有一个输送辊22，带状叠层膜23被卷绕到该辊上。如最清楚地在图2的放大圆形局部上示出的那样，叠层膜23总共包括三层膜即保护膜24、两面都有粘性的粘膜25(粘性层)以及载体膜26。粘膜25具有片断27，它们是和基板半片6的要粘结表面的形状和尺寸相等地冲切而成的。粘性层是一个对压力有反应的粘膜，它通常被称为PSA带，其粘附性可以通过所用压紧力和/或叠置速度来调节。
叠置工站还具有一个卷绕辊28，残余的叠层膜23在叠置过程后被卷绕到该辊上。在输送辊22和卷绕辊28之间，叠层膜23通过许多导辊30-38被送出，以便在辊22、28之间形成一条带状叠层膜23的明确的运动路径。各辊30-38可以绕其各自转动轴线转动，辊31、37被设计成所谓的跳动辊，它们可水平移动地受到支承，以便在辊22、28之间实现叠层膜23的长度平衡。由此一来，尽管叠置周期是不连续的，但辊22、28如下所述地以不变速度转动。不需要的粘膜25部分可以事先即在把叠层膜送如叠置工站前如在制造叠层膜时被去掉，或者它们可以留在膜上，以便至少在叠置过程前确保在其整个宽度和长度范围内获得均匀的叠层膜23厚度。
还使叠层膜23绕过一个楔形刮刀40，叠层膜3在所述刮刀上急转弯，以便能够剥下叠层膜23的保护膜24，从而露出了粘膜25的一面以便粘合基板半片6。最清楚地在图3中看到了保护膜24的剥离。保护膜24在剥离后被卷绕到一个未示出的辊上。也可以采用薄膜剥离装置的另一个替换形式来代替楔形刮刀40。
在使叠层膜23绕过刮刀40后，它与水平面有一个角度地绕过更低的辊33，所述辊被设计成压紧辊形式。在辊33后，叠层膜23绕过被电动机42驱动的轴34。
在这种情况下，驱动辊34的转动造成了压紧辊33以及一个被设计成导辊形式的后置辊35的相应转动。
叠置工站7具有第一传感器45，它与被驱动的辊34有关并且能够探测粘膜25冲切片断27的外轮廓。叠层膜23通过被驱动的辊34而在纵向上来回移动，直到传感器45识别出冲切片断27的某个轮廓如冲切中央孔。当传感器45识别到中央孔时，它通过薄膜运动而直接定位于中央孔的一个边缘上，由此一来，相对辊34且尤其是辊33而在叠层膜23的纵向上精确地对准了片断27。
叠置工站7还具有一个用于要叠置的基板半片6的安放输送装置47。安放输送装置47构成了用于基板半片6的水平支承部并且它可以通过适当的且未详细示出的动作装置而全方位移动。通过可降低的对中销48，确保了在安放输送装置47上的基板半片6的精确对准。销48可以在叠置过程中降低，以便不影响叠置操作。这是由此实现的，即它通过一个弹力较小的弹簧被向上压入图3所示的位置中。在从上面作用在销上的压力下，它克服弹簧力地被向下压。或者，可以通过致动缸或电动机使销移动。
在基板6叠置前，安放输送装置在等同于叠层膜23纵向的X方向上移向挡块。由此一来，确保了基板6和首先在纵向上对准的粘膜25片断27彼此对准。随后，安放输送装置47在垂直于叠层膜23纵向的Z方向上来回移动。通过一对属于安放输送装置47的传感器50，探测外轮廓例如中央孔的外形、粘膜25冲切片断27的外形，这实现了基板半片6相对片断27横着对准。
在基板半片6以上述方式在X方向和Z方向上相对粘膜25片断27被对准后，安放输送装置47在Y方向上上升。现在，通过电动机32驱动辊34，这造成了叠层膜23本身沿X方向移动。与转动同时且同步地，使安放输送装置47在X方向上移动。在这种情况下，片断27接触到基板6的要粘结表面并且通过压紧辊33被压在该表面上，因而，它附着在基板半片6上并且离开了载体膜26。通过驱动辊34与安放输送装置47的同步运动，粘膜25片断27对中地被涂覆到基板半片6上，从而粘膜25片断27完全覆盖住基板半片6的要粘结面并且没有突出到边缘外。压紧辊的压紧力通过在Y方向上定位安放输送装置47来调节，以便调整粘膜25的粘附性。作为替换方式地，当然也可以使压紧辊33移向安放输送装置。为了良好地调节或平衡压紧力，可以设置一个承受弹簧力的悬挂系统。弹性悬挂可以通过弹簧或压缩气缸来实现。
随后，涂覆了粘膜25片断27的基板半片6通过一个适当的操作装置52如内孔夹钳被从安放输送装置47上取下来并被送往图1所示的圆台8。
一个新的基板半片6被装到安放输送装置47上并重复上述过程。如上所述，辊22、28在整个过程中连续转动，尽管粘合过程不连续地进行着。如上所述地通过跳动辊31、37的水平移动实现了在此所需的叠层膜23的纵向平衡。
虽然根据上述说明的叠层膜具有三层即保护膜24、粘膜25和载体膜26，但要注意的是，不一定需要保护膜24。但如果没使用保护膜24，则至少应该专门涂覆辊30、32，以防止外露粘膜2 5粘在这些辊上。另外，粘膜25也不必是对压力有反应的薄膜，它也可以由一个两面涂覆的载体材料而不是纯粹的粘性层构成。
或者，在辊33之前的辊也可以省掉，在这种情况下，必须如此控制辊22、28，即实现了片断27的对准以及与安放输送装置47同步的叠层膜23的运动。
代替传感器45、50地，也可以采用唯一的传感器，如用于上述校准过程的摄像机。
在从叠置工站中取出基板半片6后，如上所述地把基板半片安放在圆台8上，圆台具有四臂55，它们具有悬挂于其上的基板容放单元56。
容放单元56如图4a-图4c所示的那样通过固定凸缘57悬挂在臂55上。在这种情况下，可以如图4c所示地使容放单元56抬离悬挂点。
容放单元56具有一个具有平坦上表面59的堆放板58，第一基板半片6就如图4a-图4c所示地堆放在所述上表面上。容放单元56还具有一个带可移动的保持凸起61的对中保持销60，所述保持凸起能够如图4b所示地有间隙63地把第二基板半片10保持在第一叠置基板半片6上。保持销60的结构和准确功能在来自同一申请人的且与本申请同日提出的专利申请DE-A-19927514“基板接合装置(Vorrichtung zum Zusammenfugen von Substraten)”中说明了。为避免重复，参见这篇申请。
圆台8按顺序地把各臂55及容放单元56带入如图1、2、3、4所示的不同位置。
在第一位置上，叠置基板半片6放置在容放单元56上。在这种情况下，如图4a所示地，基板半片6通过对中保持销60的凸起61移开，直到它压在堆放板58的上表面59上。
随后，容放单元56移入用2表示的位置。在那里，第二基板半片10也堆放在基板容放单元56上，其中如图4b所示地，基板半片10通过销60被对中并有间隔地被保持在第一基板半片6上。
随后，容放单元56移入接合工站11的位置3。
在接合工站11中，如通过图4c的箭头所示地，容放单元56通过降低圆台8的臂55而被堆放在底板63上。由此一来，容放单元56完全由底板63支承并且基本上与圆台8的臂55脱离开。另外，在接合工站中，盖子65移动到容放单元56上方并且密封地与平坦的顶面59接触。这样一来，在盖子65和安放板58之间形成了一个真空室66，基板半片就容纳在该封闭室中。室66可以通过未详细示出的装置被抽真空。冲头67可以垂直移动地容放在该室66中并且以密封方式穿过盖子65的上壁。为了确保室66的整体性，穿过上壁65的冲头67部分被一个未详细示出的浅桶包围住，其一端密封地被固定在冲头67上，其另一端密封地被固定在盖子65的上壁上。
如用图4c的箭头所示的那样，冲头67可以在室66中垂直移动。在图4c中，冲头67如图所示地处于降低位置上，它在这个位置上把第一、第二基板半片6、10紧压在一起。在压紧基板时，冲头67把基板半片10压向基板半片6，在这里，凸起61被压入销60中。在这个过程中，通过销60而相对第一基板半片6精确对中地引导基板半片10。
凸起可以通过作用于基板10上的力被压入销60中。或者，凸起也可以通过设置在冲头上的操作机构被回拉入销60中。这样的机构例如在上述专利申请中详细说明了。
冲头的压力通过一个未详细示出的控制装置来控制。
在这两个基板半片6、10被压紧在一起后，给室66通空气并且随后和室66一起地抬起冲头67。接着，圆台8臂55又被抬高，以便再次接纳容放单元56，随后，它继续移到位置4中。在那里，取出这两个粘合的基板半片并将其安放到另一个圆台14上并如参见图1所述地继续进行处理。
以上，层通过本发明的一个优选实施例对本发明进行了说明，但本发明不局限于这个特定实施例。尤其是，所述装置和所述方法不局限于DVD的粘合。此外，例如也存在这样的可能性，即用这样一个装置代替冲头67或与冲头组合，它借助压缩空气来压紧这两个基板半片6、10。这样的装置例如在一块板上具有内O形圈和外O形圈，以便在板与第二基板半片10背面之间形成密封室。这个密封室可以通过板承受压缩空气，以便压紧这两个基板半片。在这种情况下，会产生很均匀的平面压力，这个压力接触不到O形圈，由此一来，避免了如因划刻第二基板半片10背面而降低了基板半片的光学性能。作为替换方式地或者除此之外，也可以在容放单元56中形成一个类似的装置。所用的粘膜可以是所谓的PSA带，它随所加压力而改变其粘性。或者，也可以使粘膜硬化。第二基板半片可以由不同于第一基板半片的材料构成，并且它也可以具有不同的形状且尤其是厚度。例如，它由弹性材料如保护带制成，所述保护带用于保护粘有粘膜的基板表面。

Claims (31)

1、一种在至少两个基板(6，10)中制造数据载体的方法，其中把一片两面都有粘性的粘膜(25)涂覆到第一基板(6)上，参照第一基板(6)校准第二基板(10)，使第一基板(6)和第二基板(10)粘合在一起，其特征在于，粘膜(25)通过一个自身转动的压紧辊(33)被压到第一基板(6)上，同时使第一基板(6)和压紧辊(33)相对运动，其中所述相对运动平行于第一基板(6)的表面。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)在被涂覆到第一基板(6)上时或在此之后被从一片载体膜(26)上剥下来。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在被涂覆到第一基板(6)上以前，从粘膜(25)上冲切下一片保护膜(24)。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)的形状和尺寸和第一基板(6)和第二基板(10)的要粘结表面相等。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，在载体膜(26)上冲切出和第一基板(6)和第二基板(10)的形状和尺寸相等的粘膜(25)片断(27)。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)被对中地涂覆在第一基板(6)的要粘结表面上。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)和第一基板(6)在涂覆前被相互对准。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制压紧辊(33)的压紧力。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)在通过压紧辊(33)压紧前与第一基板(6)表面保持一个预定角度。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一基板(6)在压紧辊(33)旁直线地经过。
11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，压紧辊(33)与第一基板(6)运动同步地转动。
12、如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一基板(6)和第二基板(10)为了其校准而被放置在一个对中保持机构(60)上。
13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，对中保持机构(60)在接合前使第一基板(6)和第二基板(10)保持间隔状态。
14、如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一基板(6)和第二基板(10)的接合是在真空下进行的。
15、如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一基板(6)和第二基板(10)被紧压在一起。
16、如权利要求15所述的方法，其特征在于，控制作用于第一基板(6)和第二基板(10)上的压力。
17、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)是一层对压力有反应的粘膜(25)。
18、如权利要求1所述的方法，其特征在于，使粘膜(25)硬化。
19、如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘膜(25)包括一层粘性物质。
20、一种利用至少两个粘在一起的基板(6，10)制造数据载体的装置，它具有一个用于把一片两面都有粘性的粘膜(25)铺在第一基板(6)上的叠置工站(7)、一个用于校准并接合第一基板(6)和第二基板(10)的基板粘合工站(11)，其特征在于，叠置工站(7)具有一个可转动的压紧辊(33)和一个用于使第一基板(6)和/或压紧辊(33)相对运动的装置，其中所述相对运动平行于第一基板(6)的表面。
21、如权利要求20所述的装置，其特征在于，粘膜(25)的形状和尺寸和第一基板(6)和第二基板(10)的要粘结表面相等。
22、如权利要求20或21所述的装置，其特征在于，在一片载体膜(26)上冲切出和第一基板(6)和第二基板(10)的要粘结表面的形状和尺寸相等的粘膜(25)片断(27)。
23、如权利要求20所述的装置，其特征在于，叠置工站(7)具有一个使粘膜(25)对准第一基板(6)的要粘结表面的校准装置。
24、如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少一个用于第一基板(6)的安放输送装置(47)。
25、如权利要求20所述的装置，其特征在于，它具有一个对中保持机构(60)，所述对中保持机构在第一位置中使第一基板(6)和第二基板(10)保持间隔状态并且在第二位置中使第一基板(6)和第二基板(10)对中接合。
26、如权利要求20所述的装置，其特征在于，基板粘合工站(11)具有一个真空室(66)。
27、如权利要求26所述的装置，其特征在于，真空室(66)具有一个盖子(65)和一个底板(59)，所述底板(59)由一个基板堆放件构成。
28、如权利要求20所述的装置，其特征在于，基板粘合工站(11)具有一个冲头(67)。
29、如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述冲压头具有一个用于在第一位置和第二位置之间操作对中保持机构的部件。
30、如权利要求20所述的装置，其特征在于，基板粘合工站(11)具有一个在第一基板(6)和第二基板(10)中至少一片基板上施加压缩空气以便把它们紧压在一起的装置。
31、如权利要求20所述的装置，其特征在于，粘膜(25)是一层粘性物质。
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