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HK1052481B - 真空压接dvd-基片的装置 - Google Patents

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HK1052481B
HK1052481B HK03104907.1A HK03104907A HK1052481B HK 1052481 B HK1052481 B HK 1052481B HK 03104907 A HK03104907 A HK 03104907A HK 1052481 B HK1052481 B HK 1052481B
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马丁‧埃克尔斯德尔
馬丁‧埃克爾斯德爾
Original Assignee
卡劳斯-马菲塑料工业股份公司
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Description

真空压接DVD-基片的装置
本发明涉及一种用于真空压接DVD-基片形成加工好的DVD的装置，尤其是应用热熔型(Holt-Melt)热塑粘合剂的真空压接装置，如权利要求1和16的前序部分所述。
现有技术中已公开了多种实施方案，圆盘形基片——例如DVD-基片——的粘结在真空下加压进行。这不仅适用于优选的应用领域，即采用热熔型粘合剂的粘结，而且也适用于应用紫外线-固化漆的粘结。然而，在应用紫外线-固化漆作为粘合剂的情况下，相比采用热熔型粘合剂时只需较小的压力就足够了。另一个区别在于，在应用紫外线-固化漆时只要没有进行紫外线照射使紫外线-固化漆固化，相互叠置的基片还是浮动的，而在应用热熔型粘合剂的情况下基片在粘合剂表面接触时立即被固定，从而其后的定位，即相互间的微量移动是不再可能的。
在DE19715779A1中为了粘结两个其上涂有紫外线-漆的粘合剂的DVD-基片，建议将一个基片置于真空室的罩盖中，而另一基片则置于其基座中，分别在那里对心地固定住，并且将罩盖放到基座上，使得涂粘合剂层相互面对。在真空室抽真空及压力降至规定压力之下以后，一个设置在罩盖中的对心-/夹紧装置被放开，上基片落到下基片上，其中此下落由多个设置在基片中心孔周围并具有轴向导向销的重块来支持。也可用弹簧件或类似物来代替重块。当两基片的两个粘合剂层相互对放在一起时，真空室被充气，该大气压使得在粘合剂和两基片之间尚未接触之区域被相互压接。这种装置对于涂覆热熔型粘合剂的基片的粘结是不适合的，因为以重物和大气压不能产生必需的压力来使基片干净地粘结。此外重块所支持的相互对放在整个基片表面上是非均匀的。
JP1-204727A公开了生产光学数据载体的方法，其中两基片被涂以热熔型粘合剂，然后在真空室中相互粘结，这里压力，温度和压接力的值有规定的上限。真空室的壁被设计成具有活塞拉杆的引导装置，利用它可相互压合两个压力板，在两压力板之间放置两基片。
类似的装置被描述在JP08273210A和EP0624870A2中，并且，在前述文献中它们作为现有技术被评述。
在EP0735530A1中DVD一基片首先在其表面区域中被涂以热熔型粘合剂(热塑性粘合剂)。接着，在一个基片上填充紫外线固化的液体粘合剂到一个位于中心孔附近的槽中。接着只涂覆热熔型粘合剂的基片被一操控系统旋转180°，使得涂有粘合剂的基片面相互面对，并置于下基片上。两个基片或DVD在此相互接合状态下被放到下压板上，下压板在中心处具有用于射入紫外线的石英玻璃窗，并且它还构成真空室的底板。真空室的罩盖被从上而下地移动，直至盖边缘接触到底板，并从而构成一间室，它可通过底板上的一个接头被抽真空。活塞-汽缸-单元的活塞拉杆穿过盖板。在活塞拉杆的下端有另一压板。当真空室中未达到规定压力时，上活塞拉杆被加压而向下运动，并将置于上压板和底板之间的相互对放的基片压接。同时，紫外线通过石英玻璃窗射入真空室，以固化紫外线粘合剂。在一个可设定的时间之后，真空室被充气，活塞向上运动并停止照射紫外线。现在完成了基片的粘结，可取出加工好的DVD。
这些已公开的粘结DVD-基片的系统的缺点在于，一方面真空室与另一方面加压装置被相互分开地设计，且它们相互独立地运行。其结果是用于使基片相互压接的压板总是被强制移动，使得基片位置的轻微倾斜不能进一步被均衡。在基片位置有轻微倾斜时，在某一位置上加有很高的压力，而在另一个位置上则加有较低的压力。最终DVD的平行性受到损害。
在德国实用新型专利DE29904325U1中描述了另一种在真空下粘结DVD-基片的装置。在此文件中设计了一个可相互闭合的小室，并且一个基片被置于真空室的罩盖中，另一基片被置于其底座中，位于底座中的基片支架是活动的。此外还有一个冲程析。其上突起多个引导纹，它穿过真空室的底座并与下基片支架有工作连接，以增补下基片支架一个机械位移，从而可增大压力。通过在基片之间建立一个低压，在第一步中可移动的下基片支架向上运动，且基片以第一个压力值相互粘结。在第二步中冲程板向上运动，并且通过引导纹产生下基片支架的一个机械位移，使得压力值可被提高到第二个值上。其缺点首先在于，引导纹必须真空密封地穿过真空室的底座，这要求相应开支用于密封措施。另一缺点是，由于与下基片支架的机械连接，至少冲程板和引导纹必须随粘结用的真空压向上运动，并且用于冲程板的驱动装置必须同时与此冲程板机械上分离，或者此驱动装置必须也随粘结真空向上运动。此外在具有冲程板和引导纹的系统中存在基片相互间的强制运动。此系统具体有与前述现有技术相同的缺点。
本发明的目的在于，给出一种真空压接DVD-基片的装置，其中待粘结的基片可自行相互对准，装置的结构相对简单，并且其中用以加压粘结DVD-基片的压力可在大范围内连续调整。
上述任务这样完成：设置一个可在真空室中移动，并在其周围设置有密封装置的中间件，它划分真空室为两部分，与真空泵连接的第一室(低压室)及与压缩空气源相连接的第二室(高压室)，从而构成一个双室系统，其中中间件在低压室一侧的侧面上设置第一个基片支架，并且第二个基片支架被设置在面对第一基片支架的低压室侧面上。因而一方面通过有目的的低压调整，另一方面通过有目的的高压调整，得到一个优化的真空加压过程，其中在真空的作用下中间件被拉动使低压室变小，从而基片也被相互拉近，并且在适当的时刻通过在高压室加压，中间件被施加足够大压力，从而它将一个基片以足够大的压力与另一基片压拉。基于此只具有密封装置，从而在一定程度上浮动放置的中间件，它能产生轻微的倾斜运动，使得中间件的基片支架可在一定范围内适配于另一个基片支架的位置。此外应注意，喷塑成形的基片并不是到处有百分之百相同的厚度，因此将会有某些区域承受高的压力，而其它区域则承受较低的压力。
在一种实施方式中，中间件被设计为活塞，并且围绕活塞设置两个或多个相互间隔的密封环作为密封装置，这些环置于相应的环槽中。
在另一种实施方式中，中间件由多个部分构成，其中至少两部分装配有密封装置，在各部分之间存在杆，并且限定第一室的部分被设计为基片支架。
在本发明的另一设计中，下面的室可有选择地和交替地连接于一个压缩空气源和一个真空泵。从而可在中间件两侧部产生真空。当在两侧调整成相同大小的真空压时，形成一个力的平衡，中间件首先保持在其原有位置上。如果达到规定的低压值，在下室中真空度被降到环境压力上，这样使得中间件向上移动，且基片相互接触。接着切换至高压，以使可以得到可靠的压接。通过改变下室中真空度下降快慢的速度，使得粘结速度可被优化调整。按照不同的粘结速度，粘结过程可被调整为较硬或较软，这对于较脆或敏感的层片，如DVD-18、DVD-R和DVD-RM是有意义的。
下面借助附图1至5所示实施例详细说明本发明。附图中：
图1(a)至图1(m)：真空压接中粘结过程示意图；
图2：图1(i)所示粘结步骤的放大图；
图3：处于打开状态的粘结站第一实施形式；
图4：图3所示处于打开状态下的粘结站顶视图；
图5：处于打开状态下的粘结站第二实施形式。
如图1所示，存在一个真空室1，它包含一个用于容纳A-基片3的底座2以及一个用以容纳B-基片5的罩盖4。为封闭此真空室，罩盖4可绕垂直于纸面的轴6旋转。首先已涂覆粘合剂的DVD-基片3和4如此被置于底座和罩盖4(图1a)，使得涂有粘合剂的表面向上。基片在底座和罩盖中置于真空盘上，并且基于真空(固持真空)被固定在其位置，在下一步骤中(图1b)，加于A-基片上的固持真空和加在B-基片上的固持真空均被关闭，中心销7及8移出，并分别穿过基片的中心孔。接着B-基片5上的固持真空重新被开启(图1c)，B-中心销8移回原处(图1d)，罩盖4绕轴6旋转并闭合真空室1(图1e)。为了避免静电对基片的吸引，在闭合真空室时A-基片3上的固持真空重又被开启。在真空室闭合后，B-中心销8移出且直至穿过A-基片3的中心孔，同时A-中心孔7被压回去(图1f)。现在两个DVD-基片A和B共同中心定位于B-定位销上。此时粘结用真空被开启，即真空室1借助一个真空泵被抽真空，并从而粘结盘A，即基片支架9由于此真空而被抬高(图1g)。为了支撑，基片支架9被从下面施加压缩空气(图1h)。一旦装有A-基片3的下基片支架9与B-基片5接近到一个可规定的间距上的时候，在两个基片A和B上的固持真空被关闭，并且空气通过基片支架中的真空管道进入基片A和B，两个基片A和B被吹离基片支架(图1i)，这将借助图2详细说明。因为两个基片A和B在粘结面即将接触前不与真空盘连接，它们可通过公共的中心销再次精确地中心定位。在基片被吹离基片支架时基片中央从里向外弯曲(也见图2)，使得粘结面自内向外逐步接触，同时通过基片A和B之间的粘结用真空，基片之间的空气被抽出。此时基片A和B被粘结在一起；设计为活塞的基片支架9(参见图3)位于止动状态下，并在活塞下方建立所要的压接压力(图1j)。如果此压力已作用了足够的时间，B-中心销8返回，固持真空A开启，而粘结用真空被关闭(图1k)。一旦压接压力被切断，活塞可退回，吹离B-基片的动作被启动，并且A-中心销伸出(图1e)。最后罩盖4被向上翻开，固持真空A被关闭，加工好的DVD中心定位地置于基片支架9(盘A)上并可被取出。
图2放大示出工作步骤1i。在两个基片支架9和10中有真空管道11至13，其中连接于一个真空泵的主管道11分别在基板支架9和10中水平地前进，从它们在中心孔附近分支出管道12，在边缘区域分支出管道13，这些分支管道在基片支架的表面上终止，并且管道12具有比管道13更大的直径。此管道系统构成图1所示工作步骤中的固持真空。通过切换抽真空到吹气，此管道系统也用于在图1i所示工作步骤中馈入空气，以在中央吹起基片A和B。这里中心定位由伸入两个中心孔的B-中心销8完成，为此在下基片支架9中设置了一个足够大的凹槽。通过吹起基片A和B，它们以基片支架的表面离开，并在粘结面接触之前可再次精确地中心定位。借助内部较大的真空管道12，使基片有优点地首先从中心附近脱离和被吹起。由于基片从内向外脱离和被吹起，在基片A和B之间包含空气的危险大大降低了。此外也可像图5所示那样分开内部和外部的管道12或13，以由一分立的阀门延迟关闭外部的抽真空并延迟切换为吹气。在真空管道12和13分开工作时(见图5)它们也可被设计为有相等的直径。借助于上和下O型环16和17，基片在其边缘区域的安放可被支持。通过分离地结构和控制在上基片支架10和在下基片支架9中的真空管道，可调整上和下不同的吹气压力p1和P2，使得可对不同的变形进行调整，以针对存在的变形效应进行控制或均衡它。
图3示出处于打开状态的真空室1，包括在底座2和盖罩4中放置的基片A和B(标号3和5)和中心销7和8。此外也可看到在底座和罩盖中的真空管道11，12和13，它们用于固持真空和吹风，此外图中还示出：下基片支架9被设计成活塞，它与一个上密封唇14和一个下密封唇15浮动地，但是密封地，可移动地安装在底座2中。在上密封唇14的区域中还可增设引导装置25。此外活塞9离开底座的内侧壁一定距离。这样浮动的活塞9可最佳地适配于固定的罩盖。从而在闭合的和用密封圈18密封的真空室情况下，构成一个双室系统，其中活塞9的上方构成具有粘结用真空的低压室20，活塞9的下方构成高压室19，它与一个图中未示出的压缩空气源21相连接。通过低压室20中的粘结用真空，下基片支架9被吸抬起并对着上基片支架10运动。在图1h至k所示工作步骤中，压缩空气被馈入高压室19，且下基片支架9借助于此压缩空气而向上运动。因为活塞9仅在上部区域中被引导，并且仅通过密封唇14和15与内壁连接，因而在压接过程中不出现机械应力。当下基片支架或活塞9片于止动位置时，通过高压室19可施加所需的压力给活塞9，以用加压步骤完成粘结过程。
图4示出处于打开状态下的真空室1的顶视图。同一个元件以同一个标号表示。
因为热熔型粘合剂是不含溶剂的，并且在高温下熔融和有粘性，基片支架9和/或10以及真空室的罩盖和/或底座可以被加热，以缩短粘结和冷却之间的开放时间。
在图5所示本发明粘结站的第二实施形式中，下室19不仅连接于压缩空气源21，而且也连接到一个真空泵24，并且能选择和交替地填充压缩空气或抽真空。为了进一步减少粘结之前在基片之间的空气，在基片之间的粘结室20中一个高真空度是必不可少的。高度的粘结真空降低了基片粘结面之间的空气渗入。这改善了粘结表面以及粘附性，从而导致已粘结盘片有更好的稳定性和平面度。为得到约50毫巴或者更低的高度的粘结真空，下室19首先也连接到一个真空泵24上，并同时抽真空。活塞9的两侧被调整到有相等的真空度。低压室20(即粘结真空室)和下室19具有相同的直径。这样产生一个力的平衡，并且活塞9首先保持在其原来位置上。如果活塞9两侧上具有所要的真空，则在下室19中真空度被降至环境压力，使得活塞9可由于压力差而向上运动。接着切换到连接于压缩空气源21，且如图3所示例那样压接基片，通过改变降低真空度的快慢，即速度，可以优化调整粘结速度，即活塞9向上行进的快慢。按照粘结速度，粘结过程可调整为较硬或较软，这对于较脆或敏感的层面，如DVD18，DVD-R和DVD-RW是特别有意义的。其余结构和工作方式与图3所示实施例相同。同一个标号表示同一个元件。
为了使两个基片可从内向外粘结，上基片5首先借助上中心销8被轻微弯曲，为此该销被设计成具有一个凸缘。接着加在内部真空管道12上的真空首先被关闭。跟着，加在外部真空管道13上的真空被关闭。必要时在基片的中心区中可增加真空管道26，它们最好可与内部的真空接头连接。柔软的基片支架，例如PAI材料，容易实现从内向外的粘结。在关闭内部的真空之后需要时可切换为吹风方式工作。
为改善基片A和B的定位和找平，也可设计为，罩盖4在其与底座2闭合后被机械锁闭。
标号说明
1真空室，2真空室的底座，3A-基片，4真空室的罩盖，5B-基片，6旋转轴，7A-中心销，8B-中心销，9A-基片的基片支架(活塞)，10B-基片的基片支架，11用于固持真空和吹风的主管道，12用于固持真空和吹风的第一管道，13用于固持真空和吹风的第二管道，14上密封唇，15下密封唇，16上O形环，17下O形环，18密封圈，19下室高压室和必要时附加低压室，20低压室，21，压缩空气源，22用于固持真空的真空泵，23用于固持真空的真空泵，24用于下室19的真空泵，25引导装置，26中心的真空管道，27外部的上真空接头，28内部的上真空接头，29外部的下真空接头，30内部的下真空接头。

Claims (34)

1.真空压接圆片形基片的装置，它具有一个真空室，用于A-基片的第一基片支架和用于B-基片的第二基片支架，它们位于真空室中，并且具有用于在至少一个基片支架上产生压力的装置，其特征在于，设置一个可在真空室中移动并在其四周配置有密封装置的中间件，它划分真空室为连接真空泵的第一室和连接压缩空气源的第二室，中间件在第一室侧面上被设计为第一基片支架，而第一室的与第一基片支架相对的一侧设置第二基片支架。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆片形基片是DVD-基片。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，中间件被设计为活塞，并且围绕活塞设置两个或多个相互间隔的密封环作为密封装置，这些环置于相应的环槽中。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，中间件由多个部分构成，其中至少两部分装配有密封装置，在各部分之间存在杆，并且限定第一室的部分被设计为基片支架。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，中间件在其周围设置有用于在真空室中移动的滑动轴承和/或滚轴支座。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，一个或多个密封唇被设置作为密封装置。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，配置给第一室的罩盖用一个铰链可翻开或闭合地固定在真空室的其余部分上。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在罩盖中存在一个轴向可移动的中心销，其上中心定位地放置B-基片，并且此中心销可穿过B-基片插入置于第一基片支架上的A-基片的中心孔中。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，一个或两个基片支架被设计为真空盘。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在基片支架中设置用于吸附基片的真空管道。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，上基片支架和下基片支架的真空管道可相互独立地被操纵。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，在中心孔区域中存在真空管道，它们具有比基片支架边缘区域中的真空管道更大的横截面。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，在基片支架上围绕基片四周设置O形环。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，当真空被关闭时，可通过真空管道吹入压缩空气。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，真空的关闭和空气的吹入如此实现，使得基片从中心向外结合在一起。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，用于真空吸附基片的内部和外部的真空管道可相互独立地被操纵。
17.真空压接圆片形基片的装置，它具有一个真空室，用于A-基片的第一基片支架和用于B-基片的第二基片支架，它们位于真空室中，并且具有用于在至少一个基片支架上产生压力的装置，其特征在于，设置一个可在真空室中移动并在其四周配置有密封装置的中间件，它划分真空室为连接真空泵的第一室和第二室，第二室可交替连接于一个真空泵和一个压缩空气源；中间件在第一室侧面上被设计为第一基片支架，第一室的面对第一基片支架的侧面上设置第二基片支架。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述圆片形基片是DVD-基片。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，在真空室的底座中设置有两个分立的接头，其中一个接头连接一个压缩空气源，另一个接头连接一个真空泵。
20.如权利要求17所述的装置，其特征在于，在真空室的底座中存在一个接头，从它接出一根连接导管，它通过一个切换阀门可交替连接到一个压缩空气源和一个真空泵。
21.如权利要求17至20中任一项所述的装置，其特征在于，中间件被设计为活塞，并且围绕活塞设置两个或多个相互有一定间距的密封环作为密封装置，这些环置于相应的环槽中。
22.如权利要求17至20中任一项所述的装置，其特征在于，中间件由多个部分构成，其中至少两部装配有密封装置，在各部分之间存在杆，并且限定第一室的部分被设计为基片支架。
23.如权利要求17所述的装置，其特征在于，中间件在其周围设置有用于在真空室中移动的滑动轴承和/或滚轴支座。
24.如权利要求17所述的装置，其特征在于，一个或多个密封唇被设置作为密封装置。
25.如权利要求17所述的装置，其特征在于，配置给低压室的罩盖用一个铰链可翻开或闭合地固定在真空室的其余部分上。
26.如权利要求17所述的装置，其特征在于，在罩盖中存在一个轴向可移动的中心销，其上中心定位地放置B-基片，并且此中心销可穿过B-基片插入置于第一基片支架上的A-基片的中心孔中。
27.如权利要求17所述的装置，其特征在于，一个或两个基片支架被设计为真空盘。
28.如权利要求17所述的装置，其特征在于，在基片支架中设置用于吸附基片的真空管道。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，上基片支架和下基片支架的真空管道可相互独立地被操纵。
30.如权利要求28所述的装置，其特征在于，在中心孔区域中存在真空管道，它们具有比基片支架边缘区域中的真空管道更大的横截面。
31.如权利要求28所述的装置，其特征在于，在基片支架上围绕基片四周设置O形环。
32.如权利要求28所述的装置，其特征在于，当真空被关闭时可通过真空管道吹入压缩空气。
33.如权利要求28所述的装置，其特征在于，用于真空吸附基片的内部和外部的真空管道可相互独立地被操纵。
34.如权利要求32所述的装置，其特征在于，真空的关闭和空气的吹入如此实现，使得基片从中心向外结合在一起。
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