JP2004095183A

JP2004095183A - ディスク基板の貼り合わせ方法

Info

Publication number: JP2004095183A
Application number: JP2003412811A
Authority: JP
Inventors: Riyouko Kitano; 北野　亮子; Masami Inai; 井内　正美
Original assignee: Kitano Engineering Co Ltd
Current assignee: Kitano Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2004-03-25

Abstract

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【課題】　粘着シートを使って両ディスク基板を貼り付ける方法において、両ディスク基板間に存在する空泡が極力小さい又は皆無な高品質の光ディスクを提供すること。
【解決手段】　下ディスク基板Ｄ１の表面に粘着剤を付着させる工程、粘着剤が付着された下ディスク基板Ｄ１の上に上ディスク基板Ｄ２を載置する工程、押し付け部材を使って下ディスク基板に対して上ディスク基板を押し付ける工程、高圧雰囲気中に両ディスク基板を放置する工程、を含み、高圧雰囲気中に両ディスク基板を放置する工程においては、最初に押し付け部材１００を上ディスク基板Ｄ２に対して中心側から外方へ接触部が拡大するように押し付け、その後、高圧雰囲気にするディスク基板の貼り合わせ方法。
【選択図】　　　　図１３

Description

　この発明は、ディスク基板の貼り合わせ方法、更に詳しくは、粘着シートを使って２枚のディスク基板を両者一体に貼り合わせる方法に関するものである。

　近年、コンピューター、取りわけパソコン等の普及は目ざましく、それに使用する記憶媒体、特に、記憶ディスクの容量は益々高密度化しており、その種類も多くなってきている。
　記憶ディスクとしては、例えば、磁気ディスク、光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（例えば、ＭＯ）等があるが、その中でも、最近、光ディスクの需要が増大している。

　ＤＶＤと呼ばれる光ディスクを例にとっていうと、それを構成する単板であるディスク基板は、その厚みが０．６ｍｍ、外形が１２０ｍｍ、その中心穴の内径が１５ｍｍ、と規格されている。
　このような薄いディスク基板一枚では、機械的強度が低く変形し易いこと、また、記憶容量の点からも、同じ厚み（０．６ｍｍ）のディスク基板を合体し貼り合わせて使用している。
　このように、ＤＶＤも含めて、一般に、高密度の光ディスクは、単板ではなく上記のような合板構造として使用されることが多いので、その場合は、上ディスク基板と下ディスク基板との相互の貼り合わせが当然必要となる。

　単板を貼り合わせて一体化した光ディスクにするために、接着剤を使った貼り合わせ方法がある。
　この方法は、下ディスク基板の表面に接着剤である紫外線硬化樹脂をドーナツ状に塗布し、その上に上ディスク基板を載せた状態で両ディスク基板を回転して該紫外線硬化樹脂を延展させるものである。
　そして、延展後は紫外線を照射させて両ディスク基板間にある紫外線硬化樹脂を硬化させて一体化する。

　しかし、このような方法では、回転による延展を利用しているため、紫外線硬化樹脂が外方に飛び散り周囲を汚染したり、また該樹脂が散逸して有効使用率を低下させるなど紫外線硬化樹脂の歩留りも悪い。
　また、接着剤を硬化するために紫外線を照射する工程が必要であること等から、製造工数が増え当然製造コストが嵩む。
　このような事情により、接着剤の延展工程を必要としない貼り合わせ方法であり、粘着剤を使った貼り合わせ方法が開発された。

　この方法では、紫外線硬化樹脂（接着剤）の代わりに、粘着シート体を使ったものである。
　すなわち、粘着シート体の粘着剤を下ディスク基板に付着させてその上に上ディスク基板を載せ、上から押し付け部材で押し付けることにより、両ディスク基板を一体化する手法である。
　しかし、粘着剤は両ディスク基板に瞬時的に付着する性質を有するため、下ディスク基板の表面に粘着シートを押し付ける際、どうしても粘着剤とディスク基板との間に空泡（ぞくに「泡」というもの）が混入し易く、また粘着剤の付着した下ディスク基板の上にディスク基板を置く際にも同様に空泡が混入し易い。
　その結果、空泡を含む光ディスクが製造されることになり、品質上に問題が生ずる。

　本発明は、上記のような問題点の解決を図ったものである。
　即ち、本発明の目的は、粘着シートを使って両ディスク基板を貼り合わせる方法において、両ディスク基板間に存在する空泡が極力小さい又は皆無なディスク基板の貼り合わせ方法を提供することである。

　しかして、本発明者等は、このような課題に対して、鋭意研究を重ねた結果、一旦、貼り合わせた両ディスク基板を高圧雰囲気に放置することにより空泡の体積が縮小することを見出し、この知見にもとづいてこの発明を完成させたものである。

　即ち、本発明は、（１）、下記（１）〜（７）の工程を順次有するディスク基板の貼り合わせ方法。
（１）ドーナツ型シート状粘着剤Ｓ２を下面に有するキャリアＳ１からなる粘着シート体Ｓを、ピッチ送りローラ６、上流側に配置されたテンションローラ５Ａ、受け台２、下流側に配置されたテンションローラ５Ｂ、引き取りローラ７間に順に張設走行させる工程、
（２）受け台２上に保持された下ディスク基板Ｄ１に対して、粘着シート体Ｓを芯出しシャフト３により位置決めする工程、
（３）芯出しシャフト３を上昇させて、受け台２上に保持された下ディスク基板Ｄ１及び粘着シート体Ｓ上に貼合わせローラ１を転動させ、下ディスク基板Ｄ１に粘着シート体Ｓを貼り付ける工程、
（４）受け台２の上流側に配置されたテンションローラ５Ａ及び下流側に配置されたテンションローラ５Ｂにより粘着シート体Ｓに張力をかけながら、受け台２の下流側に位置する剥離部材４を、粘着シート体Ｓと下ディスク基板Ｄ１との間を受け台２の上流側に移動し、粘着シート体Ｓを引き寄せながら上方に持ち上げ、粘着シート体Ｓを下ディスク基板Ｄ１上の粘着剤Ｓ２から剥離する工程、
（５）粘着剤Ｓ２を有する下ディスク基板Ｄ１上に上ディスク基板Ｄ２を戴置する工程、（６）受け台２に戴置された両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２に対して、略半球状の可撓性の材料からなる押し付け部材１００を押し付けて、両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２を貼り合わせる工程、
（７）貼り合わされた両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２を加圧容器内に配置し、前記略半球状の押し付け部材１００により両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２に所定圧力を加えながら加圧容器内に圧縮空気を圧入して、前記所定圧力より高い高圧雰囲気状態に一定時間維持して、両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２を強固に固着する工程に存する。

　そして、（２）、工程（７）の所定圧力を２気圧の圧力とし、且つ高圧雰囲気を５気圧の圧力とする上記１のディスク基板の貼り合わせ方法に存する。

　上記のような貼り合わせ方法を採用することにより、空泡の極力小さくなり高品質の光ディスクが得られる。

　従来の粘着シート体を使った貼り合わせの場合と異なり、両ディスク基板の間に空泡の混入が極めて少ない高品位の光ディスクの製造が可能となった。
　しかも、従来の工程において、単に高圧雰囲気で行うことで簡単に空泡を縮小することができる。

　本発明のディスク基板の貼り合わせ方法は、２枚のディスク基板を粘着剤を介して貼り合わせた後、両ディスク基板を高圧雰囲気中に放置（一定時間置く）することを特徴とする。
　図１は、更に詳しいディスク基板の貼り合わせ工程をブロック図で示したものであり、２枚のディスク基板を貼り合わせるために、
　１）下ディスク基板の表面に粘着剤を付着させる工程、
　２）粘着剤が付着された下ディスク基板の上に上ディスク基板を載置する工程、
　３）押し付け部材を使って下ディスク基板に対して上ディスク基板を押し付ける工程、
　４）高圧雰囲気中に両ディスク基板間を放置する工程、
の４つの工程を有する。

　図２〜５は、本発明の貼り合わせ方法を更に具体的に示す図である。
　この図面に基づいて工程を説明する。
　先ず、下ディスク基板Ｄ１は受け台２の上に載置された状態にある。
　図２に示すように、粘着シート体Ｓは、その下面にドーナツ型でシート状をした粘着剤Ｓ２が下側に露出した状態で、受け台２と貼合わせローラ１の上流及び下流に配置された各テンションローラ５Ａ及びテンションローラ５Ｂ間に支持されている。
　なお、その前後にはピッチ送りローラ６と引き取りローラ７とが配置されている。

　次に、図３に示すように、位置決め部材である芯出しシャフト３が下降して、粘着シート体Ｓの下ディスク基板Ｄ１に対する位置決めが行われる。
　この時点で、受け台２に設けられた図示しない小孔を通じての吸引が行われ、下ディスク基板Ｄ１は、受け台２に位置決めされたまま動かないように吸着保持される。

　次に、図４に示すように、押し付け部材である押し付けローラ１が、下ディスク基板Ｄ１の上を（詳しくは下ディスク基板上の粘着シート体Ｓの上を）、図の矢印方向に転動する。
　なお、転動運動の始めの段階で芯出しシャフト３は上昇してその場から逃げ去る。
　この押し付けローラの転動作用により、下ディスク基板Ｄ１に対して粘着シート体Ｓは押し付けられ、粘着シート体Ｓが下ディスク基板Ｄ１の表面全体に貼り付けられる。
　押し付けローラが転動する際の圧力は、粘着シート体が下ディスク基板Ｄ１の表面に貼り付く程度の接触圧（通常２〜３気圧程度）で十分である。

次に、図５に示すように、受け台２の下流側に位置していた引き剥がし部材である剥離部材４が、粘着シート体Ｓと受け台２に載置された下ディスク基板Ｄ１との間を横断するように速やかに移動する。
　下ディスク基板Ｄ１の表面と粘着シート体Ｓ（詳しくはキャリアＳ１）とが引き剥がされる。
　剥離部材４が受け台を横断し終わった時点で、粘着シート体Ｓは、下ディスク基板Ｄ１（詳しくは下ディスク基板上の粘着剤Ｓ２）から引き剥がされフリーとなる。

　このように粘着シート体Ｓ（詳しくは、キャリアＳ１）が下ディスク基板Ｄ１から引き剥がされた後は、下ディスク基板Ｄ１の上に粘着剤Ｓ２が付与された状態となる（図１１参照）。
　ここで、受け台２が据えつけられたターンテーブルＴは、速やかに次のステーションに移動される。
　すなわち、今まで説明してきた下ディスク基板に粘着剤Ｓ２を付与するステーションであるところの第１ステーションＺ１から、次のステーションである第２のステーションＺ２に移動される（図６参照）。

　この第２のステーションでは、粘着剤Ｓ２が付与された下ディスク基板Ｄ１の上に別の上ディスク基板Ｄ２が重ね載置される（図７参照）。
　このように重ね合わされた両ディスク基板は、次の第３のステーションＺ３（図６参照）に移動される。

このステーションＺ３において、受け台に載置された両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２に対して上方から押し付け部材１００が押し付けられる。
　図８は、受け台２が上昇することによって、両ディスク基板（詳しくは上ディスク基板）に対して押し付け部材１００が押し付けられる場合を示したが、その逆に押し付け部材が降下して、結果的に両ディスク基板に押し付け部材が押し付けられるようにすることも当然可能である。

　この押し付け部材は、略半球状の可撓性のある材料で形成されており、この押し付け部材の押し付け力により下ディスク基板Ｄ１に対して上ディスク基板Ｄ２が同様に押し付けられる。
　この場合の押し付け作用は、押し付け部材をディスク基板に対して中心側から外方へ接触部が拡大するように押し付けることとなり、両ディスク基板間の空泡を外方向に押し出す働きを備える。
　これで、２枚のディスク基板Ｄ１，Ｄ２は、取り敢えず、貼り合わせられたことになる。
　このように、貼り合わされた両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２は、次の第４のステーションＺ４（図６参照）に移動される。

　このステーションＺ４において、受け台に載置された両ディスク基板は、外壁体で包み込むことで閉じた空間を備えた加圧容器の中に入れられる。
　ここで、加圧容器はその空間が外気に対して封止又は開放が可能になっており、その詳細は省略する。

　因みに、図９は高圧容器を使った高圧雰囲気状態（加圧状態）を説明する概略図で、高圧容器８の外壁体によって閉じた空間８０には、流路パイプ流路パイプ８Ａを介して圧縮空気が送り込まれて、所定の高圧雰囲気状態を作り出すことができる。
　そして、この高圧雰囲気の圧力は自由に調整可能となっている。
　ここでは、両ディスク基板Ｄ１，Ｄを高圧容器８の中に入れた後、この中の空間８０を封止した状態で中の圧力を上昇させ設定された高圧雰囲気にする。

　この高圧雰囲気中に放置された２枚のディスク基板Ｄ１，Ｄ２においては、両者の間に存在している空泡（その多くは粘着剤中にある）が縮小して極めて小さくなり、或いは殆ど無くなることとなる。
　すなわち、２枚のディスク基板Ｄ１，Ｄ２の間に空泡が存在している場合、両ディスク基板には一定の圧力が加わるために、その空泡の体積は、Ｖ１→Ｖ２に縮小する。

　図１０は、その原理を模式的に示したもので、図１０（Ａ）は、高圧雰囲気中に放置される前の両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２間に空泡９が封じ込まれた状態を示したものである。
　この空泡９は大気中で封じ込まれたもので空泡内の圧力も大気と同じ１気圧でバランスしている。
　もっとも、前工程で下ディスク基板に対して上ディスク基板が押し付けられることにより、その押し付け力が１気圧以上であれば、その圧力で空泡内の圧力としてバランスしているとみられる。

　一方、図１０（Ｂ）は、両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２を高圧雰囲気中に放置した状態を示すものである。
　この時、その空泡９の体積は、Ｖ１→Ｖ２（Ｖ１>Ｖ２）に縮小してバランスするが、この状態で粘着剤Ｓ２とディスク基板とが互いに固着する。
　ここで加える高圧雰囲気の圧力は、以前の工程で両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２に加えられた圧力より大でなければならない。
　例えば、前工程において、両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２間の押し付け圧が２気圧であるとすると、ここでは少なくとも２気圧を越える圧力、例えば、５気圧程度とする。

　このように、以前の工程で加わる圧力より大なる圧力に晒されるため、空泡は縮小し、一定時間すると粘着剤が両ディスク基板に強く固着してＶ２の体積でそのまま固定されることになる。
　このように高圧雰囲気に放置する時間は、粘着力により両ディスク基板同士が強く固着されるのに十分な時間を必要するため、粘着剤にもよるが、例えば１０〜２０秒程度が好ましい。
　このような高圧雰囲気に放置する方法においては、両ディスク基板間に均等に圧力が加わるため、その間の粘着剤に分散して含まれる空泡にも同様に圧力が加わることになる。

　その結果、両ディスク基板全体の空泡が偏らずに平均して縮小するのである。
　この空泡の大きさの変化は、両ディスク基板Ｄ１，Ｄ２の間に加わる圧力に比例することから、空泡が光ディスクとして品質上問題のない大きさになるだけの十分な圧力とする。
　例えば、空泡の大きさ（通常、最大長さをいう）の基準が５０μとなっているとすると、この基準に抑えるためには、多数の空泡の中で最大の空泡の大きさが５０μ以下になるように定めることである。

　このように、高圧雰囲気中に一定時間放置された両ディスク基板は、両者間に空泡が極力縮小又は除去された高品位な光ディスクＤとなる（図１２参照）。
　さて、以上高圧雰囲気中に一定時間放置することで、十分な空泡の縮小又は除去されるが、高圧雰囲気に上げる前に、前もって押し付け部材を使って下ディスク基板に対して上ディスク基板を押し付けるとより効果が増大する。

　図１３は、高圧雰囲気中に放置される前に、前もって押し付け部材により上ディスク基板を押し付ける工程を示す。
　ここでは、高圧雰囲気中にする前の状態（Ａ）で、押し付け部材により上ディスク基板を押し付ける（Ｂ）。
　因みに、この場合は、受け台が上昇することにより押し付けを行った場合を示した。
　その後、容器内の空間８０を高圧雰囲気にしてそのまま放置する手法を取る。〔（１）→（２）〕

なお、受け台を下降させて、押し付け部材を非接触状態にしてから、高圧雰囲気とすることも可能である。
　ここで使用される押し付け部材は、図に示すように可撓性の略半球状のものを使うと良い。
　この場合、ディスク基板に対して中心側から外方へ接触部が拡大するように押しつけることができ、空泡を外方（半径方向）に出すように作用させることができる。

　押し付け力は、高圧雰囲気の圧力より大なるものを使うと、空泡の体積はより縮小することになるが、この可撓性の押し付け部材による押し付け圧は、外周部より中心部の方が大きくなるため両ディスク基板に加わる圧力が偏ってしまうこととなる。
　そのため、ここでの押し付け部材による押し付け圧は、空泡の縮小に寄与させない方が好ましい。
　その意味で、押し付け部材による押し付け力は高圧雰囲気の圧力より小さくする方が好ましい。

　以上、本発明を述べてきたが、本発明は実施例にのみ限定されるものではなく、その本質から逸脱しない範囲で、他の色々な変形例が可能であることはいうまでもない。
　例えば、本発明で使用される押し付け部材の形状は、必ずしも図示したものに限らす設計変更も可能である。

　また、ステーションＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４は、同じターンテーブル上にある場合で説明したが、それぞれターンテーブル上にない別の位置にて行うことも当然可能である。
　特に、高圧雰囲気を作り出すための空間は、密閉の関係から別の位置にて行うことが好ましい。
　また、ステーションＺ２及びステーションＺ３における工程は、同じ位置で行うことも可能である。

図１は、ディスク基板の貼り合わせ工程を示すブロック図である。図２は、粘着剤の付与方法（初期状態）を示す図である。図３は、粘着剤の付与方法（位置決め時）を示す図である。図４は、粘着剤の付与方法（押し付けローラの押し付け時）を示す図である。図５は、粘着剤の付与方法（剥離部材の横断移動時）を示す図である。図６は、各ステーションの位置を示す図である。図７は、下ディスク基板に対して上ディスク基板を載置する工程を示す図である。図８は、押し付け部材を使って下ディスク基板に対して上ディスク基板を押し付ける工程を示す図である。図９は、高圧容器を使った高圧雰囲気状態を示す概略図である。（Ａ）は、高圧雰囲気にする前の両ディスク基板間に存在する空泡を示した図である。（Ｂ）は、高圧雰囲気にした後の両ディスク基板間に存在する空泡を示した図である。図１１は、下ディスク基板の上に粘着剤が付与された状態を示す断面図及び側面図である。図１２は、貼り合わせ後の光ディスクを示す図である。図１３は、高圧雰囲気中にした後に押し付け部材を上ディスク基板に押し付ける工程を示す。

符号の説明

　１…貼合わせローラ（位置決め部材）
　２…受け台　　　　　　
　３…芯出しシャフト
　４…剥離部材（引き剥がし部材）　　
　５…テンションローラ
　５Ａ…上流のテンションローラ
　５Ｂ…上流のテンションローラ
　６…ピッチ送りローラ
　７…引き取りローラ
　８…高圧容器
　８Ａ…流路パイプ
　８０…空間
　１００…押し付け部材
　Ｓ…粘着シート体
　Ｓ１…キャリア
　Ｓ２…粘着剤
　Ｓ３…剥離紙
　Ｄ…光ディスク
　Ｄ１…下ディスク基板　
　Ｄ２…上ディスク基板
　Ｈ…中心穴
　Ｔ…テーブル

Claims

　下記（１）〜（７）の工程を順次有するディスク基板の貼り合わせ方法。
（１）ドーナツ型シート状粘着剤Ｓ２を下面に有するキャリアＳ１からなる粘着シート体Ｓを、ピッチ送りローラ６、上流側に配置されたテンションローラ５Ａ、受け台２、下流側に配置されたテンションローラ５Ｂ、引き取りローラ７間に順に張設走行させる工程、
（２）受け台２上に保持された下ディスク基板Ｄ１に対して、粘着シート体Ｓを芯出しシャフト３により位置決めする工程、
（３）芯出しシャフト３を上昇させて、受け台２上に保持された下ディスク基板Ｄ１及び粘着シート体Ｓ上に貼合わせローラ１を転動させ、下ディスク基板Ｄ１に粘着シート体Ｓを貼り付ける工程、
（４）受け台２の上流側に配置されたテンションローラ５Ａ及び下流側に配置されたテンションローラ５Ｂにより粘着シート体Ｓに張力をかけながら、受け台２の下流側に位置する剥離部材４を、粘着シート体Ｓと下ディスク基板Ｄ１との間を受け台２の上流側に移動し、粘着シート体Ｓを引き寄せながら上方に持ち上げ、粘着シート体Ｓを下ディスク基板Ｄ１上の粘着剤Ｓ２から剥離する工程、
（５）粘着剤Ｓ２を有する下ディスク基板Ｄ１上に上ディスク基板Ｄ２を戴置する工程、（６）受け台２に戴置された両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２に対して、略半球状の可撓性の材料からなる押し付け部材１００を押し付けて、両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２を貼り合わせる工程、
（７）貼り合わされた両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２を加圧容器内に配置し、前記略半球状の押し付け部材１００により両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２に所定圧力を加えながら加圧容器内に圧縮空気を圧入して、前記所定圧力より高い高圧雰囲気状態に一定時間維持して、両ディスク基板Ｄ１、Ｄ２を強固に固着する工程。
　工程（７）の所定圧力を２気圧の圧力とし、且つ高圧雰囲気を５気圧の圧力とすることを特徴とする、請求項１記載のディスク基板の貼り合わせ方法。