WO2009129771A1 - Verfahren zum justierten fügen der flächen von zwei werkstücken - Google Patents

Verfahren zum justierten fügen der flächen von zwei werkstücken Download PDF

Info

Publication number
WO2009129771A1
WO2009129771A1 PCT/DE2009/000467 DE2009000467W WO2009129771A1 WO 2009129771 A1 WO2009129771 A1 WO 2009129771A1 DE 2009000467 W DE2009000467 W DE 2009000467W WO 2009129771 A1 WO2009129771 A1 WO 2009129771A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
tools
recess
recesses
workpieces
Prior art date
Application number
PCT/DE2009/000467
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benno Steinbrecht
Original Assignee
Sonopress Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sonopress Gmbh filed Critical Sonopress Gmbh
Priority to ES09734721T priority Critical patent/ES2399690T3/es
Priority to EP09734721A priority patent/EP2274743B1/de
Publication of WO2009129771A1 publication Critical patent/WO2009129771A1/de
Priority to US12/911,325 priority patent/US20110036491A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035—Recording layers
    • G11B7/24038—Multiple laminated recording layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7802—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring
    • B29C65/7805—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring the parts to be joined comprising positioning features
    • B29C65/7814—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring the parts to be joined comprising positioning features in the form of inter-cooperating positioning features, e.g. tenons and mortises
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/45—Joining of substantially the whole surface of the articles
    • B29C66/452—Joining of substantially the whole surface of the articles the article having a disc form, e.g. making CDs or DVDs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D17/00—Producing carriers of records containing fine grooves or impressions, e.g. disc records for needle playback, cylinder records; Producing record discs from master stencils
    • B29D17/005—Producing optically read record carriers, e.g. optical discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/483—Reactive adhesives, e.g. chemically curing adhesives
    • B29C65/4835—Heat curing adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/483—Reactive adhesives, e.g. chemically curing adhesives
    • B29C65/4845—Radiation curing adhesives, e.g. UV light curing adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2017/00—Carriers for sound or information
    • B29L2017/001—Carriers of records containing fine grooves or impressions, e.g. disc records for needle playback, cylinder records
    • B29L2017/003—Records or discs
    • B29L2017/005—CD''s, DVD''s
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/0057—Intermediate mediums, i.e. mediums provided with an information structure not specific to the method of reproducing or duplication such as matrixes for mechanical pressing of an information structure ; record carriers having a relief information structure provided with or included in layers not specific for a single reproducing method; apparatus or processes specially adapted for their manufacture

Definitions

  • the invention relates to a method for bonding a molded-aligned by a first tool surface of a first workpiece and a molded of a second tool surface of a second workpiece with an adjustment ⁇ of less than 10 microns and preferably less than. 1
  • jointing is to be understood in the following preferably the permanent connection of the relevant work piece surfaces, ' however, the method according to the invention is equally applicable to workpieces whose surfaces are to be brought together adjusted only temporarily.
  • a mechanical method for highly accurate positioning of micro-optical components e.g. optical lenses, masks and filters are known from the article "Assembly of micro-optical systems with mechanical positioning", A. Stockham, Proc SPIE 6376-9, 2006.
  • surface structures are formed photolithographically, either after the Pass pin principle are complementary and give a joint accuracy of about 3 microns or consist of mutually mirror-image, such as V-shaped grooves, which are aligned over inserted glass fiber sections to each other and give a Fü oughtaumaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschine
  • From DE 103 55 681 Al is a particular for aligning. th of an exposure mask to a semiconductor substrates relative strat (wafer) specific optical method known in 'the alignment marks on the substrates (the wafer and mask) un- be placed on a leveling microscope by Relatiwers.chiebunge ⁇ in the plane of the substrates to ' cover.
  • the achievable accuracy is specified as less than 0.5 ⁇ m.
  • optical adjustment method a higher accuracy than with mechanical adjustment method can be achieved.
  • optical adjustment methods are relatively time-consuming (in the order of magnitude of one minute per adjustment process) and therefore indeed for the highly accurate
  • the substrates are in turn known to be molded in the injection molding of so-called stampers, which in turn are galvanoplastische impressions of masters, i.
  • the object of the invention is based is to make available a method with which to be joined surfaces of manufactured in large numbers of first and second works witness' before and during the joining process with high accuracy in at least one of the plane of the surfaces to be joined parallel direction time-saving can be adjusted.
  • step d) of the method it is necessary to fill the cavity defined by the superimposed depressions of the tools with a hardenable plastic.
  • the recesses can be designed and arranged so that they each have a channel-like connection to the nearest lateral edge of the tools, so that the plastic can be injected from this edge.
  • This lateral edge is therefore in any narrow surface of the usually disc-shaped or plate-shaped tools. More elaborate but basically possible is the introduction of the Stoffs on at least one in one of the wells mün • dende, separate bore.
  • the recesses can be produced as grooves with a narrowing to their bottom profile or cross-section.
  • the grooves do not have to run along a straight line, but may follow an arbitrarily curved line and / or be arranged crossing each other. In. In both cases, it may be sufficient depending on the length of the grooves in relation to the dimensions of the surfaces to be adjusted, if each of the surfaces of the tools provide only one groove or two intersecting grooves, without losing alignment.
  • the step e) of the method requires that the cured plastic remains only in the recess of a tool. This can be achieved in different ways:
  • a first possibility is to form the recesses in the surfaces of the respective tools with different volumes, so that the adhesion surface between the material of one tool and the plastic is greater than the corresponding adhesion surface of the other tool, with the result that the hardened plastic adheres more strongly in .der recess of one tool than the other.
  • each depression in the surface of the one tool can be produced with a greater depth and / or a greater length than the corresponding depression in the surface of the other tool.
  • Fig. 1 Two tools with alignment marks in the form of intersecting grooves
  • FIG. 2 shows the tools in FIG. 1 after joining
  • Fig. 3 the one of the two tools after curing of the plastic in the grooves and the separation of the other ' tool;
  • Fig. 4 each of the tools molded workpieces or substrates before joining.
  • the following is based on the gluing of the two halves of a double-sided DVD.
  • the process for producing these so-called halves LO and Ll is state of the art and is therefore not explained in detail.
  • Figure 1 shows as tools two different masters 1 and 5 with facing surfaces 2 and 6, on which binary information is stored in the form of a photolithographically generated surface relief (not shown).
  • these masters are duplicated into so-called stampers, which in turn serve as matrices for molding appropriate DVD half pages by injection molding.
  • stampers which in turn serve as matrices for molding appropriate DVD half pages by injection molding.
  • these half-sides LO and Ll need not be adjusted in the circumferential direction, but in the radial direction with high accuracy to each other before and while they are bonded together (bonded) in a known manner.0
  • the masters 1 and 5 in their information-bearing surfaces 2 and 6 in the figures exaggerated large recesses, here in the form of intersecting grooves 3, 4 and 7, 8.
  • the grooves 4 and 8 are angeord-5 net, that They begin at the respective side surfaces or narrow sides of the master 1 or 5.
  • the grooves have a decreasing to their respective base cross-section, which is assumed in the present embodiment as approximately semicircular, but may also be V-shaped.
  • the Nu-0 th 3, 4 and I 1 8 may also be within limits of different widths and / or different depths.
  • the width and the depth are determined by the required adjustment accuracy. They can range from, for example, 10 ⁇ to 100 ⁇ or more, depending on the required adjustment accuracy.
  • the intersecting grooves for example, two sufficiently far apart individual grooves can be provided, expediently in the orientation corresponding to the grooves 4, 8.
  • the masters 1 and 5 are adjusted to each other by known optical methods so that the grooves 3, 4 and 7, 8 come to lie as closely as possible above each other, as shown in Figure 2.
  • the grooves now delimit a volume which is filled via a opening 9 accessible from the side surface of the formed package with a liquid plastic, for example by UV light or through Heat is curable. Suitable plastics and injection methods are known to the person skilled in the art.
  • the masters 1 and 5 are separated from each other.
  • the plastic 10 hardened in the grooves 3, 4 remains and accordingly forms the grooves 7, 8 in the other master 5 as complementary elevations 7a, 8a, as shown in FIG.
  • a submitformtes of the Master 1 first substrate 15 has high accuracy, the same slots 7, 8 as the master 5, while the molded from that master 5, corresponding substrate 11, the grooves 7, 8 of this Masters 5 as com- ⁇ -complementary projections or Beads 12, 13 depicts.
  • the two substrates ie the DVD half sides in this example, are now pre-adjusted to one another by means known per se, eg mechanical stops (not shown), in the case of a DVD only in the radial direction, because an alignment in the circumferential direction is not necessary , Subse- 'one of the two facing surfaces of the substrates or half sides 11, 15 coated with an adhesive, for example by spin coating is .

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum justierten Fügen zweier jeweils von einem Werkzeug abgeformten Flächen. Dabei werden in den abzuformenden Flächen der Werkzeuge mindestens je eine Vertiefung eingebracht. Anschließend werden die Vertiefungen in ihren Flächen deckungsgleich übereinander gelegt und der so definierte Hohlraum mit aushärtbarem Kunststoff ausgefüllt. Nach dem Trennen verbleibt die ausgehärtete Füllung in einem der Werkzeuge haften, es entsteht in der Fläche eine Erhebung, die der Vertiefung des anderen Werkzeugs komplementär gegenübersteht. Die von den Werkzeugen unmittelbar oder mittelbar abgeformten ersten und zweiten Werkstücke werden paarweise so zusammengefügt, dass sie Vertiefung(en) bzw. Erhebung(en) in ihrer zu fügenden Fläche annähernd deckungsgleich sind, so dass sie während des Fügens der Flächen die zwei Werkstücke zueinander justieren.

Description

Verfahren zum justierten Fügen der Flächen von zwei Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum justierten Fügen einer von einem ersten Werkzeug abgeformten Fläche eines ersten Werkstückes und einer von einem zweiten Werkzeug abgeformten Fläche eines zweiten Werkstückes, mit einem Justierfehler ■ von weniger als 10 um und vorzugsweise weniger als 1 um. Unter dem Begriff „Fügen" -ist im Folgenden vorzugsweise die dauerhafte Verbindung der betreffenden Werk-, stückflächen zu verstehen, ' jedoch ist das Verfahren nach der Erfindung in gleicher Weise auch auf Werkstücke anwendbar, deren Flächen nur zeitweilig justiert zusammengeführt werden sollen.
Ein mechanisches Verfahren zum hochgenauen Positionieren von mikrooptischen Bauteilen, z.B. optischen Linsen, Masken und Filtern ist aus dem Aufsatz „Assembly of micro-optical Systems with mechanical positioning" , A. Stockham, Proc SPIE 6376-9, 2006, bekannt. Auf den zu fügenden Flächen werden fotolithographisch Oberflächenstrukturen ausgebildet, die entweder nach dem Passstiftprinzip komplementär sind und eine Fügegenauigkeit von etwa 3 um ergeben oder aus zueinander spiegelbildlichen, etwa V-förmigen Nuten bestehen, die über eingelegte Glasfaserabschnitte zueinander ausgerichtet werden und eine Fügegenauigkeit der Werkstücke von etwa 1 um ergeben.
Aus der DE 103 55 681 Al ist ein insbesondere zum Ausrich-. ten einer Belichtungsmaske relativ zu einem Halbleitersub- strat (Wafer) bestimmtes optisches Verfahren bekannt, bei ' dem Justiermarken auf den Substraten (Wafer und Maske) un- ter einem Justiermikroskop durch Relatiwers.chiebungeή in der Ebene der Substrate zur'Deckung gebracht werden. Die erzielbare Genauigkeit wird mit weniger als 0,5 um angegeben.
Grundsätzlich gilt, dass mit optischen Justierverfahren eine höhere Genauigkeit als mit mechanischen Justierverfahren erzielbar ist. Optische Justierverfahren sind jedoch relativ zeitaufwendig (in der . Größenordnung von einer Minu- te je Justiervorgang) und daher zwar für die hochgenaue
Justierung von Werkzeugen, nicht aber von Werkstücken, die in großen Stückzahlen von diesen Werkzeugen oder deren identischen Vervielfältigungsstücken (z.B. im Spritzgießverfahren), abgeformt werden. Stellvertretend für andere An- Wendungen kann insbesondere auf die Herstellung von optischen Speichermedien des doppelseitigen DVD-Typs verwiesen werden, bei der zwei Substrate, von denen jedes eine informationstragende Seite hat, mit ihren anderen Seiten Rücken an Rücken hochpräzise zentriert miteinander dauerhaft zu verbinden sind. Die Substrate werden ihrerseits bekanntlich im Spritzgießverfahren von sogenannten Stampern abgeformt, die wiederum galvanoplastische Abformungen von Mastern sind, d.h. Werkzeugen, die die Informationen in Form eines fotolithographisch erzeugten Oberflächenreliefs tragen, das auf den genannten zwei Substraten mit einer Genauigkeit von 1/10 um reproduziert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem zu fügende Flächen von in großen Stückzahlen hergestellten ersten und zweiten Werk- ' zeugen vor und während des Fügens mit hoher Genauigkeit in mindestens einer zur Ebene der zu fügenden Flächen parallelen Richtung zeitsparend justiert werden können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Schritten a) bis f) des Anspruches 1 gelöst. Dadurch wird erreicht, dass insbesondere auch in großen Stückzahlen produzierte und häufig unter Kostendruck stehende Werkr- stücke nach einer zeitsparend durchführbaren, mechanischen Vorjustierung mit der sehr hohen Genauigkeit einer opti- sehen Justierung gefügt werden können.
Soweit sich ein von der Oberfläche zum Grund der Vertiefungen abnehmender Querschnitt nicht schon in Folge der fotό- lithographischen Erzeugung ergibt, ist es sowohl zur siche- ren Trennung des ausgehärteten Kunststoffes von dem einem • der beiden Werkzeuge gemäß dem Schritt e) des Verfahrens als auch zur Erzielung der endgültigen Justierung der jeweiligen beiden Werkstücke notwendig, die Vertiefungen in den Flächen der Werkzeuge mit zum Grund der jeweiligen Ver- tiefung abnehmender Breite zu erzeugen.-
Weil in der Regel eine Justierung der zu fügenden Werkstücke in zwei Achsen erforderlich ist, empfiehlt es sich, bei kleinen Abmessungen der Vertiefungen die abzuformenden Flächen der Werkzeuge mit mindestens je zwei möglichst weit voneinander beabstandeten Vertiefungen zu versehen, die auch unterschiedliche Geometrien haben können.
Im Schritt d) des Verfahrens ist es notwendig, den durch die übereinanderliegenden Vertiefungen der Werkzeuge definierten Hohlraum mit einem aushärtbaren Kunststoff zu füllen. Um diesen zunächst flüssigen Kunststoff bequem einbringen zu können, können die Vertiefungen so ausgebildet und angeordnet werden, dass sie jeweils einen kanalartige Verbindung zum nächstgelegenen seitlichen Rand der Werkzeuge haben, so dass der Kunststoff von diesem Rand aus einge-, spritzt werden kann. Dieser seitliche Rand liegt also in einer beliebigen Schmalfläche der in der Regel scheibenförmigen oder plattenförmigen Werkzeuge. Aufwendiger, aber grundsätzlich möglich ist auch das Einbringen des Kunst- Stoffs über mindestens eine in eine der Vertiefungen mün- • dende, gesonderte Bohrung.
Vorteilhaft können die Vertiefungen als Nuten mit einem sich zu ihrem Grund verengenden Profil oder Querschnitt erzeugt werden. Die Nuten müssen nicht längs einer Geraden verlaufen, sondern können einer beliebig gebogenen Linie folgen und/oder sich kreuzend angeordnet sein. In. beiden Fällen kann es in Abhängigkeit von der Länge der Nuten im Verhältnis zu den Abmessungen der zu justierenden Flächen ausreichen, wenn jede der Flächen der Werkzeuge nur eine Nut oder zwei sich kreuzende Nuten vorsehen, ohne an Justiergenauigkeit zu verlieren.
Der Schritt e) des Verfahrens erfordert, dass der ausgehärtete Kunststoff nur in der Vertiefung des einen Werkzeuges zurück bleibt. Das kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden :
Eine erste Möglichkeit besteht darin, die Vertiefungen in den Flächen der jeweiligen Werkzeuge mit unterschiedlichem Volumen auszubilden, so dass die Adhäsioήsfläche zwischen dem Werkstoff des einen Werkzeuges und dem Kunststoff größer als die entsprechende Adhäsionsfläche des anderen Werk- zeuges ist, mit der Folge, dass der ausgehärtete Kunststoff stärker in .der Vertiefung des einen als des anderen Werkzeuges haftet. Insbesondere kann hierzu jede Vertiefung in der Fläche des einen Werkzeuges mit einer größeren Tiefe und/oder einer größeren Länge als die korrespondierende Vertiefung in der Fläche des anderen Werkzeuges erzeugt werden .
Eine Alternative besteht darin,, die Oberflächen der Vertiefungen in den Flächen der beiden Werkzeuge mechanisch oder mit chemischen Mitteln derart zu behandeln, dass der aus- härtbare Kunststoff in der Vertiefung in der Fläche des einen Werkzeuges stärker haftet als in der Vertiefung des anderen Werkzeuges. ' ■
Grundsätzlich liegt es . auch im Rahmen der Erfindung, wenigstens an einer ersten Stelle der Flächen der Werkzeuge Vertiefungen mit einer ersten Breite und Tiefe anzuordnen, die im Ergebnis zu einer (mechanischen) .Vorjustierung der abgeformten Werkstücke führen und an wenigstens einer weiteren Stelle Vertiefungen mit einer zweiten, kleineren Breite und ggf. Tiefe auszubilden, die so auf die ersten Vertiefungen mit den größeren Abmessungen abgestimmt sind, dass sich an die Vorjustierung von selbst eine Feinjustierung mit der geforderten Genauigkeit anschließt. •
Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend beispiel- haft anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
■ Fig. 1: Zwei Werkzeuge mit Justiermarken in Form von sich kreuzenden Nuten;
Fig. 2: die Werkzeuge in Figur 1 nach dem Fügen;
Fig . 3 : das eine der beiden Werkzeuge nach dem Aushärten des Kunststoffs in den Nuten und der Trennung von dem anderen' Werkzeug; .
Fig. 4: die jeweils von den Werkzeugen abgeformten Werk stücke oder Substrate vor dem Fügen.
Als Beispiel für die Anwendung des vorgeschlagenen Justier- Verfahrens wird im folgenden das. Verkleben der beiden Hälften einer doppelseitigen DVD zugrunde gelegt. Das Verfahren zur Herstellung dieser sog. Halbseiten LO und Ll ist Stand ■ der Technik und wird deshalb nicht im Einzelnen erläutert.
Figur 1 zeigt als Werkzeuge zwei unterschiedliche Master 1 und 5 mit einander zugewandten Flächen 2 und 6, auf denen binäre Informationen in Form eines fotolithographisch erzeugten Oberflächenreliefs gespeichert sind (nicht dargestellt) . Diese Master werden, wie bekannt, zu sogenannten Stampern vervielfältigt, die wiederum als Matrizen zum Ab- 5. formen entsprechender DVD-Halbseiten im Spritzgießverfahren dienen. Diese Halbseiten LO und Ll müssen zwar nicht in Um- fangsrichtung, jedoch in radialer Richtung mit hoher Genauigkeit zueinander justiert werden, bevor und während sie miteinander in bekannter Weise verklebt (gebondet) werden.0
Hierzu erhalten die Master 1 und 5 in ihren informationstragenden Flächen 2 und 6 in den Figuren übertrieben groß dargestellte Vertiefungen, hier in Form sich kreuzender Nuten 3, 4 und 7, 8. Dabei sind die Nuten 4 und 8 so angeord-5 net, dass sie an den jeweiligen Seitenflächen oder Schmalseiten der Master 1 bzw. 5 beginnen. Die Nuten haben einen zu ihrem jeweiligen Grund hin abnehmenden Querschnitt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als etwa halbkreisförmig angenommen ist, jedoch auch V-förmig sein kann. Die Nu-0 ten 3, 4 bzw. I1 8 können darüber hinaus in Grenzen unterschiedlich breit und/oder unterschiedlich tief sein. Die Breite und die Tiefe bestimmen sich nach der geforderten Justiergenauigkeit. Sie können im Bereich von z.B. 10 μ bis 100 μ oder mehr liegen, abhängig von der geforderten Jus- tiergenauigkeit . Selbstverständlich können anstelle der sich kreuzenden Nuten z.B. zwei hinreichend weit voneinander entfernte Einzelnuten vorgesehen werden, zweckmäßig in der Orientierung entsprechend den Nuten 4, 8.
Im nächsten Schritt werden die Master 1 und 5 nach bekannten optischen Verfahren so zueinander justiert, dass die Nuten 3, 4 bzw. 7, 8 möglichst genau übereinander zu liegen kommen, wie in Figur 2 dargestellt. Die Nuten begrenzen nun ein Volumen, das über eine von der Seitenfläche des gebil- deten Paketes zugängliche Öffnung 9 mit einem flüssigen Kunststoff gefüllt wird, der z.B. durch UV-Licht oder durch Wärme aushärtbar ist. Geeignete Kunststoffe und Injektionsverfahren sind dem Fachmann bekannt.
Nach dem Aushärten des Kunststoffes werden die Master 1 und 5 voneinander getrennt. In einem der Master, -hier dem Master 1, bleibt der in den Nuten 3, 4 ausgehärtete Kunststoff 10 zurück und bildet dementsprechend die Nuten 7 , 8 in dem anderen Master 5 als komplementäre Erhebungen 7a, 8a ab, wie in Figur 3 dargestellt.
Zur Herstellung von DVDs werden von den jeweiligen Mastern bekanntlich zunächst Matrizen, die sogenannten Stamper, als Negativ abgeformt. Weil sich dadurch die Abformgenauigkeit praktisch nicht verschlechtert, .sondern eine Matrize ledig- lieh das Negativ des betreffenden Masters ist, wird für die folgende Erläuterung dieser Zwischenschritt übersprungen, auch im Hinblick darauf, dass das hier vorgeschlagene Justierverfahren auch auf Werkstücke anwendbar ist, die unmittelbar von entsprechenden Werkzeugen abgeformt werden. .
Ein von dem Master 1 abgeformtes erstes Substrat 15 hat mit hoher Genauigkeit die gleichen Nuten 7, 8 wie der Master 5, während das von diesem Master 5 abgeformte, korrespondierende Substrat 11 die Nuten 7, 8 dieses Masters 5 als kom- ■ plementäre Erhebungen oder Wulste 12, 13 abbildet. Die beiden Substrate, in diesem Beispiel also die DVD-Halbseiten, werden nun mit an sich bekannten Mitteln, z.B. mechanischen Anschlägen (nicht dargestellt) zueinander vorjustiert, im Falle einer DVD nur in radialer Richtung, weil eine Aus- richtung in Umfangsrichtung nicht notwendig ist. Anschlie-' ßend wird die eine der beiden einander zugewandten Flächen der Substrate bzw. Halbseiten 11, 15 mit einem Kleber, z.B. durch Spincoating beschichtet.
In der in Figur 4 dargestellten, vorjustierten Ausrichtung werden nun die Halbseiten 11, 15 gefügt. Sobald die Wulste 12 in die Nuten 7, 8 einzugreifen beginnen, tritt durch die komplementäre Form der Wulste 12, 13 und der Nuten 7, 8 eine selbsttätige Justierung der Halbseiten 11 und 15 mit prak- tisch der selben Genauigkeit ein, mit der. die Master 1 und 5 als die ursprünglichen Werkzeuge zueinander justiert wurden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum justierten Fügen einer von einem ersten Werkzeug abgeformten Fläche eines ersten' Werkstückes und . einer von einem zweiten Werkzeug abgeformten Fläche eines , zweiten Werkstückes, mit den Schritten:
1 a) die abzuformenden Flächen der Werkzeuge werden an vorbestimmten Stellen mit mindestens je einer Vertiefung versehen; b) die Vertiefungen werden fotolithographisch erzeugt; c) die Werkzeuge werden so. zueinander ausgerichtet, dass die Vertiefungen in ihren Flächen deckungs- gleich übereinander-liegen; d) der durch die übereinanderliegenden Vertiefungen definierte Hohlraum wird mit einem aushärtbaren Kunststoff ausgefüllt; e) nach dem Aushärten des Kunststoffes werden die Werk- zeuge voneinander derart getrennt, dass der ausgehärtete Kunststoff nur in der Vertiefung des einen Werkzeuges zurückbleibt und die Vertiefung in der Fläche des' anderen Werkzeuges als komplementäre Erhebung abbildet; f) die von diesen Werkzeugen unmittelbar oder mittelbar abgeformten ersten und zweiten Werkstücke werden paarweise so zusammengeführt, dass die Vertiefung (en) bzw. Erhebung (en) in ihren zu fügenden Flächen ■ wenigstens annähernd deckungsgleich . sind, so dass sie während des Fügens die Flächen der zwei Werkstücke zueinander justieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen in den Flächen der Werkzeuge mit zu ihrem Grund abnehmender Breite erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abzuformenden Flächen der Werkzeuge mit mindestens je zwei voneinander beabstandeten Vertiefungen versehen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1. bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die- Vertiefungen so ausgebildet werden, dass sie eine kanalartige Verbindung zum nächstgelegenen seitlichen Rand der Werkzeuge haben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen als Nuten mit einem sich zu ihrem Grund verjüngenden Profil oder Querschnitt erzeugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertiefung in der Fläche des einen Werkzeuges ein .Volumen hat, das von dem Volumen der korrespondierenden Vertiefung in dem anderen Werk- zeug abweicht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertiefung in der Fläche des einen Werkzeuges mit einer Tiefe erzeugt wird, die grö- ßer als die Tiefe der korrespondierenden Vertiefung in der Fläche des anderen Werkzeuges ist. .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Vertiefungen in den Flächen der beiden Werkzeugen derart unterschiedlich behandelt werden, dass der aushärtbare Kunststoff in der Vertiefung in der Fläche des einen Werkzeuges stärker haftet als in der Vertiefung der Fläche des anderen Werkzeuges .
PCT/DE2009/000467 2008-04-24 2009-04-03 Verfahren zum justierten fügen der flächen von zwei werkstücken WO2009129771A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES09734721T ES2399690T3 (es) 2008-04-24 2009-04-03 Procedimiento para ajustar el ensamblado de las superficies de dos piezas
EP09734721A EP2274743B1 (de) 2008-04-24 2009-04-03 Verfahren zum justierten fügen der flächen von zwei werkstücken
US12/911,325 US20110036491A1 (en) 2008-04-24 2010-10-25 Technique for Aligned Joining of Surfaces of Workpieces

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008020645A DE102008020645A1 (de) 2008-04-24 2008-04-24 Verfahren zum justierten Fügen der Flächen von zwei Werkstücken
DE102008020645.8 2008-04-24

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/911,325 Continuation US20110036491A1 (en) 2008-04-24 2010-10-25 Technique for Aligned Joining of Surfaces of Workpieces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009129771A1 true WO2009129771A1 (de) 2009-10-29

Family

ID=40886810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2009/000467 WO2009129771A1 (de) 2008-04-24 2009-04-03 Verfahren zum justierten fügen der flächen von zwei werkstücken

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20110036491A1 (de)
EP (1) EP2274743B1 (de)
DE (1) DE102008020645A1 (de)
ES (1) ES2399690T3 (de)
WO (1) WO2009129771A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105159038A (zh) * 2015-10-15 2015-12-16 苏州盛纳微电子有限公司 一种用单面光刻曝光机上晶圆正反面光刻图案的对位方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0567086A1 (de) 1992-04-24 1993-10-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Doppelseitiger optischer Informationsträger und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1999018612A2 (en) 1997-10-03 1999-04-15 Digital Optics Corporation Wafer level integration of multiple optical elements
DE10355681A1 (de) * 2003-11-28 2005-07-07 Süss Microtec Lithography Gmbh Direkte Justierung in Maskalignern
US20080028360A1 (en) 2006-07-31 2008-01-31 Picciotto Carl E Methods and systems for performing lithography, methods for aligning objects relative to one another, and nanoimprinting molds having non-marking alignment features

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0199136B1 (de) * 1985-04-17 1992-07-22 TDK Corporation Optische Aufnahmeplatte
US5575962A (en) * 1994-12-02 1996-11-19 Lucent Technologies Inc. Method for fabricating optical quality molds with precision microfeatures
DE69611906T2 (de) * 1995-10-09 2001-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optische platte mit strichkode
JPH09320159A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp 貼り合せディスクのターンテーブル装置および貼り合せディスク
US6156243A (en) * 1997-04-25 2000-12-05 Hoya Corporation Mold and method of producing the same
KR100299241B1 (ko) * 1998-04-15 2001-10-27 구자홍 광디스크제조방법및그매체.
US6117284A (en) * 1998-09-28 2000-09-12 Wea Manufacturing, Inc. Dual-layer DVD disc, and method and apparatus for making same
EP1152407A3 (de) * 2000-04-25 2006-10-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optische Platte, Verfahren zu ihrer Herstellung, und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
TW573299B (en) * 2000-08-31 2004-01-21 Dataplay Inc Double-sided digital optical disk and method and apparatus for making
TW588346B (en) * 2000-12-22 2004-05-21 Koninkl Philips Electronics Nv Multilayer record carrier and method of manufacturing thereof and recording thereon
JP2002216454A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Toshiba Corp 光ディスク、ディスクカートリッジ及び光ディスクドライブ
EP1443344A1 (de) * 2003-01-29 2004-08-04 Heptagon Oy Herstellung von mikrostrukturierten Teilen
JP4578779B2 (ja) * 2003-02-25 2010-11-10 富士電機デバイステクノロジー株式会社 磁気記録媒体用磁気転写方法
JP4550504B2 (ja) * 2004-07-22 2010-09-22 株式会社日立製作所 記録媒体の製造方法
JP2007058943A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Fujifilm Corp ラミネート方法及び光メモリの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0567086A1 (de) 1992-04-24 1993-10-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Doppelseitiger optischer Informationsträger und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1999018612A2 (en) 1997-10-03 1999-04-15 Digital Optics Corporation Wafer level integration of multiple optical elements
DE10355681A1 (de) * 2003-11-28 2005-07-07 Süss Microtec Lithography Gmbh Direkte Justierung in Maskalignern
US20080028360A1 (en) 2006-07-31 2008-01-31 Picciotto Carl E Methods and systems for performing lithography, methods for aligning objects relative to one another, and nanoimprinting molds having non-marking alignment features

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105159038A (zh) * 2015-10-15 2015-12-16 苏州盛纳微电子有限公司 一种用单面光刻曝光机上晶圆正反面光刻图案的对位方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008020645A1 (de) 2010-05-12
ES2399690T3 (es) 2013-04-02
EP2274743B1 (de) 2012-08-29
US20110036491A1 (en) 2011-02-17
EP2274743A1 (de) 2011-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3107865C2 (de) Formwerkzeug zum Herstellen gratfreier Formlinge aus Kunststoff
DE60004540T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines kunststoffprodukts
DE102005013974A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Bauteile
DE102006014200A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer tief versenkten Linse sowie eine unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellte Linse
DE60310757T2 (de) Verfahren zur herstellung von einer polarisierten linse
EP0064247A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen mit asphärischen Oberflächen
DE3004437A1 (de) Verfahren zum herstellen eines magnetdomaenen-bauelements
EP0308908B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines bezüglich eines zweiten Gegenstandes hochgenau festlegbaren ersten Gegenstandes
DE102007023229A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE3816371A1 (de) Verfahren zum herstellen einer duennwandigen huelse
DE2557701C3 (de) Verfahren zur Herstellung der Aufnahmeplatte einer Vorrichtung zum paßgenauen Aufspannen von Werkstücken
EP2632673B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines linsenwafers
WO2017067816A1 (de) Verbindungsanordnung zur klebenden verbindung eines lageempfindlichen elementes mit einem aufnahmekörper
EP2274743B1 (de) Verfahren zum justierten fügen der flächen von zwei werkstücken
DE3732206C2 (de)
DE102014112725A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Mikrolinsenarrays
DE102019110124B4 (de) Reaktiv-Spritzgussverfahren mit Aktivierung durch UV-Strahlung
EP3802059B1 (de) Verfahren zur herstellung eines formkörpers
DE2014136A1 (de) Formsystem für das Gießen von Brillengestellen und Teilen derselben sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben
DE4033233C2 (de)
CH618908A5 (en) Method of manufacturing a device for the precise mounting of workpieces to be machined, and a device manufactured according to the method
DE102015000006B4 (de) Bauteilvorrichtung und Verfahren zum Fügen von Bauteilen
DE102005039148A1 (de) Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung von Werkstücken
EP0850750A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Körpers, eines Gussrahmens, und eines integriert-optischen Bauteils
AT12416U1 (de) Verfahren zum herstellen von mehrkomponentigen spritzgiessteilen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09734721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009734721

Country of ref document: EP