DE69737244T2

DE69737244T2 - Vorrichtungen zur Herstellung laminierter optischer Platten

Info

Publication number: DE69737244T2
Application number: DE69737244T
Authority: DE
Inventors: Hisaki Suita-shi Miyamoto; Kiyoshi Inoue; Hirokazu Katano-shi Itou; Neyagawa-shi Kozono Toshikazu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2017-04-19
Also published as: EP0895234A4; EP0895234B1; CN1911653A; EP1120781A1; DE69737244D1; US20010035262A1; CN1160717C; KR20000010532A; CN1216625A; DE69714983D1; EP1120781B1; CN100528559C; JP3833265B2; US20040149380A1; US20010035254A1; US20020011299A1; EP0895234A1; US6733604B2; CN1542797A; WO1997040494A1

Description

TECHNIK GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren und eine Herstellungsvorrichtung für ein Optikplattenaufzeichnungsmedium (Optik-Disk-Aufzeichnungsmedium), das aus mehreren laminierten Substraten besteht, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laminieren zweier Substrate.
HINTERGRUNDTECHNIK
Um eine höhere Aufzeichnungsdichte in einem Optikplattenaufzeichnungsmedium zu erzielen, ist es notwendig, die Wellenlänge des für die Aufzeichnung und die Wiedergabe verwendeten Lasers zu verkürzen, während gleichzeitig eine numerische Apertur (NA) einer Objektivlinse erhöht wird. Wenn jedoch eine Schieflage zwischen der Platte (Disk) und der Laserstrahlachse infolge einer Plattenrotation oder einer Deformation auftritt, wird der Brennpunkt des Lasers aus der korrekten Position auf der Informationssignaloberfläche der Platte versetzt. Primäre Typen der Schieflage umfassen eine so genannte radiale Schieflage, bei der das Optikplattenaufzeichnungsmedium aufgrund seines Eigengewichts in konischer Weise durchhängt, wenn die Platte in ein Optikplattenlaufwerk eingelegt ist, und eine so genannte tangentiale Schieflage, bei der das Optikplattenaufzeichnungsmedium infolge der Lage des Optikplattenlaufwerks selbst oder der Abmessungsgenauigkeit des Einlegens des Optikplattenaufzeichnungsmediums in das Optikplattenlaufwerk sich in Umfangsrichtung neigt.
Es ist notwendig, die Aufzeichnungsvertiefungen (Aufzeichnungs-Pits) größer zu machen, um einen durch Schieflage hervorgerufenen Versatz des Laserstrahlbrennpunkts zu kompensieren, wobei es hierdurch äußerst schwierig wird, die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen. Der Versatz des Laserstrahlbrennpunkts kann reduziert werden, wenn die Dicke der Optikplattenaufzeichnungsmedium-Substrate dünner gemacht wird. Da jedoch die Plattensteifigkeit abnimmt, wenn die Substrate des Optikplattenaufzeichnungsmediums dünner gemacht werden, tritt leicht eine noch größere Schieflage auf, wobei nicht nur die Wirkung des Dünnermachens der Substrate vermindert wird, sondern auch der Versatz des Laserstrahlbrennpunktes noch größer wird.
Die Erhöhung der mechanischen Festigkeit eines Optikplattenaufzeichnungsmediums durch Laminieren zweier Substrate ist ein äußerst effektives Mittel, um die Schieflage einer Platte infolge des Dünnermachens der Substrate zu verhindern. Die Aufzeichnungskapazität eines einzelnen Optikplattenaufzeichnungsmediums kann ferner verdoppelt werden, indem auf zwei Seiten der laminierten Substrate eine Informationssignaloberfläche angeordnet wird. Wenn z. B. ein Optikplattenaufzeichnungsmedium durch Laminieren zweier Substrate hergestellt wird, ist es möglich, eine einseitige, einschichtige Platte OD1 herzustellen, bei der nur auf einer Oberfläche der Platte eine Verfahrenssignaloberfläche angeordnet ist, eine einseitige, doppelschichtige Platte OD2 herzustellen, bei der in zwei Schichten auf einer einzigen Seite der Platte eine Informationssignaloberfläche angeordnet ist, oder eine doppelseitige, einschichtige Platte OD3 herzustellen, in der eine einzelne Informationssignaloberfläche jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet ist. Ein Beispiel einer einseitigen, einschichtigen Platte OD1 ist in 13 gezeigt, eine einseitige, doppelschichtige Platte OD2 ist in 14 gezeigt, und eine doppelseitige, einschichtige Platte OD3 ist in 15 gezeigt. Es ist zu beachten, dass in jeder Figur Ls den Aufzeichnungs/Wiedergabe-Laserstrahl bezeichnet, RS die Informationsaufzeichnungsoberfläche bezeichnet, AS eine Klebeschicht bezeichnet und PL eine Schutzschicht bezeichnet.
Im Fall einer einseitigen, doppelschichtigen Platte OD2, wie in 14 gezeigt ist, muss der Laserstrahl LS2 für die Aufzeichnung und die Wiedergabe in der Informationsaufzeichnungsoberfläche RS1 in 1 durch die Klebeschicht AS hindurchtreten. Außerdem kann im Fall einer doppelseitigen, einschichtigen Platte OD3, die in 15 gezeigt ist, keine Etikettenschicht zum Anzeigen eines Titels und anderer Platteninhalte vorgesehen werden.
Verfahren zur Herstellung eines Optikplattenaufzeichnungsmediums durch Laminieren mehrerer Substrate auf diese Weise kann grob in zwei Verfah ren klassifiziert werden, auf der Grundlage des Auftragsverfahren des Klebstoffs zum Laminieren der Substrate, nämlich ein Aufdruckverfahren und ein Rotationsbeschichtungsverfahren. Zuerst wird im Folgenden mit Bezug auf die 11 und 12 das Aufdruckverfahren beschrieben, woraufhin mit Bezug auf die 16, 17, 18 und 19 das Rotationsbeschichtungsverfahren beschrieben wird.
Ein Optikplattenaufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren, das das Aufdruckverfahren verwendet, ist in den 11 und 12 skizziert. Unter Verwendung eines thermoplastischen Kunstharzes mit einer hohen Viskosität bei Raumtemperatur wird ein Klebstoff PP gleichmäßig durch ein Sieb SP auf die gesamte Oberfläche eines Substrats 6 aufgetragen, während ein Spatel 60 in einer bestimmten Richtung Ds bewegt wird; ferner werden anschließend zwei solche Substrate mit ihren mit dem thermoplastischen Kunstharz PP beschichten Oberflächen einander gegenüberliegend positioniert und erwärmt, bis das thermoplastische Kunstharz weich wird, woraufhin Druck ausgeübt wird, um die zwei Substrate zusammenzupressen, wodurch die zwei Substrate verbunden werden (Bonding), um ein Optikplattenaufzeichnungsmedium herzustellen.
Da jedoch das thermoplastische Kunstharz nicht transparent ist, kann es bei der Herstellung einer einseitigen, doppelschichtigen Platte OD2 nicht verwendet werden. Wenn außerdem ein weiteres Substrat gegen das thermoplastische Kunstharz PP gepresst wird, das auf der gesamten Oberfläche des Substrats aufgetragen ist, tritt zwangsweise eine große Anzahl von Blasen zwischen dem Kunstharz PP und dem Substrat aufgrund des Oberflächenkontakts zwischen diesen auf, wobei die Substrate mit diesen in der Klebstoffschicht gefangenen Blasen verbunden werden. Da die in dieser Klebstoffschicht gefangenen Blasen den Laserstrahl streuen und die Datenaufzeichnung und -wiedergabe stören, kann das Aufdruckverfahren nicht angewendet werden, um ein Optikplattenaufzeichnungsmedium herzustellen, das eine Informationsaufzeichnungsschicht, die mittels eines durch eine Klebstoffschicht hindurch tretenden Laserstrahls beschrieben und gelesen wird, umfasst, wie bei einer einseitigen, doppelschichtigen Platte OD2, selbst wenn ein transparentes thermoplastisches Kunstharz in Zukunft möglich wird.
Da außerdem die Thermoplastizität eine reversible Reaktion ist, kann die Einwirkung einer Temperatur, die die thermoplastische Temperatur überschreitet, selbst nachdem die Substrate laminiert sind und ein fertiges Optikplattenaufzeichnungsmedium hergestellt worden ist, die Klebstoffschicht lösen, und die laminierten Substrate können sich aufgrund ihres Eigengewichts verziehen, was im schlimmsten Fall sogar dazu führt, dass die oberen und unteren Substrate verschoben oder getrennt werden. Da die Viskosität des thermoplastischen Materials hoch ist, muss hervortretender Klebstoff mechanisch entfernt werden, wenn die Substrate laminiert werden. Außerdem variiert die Dickenverteilung der Aufdruckschicht PP zwischen Platten in Durchmesserrichtung oder in Richtung Ds der Bewegung des Spatels 60 infolge der Aufdruckbeschichtung, wie in 12 gezeigt ist. Das heißt, wenn der Abstand zwischen dem Substrat 6 und dem Sieb SP an diametral gegenüberliegenden Kanten des Substrats 6 gleich S1 und S2 ist, variiert die Dicke der Klebstoffschicht auf dem Substrat 6 in diametraler Richtung um |D1 – D2|. Da als Ergebnis die Dicke in Radialrichtung im gleichen Umfang variiert, entstehen Qualitätsprobleme bei Platten, die bei Gebrauch rotieren.
In einem Aufdruckverfahren wird ein lichtdurchlässiges, lichtaushärtendes Kunstharz anstelle eines thermoplastischen Kunstharzes als Klebstoff verwendet. In diesem Fall wird ein lichtaushärtendes Kunstharz mit einer hohen Viskosität ähnlich dem thermoplastischen Kunstharz verwendet und unter Verwendung eines Verfahrens, wie z. B. in 11 und 12 gezeigt ist, auf die Substrate aufgedruckt. Die Klebstoffoberflächenseite des Substrats wird anschließend Licht ausgesetzt, um den Klebstoff leicht auszuhärten, wobei in einer Weise Druck ausgeübt wird, die die zwei Substrate zusammenpresst, wodurch die zwei Substrate verbunden werden und ein Optikplattenaufzeichnungsmedium hergestellt wird. Obwohl bei diesem Verfahren ein lichtdurchlässiges Kunstharz als Klebstoff verwendet werden kann, führt das Bedrucken der gesamten Oberfläche wieder zu Blasen, die in der Klebstoffschicht eingeschlossen werden, wenn die Substrate zusammengefügt werden. Das heißt, dieses Verfahren kann nicht für die Herstellung einer einseitigen, doppelschichtigen Platte OD2 verwendet werden. Außerdem ergeben sich Qualitätsprobleme beim fertigen Optikplattenaufzeichnungsmedium infolge von Variationen der Klebstoffdicke in Radialrichtung und auf dem gleichen Umfang des Substrats.
Ein Herstellungsverfahren für eine einseitige, doppelschichtige Platte OD2 unter Verwendung eines herkömmlichen Rotationsbeschichtungsverfahrens wird im Folgenden mit Bezug auf die 16, 17, 18, 19 und 20 kurz beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Optikplattenaufzeichnungsmedium OD2 hergestellt wird, indem ein erstes Substrat 6 und ein zweites Substrat 9, die unter Verwendung eines Polycarbonats oder eines anderen transparenten Kunstharzes mittels Spritzguss oder eines anderen Verfahrens im Voraus hergestellt worden sind, verbunden werden. Eine erste Informationsaufzeichnungsoberfläche RS1 ist auf einer Seite des ersten Substrats 6 angeordnet, wobei ein Reflexionsfilm auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche RS1 mittels Sputtern oder Vakuumgasabscheidung ausgebildet wird. Für diesen Reflexionsfilm wird hauptsächlich Aluminium verwendet. Eine zweite Informationsaufzeichnungsoberfläche RS2 und ein Reflexionsfilm werden in ähnlicher Weise auf einer Seite des zweiten Substrats 9 ausgebildet. Das Substrat 6 und das Substrat 9, die so vorbereitet worden sind, werden anschließend mittels der folgenden Prozedur laminiert, um ein Optikplattenaufzeichnungsmedium OD2 fertig zu stellen.
Die Arbeitsbedingungen werden zuerst im Schritt #100P gesetzt. Diese Arbeitsbedingungen umfassen hauptsächlich die Umdrehungszahl N des Substrats, wenn lichtaushärtendes Kunstharz PP auf das Substrat getropft wird; ein Gewicht V(g) des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das auf das Substrat getropft wird, das Gewicht pro Sekunde v des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das auf das Substrat getropft wird; die Drehzahl r1 (min^–1) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP auf das Substrat getropft wird; die Viskosität ν (cps) des lichtaushärtenden Kunstharzes PP; die Drehzahl r2 (min^–1) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP verteilt wird; und die Rotationszeit t (s) der Platte, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP verteilt wird. Der Sinn dieser Bedingungen wird in den folgenden Schritten erläutert. Nach dem Festlegen dieser Bedingungen auf spezifische Werte rückt der Arbeitsablauf zum nächsten Schritt #300 vor.
Im nächsten Schritt #300, wie in 16 gezeigt ist, wird, während das erste Substrat 6 N mal bei niedriger Drehzahl r1 gedreht wird, ein lichtaushärtendes Kunstharz PP von Vg, das als Klebstoff der laminierten Substrate verwendet wird, in einem ringförmigen Muster konzentrisch um das Mittelloch H des Substrats 6 auf die der Aufzeichnungsoberfläche RS1 gegenü berliegende Seite aufgetragen. Der in diesem Schritt durchgeführte Vorgang wird als "Klebstoffauftragprozess" bezeichnet. Die Prozedur rückt anschließend zu Schritt #400 vor.
Im Schritt 400, wie in 17 gezeigt ist, wird das Substrat 9 auf dem Substrat 6 platziert, wobei dessen Informationsaufzeichnungsoberfläche RS2 dem lichtaushärtenden Kunstharz PP zugewandt ist. Der in diesem Schritt durchgeführte Vorgang wird als "Substratfügeprozess" bezeichnet. Die Prozedur rückt anschließend zum Schritt #500P vor.
In dem in 18 gezeigten Schritt #500P werden das Substrat 6 und das Substrat 9 als ein Körper für die Zeitspanne t mit einer hohen Drehzahl r2 gedreht, um das lichtaushärtende Kunstharz PP zwischen dem Substrat 6 und dem Substrat 9 mittels einer Zentrifugalkraft zu verteilen. Die Prozedur rückt anschließend zu Schritt #700P vor. Dieser Prozess wird Klebstoffverteilung genannt. Es ist zu beachten, dass irgendwelches ungenutztes lichtaushärtendes Kunstharz PP, das in diesem Prozess und im Lichtaushärtungskunstharz-PP-Beschichtungsprozess, wie in 16 gezeigt, überfließt, wiedergewonnen, zum Entfernen irgendwelcher Verunreinigungen gefiltert, zum Entfernen irgendwelcher eingebrachter Blasen bearbeitet, und anschließend wiederverwendet wird.
Im Schritt #700P, wie in 19 gezeigt ist, wird ultraviolettes Licht durch das zweite Substrat 9 in Richtung zum lichtaushärtenden Kunstharz RS1 auf dem ersten Substrat 6 emittiert, wodurch das lichtaushärtende Kunstharz PP aushärtet, und wobei die zwei Substrate 6 und 9 integral laminiert fixiert werden. Dieser Prozess wird "Bonden" (Verbinden) genannt. Die Laminierung und die Herstellung des Optikplattenaufzeichnungsmediums ist somit abgeschlossen.
Es ist jedoch zu beachten, dass selbst dann, wenn die Arbeitsbedingung im Schritt #100P festgelegt werden, die optimalen Bedingungen sich infolge von Faktoren, wie z. B. Änderungen der Umgebungstemperatur und einer Verschlechterung des wiedergewonnenen lichtaushärtenden Kunstharzes PP, kontinuierlich ändern. Außerdem ändert sich die Menge des auf den Innenumfangabschnitt des Substrats 6 aufgetropften lichtaushärtenden Kunstharzes PP infolge von leichten Variationen der Tropfposition und des Volumens des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, sowie der Temperatur der Auftragungsumgebung. Selbst wenn daher das lichtaushärtende Kunstharz PP sich über den Innenumfangsabschnitt der Platte gleichmäßig verteilt, variiert die Innenumfangskante der Schicht des lichtaushärtenden Kunstharzes PP relativ zum Substrat 6, wobei eine gute Qualität nicht dauerhaft erzielt werden kann, da die Dicke der Schicht des lichtaushärtenden Kunstharzes PP variiert.
Wenn außerdem die Viskosität des aufgetropften lichtaushärtenden Kunstharzes PP im Auftropfschritt #300 des lichtaushärtenden Kunstharzes PP niedrig ist, erzeugt eine Reaktion auf Bewegungen während des Transports des Substrats 6 zum nächsten Verteilungsprozess nach dem Kunstharzauftropfen eine Kraft, die auf das aufgetropfte lichtaushärtende Kunstharz PP einwirkt und das lichtaushärtende Kunstharz PP veranlasst, sich auf dem Substrat 6 zu verteilen und überzufließen. Aufgrund dieses Verteilens des lichtaushärtende Kunstharzes PP in Transportrichtung treten Variationen der Dicke des lichtaushärtenden Kunstharzes PP sowohl in Umfangsrichtung als auch in Radialrichtung in Transportrichtung der Platte auf, wobei es schwierig wird, das lichtaushärtende Kunstharz PP gleichmäßig über den Innenumfangsabschnitt der Platte zu verteilen.
Wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP somit ungleichmäßig verteilt wird und von der Platte tropft, kann das Substrat 9 dem Substrat 6 nicht mit einem linearen Kontakt zwischen dem Substrat 9 und dem lichtaushärtenden Kunstharz PP überlagert werden, wobei die Kontaktfläche expandiert. Das Aufbringen des Substrats 9 auf ein ungleichmäßig verteiltes lichtaushärtendes Kunstharz PP kann leicht Luftblasen zwischen dem lichtaushärtenden Kunstharz PP und dem Substrat 9 einschließen. Luftblasen, die in der Klebstoffschicht zurückbleiben, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP aushärtet, bewirken ein Streuen des Laserstrahls und verhindern, dass der Laserstrahl normal zur Informationsaufzeichnungsoberfläche emittiert und von dieser reflektiert wird. Als Ergebnis sind Luftblasen ein fataler Defekt in eine einseitigen, doppelschichtigen Platte, in der Informationen auf der Aufzeichnungsoberfläche RS1 eines Bodensubstrats 6 durch eine Klebstoffschicht aufgezeichnet und wiedergegeben werden.
Selbst wenn Blasen vor dem Aushärten beseitigt werden können, d. h. während des Verteilens des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, beein trächtigen außerdem Variationen der Dicke des lichtaushärtenden Kunstharzes PP in Umfangs- und Transportrichtungen signifikant die Plattenaufzeichnung und die Lese/Schreib-Präzision. Dies liegt daran, dass der Laser zu einer Datenspur emittiert wird, die in Umfangsrichtung zur Platte während der Plattenaufzeichnung und der -wiedergabe aufgewickelt angeordnet ist, wobei der Emissionswinkel des Lasers auf die Spur in Verbindung mit der Plattenrotation unregelmäßig schwankt.
Wenn außerdem das lichtaushärtende Kunstharz PP mit dem Rotationsbeschichtungsverfahren aufgetragen und verteilt wird, wird die Dicke des lichtaushärtenden Kunstharzes PP am Innenumfang der Platte tendenziell dünner als in der Mitte der Platte. Um daher Abweichungen in der Dicke des lichtaushärtenden Kunstharzes PP zu reduzieren, ist es notwendig, das lichtaushärtende Kunstharz PP möglichst nah an der Innenumfangsseite des Substrats 6 aufzutropfen, so dass die Schicht des lichtaushärtenden Kunstharzes PP am Innenumfangsabschnitt der Platte nach dem Verteilen dicker wird. Wenn jedoch die Viskosität des lichtaushärtenden Kunstharzes PP niedrig ist, verteilt sich das lichtaushärtende Kunstharz PP auf dem Substrat selbst dann, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP möglichst nah an dem Innenumfang der Platte aufgetropft wird, wobei das lichtaushärtende Kunstharz PP von einem Mittelloch H des Substrats hervordringt. Das Aushärten des lichtaushärtenden Kunstharzes PP in diesem Zustand führt zu einer herabgesetzten Rundheit des Mittelloches H infolge des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das aus dem Mittelloch hervordringt, und ist ein Faktor für die Plattenexzentrizität. Wenn jedoch die Dicke des lichtaushärtenden Kunstharzes PP in Radialrichtung der Platte variiert, wird die Schichtdicke des lichtaushärtenden Kunstharzes PP in Umfangsrichtung gleichmäßig gehalten, wobei der Laseremissionswinkel und die Apertur auf der Signaloberfläche innerhalb einer einzelnen Datenspurumdrehungseinheit konstant gehalten werden, und wobei die Aufzeichnungs- und Lesegenauigkeit kompensiert werden können.
Es ist daher notwendig, die Viskosität des lichtaushärtenden Kunstharzes PP zu erhöhen, um zu verhindern, dass Blasen in die lichtaushärtende Kunstharzschicht eindringen, und das lichtaushärtende Kunstharz PP zu veranlassen, den gesamten Innenumfangsabschnitt der Platte zu erreichen, und die Variationen der mittleren Schichtdicke zu reduzieren. Wenn jedoch die Viskosität des lichtaushärtenden Kunstharzes PP ansteigt, nimmt die für das Filtern und Entschäumen des wiedergewonnenen lichtaushärtenden Kunstharzes PP benötigte Zeitspanne zu, wobei die Arbeitseffizienz der Vorrichtung beeinträchtigt wird.
Wenn die Platte nach dem Verteilen des lichtaushärtenden Kunstharzes transportiert wird, wird eine Belastung auf die ungehärtete Schicht des lichtaushärtenden Kunstharzes während des Transports ausgeübt, wobei das Plattenerscheinungsbild beeinträchtigt werden kann infolge von Blasen, die am Innenumfangsabschnitt der Platte in die ungehärtete Schicht des lichtaushärtenden Kunstharzes gelangen.
Es bestand ferner kein einfaches effektives Verfahren zum Unterdrücken des Versatzes zwischen den Mittelpunkten der zwei laminierten Substrate bis zu einem Grad von mehreren zehn Mikrometern mit guter Genauigkeit.
EP-A-0 706 178 bildet das Dokument des neuesten Standes der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, und offenbart ein optisches Informationsmedium, das ein erstes Substrat mit einer ersten Informationssignalschicht, einen ersten Reflexionsfilm, der auf der ersten Informationssignalschicht des ersten Substrats ausgebildet ist, ein zweites Substrat mit einer zweiten Informationssignalschicht, einen zweiten Reflexionsfilm, der auf der zweiten Informationssignalschicht des zweiten Substrats ausgebildet ist, und einen Photopolymerkunstharzfilm enthält, der zwischen dem ersten Reflexionsfilm und dem zweiten Reflexionsfilm vorgesehen ist, um das erste Substrat und das zweite Substrat miteinander zu verbinden.
Eine Klebstoffauftragvorrichtung zum Verkleben optischer Platten kann aus JP-07-282474 (Patentzusammenfassungen von Japan, Band 96, Nr. 2 (29-02-96)) abgeleitet werden. Der Klebstoff für das Verkleben der optischen Platten der Klebstoffauftragvorrichtung zum Aneinanderheften der optischen Platten wird auf der Oberfläche einer drehenden oberen Rolle aufgetragen. Die optischen Platten werden in einem Raumabschnitt zwischen dieser oberen Rolle und einer unteren Rolle transportiert, wobei der Klebstoff von der oberen Rolle zugeführt wird und auf die Oberflächen der optischen Platten aufgetragen wird. Die Dicken der optischen Platten werden von einem Plattendickeerfassungsabschnitt erfasst, wobei der Abstand des Raums zwischen den Rollen mittels des erfassten Signals ge steuert wird, womit der Abstand zwischen den Oberflächen der optischen Platten und der oberen Rolle immer konstant gehalten wird.
Außerdem kann ein Verfahren zur Herstellung optischer Platten aus JP-63-124248 (Patentzusammenfassungen von Japan, Band 12, Nr. 380 (S. 769)) abgeleitet werden, wobei die Viskosität des wärmeaushärtenden Klebemittels allmählich abnimmt, wenn das Mittel allmählich erwärmt wird, nachdem die Basis und der Härter desselben gut gemischt worden sind. Das Klebemittel beginnt zu gelieren, wobei die Viskosität anzusteigen beginnt, wenn das Klebemittel weiter erwärmt wird. Die Wärmeerzeugung weist eine Spitze aufgrund der Reaktionswärme auf, wobei das Klebemittel im Wesentlichen vollständig aushärtet. Anschließend wird bei einer Temperatur, die um einige Grad Celsius niedriger ist als die Geliertemperatur, ein Entschäumen durchgeführt. Das Klebemittel wird erneut erwärmt und die Substrate bei einer Temperatur, die um einige zehn Grad Celsius niedriger ist als die Spitzentemperatur der Wärmeerzeugung, verklebt. Anschließend werden die Substrate auf eine Temperatur unterhalb der Geliertemperatur und oberhalb der Fügetemperatur erwärmt, bis das Klebemittel vollständig aushärtet.
Ferner ist ein Herstellungsverfahren für ein optisches Aufzeichnungsmedium in JP-08-036786 (Patentzusammenfassungen von Japan, Band 96, Nr. 6 (28-06-96)) offenbart, wobei ein Substrat auf einen Drehtisch gesetzt wird und ein Klebstoff in Ringform von einem Spender auf die Außenumfangsposition des Substrats während der Rotation aufgetragen wird. Anschließend wird ein gegenüberliegendes Substrat nach unten bewegt, wobei das Substrat mit dem Klebstoff am gesamten Umfang in Kontakt gebracht wird. Eine Abdeckspannvorrichtung zum Abdecken des Innenumfangsloches ist auf der Oberfläche des Innenumfangs des Substrats montiert, um den Innenumfang abzudichten, wobei Druck reduziert wird, so dass der Klebstoff gleichmäßig bis zur Innenumfangskante verteilt wird. Anschließend wird der Klebstoff durch das Substrat mit ultravioletter Strahlung bestrahlt, und für eine Stunde in einer Atmosphäre bei 100 °C weiter stehen gelassen, um den Klebstoff auszuhärten.
Schließlich offenbart das US-Patent 4.990.208 ein optisches Aufzeichnungsmedium und ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Aufzeichnungsmediums aus einem ersten Substrat mit einer ersten Oberflä che und einem zweiten Substrat mit einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche des ersten Substrats zugewandt ist. Wenigstens eines der ersten und zweiten Substrate enthält eine Informationsaufzeichnungsschicht. Ein Klebstoffmaterial wird selektiv auf eine der ersten und zweiten Oberflächen aufgetragen. Die erste Oberfläche des ersten Substrats wird anschließend in eng zugewandtem Eingriff mit der zweiten Oberfläche des zweiten Substrats positioniert, wobei die ersten und zweiten Substrate unter vorgegebenen Teilvakuumbedingungen verklebt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur laminierenden Herstellung eines Optikplattenaufzeichnungsmediums zu schaffen, das frei von den obenbeschriebenen Mängeln der herkömmlichen Optikplatten-Laminierungsherstellungsverfahren, frei von Blasen in der Klebstoffschicht und einer resultierenden Behinderung des Laserdurchtritts ist, und bei dem Schwankungen der Klebstoffschichtdicke in radialer Richtung und in Umfangsrichtung des Optikplattenaufzeichnungsmediums verringert sind und die Abmessungsgenauigkeit sichergestellt ist.
Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit die Herstellungsprozessqualität auf der Grundlage der Genauigkeit der Klebstoffschicht des hergestellten Optikplattenaufzeichnungsmediums bewertet wird, und anschließend die Herstellungsbedingungen automatisch auf der Grundlage des Ergebnisses der Bewertung korrigiert werden, und dann, wenn die Herstellungsprozessqualität die Korrekturfähigkeit überschreitet, ein anomaler Zustand festgestellt und die Herstellung unterbrochen wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Herstellungsvorrichtung für laminierte optische Platten zur Herstellung einer optischen Platte durch Laminieren wenigstens eines ersten Substrats und eines zweiten Substrats, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Klebstoffbeschichtungsmittel zum Auftragen eines Klebstoffes zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat und zum Ausbilden einer Klebstoffschicht mit einer spezifischen Dicke; ein Schichtdickendifferenzerfassungsmittel zum Erlangen einer Schichtdickendifferenz zwischen der spezifizierten Klebstoffschichtdicke und einer Soll-Klebstoffschichtdicke; und ein Steuermittel zum Steuern des Klebstoffbeschichtungsmittels auf der Grundlage der Schichtdickendifferenz.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, das eine Operation der in 1 gezeigten Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung zeigt;
3 ist ein erläuterndes Diagramm eines in 2 gezeigten Klebstoffbeschichtungsverfahrens;
4 ist ein erläuterndes Diagramm eines in 2 gezeigten Klebstoffverteilverfahrens;
5 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Version einer in 1 gezeigten Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung;
6 ist ein erläuterndes Diagramm einer Klebstoffzuführungsquelle in einem in 5 gezeigten Prozessabschnitt vor der Verbindung;
7 ist ein erläuterndes Diagramm eines Substratverarbeitungsabschnitts des in 5 gezeigten Prozessabschnitts vor der Verbindung;
8 ist eine typische Darstellung, die den Substratinnenumfangansaugmechanismus zeigt, der in dem in 7 gezeigten Verteilabschnitt verwendet wird;
9 ist eine Draufsicht, die einen typischen Substratzentriermechanismus zeigt, der in einem in 7 gezeigten vorübergehenden Halteabschnitt verwendet wird;
10 ist ein erläuterndes Diagramm für das Zentrieren der überlagerten zwei Substrate mittels des in 9 gezeigten Substratzentriermechanismus;
11 ist ein erläuterndes Diagramm eines Klebstoffbeschichtungsverfahrens auf der Grundlage einer Aufdrucktechnik;
12 ist ein erläuterndes Diagramm der Klebstoffverteilung auf einem Substrat mittels einer Aufdrucktechnik;
13 ist eine typische Darstellung, die den Aufbau einer einseitigen, einschichtigen Platte zeigt;
14 ist eine typische Darstellung, die den Aufbau einer einseitigen, doppelschichtigen Platte zeigt;
15 ist eine typische Darstellung, die den Aufbau einer doppelseitigen, einschichtigen Platte zeigt;
16 ist ein erläuterndes Diagramm eines Klebstoffbeschichtungsverfahrens auf der Grundlage einer Rotationsbeschichtungstechnik;
17 ist ein erläuterndes Diagramm einer Substratlaminierung nach einer Klebstoffauftragung auf der Grundlage einer Rotationsbeschichtungstechnik;
18 ist ein erläuterndes Diagramm eines Klebstoffverteilverfahrens auf der Grundlage einer Rotationsbeschichtungstechnik;
19 ist ein erläuterndes Diagramm eines Substratverbindungsverfahrens nach der Klebstoffverteilung auf der Grundlage einer Rotationsbeschichtungstechnik; und
20 ist ein Flussdiagramm, das ein herkömmliches Optikplattenlaminierungsverfahren auf der Grundlage einer Rotationsbeschichtungstechnik zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. 1 zeigt eine typische Konfigu ration einer Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB umfasst eine Beschichtungsvorrichtung 300, eine Laminierungsvorrichtung 400, eine Verteilungsvorrichtung 500, eine Behelfshaltevorrichtung 600, eine Verbindungsvorrichtung 700, eine Messvorrichtung 800, eine Qualitätbewertungsvorrichtung 900, einen Anomaliesignalgenerator 1000, einen Korrektursignalgenerator 1100, einen Wiedergewinnungstank 11, einen Filter 12, einen Entschäumungstank 13, einen Tropftank 2 und eine Steuervorrichtung 2000. Der Tropftank 2, der Wiedergewinnungstank 11, der Filter 12 und der Entschäumungstank 13 bilden eine Klebstoffzuführungsquelle 100. Der Tropftank 2 speichert ein lichtaushärtendes Kunstharz PP bei einer spezifischen Temperatur T und hält somit den Klebstoff auf einer spezifischen Viskosität ν. Es ist zu beachten, dass ein lichtaushärtendes Kunstharz, das normalerweise ein Gel ist, jedoch härtet, wenn es ultravioletter Strahlung ausgesetzt ist, als Klebstoff der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, und insbesondere als Klebstoff der vorliegenden Ausführungsform, jedoch andere lichtaushärtende Kunstharze oder andere Klebstoffe verwendet werden können, solange durch Belichtung mit Gammastrahlung oder anderer Strahlung die gleiche Wirkung erzielt wird. Kunstharze, deren Hauptbestandteile Acrylat-Oligomere und Acrylat-Monomere sind, können als UV-aushärtendes Kunstharz verwendet werden.
Die Steuervorrichtung 2000 legt die Arbeitsparameter der verschiedenen Komponentenvorrichtungen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB fest, um die Operation der Komponenten zu steuern und die Gesamtoperation der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB zu steuern. Diese Parameter umfassen: Anzahl der Umdrehungen N des Substrats, wenn lichtaushärtendes Kunstharz PP auf das Substrat getropft wird; Gewicht V(g) des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das auf das Substrat getropft wird; Gewicht pro Sekunde v des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das auf das Substrat getropft wird; Drehzahl r1 (min¹) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP auf das Substrat getropft wird; Viskosität ν (cps) des lichtaushärtenden Kunstharzes PP; Drehzahl r2 (min^–1) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP verteilt wird; Rotationszeit t (s) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Harz PP verteilt wird; und Saugdruck P (mmHg), der das lichtaushärtende Harz PP während der Kunstharzverteilung zum Innenumfangsabschnitt saugt.
Das erste Substrat 6 und das zweite Substrat 9, die in einem vorangehenden Prozess vorbereitet worden sind, werden der Beschichtungsvorrichtung 300 zugeführt. Es ist zu beachten, dass das erste Substrat 6 mit der Informationsaufzeichnungsoberfläche RS1 auf seiner Oberseite zugeführt wird, d. h. mit der Schutzschicht auf seiner Oberseite. Das zweite Substrat 9 wird andererseits normalerweise mit der auf seiner Unterseite befindlichen Informationsaufzeichnungsoberfläche RS2 bereitgestellt, d. h. mit der auf seiner Oberseite befindlichen Schutzschicht. Während das erste Substrat 6 eine spezifische Anzahl N von Umdrehungen bei einer spezifischen niedrigen Drehzahl r1 gedreht wird, wird ein spezifisches Gewicht Vg des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das als Klebstoff der zu laminierenden Substrate verwendet wird, aus einer Tropfdüse 2n des Tropftanks 2 aufgetropft, so dass das lichtaushärtende Kunstharz PP aufgetragen wird, um einen ringförmigen Wall konzentrisch zum Mittelloch H des Substrats 6 zu bilden. Es ist zu beachten, dass das ausgebildete lichtaushärtende Kunstharz PP eine geformte Wallspitze aufweist, d. h. eine gekrümmte Oberfläche mit einer abgeschrägten Spitze im vertikalen Querschnitt. Das zweite Substrat 9 und das erste Substrat 6, das mit dem lichtaushärtenden Kunstharz PP beschichtet ist, werden anschließend durch ein (in der Figur nicht gezeigtes) Transportmittel der Laminierungsvorrichtung 400 zugeführt.
Mit der nach unten weisenden Schutzschicht PL2 des zweiten Substrats 9 richtet die Laminierungsvorrichtung 400 das zweite Substrat 9 parallel zur Oberseite des ersten Substrats 6 aus. Zu diesem Zeitpunkt kommt die Schutzschicht PL2 des zweiten Substrats 9 linear in Kontakt mit der Spitze des ringförmigen Walls CA des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das einen auf dem ersten Substrat 6 ausgebildeten konischen Querschnitt aufweist, wobei das zweite Substrat 9 anschließend mit einer spezifischen Größe gegen das erste Substrat 6 gepresst wird. Als Ergebnis verteilt sich der ringförmige Wall CA in Kontakt mit der Schutzschicht PL2 des zweiten Substrats 9 und der Schutzschicht PL1 des ersten Substrats 6, um somit einen Oberflächenkontakt hiermit herzustellen, wobei es möglich wird, das Einbringen von Blasen zwischen dem lichtaushärtenden Kunstharz PP und den Schutzschichten PL1 und PL2 zu verhindern. Das erste Substrat 6 und das zweite Substrat 9, die in Lamination somit verbunden sind, werden anschließend von einem (in der Figur nicht gezeigten) Transportmittel zu einer Verteilungsvorrichtung 500 gebracht.
Die Verteilungsvorrichtung 500 dreht die zusammengefügten ersten und zweiten Substrate 6 und 9 gemeinsam für eine spezifische Zeitspanne t mit einer spezifischen hohen Drehzahl r2 und verteilt das lichtaushärtende Harz PP zwischen dem Substrat 6 und dem Substrat 9 mittels Fliehkraft. Es ist zu beachten, dass zu diesem Zeitpunkt das lichtaushärtende Kunstharz PP mittels eines spezifischen Saugdrucks P (mmHg) vom Innenumfang angesaugt wird, so dass das lichtaushärtende Kunstharz PP an der Innenumfangsseite sich zur Innenumfangsfläche bewegt und dort kein Mangel an lichtaushärtendem Kunstharz am Innenumfang herrscht. Ferner ist zu beachten, dass dieses Innenumfangsansaugen später mit Bezug auf 8 beschrieben wird. Die verteilten, laminierten Substrate 6 und 9 werden anschließend von einem (in der Figur nicht gezeigten) Transportmittel der Behelfshaltevorrichtung 600 zugeführt. Es ist zu beachten, dass ungenutztes lichtaushärtendes Kunstharz PP, das in der Beschichtungsvorrichtung 300, der Laminierungsvorrichtung 400 und der Verteilungsvorrichtung 500 von den Laminaten überfließt, im Wiedergewinnungstank 11 der Klebstoffzuführungsquelle 100 wiedergewonnen wird, wobei Fremdmaterial vom Filter 12 entfernt wird, Blasen durch den Entschäumungstank 13 beseitigt werden und das wiedergewonnene lichtaushärtende Kunstharz PP bei einer spezifischen Temperatur T im Tropftank 2 für die Viskositätssteuerung gespeichert wird. Diese Klebstoffzuführungsquelle 100 wird im Folgenden mit Bezug auf 6 beschrieben.
Nachdem die Behelfshaltevorrichtung 600 die verteilten Substrate 6 und 9 behelfsmäßig befestigt hat, indem sie Teile derselben mit ultravioletten Strahlen bestrahlt hat, um die Klebstoffschicht AS zum Teil auszuhärten, werden die Substrate von einer (in der Figur nicht gezeigten) Transporteinrichtung der Verbindungsvorrichtung 700 (Bonding-Vorrichtung) zugeführt. Es ist zu beachten, dass die Behelfshaltevorrichtung 600 später mit Bezug auf 10 beschrieben wird.
Die Verbindungsvorrichtung 700 bestrahlt die behelfsmäßig befestigten Substrate 6 und 9 mit ultravioletten Strahlen, um das lichtaushärtende Kunstharz PP auszuhärten und die zwei Substrate 6 und 9 als ein einzelnes Stück zu fixieren, um somit das Optikplattenaufzeichnungsmedium OD fertigzustellen. Dieses Optikplattenaufzeichnungsmedium OD wird anschließend von einer (in der Figur nicht gezeigten) Transporteinrichtung der Messvorrichtung 800 zugeführt.
Die Messvorrichtung 800 misst die Dicke D der Klebstoffschicht des Optikplattenaufzeichnungsmediums OD und gibt das Messergebnis an die Qualitätbewertungsvorrichtung 900 aus.
Die Qualitätbewertungsvorrichtung 900 bestimmt, ob die gemessene Klebstoffdicke D innerhalb eines Toleranzbereiches liegt, d. h. ob Dmin ≤ D ≤ Dmax. Wenn die Klebstoffschichtdicke D nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegt, wird das Messergebnis an den Anomaliesignalgenerator 1000 ausgegeben; wenn die Klebstoffschichtdicke D innerhalb des Toleranzbereiches liegt, wird das Messergebnis an den Korrektursignalgenerator 1100 ausgegeben.
Der Fehlersignalgenerator 1000 empfängt das Ausgangssignal von der Qualitätbewertungsvorrichtung 900 und erzeugt ein Anomaliesignal Sm und gibt es an die Steuervorrichtung 2000 aus.
Der Korrektursignalgenerator 1100 empfängt das Ausgangssignal von der Qualitätbewertungsvorrichtung 900 und erzeugt ein Korrektursignal zum Korrigieren der verschiedenen Arbeitsbedingungsparameter N, V, v, r1, ν, r2, t und P, und gibt sie an die Klebstoffzuführungsquelle 100, die Beschichtungsvorrichtung 300 und die Verteilungsvorrichtung 500 aus. Auf diese Weise bilden die Qualitätbewertungsvorrichtung 900, der Anomaliesignalgenerator 1000 und der Korrektursignalgenerator 1100 ein Sicherstellungsmittel 3000 zum Sicherstellen der Dicke der Klebstoffschicht AS des hergestellten Optikplattenaufzeichnungsmediums und der korrekten Operation der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB.
Um insgesamt die Operation der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB zu steuern, tauscht die Steuervorrichtung 2000 verschiedene Signale mit der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB aus, wobei die Steuervorrichtung in Reaktion auf das Anomaliesignal Sd von der Verbindungsvorrichtung 700 die Operation der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB stoppt oder die Abtrennung und Entsorgung eines Optikplattenaufzeichnungsmediums OD, bei dem die Klebstoffschichtdicke D anomal ist, steuert.
Als Nächstes wird mit Bezug auf das Flussdiagramm in 2 die Operation der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB beschrieben.
Wenn die Optikplattenlaminierungsherstellung im Schritt #100 beginnt, werden die obenbeschriebenen Arbeitsparameter N, V, v, r1, ν, r2, t und P gesetzt. Es ist zu beachten, dass die Signifikanz dieser Bedingungen in den folgenden Schritten individuell beschrieben wird.
Zuerst werden die Parameter auf spezifische Werte initialisiert. Diese Parameter umfassen: die Anzahl der Umdrehungen N des Substrats, wenn lichtaushärtendes Kunstharz PP auf das Substrat getropft wird; das Gewicht v(g) des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das auf das Substrat getropft wird, das Gewicht pro Sekunde v des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das auf das Substrat getropft wird; die Drehzahl r1 (min¹) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP auf das Substrat getropft wird; die Viskosität ν (cps) des lichtaushärtenden Kunstharzes PP; die Drehzahl r2 (min^–1) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP verteilt wird; die Rotationszeit t (s) des Substrats, wenn das lichtaushärtende Kunstharz PP verteilt wird; und die Saugkraft P (mmHg), die während des Verteilungsprozesses das lichtaushärtende Kunstharz PP zum Innenumfangsabschnitt saugt. Es ist zu beachten, dass die Signifikanz dieser Bedingungen in den folgenden Schritten individuell beschrieben wird. Nach dem Setzen dieser verschiedenen Bedingungen auf spezifische Werte rückt die Prozedur zum nächsten Schritt #200 vor.
In Reaktion auf das Erfassungssignal Sc von der Klebstoffzuführungsquelle 100 werden die Arbeitsparameter N, V, v, r1, ν, r2, t und P jeweils auf N', V', v', r1', ν1', r2', t' und P' aktualisiert. Das Verfahren der Berechnung dieser aktualisierten Parameter wird mit Bezug auf Schritt #1100 beschrieben. Es ist offensichtlich, dass, da das Korrektursignal Sc nicht unmittelbar nach dem Hochfahren der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB erzeugt worden ist, die Prozedur zum nächsten Schritt #300 vorrückt, ohne die Arbeitsparameter zu aktualisieren.
Im Schritt #300, wie in 3 gezeigt ist, wird, während das erste Substrat 6 eine spezifische Anzahl N von Umdrehungen bei einer spezifischen niedrigen Drehzahl r1 gedreht wird, ein spezifisches Gewicht Vg des lichtaushärtenden Kunstharzes PP, das als Klebstoff der zu laminierenden Substrate verwendet wird, von der Spitze 17 einer Tropfdüse 2n des Tropftanks 2 (1) aufgetropft, so dass das lichtaushärtende Kunstharz PP aufgetragen wird, um eine ringförmige Spitze konzentrisch zum Mittelloch H des Substrats 6 zu bilden. Es ist zu beachten, dass die Beziehung zwischen den Arbeitsparametern während der Beschichtung durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt werden kann. N = α·r1·V/60·v (1)
Es ist zu beachten, dass die beispielhaften Werte, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, V = 3,3 g, v = 1,65 g, r1 = 60 min^–1 und Koeffizient α = 1 sind, wobei das Ergebnis N = 2 erhalten wird. Das heißt, durch Drehen des ersten Substrats 6 zwei Mal zwischen dem Beginn und dem Ende des Auftropfens des lichtaushärtenden Kunstharzes PP kann ein ringförmiger Wall CA mit einer spezifischen Form gebildet werden. Nachdem somit der ringförmige Wall CA gebildet worden ist, rückt die Prozedur zum nächsten Schritt #400 vor.
Im Schritt #400 werden die zwei Substrate 6 und 9 überlagert, wie oben beschrieben worden ist, so dass zwischen den ringförmigen Wall CA des lichtaushärtenden Kunstharzes PP und den Schutzschichten PL1 und PL2 keine Blasen eingebracht werden. Die Prozedur rückt anschließend zum nächsten Schritt #500 vor.
Im Schritt #500 werden die Substrate 6 und 9, die als ein Körper mit dazwischen angeordnetem ringförmigen Wall CA überlagert sind, für eine spezifische Zeitspanne t mit einer spezifischen Drehzahl r2 gedreht, um das lichtaushärtende Kunstharz PP zu verteilen, während das lichtaushärtende Kunstharz PP von der Innenumfangsseite mit einer spezifischen Saugkraft P angesaugt wird, wobei die Prozedur anschließend zum nächsten Schritt #600 vorrückt. Es ist zu beachten, dass die Beziehung zwischen den Arbeitsparametern während des Verteilens durch die folgenden Gleichungen 2 und 3 ausgedrückt werden kann. D = α1·P·V·v/r2·t (2)wobei α1 ein Koeffizient ist. ν = α2/T (3)wobei α2 ein Koeffizient ist und T die absolute Temperatur in Grad Kelvin ist.
Wenn ein Koeffizient α definiert ist mit α = α1·α2, dann kann die nächste Gleichung 4 aus Gleichung 1 hergeleitet werden. D = α·P·V/r2·t·T (4)
Ein Wall CA des aufgetragenen Klebstoffs und der Zustand der Klebstoffschicht AS, die durch Verteilen desselben Walls A zwischen dem Substrat 6 und dem Substrat 9 gebildet wird, sind zusammen in 4 gezeigt.
Im Schritt #600 werden die verteilten Substrate 6 und 9 mit ultravioletter Strahlung bestrahlt, um die Substrate behelfsweise zu befestigen, wobei die Prozedur zum nächsten Schritt #700 vorrückt. Die Behelfsbefestigungsvorrichtung 600 wird später mit Bezug auf 10 beschrieben.
In Schritt #700 werden die behelfsmäßig befestigten Substrate 6 und 9 mit ultravioletten Strahlen bestrahlt, um das lichtaushärtende Kunstharz PP auszuhärten und die zwei Substrate 6 und 9 zu einem einzigen Stück zu fixieren, um somit das Optikplattenaufzeichnungsmedium OD fertigzustellen. Die Prozedur rückt anschließend zum nächsten Schritt #800 vor.
Unter Verwendung eines Laserfokusverschiebungssensors wird im Schritt #800 die Dicke Da der Klebstoffschicht AS gemessen, wobei ein das Messergebnis anzeigendes Klebstoffschichtdickesignal Sd erzeugt wird. Anschließend rückt die Prozedur zum nächsten Schritt #900 vor.
Im Schritt #900 wird bestimmt, ob die gemessene Klebstoffschichtdicke D innerhalb eines Toleranzbereiches liegt, d. h. ob Dmin ≤ Da ≤ Dmax.
Wenn die Klebstoffschichtdicke D nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegt, ist es denkbar, dass ein Problem mit der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB vorliegt, wobei daher ein NEIN zurückgegeben wird und die Prozedur zum nächsten Schritt #1000 vorrückt.
Im Schritt #1000 wird ein Anomaliesignal Sm, das ein Problem in der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB anzeigt, erzeugt und die Verarbeitung wird beendet.
Wenn andererseits im Schritt #900 ein JA zurückgegeben wird, d. h., wenn die Klebstoffschichtdicke D innerhalb des Toleranzbereiches liegt, rückt die Prozedur zum Schritt #1100 vor.
Die Differenz ΔD zwischen einer Referenzschichtdicke D und Da wird im Schritt #1100 erhalten. Unter Verwendung dieser Differenz ΔD und der obigen Gleichungen 2, 3 und 4 werden die Parameter N', V', v', r1', ν', r2', t' und P' zum Nähern der wirklichen Klebstoffschicht Da des Optikplattenaufzeichnungsmediums OD an die Referenzdicke D erhalten, wobei das Korrektursignal Sc erzeugt wird und die Prozedur zum Schritt #200 zurückkehrt. Es ist zu beachten, dass, während hier für alle Parameter korrigierte Werte erhalten werden, es offensichtlich ist, dass die Prozedur dafür ausgelegt sein kann, korrigierte Werte für nur spezifische Parameter zu erhalten. Es ist z. B. möglich, zuerst die Drehzahlen r1 und r2 zu korrigieren, und anschließend bei Bedarf die Temperatur T zu korrigieren, die anschließend die Viskosität ν des lichtaushärtenden Kunstharzes PP anzupassen. Im Allgemeinen schlagen sich die korrigierten Ergebnisse unmittelbar in der Klebstoffschichtdicke D nieder, wenn das Korrektursignal Sc, das die Drehzahlen r1 und r2 und die Zeit t korrigiert, ausgegeben wird. Da jedoch Zeit erforderlich ist, damit das lichtaushärtende Kunstharz PP im Tank eine angegebene Temperatur erreicht, auch wenn ein Korrektursignal Sc, das die Temperatur T korrigiert, ausgegeben wird, und ferner Zeit erforderlich ist, damit das lichtaushärtende Kunstharz PP eine gewünschte Viskosität erreicht, erfordert es Zeit, um die entsprechenden Korrekturergebnisse zu bestätigen. Das heißt, die Korrekturparameter enthalten sowohl schnell wirkende Parameter, für die die Drehzahl r typisch ist, als auch verzögert wirkende Parameter, für die die Temperatur T typisch ist. Durch Korrigieren dieser schnell wirkenden Parameter und verzögert wirkenden Parameter individuell in Kombination oder in wech selseitiger Verbindung kann die Genauigkeit der Klebstoffschichtdicke D sichergestellt werden.
Im Schritt #200, wie oben beschrieben worden ist, wird der Wert jedes entsprechenden Parameters unter Verwendung des im Schritt #1100 erzeugten korrigierten Wertes aktualisiert, wobei die Laminierungsherstellung des Optikplattenaufzeichnungsmediums OD fortgesetzt wird. Der Prozess vom Schritt #200 bis zum Schritt #1100 wird solange fortgesetzt, wie keine Anomalie in der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB festgestellt wird. Durch kontinuierliches Überwachen der Änderung der Arbeitsbedingungen auf der Grundlage der Klebstoffschichtdicke im derzeit hergestellten Optikplattenaufzeichnungsmedium OD und Verwenden einer Regelung zum Korrigieren der überwachten Arbeitsbedingungen können Änderungen der Arbeitsbedingungen korrigiert werden, wobei unter immer optimalen Arbeitsbedingungen ein Optikplattenaufzeichnungsmedium OD mit beständiger Qualität hergestellt werden kann.
Es ist zu beachten, dass, obwohl nicht als spezifischer Schritt im Prozess gezeigt, ungenutztes lichtaushärtendes Kunstharz PP, das im Klebstoffbeschichtungsschritt #300, im Überlagerungsschritt #400 und im Verteilungsschritt #500 während des Betriebs der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB von den Substraten überfließt, im Wiedergewinnungstank 11 der Klebstoffzuführungsquelle 100 wiedergewonnen wird, wobei durch den Filter 12 Fremdmaterial entfernt wird, durch den Entschäumungstank 13 eingebrachte Blasen beseitigt werden, und das wiedergewonnene lichtaushärtende Kunstharz PP bei einer spezifischen Temperatur T im Tropftank 2 gespeichert wird, um die Viskositätssteuerung zu bewerkstelligen.
Eine spezifische Konfiguration einer Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB auf der Grundlage der in 1 gezeigten vorliegenden Ausführungsform wird als Nächstes im Folgenden mit Bezug auf die 5, 6, 7, 8, 9 und 10 beschrieben. 5 ist eine Draufsicht, die eine typische Anordnung der verschiedenen Prozessimplementierungsabschnitte zum Halten, Transportieren, Verarbeiten und Vermessen von Substraten in einer Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung zeigt. Eine Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB umfasst eine primäre Laminierungseinheit 33 zum Implementieren des obigen Prozesses von der Klebstoffbeschichtung (Schritt #300) bis zum behelfsmäßigen Verbinden (Bonding) (Schritt #600); eine Verbindungseinheit 34 zum Bestrahlen der gesamten Klebstoffschicht der behelfsmäßig fixierten Substrate mit ultravioletter Strahlung, um den Klebstoff zu härten und das Optikplattenaufzeichnungsmedium OD fertig zu stellen (Schritt #700); eine Neigungsuntersuchungseinheit 35 zum Erfassen der Neigung des fertiggestellten Optikplattenaufzeichnungsmediums OD; eine Plattendefektuntersuchungseinheit 36 zum Bestätigen der Anwesenheit anderer Defekte als der Neigung im Optikplattenaufzeichnungsmedium OD; eine Klebstoffschichtdickeuntersuchungseinheit 37 zum Messen der Klebstoffschichtdicke D des Optikplattenaufzeichnungsmediums OD, Bewerten der Qualität des Optikplattenaufzeichnungsmediums, und bei Bedarf Erzeugen eines Arbeitsparameterkorrektursignals Sc oder eines Anomaliesignals Sm (Schritte #800, #900, #1000, #1100); eine Fertigplattenwiedergewinnungseinheit 38; und eine Steuervorrichtung 2000 zum Steuern der gesamten Operation der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB.
Die Konfiguration der primären Laminierungseinheit 330 wird als Nächstes mit Bezug auf die 6, 7, 8 und 9 beschrieben. 6 zeigt eine typische Konfiguration der Klebstoffzuführungsquelle 100 zum Wiedergewinnen und Filtern des Klebstoffs von der primären Laminierungseinheit 33, und für die anschließende Viskositätssteuerung des wiedergewonnenen Klebstoffs zusammen mit frischem Klebstoff für die Zufuhr zur primären Laminierungseinheit 33. In der Figur gezeigt sind ein UV-härtendes Kunstharz PP 1, ein Tropftank 2 zum Halten des aufzutropfenden Kunstharzes, eine Rohrleitung 3, ein Umwälzer 4 (ein Beispiel hierfür ist der Umwälzer FC-301, hergestellt z. B. von luchi Co., Ltd.), ein Drehtisch 5, ein unteres Substrat 6, ein Spender 7, ein Drehtisch 8, ein oberes Substrat 9, ein Becher 10, ein Wiedergewinnungstank 11, ein Filter 12, ein Entschäumungstank 13 und eine Heizvorrichtung 14.
Die Viskosität ν des UV-härtendes Kunstharzes PP (im Folgenden als "Kunstharz PP" bezeichnet) wird eingestellt durch Einstellen der Kunstharztemperatur auf eine spezifische Temperatur T mittels des Umwälzers 4, während das Harz durch den Tropftank 2 und die Rohrleitung 3 befördert wird (auf eine Viskosität u von 100 bis 10000 cps, und vorzugsweise auf 300 bis 1000 cps, durch Einstellen auf eine Temperatur z. B. unterhalb der Raumtemperatur), wobei das Kunstharz anschließend in einer Ringform mittels des Spenders 7 auf das untere Substrat 6 aufgetropft wird, welches auf dem Drehtisch 5 platziert ist. Wenn z. B. der Durchmesser des Substrats gleich 120 mm ist, wird das Kunstharz aufgetropft, um einen ringförmigen Wall CA an einer Radialposition von 15 bis 50 mm, und vorzugsweise an einer Radialposition von 25 bis 35 mm, zu bilden. Das untere Substrat 6 wird zum Drehtisch 8 transportiert, jedoch wird die Verteilung des aufgetropften Kunstharzes durch die schnelle Beschleunigung des Substrats während des Transports nicht gestört, da die Viskosität ν des Kunstharzes PP mehrere 100 cps oder mehr beträgt.
Als Nächstes wird das obere Substrat 9 dem unteren Substrat 6 so überlagert, dass deren Laminierungsoberflächen einander gegenüberliegen. Der Drehtisch 8 wird mit einer hoher Drehzahl von 10 bis 10000 min^–1 gedreht, und vorzugsweise mit 3000 bis 4000 min^–1, bis die Kunstharzschicht AS zwischen 40 und 70 μm dick ist, nachdem für die Zeitspanne gedreht worden ist, die für die Verteilung des Kunstharzes PP zwischen dem unteren Substrat 6 und dem oberen Substrat 9 erforderlich ist, woraufhin der Verteilungsprozess (Schritt #500) endet.
Es ist zu beachten, dass die bevorzugte Drehzahl r2 und die Rotationszeit t entsprechend der Viskosität des Kunstharzes PP und anderer Bedingungen variieren. Wenn z. B. die Viskosität ν des Kunstharzes PP gleich 700 cps ist, beträgt die Drehzahl bei einer Rotationszeit von 5 Sekunden vorzugsweise 3000 bis 3500 min^–1.
Das während des Verteilens vom Außenumfang des Substrats ausgestoßene Kunstharz PP wird durch den Becher 10 wiedergewonnen und im Wiedergewinnungstank 11 gesammelt. Das Kunstharz PP im Filter 12 oder Entschäumungstank 13 wird auf eine niedrige Viskosität ν eingestellt, indem die Temperatur derselben mittels der Heizvorrichtung 14 eingestellt wird. Das Kunstharz PP wird unter Druck vom Wiedergewinnungstank 11 zur Filterung dem Filter 12 zugeführt. Nach dem Entschäumen für eine spezifische Zeitspanne im Entschäumungstank 13 wird das Kunstharz zum Tropftank 2 befördert und für das Auftropfen auf das untere Substrat 6 wiederverwendet. Durch Erwärmen des Kunstharzes PP über die Raumtemperatur wird die Viskosität ν auf eine Viskosität von 10 bis 1000 cps eingestellt, d. h. unterhalb der Raumtemperaturviskosität, und vorzugsweise auf 50 bis 300 cps, wobei die Zeitspanne, die für die Filter- und Entschäumungsprozesse erforderlich ist, gegenüber derjenigen, die bei Raumtemperatur erforderlich ist, verkürzt werden kann. Das heißt, wenn die spezifischen Temperaturen der Filter- und Entschäumungsprozesse gleich T1 bzw. T2 sind, liegt die Auftropftemperatur T unter T1 und T2, wobei T1 und T2 die gleiche Temperatur sein können.
Es ist zu beachten, dass die gleiche Wirkung erzielt werden kann, indem die Temperatur der Umgebung, die den Drehtisch 5 und den Drehtisch 8 umgibt, unter Verwendung eines Luftkonditionierers eingestellt wird, statt den Umwälzer 4 zu verwenden. Die Beeinträchtigung der Verteilung des auf das Substrat aufgetropften Kunstharzes, die durch den Transport des Substrats hervorgerufen wird, kann ebenfalls reduziert werden, indem der gleiche Drehtisch anstelle des Drehtisches 5 und des Drehtisches 8 verwendet wird.
7 ist eine typische Darstellung, die zusammengefasst die primäre Laminierungseinheit 33 zeigt, die für die Laminierung verwendet wird. Die primäre Laminierungseinheit 33 umfasst eine Substratzuführungseinheit 15, ein statisches Eliminierungsgebläse 16, einen Substratzuführungsarm 17, einen Vorverarbeitungstisch 18, eine Entgratungs- und Statikeliminierungs-Verarbeitungseinheit 19, eine Klebstoffauftropfeinheit 20, eine Substratumkehreinheit 21, einen Drehtisch 23, eine Nabe 24, einen Transportarm 25, eine UV-Bestrahlungsvorrichtung 26 für eine vorübergehende Befestigung, eine Palette 27 und eine Nabe 30. Ferner sind eine untere Richtplatte 28 und eine obere Richtplatte 29 zum Klemmen der Substrate von oben und unten zum Korrigieren einer Substratverzerrung vorgesehen. Es ist zu beachten, dass ein Plattenkörper 22, der ein oberes Substrat 9 und ein unteres Substrat 6 integral überlagert mit dazwischen befindlicher Kunstharzschicht AS aufweist, auf dem Drehtisch 8 platziert ist.
Die zu laminierenden Substrate werden der Substratzuführungseinheit 15 unter Verwendung separater Stapelsäulen für das untere Substrat 6 und das obere Substrat 9 zugeführt. Wenn sich die Substrate auf den Stapelsäulen befinden, wird über die Substrate von deren Kantenflächen her unter Verwendung des Statikbeseitigungsgebläses 16 Luft geblasen, um Fremdmaterial auf den Substratoberflächen zu beseitigen und individuelle Substrate zu trennen, so dass sie nicht aneinander haften, wenn die gestapelten Substrate entnommen werden. Das unter Substrat 6 und das obere Substrat 9 werden von der Stapelsäule unter Verwendung des Substratzuführungsarms 17 entnommen und dem Vorverarbeitungstisch 18 zugeführt.
Die Innenumfangsabschnitte der laminierten Substratoberflächen werden durch Druck in der Gradentfernungs- und Statikbeseitigungs-Verarbeitungseinheit 19 zusammengedrückt, um irgendwelche Grade, die während des Gießens an den Laminierungsoberflächen des unteren Substrats 6 und des oberen Substrats 9 entstanden sind, zu entfernen, wobei die Substratoberflächen anschließend mit einem Luftstrom beaufschlagt werden, während die Substrate rotieren, um die Laminierungsoberflächen der Substrate zu reinigen. Staub wird durch eine Staubentfernungsöffnung abgeführt, um einen spezifischen Reinheitsgrad innerhalb der Kammer der Gradentfernungs- und Statikbeseitigungsverarbeitungseinheit 19 aufrechtzuerhalten.
Das untere Substrat 6 wird auf den Drehtisch der Kunstharzauftropfeinheit 20 mit nach oben weisender Laminierungsoberfläche platziert, wobei UV-härtendes Kunstharz PP (im Folgenden als "Kunstharz PP" bezeichnet) in Ringform auf die Laminierungsoberfläche mittels des Spenders 7 aufgetropft wird (6). Für eine Platte mit einem Durchmesser von 120 mm wird z. B. das Kunstharz in Ringform an einer Radialposition von 15 bis 50 mm, vorzugsweise bei einer Radialposition von 25 bis 35 mm, aufgetropft. Das obere Substrat 9 wird von der Substratumkehrungseinheit 21 umgedreht, so dass die Laminierungsoberfläche nach unten weist. Als Nächstes wird das untere Substrat 6 vom Vorverarbeitungstisch 18 zum Drehtisch 8 bewegt, wobei das obere Substrat 9 anschließend dem unteren Substrat 6 überlagert wird, wobei die Laminierungsoberflächen derselben zusammengefügt werden, und wobei anschließend das Verteilen des Kunstharzes PP zwischen dem unteren Substrat 6 und dem oberen Substrat 9 erwartet wird. Durch Aufrechterhalten eines konstanten Spalts zwischen dem unteren Substrat 6 und dem oberen Substrat 9 zu diesem Zeitpunkt kann das Verteilen schnell bewerkstelligt werden.
Nachdem das aufgetropfte Kunstharz PP bis zu einer Position in einem Abstand von 0 bis 10 mm zur Außenumfangsseite verteilt worden ist, vor zugsweise bis zu einer Position in einem Abstand von 0 bis 2 mm zur Außenumfangsseite, ausgehend von der Sollposition am innersten Umfang der fertiggestellten Platte, wird anschließend der Drehtisch 8 mit einer hoher Drehzahl gedreht, wobei r2 gleich 10 bis 10000 min^–1 ist, und vorzugsweise r2 gleich 3000 bis 4000 min^–1 ist, bis die Dicke der Kunstharzschicht AS in einem Bereich von 40 bis 70 μm liegt, um somit die Platte 22 herzustellen. Es ist zu beachten, dass die gewünschte Drehzahl r2 und die Rotationszeit t entsprechend der Viskosität ν des Kunstharzes PP oder der Rotationszeit t variieren. Wenn z. B. die Viskosität ν des Kunstharzes PP gleich 700 cps ist, beträgt die Drehzahl r2 bei einer Rotationszeit von 5 Sekunden vorzugsweise 3000 bis 3500 min^–1.
Das Kunstharz PP zwischen dem unteren Substrat 6 und dem oberen Substrat 9 bewegt sich zum Außenumfangsabschnitt der Substrate während der Hochgeschwindigkeitsrotation. Die Menge an Kunstharz PP, die sich bewegt, nimmt zu, wenn die Zeitspanne t der Hochgeschwindigkeitsrotation ansteigt oder die Drehzahl r2 ansteigt, wobei ein Spalt, der nicht mit dem Kunstharz PP gefüllt wird, im Innenumfangsbereich zwischen dem unteren Substrat 6 und dem oberen Substrat 9 ausgebildet werden kann. Das Erscheinungsbild der Platte 22 verschlechtert sich in Folge eines solchen Spalts, wobei die Variation der Kunstharzschichtdicke zunimmt.
Die Struktur des Randes der Nabe 30 am Drehtisch 8 ist in 8 gezeigt. Das Kunstharz PP, das sich verteilt hat und aus dem Mittelloch des unteren Substrats 6 oder des oberen Substrats 9 hervorgetreten ist, wird von einer Saugpumpe 32 durch eine Saugöffnung 31, die in der Nabe 30 vorgesehen ist, gesammelt. Unter Verwendung dieser Einrichtung ist es durch Ansaugen des Kunstharzes PP zwischen dem unteren Substrat 6 und dem oberen Substrat 9 mittels einer Kraft P (im Folgenden als "Innenumfangsansaugen" bezeichnet), die aufgrund der Hochgeschwindigkeitsrotation größer ist als die auf das Kunstharz PP wirkende Zentrifugalkraft ausgehend vom Substratmittelpunkt, daher möglich, eine übermäßige Bewegung des Kunstharzes PP, das an der Innenumfangsseite der Substrate angeordnet ist, in Richtung zur Außenumfangsseite der Substrate während der Zeitspanne des Drehens der Substrate 6 und 9 mit hoher Drehzahl zu verhindern.
Nachdem diese Hochgeschwindigkeitsrotation abgeschlossen ist, wird die Platte 22 für einen Zentrierprozess zum Drehtisch 23 transportiert, um den Versatz zwischen den Zentren des unteren Substrats 6 und des oberen Substrats 9 zu korrigieren, indem die Platte 22 auf eine Nabe 24 mit einem spezifischen Durchmesser gesetzt wird. Der Versatz zwischen den Zentren der beiden Substrate kann durch diesen Zentrierprozess auf höchstens die Differenz zwischen dem Nabendurchmesser und dem Mittellochdurchmesser des unteren Substrats 6 und des oberen Substrats 9 reduziert werden. Wenn z. B. der Mittellochdurchmesser beider Substrate gleich 15,070 mm ist und der Durchmesser der Nabe 24 gleich 15,055 mm ist, kann der Versatz auf 15 μm oder weniger reduziert werden.
In Folge von Belastungen, die auf die ungehärtete Kunstharzschicht während des Transports und des Zentrierens der Platte 22 nach dem Verteilen des Kunstharzes einwirken, können Blasen in die Kunstharzschicht im Innenumfangsabschnitt der Platte eingebracht werden. Diese Blasen können beseitigt werden, indem das Innenumfangsansaugen mittels des Drehtisches 23 wiederholt wird (dies wird im Folgenden "wiederholtes Ansaugen" genannt). Das Hervortreten des Kunstharzes zur Kante des Innenumfangsloches der Platte 22 infolge von Schwankungen des aufgetropften Kunstharzvolumens, sowie ungefüllte Kunstharzlücken zwischen den Substraten können durch wiederholtes Ansaugen ebenfalls verhindert werden.
Unter Verwendung der auf einem Transportarm 25 montierten UV-Bestrahlungsvorrichtung 26 für die behelfsmäßige Verbindung werden ultraviolette Strahlen auf Punkte am Innenumfangsabschnitt der Platte aufgebracht, um das Harz auszuhärten, wobei somit die beiden Substrate durch lokales Verbinden des unteren Substrats 6 mit dem oberen Substrat 9 behelfsmäßig befestigt werden. Die Ausrichtung des unteren Substrats 6 und des oberen Substrats 9 wird anschließend nicht verrutschen, wobei die Platte 22 transportiert werden kann, während ein Einbringen von Blasen in den Innenumfangsbereich verhindert wird. Die Nabe 24 des Drehtisches 23 weist in diesem Fall die gleiche Struktur auf wie die in 8 gezeigte Nabe 30. Das Kunstharz PP, das sich verteilt hat und aus dem Mittelloch des unteren Substrats 6 oder des oberen Substrats 9 hervorgetreten ist, wird von einer Saugpumpe 32 durch eine Saugöffnung 31, die in der Nabe 30 ausgebildet ist, gesammelt.
Nachdem der UV-Punktbestrahlungsprozess abgeschlossen ist, wird die Platte 22 zu einer Palette 27 transportiert und zwischen einer unteren Glasrichtplatte 28 und einer oberen Glasrichtplatte 29 eingesetzt, um das Substrat vor einer Verzerrung zu schützen, und zum UV-Bestrahlungsprozess geschickt. Die Richtplatten sind vorzugsweise aus einem gut UV-durchlässigen Material (wie z. B. Quarzglas) gefertigt. Außerdem weist die Plattenkontaktoberflächenseite der unteren Richtplatte 28 und der oberen Richtplatte 29 vorzugsweise Oberflächenvorsprünge, wie z. B. Stapelrippen, auf oder ist längs einer Stufe geformt, die durch die Gießbedingungen zwischen der Klemmoberfläche und der Signaloberfläche RS des Substrats ausgebildet wird, als ein Mittel zum Sicherstellen der Flachheit der laminierten Substratoberflächen.
Die Plattenkontaktoberflächenseiten der unteren Richtplatte 28 und der oberen Richtplatte 29 sind ferner so geformt, dass sie den Klemmbereich, die Außenumfangsfläche oder sowohl den Klemmbereich als auch die Außenumfangsfläche ausrichten, während die Signalbereiche RS1 und RS2 der Platte 22 gemieden werden. Als Ergebnis ist es möglich, eine Schädigung des Substratoberflächenbereiches, der den Signalbereichen RS1 und RS2 der Platte 22 entspricht, infolge von Fremdmaterial, das zwischen der Platte 22 und den beiden Richtplatten eingeschlossen ist, zu verhindern.
Die der primären Laminierungseinheit 33 nachgelagerten Prozessabschnitte werden im Folgenden mit Bezug auf 5 beschrieben. Nach dem behelfsmäßigen Verbinden der Substrate (Schritt #600) mittels der primären Laminierungseinheit 33 wird die Platte 22 zusammen mit der Palette 27 zur Verbindungseinheit 34 transportiert. Die Platte 22 wird von der Verbindungseinheit 34 mit ultravioletter Strahlung bestrahlt, um die Kunstharzschicht AS auszuhärten und somit die unteren und oberen Substrate 6 und 9 integral zu verbinden. Die Verbindungseinheit 34 bläst gekühlte Luft über die Platte 22, um zu verhindern, dass die Temperatur der Platte 22 infolge der hohen Temperatur, die durch die Wärme von der UV-Lampe erzeugt wird, ansteigt.
Wenn die Aushärtung des Kunstharzes PP an der Außenumfangskante der Platte 22 unzureichend ist, nimmt die Neigung der Platte 22 zu, wes halb es notwendig ist, auch die Kante mit ultravioletten Strahlen zu bestrahlen, um das Kunstharz PP ausreichend auszuhärten. Um somit die von oberhalb oder unterhalb der Platte 22 emittierten ultravioletten Strahlen zur Außenumfangskante der Platte 22 zu leiten, ist auf der Transportpalette 27 ein Reflektor vorgesehen, dessen Spiegeloberfläche im Wesentlichen parallel zur Plattenaußenumfangskante ist und den Außenumfang der Platte 22 umgibt. Das Material des Reflexionsspiegels ist vorzugsweise Hochglanzaluminium mit einer hohen UV-Reflektivität.
Nach der endgültigen Aushärtung mittels UV-Bestrahlung wird die Platte 22 zur jeweiligen Untersuchungseinheit gesendet und mittels der Neigungsuntersuchungseinheit 35 unter Verwendung einer geeigneten Neigungsuntersuchungsvorrichtung (z. B. SH3DL-12NE, hergestellt von Admon Sience Corporation) auf Neigung untersucht. Die Platte 22 wird auf die Anwesenheit und den Grad von Defekten mittels der Plattendefektuntersuchungseinheit 36 unter Verwendung einer geeigneten Defektuntersuchungsvorrichtung (z. B. VCD120C, hergestellt von Dr. Schenk Co.) untersucht. Unter Verwendung eines Laserfokusverschiebungssensors (z. B. LD-800, hergestellt von Keyance Corp.) oder einer anderen Messvorrichtung misst die Klebstoffschichtdickenuntersuchungseinheit 37 die Dicke D der Klebstoffschicht AS. Die gemessene Klebstoffschichtdicke D wird anschließend mit einem spezifischen Referenzwert verglichen, um die Qualität des Optikplattenaufzeichnungsmediums zu bewerten, und zu beurteilen, ob die Betriebsbedingungen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB innerhalb eines Toleranzbereiches liegen, in welchem die Operation korrekt ausgeführt werden kann, indem die Operationsparameter angepasst werden, oder ob ein Anomalieproblem mit der Operation vorliegt, das nicht durch Anpassen der Operationsparameter korrigiert werden kann. Wenn das Optikplattenaufzeichnungsmedium fehlerhaft ist, trennt die Fertigplattenwiedergewinnungseinheit 38 die guten und die defekten Stücke und sammelt diese auf entsprechenden Stapelsäulen. Es ist zu beachten, dass die fehlerhaften Stücke, die durch die Defektinspektion identifizierten Stücke, analysiert werden müssen, um die Ursache zu bestimmen, und daher separat von den anderen fehlerhaften Stücken wiedergewonnen werden. Wenn eine Korrektur möglich ist, wird ein Parameterkorrektursignal erzeugt und für die Servosteuerung zur primären Laminierungseinheit 31 zurückgeführt. Wenn ein Anomalieproblem erfasst wird, wird ein Anomaliesignal Sd erzeugt und es werden geeignete Maßnahmen ergriffen, wie z. B. ein Stoppen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung ODB.
Die Struktur der Nabe 24, die im Zentrierprozess verwendet wird, wird als Nächstes mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben. 9 ist eine Draufsicht der Nabe 24, während 10 eine typische Darstellung ist, die die auf dem Drehtisch 23 aufgesetzte Platte 22 zeigt. Der Stift 39 ist gerade lang genug, um gleichzeitig die Innenumfangskanten des unteren und des oberen Substrats 6 und 9 zu berühren, wobei die Längsachse des Stifts 39 im Wesentlichen parallel zur Dickenrichtung des oberen und des unteren Substrats 6 und 9 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 40 ist ein Luftzylinder, während 41 eine Pumpe ist, die Luft hinein und heraus pumpen kann. Während des Zentrierens wird Luft mittels der Pumpe 41 in den Zylinder 40 gedrückt, um somit den Zylinder 40 zu expandieren und den Stift 39 in Richtung des Außenumfangs des oberen und des unteren Substrats 6 und 9 zu drücken. Der Stift 39 richtet die Kanten des oberen und des unteren Substrats 6 und 9 aus, und richtet die Mitten der Substrate 6 und 9 aus. Die gleiche Wirkung kann erzielt werden, indem ein Stift mit einem äquivalenten Mittel auf dem Transportarm 25 selbst vorgesehen wird. Es ist zu beachten, dass, obwohl wenigstens zwei Stifte 39 notwendig sind, vorzugsweise drei vorhanden sein können. Durch Vorsehen des in 8 gezeigten Ansaugmechanismus an der Nabe 24 kann der Mittenversatz im Wesentlichen korrigiert werden, während ein Eindringen von Blasen in die Klebstoffschicht AS verhindert wird.
Die Klebstoffschicht AS kann somit lokal ausgehärtet werden, um die Platte 22 behelfsmäßig zu verbinden, indem lokal ultraviolette Strahlen auf die Klebstoffschicht AS der zentrierten Platte 22 gerichtet werden, während eine spezifische Saugkraft P1 (mmHg) mittels der so konfigurierten Nabe 24 ausgeübt wird. Die Innenumfangskante wird jedoch vorzugsweise für das behelfsmäßige Verbinden gehärtet. Außerdem, falls erforderlich, wird auch der Außenumfangsabschnitt der Klebstoffschicht AS bestrahlt, um zwei Stellen auszuhärten, nämlich an der Innenumfangsseite und an der Außenumfangsseite.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 12 eine Anwendung der Optikplattenherstellung unter Verwendung eines Aufdruckverfahrens der Ser vosteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Optikplattenaufzeichnungsmediumsqualität und die Arbeitsbedingungen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung auf der Grundlage der gemessenen Klebstoffschichtdicke D des Optikplattenaufzeichnungsmediums erfasst werden, und wobei die Betriebsbedingungen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses verändert werden. Eine Beschreibung des Aufdruckverfahrens und der Vorrichtung wird weggelassen, da diese der Öffentlichkeit bekannt sind. Es ist zu beachten, dass mit Ausnahme der Prozesse, die für das Klebstoffbeschichtungsverfahren des Aufdruckverfahrens, wie mit Bezug auf die 11 und 12 beschrieben wird, spezifisch sind, dieses Verfahren grundsätzlich identisch mit dem obenbeschriebenen Rotationsbeschichtungsverfahren ist.
Wie vorher beschrieben worden ist, variiert die Dicke der Klebstoffschicht AS in Durchmesserrichtung um |D1 – D2| infolge der Druckbeschichtung. Wenn der Substratdurchmesser gleich DM ist, kann durch die folgende Gleichung 5 ausgedrückt werden, ob das Substrat und die Beschichtungsrichtung des Klebstoffes parallel sind, d. h. es kann die Schieflage θ ausgedrückt werden: tanθ = |D1 – D2|/DM (5)
Außerdem kann die Beziehung zwischen der Klebstoffschichtdicke D und dem Abstand S zwischen dem Sieb SP und dem Substrat durch die folgende Gleichung 6 ausgedrückt werden: D = α3·V·S (6)wobei α3 ein Koeffizient ist.
Mit anderen Worten, um die Dickenverteilung (Grad der Parallelität) der Klebstoffschicht auf einem Substrat zu korrigieren, wird ein Korrekturwinkel Δθ zum Anpassen des relativen Winkels zwischen dem Sieb SP und dem Substrat auf der Grundlage von Gleichung 5 berechnet, um ein Korrektursignal Sc zu erzeugen.
Wenn die Dickeverteilung der Klebstoffschicht vernachlässigbar klein ist, jedoch eine Korrektur der Dicke D selbst erforderlich ist, wird ΔS auf der Grundlage von Gleichung 6 berechnet, um das Korrektursignal Sc zu erzeugen.
Durch Steuern der Klebstofftemperatur, um die Viskosität für jeden Prozess einzustellen, wenn eine Klebstoffschicht zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat gebildet wird und das erste Substrat und das zweite Substrat laminiert werden, um eine Platte herzustellen, ist es mittels der vorliegenden Erfindung möglich, Platten mit gutem Erscheinungsbild dauerhaft herzustellen, und die Arbeitseffizienz der Herstellungsvorrichtung zu verbessern.
Wenn außerdem eine Klebstoffschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat gebildet wird und das erste Substrat und das zweite Substrat laminiert werden, ist es durch Ansaugen der Klebstoffschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat von der Innenumfangskante der Substrate nach dem Rotieren des ersten Substrats und des zweiten Substrats, die miteinander verbunden sind, mit hoher Geschwindigkeit, um die Klebstoffschichtdicke einzustellen, möglich, mittels der vorliegenden Erfindung Platten mit gutem Erscheinungsbild und frei von eingebrachten Blasen dauerhaft herzustellen.
Wenn außerdem eine Klebstoffschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ausgebildet wird und das erste Substrat und das zweite Substrat laminiert werden, kann durch Korrigieren des Versatzes zwischen den Mitten des ersten Substrats und des zweiten Substrats nach dem Drehen des ersten Substrats und des zweiten Substrats, die miteinander verbunden sind, mit hoher Geschwindigkeit, der Versatz zwischen den Mitten der zwei laminierten Substrate leicht mit guter Genauigkeit reduziert werden.
Da ferner das Einbringen von Blasen in die Klebstoffschicht in der vorliegenden Erfindung verhindert werden kann, kann die vorliegende Erfindung mit allen Typen von Platten verwendet werden, einschließlich einseitiger einschichtiger Platten, doppelseitiger einschichtiger Platten, und Konfigurationen, in denen der Laser eine Klebstoffschicht durchdringen muss, wie z. B. in einseitigen doppelschichtigen Platten. Da an einer bestimmten Radialposition eine gleichmäßige Dicke aufrechterhalten werden kann, kann die Dicke an der gleichen Umfangsposition konstant gehalten werden.
Außerdem werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Optikplattenaufzeichnungsmediumsqualität und die Betriebsbedingungen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung auf der Grundlage der gemessenen Dicke Da der Klebstoffschichtdicke D des hergestellten Optikplattenaufzeichnungsmediums erfasst, wobei eine Servosteuerung durchgeführt wird, um die Betriebsbedingungen der Optikplattenlaminierungs-Herstellungsvorrichtung auf der Grundlage des erfassten Ergebnisses anzupassen, wodurch optische Platten mit dauerhaft stabiler Qualität hergestellt werden können, selbst wenn sich die Betriebsumgebung und andere Bedingungen ändern.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben worden ist, können ein Herstellungsverfahren für optische Platten des laminierten Typs und eine Herstellungsvorrichtung hierfür gemäß der vorliegenden Erfindung die Lichtdurchlässigkeit einer Klebstoffschicht sicherstellen, und machen es somit einfacher, mehrere Schichten in einem Optikplattenaufzeichnungsmedium zu erhalten. Außerdem können die Arbeitsbedingungen aller Prozesse automatisch auf der Grundlage der Klebstoffschichtdicke in einer laminierten optischen Platte angepasst werden, wobei die vorliegende Erfindung daher zum Herstellen optischer Platten mit stabiler Qualität geeignet ist.

Claims

Vorrichtung (ODB) zum Herstellen laminierter optischer Disks (OD) durch Zusammenlaminieren mindestens eines ersten Substrats (6) und eines zweiten Substrats (9), wobei die Vorrichtung (ODB) verschiedene Einrichtungen mit Mitteln zum Transport der Substrate oder Disks zwischen den Einrichtungen aufweist, wobei folgende Einrichtungen vorhanden sind: Beschichtungsmittel (100, 300, 400, 500) zum Aufbringen eines Klebers (PP) zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat (6, 9) und Bilden einer Klebeschicht (CA, AS), die eine bestimmte Dicke (Da) aufweist, und ein Kleberzuführmittel (100) zum Zuführen des Klebers (PP), der durch Steuerung eine bestimmte erste Temperatur (T) aufweist, zum Beschichtungsmittel (300, 400, 500), so dass die Viskosität des Klebers zunimmt und die Verteilung des Klebers daher durch die schnelle Beschleunigung des Substrats beim Transport nicht beeinträchtigt wird, und ein Entschäumungsmittel (13) zum Entfernen von Bläschen aus dem Kleber (PP) bei einer bestimmten zweiten Temperatur (T2), die höher ist als die bestimmte erste Temperatur (T), so dass die Viskosität abnimmt und die Zeit für das Entschäumen verkürzt wird.
Vorrichtung (ODB) zum Herstellen laminierter optischer Disks nach Anspruch 1, zusätzlich aufweisend ein Ansaugmittel (30) zum Ansaugen der zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat (6, 9) gebildeten Klebeschicht (AS) mit einer bestimmten ersten Ansaugkraft (P).
Vorrichtung (ODB) zum Herstellen laminierter optischer Disks nach Anspruch 2, zusätzlich aufweisend ein Mittel zum vorläufigen Bonden (600), d.h. zum teilweisen Aushärten der angesaugten Klebeschicht (AS), um das erste und das zweite Substrat (6, 9; 22) teilweise zu bonden und vorläufig aneinander zu befestigen.
Vorrichtung (ODB) zum Herstellen laminierter optischer Disks nach Anspruch 1, außerdem aufweisend ein Zentriermittel (24), damit ein Mittenloch (H) mit einem bestimmten Radius in der Mitte offenliegt, wobei das Zentriermittel (24) mindestens zwei Kontaktstifte (39) aufweist, die so lang sind, dass sie gleichzeitig die Innenumfangskanten der beiden Substrate (6, 9) berühren, so dass ein Mittenversatz zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat (6, 9) dadurch korrigiert wird, dass die Kontaktstifte in im wesentlichen entgegengesetzte Richtungen ausgefahren werden, um gegen die Ränder des Mittenlochs im ersten und im zweiten Substrat (6, 9) zu drücken.
Vorrichtung zum Herstellen laminierter optischer Disks nach Anspruch 4, außerdem aufweisend ein Mittel (600) zum vorläufigen Bonden, d.h. zum teilweisen Aushärten der Klebeschicht (AS) zwischen dem ersten und dem zweiten zentrierten Substrat (6, 9; 22), um das erste und das zweite Substrat (6, 9; 22) teilweise zu bonden und vorläufig aneinander zu befestigen.