JP4467509B2 - 基板貼合装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ディスク等の基板を接着剤を介して貼り合せる装置において、基板との接触面を清浄化する技術に改良を施した基板貼合装置に関する。

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、再生専用のものや、記録された情報の書き換えが可能なものなど、多種多様な規格のものが普及している。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、一対の基板を、接着層を介して貼り合せることによって製造されている場合が多い。

このような貼り合せ型のディスクの製造手順の一例を、図９を参照して説明する。まず、あらかじめ２枚のポリカーボネート製の基板Ｐを射出成型し、スパッタ室においてスパッタリングによってレーザ反射用の金属膜（記録膜）を形成する。そして、図９（Ａ）に示すように、２枚の基板Ｐの接合面に、紫外線硬化型の接着剤を塗布し、スピンコートによって接着剤を展延する。スピンコートとは、基板Ｐの中心の周囲に、塗布装置Ｋによって接着剤を塗布した後、基板Ｐを高速スピンさせることにより、基板Ｐ上に接着剤による薄い膜（接着層Ｒ）を形成し、余分な接着剤を飛散させるものである。

このように接着層Ｒを形成した一対の基板Ｐは、図９（Ｂ）に示すように、減圧室Ｓに導入され、互いの接着層Ｒが平行に向かい合った状態となるように、一方が保持部Ｔによって保持される。そして、排気装置によって減圧室Ｓから排気することにより、基板Ｐの周囲の圧力は、大気圧から真空に近い圧力まで低下する。この減圧された空間において、一方の基板Ｐを保持した保持部Ｔが、シリンダ等の駆動源によって下降することによって、一対の基板Ｐが貼り合わされる。貼り合せ時に真空に近い状態とするのは、接着される面の間の気体分子を可能な限り排除するためである。

その後、貼り合わされた基板Ｐの周囲は、図９（Ｃ）に示すように、大気を導入して大気圧に戻すか、大気圧以上に加圧後、大気圧に戻す。このように大気圧に解放されることで、接着層Ｒに残存した気泡が、真空との差圧によって徐々に圧縮される。気泡が十分圧縮するまで、数秒〜数十秒大気に放置された基板Ｐに対して、図９（Ｄ）に示すように、光源Ｕによって、全体に紫外線を照射することにより、接着層Ｒが硬化する。これにより、２枚の基板Ｐは強固に接着され、ディスクが完成する。

特開平１０−９８０９０号公報 特開２００１−１９５７８８号公報

ところで、上記のような基板の貼り合せ時においては、上方の基板を保持する保持部や、下方の基板を載置するターンテーブル若しくはサセプタに、ディスクの汚れ、接着剤の欠片、埃などによる異物が付着したまま貼り合せを行うと、基板や接触面の変形や破損がおきて、装置寿命や製品性能の低下につながる。例えば、ディスクの成形バリの残骸、接着剤硬化物、埃などは、５〜１０μ程度の大きさであるが、このような異物が存在すると、ディスクの微小部分の変形や、接着層の微小部分の乱れ（厚さのバラつき特異点のようになる）を引き起こし、書き込みエラーや読み取りエラーの原因になる。そこで、異物の除去のために、汚染箇所を探し出して、拭き取ったり削り取ったりすることが行われているが、汚染箇所が微小で数量が多い場合、その全てを網羅的に発見して除去することは困難である。

これに対処するため、特許文献１に示すように、基板を保持する保持面にＵＶ硬化型粘着材料の粘着シートを密着させる機構を増設し、これを基板保持面に密着させてＵＶ光により硬化させた後、剥離することにより、清浄することが提案されている。また、特許文献２に示すように、ターンテーブルにおける各基板載置面に、エアブローによるクリーニング機構を増設したものも提案されている。しかしながら、これらの技術は、清浄化のための特別な機構の増設を必要とするため、コスト高となり、従来の装置においてそのまま適用することができない。

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、特別な構造を必要とせず、基板を貼り合せる際の基板との接触面を十分に清浄することができる基板貼合装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、請求項１の発明は、少なくとも一方に接着剤が塗布された一対の基板を、互いに貼り合せる方向に付勢する貼合部と、貼り合わされた一対の基板間の接着剤を硬化させる硬化部とを有する基板貼合装置において、接着剤が塗布された一方の基板のみを、前記貼合部における基板接触面に当該一方の基板の接着剤塗布面が合う方向で供給する清浄用基板供給部を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、少なくとも一方に接着剤が塗布された一対の基板を、互いに貼り合せる方向に付勢する貼合部を有する基板貼合装置において、接着剤が塗布された一方の基板のみを、前記貼合部における基板接触面に当該一方の基板の接着剤塗布面が合う方向で供給する清浄用基板供給部と、前記清浄用基板供給部により供給された前記一方の基板を、前記貼合部において前記基板接触面に貼り合わせた後、前記一方の基板と前記基板接触面との間の接着剤を硬化させる硬化部と、を有することを特徴とする。

以上のような請求項１又は請求項２の発明では、特別な清浄化用の構造を増設する必要がなく、貼り合わされる一方の側の基板の接着剤塗布面を、貼合部における基板との接触面に付着させ、硬化させた後に剥離することにより、汚染箇所が微小で数量が多く、発見、除去が困難な異物であっても、網羅的に除去できる。
また、清浄用基板供給部において、不良品の基板などをストックしておき、これを供給することにより、清浄に要するコストを節約することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の基板貼合装置において、前記貼合部は、基板を載置するターンテーブルを有し、前記接触面はターンテーブルにおける基板が載置される面であることを特徴とする。
以上のような請求項３の発明では、基板の貼り合せに用いられる一般的なターンテーブルを、通常の貼り合せ手順とほぼ同様の手順で、簡単に清浄化できる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の基板貼合装置において、貼り合せ用の一対の基板を供給する貼合用基板供給部を有し、前記貼合用基板供給部は、前記清浄用基板供給部と共通であることを特徴とする。
以上のような請求項４の発明では、貼合用基板供給部から一方の側の基板のみを供給することにより、清浄化を行うことができるので、特別な清浄化用の構造を増設する必要がない。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の基板貼合装置において、前記清浄用基板供給部による基板の供給を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、基板供給のタイミングを設定する設定部と、前記設定部に設定されたタイミングに従って、前記清浄用基板供給部に、基板の供給を指示する指示部と、を有することを特徴とする。
以上のような請求項５の発明では、あらかじめ設定されたタイミングで、清浄用基板を供給することにより、定期的な清浄化を自動的に行うことができる。

請求項６の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の基板貼合装置において、前記清浄用基板供給部による基板の供給を制御する制御手段と、貼り合せられた基板を検査する検査手段とを有し、前記制御手段は、前記検査手段からの検査信号に基づいて、前記清浄用基板供給部に、基板の供給を指示する指示部を有することを特徴とする。
以上のような請求項６の発明では、貼り合せの異常に即座に対処して、異常の原因となる異物を除去することができる。

請求項７の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の基板貼合装置において、前記貼合部は、前記基板を載置する複数のポジションを有し、前記清浄用基板供給部による基板の供給を制御する制御手段と、貼り合せられた基板を検査する検査手段とを有し、前記制御手段は、前記検査手段からの検査信号に基づいて、清浄が必要なポジションを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記清浄用基板供給部に、基板の供給を指示する指示部と、を有することを特徴とする。
以上のような請求項７の発明では、複数のポジションのうち、異常のあったポジションを判定し、選択的に清浄用基板の供給を行うことにより、効率のよい清浄が可能となる。

以上、説明したように、本発明によれば、特別な構造を必要とせず、基板を貼り合せる際の基板との接触面を十分に清浄可能な基板貼合装置を提供することができる。

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。
［装置の構成］
まず、本実施形態に用いる装置（以下、本装置と呼ぶ）の構成を、図１、図２を参照して説明する。なお、本装置は、ディスクの製造装置の一部を構成するものであり、本装置の上流工程に配設される基板の成型装置及び金属膜の形成装置、接着剤の塗布装置、各装置間で基板及びサセプタを受け渡す機構等については、公知のあらゆる技術を適用可能であるため、説明を省略する。

すなわち、本装置は、図１に示すように、ディスク用の基板Ｐ１，Ｐ２がサセプタ４を介して載置されるターンテーブル１、重ね合わされた基板Ｐ１，Ｐ２を貼り合せる貼合部２、紫外線を照射する紫外線照射部３、貼り合せ後のディスクＤを搬出するディスクハンドリング機構５とを備えている。ターンテーブル１には、前工程で接着剤塗布済みの基板Ｐ１を載置したサセプタ４を投入する第１の投入ポジション１１、前工程で接着剤塗布済みの基板Ｐ２を投入する第２の投入ポジション１２、貼合部２に対応する貼り合せポジション１３、紫外線照射部３に対応する照射ポジション１４、完成ディスクＤを次工程に搬出する搬出ポジション１５を有している。このターンテーブル１は、図示しない駆動源によって、上記のような各ポジションに合わせて間欠回転するように構成されている。

貼合部２は、図２に示すように、重ねあわされた基板Ｐ１，Ｐ２を下方に付勢する貼り合せプレート２１、貼り合せプレート２１を昇降させる支柱部２２、貼り合される基板Ｐ１，Ｐ２の周囲を覆う容器形状の真空チャンバ２４を備えている。貼り合せプレート２１は、ターンテーブル１の上部に配置された円形のプレートである。支柱部２２は、貼り合せプレート２１の上面の中心に取り付けられ、図示しない昇降機構によって、ターンテーブル１の上部に昇降可能に設けられている。真空チャンバ２４は、支柱部２２とともに若しくは支柱部２２とは独立して、図示しない昇降機構によって昇降可能に設けられている。また、真空チャンバ２４は、図示しない真空源に接続され、基板Ｐ１，Ｐ２の周囲の空間を真空引き（減圧）可能に構成されている。

［作用］
［通常の貼合動作］
以上のような本装置によって、基板を貼り合せる方法を、図１、図２を参照して説明する。まず、間欠回転するターンテーブル１に対して、前工程で接着剤Ｙが塗布された基板Ｐ１を載置したサセプタ４が、第１の投入ポジション１１において投入される。次に、前工程で接着剤Ｙが塗布された基板Ｐ２が、第２の投入ポジション１２で基板Ｐ１上に重なるように投入される。

重ねられた基板Ｐ１，Ｐ２は、ターンテーブル１の回転に従って貼合部２に移動する。図３に示すように、貼合部２に基板Ｐ１，Ｐ２が搬入されると、真空チャンバ２４が下降して、サセプタ４上の基板Ｐ１，Ｐ２を覆う。そして、真空源によって、真空チャンバ２４内が真空引きにより減圧される。かかる減圧下において、支柱部２２が下降することにより、貼り合せプレート２１が基板Ｐ２を下方に押圧する。

次に、真空チャンバ２４が上昇することにより、貼り合わされた基板Ｐ１，Ｐ２（以下、ディスクＤとする）が大気に開放される。その後、ディスクＤは、ターンテーブル１の回転により、紫外線照射部３に移動して、光源からの紫外線がディスクＤを照射するので、接着剤Ｙが硬化する。さらに、搬出ポジション１５へ移動したディスクＤは、サセプタ４とともに他の工程へと搬出される。

［サセプタの清浄化動作］
次に、以上のような本装置によって、サセプタ４を清浄化する方法を、図３、図４及び図５を参照して説明する。まず、間欠回転するターンテーブル１に対して、前工程で基板Ｐ１を載置しない状態で、サセプタ４が第１の投入ポジション１１において投入される。次に、前工程で接着剤Ｙが塗布された基板Ｐ２が、第２の投入ポジション１２で、その接着剤Ｙがサセプタ４に重なるように投入される（図５（Ａ））。

重ねられた基板Ｐ２は、ターンテーブル１の回転に従って貼合部２に移動する。図４に示すように、貼合部２に基板Ｐ２が搬入されると、真空チャンバ２４が下降して、サセプタ４上の基板Ｐ２を覆う。そして、真空源によって、真空チャンバ２４内が真空引きにより減圧される。かかる減圧下において、支柱部２２が下降することにより、貼り合せプレート２１が基板Ｐ２を下方に押圧する。これにより、接着剤Ｙがサセプタ４の載置面に均一に広がり、ゴミ等の異物Ｘも接着剤Ｙに付着する（図５（Ｂ））。なお、目的が清浄化にあるため、真空チャンバ２４の下降及び減圧処理は、省略してもよい。

次に、真空チャンバ２４が上昇することにより、基板Ｐ２が大気に開放される。その後、基板Ｐ２を載置したサセプタ４は、ターンテーブル１の回転により、紫外線照射部３に移動して、光源からの紫外線がディスクＤを照射するので、接着剤Ｙが硬化する。これにより、サセプタ４に付着していた異物Ｘも接着剤Ｙ中に固められる（図５（Ｃ））。

さらに、搬出ポジション１５へ移動した基板Ｐ２は、サセプタ４とともに他の工程へと搬出される。次工程において、手動により若しくは吸着保持等により、基板Ｐ２をサセプタ４から剥離させると、基板Ｐ２とともに接着剤Ｙがサセプタ４から剥離するので、サセプタ４から異物Ｘが除去される（図５（Ｄ））。なお、サセプタ４の表面は、通常、接着剤Ｙなどの密着力のある材料に対して、剥離性能のある素材で形成され、表面処理が施されているので、接着剤Ｙは基板Ｐ２側に密着する。従って、サセプタ４側に接着剤Ｙが残留することはない。

［効果］
以上のような本実施形態によれば、特別な清浄化用の装置や材料を必要とせず、ディスク製造に必要な装置及び材料のみによって、比較的広い面積の異物Ｘを自動的に除去することができるので、メンテナンスの手間やコストを大幅に削減できる。特に、不良品の基板などをクリーニング用に転用したり、一度クリーニング用に使用した基板を再利用等することにより、コストをより一層節約できる。

［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、図６に示すように、ターンテーブル上に貼り合せ用の基板を蓄積するストッカ２０が、基板供給装置に備えられている場合において、清浄（クリーニング）用の基板Ｐ３（不良品等）を蓄積するポジションを設けることも可能である。かかる場合には、図７に示すように、クリーニング時には、ストッカ２０から基板Ｐ３が供給され、クリーニング後に排出された基板Ｐ３が、同じポジションに戻されるようにして、再利用することが考えられる。

また、コンピュータである制御装置によって、基板供給装置を次のように制御することも可能である。すなわち、図８に示すように、制御装置１００に、情報を入力する入力部２００、貼り合せ後の各ディスクを検査する検査装置３００を接続する。制御装置１００に、基板供給装置によるクリーニング用基板の供給タイミングを、入力部２００を用いて設定する設定部１１０、検査装置３００からの検出信号に基づいて、ディスクの異常を判定する判定部１２０、設定部１１０の設定内容若しくは判定部１２０の判定結果に基づいて、基板供給装置に指示信号を出力する指示部１３０を設定する。

かかる態様によれば、設定部１１０にあらかじめ設定されたタイミングに従って、指示部１３０から指示信号が出力され、基板供給装置が、ターンテーブル１に基板Ｐ１を供給せず、基板Ｐ２（若しくはＰ３）のみを供給し、上記のようなクリーニングが実行されるので、定期的なクリーニングを自動的に行うことができる。

また、検査装置３００により、貼り合せ後のディスクに異常が検出された場合に、指示部１３０から指示信号が出力され、基板供給装置が、ターンテーブル１に基板Ｐ１を供給せず、基板Ｐ２（若しくはＰ３）のみを供給し、上記のようなクリーニングが実行されるので、貼り合せの異常に即座に対処して、異常の原因となる異物を除去することができる。

さらに、検査装置３００により、貼り合せ後のディスクに異常が検出される場合に、異常なディスクが発生する頻度等に基づいて、判定部１２０が、ターンテーブルのどの載置ポジションに異常が発生したかを判定し、当該ポジションにのみ基板Ｐ２（若しくはＰ３）が供給されるように、指示部１３０が基板供給装置による供給タイミングを指示することにより、効率のよいクリーニングが可能となる。なお、コンピュータを動作させることにより、上記の各機能を実現させるためのプログラム及びこれを記録した記録媒体も本発明に含まれる。

また、ターンテーブルに直接基板を搭載して搬送する場合には、その載置面に対して基板の接着剤塗布面を付着させて硬化させることにより、同様の効果が期待できる。さらに、下側の基板のみを、その接着剤塗布面が上になるように載置すれば、押圧する貼り合せプレート側の清浄化も可能となる。この場合、貼り合せプレートに接着剤とともに基板を付着させた状態で硬化させる必要がある。そこで、例えば、貼り合せ直後に紫外線硬化させる場合、つまり搬送ずれ防止のための仮硬化用の紫外線照射手段を貼り合せ（押圧）プレートに付属させるようなケースがあるため、かかる照射手段を利用して硬化させることが考えられる。

接着剤の種類としては、紫外線硬化型のものが硬化速度が速く最も適しているが（例えば、照射時間１０ｓｅｃ程度で硬化）、基板の貼り合せに使用しているものであればその種類は問わず、熱硬化やホットメルト系など、現在又は将来において利用可能なあらゆるものが適用可能である。

また、本発明に用いられるディスクは、その大きさ、形状、材質、記録層の数等は自由であり、既存のＣＤやＤＶＤ等の規格に限定されず、将来において採用されるあらゆる規格のものが適用可能である。さらに、本発明は、情報記録用のディスクのみならず、製造工程において、液晶や有機ＥＬ用の基板等、製造工程において接着剤による貼り合せが必要なあらゆる基板に適用することができる。つまり、請求項に記載の「基板」は、記録媒体、円盤状等には限定されず、平面状の製品を広く含む概念である。従って、これらの製品を製造するための装置において、広く適用可能となる。

本発明を実現するための基板貼合装置の一例を示す平面図である。 図１の装置における貼合部を示す斜視図である。 図１の装置により実現される本発明の一実施形態を示す平面図である。 図３の実施形態における貼合部を示す斜視図である。 図３の実施形態の手順を示す説明図であり、（Ａ）は基板の載置前、（Ｂ）は基板の圧着時、（Ｃ）は接着剤硬化時、（Ｄ）は基板剥離時をそれぞれ示す。 本発明の他の実施形態の基板ストッカを示す斜視図である。 図６の実施形態におけるターンテーブルと基板ストッカとの基板のやり取りを示す平面図である。 本発明の他の実施形態における制御装置を示す機能ブロック図である。 従来の基板貼り合せ手順を示す説明図であり、（Ａ）は接着剤の展延、（Ｂ）は貼り合せ、（Ｃ）は大気放置、（Ｄ）は接着剤硬化の工程をそれぞれ示す。

符号の説明

１…ターンテーブル
２…貼合部
３…紫外線照射部
４…サセプタ
５…ディスクハンドリング機構
１１…第１の投入ポジション
１２…第２の投入ポジション
１３…貼り合せポジション
１４…照射ポジション
１５…搬出ポジション
２０…ストッカ
２１…貼り合せプレート
２２…支柱部
２４…真空チャンバ
１００…制御信号
１１０…設定部
１２０…判定部
１３０…指示部
２００…入力部
３００…検査装置
Ｄ…ディスク
Ｋ…塗布装置
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…基板
Ｒ…接着層
Ｓ…減圧室
Ｔ…保持部
Ｕ…光源
Ｙ…接着剤
Ｘ…異物

Claims (7)

1. 少なくとも一方に接着剤が塗布された一対の基板を、互いに貼り合せる方向に付勢する貼合部と、貼り合わされた一対の基板間の接着剤を硬化させる硬化部とを有する基板貼合装置において、
   接着剤が塗布された一方の基板のみを、前記貼合部における基板接触面に当該一方の基板の接着剤塗布面が合う方向で供給する清浄用基板供給部を有することを特徴とする基板貼合装置。
2. 少なくとも一方に接着剤が塗布された一対の基板を、互いに貼り合せる方向に付勢する貼合部を有する基板貼合装置において、
   接着剤が塗布された一方の基板のみを、前記貼合部における基板接触面に当該一方の基板の接着剤塗布面が合う方向で供給する清浄用基板供給部と、
   前記清浄用基板供給部により供給された前記一方の基板を、前記貼合部において前記基板接触面に貼り合わせた後、前記一方の基板と前記基板接触面との間の接着剤を硬化させる硬化部と、
   を有することを特徴とする基板貼合装置。
3. 前記基板接触面は、ターンテーブルにおける基板が載置される面であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板貼合装置。
4. 貼り合せ用の一対の基板を供給する貼合用基板供給部を有し、前記貼合用基板供給部は、前記清浄用基板供給部と共通であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板貼合装置。
5. 前記清浄用基板供給部による基板の供給を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、
   基板供給のタイミングを設定する設定部と、
   前記設定部に設定されたタイミングに従って、前記清浄用基板供給部に、基板の供給を指示する指示部と、
   を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板貼合装置。
6. 前記清浄用基板供給部による基板の供給を制御する制御手段と、
   貼り合せられた基板を検査する検査手段とを有し、
   前記制御手段は、前記検査手段からの検査信号に基づいて、前記清浄用基板供給部に、基板の供給を指示する指示部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板貼合装置。
7. 前記貼合部は、前記基板を載置する複数のポジションを有し、
   前記清浄用基板供給部による基板の供給を制御する制御手段と、貼り合せられた基板を検査する検査手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記検査手段からの検査信号に基づいて、清浄が必要なポジションを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に基づいて、前記清浄用基板供給部に、基板の供給を指示する指示部と、
   を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板貼合装置。

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