JP4031604B2

JP4031604B2 - 基板の貼り合せ方法

Info

Publication number: JP4031604B2
Application number: JP2000060601A
Authority: JP
Inventors: 典秀檜垣; 公平濱村; 英雄松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: JP2001250290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１枚が透光性を有する２枚の基板を接着剤により貼り合わせるＤＶＤ(Digital Versatile Disk)などの光ディスクの基板の貼り合せ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光を利用した情報記録媒体としてＤＶＤがある。通常のＣＤ−ＲＯＭなどに比べて、はるかに高密度に大量の情報が記録でき、映画などの映像の高品質長時間記録やコンピュータデータの大量記憶に適しているとされている。
【０００３】
図５〜図７に従来の貼り合せ方法を示す。
【０００４】
図５は、基板１にスクリーン４を介し、接着剤２をスキージ３を使い、基板１の全面に塗布している様子を示す。この場合、接着剤２はカチオン系のＵＶ(紫外線)硬化型接着剤であり、スクリーン印刷方式での塗布の様子を表す。接着剤２が基板１の全面に広がった後、紫外線照射装置５で紫外線を照射する。この時点より、接着剤２の硬化反応が開始する。この後、所定時間内に２枚の基板１と基板６を重ね合わせ、図７のように治具７、８で加圧を行う。加圧後、完全硬化までには３０分以上かかると言われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５〜図７の従来例では、カチオン系の紫外線硬化型接着剤を使用しているため、硬化後の接着剤は白濁し、光ディスクの場合は、読み書き用レーザビームが透過できないので、片側２層読み取りのデュアルタイプには、使うことができなかった。
【０００６】
また、この接着剤は粘度が非常に高く（１０，０００ｃｐｓ以上）、気泡の混入を防ぐことは不可能であった。そのため、気泡の混入により接着力もばらつきがあり、強度が不安定であった。
【０００７】
さらに、完全硬化までに時間がかかり、反りの変動も多いので、装置内での取扱いも困難であった。
【０００８】
昨今では、ＤＶＤの高密度化あるいは、ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒなどへの展開のなかで、レーザビームを通過させなければならない基板の組み合わせで構成される光ディスクが求められることが多くなってきた。
【０００９】
しかしながら、従来の技術は、記録基板と透明基板で構成される片側読み取りタイプあるいは記録基板同士で構成される両側からの読み取りタイプの組み合わせに対しては利用可能であったが、片側２層読み取りタイプである記録基板と半透明の記録基板の組み合わせでは、貼り合せることはできなかった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、レーザビームを通過させない基板同士の貼り合せだけでなく、片側２層読み取りタイプをも同一の方法で貼り合わせることができる基板の貼り合せ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】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１２】
本発明の第１態様によれば、２枚の基板同士を接着剤を介して貼り合わせる方法であって、
上記２枚の基板のうち、少なくとも一方の基板にラジカル系の紫外線硬化型接着剤を環状に塗布するとともに上記２枚の基板を重ね合わせる工程と、
上記環状に塗布された接着剤を基板全体に広げて上記２枚の基板間に接着剤層を形成する工程と、
上記基板の面方向と平行な光軸沿いに上記基板の外周側で上記接着剤層に対してレーザビーム源を移動させることによって、上記レーザビーム源から照射されるレーザの焦点位置を上記接着剤層の最も基板中心に近い部分から最も外側の部分まで変更しながら、上記レーザを上記接着剤層に直接照射して上記接着剤層を硬化させる工程を含むことを特徴とする基板の貼り合わせ方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、上記接着剤を塗布するとともに上記２枚の基板を重ね合わせる工程が、
上記基板同士を狭い隙間をあけて対向配置する工程と、
上記隙間に接着剤注入ノズルを挿入する工程と、
上記接着剤注入ノズルから上記隙間に接着剤を吐出し、上記吐出された接着剤を上記両基板に接触させる工程と、
上記基板同士を面方向に回転させながら上記接着剤の吐出を続けて、上記隙間に環状に接着剤を配置する工程と、
上記隙間から上記接着剤注入ノズルを退出させる工程とを備える第１の態様に記載の基板の貼り合わせ方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、上記接着剤を硬化させる工程が、上記基板同士を面方向回転させる工程を含む第１又は２の態様に記載の基板の貼り合わせ方法を提供する。
【００１５】
本発明の第４態様によれば、上記接着剤を硬化させる工程が、上記基板同士と上記レーザビーム源が相対的に面方向回転する工程を含む第１又は２の態様に記載の基板の貼り合わせ方法を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図３に本発明の一実施形態にかかる基板の貼り合せ方法及び装置を示す。
【００２３】
図１で、対向する基板９と基板１０で形成される隙間２０にディスペンサー１２のノズル１２ａを挿入して、接着剤吐出装置４６により、ノズル１２ａからラジカル系の接着剤１１を吐出して基板９と基板１０の互いに対向する面に塗布しているところを示す。接着剤１１としては、一例として、ラジカル系の紫外線硬化型接着剤が好ましい。
【００２４】
接着剤吐出装置４６により、ディスペンサー１２のノズル１２ａより吐出される接着剤１１が対向する基板９と１０にほぼ同時に接触するように、対向する基板９と１０との間の隙間２０が決められる。具体的に、基板９と１０をそれぞれ吸着保持する、基板保持装置の一例としての吸着盤３９，４０の両方又はいずれか一方を軸方向沿いに移動させて、対向する基板９と１０との間の隙間２０を所定寸法に維持する。このとき、例えば、ノズル１２ａの外径が１．２ｍｍであれば、その隙間は１．４〜１．８ｍｍ程度に調整する。
【００２５】
次いで、ディスペンサー進退装置４４により、ディスペンサー１２のノズル１２ａが対向する基板９と１０との間の隙間２０内の中心側の所定位置まで挿入される。
【００２６】
次いで、接着剤吐出装置４６により、ディスペンサー１２のノズル１２ａからラジカル系の紫外線硬化型接着剤が吐出開始される。
【００２７】
吐出された接着剤１１が対向する基板９と１０に同時的に接触した後、基板９と１０は実質上平行状態で面方向に（例えば図１では大略水平面内で）同期回転を行う。ここで、面方向に回転させるとは、基板９と１０をそれぞれ、基板９と１０が実質上平行状態を維持したまま（両基板間の隙間の間隔を一定に維持した状態で）、同期して同一方向に回転することを意味する。このとき、接着剤吐出装置４６により、ディスペンサー１２のノズル１２ａからは接着剤１１が吐出され続ける。なお、基板９と１０の同期回転は、基板９と１０をそれぞれ吸着保持する吸着盤３９，４０のそれぞれに連結されたモータなどの回転駆動装置４１，４２を回転制御装置４３の制御の基に同期回転させることにより行う。同期回転機構は、このような装置に限らず、一方の吸着盤側にのみ回転駆動装置を配置し、一方の吸着盤の回転力を他方の吸着盤側に伝達することにより、同期回転するようにしてもよい（図示せず）。
【００２８】
基板９と１０のほぼ１回転で接着剤１１は、対向する基板９と１０に接触したまま環状に対向する基板９と１０の対向する内面に塗布される。
【００２９】
その後、ディスペンサー１２からの接着剤１１の吐出と基板９、１０の面方向回転が停止され、ディスペンサー１２はその進退装置４４により基板９と１０との間の隙間２０の外まで後退する。
【００３０】
図２は、接着剤１１を基板９，１０の面全体に広げる工程を示す。基板９，１０に環状に塗布された接着剤１１は、基板９、１０を面方向回転することにより基板９，１０の面全体に広がっていく。このときの回転数は、例えば、２，０００ｒｐｍ〜８，０００ｒｐｍの範囲でよく使われ、接着剤１１により構成されて基板９，１０間に位置する接着層１１Ａの要求される厚みによって、その回転数が決定される。
【００３１】
図３は、接着剤層１１Ａに直接照射できてオンオフ制御可能なレーザビーム源としてのレーザ照射ヘッド１３から発射されるレーザビームを使って接着剤１１を硬化している様子を示す。
【００３２】
図２に示す前工程で基板９，１０間で接着剤１１は所定の膜厚となっている。基板９，１０の面方向と平行にレーザ照射ヘッド１３の光軸を配置し、レーザ照射ヘッド１３からその光軸に沿って発射されるレーザビーム１４が、接着層１１Ａの接着剤１１に直接照射できるようにしている。これは、レーザビーム１４の指向性を生かすためである。
【００３３】
また、レーザ照射ヘッド１３は、エアーシリンダにより駆動されて上記基板９，１０との距離を調整できる距離調整装置として機能するレーザ照射ヘッド移動装置４４の駆動により、レーザ照射ヘッド１３の光軸方向に進退して、基板９，１０との距離の調整が可能となっている。レーザ照射ヘッド１３と基板９，１０との距離を調整することにより、接着層１１Ａの接着剤１１に対して照射するレーザビーム１４の焦点位置を接着層１１Ａの最も基板中心に近い部分から最も外側の部分まで変更することができて、接着層１１Ａの接着剤１１の全ての部分に対してレーザビーム１４を大略均一に照射することができるようにしている。なお、レーザ照射ヘッド１３から照射されるレーザビーム１４が焦点を絞らない指向性の良い光線の場合には、レーザ照射ヘッド１３を一旦配置すればレーザ照射ヘッド１３と基板９，１０との距離を調整する必要はないが、現実には、レーザビーム１４が若干の広がりを有しているため、要求される接着剤の層の厚みに応じて、レーザ照射ヘッド１３と基板９，１０との距離を調整する必要が生じる。焦点を絞る場合には、先に説明したように行う。
【００３４】
上記基板９，１０との距離を調整できる距離調整装置として機能するレーザ照射ヘッド移動装置４４としては、このような構成の他、モータと、モータにより正逆回転されるボールネジと、ボールネジに螺合してボールネジの正逆回転により進退駆動されかつレーザ照射ヘッド１３に連結されるナットとより構成されるようにしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、レーザ照射ヘッド１３の一例として、３６４ｎｍの発振波長をもつＡｒレーザを使用することができる。その出力は２〜２０Ｗの範囲で選択できる。そのときの基板９，１０の面方向回転数は１０〜３００ｒｐｍである。基板９、１０の回転数はレーザビーム出力との兼ね合いで決定される。
【００３６】
したがって、基板９、１０を面方向に回転させながら、レーザビーム１４を接着層１１Ａに照射すると、その優れた指向性により、接着層１１Ａの全域にわたり光が届き、硬化させることができる。
【００３７】
上記実施形態によれば、対向する２枚の基板９，１０の隙間２０に接着剤吐出ノズル１２ａを挿入し、対向する２枚の基板９，１０にほぼ同時に接着剤１１を接触させ環状に塗布した後に、全面に広げて貼り合わせ、基板９，１０の面方向に平行な光軸をもつレーザビーム１４を接着剤１１に直接照射することにより、気泡の混入していない良好な基板貼り合わせ状態を得ることができる。したがって、本実施形態では、基板の厚み方向に基板に光を通過させることなく、接着剤を硬化することができるため、紫外線を基板の厚み方向に通過させる基板同士、あるいは、紫外線を基板の厚み方向に通過させない基板同士、例えば、レーザビームを通過させない基板同士の貼り合せだけでなく、片側２層読み取りタイプの基板同士の貼り合せなど、その他の光ディスクの基板同士など、その他の光ディスクの基板同士の貼り合せにも、上記した実施形態と同一の方法及び装置を使用して基板９，１０の面方向に平行な光軸をもつレーザビーム１４を接着剤１１に直接照射することにより、気泡の混入していない良好な基板の貼り合わせを行うことができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【００３９】
例えば、接着剤１１は、紫外線硬化型であるため、レーザビーム１４に代えて、例えば３６５ｎｍのピーク出力特性をもった紫外線照射装置（図示せず）で硬化させることも可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、２枚の基板９，１０を所定間隔の隙間２０をあけた状態で接着剤１１を環状に２枚の基板９，１０に同時的に塗布するようにしたが、これに限られるものではなく、少なくとも一方の基板にラジカル系の紫外線硬化型接着剤を環状に塗布したのち、上記２枚の基板のうちの他方の基板を重ね合わせるようにしてもよい。
【００４１】
本発明の他の実施形態として、図４に示すように、先端にレーザビームの光軸を９０度変更させる反射ミラー４５を有するレーザ照射ヘッド１５を用いれば、レーザ照射ヘッド１５の先端の反射ミラー４５を基板９，１０の中心穴５０内に挿入したのち、基板９，１０の中心穴５０から面方向と平行に基板９，１０の外側に向かってレーザビーム１６を照射しても、上記実施形態と同様な効果が得られる。もちろん、レーザ照射ヘッド１３，１５を組み合わせても、同じような効果が得られる。
【００４２】
また、上記接着剤１１を硬化させるとき、上記基板９，１０同士とレーザビーム源が相対的に面方向回転すればよいので、上記実施形態のようにレーザビーム源を固定するものに限らず、上記基板９，１０同士に対してそれらの周囲をレーザビーム源が面方向に回転するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明にかかる基板の貼り合わせ方法は、対向する２枚の基板の隙間に接着剤を環状に塗布した後に、全面に広げて貼り合わせ、基板の面方向に平行な光軸沿いにレーザを接着剤に直接照射することにより、気泡の混入していない良好な基板貼り合わせ状態を得ることができる。したがって、基板の厚み方向に基板に光を通過させることなく、接着剤を硬化することができるため、紫外線を基板の厚み方向に通過させる基板同士、あるいは、紫外線を基板の厚み方向に通過させない基板同士、例えば、片側２層読み取りタイプである記録基板と半透明の記録基板の組み合わせなど、その他の光ディスクの基板同士の貼り合せにも、同一の方法を使用して基板の面方向に平行な光軸をもつレーザを接着剤に直接照射することにより、気泡の混入していない良好な基板の貼り合わせを行うことができる。
【００４４】
したがって、本発明は、現在存在する光ディスクの貼り合わせに幅広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板の貼り合せ方法及び装置において接着剤を塗布する状態を示す側面図である。なお、この側面図では、理解しやすくするため、接着剤のみ断面図として示している。
【図２】上記実施形態にかかる基板の貼り合せ方法及び装置において接着剤を基板全面に広げる状態を示す側面図である。なお、この側面図では、理解しやすくするため、接着剤のみ断面図として示している。
【図３】上記実施形態にかかる基板の貼り合せ方法及び装置においてレーザビームを照射している状態を示す側面図である。なお、この側面図では、理解しやすくするため、接着剤のみ断面図として示している。
【図４】本発明の他の実施形態にかかる基板の貼り合せ方法及び装置においてレーザ照射ヘッドの説明図である。
【図５】従来の塗布方法を示す側面図である。なお、この図では、理解しやすくするため、接着剤の部分を斜線領域として示している。
【図６】従来の接着剤を基板全面に広げる状態を示す側面図である。なお、この図では、理解しやすくするため、接着剤の部分を斜線領域として示している。
【図７】従来の紫外線を照射している状態を示す側面図である。なお、この図では、理解しやすくするため、接着剤の部分を斜線領域として示している。
【符号の説明】
９…基板、１０…基板、１１…ラジカル系の接着剤、１１Ａ…接着層、１２…ディスペンサー、１２ａ…ノズル、１３…レーザ照射ヘッド、１４…レーザビーム、１５…レーザ照射ヘッド、１６…レーザビーム、２０…隙間、３９…吸着盤、４０…吸着盤、４１…回転駆動装置、４２…回転駆動装置、４３…回転制御装置、４４…レーザ照射ヘッド移動装置、４５…反射ミラー、４６…接着剤吐出装置、５０…基板の中心穴。

Claims

２枚の基板同士を接着剤を介して貼り合わせる方法であって、
上記２枚の基板のうち、少なくとも一方の基板にラジカル系の紫外線硬化型接着剤を環状に塗布するとともに上記２枚の基板を重ね合わせる工程と、
上記環状に塗布された接着剤を基板全体に広げて上記２枚の基板間に接着剤層を形成する工程と、
上記基板の面方向と平行な光軸沿いに上記基板の外周側で上記接着剤層に対してレーザビーム源を移動させることによって、上記レーザビーム源から照射されるレーザの焦点位置を上記接着剤層の最も基板中心に近い部分から最も外側の部分まで変更しながら、上記レーザを上記接着剤層に直接照射して上記接着剤層を硬化させる工程を含むことを特徴とする基板の貼り合わせ方法。
上記接着剤を塗布するとともに上記２枚の基板を重ね合わせる工程が、
上記基板同士を狭い隙間をあけて対向配置する工程と、
上記隙間に接着剤注入ノズルを挿入する工程と、
上記接着剤注入ノズルから上記隙間に接着剤を吐出し、上記吐出された接着剤0を上記両基板に接触させる工程と、
上記基板同士を面方向に回転させながら上記接着剤の吐出を続けて、上記隙間に環状に接着剤を配置する工程と、
上記隙間から上記接着剤注入ノズルを退出させる工程とを備える請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
上記接着剤を硬化させる工程が、上記基板同士を面方向回転させる工程を含む請求項１又は２に記載の基板の貼り合わせ方法。
上記接着剤を硬化させる工程が、上記基板同士と上記レーザビーム源が相対的に面方向回転する工程を含む請求項１又は２に記載の基板の貼り合わせ方法。