JP2004303323A

JP2004303323A - 貼合装置及び貼合方法

Info

Publication number: JP2004303323A
Application number: JP2003094203A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Narita; 悠成田
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】接着剤における気泡や未充填空間を残留させずに、基板を貼り合せることが可能な貼合装置及び貼合方法を提供する。
【解決手段】成膜部１、接着剤加熱部２、塗布前基板加熱部３、接着剤塗布部４、基板貼合部５、硬化前基板加熱部６、接着剤硬化部７を有し、接着剤タンク８から供給される紫外線硬化型接着剤によって一対の基板を貼り合せることにより、ディスクを製造する。接着剤加熱部２、塗布前基板加熱部３、基板貼合部５、硬化前基板加熱部６において接着剤及び基板を加熱することにより脱泡を促進し、接着剤における気泡や未充填空間の残留を防止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光ディスクのような平板状の記録媒体を製造するために、基板を互いに貼り合せる貼合装置及び貼合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクや光磁気ディスク等の光学読み取り式の円盤状記録媒体は、再生専用のものばかりでなく、記録された情報の書き換えが可能なものも広く普及している。かかる記録媒体は、基板に形成された記録面を保護したり、記録面の多層化による高密度記録を実現するために、基板同士を貼り合せることによって製造されている。
【０００３】
このような記録媒体の製造は、例えば、図６に示すような手順により行われる。すなわち、２枚のポリカーボネート製の基板を射出成型し（６０１）、スパッタ室においてスパッタリングによって金属膜を形成する（６０２）。そして、２枚の基板の接合面に、紫外線硬化型の接着剤をスピンコートによって塗布する（６０３）。接着剤を塗布した一対の基板を真空室に挿入し、真空中で互いの接着剤面を貼り合せる（６０４）。互いに貼り合せられた基板を真空室から大気圧に出し、これに対して紫外線を照射することにより、接着剤を硬化させる（６０５）。これにより、２枚の基板は強固に接着され、ディスクが完成する。
【０００４】
さらに、かかる接着剤硬化時におけるディスクの厚さのばらつきや、反り等の変形を防止するための装置及び方法として、従来から特許文献１及び特許文献２のような技術が提案されている。
【０００５】
ところで、上記のような紫外線照射型の接着剤に気泡や未充填部分が存在すると、情報の読み書きに用いられるレーザがディスクに照射されたときに、気泡や未充填部分で屈折してしまい、記録面の所定の位置に正確に到達しない可能性がある。従って、かかる光学式のディスクにおいては、貼り合せに使用した接着剤の内部から気泡や未充填部分を排除することが、製品の安定した品質を確保する上で重要となる。上述のように、真空中で貼り合わせることは、気泡や未充填部分の発生を大幅に低減させるが、完全には排除できない可能性もある。
【０００６】
これに対処するため、特許文献３に記載されているように、紫外線硬化型の接着剤を貯留しておくタンクにおいて、あらかじめ接着剤を長時間加熱することにより、脱泡処理を行う技術が提案されている。そして、このように加熱された接着剤は粘度が低いため、真空室における真空引きの際に、その内部の気体が膨張・破裂しやすくなるので、脱泡効果が期待できる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２７３１６２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３５７３４９号公報
【特許文献３】
特開２００１−６７７４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着剤をタンク中で加熱しておいても、これを基板に塗布するまでに温度が低下してしまうと、脱泡促進が妨げられてしまう。例えば、タンクから供給される接着剤の移動経路が冷えていたり、塗布される基板自体が冷えていたりすると、接着剤の温度が低下して、脱泡がうまく進まないことになる。また、真空中で蒸気が発生して、気化熱で温度が低下すると、脱泡が促進されない。
【０００９】
このように脱泡が十分でない状態で基板を貼り合せると、気泡や未充填空間が発生する原因となるが、これに加えて、接着剤の温度低下によって粘度が高くなると、貼り合せ時に、接着剤表面の凹凸を解消できず、真空の未充填空間を残したまま、接着剤が硬化する可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、接着剤における気泡や未充填空間を残留させずに、基板を貼り合せることができる貼合装置及び貼合方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の基板に接着剤を塗布する塗布部と、接着剤を塗布された前記基板を貼り合せる貼合部と、貼り合せた前記基板の接着剤を硬化させる硬化部とを有する貼合装置において、前記接着剤の塗布前から前記接着剤の硬化前までのいずれかにおいて、前記基板を加熱する基板加熱部と、前記基板加熱部による加熱温度を測定する温度センサと、前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記基板加熱部を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７記載の発明は、複数の基板に接着剤を塗布し、これらの基板を真空中で貼り合せ、接着剤を硬化させる貼合方法において、前記接着剤の塗布前から前記接着剤の硬化前までのいずれかにおいて、前記基板を加熱することを特徴とする。
【００１３】
以上のような請求項１及び請求項７記載の発明では、接着剤が塗布される前から硬化する前までの間に基板を加熱することができるので、接着剤の温度が低下しない。従って、接着剤の粘度上昇を抑えて、気体を膨張・破裂しやすくすることができ、脱泡が促進される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の貼合装置において、前記基板加熱部は、前記塗布部への前記基板の搬送経路、前記貼合部、前記貼合部から前記硬化部への前記基板の搬送経路の少なくとも一つに配設されていることを特徴とする。
【００１５】
以上のような請求項２記載の発明では、貼合部の前後若しくは貼り合わせ時における加熱によって温度低下を防止できるので、低い粘度を維持して接着剤表面の凹凸を解消し、真空部分を残さずに貼り合せて接着剤を硬化させることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の貼合装置において、前記基板加熱部は、前記基板の周囲に温風を送り込む温風ファンを有することを特徴とする。
【００１７】
以上のような請求項３記載の発明では、温風ファンにより加熱するので、基板の接着剤を塗付する面を、脱泡に適した一定温度に保ち易い。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の貼合装置において、前記基板加熱部は、前記基板を載置するテーブルと、前記テーブルを加熱するヒータとを有することを特徴とする。
【００１９】
以上のような請求項４記載の発明では、基板に直接接するテーブルが加熱されているので、例えば、接着剤塗布時や貼り合せ時のように、瞬間的に基板の温度が奪われやすい場合であっても、温度低下を防止することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、複数の基板に接着剤を塗布する塗布部と、接着剤を塗布された前記基板を貼り合せる貼合部と、貼り合せた前記基板の接着剤を硬化させる硬化部とを有する貼合装置において、前記塗布部への接着剤の供給経路を加熱する接着剤加熱部と、前記接着剤加熱部による加熱温度を測定する温度センサと、前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記接着剤加熱部を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、複数の基板に接着剤を塗布し、これらの基板を真空中で貼り合せ、接着剤を硬化させる貼合方法において、あらかじめ前記接着剤を貯留しておき、貯留位置から排出された前記接着剤を、前記基板に塗布するまでの間に加熱することを特徴とする。
【００２２】
以上のような請求項５及び請求項８記載の発明では、接着剤が、基板に塗布するための供給経路において加熱されるので、これを貯留した箇所から基板に塗布するまでの間も高温に維持され、脱泡が促進される。特に、接着剤の貯留箇所ではなく、供給経路において加熱するので、省スペースで効率のよい加熱が可能となるとともに、容易に正確な温度制御ができる。
【００２３】
請求項６記載の発明では、請求項５記載の貼合装置において、前記供給経路における接着剤を循環させる循環手段を有することを特徴とする。
【００２４】
以上のような請求項６記載の発明では、加熱された接着剤を循環させることによって、脱泡に適した均一な温度に調整することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［構成］
まず、本実施形態の構成を説明する。すなわち、本実施形態は、図１に示すように、成膜部１、接着剤加熱部２、塗布前基板加熱部３、接着剤塗布部４、基板貼合部５、硬化前基板加熱部６、接着剤硬化部７を有しており、接着剤タンク８から供給される紫外線硬化型接着剤によって一対の基板を貼り合せることにより、ディスクを製造する貼合装置である。なお、成膜部１、接着剤加熱部２、塗布前基板加熱部３及び接着剤塗布部４は、貼り合わせる一対の基板に応じて、それぞれ一対設けられている。
【００２６】
成膜部１は、樹脂製の基板に、スパッタリング等によって金属膜を形成する装置であり、公知のあらゆる技術を適用できる。接着剤加熱部２は、図２に示すように、供給用パイプ２１、ヒータ２２、温度センサー２３、温度調整機２４、循環用パイプ２５及びポンプ２６を備えている。供給用パイプ２１は、接着剤タンク８から排出される接着剤を、接着剤塗布部４へ供給する供給経路である。ヒータ２２は、供給用パイプ２１を流通する接着剤を加熱する手段である。このヒータ２２としては、供給用パイプ２１に巻き付けるベルトヒータ等が適用可能であるが、これに限定されるものではない。
【００２７】
温度センサー２３は、接着剤塗布部４近傍における供給用パイプ２１内の温度を測定する手段である。温度調整機２４は、あらかじめ設定された目標温度及び温度センサー２３の測定値に基づいて、ヒータ２２の温度を制御することにより、供給用パイプ２１内の接着剤の温度を、脱泡に適した温度に調整及び維持する制御部である。循環用パイプ２５は、供給用パイプ２１内の接着剤を均一に温度調整するために、接着剤を循環させるバイパスである。ポンプ２６は、供給用パイプ２１内の接着剤を、塗布部４側へ送り出すとともに循環用パイプ２５を介して循環させる手段である。なお、これらの循環用パイプ２５及びポンプ２６は、請求項に記載の循環手段に対応する。
【００２８】
また、塗布前基板加熱部３は、図３に示すように、成膜部１から接着剤塗布部４まで基板Ｄを搬送する搬送経路に設けられた基板載置台３０、温風ファン３１、温度センサー３２及び温度調整機３３を備えている。基板載置台３０は、例えば、ターンテーブルのように、複数枚の基板Ｄを載置して回転することにより、成膜部１から接着剤塗布部４へ基板Ｄを搬送する手段である。温風ファン３１は、ヒータにより加熱された空気を、モータで回転するファンによって基板搬送経路内に供給する手段である。温度センサー３２は、搬送経路内の基板Ｄ近傍の温度を測定する手段である。温度調整機３３は、あらかじめ設定された目標温度及び温度センサー３２の測定値に基づいて、温風ファン３１におけるヒータの温度及びファンの回転数を制御することにより、搬送経路内の温度を調整する制御部である。
【００２９】
接着剤塗布部４は、図２に示すように、基板載置台４１及び塗布ノズル４２を備えている。基板載置台４１は、接着剤が塗布される基板を載置して回転する手段である。塗布ノズル４２は、供給用パイプ２１から供給される接着剤を、基板載置台４１上の基板の表面に吐き出して、均一に塗布する手段である。
【００３０】
基板貼合部５は、図４に示すように、真空容器５０内に収容されており、基板載置台５１、基板支持部材５２、ヒータ５３，５４、温度センサー（図示せず）及び温度調整機５５を備えている。真空容器５０は、基板Ｄの搬入及び搬出に応じて、適宜、真空引きすることが可能な容器である。基板載置台５１は、貼り合せられる基板Ｄの一方が接着剤塗布面を上にして載置される台である。基板支持部材５２は、基板載置台５１の上部に、図示しない駆動機構によって昇降可能に設けられ、貼り合せられる基板Ｄの他方が接着剤塗布面を下にして支持される部材である。ヒータ５３，５４は、それぞれ基板載置台５１上の基板Ｄ及び基板支持部材５２に支持された基板Ｄを加熱する手段である。温度センサーは、基板載置台５１及び基板支持部材５２の温度を測定する手段である。温度調整機５５は、あらかじめ設定された目標温度及び温度センサーの測定値に基づいて、ヒータ５３，５４の温度を制御することにより、基板Ｄの温度を調整する制御部である。
【００３１】
また、硬化前基板加熱部６は、基板貼合部５から接着剤硬化部７まで基板Ｄを搬送する搬送経路に設けられ、図５に示すように、基板載置台６０、温風ファン６１、温度センサー６２及び温度調整機６３を備えている。これらは、上記の塗布前基板加熱部３と同様であるため、説明を省略する。さらに、接着剤硬化部７は、貼り合せた基板に紫外線を照射することにより、接着剤を硬化させる手段であり、公知のあらゆる技術を適用できる。
【００３２】
［作用］
上記のような構成を有する貼合装置の作用を説明する。
［塗布前の接着剤加熱］
まず、接着剤タンク８から供給用パイプ２１へ送り出される紫外線硬化型の接着剤は、ヒータ２２によって加熱される。供給用パイプ２１の温度は、温度センサー２３で測定され、その信号を温度調整機２４が受けて、ヒータ２２を制御する。また、ポンプ２６を用いて、循環用パイプ２５を介して接着剤を循環させることにより、接着剤を均一に温度調整する。なお、このように接着剤を加熱するため、接着剤タンク８における脱泡処理は不要となる。
【００３３】
［接着剤塗布前の基板加熱］
一方、成膜部１において金属膜が形成された基板Ｄは、搬送経路における基板載置台３０に載置されて搬送されるが、このとき、温風ファン３１から送られる温風によって基板Ｄが加熱される。基板Ｄの接着剤を塗布する表面の温度は、温度センサー３２で測定され、その信号を温度調整機３３が受けて、温風ファン３１が制御される。
【００３４】
［基板への接着剤の塗布］
次に、上記のように加熱された基板Ｄは、接着剤塗布部４に送られ、基板載置台４１に載置されて回転しながら、塗布ノズル４２から吐き出される加熱された接着剤が均一に塗布される。
【００３５】
［貼り合せ時の基板加熱］
接着剤が塗布された基板Ｄは、基板貼合部５の真空容器５０内に送られ、一方が接着面を上にして基板載置台５１に載置され、他方が接着面を下にして基板支持部材５２側に支持される。そして、真空容器５０内は、真空引きが行われるが、この間、ヒータ５３，５４によって基板載置台５１及び基板支持部材５２が加熱されるので、両基板Ｄが保温される。基板載置台５１及び基板支持部材５２の温度は、温度センサーによって測定され、その信号を温度調整機５５が受けて、ヒータ５３，５４が制御される。
【００３６】
このように温度制御された状態の基板Ｄは、基板支持部材５２が下降することによって、互いに貼り合わされる。このとき、接着剤は加熱により脱泡が進んでいるとともに、粘度が低下しているので、表面が平坦となっている。さらに、貼りあわせ後は、大気圧で気泡や未充填空間が押しつぶされる。
【００３７】
［接着剤硬化前の基板加熱］
以上のように貼り合せられた基板Ｄは、硬化前基板加熱部６における基板載置台６０に載置される。そして、温風ファン６１から送られる温風によって基板Ｄが加熱される。基板Ｄの接着剤を塗布する表面の温度は、温度センサー６２で測定され、その信号を温度調整機６３が受けて、温風ファン６１が制御される。
【００３８】
［接着剤硬化］
さらに、基板Ｄは接着剤硬化部７に送られ、ここで紫外線が照射されることにより、接着剤が硬化して、製品ディスクが完成する。
【００３９】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、接着剤タンク８から供給される接着剤の移動経路が加熱されるとともに、塗布される基板Ｄ自体が加熱されているので、接着剤の温度が低下しない。従って、接着剤の粘度上昇が抑えられ、気体が膨張・破裂しやすくなるので、脱泡が効率良く進行する。
【００４０】
特に、接着剤タンク８ではなく、供給経路において加熱するので、省スペースで効率のよい加熱が可能となるとともに、容易に正確な温度制御が実現できる。さらに、基板貼合部５においても、上下の基板Ｄが加熱されているので、脱泡が十分に行われた上で、基板Ｄを貼り合せることができ、気泡や未充填空間の発生が防止される。
【００４１】
また、接着剤の温度が低下せず、低い粘度が維持されるので、貼り合せ時に接着剤表面の凹凸がなくなり、真空の未充填空間を残さずに張り合わせ、接着剤を硬化させることができる。
【００４２】
また、基板Ｄの移動経路においては、温風ファン３１，６１によって加熱するので、基板Ｄの接着剤を塗付する面を脱泡に適した一定温度に保ち易い。一方、基板Ｄの貼り合わせ時のように、基板Ｄの温度が奪われやすい箇所では、基板Ｄに直接接する基板載置台５１及び基板支持部材５２が加熱されているので、温度低下を防止できる。さらに、塗布前の接着剤は、加熱しながら循環させるので、脱泡に適した均一な温度に維持することができ、ばらつきが生じない。
【００４３】
以上のことから、本実施形態によれば、接着剤における気泡や未充填空間を残留させずに、基板Ｄを貼り合せることができるので、製品ディスクの品質及び歩留まりが向上する。
【００４４】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、基板の搬送経路の加熱方法としては、温風ファンによるものには限定されず、発熱光や電磁波を用いてもよい。また、接着剤塗布部において、接着剤を塗布する際にも、基板載置台を加熱するヒータを設ける等によって、基板を加熱してもよい。また、各部間の基板の移送のための装置は、公知のあらゆる技術が適用可能である。複数基板を載置して回転するターンテーブル、基板を吸着若しくは機械的に把持して移送するアーム、貼合部へ基板を反転して移送するための反転移送装置、コンベア等、種々の技術を適宜組み合わせて適用できる。さらに、本発明の製造対象となるディスクは、その大きさ、形状、材質、記録層の数等は自由である。使用する接着剤の種類も自由である。
【００４５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、接着剤における気泡や未充填空間を残留させずに、基板を貼り合せることが可能な貼合装置及び貼合方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貼合装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態における接着剤加熱部及び接着剤塗布部を示すブロック図である。
【図３】図１の実施形態における塗付前基板加熱部を示す縦断面図である。
【図４】図１の実施形態における基板貼合部を示す縦断面図である。
【図５】図１の実施形態における硬化前基板加熱部を示す縦断面図である。
【図６】一般的なディスク貼り合わせ手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１…成膜部
２…接着剤加熱部
３…塗付前基板加熱部
４…接着剤塗付部
５…基板貼合部
６…硬化前基板加熱部
７…接着剤硬化部
８…接着剤タンク
２１…供給用パイプ
２２，５３，５４…ヒータ
２３，３２，６２…温度センサー
２４，３３，５５，６３…温度調整機
２５…循環用パイプ
２６…ポンプ
３１，６１…温風ファン
３０，４１，５１，６０…基板載置台
４２…塗布ノズル
５０…真空容器
５２…基板支持部材

Claims

複数の基板に接着剤を塗布する塗布部と、接着剤を塗布された前記基板を貼り合せる貼合部と、貼り合せた前記基板の接着剤を硬化させる硬化部とを有する貼合装置において、
前記接着剤の塗布前から前記接着剤の硬化前までのいずれかにおいて、前記基板を加熱する基板加熱部と、
前記基板加熱部による加熱温度を測定する温度センサと、
前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記基板加熱部を制御する制御部とを有することを特徴とする貼合装置。
前記基板加熱部は、前記塗布部への前記基板の搬送経路、前記貼合部、前記貼合部から前記硬化部への前記基板の搬送経路の少なくとも一つに配設されていることを特徴とする請求項１記載の貼合装置。
前記基板加熱部は、前記基板の周囲に温風を送り込む温風ファンを有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の貼合装置。
前記基板加熱部は、前記基板を載置するテーブルと、前記テーブルを加熱するヒータとを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の貼合装置。
複数の基板に接着剤を塗布する塗布部と、接着剤を塗布された前記基板を貼り合せる貼合部と、貼り合せた前記基板の接着剤を硬化させる硬化部とを有する貼合装置において、
前記塗布部への接着剤の供給経路を加熱する接着剤加熱部と、
前記接着剤加熱部による加熱温度を測定する温度センサと、
前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記接着剤加熱部を制御する制御部とを有することを特徴とする貼合装置。
前記供給経路における接着剤を循環させる循環手段を有することを特徴とする請求項５記載の貼合装置。
複数の基板に接着剤を塗布し、これらの基板を真空中で貼り合せ、接着剤を硬化させる貼合方法において、
前記接着剤の塗布前から前記接着剤の硬化前までのいずれかにおいて、前記基板を加熱することを特徴とする貼合方法。
複数の基板に接着剤を塗布し、これらの基板を真空中で貼り合せ、接着剤を硬化させる貼合方法において、
あらかじめ前記接着剤を貯留しておき、
貯留位置から排出された前記接着剤を、前記基板に塗布するまでの間に加熱することを特徴とする貼合方法。