HK1063165B - 用於接合基片的方法及装置 - Google Patents

Description

用于接合基片的方法及装置

技术领域

本发明涉及用于接合至少两个基片、尤其用于构成一种光学数据载体的方法及装置，在该方法或装置中基片彼此间隔地被放置在两个对面地布置及彼此可相对移动的板之间。

背景技术

这种装置例如已由出自本申请人的非提前公开的DE199 27 516.5公知。在该公知装置上至少在一个第一基片上设有一个双面粘接的粘接膜。接着使基片以粘接膜向上地放置在第一板上。在第一板上设有一个对中销，它导入基片的内孔并对中。接着将第二基片定位在第一基片的上面及通过对中销上适合的耳件平行且隔开地保持在第一基片的上面。接着在基片周围构成一个封闭的室，在该室中施加负压。当达到所需压力时，使位于室中的一个压力柱塞向下移动，以便使两个基片压在一起及彼此粘接。在压在一起后，处于基片之间的粘接膜以适当方式固化。

在该装置中具有一个问题，即支承板及压力柱塞必需精确地保持平面平行，以使两个基片均匀地接合，这就极大地增加了装置的复杂性及成本。

发明内容

以上述现有技术为出发点，本发明的任务在于：提出一种用于接合基片的方法及装置，在该方法或装置中能以简单、低成本方式均匀地接合基片。

根据本发明，该任务在用于接合至少两个基片、尤其用于构成一种光学数据载体、其中基片彼此间隔地被放置在两个对面布置及彼此可相对移动的板之间的方法中，这样来解决：至少一个板与弹性膜相连接，并通过在膜的两对立侧面上产生压力差而移动。通过将一个板设置在一个弹性膜上获得了板的浮动支承，这样就使得在基片接合时作到两个板彼此良好及均匀的配合。由此将保证基片均匀的压在一起。此外通过在膜的两对立侧面上产生较小压力差，可达到高的压紧力。

在本发明的一个优选实施形式中，在包围板的一个第一室中施加一个负压，该第一室的一个壁至少部分地由膜构成。通过在包围板的第一室中产生负压可一方面产生所需的压力差，及另一方面可在负压的条件下产生基片接合，这就可以显著减小在基片之间包含空气的危险。

最好在位于背离板的膜的一侧上的第二室中施加一个负压，以便使膜及设在该膜上的板首先与另一板保持隔开。在此情况下，在基片被接合前最好使第二室中的压力保持低于第一室中的压力，由此避免这些板不可控制及过早地相对运动。在本发明的一个优选实施形式中，为了接合基片，使第二室中压力达到周围环境的压力，而第一室中的压力保持在一个负压上。第二室中的压力可控地达到环境压力，由此可控制两个板的相对运动。这可靠地提供了基片均匀的接合。

在基片接合后最好对第一室施加压力，以便使这些板彼此分开。此外第一室中的压力将引起位于基片之间的粘接剂的硬化。

根据本发明的一个特别有利的实施形式，在基片接合前各基片通过插入基片内孔的一个对中销保持彼此隔开，由此，一方面使基片彼此对中，另一方面可避免不希望的及不可控的基片接合。

本发明的任务还在一种用于接合至少两个基片、尤其用于构成一种光学数据载体的、具有两个对面布置及彼此可相对移动用于接合基片的板的装置上这样来解决：其中至少一个板与弹性膜相连接，及设有一个在膜的两对立侧面上产生压力差的装置。通过使一个板与一个弹性膜相连接可获得上面已述的优点，即板被浮动地支承及由此可作到对另一板良好的配合。此外通过在膜的两对立侧面上产生较小的压力差，可达到高的压紧力，因为该压力差作用在由板及膜组成的较大的面上。

最好在膜的第一侧上构成基本闭合的第一室，以便可在膜的两对立侧面上产生一个压力差。在本发明的一个优选实施形式中，最好在膜的第二侧上设有基本闭合的第二室，以保证对压力差的良好可控性。

最好设有至少一个负压源，它与第一和/或第二室可连接。该负压源可以产生所需的压力差，及可实现在负压环境中基片的接合，由此可避免在基片之间包含空气。

在本发明的一个优选实施形式中还设有至少一个压力源，它与第一和/或第二室可连接，以便产生所需的压力差，或以便使基片在接合后保持在一个压力环境中及使位于基片之间的粘接剂固化。

最好所有板被共同设置在一个室中。为了限制膜及板在离开另一板的方向上的运动，最好在背离板的膜的一侧上设有对向支座。通过该运动限制可显著延长膜的寿命，因为实际上它仅在一个方向上进行偏移。

为了膜的适当及均匀加载以及各板相互的良好适配，最好这些板基本水平地布置。在此情况下，装在膜上的板最好被布置在另一板的上面。该布置可实现：设在膜上的一个板与譬如设在一个圆形工作台上的多个板配合工作。由此可在降低成本的同时提高装置的产出量。此外，通过使用同一膜可以制造出先后连续的均匀的加工结果。在本发明的一个优选实施形式中，膜由弹性件、最好是弹簧向上相对一个对向支座预压。

最好在一个板上设有一个对中销，该对中销可导入基片的内孔中，以便在基片接合时彼此被对中。为了保证可控地接合基片，最好在基片接合前由对中销使各基片保持彼此隔开及基本彼此平行。

根据本发明的方法及装置特别适用于光学记录介质，如CD、DVD等，其中将两个基片彼此粘接地构成一个数据载体。当然也可以使多个基片以上述方式方法相接合。根据本发明的方法及装置最好可与这种一种装置组合使用，在这种装置上，在基片接合前将双面粘接的粘接膜施加到基片上，如由出自本申请人的非提前公开的DE199 27 516.5所公知的，它是与本发明的主题相关地作出的，这里不再重复。

附图说明

以下将借助优选实施例并参考附图来详细描述本发明。附图为：

图1：在基片接合前的第一位置中基片接合装置的概要截面图；

图2：在基片接合期间的第二位置中基片接合装置的概要截面图；

图3：在根据图1的装置中使用的对中销的概要视图；

图4：基片接合装置的一个变型实施例概要截面图。

具体实施方式

图1表示一个用于将两个各具有一个内孔的基片3，4接合起来的装置1，这些基片例如构成一个CD或VCD或其它的数据载体。图1表示该装置在基片3，4接合前的位置中。为了保证在基片3，4接合时将它们粘接在一起，在基片4上施加一个双面粘接的粘接膜形式的粘接剂5，如在图1中可看到的。该双面粘接的粘接膜，及施加该粘接膜的相应装置例如已由出自于本申请人的非提前公开的DE199 27 516.5公知，在这一方面它是对于本发明的主题作出的，这里不再重复。

装置1具有一个壳体7，该壳体7由两个可彼此相对移动的半壳9，10构成，各个半壳具有基本上U形横截面。在移动到一起的状态下两个半壳9，10在它们之间构成一个室12。该室12在两个半壳9，10之间的界面14上对外围形成密封。

在图1所示的代表下半壳的半壳10中设有一个由塑料作的弹性膜16，该膜被完全张紧地设在半壳10的内部区域中及由此将构成于两个半壳9，10之间的室12分成一个上半室18及一个下半室19。当然该膜16也可由其它合适的材料、如金属构成。

下半室19通过一个负压源22、如真空泵及一个相应导管23对半壳10中施加负压，如下面还要详细说明的。以类似方式，上半室18通过一个负压源26及一个相应导管27对上半壳9中施加负压。此外上半室18通过一个压力源、如泵30及一个相应导管31对上半壳9中施加压力。这些负压源及压力源的功能在下面还要详细说明。

在膜16上向着上半室18以适当方式设置了一个板34，以使得板34与弹性膜16可一起移动。例如，板34可被粘在膜16上，或板34及一个未示出的夹环可在它们之间夹持膜16。

在板34上设有一个对中销36，对于它将在下面参照图3再详细描述。

在上半壳9中设有一个与板34对面放置的上板38。该上板38具有一个中心孔40，当下板34向上板38移动时对中销36可移动到该中心孔中，如图2中所示。

板34及38具有与基片匹配的几何结构。图1中板38被表示为设置在半壳9上的单独部件。当然该板也可与半壳9构成整体，或半壳9的内壁可用作板或用作下板34的对立面，由此可免除一个附加的板、如板38。

在下半室19中设有两个对向支座42，它们实际上设置在板34的下面。对向支座限制了膜16及上面的板34在向下方向上的移动，由此使膜16实质上仅可向上偏移，这样就延长了它的使用寿命。当然，也可不用两个对向支座，而仅设置一个、最好布置在中间的对向支座42。也可以这样地设置对向支座，即它们与未被板34覆盖的膜16的区域重叠，以便接收在该区域中作用在膜16上的力。

参照图3将详细地描述对中销36的结构。对中销的结构已很详细地描述在出自本申请人的非提前公开的DE199 27 516.5中，在这方面它是对于本发明的主题作出的，这里不再重复。对中销36具有一个向上张开的空腔45，其侧面以环绕的侧壁为界及向下以销36的底部48为界。壁47的外圆周适配于基片3，4的内孔的形状，尤其在下区域中销具有精确研磨的外圆周，以便保证对两个基片3，4很好地对中及导向。壁47在其上端倾斜，由此确定了向上变细的斜坡49。斜坡49可实现当基片被接收在销36上时对基片对中及导向。

在销36的侧壁47上设有多个可动的耳件50，在图3中仅表示出其中的两个。在目前的优选实施例中设有四个耳件50。耳件50以适当方式可摆动地设在销36的壁47上，以便作到耳件可在图1及2所示的位置之间运动。

耳件50通过压簧52被径向离开销36向外地预偏压在图3中所示的位置上，并可克服该弹簧预压力摆动到图2所示的位置上。在销36的空腔45中设有一个锥体53，该锥体向上变细及可在空腔45中移动。该锥体53通过一个弹簧55向上被预压在图3所示的位置上。

压簧52用一个端部支承在锥体53上，及用其另一端部支承在耳件50上，向外压它。弹簧52可沿锥体63的锥面滑动，这时锥体将克服弹簧55的预压力向下压，由此改变朝外的预压力。

耳件50具有直的外表面，基片可在其上滑下，及可以精确地导向基片。当第一基片4与位于其上的粘接层5向图3中所示的位置移动时，第二基片3可被置于耳件50上。通过耳件50径向上向外地被预压，基片3被保持在图示的相对第一基片4隔开的位置上。在此情况下，通过耳件50的直外表面，基片3可平行于基片4地被保持。当基片3被压向基片4的方向或基片4被压向基片3时，耳件50将克服弹簧52的预压力向内压，由此可使基片3向基片4的方向移动。在该移动时，基片3相对基片4被精确地对中地引导及保持与它平行。

在图示的对中销上通过耳件在基片接合前使基片彼此保持隔开。该隔开地保持也可通过径向向外预压的滚珠、弹簧环、销或类似装置来实现，它们可以使基片在接合前被隔开并基本彼此平行地被保持。

以下将借助图1及2来详细说明根据本发明的装置1的工作。为了装置1的装载，半壳9及10将彼此移开，以便借助操作装置将基片4及3放置到板34上或对中销36上。在此情况下，基片4与设在其上的及向上的粘接层5一起被放置到板34上。接着使基片3这样地放置到对中销36的耳件50上，即基片3，4被隔开及彼此保持平行。

现在将使半壳9，10向图1所示位置移动，由此使上室18相对外围环境密封。在此情况下，上板38与基片3向上的一侧相接触，但这时基片3，4仍通过对中销36彼此保持隔开。接着将通过真空泵22及导管23在下室19中产生一个负压。同时地或接着地，通过真空泵26及导管27也在上室18中产生一个负压。在此情况下将保证：下室19中的压力低于上室18中的压力，以使得膜被可靠地拉向对向支座42。一旦上室18中到达一个所需的、可防止空气包含在基片之间的压力，下室19中的压力将可控制地升高到环境压力。通过在两个室18，19之间这样形成的压力差及上室18中的负压力将使膜16及设在其上的板34可控制地向上朝着上板移动到图2中所示的位置。在该位置上基片3，4被均匀地压在一起。通过板34被浮动地支承获得了板34对上板38的良好适配，由此将在基片上施加均匀的压紧力。

接着将上室中的负压也升高到环境压力，由此使膜16与板36再向下移动。两个接合起来的基片与板34一起移动及离开板38。膜16支承到对向支座42上，这避免了膜向下挠曲。

现在通过泵30及导管31使上室18中的压力到达一个过压力，以便使处于基片3，4之间的粘接剂5的粘接或固化过程加速。变换地该粘接剂也可通过其它方法、如紫外线(UV)照射或类似方式在装置1中被固化。当然粘接剂也可在一个单独的固化站上被固化。

为了卸载这样接合的基片3，4，将上及下半室9，10彼此移离，以便打开使一个适合的操作装置进入以取出基片。

图4表示本发明的一个变换的实施形式。图4表示使两个具有内孔的基片103，104接合的装置100，如第一实施例中那样，例如构成一个CD或DVD或其它数据载体。为了在基片103，104接合时保证它们的粘接，在基片104上施加了双面粘接的粘接膜形式的粘接剂105。

装置100具有一个壳体107，它由两个可相对移动的半壳109，110构成，如第一实施例中那样，每个半壳具有基本U形的横截面。在移动到一起的状态下两个半壳109，110在其中间构成一个室112，该室在两个半壳109，110之间的界面114上对外围形成密封。

在上半壳109中设有一个弹性膜116，该膜被完全张紧地设在半壳109的内部区域中及由此将构成在两个半壳109，110之间的室112分成一个上半室118及一个下半室119。

上半室118通过一个负压源122、如真空泵及一个相应导管123对上半壳109中施加负压。以类似方式，下半室119通过一个负压源126及一个相应导管127可对下半壳109中施加负压。此外上半室118通过一个压力源、如泵130及一个相应导管131可对上半壳109中施加压力。

在膜116上向着下半室119以适当方式设置了一个板134，以使得板134与弹性膜116可一起移动。

在下半壳110中设有一个放置在板134对面的下板138，在该下板上装与有对中销136。该对中销136具有与根据第一实施例的对中销36相同的结构。设在膜116上的上板134具有一个中心孔140，当上板134向下板138移动时对中销136可移动到该中心孔中。

在上室118中设有对向支座142，以限制膜116及设在该膜上的板134向上、即向室118中移动。

通过一个延伸在上半壳109及膜116之间的弹簧144使膜116相对对向支座142被预加压。弹簧144的力是这样设计的，即当室118及119中压力相等时，膜易于拉向对向支座142，以便使膜116及设在该膜上的板134保持在图4中所示的位置上。当然也可设置其它的预压装置，使两个板被预偏压成彼此分开。

根据图4的装置100的工作基本上与第一实施例的情况相同，但其中在根据图4的实施例的情况下，首先在上室118产生一个负压及接着在下室119中产生一个负压，以避免基片103，104不可控制地接合。

在图1与图4所示实施例之间的主要区别在于：在根据图4的实施例中设在膜上的板设置在刚性地装在壳体上的板的上方。此外，真空泵122，126及压力泵130与相应的导管123，127，131相连接，它们全部都设在上半壳109中。因此在下半壳110中不设有任何与泵或真空泵形成连接的导管。

因此下壳体110能以简单及成本合理的方式构成一个圆形工作台，它设有多个这样的下半壳110。由此上半壳109可用于多个下半壳110，这样可提高装置的生产量，因为基片的装载及卸载可在上半壳109区域之外进行。

尽管在图中未示出，但板134，138可具有向着基片103，104的适当表面结构、例如槽，通过该表面结构可使譬如空气压力作用在基片上，以使它们压在一起。这种通过直接地施加压缩空气使基片压在一起的结构也已描述在上述的DE199 27 516.5中，在这方面它是对于本发明的主题作出的，这里不再重复。

对于本发明已参照本发明的优选实施例作出了描述，但并不应被限制在具体描述的实施例上。例如壳体形状可不同于所述的壳体形状。尤其在根据图4的实施例中，也可使下半壳110作成扁平的，而上半壳的U形边被加长。该板则可与上半壳109形成密封，以构成上及下室。此外一个实施例的特征也可用于另一实施例中，只有这些特征适宜。亦可以仅设置一个室，以在膜的各对面侧上产生压力差。这样只要一个板及接收基片的室被施加负压就够了。为了避免在室中达到预定压力前出现不可控制的基片接合，膜例如可通过一个弹簧、电磁铁或其它保持装置保持在其位置上，在该位置上各板彼此隔开。

Claims (24)

1.用于接合至少两个基片以构成一种光学数据载体的方法，包括下述步骤：将所述基片彼此间隔地被放置在两个对面布置及彼此可相对移动的板之间，其中，所述的一个板与一个弹性膜相连接并可与所述弹性膜一起自由移动，并通过在所述膜的两对立侧面上产生压力差而至少使与该弹性膜相连接的所述板朝另一个板移动，从而将所述两个基片接合在一起。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在包围一个板的第一室中施加一个负压，该第一室的一个壁至少部分地由膜构成。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于：在第二室中施加一个负压，该第二室位于背离板的膜的一侧上。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于：在基片被接合前使第二室中的压力保持低于第一室中的压力。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于：为了接合基片使第二室中压力达到周围环境的压力，而第一室中的压力保持在一个负压上。

6.根据权利要求2至5中一项的方法，其特征在于：在基片接合后对第一室施加压力。

7.根据权利要求1至5中一项的方法，其特征在于：在基片接合前各基片通过插入基片的一个内孔的对中销保持彼此隔开。

8.用于接合至少两个基片以构成一种光学数据载体的装置，包括两个对面布置及彼此可相对移动用于压紧所述基片的板、至少一个弹性膜，用于固定所述的一个板，该板只与所述弹性膜相连并与其一起移动；还包括一个用于在所述弹性膜的两对立侧面上产生压力差并使连接在该弹性膜上的所述板移动的装置。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于：在膜的第一侧上构成闭合的第一室。

10.根据权利要求9的装置，其特征在于：在膜的第二侧上设有闭合的第二室。

11.根据权利要求9或10的装置，其特征在于：设有一个负压源，它与第一和/或第二室可连接。

12.根据权利要求9或10的装置，其特征在于：设有至少一个压力源，它与第一和/或第二室可连接。

13.根据权利要求9或10的装置，其特征在于：所有板被共同设置在一个室中。

14.根据权利要求13的装置，其特征在于：在背离板的膜的一侧上设有对向支座，用于在一个方向上限制膜及板的移动。

15.根据权利要求8-10中一项的装置，其特征在于：这些板水平地布置。

16.根据权利要求8-10中一项的装置，其特征在于：装在膜上的板被布置在另一板的上方。

17.根据权利要求8-10中一项的装置，其特征在于：在一个板上设有一个对中销，该对中销可导入基片的内孔中。

18.根据权利要求17的装置，其特征在于：在基片接合前各基片保持彼此隔开及彼此平行。

19.根据权利要求8-10中一项的装置，其特征在于：这些板通过一个预偏压装置预偏压成彼此分开。

20.根据权利要求19的装置，其特征在于：预偏压装置至少具有一个弹簧。

21.根据权利要求8的装置，其特征在于：所述连接在该弹性膜上的板具有一平的压力面。

22.根据权利要求8的装置，其特征在于：所述连接在该弹性膜上的板是一刚性板。

23.根据权利要求9的装置，其特征在于：所述弹性膜完全延伸过所述室并构成该室的壁部。

24.根据权利要求8的装置，其特征在于：所述至少一个板与该弹性膜在背离所述基片的一面相连接。