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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Lösen
einer Substratscheibe aus einem Verbund von zwei Substratscheiben
mit einer dazwischen befindlichen Kleberschicht.
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Bei
der Herstellung von doppelseitigen optischen Datenträgern, die
aus mehreren Substratscheiben bestehen und reflektierende und halbtransparente
Datenschichten aufweisen können
(z.B. DVD-14, DVD-18), ist es bekannt, eine der reflektierenden
Datenschichten über
eine Substratscheibe (auch als Abformscheibe bezeichnet) aufzubringen. Dabei
wird zunächst
eine Substratscheibe über
eine Kleberschicht mit der anderen Substratscheibe verbunden. Die
später
zu lösende
Substratscheibe besitzt eine Groove-Struktur, die durch das Verbinden der
beiden Substratscheiben in die Kleberschicht eingeprägt wird.
Danach wird die eine Substratscheibe wieder aus dem Verbund der
zwei Substratscheiben derart gelöst,
dass die Kleberschicht auf der anderen Substratscheibe verbleibt.
Dabei dürfen
weder die Substratscheiben noch die in die Kleberschicht eingeprägte Groove-Struktur
beschädigt
werden. Jede Beschädigung
der Substratscheiben oder der Kleberschicht kann die Lesbarkeit
des optischen Datenträgers
gefährden.
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Eine
Möglichkeit
zum Lösen
einer Abformscheibe aus einem Verbund von Substratscheiben ist in
der EP-A-1 026 677, mit dem Titel „Manufacturing method and
apparatus for optical disc",
vom 02.02.2000 offenbart. Dieses Dokument zeigt das Lösen der
zwei Substratscheiben mit Hilfe eines mechanisch wirkenden Elements,
das zwischen die Substratscheiben eingeführt wird, und einen Spalt zwischen
den Substratscheiben öffnet.
Anschließend wird
in diesen Spalt komprimierte Luft eingeblasen, um die Substratscheiben
vollständig
zu lösen.
Bei diesem Verfahren können
sich durch die Benutzung eines mechanisch wirkenden Elements (z.B.
ein Trennmesser), das zwischen die Substratscheiben eingeführt wird
jedoch Probleme ergeben. Das Einführen kann beispielsweise zu
Beschädigungen
der Substratscheiben führen
und somit die Datenstruktur gefährden.
Ebenso können
von den Substratscheiben abgespaltene Teilchen die Umgebung verunreinigen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beim Lösen einer
Substratscheibe aus einem Verbund von Substratscheiben keine Beschädigungen
der Substratscheiben oder der in der Kleberschicht eingeprägten Groove-Struktur
zu verursachen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren zum Lösen
einer Substratscheibe aus einem Verbund von zwei Substratscheiben
mit einer dazwischen befindlichen Kleberschicht gelöst, bei dem
durch Anlegen eines Drucks gegen eine Seitenkante wenigstens einer
der beiden Substratscheiben mit wenigstens einer Trennvorrichtung
ein Spalt zwischen den Substratscheiben erzeugt wird. Dabei wird lediglich
ein leichter Druck gegen die Seitenkante ausgeübt und nicht, wie im Stand
der Technik, ein mechanisch wirkendes Element zwischen die Substratscheiben
eingeführt.
Vorzugsweise wird dieser Druck gegen die Seitenkante der Abformscheibe
angelegt. Durch Blasen eines Gases in den Spalt hinein, wird die
eine Substratscheibe vollständig
von der anderen Substratscheibe gelöst, und zwar derart, dass die
Kleberschicht vollständig
an der anderen Substratscheibe verbleibt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Verbund der Substratscheiben vor dem Anlegen des Drucks
gebogen. Dies vereinfacht die Bildung des Spalts, da die Substratscheiben
schon leicht vorgespannt sind und sich dadurch nach dem Anlegen des
Drucks automatisch auseinander ziehen können. Ferner kann der benötigte Druck,
der an die Seitenkante angelegt wird, niedriger sein.
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Beim
Biegen des Verbunds der Substratscheiben wird vorzugsweise eine
Saugvorrichtung an den radial äußeren Bereich
der einen Substratscheibe und eine Saugvorrichtung an den radial
inneren Bereich der anderen Substratscheibe angelegt. Durch anschließendes Bewegen
der Saugvorrichtungen relativ zueinander wird der Verbund der Substratscheiben
gebogen. Dabei werden die zwei Saugvorrichtungen vorzugsweise in
entgegen gesetzte Richtungen bewegt. Nach dem Lösen kann beispielsweise die
von einer Saugvorrichtung angesaugte eine Substratscheibe von der
anderen Substratscheibe weg gezogen werden, um sie beispielsweise
in einen Behälter
zur Aufbewahrung oder Entsorgung ablegen zu können.
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Um
die Abformscheibe rasch und sicher von der Substratscheibe zu lösen, wird
das Gas vorzugsweise mit einem Druck von wenigstens 2 bar in den Spalt
geblasen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weisen die beiden Substratscheiben des Verbunds unterschiedliche
Durchmesser auf. Damit wird beim Anlegen des Drucks an die Seitenkante
der größeren Substratscheibe,
die vorzugsweise die Abformscheibe ist, die andere Substratscheibe
nicht berührt
und somit vor Beschädigungen
geschützt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
werden die Substratscheiben nach Anlegen des Drucks gegen die Seitenkante
wenigstens einer Substratscheibe gedreht. Dies hat den Vorteil den
Spalt je nach Anwendung größer oder
kleiner zu gestalten und die Abformscheibe dann leichter mit der
Druckluft wegblasen zu können.
Als Alternative kann beispielsweise auch die Trennvorrichtung entlang
der Seitenkante bewegt werden. Vorzugsweise erfolgt diese Drehung
bzw. Bewegung über
einen Winkelbereich von wenigstens 10°. Vorzugsweise legen eine Vielzahl von
Trennvorrichtungen an mehreren Punkten an der Seitenkante wenigstens
einer der beiden Substratscheiben Druck an.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren
zur Herstellung eines optischen Datenträgers gelöst, bei dem zuerst zwei Substratscheiben
mit einer dazwischen befindlichen Kleberschicht derart zusammengefügt werden, dass
sich eine Groove-Struktur der einen Substratscheibe in die Kleberschicht
einprägt.
Anschließend wird
die eine Substratscheibe durch das oben genannte Verfahren gelöst, ohne
die eingeprägte
Groove-Struktur zu beschädigen.
Vorzugsweise werden die zwei zusammenzufügenden Substratscheiben vorher
mit unterschiedlichen Durchmessern hergestellt und die eine Substratscheibe
kann beispielsweise im Vergleich zur anderen Substratscheibe aus einem
unterschiedlichen Material bestehen, wobei das Material eine geringere
Haftung gegenüber
der Kleberschicht aufweist. Dadurch kann ferner sichergestellt werden,
dass beim Lösen
der einen Substratscheibe keine Teile der Kleberschicht an ihr hängen bleiben
und sie sich leichter lösen
lässt.
In einer weiteren Ausführungsform
kann das oben genannte Verfahren zur Herstellung eines optischen
Datenträgers ferner
das Ausbilden einer reflektierenden Schicht auf der freiliegenden
Groove-Struktur und das Zusammenfügen mit einer weiteren Substratscheibe aufweisen.
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Die,
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, wird auch durch eine Vorrichtung
zum Lösen
einer Substratscheibe aus einem Verbund von zwei Substratscheiben
mit einer dazwischen befindlichen Kleberschicht, mit wenigstens
einer Trennvorrichtung zum Trennen der beiden Substratscheiben gelöst. Die
Trennvorrichtung weist ein Druckelement auf, und zwar mit wenigstens
einer Druckkante zum Anlegen eines Drucks gegen eine Seitenkante
wenigstens einer der Substratscheiben, um einen Spalt dazwischen
zu erzeugen und wenigstens eine zu der wenigstens einen Druckkante
benachbarte Düse,
die in eine Druckrichtung des Druckelements gerichtet ist, um einen
Gasstrom in den Spalt zu lenken, um die beiden Substratscheiben
vollständig
voneinander zu trennen.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung ferner eine Vorrichtung zum Biegen des Verbunds
der Substratscheiben auf. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Vorrichtung eine erste Saugvorrichtung auf, die eine der
beiden Substratscheiben in einem radial inneren Bereich ansaugt,
und eine zweite Saugvorrichtung, die die andere Substratscheibe,
in einem radial äußeren Bereich
ansaugt. Um den Verbund der Substratscheiben Biegen zu können, sind bei
dieser Ausführungsform
Mittel zum Bewegen der ersten und/oder zweiten Saugvorrichtung vorgesehen.
Das Biegen der Substratscheiben vereinfacht dabei erheblich die Öffnung eines
Spalts zwischen den beiden Substratscheiben. Die Biegung erzeugt eine
Vorspannung, sodass ein sehr niedriger Druck ausreicht, damit sich
die eine Substratscheibe zu lösen
beginnt. Vorzugsweise weist dabei die erste und/oder zweite Saugvorrichtung
eine Vielzahl von Saugern auf, die beispielsweise ringförmig angeordnet
sein können.
Die Saugvorrichtungen können auch
als Ringsauger ausgebildet sein.
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Um
das Druckelement wenigstens einer Trennvorrichtung an der Seitenkante
wenigstens eines Substrats entlang bewegen zu können und dadurch die Öffnung des
Spalts über
einen größeren Bereich
zu ermöglichen,
wird in einer weiteren Ausführungsform
der Verbund von Substratscheiben mit einer Drehvorrichtung gedreht.
Alternativ oder auch zusätzlich
weist eine Ausführungsform
ferner eine Bewegungsvorrichtung für die Trennvorrichtung auf, um
die Trennvorrichtung auf die Substratscheiben zu und/oder entlang
der Seitenkante zu bewegen.
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Vorzugsweise
ist dabei eine Vielzahl von Trennvorrichtungen vorgesehen, die mit
gleichem Winkelabstand um die Substratscheiben herum angeordnet
sind. Der Vorteil davon liegt in der gleichmäßigeren Verteilung des angelegten
Drucks an die Seitenkante und das Lösen der Abformscheibe ist besser
kontrollierbar.
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Um
den Gasstrom gezielt in den Spalt hinein zu blasen und ein seitliches
entweichen zu verhindern, besitzt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
das Druckelement zwei Druckkanten, die auf gegenüberliegenden Seiten der Düse angeordnet sind.
Vorzugsweise besteht dabei das Druckelement aus Kunststoff, um es
weicher als die Substratscheiben zu gestalten. Die Substratscheibe
wird somit vor einer Beschädigung
durch die Druckkante geschützt. Dies
gilt insbesondere dann, wenn das Druckelement entlang der Seitenkante
wenigstens einer Substratscheibe bewegt wird. Bei einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung weist das Druckelement wenigstens ein drehbares Element
auf, welches die Druckkante bildet. Dadurch wird bei seitlicher
Bewegung des Druckelements entlang einer Seitenkante einer Substratscheibe
kein Abrieb erzeugt.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung ist die Düse
eine Schlitzdüse.
Bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Düse als
Punktdüse
ausgestattet und weist einen Austrittsbereich mit einem Durchmesser
von 0,5-1,0 mm auf. Die Düse
wird vorzugsweise an einer Gasquelle angeschlossen, die wenigstens
einen Druck von 2 bar liefern kann, um einen genügend hohen Druck für eine rasche
und vollständige
Trennung der Substratscheiben vorsehen zu können.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert; in
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schnittansicht der Vorrichtung zum Lösen einer Substratscheibe aus
einem Verbund von zwei Substratscheiben;
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2 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung zum Lösen einer Substratscheibe aus
einem Verbund von zwei Substratscheiben gemäß 1;
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3 eine
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung
zum Lösen
einer Substratscheibe aus einem Verbund von zwei Substratscheiben;
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4 eine
Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung
zum Lösen
einer Substratscheibe aus einem Verbund von zwei Substratscheiben;
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5a, 5b, 5c und 5d Schnittansichten
der Vorrichtung gemäß 1 in
unterschiedlichen Positionen während
eines Ablösevorgangs;
und
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6a, 6b, 6c und 6d Schnittansichten
eines alternativen Ausführungsbeispiels der
Vorrichtung gemäß 1 in
unterschiedlichen Positionen während
eines Ablösevorgangs.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die
Vorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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1 zeigt
eine Vorrichtung 1 zum Lösen einer Substratscheibe aus
einem Verbund 2 von zwei Substratscheiben, die eine Haltevorrichtung 3 und eine
Trennvorrichtung 4 aufweist.
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Der
Verbund 2 setzt sich zusammen aus einer oberen Substratscheibe 10,
die beispielsweise auch als Abformscheibe bezeichnet werden kann,
einer mittleren Kleberschicht 11 und einer unteren Substratscheibe 12.
Dabei besteht die obere Substratscheibe 10 aus einem unterschiedlichen
Material im Vergleich zur unteren Substratscheibe 12, und
zwar mit einer vergleichsweise geringeren Haftung gegenüber der
Kleberschicht 11. Es ist aber auch möglich Substratscheiben aus
demselben Material vorzusehen.
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Die
Haltevorrichtung 3 besteht aus einer oberen Saugvorrichtung 15,
einer unteren Saugvorrichtung 16 und aus zur Vereinfachung
der Darstellung nicht gezeigten Mitteln zum Bewegen der unteren/oberen
Saugvorrichtungen 15 und 16. Wie aus der 1 ersichtlich
ist, ist die untere Saugvorrichtung 16 im radial inneren
Bereich der unteren Substratscheibe 12 angelegt und die
obere Saugvorrichtung 15 im radial äußeren Bereich der oberen Substratscheibe 10.
Beide Saugvorrichtungen 15 und 16 weisen eine
Vielzahl von Saugern auf, die aber zur Vereinfachung der Darstellung
nicht gezeigt sind. Die Vielzahl von Saugern ist dabei ringförmig angeordnet.
Es ist alternativ möglich
eine oder beide der Saugvorrichtungen 15 und 16 als
Ringsauger auszubilden.
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Die
Trennvorrichtung 4 zum Trennen der beiden Substratscheiben 10 und 12 besteht
aus einem Druckelement 20, das, wie in 2 gezeigt,
zwei Druckkanten 21 aufweist. Ferner ist eine zu den Druckkanten 21 benachbarte
Düse 22 vorgesehen, die
in eine Druckrichtung des Druckelements 20 gerichtet ist.
Die Druckrichtung ist in den Figuren mit einem Pfeil e an der Trennvorrichtung 4 angedeutet. Die
Düse 22 ist
zwischen den Druckkanten 21 angeordnet.
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Wie
in 2 gezeigt ist, weist die Vorrichtung 1 mehrere
Trennvorrichtungen 4 mit dem oben beschriebenen Aufbau
auf, die mit gleichem Winkelabstand um den Verbund 2 der
Substratscheiben herum angeordnet sind. Eine nicht gezeigte Bewegungsvorrichtung
für die
Trennvorrichtung 4 ermöglicht
deren Bewegung auf den Verbund 2 der Substratscheiben 10 und 12 zu
und/oder entlang der Seitenkante 14. Dies ist in 2 mit
Pfeilen c, d angedeutet. Die Trennvorrichtung 4 weist ein
entsprechendes Anschlusselement auf, um die Düse 22 mit einer nicht
dargestellten Gasquelle zu verbinden. Die Düse 22 der Trennvorrichtung 4 ist
als Punktdüse ausgebildet,
und ein Austrittsbereich 24 der Düse 22 besitzt dabei
einen Durchmesser von 0,5 bis 1,0 mm. Alternativ kann die Düse 22 aber
auch als Schlitzdüse
ausgebildet sein.
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Das
Druckelement 20 der Trennvorrichtung 4 oder wenigstens
die Druckkante 21 besteht aus einem Material, das sowohl
weicher als härter
sein kann, als die Substratscheiben 10,12 des
Verbunds 2. Alternativ oder auch zusätzlich kann das Druckelement 20 wenigstens
ein drehbares Element 23 aufweisen, das die Druckkante 21 bildet.
Das drehbare Element 23 ist drehbar gelagert und dreht
sich in Bewegungsrichtung der Trennvorrichtung 4. Dieses Ausführungsbeispiel
mit drehbarer Druckkante der Trennvorrichtung 4 ist in 3 gezeigt.
Natürlich kann
die Trennvorrichtung 4 auch mehrere drehbare Elemente 23 aufweisen.
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Nachfolgend
wird die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Vorrichtung unter
Bezugnahme auf die 5 und 6 näher
erläutert,
die die Vorrichtung gemäß 1 und 2 während unterschiedlicher
Phasen eines Abtrennvorgangs zeigen. Zur Vereinfachung der Darstellung
sind in der 5 und 6 die
Bezugszeichen nicht durchgängig
vorgesehen.
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5 ist unterteilt in die 5a, 5b, 5c und 5d,
wobei die Unterteilungen die einzelnen Zustände in dem Ablauf des Lösens der
oberen Substratscheibe 10 aus dem Verbund 2 zeigen.
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In
einem ersten Schritt, der durch die 5a dargestellt
ist, wird der Verbund 2 der beiden Substratscheiben 10 und 12 durch
die Saugvorrichtungen 15 und 16 angesaugt. Durch
Bewegen der beiden Saugvorrichtungen 15 und 16 mittels
einer nicht gezeigten Bewegungsvorrichtung relativ zueinander wird
der Verbund 2 gebogen, indem die obere Saugvorrichtung 15 nach
oben und die untere Saugvorrichtung nach unten zieht. In einer alternativen
Ausführungsform
zieht nur die obere Saugvorrichtung 15 nach oben und die
untere Saugvorrichtung 16 bleibt stationär oder umgekehrt.
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In
einem nächsten
Schritt, der durch die 5b dargestellt ist, wird das
Druckelement 20 der Trennvorrichtung 4 gegen eine
Seitenkante 14 der oberen Substratscheibe 10 bewegt,
um daran einen Druck anzulegen. Durch diesen Druck wird die obere Substratscheibe
leicht abgehoben und ein Spalt zwischen den Substratscheiben 10 und 12 erzeugt. Durch
eine Bewegung der Trennvorrichtung 4 entlang der Seitenkante 14 der
oberen Substratscheibe 10, wie durch die Pfeile c, d in 2 angedeutet
ist, wird der Spalt über
einen größeren Winkelbereich
geöffnet.
Die Bewegungspfeile c, d sind zwar nur für eine Trennvorrichtung 4 angedeutet,
gelten aber in entsprechender Weise für alle in der Zeichnung dargestellten
Trennvorrichtungen. Um eine optimale Größe des Spalts zu erreichen,
sollte die Bewegung über
einen Winkelbereich von wenigstens 10 Grad erfolgen. Das Gleiche
gilt, wenn nicht die Trennvorrichtung 4 bewegt wird, sondern
der Verbund 2 durch nicht gezeigte Drehvorrichtungen der
Saugvorrichtungen 15 und 16 gedreht wird.
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Um
die zwei Substratscheiben vollständig voneinander
zu lösen,
wird in einem nächsten
Schritt, der in 5c gezeigt ist, ein Gas mit
einem Druck von mindestens 2 bar in den Spalt hinein geblasen. Hierdurch
wird eine rasche Lösung
der oberen Substratscheibe 10 derart bewirkt, dass die
Kleberschicht 11 vollständig
an der unteren Substratscheibe 12 verbleibt. Dieses Gas
kann z.B. gefilterte Luft oder ein sonstiges geeignetes Gas sein.
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Nach
dem Lösen
wird in einem nächsten Schritt,
der in 5d gezeigt ist, die Trennvorrichtung 4 von
den beiden Substratscheibe 10 und 12 wegbewegt,
und die obere Substratscheibe 10 wird durch die Saugvorrichtung 15 von
der unteren Substratscheibe 12 weg gezogen und abtransportiert.
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Nachfolgend
wird eine alternative Funktionsweise der zuvor beschriebenen Vorrichtung
anhand der 6a, 6b, 6c und 6d erläutert.
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Im
Unterschied zur vorhergehenden Funktionsweise, die anhand der 5a bis 5d beschrieben
wurde, wird der Verbund 2 der beiden Substratscheiben 10 und 12,
wie gezeigt in 6a, nicht gebogen, sondern nur
von den Saugvorrichtungen 15 und 16 gehalten.
Um trotzdem die obere Substratscheibe 10 aus dem Verbund 2 lösen zu können, wird der
Druck über
das Druckelement 20 der Trennvorrichtung 4, wie
in 6b gezeigt ist, in einem schrägen Winkel an die obere Substratscheibe 10 angelegt,
um die obere Substratscheibe 10 nach oben zu drücken. Dadurch
entsteht wiederum ein Spalt.
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Anschließend werden
die Substratscheiben durch Einleiten von Gas vollständig voneinander
getrennt, und die obere Substratscheibe 10 durch die Saugvorrichtung
abtransportiert, wie in 6c und 6d dargestellt
ist.
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Bei
einem alternativen Ausführungsbeispiel, das
in 4 dargestellt ist, besitzt die obere Substratscheibe 10 im
Vergleich zur unteren Substratscheibe 12 einen größeren Durchmesser.
Dies erleichtert es, die obere Substratscheibe 10 aus dem Verbund 2 der
beiden Substratscheiben 12 und 10 zu lösen, ohne
dabei die untere Substratscheibe 12 zu berühren.
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Die
oben beschriebene Vorrichtung und das Verfahren wird vorzugsweise
in einer Anlage zur Herstellung eines doppelseitigen optischen Datenträgers eingesetzt,
die zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. Die Anlage weist in
bekannter Weise Mittel auf, um die Substratscheiben 10, 12 herzustellen
und gegebenenfalls mit reflektierenden Schichten zu versehen und
anschließend
zwei Substratscheiben mit einer dazwischen befindlichen Kleberschicht 11 zusammenzufügen, so
dass sich eine Groove-Struktur der Substratscheiben in die Kleberschicht 14 einprägt. Zum
Lösen der
oberen Substratscheibe 10 aus dem Verbund 2 der
beiden Substratscheiben 10 und 12 wird die oben
beschriebene Vorrichtung und das Verfahren verwendet, wobei die
eingeprägte
Groove-Struktur nicht beschädigt
wird. Bei diesem Verfahren zur Herstellung eines doppelseitigen
optischen Datenträgers,
werden die Substratscheiben vor dem Zusammenfügen mit unterschiedlichen Durchmessern
vorgesehen (siehe 4). Dabei besteht die zu lösende Substratscheibe
aus unterschiedlichem Material, das im Vergleich zur anderen Substratscheibe eine
geringere Haftung gegenüber
der Kleberschicht 14 aufweist. Nach dem Lösen der
oberen Substratscheibe 10 wird eine reflektierende Schicht
auf der freiliegenden Groove-Struktur ausgebildet und mit einer
weiteren Substratscheibe, die beispielsweise in gleicher Weise hergestellt
wurde, zusammengefügt.
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Die
Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung näher erläutert. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf das konkret dargestellte Ausführungsbeispiel,
sondern nur auf die nachfolgenden Ansprüche beschränkt.