DE19817150A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verkleben von scheibenförmigen Substraten - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Verkleben von scheibenförmigen SubstratenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verkleben zweier Substratteile zu einem Substrat, insbesondere einem scheibenförmigen Substrat oder einer DVD, wobei der untere Substratteil durch ein Halteelement mit Unterdruck über einen ersten Strömungsweg an einem Substratträger lagefixiert ist und über einen zweiten Strömungsweg zwischen den beiden Substratteilen befindliches Bondmaterial beim Schleudern der Substratteile mit einem variablen Unterdruck beaufschlagt werden kann. Dadurch wird ein kontrolliertes, zentrisches Ansaugen des Bondmaterials in Richtung zur Drehachse gewährleistet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Verkleben von aus zwei Teilen oder Hälften
zusammengefügten scheibenförmigen Substraten, insbesondere
zum Verkleben zweier Halbseiten von digitalversatilen Disks
(DVD's) mit Bondmaterial.
Aus der DE-A 196 51 423 ist eine Vorrichtung zum Verkleben
von aus zwei Hälften bestehenden Substraten bekannt, die auf
einem Substratträger gehalten werden, der über eine
Antriebseinrichtung angetrieben bzw. in eine Rotations
bewegung versetzt werden kann. Der aufzutragende Kleber wird
über eine Zuführeinrichtung auf die Oberfläche der ersten
auf dem Substratträger liegenden Substrathälfte aufgebracht.
Danach wird die zweite Substrathälfte auf die erste Hälfte
aufgelegt. Dann wird der Substratträger in eine Rotations
bewegung versetzt, so daß der Kleber zwischen den beiden
Substrathälften durch Zentrifugalkräfte radial nach außen
getrieben wird. Gleichzeitig kann von einer zentralen
Öffnung im Substrat aus mittels einer Vakuumpumpe ein
Hohlraum zwischen den beiden Substrathälften, der zunächst
nicht vom Kleber ausgefüllt ist, mit einem Unterdruck
beaufschlagt werden, so daß der Kleber auch radial nach
innen, d. h. in Richtung zur Drehachse gezogen wird. Der
durch die Zentrifugalkräfte aus dem Hohlraum zwischen den
Substrathälften nach außen geschleuderte Klebstoff wird
durch eine Sammelrinne zum Klebstoffbehälter zurückgeführt.
Die Sammelrinne kann ebenfalls mit dem von der Vakuumpumpe
erzeugten Unterdruck beaufschlagt werden. Die beiden
Substrathälften werden während des Klebevorgangs durch
Reibschluß am Substratträger gehalten.
Es ist ferner eine Vorrichtung zum Verkleben von DVD's
bekannt, wobei ein Unterdruck eine Substrathälfte am
Substratträger festhält und gleichzeitig am Hohlraum
zwischen den beiden Substrathälften durch die zentrale
Öffnung im Substrat anliegt. Diese Vorrichtung hat
insbesondere den Nachteil, daß sich das Klebematerial
unbefriedigend verteilt. So ist ein gezieltes, zentrisches
Ansaugen des Klebematerials zwischen den beiden Substrat
hälften in der als Abschleuderkopf bezeichneten Vorrichtung
nicht oder nur sehr unvollkommen möglich, da der Unterdruck
zum Festhalten des Substrats auf dem Substratträger dies
behindert. Ferner ist es schwierig die Vorrichtung sauber zu
halten, da ein Druckausgleich erst dann erfolgen kann, wenn
der Substratträger mit den Substrathälften nicht mehr
rotiert. Unter Umständen ist jedoch der Kleber bereits vor
dem Stillstand des Substratträgers bis über den Rand der
zentralen Öffnung der Substrathälften hinaus vorgedrungen,
so daß die Vorrichtung selbst mit Kleber verunreinigt wird.
Die damit verbundenen Reinigungs- und Wartungszeiten erhöhen
die Betriebskosten erheblich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung
und ein verbessertes Verfahren zum Verkleben von zwei
Substratteilen zu einem Substrat, insbesondere einem
scheibenförmigen Substrat bzw. einer DVD zur Verfügung zu
stellen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche
gelöst.
Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, die
Fixierung des Substrats auf dem Substratträger separat zur
Verteilung des Bondmaterial-Klebematerials zwischen den
Substrathälften, insbesondere in Richtung zur Drehachse des
Abschleuderkopfes, mittels mindestens zweier voneinander
unabhängiger Unterdrücke vorzusehen. Einerseits wird das
Substrat auf einem Substratträger fixiert und andererseits
das Bondmaterial zwischen den beiden Substratteilen im
Abschleuderkopf gezielt und zentrisch nach innen gesaugt,
wobei eine Beeinflussung des Ansaugens nach innen durch den
Unterdruck der Festhaltevorrichtung ausgeschlossen wird.
Dadurch wird gegenüber den bekannten Klebevorrichtungen
insbesondere die Möglichkeit geschaffen, das Substrat auf
einfache Weise am Substratträger zu sichern und gleichzeitig
den Unterdruck zum Ansaugen des Bondmaterials durch die
zentrale Öffnung im Substrat entlang einer beliebigen
Funktion während des Schleudervorgangs zu variieren, so daß
eine verbesserte Verklebung hergestellt werden kann und
gleichzeitig eine Verunreinigung oder Beschädigung der
Vorrichtung vermieden wird. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, daß Klebevorrichtungen, die bereits mit Vakuum
haltevorrichtungen für Substrate ausgestattet sind, durch
den Austausch relativ weniger Bauelemente zur erfindungs
gemäßen Vorrichtung umgerüstet werden können. Dadurch können
sowohl Umbaukosten gespart wie auch die Effizienz
bestehender Anlagen gesteigert werden.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor
richtung zum Verkleben von zwei Substratteilen zu
einem Substrat; und
Fig. 2 das Detail II von Fig. 1.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 2 zum Verkleben
von zwei Substratteilen 4 und 6 zu einem Substrat 8. Das
Substrat 8 ist in der dargestellten Ausführungsform eine
DVD, die im wesentlichen aus zwei Substratteilen 4 und 6,
die jeweils Halbseiten bilden, besteht. Die Vorrichtung 2
weist einen Substratträger 10 auf, auf dem die Halbseiten 4,
6 der DVD 8 aufliegen. Zur Positionierung und Zentrierung
der beiden Halbseiten 4 und 6 der DVD 8 auf dem Substrat
träger 10 ist ein Dorn 12 vorgesehen, der zentrale Öffnungen
14 bzw. 16, die in den Halbseiten 4, 6 jeweils vorgesehen
sind, fluiddicht abdichtet. Die Reihenfolge des Zusammen
setzens der einzelnen Teile wird später erläutert.
Der Substratträger 10 weist an seinem radial äußeren Umfang
einen Ringkanal 18 auf, der beim Abschleudern radial nach
außen austretendes überschüssiges Bondmaterial 40
(Klebematerial) sammelt. Der Ringkanal 18 wird von einem
Leitelement 20 gebildet, das am Substratträger 10 befestigt
ist. Zum Abtransport des überschüssigen Bondmaterials ist im
Ringkanal 18 mindestens eine Ablauföffnung 22 vorgesehen,
durch die das Bondmaterial 40 abfließen kann, um an
schließend über eine Rücklaufleitung 24 einem Bondmaterial-Vor
ratsbehälter zugeführt zu werden.
Der Substratträger 10, der Ringkanal 18 und das Leitelement
20 sowie der Dorn 12 sind um eine gemeinsame Drehachse 26
drehbar gelagert. Um diese Elemente in eine Rotations
bewegung zu versetzen, ist eine Antriebseinrichtung (nicht
dargestellt) mit einer Antriebswelle 28 vorgesehen, die bei
Bedarf ein beliebig steuerbares Drehmoment zum Antreiben der
Vorrichtung 2, die auch als Abschleuderkopf bezeichnet wird,
zur Verfügung stellt.
Eine der Halbseiten 4 der DVD 8 wird durch Unterdruck auf
dem Substrathalter 10 und einem Halteelement 30 gehalten.
Das Halteelement 30 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet
und weist mindestens einen Kanal 32 zum Absaugen von Luft
mit Hilfe einer ersten Absaugvorrichtung (nicht dargestellt)
auf. Somit wird die Halbseite 4 der DVD 8 konzentrisch zum
Dorn 12 auf dem Substratträger 10 fixiert. Zum Absaugen der
Luft ist der mindestens eine Kanal 32 über einen Strömungs
weg 50 mit der ersten Absaugvorrichtung verbunden. Der erste
Strömungsweg 50 weist einen ersten Teilabschnitt 55, der im
Abschleuderkopf vorgesehen ist, einen zweiten Teilabschnitt
54, der in der Antriebswelle 28 der Antriebseinrichtung
vorgesehen ist, und einen dritten Teilabschnitt (nicht
dargestellt), der eine Verbindung zwischen der Absaug
vorrichtung und der Antriebswelle 28 herstellt, auf. Durch
Betätigung der Absaugvorrichtung wird die im ersten
Strömungsweg 50 enthaltene Luft abgesaugt und ein Unterdruck
erzeugt, der die untere Halbseite 4 der DVD 8 auf dem
Halteelement 30 lagefixiert.
Anschließend wird das Bondmaterial 40 auf die untere
Halbseite 4 der DVD mit Hilfe einer Zufuhreinrichtung (nicht
dargestellt), beispielsweise ringförmig, aufgetragen. Die
obere Halbseite 6 der DVD 8 kann durch eine Tragvorrichtung,
z. B. einen Tragarm bzw. Schwenkarm (nicht dargestellt),
transportiert und konzentrisch zur unteren Halbseite 4 über
den Dorn 12 geschoben werden. Der Dorn 12 dichtet einen
radial inneren Hohlraum 48 zwischen den Halbseiten 4, 6
gegen die Ränder der zentralen Öffnungen 14, 16 fluiddicht
ab.
Zum Verteilen des Bondmaterials 40 zwischen den beiden
Halbseiten 4 und 6 der DVD 8 wird der Abschleuderkopf in
Rotationsbewegung versetzt, so daß das Bondmaterial 40 durch
Zentrifugalkräfte radial nach außen getrieben bzw.
geschleudert wird. Tritt das Bondmaterial 40 über den radial
äußeren Rand 42 der DVD 8 hinaus, wird es gegen das
Leitelement 20 geschleudert und über den Ringkanal und die
Ablauföffnungen 22 mittels der Rücklaufleitung 24 zum Bond
material-Vorratsbehälter entlang der Pfeile 44 und 46
zurückgeführt.
Zur Verteilung des Bondmaterials 40 zwischen den beiden
Halbseiten 4 und 6 der DVD 8 wird parallel zum Schleudern an
den radial inneren Hohlraum 48 zwischen den beiden
Halbseiten 4 und 6 ein Unterdruck angelegt. Dazu ist dieser
Hohlraum 48 über einen zweiten Strömungsweg 36 mit einer
zweiten Absaugvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Der
zweite Strömungsweg 36 weist einen Teilabschnitt 52 im
Abschleuderkopf, einen weiteren Teilabschnitt 34, 38 in der
Antriebswelle 28 und einen Abschnitt zwischen der Absaug
vorrichtung und der Antriebswelle 28 auf. Der im
Abschleuderkopf befindliche Teilabschnitt 52 des zweiten
Strömungsweges 36 stellt eine Verbindung zum Hohlraum 48 her
und erstreckt sich dazu durch den Dorn 12. Der Teilabschnitt
52 ist beispielsweise als in die Oberfläche des Dorns 12
eingearbeitete Nut ausgebildet, wobei bereits eine einzige
Nut zur Erzeugung des Unterdruckes im Hohlraum 48 ausreicht.
Der Teilabschnitt 52 beeinträchtigt nicht die exakte
Lagefixierung und die Zentrierung der unteren Halbseite 4
der DVD 8 und den Abdichtungseffekt zwischen dem Dorn 12 und
den zentralen Öffnungen 14, 16 der Halbseiten 4, 6 der DVD
8. Dadurch liegt der Unterdruck im Hohlraum 48 der DVD 8
unabhängig vom Unterdruck zum Fixieren der DVD 8 am
Halteelement 30 bzw. dem Substrathalter 10 im Abschleuder
kopf an. Das Bondmaterial verteilt sich zwischen den beiden
Halbseiten 4 und 6 gleichmäßig und breitet sich vorzugsweise
auch gleichzeitig nach allen Richtungen aus. Beispielsweise
kann der Unterdruck zum Fixieren der zuerst in den
Abschleuderkopf eingelegten Halbseite 4 sofort nach dem
Einlegen und der Unterdruck zum Verteilen des Bondmaterials
im Hohlraum 48 lediglich während der Rotation des
Abschleuderkopfes angelegt werden. Die Druckverhältnisse zum
Fixieren der DVD 8 auf dem Substrathalter 10 und zum
Ausfüllen des Hohlraumes 48 mit Bondmaterial 40 werden
unabhängig voneinander entsprechend gesteuert.
Unterschiedliche, zwangsläufig vorhandene Leckagen am Außen
umfang der DVD 8 haben keinen Einfluß auf den Unterdruck im
Hohlraum 48 zwischen den beiden Halbseiten 4 und 6 der DVD
8.
Die zweite mit dem Hohlraum 48 verbundene Absaugvorrichtung
erzeugt ein dem Prozeßverlauf angepaßtes und während des
Prozeßverlaufes variables Ansaugprofil, wobei über den
zweiten Strömungsweg 36 gezielt ein Unterdruck zwischen den
beiden Halbseiten 4 und 6 der DVD 8 erzeugt wird und so ein
gesteuertes, kontrolliertes zentrisches Ansaugen des
Bondmaterials in Richtung zur Drehachse der DVD 8
gewährleistet wird. Da somit das Bondmaterial 40 mit
verschiedenen Unterdrücken beaufschlagt wird, kann abhängig
von den Prozeßparametern, z. B. Drehzahl des Abschleuder
kopfes, Größe des Hohlraums 48, Temperatur, Art des
Bondmaterials, Beschaffenheit der Oberflächen usw., eine
exakte Verteilung des Bondmaterials 40 gewährleistet werden.
Gleichzeitig kann sichergestellt werden, daß der Dorn 12
nicht durch Bondmaterial 40 verschmutzt wird. Dies ist
insbesondere deshalb möglich, da die Absaugung durch den
zweiten Strömungsweg 36 nicht zwangsläufig während des
Festhaltens der DVD 8 erfolgen muß.
Das Ansaugen der unteren Halbseite 4 der DVD 8 am
Substrathalter 10 mit Unterdruck gewährleistet ein einfaches
und sicheres Fixieren der Lage auf dem Substratträger 10,
ohne dabei umständliche und teure mechanische Haltevor
richtungen vorsehen zu müssen.
Zum Entfernen der fertig verklebten DVD 8 vom Substratträger
10 kann der Dorn 12 gegen die Federkraft einer Feder 56
(schematisch dargestellt) nach unten gedrückt werden, so daß
ein Greifer (nicht dargestellt) die DVD 8 durch die zentrale
Öffnung 14 und 16 ergreifen und entnehmen kann.
Über die Rücklaufleitung 24 des Bondmaterials kann zur
Unterstützung der Rückführung ebenfalls ein Unterdruck im
Gehäuse 58 außerhalb der DVD 8 erzeugt werden.
Zur Erzeugung der jeweiligen Unterdrücke für die erfindungs
gemäße Vorrichtung 2 kann anstelle der verschiedenen Absaug
vorrichtungen auch eine einzige gemeinsame Absaugvorrichtung
vorgesehen sein. Diese wird dann jedoch über geeignete
Mittel so steuerbar sein, daß einerseits die untere
Halbseite 4 der DVD 8 über den Strömungsweg 50 lagefixiert
werden kann und unabhängig davon über den zweiten
Strömungsweg 36 ein variabler Unterdruck erzeugt werden
kann. Auch die Absaugung über die Rücklaufleitung 24 könnte
gegebenenfalls über eine zentrale Absaugvorrichtung
realisiert werden. Die gemeinsame Absaugvorrichtung weist
dann eine Steuereinrichtung auf, mit der beispielsweise
Ventile in den Strömungswegen 50, 36 gesteuert werden
können, um verschiedene Unterdruckverhältnisse zu erzeugen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Verbinden zweier Substratteile (4, 6)
zu einem Substrat (8), insbesondere einem scheiben
förmigen Substrat oder einer DVD mittels eines Bond
materials (40) mit:
einem um eine Drehachse (26) drehbaren Abschleuderkopf zum Aufnehmen der Substratteile (4, 6),
einer ersten Absaugvorrichtung zum Erzeugen eines ersten Unterdruckes zur rotationssymmetrischen Lage fixierung mindestens eines Substratteils (4, 6) im Abschleuderkopf,
und einer zweiten Absaugvorrichtung zum Erzeugen eines zweiten Unterdruckes zum Verteilen des Bondmaterials (40) zwischen den Substratteilen (4, 6) des scheiben förmigen Substrats (8) in Richtung zur Drehachse (26) des Abschleuderkopfes,
wobei die Unterdrücke unabhängig voneinander steuerbar sind.
einem um eine Drehachse (26) drehbaren Abschleuderkopf zum Aufnehmen der Substratteile (4, 6),
einer ersten Absaugvorrichtung zum Erzeugen eines ersten Unterdruckes zur rotationssymmetrischen Lage fixierung mindestens eines Substratteils (4, 6) im Abschleuderkopf,
und einer zweiten Absaugvorrichtung zum Erzeugen eines zweiten Unterdruckes zum Verteilen des Bondmaterials (40) zwischen den Substratteilen (4, 6) des scheiben förmigen Substrats (8) in Richtung zur Drehachse (26) des Abschleuderkopfes,
wobei die Unterdrücke unabhängig voneinander steuerbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei
der Abschleuderkopf einen Substratträger (10) zum
Aufnehmen eines ersten Substratteils (4), einen
Zentrierdorn (12) zum Zentrieren und radial inneren
Abdichten der Substratteile (4, 6), ein Unterdruck-Halte
element (30) zur Lagefixierung des mindestens
einen Substratteils (4, 6) auf dem Substratträger (10)
und eine Antriebseinrichtung mit einer Antriebswelle
(28) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einem ersten
Strömungsweg (54, 50, 55) zwischen der ersten
Absaugvorrichtung und dem Halteelement (30).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, mit einem zweiten
Strömungsweg (38, 34, 36, 52) zwischen der zweiten Ab
saugvorrichtung und einem zwischen den beiden Substrat
teilen (4, 6), dem Bondmaterial (40) und dem Zentrier
dorn (12) gebildeten, radial inneren Hohlraum (48).
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die
Strömungswege (36, 50) zumindestens teilweise in der
Antriebswelle (28) der Antriebseinrichtung des
Abschleuderkopfes verlaufen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der
Abschleuderkopf ein einen Ringkanal (18) bildendes
Leitelement (20) und mindestens eine Ablauföffnung (22)
für überschüssiges Bondmaterial (40) zu dessen
Rückführung aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
eine weitere Absaugvorrichtung zur Unterstützung der
Rückführung des überschüssigen Bondmaterials (40)
vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Absaugvorrichtungen voneinander unabhängig arbeiten
oder eine einzige Absaugvorrichtung mit einer
geeigneten Steuereinrichtung zur Bereitstellung der
voneinander unabhängigen Unterdrücke ausgebildet sind.
9. Verfahren zum Verbinden zweier Substratteile (4, 6) zu
einem Substrat (8), insbesondere einem scheibenförmigen
Substrat oder einer DVD mittels eines Bondmaterials
(40), mit den Schritten:
- a) Einlegen und Zentrieren eines ersten Substratteils (4) auf einen Substratträger (10) in einem um eine Drehachse (26) drehbaren Abschleuderkopf;
- b) Erzeugen eines ersten Unterdrucks und Fixieren der Lage des ersten Substratteils (4) auf dem Substrat träger (10);
- c) Auftragen eines Bondmaterials (40) auf den ersten Substratteil (4);
- d) Auflegen eines zweiten Substratteils (6) auf den ersten Substratteil (4) und das Bondmaterial (40);
- e) Drehen des Abschleuderkopfes, so daß das Bond material (40) durch Zentrifugalkräfte in Richtung zum radial äußeren Rand des Substrats (8) getrieben wird; und
- f) Erzeugen eines zweiten Unterdrucks, so daß das Bondmaterial (40) zwischen den Substratteilen (4, 6) des Substrats (8) in Richtung zur Drehachse (26) fließt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite Unterdruck
unabhängig vom ersten Unterdruck steuerbar ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei überschüssiges
Bondmaterial (40) über ein Leitelement (20), einen
Ringkanal (18) und Ablauföffnungen (22, 24) zurück
geleitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei zur
Unterstützung der Rückführung des Bondmaterials (40)
außerhalb der Subtratteile (4, 6) ein Unterdruck
erzeugt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die
Unterdrücke von voneinander unabhängigen Absaugvor
richtungen erzeugt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die
Unterdrücke von einer gemeinsamen Absaugvorrichtung mit
einer geeigneten Steuereinrichtung zum Erzeugen der
verschiedenen Unterdrücke bereitgestellt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19817150A DE19817150A1 (de) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | Vorrichtung und Verfahren zum Verkleben von scheibenförmigen Substraten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19817150A DE19817150A1 (de) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | Vorrichtung und Verfahren zum Verkleben von scheibenförmigen Substraten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19817150A1 true DE19817150A1 (de) | 1999-10-21 |
Family
ID=7864897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19817150A Ceased DE19817150A1 (de) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | Vorrichtung und Verfahren zum Verkleben von scheibenförmigen Substraten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19817150A1 (de) |
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