DE102005005924B4

DE102005005924B4 - Vorrichtung zum Abgeben von Lack zum Verkleben von Substratscheiben

Info

Publication number: DE102005005924B4
Application number: DE200510005924
Authority: DE
Inventors: Stefan Bartsch; Martin SÄMANN; Torsten Zimmermann; Alexander Hupp; Markus Spehn; Joachim Gordt
Original assignee: Steag Hamatech AG
Current assignee: Singulus Technologies AG
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: DE102005005924A8; DE102005005924A1

Abstract

Vorrichtung zum Abgeben von Lack zum Verkleben von Substratscheiben für einen optischen Datenträger, die Folgendes aufweist:
eine Dispenseinheit (1, 110), die einen Hauptkörper (3, 113) mit einem Lackraum (71, 156) und eine Dispensnadel (4, 114) aufweist, die mit dem Lackraum in Strömungsverbindung steht;
eine Lackversorgung, die mit dem Lackraum (71) des Hauptkörpers (3, 113) in Verbindung steht; und
Mittel zum Temperieren von Lack, die in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper (3, 113) der Dispenseinheit (1, 110) stehen, wobei die Mittel wenigstens ein Peltierelement (99, 160) zum Kühlen des Lacks aufweisen, das direkt am Hauptkörper der Dispenseinheit befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abgeben von Lack zum Verkleben von Substratscheiben für einen optischen Datenträger, sowie eine eine solche Vorrichtung enthaltende Anlage.
Bei der Herstellung optischer Datenträger, wie beispielsweise DVDs und ihren Unterformaten ist es bekannt, dass Substratscheiben (Halbseiten) miteinander verklebt werden müssen. Hierzu wird in der Regel über eine Kleberauftragseinheit (Dispenseinheit) eine ringförmige Lackwulst auf wenigstens eine der Substratscheiben aufgebracht. Anschließend werden die Substratscheiben zusammengefügt und der Lack dazwischen verteilt. Es sei bemerkt, dass der Begriff Lack, wie er hier verwendet wird, jeglichen flüssigen Lack oder Kleber umfasst, der zum Verkleben von Substratscheiben für optische Datenträger geeignet ist.
Für eine gleichmäßige Verteilung des Lacks ist es wichtig, dass dieser mit einer genau definierten Temperatur auf wenigstens eine Substratscheibe aufgebracht wird.
Aus der JP 2004172628 A ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Flüssigkeiten auf ein Substrat bekannt, wobei unterschiedliche Flüssigkeiten über unterschiedliche Düsen aufgebracht werden können. Um die jeweiligen Düsen über einem Substrat zu positionieren, ist ein beweglicher Düsengreifer 20 vorgesehen, dessen Greifelemente mit Peltier-Elementen versehen sein können, um eine Temperatursteuerung der aus den jeweiligen Düsen austretenden Flüssigkeit vorzusehen.
Erfindungsgemäß liegt der Vorrichtung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abgeben von Lack zum Verkleben von Substratscheiben vorzusehen, bei denen eine rasche und genaue Temperatursteuerung des Lacks direkt vor dem Aufbringen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zum Abgeben von Lack zum Verkleben von Substratscheiben für einen optischen Datenträger gelöst durch Vorsehen einer Dispenseinheit mit einem Hauptkörper mit einem Lackraum und einer Dispensnadel, die mit dem Lackraum in Strömungsverbindung steht, einer Lackversorgung die mit dem Lackraum des Hauptkörpers in Verbindung steht, und von Mitteln zum Temperieren von Lack, die in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit stehen, wobei die Mittel wenigstens ein Peltierelement zum Kühlen des Lacks aufweisen und direkt am Hauptkörper der Dispenseinheit befestigt sind, um direkt kühlend auf den Hauptkörper und den darin befindlichen Lack einwirken zu können. Da die Mittel zum Temperieren von Lack in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit stehen, ist eine Temperierung direkt vor dem Aufbringen auf eine Substratscheibe möglich. Durch den Einsatz eines Peltierelements lässt sich eine rasche und gut steuerbare Kühlung des Lacks erreichen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei Peltierelemente an gegenüberliegenden Seiten des Hauptkörpers der Dispenseinheit angebracht. Hierdurch kann eine gleichmäßigere Kühlung des Hauptkörpers von gegenüberliegenden Seiten her erreicht werden. Insbesondere können Temperaturinhomogenitäten des Lacks innerhalb des Lackraums im Hauptkörper vermieden werden.
Vorzugsweise sind Mittel zum Abführen von Wärme vom Peltierelement vorgesehen, um dessen warme Seite zu kühlen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Temperiermittel wenigstens ein Heizelement auf, um eine vorgegebene Lacktemperatur zu erreichen. Dabei ist bei einer Ausführungsform der Erfindung wenigstens ein Heizelement direkt am Hauptkörper der Dispenseinheit angebracht.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Temperiermittel einen Fiuidkreislauf auf, mit einem vom Hauptkörper entfernten Fluidtank und wenigstens einem Abschnitt, der in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement steht. Der Fluidkreislauf kann eine Temperierung des in dem Hauptkörper befindlichen Lacks vorsehen, oder ggf. eine Kühlung eines direkt am Hauptkörper angebrachten Peltierelements. Bei der ersten Variante würde das Peltierelement Fluid in dem Fluidkreislauf temperieren, das wiederum anschließend den Lack im Hauptkörper temperiert. Bei der zweiten Alternative würde der Fluidkreislauf im Wesentlichen zum Abführen von Wärme von einem direkt am Hauptkörper der Dispenseinheit angebrachten Peltierelement dienen.
Für eine Temperierung, insbesondere Kühlung des Fluids im Fluidkreislauf ist wenigstens ein Peltierelement vorgesehen, das in thermisch leitendem Kontakt mit dem Fluid im Fluidkreislauf steht. Dabei ist vorzugsweise zusätzlich wenigstens ein Heizelement in thermisch leitendem Kontakt mit dem Fluid im Fluidkreislauf vorgesehen, um neben einer Kühlung auch eine Erwärmungsfunktion vorzusehen.
Vorzugsweise ist ein Wärmetauscher im Fluidkreislauf vorgesehen, der in Strömungsrichtung des Fluids zwischen dem Fluidtank und dem Abschnitt, der in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement steht, angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, den Teil des Fluids zu temperieren, der gerade zu dem Hauptkörper der Dispenseinheit oder dem daran angebrachten Peltierelement strömt. Dabei ist der Wärmetauscher vorzugsweise zwischen einer Umwälzpumpe des Fluidkreislaufs und dem Abschnitt, der in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement steht, angeordnet. Hierdurch kann ein möglicher Wärmeeintrag durch die Umwälzpumpe kompensiert werden, um eine genaue Steuerung der Temperatur des Fluids im Bereich des Hauptkörpers der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement vorzusehen.
Um eine möglichst große Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Hauptkörper der Dispenseinheit und dem darin befindlichen Lack vorzusehen, wird der Lackraum vorzugsweise durch einen Ringraum im Hauptkörper der Dispenseinheit gebildet. Hierdurch steht eine große Wärmeübertragungsfläche pro Volumeneinheit des Lacks zur Verfügung. Ferner wird durch die Verwendung eines Ringraums eine gleichmäßigere Temperatur innerhalb des Lacks erreicht. Dabei wird der Ringraum vorzugsweise durch die Aufnahme eines kolbenförmigen Elements in einem Hohlraum des Hauptkörpers gebildet. Hierdurch lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise die Ausbildung eines Ringraums erreichen. Vorzugsweise unterscheidet sich das Material des Hauptkörpers und des Kolbens. Hierdurch lässt sich beispielsweise das Gewicht der Dispenseinheit reduzieren, indem beispielsweise für das kolbenförmige Element ein Material mit geringerem Gewicht als das Material des Hauptkörpers verwendet wird. Dabei weist das Material des Hauptkörpers vorzugsweise eine größere Festigkeit als das Material des Kolbens auf, da das Material des Hauptkörpers größeren Kräften ausgesetzt ist.
Für eine gute Steuerung bzw. Regelung der Lacktemperatur ist vorzugsweise ein Temperaturfühler vorgesehen, der am Hauptkörper der Dispenseinheit befestigt ist. Alternativ kann der Temperaturfühler auch in einer Bohrung des Kolbens angeordnet sein.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind zum Abführen von Wärme von dem Peltierelement vorzugsweise Mittel zum Leiten einer Luftströmung über einen Kühlkörper des Peltierelements vorgesehen. Dabei weist der Kühlkörper für eine gute Kühlleistung vorzugsweise Kühlrippen auf.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch bei einer Anlage zum Zusammenfügen von Substraten für optische Datenträger mit einer Vorrichtung, die die oben genannten Merkmale aufweist, dadurch gelöst, dass die Dispenseinheit von der Anlage thermisch im Wesentlichen entkoppelt ist.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die Dispenseinheit durch einen thermischen Eintrag der Anlage nicht beeinflusst wird. Um dies zu erreichen, wird die Dispenseinheit vorzugsweise mittels einer Kunststoffhalterung an der Anlage gehalten.
Vorzugsweise weist die Anlage ferner eine Bewegungseinheit zum Bewegen der Dispenseinheit in Horizontalrichtung auf, um das Einschwenken der Dispensnadel in einen Raum zwischen zwei zusammenzufügenden Substraten und aus diesem heraus zu ermöglichen. Hierfür ist die Dispenseinheit vorzugsweise schwenkbar.
Die Anmeldung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert;
In den Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Ansicht von vorne einer Dispenseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Dispenseinheit entlang der Linie II-II in 1;
3 eine perspektivische Ansicht der Dispenseinheit gemäß 1;
4 Komponenten eines Fluidkreislaufs für eine Temperierung der Dispenseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Seitenansicht einer Dispenseinheit gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Schnittdarstellung einer Dispenseinheit entlang der Linie VI-VI in 5;
7 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der Dispenseinheit gemäß 5.
Bei der nachfolgenden Beschreibung werden Richtungsangaben wie oben, unten, hinten, vorne etc. gemacht, die sich auf die konkret dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen, die aber in keiner Weise einschränkend anzusehen sind.
Die 1 bis 3 zeigen eine Dispenseinheit 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei zeigt 1 eine Ansicht von vorne auf die Dispenseinheit 1, während 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1 darstellt, und 3 eine perspektivische Ansicht der Dispenseinheit 1 darstellt. Die Dispenseinheit wird für einen Lack- bzw. Kleberauftrag in einer Anlage zum Zusammenfügen von Substratscheiben verwendet. Eine solche Anlage ist beispielsweise in der DE 10 2005 005 925 A1 beschrieben. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird diese hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Die Dispenseinheit besteht aus einem Hauptkörper 3 und einer Dispensnadel 4. Der Hauptkörper 3 wird durch ein Gehäuseelement 7, ein Kolbenelement 8 und ein äußeres Hülsenelement 9 gebildet. Das Gehäuseelement 7 besitzt einen vorderen Abschnitt 11, einen mittleren Abschnitt 12 und einen hinteren Abschnitt 13.
Der vordere Abschnitt 11 besitzt einen Hauptteil 16 und einen Befestigungsteil 17. Der Hauptteil 16 und der Befestigungsteil 17 besitzen jeweils eine runde Umfangsfläche, wobei der Befestigungsteil 17 einen geringeren Außendurchmesser besitzt, als der Hauptteil 16. Im Bereich des Befestigungsteils 17 ist ein Außengewinde vorgesehen, dessen Funktion nachfolgend noch näher erläutert wird. An einem vorderen Ende des Befestigungsteils 17 erstreckt sich eine Bohrung 20 in den vorderen Abschnitt 11. Die Bohrung erstreckt sich vollständig durch den Befestigungsteil 17 hindurch und erstreckt sich in den Hauptteil 16 hinein. In der Bohrung 20 ist eine Ventilaufnahme 22 aufgenommen, der durch eine Schraubkappe 23 in der Bohrung 20 gehalten wird. Die Schraubkappe 23 umfasst den Befestigungsteil 17 und ist auf das Außengewinde des Befestigungsteils 17 geschraubt. Die Ventilaufnahme 22 besitzt einen Dispensnadel-Aufnahmeabschnitt 25, der sich durch die Schraubkappe 23 hindurch erstreckt. Eine Nadelbefestigungskappe 27, die auf die Schraubkappe 23 geschraubt ist, befestigt die Dispensnadel 4 an der Ventilaufnahme 22.
Die Ventilaufnahme 22 besitzt eine innere Bohrung 30, in der ein Rückschlagventil 32 angebracht ist. Die Bohrung 30 steht mit einer Durchgangsbohrung 36 in Verbindung, die sich durch den Hauptteil 16 des vorderen Abschnitts 11 hindurch erstreckt. Die Durchgangsbohrung 36 steht mit der Bohrung 20 in Verbindung und besitzt einen Durchmesser, der kleiner ist als der der Bohrung 20. Der Durchmesser der Durchgangsbohrung 36 entspricht dem Durchmesser der Bohrung 30 in der Ventilaufnahme 22.
Der mittlere Abschnitt 12 des Gehäuseelements 7 besitzt eine hohlzylindrische Form mit einem zylindrischen Innenraum 39. Der zylindrische Innenraum 39 steht mit der Durchgangsbohrung 36 und hierüber mit der Bohrung 20 im vorderen Abschnitt 11 in Verbindung. Der zylindrische Innenraum 39 besitzt einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 20 im vorderen Abschnitt entspricht.
Der Außenumfang des zylindrischen mittleren Abschnitts ist kleiner als der Außenumfang des Hauptteils 16 des vorderen Abschnitts.
Der hintere Abschnitt 13 besitzt wiederum im Wesentlichen eine hohlzylindrische Form, wobei der Außenumfang nicht vollständig rund ist, sondern Abflachungen besitzt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen hinteren Abschnitts 13 entspricht dem Innendurchmesser des hohlzylindrischen mittleren Abschnitts 12, so dass sich der Innenraum 39 auch im hinteren Abschnitt 13 erstreckt. Am hinteren Ende des Innenraums 39 ist am Innenumfang des hinteren Abschnitts 13 ein Innengewinde 41 vorgesehen.
Der Außendurchmesser der runden Abschnitte des hinteren Abschnitts 13 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Hauptteils 16 des vorderen Abschnitts 11. Im Bereich einer Abflachung 43 (siehe 3) ist eine sich in Längsrichtung des Gehäuseelements 7 erstreckende Durchgangsbohrung 45 durch den hinteren Abschnitt 13 hindurch vorgesehen. Ein hinteres Ende der Durchgangsbohrung 45 ist durch einen Stopfen 46 verschlossen. Im Bereich der Abflachung 43 ist ferner eine Querbohrung 48 vorgesehen, die sich senkrecht zur Durchgangsbohrung 45 erstreckt und diese schneidet. In der Querbohrung 48 ist ein Leitungsanschlusselement 50 eingesetzt. Die Querbohrung 48 schneidet die Durchgangsbohrung 45 an einem hinteren Ende davon. In einem vorderen Ende der Durchgangsbohrung ist ein Leitungselement 52 vorgesehen, das sich im Wesentlichen parallel zum mittleren Abschnitt des Gehäuseelements 7 in Richtung des vorderen Abschnitts erstreckt. Die Funktion des Leitungselements 52 wird nachfolgend noch näher erläutert.
Im hinteren Abschnitt 13 ist ferner eine zweite sich in Längsrichtung erstreckende Durchgangsbohrung 55 vorgesehen, deren hinteres Ende durch einen Stopfen 56 verschlossen ist. Die Durchgangsbohrung 55 steht mit einer Querbohrung 58 in Verbindung, in das ein Leitungsanschlusselement 60 eingesetzt ist. Die Durchgangsbohrung 55 erstreckt sich an einem oberen Ende des hinteren Abschnitts, während die Durchgangsbohrung 45 seitlich im hinteren Abschnitt 13 ausgebildet ist.
Im hinteren Abschnitt 13 des Gehäuseelements 7 ist ferner eine sich quer zur Längsrichtung des Gehäuseelements 7 erstreckende nicht näher dargestellte Durchgangsbohrung vorgesehen, die sich im Bereich des hinteren Abschnitts 13 in den Innenraum 39 erstreckt. In dieser Durchgangsbohrung ist ein Leitungsanschlusselement 62 aufgenommen.
Das Kolbenelement 8 besitzt einen hinteren Kopfteil 64 mit einem Außendurchmesser der größer ist als der Durchmesser des Innenraums 39. An den Kopfteil 64 schließt sich ein Befestigungsteil mit einem Außengewinde an, das in das Innengewinde 41 des Innenraums 39 geschraubt ist. An dem Befestigungsteil 65 schließt sich dann ein erster Kolbenteil 67 und daran anschließend ein zweiter Kolbenteil 69 an. Der erste Kolbenteil 67 besitzt einen geringeren Außendurchmesser als der zweite Kolbenteil 69. Der zweite Kolbenteil 69 besitzt einen Außendurchmesser, der geringer ist als der Durchmesser des Innenraums 39, so dass zwischen den ersten und zweiten Kolbenteilen einerseits und einem Innenumfang des zylindrischen Innenraums 39 ein gestufter Ringraum 71 gebildet wird. Der Ringraum 71 besitzt im Bereich des ersten Kolbenteils 67 einen größeren Durchmesser als im Bereich des zweiten Kolbenteils 69. Am vorderen Ende des zweiten Kolbenteils ist eine Vielzahl von Führungsvorsprüngen 73 vorgesehen, welche einen Außenumfang bilden, der etwas kleiner ist als der Innenumfang des Innenraums 39 entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Kolbenelement 8 im Wesentlichen zentriert innerhalb des Innenraums 39 gehalten wird.
Der Ringraum 71 steht über die Zwischenräume zwischen den Führungsvorsprüngen mit einem vorderen Ende des Innenraums 39 mit der Durchgangsbohrung 36 des Hauptteils 16 des vorderen Abschnitts in Verbindung, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
Das Kolbenelement 8 besitzt ferner eine sich längs erstreckende Sackbohrung 35, in dem ein nicht näher dargestellter Temperatursensor aufgenommen ist.
Das äußere Hülsenelement 9 besitzt wiederum eine hohlzylindrische Form. Der Innendurchmesser des äußeren Hülsenelements 9 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Hauptteils 16 des vorderen Abschnitts 11 sowie einem Außendurchmesser wenigstens eines Befestigungsteils des hinteren Abschnitts 13. Das äußere Hülsenelement 9 ist von vorne auf das Gehäuseelement 7 aufgeschoben und erstreckt sich von dem hinteren Abschnitt 13 vollständig über den mittleren Abschnitt 12 und über den Hauptteil 16 des vorderen Abschnitts 11. Im Bereich einer Überlappung mit dem hinteren Abschnitt 13 sowie dem vorderen Abschnitt 11 ist jeweils eine Abdichtung mittels eines O-Rings vorgesehen. Im Bereich des mittleren Abschnitts 12 ist zwischen einem Außenumfang des mittleren Abschnitts 12 des Gehäuseelements 7 und einem Innenumfang des äußeren Hülsenelements 9 ein Ringraum 80 gebildet, dessen Funktion nachfolgend noch näher erläutert wird.
Nachfolgend wird nunmehr die Funktion der Dispenseinheit 1 anhand der 1 bis 3 näher erläutert.
Über das Leitungsanschlusselement, das sich in den Innenraum 39 erstreckt, wird ein auszugebender Lack unter Druck in den Ringraum 71 geleitet. Der Lack bewegt sich in dem Ringraum 71 zu einem vorderen Ende des Innenraums 39 und bewegt sich durch die Durchgangsbohrung 36 im Hauptteil 16 des vorderen Abschnitts der Ventilaufnahme 22. Wenn der Druck des Lacks einen vorbestimmten Druck übersteigt, öffnet sich das Rückschlagventil 32 in der Ventilaufnahme 22 und der Lack wird über den Aufnahmeabschnitt 25 der Ventilaufnahme 22 in die Dispensnadel 4 geleitet, und an einem vorderen Ende davon ausgegeben. Wenn der Druck des Lacks unter einen vorbestimmten Wert abfällt, bewegt sich das Rückschlagventil 32 in eine Schließposition, so dass kein weiterer Lack durch die Dispensnadel 4 ausgegeben werden kann. Eine Drucksteuerung des Lacks in der Dispenseinheit 1 erfolgt über eine nicht näher dargestellte Lackpumpe.
Während sich der Lack in der Dispenseinheit 1, insbesondere im Ringraum 71 befindet, wird dessen Temperatur über den nicht näher dargestellten Temperatursensor in der Sackbohrung 75 abgefühlt. Über das Leitungsanschlußelement 50 wird ein temperiertes Fluid in die Durchgangsbohrung 45 und über das Leitungselement 52 zu einem vorderen Bereich des Ringraums 80 geleitet. Von dort verteilt sich das temperierte Fluid gleichmäßig in dem Ringraum 80 und strömt in Richtung der Durchgangsbohrung 55 zurück, von wo es über das Leitungsanschlusselement 60 abgeleitet wird. Das temperierte Fluid steht über das Gehäuseelement 7 in einer Wärmeaustauschbeziehung mit dem Lack, und zwar insbesondere im Bereich des mittleren Abschnitts 12 des Gehäuseelements 7. In diesem Bereich besitzt das Gehäuseelement 7 eine verringerte Wanddicke, was einen Wärmeaustausch zwischen dem temperierten Fluid und dem Lack fördert.
Dadurch, dass sich der Lack in dem Ringraum 71 zwischen dem Kolbenelement 8 und dem Gehäuseelement befindet, lässt sich eine relativ gleichmäßige Temperierung des gesamten Lacks erreichen. Wenn die abgefühlte Temperatur des Lacks von einer vorgesehenen Temperatur abweicht, wird die Temperatur des temperierten Fluids, wie nachfolgend beschrieben wird, entsprechend verändert.
Eine Versorgungseinheit für das temperierte Fluid wird nachfolgend anhand der 4 näher erläutert.
4 zeigt Komponenten eines Fluidkreislaufs, der beispielsweise für eine Temperierung der Dispenseinheit 1 gemäß den 1 bis 3 geeignet ist. 4 zeigt ein Gehäuse 84 zur Aufnahme der jeweiligen Komponenten. Bei 86 ist ein Fluidtank 86 mit einer oberen Öffnung 88 gezeigt. Der Fluidtank 86 steht über die obere Öffnung 88 mit dem Leitungsanschlusselement 60 in Verbindung, über das ein Temperierfluid von der Dispenseinheit 1 weggeleitet wird. Der Fluidtank 86 steht über eine nicht näher dargestellte Leitung mit einer Umwälzpumpe 90 in Verbindung, welche Fluid durch die unterschiedlichen Komponenten des Fluidkreislaufs pumpt. Ein Ausgangsanschluss 91 der Umwälzpumpe 90 steht mit einem Eingangsanschluss 94 eines Wärmetauschers 96 in Verbindung, und zwar über eine nicht näher dargestellte Leitung. Der Wärmetauscher 96 besitzt einen Ausgangsanschluss 98 mit zwei Anschlusselementen, um temperiertes Fluid zu zwei getrennten Dispenseinheiten, wie beispielsweise zwei Dispenseinheiten 1 gemäß den 1 bis 3 zu leiten. Eines der Anschlusselemente des Ausgangsanschlusses 98 steht über eine nicht näher dargestellte Leitung mit einem Leitungsanschlußelement 50 einer Dispenseinheit 1 in Verbindung.
Am Wärmetauscher 96 sind zwei steuerbare Peltierelemente 99 zum Kühlen von Fluid sowie ein steuerbares Heizelement 100, wie beispielsweise ein Widerstandsheizelement zum Erwärmen eines Fluids im Wärmetauscher 96 vorgesehen. Zum Steuern der Peltierelemente 99 bzw. des Heizelements 100 ist eine entsprechende Steuereinheit vorgesehen, die ein Signal von dem Temperatursensor in der Dispenseinheit 1 empfängt und dementsprechend die Temperatur des aus dem Wärmetauscher 96 austretenden Fluids steuert bzw. regelt.
Für eine Kühlung der Peltierelemente weist das Gehäuse 84 Lüftungsschlitze 101 für Kühlluft auf, und ferner ist ein Lüfter 102 zur Abfuhr von Warmluft an dem Gehäuse befestigt.
Die Peltierelemente 99 am Wärmetauscher ermöglichen eine rasch ansprechende Kühlung des in dem Wärmetauscher befindlichen Fluids, das anschließend für eine Temperierung des Lacks in der Dispenseeinheit 1 zu der Dispenseeinheit geleitet wird.
Anhand der 5 bis 7 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Dispenseinheit 110 mit einem Hauptkörper 113 und einer Dispensenadel 114 beschrieben. Der Hauptkörper 113 der Dispenseeinheit 110 wird durch ein Gehäuseelement 117 sowie ein Kolbenelement 118 gebildet.
Das Gehäuseelement 117 weist einen vorderen Abschnitt 121, einen mittleren Abschnitt 122 sowie einen hinteren Abschnitt 123 auf. Das Gehäuseelement 117 besitzt eine im Wesentlichen quadratische Umfangsform mit abgeschrägten Kanten 125. Eine Oberseite 127 sowie eine Unterseite 128 des Gehäuseelements 117 ist über den hinteren Abschnitt 123, den mittleren Abschnitt 122 sowie wenigstens einen Teil des vorderen Abschnitts 121 eben ausgebildet. Gegenüberliegende Seitenflächen 130, 131 besitzen im mittleren Abschnitt 122 eine Ausnehmung 133, wie am besten in den 6 und 7 zu erkennen ist.
Der vordere Abschnitt 121 des Gehäuseelements 117 besitzt wiederum einen Hauptteil 136 sowie einen Befestigungsteil 137. Der vordere Abschnitt 121 des Gehäuseelements 117 ist im Wesentlichen identisch zu dem vorderen Abschnitt 11 der Dispenseeinheit 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und wird daher nicht näher beschrieben. Es sei nur bemerkt, dass in dem vorderen Abschnitt 121 wiederum ein Ventilelement 140 angeordnet ist, das über eine Schraubkappe 141 am Befestigungsteil 137 gehalten wird. Die Dispensenadel 114 wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel über eine Nadelbefestigungskappe 143, die auf die Schraubkappe 141 geschraubt ist, am Ventilkörper 140 gehalten.
Das Gehäuseelement 117 weist einen zylindrischen Hohlraum 150 auf, der sich durch den hinteren Abschnitt 123 und den mittleren Abschnitt 122 des Gehäuseelements 117 erstreckt. Über eine Bohrung 152 steht der zylindrische Hohlraum 150 mit dem Ventilkörper 140 in dem vorderen Abschnitt 121 des Gehäuseelements 117 in Verbindung.
Der zylindrische Hohlraum 150 ist am hinteren Ende des hinteren Abschnitts 123 offen und weist in diesem Bereich ein Innengewinde auf, in das wie beim ersten Ausführungsbeispiel ein Kopfteil des Kolbenelements 118 wenigstens teilweise eingeschraubt ist.
Die Unterseite 128 des Gehäuseelements 117 weist eine Verbindungsbohrung zu dem Hohlraum 150 auf, in der ein Leitungsanschlusselement 154 aufgenommen ist, um Lack in den Hohlraum 150 zu leiten.
In dem zylindrischen Hohlraum 150 ist zur Bildung eines Ringraums 156 ein Kolbenelement 118 aufgenommen, das im Wesentlichen genauso aufgebaut ist, wie das Kolbenelement des ersten Ausführungsbeispiels, so dass eine weitere Beschreibung hiervon entfällt.
In den Ausnehmungen 133 der Seitenflächen 130, 131 des Kolbenelements 117 ist jeweils ein Peltierelement 160 aufgenommen, das über eine nicht näher dargestellte Steuereinheit ansteuerbar ist, um das Gehäuseelement 117 und somit einen darin befindlichen Lack zu kühlen.
Die Peltierelemente 160 werden über externe Kühlkörper 164, die nachfolgend noch näher beschrieben werden an das Gehäuseelement 117 geklemmt. Hierzu weisen die Kühlkörper 164 entsprechende Durchgangsbohrungen 166 auf, die mit Gewindebohrungen 168 im Gehäuseelement 117 ausrichtbar sind. Die Kühlkörper 164 können dann über nicht dargestellte Schrauben an das Gehäuseelement 117 geschraubt werden, während die jeweiligen Peltierelemente 160 sandwichartig dazwischen eingeklemmt werden.
Die Kühlkörper 164 weisen jeweils einen internen Fluidkanal 170 auf, der gestrichelt in 5 dargestellt ist. An einem Eingangsende des Fluidkanals 170 ist ein Leitungsanschlusselement 172 vorgesehen. An einem Ausgangsende des Fluidkanals 170 ist ein weiteres Anschlusselement 174 vorgesehen. Über das Leitungsanschlusselement 172, den Fluidkanal 170 und das Leitungsanschlusselement 174 kann ein Kühlfluid durch den Kühlkörper 164 geleitet werden. Dabei kann das Kühlfluid beispielsweise aus einem Fluidkreislauf stammen, wie er unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde oder es kann ein sonstiges Kühlfluid sein, das beispielsweise aus einem Kühlkreislauf für eine Anlage zur Herstellung optischer Datenträger, in der die Dispenseeinheit integriert ist, entnommen werden.
Auf der ebenen Oberseite 127 des Gehäuseelements 117 ist ferner ein Heizelement 180, wie beispielsweise ein Widerstandsheizelement angebracht, um neben einer Kühlung des Gehäuseelements 117 durch die Peltierelemente 160 auch eine Erwärmung durch das Heizelement 180 zu ermöglichen.
Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein separates Heizelement 180 vorgesehen ist, kann eine Heizfunktion entsprechend auch durch die Peltierelemente 160 vorgesehen werden, wobei das Vorsehen eines separaten Heizelements einerseits die Lebenszeit der Peltierelemente 160 verlängert und ferner ein rascheres Ansprechen des hierdurch gebildeten Temperiersystems ermöglicht.
Die Dispenseeinheit 110 ist über einen Kunststoffhalter 185 an einer entsprechenden Anlage zum Zusammenfügen von Substratscheiben angebracht und somit im Wesentlichen von ihr thermisch entkoppelt.
Die Funktion der Dispenseeinheit 110 hinsichtlich des Lackauftrags entspricht im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen Ablauf. Ein Unterschied ergibt sich jedoch hinsichtlich der Temperierung von Lack in dem Gehäuseelement 117. Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wurde die Temperatur des Gehäuseelements 7 und somit des darin befindlichen Lacks über ein temperier tes Fluid gesteuert, das in Kontakt mit einem Außenumfang des Gehäuseelements 7 gebracht wurde. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 7 erfolgt eine Temperierung von Lack innerhalb des Gehäuseelements 117 durch entsprechende Ansteuerung der Peltierelemente 160 und des Heizelements 180, die in direktem thermisch leitenden Kontakt mit dem Gehäuseelement 117 stehen. Somit ergibt sich eine direktere Temperierung des Gehäuseelements 117 und somit des darin befindlichen Lacks über direkt daran angebrachte Kühl- und Heizelemente.
Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein. Insbesondere sind kompatible Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombinierbar und austauschbar. Einzelheiten hinsichtlich der Anbringung einer Dispensenadel an dem Hauptkörper einer Dispenseeinheit sind für die vorliegende Erfindung nicht maßgeblich. Auch das Vorsehen eines Ringraums zwischen einem Gehäuseelement und einem Kolbenelement der Dispenseeinheit ist nicht zwingend notwendig, obwohl hierdurch eine vergleichsweise große Temperaturübertragungsfläche zwischen dem Gehäuseelement und dem darin befindlichen Fluid pro Volumeneinheit des Fluids gebildet werden kann. Ferner kann für die direkt ans Gehäuseelement 117 angebrachten Peltierelemente 160 eine alternative Kühlung vorgesehen werden. So kann beispielsweise ein Kühlkörper mit Kühlrippen in Kontakt mit den Peltierelementen vorgesehen werden, der über eine Luftströmung gekühlt wird.

Claims

Vorrichtung zum Abgeben von Lack zum Verkleben von Substratscheiben für einen optischen Datenträger, die Folgendes aufweist: eine Dispenseinheit (1, 110), die einen Hauptkörper (3, 113) mit einem Lackraum (71, 156) und eine Dispensnadel (4, 114) aufweist, die mit dem Lackraum in Strömungsverbindung steht; eine Lackversorgung, die mit dem Lackraum (71) des Hauptkörpers (3, 113) in Verbindung steht; und Mittel zum Temperieren von Lack, die in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper (3, 113) der Dispenseinheit (1, 110) stehen, wobei die Mittel wenigstens ein Peltierelement (99, 160) zum Kühlen des Lacks aufweisen, das direkt am Hauptkörper der Dispenseinheit befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Peltierelemente an gegenüberliegenden Seiten des Hauptkörpers der Dispenseinheit befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Abführen von Wärme vom Peltierelement.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiermittel wenigstens ein Heizelement aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Heizelement direkt am Hauptkörper der Dispenseinheit angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiermittel einen Fluidkreislauf aufweisen, mit einem vom Hauptkörper entfernten Fluidtank und wenigstens einem Abschnitt, der in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement steht.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Peltierelement in thermisch leitendem Kontakt mit dem Fluid im Fluidkreislauf steht.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Heizelement in thermisch leitendem Kontakt mit dem Fluid im Fluidkreislauf steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher, der in Strömungsrichtung des Fluids zwischen dem Fluidtank und dem Abschnitt, der in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement steht, angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zwischen einer Umwälzpumpe des Fluidkreislaufes und dem Abschnitt, der in thermisch leitendem Kontakt mit dem Hauptkörper der Dispenseinheit und/oder einem daran angebrachten Peltierelement steht, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lackraum von einem Ringraum im Hauptkörper der Dispenseinheit gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum zwischen einem Kolben und einem Gehäuseelement des Hauptkörpers gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Materialien des Gehäuseelements des Hauptkörpers und des Kolbens unterscheiden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Gehäuseelements eine größere Festigkeit als das Material des Kolbens aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler, der am Hauptkörper der Dispenseinheit befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler, der in einer Bohrung des Kolbens angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Leiten einer Luftströmung über einen Kühlkörper des Peltierelements.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper Kühlrippen aufweist.
Anlage zum Zusammenfügen von Substraten für optische Datenträger mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispenseinheit von der Anlage thermisch im Wesentlichen entkoppelt ist.
Anlage nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Dispenseinheit mittels einer Kunststoffhalterung an der Anlage gehalten wird.
Anlage nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch eine Bewegungseinheit zum Bewegen der Dispenseinheit in Horizontalrichtung.
Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispenseinheit schwenkbar ist.