EP1001874A1

EP1001874A1 - Verfahren und vorrichtung zum verkleben von zwei dvd (digital versatile disc)-halbseiten

Info

Publication number: EP1001874A1
Application number: EP98943858A
Authority: EP
Inventors: Martin Eichlseder
Original assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-05-24
Also published as: US6425968B1; WO1999007542A1; DE19835660A1; US20010030012A1; US6634405B2; CA2299255A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verkleben von zwei DVD-Halbseiten (23, 24) beschrieben, wobei die Halbseiten derart auf Abstand gehalten werden, daß zwischen ihnen ein Spalt gebildet wird, wobei der Kleber (36) in den Spalt eingebracht wird und wobei er über die beiden Halbseiten verteilt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kleber über die zentrische Ausnehmung der DVD eingebracht wird. Hierzu dienen beispielsweise Dosiernadeln (63), die L-förmig ausgebildet und in einem in die zentrische Ausnehmung eintauchenden Zentrierbolzen (51) schwenkbar geführt sind, oder in einem Führungsrohr verschiebbar geführte flexible Kunststoffnadeln. Durch die Zuführung des Klebers über die zentrische Ausnehmung kann dieser ohne Störungen von der Dosiernadel nach außen abströmen, wenn sich die DVD-Halbseiten (23, 24) drehen. Es entsteht keein Kleberstau vor der Dosiernadel. Der Klebeprozeß kann ohne Unterbrechung vom Kleberauftrag bis zum Abschluß des Abschleuderns durchgeführt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verkleben von zwei DVD (Digital Versati le Disc)- Halbseiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben von im wesentlichen rotationssymmetrischen Platten, insbesondere auf Polycarbonatbasis, die über eine zentrale Ausnehmung verfügen sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist das Verkleben von DVD-Halbseiten. Hierbei müssen zwei 0,6mm dicke Informationsträger-Halbseiten miteinander verklebt werden. Die Halbseiten werden derart auf Abstand gehalten, daß zwischen ihnen ein Spalt gebildet wird, wobei der Kleber in den Spalt eingebracht wird und wobei durch geeignete Drehung der beiden Halbseiten der Kleber derart über die beiden Halbseiten verteilt wird, daß diese vollständig mit Kleber belegt sind. Die verschiedenen Varianten der DVD mit einem Druch esser von 120mm (auch ein Durchmesser von 80mm ist möglich), wie z.B. DVD 5, 10, 9 und DVD 18 in den möglichen Arten wie DVD-Audio, DVD-Video, DVD-Rom, DVD-R und DVD-Ram beinhalten beim Verkleben eine Reihe von Schwierigkeiten. Hervorzuheben sind insbesondere radiale und tangentiale Unebenheiten (radial tilt und tangential tilt) sowie insgesamt eine unsaubere Verklebung, insbesondere eine nichtuniforme Kleberschicht oder Blasen in der Kleberschicht. Besonders kritisch sind Blasen in der Kleberschicht, da diese den Ausfall der DVD zur Folge haben, insbesondere bei der DVD 9, da bei dieser zwei Informationsebenen vorhanden sind und die zweite Informationebene durch die Kleberschicht hindurch ausgelesen wird.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von DVD^'s bekannt. Beim sogenannten "Hotmelt-Bon- ding" wird der Kleber im heißen und zähflüssigem Zustand über eine Rolle auf jeder DVD-Halbseite aufgetragen. Anschließend werden die beiden Halbseiten zusammengefügt und verpreßt. Bei diesem Verfahren ist die Gefahr der Blasenbildung und insgesamt einer unreinen Kleberschicht besonders groß, so daß dieses Verfahren für die Herstellung einer DVD 9 nicht geeignet ist. Beim "UV-Screenprint-Bonding" werden die beiden DVD-Halbseiten (wie beim Hotmelt-Bonding) mit Kleber versehen und anschließend zusammengefügt und gepreßt. Im Gegensatz zum "Hotmelt-Bonding" wird der Kleber in diesem Fall im Siebdruckverfahren aufgebracht. Bei diesem Verfahren ergeben sich im wesentlichen dieselben Probleme wie beim "Hotmelt-Bonding", nämlich eine unreine Kleberschicht und Blasenbildungen. Außerdem kann es zu Problemen mit der Ebenheit der Platte kommen (radial tilt, tangtial tilt). Dieses Verfahren ist in einer Veröffentlichung der Fa. ODME beschrieben.

Ein weiteres Verfahren ist das "UV-Kapillar-Bonding", wie es in einem Produktprospekt der Fa. Toolex Alpha beschrieben ist. Bei diesem Verfahren werden die beiden DVD-Halbseiten mit Vakuumtellern auf Abstand gehalten und gleichzeitig verbogen (Fig. 4-5 in dem Prospekt). Der Leim wird über eine Dispensernadel zugeführt, die bis in etwa zum halben Radius der DVD in den Spalt zwischen den beiden DVD-Halbseiten eingeführt wird. Nährend einer Umdrehung wird im mittleren radialen Abstand Kleber zugeführt. Anschließend wird die Dispensernadel aus dem Spalt herausgeführt und das Vakuum wird aufgehoben. Die "verbogenen" DVD-Halbseiten kehren nun in ihre parallele Lage zurück und der Kleber wird durch Kapillarkräfte nach innen und nach außen verteilt. Nachteilig an diesem Verfahren ist zum einen, daß durch das Verbiegen die Gefahr der Rissbildung der aufgesputterten Metallschichten (mit denen das Laserlicht reflektiert wird) besteht. Außerdem birgt das tiefe Einführen der Dispensernadel in den Spalt die Gefahr von Beschädigungen der Oberflächen der DVD-Halbseiten. Schließlich ist zu beachten, daß durch die rotierende DVD beim Kleberauftrag die Fliehkräfte des aufgetragenen Klebers gegen die Dispensernadel drücken und sozusagen einen "Kleberstau" vor der Dispensernadel bewirken.

Der am nächstkommende Stand der Technik ist das "UV-Spincoat Bonding", wie es in einer Produktbeschreibung der Fa. Panasonic beschrieben ist. Bei diesem Verfahren werden die DVD-Halbseiten parallel zueinander und voneinander beabstandet gehalten. Zum Auftrag eines Kleberstrangs wird eine Dispensernadel von außen in den Spalt und nahe an das Zentrum der DVD eingeführt. Während einer Rotation wird ein Kleberstrang zentrumsnah aufgetragen. Anschließend wird die Dispensernadel aus dem Spalt herausgeführt und der Kleber durch Rotation abgeschleudert, wodurch er sich über die beiden Halbseiten verteilt. Bei diesem Verfahren kann man zwar davon ausgehen, daß der Kleberstrang beide Halbseiten berührt, sodaß beim Abschleudern eine relativ blasenfreie Kleberschicht erzeugt wird. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß die Dispensernadel bis nahe an das Zentrum eingeführt werden muß. Daher besteht auch bei diesem Verfahren die Gefahr, daß die DVD-Halbseiten beschädigt werden. Um dies zu vermeiden, ist eine präzise Halterung der DVD-Halbseiten und eine präzise Führung der Dispensernadel erforderlich, was einen entsprechenden apparativen Aufwand erfordert. Außerdem wirkt beim Auftrag des Kleberstrangs die Fliehkraft des Klebers gegen den aus Dispensernadeln austretenden Kleber, wodurch der Fließvorgang des Klebers gestört wird. Daruberhinaus ist es erforderlich, daß vor der Verteilung des Klebers durch Abschleudern die Dispensernadel aus dem Spalt herausgeführt werden muß, was mit einem zusätzlichen Arbeitsschritt verbunden ist. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem zwei DVD-Halbseiten sicher und blasenfrei verklebt werden können und das auch für sonstige rotationssymmetrische Platten, insbesondere auf Polycarbonatba- sis, die über eine zentrale Ausnehmung verfügen, geeignet ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen anzugeben, mit denen das Verfahren ausgeführt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale von Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen 3 bis 16. Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Zuführung des Klebers über die zentrale Ausnehmung der Kleber von dem Zuführelement, beispielsweise einer Dosiernadel, ohne Störungen nach außen abströmen kann. Dadurch ergibt sich beispielsweise kein Kleberstau vor der Dosiernadel und weitere Verfahrensschritte können früher eingeleitet werden. Insgesamt kann der Klebeprozeß ohne Unterbrechung vom Kleberauftrag bis zum Abschluß des Abschleuderns durchgeführt werden. Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 5 hat den Vorteil, daß die Dosiernadel nur wenig in den Spalt zwischen die beiden DVD-Halbseiten eindringen muß, sodaß die Gefahr von Beschädigungen der Oberfläche weitgehend ausgeschlossen werden kann. Durch Einstellung eines geeigneten Keilwinkels (Ansprüche 11 und 12) wird erreicht, daß nach dem Kleberauftrag durch eine leichte Erhöhung der Drehzahl (in Abhängigkeit vom Staudruck des Spaltes ) der Kleber in diesem Keil gleichmäßig und symmetrisch verteilt wird. Vor dem eigentlichen Abschleudern liegt dann in jedem Punkt der Halbseite eine gleiche Ausgangssituation vor, sodaß die Fließfrontgeschwindigkeit in allen Richtungen gleich ist und es nicht zum Einschluß von Blasen durch voreilenden Kleber kommen kann. Durch geeignete Ausgestaltung der Austritts- Öffnung der Dispensernadel kann bereits beim Kleberauftrag ein gleichzeitiges Benetzen der DVD-Halbseiten sichergestellt werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bondingstation;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1;

Fig. 3-7 Verfahrensschritte beim erfindungsgemäßen Bonden der DVD-Halbseiten;

Fig. 8 Variante des oberen Zentrierbolzens;

Fig. 9 Schnitt in Höhe AA' durch den Zentrierbolzen in Fig. 8;

Fig. 10 Schnitt in Höhe BB' durch den Zentrierbolzen in Fig. 8;

Fig. 11 zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bondingstation;

Fig. 12 Ausschnitt aus Fig. 11 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 13 Central-Bonding mit symmetrischem, keilförmigen Spalt;

Fig. 14 Central-Bonding mit unsymmetrischem, keilförmigen Spalt;

Fig. 15 a-c verschiedene Austrittsöffnungen der Dosiernadel im Querschnitt; Fig. 16 a,b Austrittsöffnung mit unterschiedlicher Länge oben und unten, a = Seitenansicht; b = Aufsicht.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bondingstation. Eine Grundplatte 33 trägt eine Spindel 21 mit einem Spindelantrieb 22 und einem Spindelgehäuse 20, an dem ein Haltebügel 19 orthogonal zur Spindelachse befestigt ist. Am äußeren Randbereich dieses Haltebügels 19 ist ein im wesentlichen zylindrisches Lagergehäuse 9 angebracht, in dessen unterem Randbereich ein Kugellager 11 eingelassen ist, das seinerseits einen hohlzylindrischen Lagerblock 10 trägt, an dessen Unterseite der obere Vakuumteller 17 befestigt ist, so daß dieser gegenüber dem Lagergehäuse 9 und dem Haltebügel 19 drehbar gelagert ist. An der Unterseite des Vakuumtellers 17 befinden sich eine innere, umlaufende Vakuumnut 52 und eine äußere, umlaufende Vakuumnut 53, die mit einem Vakuumkanal 55 verbunden sind. Dieser verläuft innerhalb des oberen Vakuumtellers 17 in radialer Richtung und weiter durch den hohlzylindrischen Lagerblock 10 nach innen in Richtung der Zylinderachse bis zu einer Austrittsstelle 56. Da der Vakuumkanal 55 durch eine am Rand des Vakuumtellers beginnende Bohrung hergestellt wird, befindet sich an dieser Stelle ein Verschlußpfropfen 18. Am äußeren Rand des oberen Vakuumtellers 17, außerhalb des von der oberen DVD-Halbseite 23 beanspruchten Bereichs, ist ein Mitnehmerbolzen 14 vorgesehen, der über eine Feder 15 in einem Federkäfig 16 federnd gelagert ist und mit dem beim Zusammenfahren von oberem und unterem Vakuumteller 17, 25 ein Reibschluß zwischen den beiden Vakuumtellern hergestellt werden kann. Vorzugsweise ist der untere Vakuumteller 25 an seinem äußerstem Rand nach Art eines Zahnrades mit U-förmigen Ausnehmungen versehen, die als Mitnehmernuten dienen und in die der Mitnehmerbolzen 14 beim Zusammenfahren der Vakuumteller 17, 25 einrasten kann. Ein oberer Zentrierbolzen 5 erstreckt sich von oben durch den Haltebügel 19, das Lagergehäuse 9, den hohlzylindrischen Lagerblock 10 und die zentrische Ausnehmung 60 im oberen Vakuumteller hindurch bis in den Raum zwischen die beiden DVD-Halbseiten 23 und 24. Dieser Zentrierbolzen 5 ist mittels einer Klemmmutter 6 an dem Lagergehäuse 9 und damit an dem Haltebügel befestigt. Innerhalb des oberen Zentrierbolzens 5 verläuft ein Vakuumkanal 50, der in Höhe der Austrittsstelle 56 des Lagerblocks 10 radial nach außen geführt ist und in einer, mit dieser Austrittsstelle 56 korrespondierenden, umlaufenden Ringnut 57 endet, wobei für einen vakuumdichten Abschluß zwischen dem Zentrierbolzen 5 und dem Lagerblock 10 Dichtungselemente 65 und 66 oberhalb und unterhalb der Ringnut 57 vorgesehen sind. Außerdem verfügt der Zentrierbolzen 5 über einen Kleberabsaugkanal 51, der am unteren tellerartig ausgebildeten Ende des Zentrierbolzens 5 beginnend (siehe Fig. 2) bis in dessen oberen Bereich verläuft und dort an eine Absaugeinrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Parallel zu seiner Achse verläuft in der Oberfläche des Zentrierbolzens 5 eine Ausnehmung 61, in der eine L-förmige Dosiernadel 7 liegt, vorzugsweise eine Stahlnadel, wobei der Fuß des L, d.h. das parallel zu den DVD-Halbseiten liegende Endstück 63 der Dosiernadel 7, in einer U-förmigen Ausnehmung 62 am unteren Ende des Zentrierbolzens 5 liegt (vgl. hierzu Detailansicht in Fig. 2). Unter dem Endstück 63 der Dosiernadel 7 befindet sich ein Kleberauffangteller 39, der laufend über den an ein Vakuum angeschlossenen Kleberabsaugkanal 51 abgesaugt wird, so daß die Bondingstation nicht mit Klebertropfen verunreinigt wird. Über eine Dosierleitung 8 wird die Dosiernadel 7 mit Kleber versorgt. Mittels einer Klemmschraube 1, einer Klemmmutter 2 und einem Schneidring 3 kann die Dosierleitung 8 mit der Dosiernadel 7 in der gewünschten Höhe fixiert werden. Mittels eines an dem Zentrierbolzen 5 angebrachten und druckluftbetätigbaren (54) Drehzylinders (Drehlader) 4 kann die Dosiernadel 7 um ihre Achse gedreht werden, so daß das abgeknickte Endstück 63 der Dosiernadel 7 im Raum zwischen den DVD-Halbseiten 23, 24 verschwenkbar ist. Nicht dargestellt ist eine an die Anschlußstelle 64 des Vakuumkanals 50 anzuschließende Vakuumpumpe. Da der Vakuumkanal 50 analog wie der Vakuumkanal 55 hergestellt wird, ist auch hier zum Abdichten des Bohrungsbeginns ein Verschlußpfropfen 18 erforderlich.

In einem Abstand unterhalb der oberen DVD-Halbseite 23 befindet sich ein unterer Vakuumteller 25 mit einer zentrischen Ausnehmung 35 sowie mit einer inneren Vakuumnut 52 und einer äußeren Vakuumnut 53, die über Vakuumkanäle (67, 50) an eine Vakuumpumpe angeschlossen sind. Der Vakuumteller 25 ist auf dem zylinderhut- för igen Gehäuse 26 des unteren Zentrierpins 27 befestigt, das seinerseits auf der Antriebswelle 31 des vorzugsweise an der Grundplatte 33 angebrachten Tellerantriebs 32 sitzt. Über einen Federring 30 und eine Feder 28 ist der untere Zentrierpin 27 federnd in dem Zentrierpingehäuse 26 gelagert und wird von einem Führungspin 29 in seiner axialen Richtung stabilisiert. Unterhalb des äußeren Randes des unteren Vakuumtellers 25 befindet sich eine Rinne 34 zum Auffangen von überschüssigem Kleber.

Zum Verkleben der DVD-Halbseiten 23 und 24 wird nun wie folgt vorgegangen. Zunächst werden die beiden DVD-Halbseiten 23 und 24 von einem Handlingssystem in die Bondingstation eingelegt, wobei die eine (obere) DVD-Halbseite 23 dem oberen Vakuumteller 17 und die andere (untere) DVD-Halbseite 24 dem unteren Vakuumteller 25 zugeführt wird. Die beiden DVD-Halbseiten 23, 24 werden von den Zentrierpins 5 und 27 über die zentrische Ausnehmung zentriert und über ein Vakuum in den Vakuumnuten 52 und 53 an den Vakuumtellern 17, 25 gehalten (Fig. 1). Alternativ oder zusätzlich kann die obere DVD-Halbseite 23 auch über den Außendurchmesser zentriert werden, wozu der obere Vakuumteller 17 eine Vertiefung zur Aufnahme der oberen DVD-Halbseite 23 aufweist, die im Durchmesser der DVD entspricht und eine Tiefe entsprechend der Dicke der DVD-Halbseite 23 aufweist. Anschließend wird das untere Zentrierpingehäuse 26 mit dem unteren Vakuumteller 25 von dem Tellerantrieb 32 über die Antriebswelle 31 in Rotation versetzt, wobei die Umdrehungszahl so eingestellt wird, wie sie für den Kleberauftrag erforderlich ist (ca. 6000°/min bis 36000°/min). Der obere Vakuumteller 17 mit der oberen DVD-Halbseite 23 wird nun aufgrund seiner Verbindung mit dem Haltebügel 19 von einer Spindel 21 mit dem dazugehörigen Spindelantrieb 22 nach unten auf die gewünschte Position gefahren (Fig. 3), in der die DVD-Halbseiten 23 und 24 den für einen optimalen Kleberauftrag erforderlichen Abstand voneinander aufweisen (ca. 1-2 mm). Bei dieser Abwärtsbewegung taucht der obere Zentrierpin 5 durch die untere DVD-Halbseite 24 hindurch und drückt dabei den unteren gefederten Zentrierpin 27 zurück. Außerdem wird der gefederte äußere Mitnehmerbolzen 14 gegen den unteren Vakuumteller 25 gedrückt und greift in die als nächstes ankommende Mitnehmernut ein. Gleichzeitig wird das Endstück 63 der Dosiernadel 7 mittels des Drehzylinders 4 aus dem Zentrum der DVD um 180° geschwenkt und befindet sich nun in der Position zum Einbringen des Klebers (Kleberauftragsposition) zwischen den DVD-Halbseiten 23 und 24. Durch das Einschwenken des Endstücks 63 der Dosiernadel 7 um Winkel < 180 kann der Auftragswinkel verändert werden. Da sich der untere Vakuumteller 25 bereits mit Kleberauftragsgeschwindigkeit dreht, wird auch der obere Vakuumteller 17 durch den Mitnehmerbolzen 14 in eine Rotation mit derselben Umdrehungszahl versetzt, so daß er synchron zum unteren Vakuumteller 25 rotiert. Sobald sich die Dosiernadel 7 bzw. ihr Endstück 63 in der Kleberauftragsposition befindet, wird der Dosiervorgang gestartet und Kleber 36 zwischen die DVD-Halbseiten 23 und 24 zugeführt. Die Dosierung des Klebers 36 erfolgt volumetrisch. Die genau benötigte Menge wird während ca. einer Umdrehung aufgetragen. Die beiden DVD-Halbseiten 23 und 24 werden beim Auftragen des Klebers 36 gleichzeitig benetzt. Nachdem der Kleberauftrag beendet ist und somit ein in sich geschlossener Kleberstrang 37 vorliegt, wird die Dosiernadel 7 respektive ihr Endstück 63 sofort um 180° zurück in die Ruheposition geschwenkt (Fig. 4). Gleichzeitig wird die Drehzahl an dem Tellerantrieb erhöht (auf ca. 100000°/min bis 200 000°/min) und der Kleber 37 nach außen abgeschleudert. Parallel zur Drehzahl erhöhung wird der obere Vakuumteller 17 mit dem Spindelantrieb 22 weiter nach unten gefahren und beide DVD-Halbseiten werden zusammengedrückt (Fig. 5). Der Kleber verteilt sich dabei über den größten Teil der DVD-Oberfläche. Durch das gleichzeitige Drücken und Schleudern wird die Kapillarwirkung unterstützt und die Verteilung des Klebers 36 beschleunigt. Wenn ein vorgebbarer Mindestabstand der beiden Vakuumteller 17, 25 erreicht ist, wird am oberen Vakuumteller 17 das Vakuum abgeschaltet und der obere Teller wird von dem Spindelantrieb 22 nach oben gefahren (Fig. 6). Die obere DVD-Halbseite 23 bleibt auf der unteren DVD-Halbseite 24 liegen. Parallel dazu wird der untere Zentrierpin 27 durch die Feder 28 nach oben gedrückt und zentriert nun beide DVD-Halbseiten 23, 24. Alternativ kann das Vakuum am oberen Vakuumteller 17 bereits beim Zusammendrücken der DVD-Halbseiten abgeschaltet werden. Um den Kleber homogen bis zum Außenrand der DVD zu verteilen, wird die Schleuderdrehzahl weiter erhöht (auf ca. 500000" /min bis 900 OOOVmin). Nach Beendigung der Verteilung des Klebers 36 wird die DVD auf dem gleichen Vakuumteller 25 unter die UV-Lampe 38 getaktet, wo der Kleber 36 aushärtet (Fig. 7). Nach Beendigung der Aushärtung wird die DVD von einem Handlingsystem entnommen und einer Prüfeinrichtung zugeführt, wo sie mittels eines Laserscanners auf optische und maßliche Fehler geprüft wird.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine alternative Ausführungsform des in Fig. 1 und 2 dargestellten oberen Zentrierbolzens 5. In Abwandlung des Zentrierbolzens 5 aus Fig. 1 und 2 ist gegenüber der Austrittsöffnung des Endstücks 63 der Dosiernadel 7 (in der Ruheposition) ein Steg 58 vorgesehen, gegen dessen Innenseite das Endstück 63 beim Zurückdrehen in die Ruheposition gefahren wird, so daß die Öffnung des Endstücks 63 verschlossen wird und kein überschüssiger Kleber in die Bondingstation gelangen kann. Sicherheitshalber können der Kleberauffangteller 39 und der Kleberabsaugkanal 51 aber beibehalten werden.

Fig. 11 und 12 zeigen als zweite Ausführungsform eine erfindungsgemäße Bondingstation mit einer axial verschiebbaren Dosiernadel. Der untere Teil mit unterem Vakuumteller 25, Zentrierpingehäuse 26, Zentrierpin 27, Feder 28, Führungspin 29, Federring 30, innerer Vakuumnut 52, äußerer Vakuumnut 53 sowie den Vakuumkanälen 67 und 50 ist identisch mit dem entsprechenden Unterteil aus Fig. 1. Außerdem ist - wie im ersten Ausführungsbeispiel - am äußeren Rand des oberen Vakuumtellers 17 ein Mitnehmerbolzen 14 federnd gelagert (15,16) und kann in Mitnehmernuten am Rand des unteren Vakuumtellers 25 eingreifen. Im oberen Bereich der Bondingstation ist an dem Haltebügel 19, der an die - hier nicht dargestellte - Spindel 21 angeschlossen ist, ein Lagergehäuse 9 im Randbereich des Haltebügels 19 angebracht. Im unteren Bereich des Lagergehäuses 9 ist auf dessen Aussenu - fang ein Kugellager 11 angebracht und mit einem inneren Federring 13 gesichert, das seinerseits einen Lagerblock 10 trägt (mit äußerem Federring 12 gesichert), in dessen unteren Rand der obere Vakuumteller 17 eingelegt und befestigt ist, beispielsweise mit einem geeigneten Kleber. Um die Vorgänge beim Verkleben der DVD-Halbseiten 23 und 24 beobachten und anhand der Ergebnisse den Verfahrensablauf optimieren zu können, ist der obere Vakuumteller in Glas ausgeführt und der Haltebügel 19 sowie das Lagergehäuse 9 sind mit Ausnehmungen 48 ausgeführt, durch die hindurch der Glas-Vakuumteller 17 (und sich die darunter abspielenden Vorgänge beobachtet werden können. Auf den oberen Vakuumteller 17 ist ein Ringteil 49 aufgeklebt, in dem ein Vakuumkanal 68 verläuft, der seinerseits mit dem Vakuumkanal 55 im oberen Vakuumteller 17 und andererseits mit dem durch das Lagergehäuse 9 und den Haltebügel 19 verlaufenden Vakuumkanal 50 in Verbindung steht. Um den Vakuumkanal 55 in dem Glas-Vakuumteller 17 zu erhalten, können zwei Glasplatten, von denen eine mit einer Nut versehen ist, zusammengeklebt werden. An der Schnittstelle zwischen Ringteil 49 und Lagergehäuse 9 kann auf einer der beiden einander zugewandten Flächen eine Ringnut 57 verlaufen, damit das Vakuum bei Rotation erhalten bleibt. Zur Aufrechterhai tung des Vakuums sind oberhalb und unterhalb der Ringnut 57 Dichtungselemente 65 und 66 vorgesehen.

Der Vakuumkanal 50 ist in bekannter Weise an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Ein oberer Zentrierbolzen 40 erstreckt sich von oben durch den Haltebügel 19, das Lagergehäuse 9, das Ringteil 39 und die zentrische Ausnehmung 60 im oberen Vakuumteller 17 hindurch bis in den Raum zwischen die beiden DVD-Halbseiten 23 und 24. Mittels einer Klemmmutter 6 kann die vertikale Position des Zentrierbolzens 40 eingestellt werden. Ein Führungsrohr 41 wird schräg durch entsprechende Öffnungen im Haltebügel 19 und dem Lagergehäuse 9 geführt, taucht im unteren Bereich des Zentrierbolzens 40 in diesen ein und wird innerhalb des Zentrierbolzens 40 in eine waagerechte Lage überführt, so daß das Endstück 59 des Führungsrohrs 41 parallel zu den DVD-Halbseiten 23, 24 verläuft. In diesem Bereich ist der Zentrierbolzen mit einem lösbaren Teil versehen, das einer Längshälfte entspricht und mit der anderen Längshälfte in diesem Bereich einen Voll Zylinder bildet, wobei jede Längshälfte eine Nut aufweist, so daß beim Zusammenfügen der Längshälften eine gekrümmte Bohrung gebildet wird, in der das Führungsrohr 41 liegt. An der Austrittsöffnung im Zentrierbolzen 40 ist eine Buchse 43 vorgesehen, die das Ende des Führungsrohrs 41 in seiner Lage fixiert. Innerhalb des Führungsrohrs 41 befindet sich eine elastische Kunststoffnadel 42 als Dosiernadel 7. Mittels eines am Lagergehäuse 9 befestigten Luftzylinders 45 läßt sich die elastische Dosiernadel 7 aus dem Führungsrohr 41 um eine vorgebbare Wegstrecke in den Raum zwischen die DVD-Halbseiten 23 und 24 einfahren, um den Kleber 36 aufzutragen (siehe Detailansicht in Fig. 12).

Das Verfahren zum Verkleben der DVD-Halbseiten 23 und 24 entspricht im wesentlichen demjenigen, wie es weiter oben zu Fig. 1 anhand der Fig. 2 - 7 beschrieben worden ist. Der Unterschied zur obigen Variante besteht nur darin, daß die Dosiernadel 7 nicht in die Kleberauftragsstation eingeschwenkt und in die Ruheposition zurückgedreht wird, sondern aus dem Führungsrohr 41 heraus in die Kleberauftragsposition geschoben und nach Beendigung des Kleberauftrags vollständig in das Führungsrohr 41 zurückgezogen wird (Ruheposition).

Fig. 13 und 14 zeigen schematisch weitere Varianten des erfindungsgemäßen Central-Bonding. Die DVD-Halbseiten 23 und 24 werden in bekannter Weise per Vakuum auf zwei Formtellern auf den gewünschten Abstand gehalten. In Fig. 13 wird die untere DVD-Halbseite 24 eben gehalten, während die obere DVD-Halbseite 23 schräg ausgerichtet wird, so daß sich ein nach außen verjüngender Spalt 69 ergibt. Eine L-förmige Dosiernadel 7 fährt über die zentrische Ausnehmung der DVD, wird nach unten in den keilförmigen Spalt bewegt und fährt vom Zentrum nach außen zwischen die DVD-Halbseiten 23, 24. In diesem Fall ist es erforderlich, daß der abgeknickte Teil der Dosiernadel kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung ist. Die Dosiernadel kann - entsprechend Fig. 1 - in einer Ausnehmung des oberen Zentrierbolzens geführt sein. Die Dosiernadel dosiert die benötigte Klebermenge in Form eines Kleberstranges bei gleichzeitiger Drehung der DVD in den keilförmigen Spalt 69. Alternativ kann sich auch die Dispensernadel drehen und die DVD bleibt stehen. Die keilförmige Ausbildung des Spalts bewirkt ein gleichzeitiges Benetzen beider DVD-Halbseiten mit Kleber. Durch weiteres Drehen der DVD, vorzugsweise mit leicht erhöhter Drehzahl, wird der Kleber in dem Keil aufgrund der Fliehkraft nach außen und in eine symmetrische Form gedrückt. Durch Einstellen des Keilwinkels in Abhängigkeit von der Drehzahl der DVD wird erreicht, daß der Kleber trotz Drehen der DVD nicht abgeschleudert werden kann, da der Staudruck größer ist als die Kleberfliehkraft und sich somit in dem Keil ein symmetrischer blasenfreier Kleberring ausbilden kann. Dabei ist es vorteilhaft, den Keil im Bereich des Kleberauftrags zusammenlaufen zu lassen, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist, so daß sich die DVD-Halbseiten in der Nähe des Endes der Dosiernadel nahezu berühren, damit keine oder nur geringe Kapillarkräfte auftreten, die den Kleber schon beim Auftrag abziehen. Die Keil form hat außerdem den Vorteil, daß nach innen ein Kleberüberschuß vorliegt und durch den engeren Spalt nach außen hin nur eine geringe Restluftmenge beim Ausschleudern vor den Kleberfließfront hergeschoben werden muß. Durch Einstellen der keilförmigen Spaltbreite kann der optimale Kleberaußendurchmesser vor dem Abschleudern eingestellt werden. Der Abschleudervorgang beginnt bereits beim Kleberauftrag und kann ohne Unterbrechung bis zum Ende durchgeführt werden, wodurch sich die Zykluszeit eines Klebeprozesses insgesamt reduziert. Hierzu trägt auch bei, daß die Dosiernadel bereits frühzeitig in die Ruheposition zurückgefahren werden kann. Bei gleichzeitiger Drehzahl erhöhung und Lösen des Vakuums wird der Kleber von innen nach außen gleichmäßig verteilt (Abschleudern), wobei ein Kleberüberschuß nach außen über den Randbereich hinaus agbeschleudert wird. Durch geeignete Vakuumteller kann der Spalt in den verschiedenen Phasen des Klebeprozeßes (Kleberauftrag, symmetrische Kleberverteilung, Abschleudern) auf die verschiedensten Formen gebracht werden, sodaß der Spalt entsprechend der Viskosität des Klebers auf ein Optimum einstellbar ist. Bereits beim Abschleudern wird mittels einer Laseroptik das Dishing (Ebenheit der oberen Platte) gemessen und der Schleudervorgang wird beendet, wenn ein Optimum an Geradigkeit (Ebenheit) erreicht ist. Anschließend wird die fertige DVD zur UV-Station gehandelt und mittels UV-Licht von einer oder beiden Seiten ausgehärtet. Das Aushärten von beiden Seiten ist insofern vorteilhaft, da ein möglichst gleichförmiges Aufheizen der DVD angestrebt wird. Anschließend werden beide Seiten in der Kühlstation symmetrisch gekühlt. In einem letzten Arbeitsschritt prüft ein Laserscanner die fertigen DVD^'s auf Fehler, bevor sie auf einer Gutteilespindel abgelegt werden.

Fig. 15 zeigt verschiedene Austrittsöffnungen der Dosiernadel 7 im Querschnitt, nämlich oval (a), rundlich mit Einschnürungen links und rechts (b) sowie eckig mit Einschnürungen links und rechts (c). Es steht im Belieben des Fachmanns, andere Geometrien vorzuschlagen. Die jeweils geeignetste Form hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Viskosität des Klebers und den Einstellungen beim Kleberauftrag, und ist vom Fachmannn entsprechend auswählbar. Das Ende der Dosiernadel kann im Bereich des Kleberaustritts über den Umfang gesehen unterschiedliche Längen besitzen. Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform, wo die seitlichen Bereiche der Dosiernadel nach vorne stehen (a), während Ober - und Unterseite der Dosiernadel nach hinten eingeschnitten sind (b). Daher tritt der Kleber dort zuerst aus und benetzt die DVD-Halbseiten gleichzeitig. Insgesamt wird mit der vorliegenden Erfindung ein besserer Kleberauftrag erreicht. Die geringe Restluftmenge zwischen den DVD-Halbseiten wird durch die vergleichsweise symmetrische Kleberausgangsform vor sich hergeschoben, ohne daß der Kleber einseitig voreilt und Luftblasen einschließt, denn die symmetrische Kleberausgangsform hat eine gleichmäßige Fließfrontgeschwindigkeit zur Folge. Dies hat zugleich den Vorteil, daß bei genauer Dosierung nur die benötigte Klebermenge aufgetragen werden muß, was letztlich eine Verkürzung der Abschleuderzeit und schließlich auch der Zykluszeit zur Folge hat.

Nachfolgend soll ohne Einschränkung des Erfindungsgedankens eine Übersicht über wesentliche technische Daten gegeben werden:

Auftragsdrehzahl 6000°/min bis 36000°/min

Erste Beschleunigung mit ca. 10000°/sec

Schleuderdrehzahl beim Pressen bis ca. 200000°/min

Zweite Beschleunigung mit ca. 10000°/sec

Schleuderdrehzahl für uniforme Kleberdicke bis ca. 900000°/min

Verzögerung auf Drehzahl 0 mit ca. 10000°/sec

Drehzahl max 1,44 Mill°/min

Beschleunigung/Verzögerung max 30000°/sec

Das Verfahren läuft ohne Unterbrechung der Tellerdrehzahl ab. Mit Beginn Kleberauftrag kann entsprechend der Kleberviskosität über 10 Drehzahl stufen die Tellerdrehzahl dem Prozess angepaßt werden.

Dosierzeit 1-2 sec

Dosiermenge 600^ιltr

Presszeit l-2sec

Schleuderdrehzahl 5-15 sec

Bezugszeichenliste

1 Klemmschraube

2 Klemmmutter

3 Schneidring

4 Drehzylinder (Drehlader)

5 Zentrierbolzen oben

6 Klemmmutter

7 Dosiernadel

8 Dosierleitung

9 Lagergehäuse

10 Lagerblock

11 Lager

12 Federring außen

13 Federring innen

14 Mitnehmerbolzen

15 Feder

16 Federkäfig

17 Vakuumteller oben

18 Verschlußpfropfen

19 Haltebügel

20 Spindelgehäuse

21 Spindel

22 Spindel antrieb

23 DVD-Halbseite oben

24 DVD-Halbseite unten

25 Vakuumteller unten

26 Zentrierpingehäuse

27 Zentrierpin

28 Feder Führungspin Federring Antriebswelle für Tellerantrieb Tellerantrieb Grundplatte Kleberauffangring zentrische Ausnehmung im unteren Vakuumteller Kleber Kleberstrang UV-Lampe Kleberauffangteller Zentrierbolzen Führungsrohr Biegsame Dosiernadel Nadelführungsbuchse Adapter Luftzylinder für Dosiernadel hub Luftzylinderhalter Magnete Ausnehmungen Ringteil Vakuumkanal Kleberabsaugkanal Vakuumnut innen Vakuumnut außen Luftanschluß für Drehlader 4 Vakuumkanal in oberem Teller und Lagerblock Austrittsstelle des Vakuumkanals 55 im Lagerblock 10 Ringnut Steg paralleles Endstück des Führungsrohrs 41 zentrische Ausnehmung im oberen Vakuumteller achsparallele Nut bzw. Ausnehmung im Zentrierbolzen 5 U-förmige Ausnehmung am unteren Ende des Zentrierbolzens 5 Endstück der Dosiernadel Anschluß für Vakuumpumpe , 66 Dichtungselemente Vakuumkanal im unteren Vakuumteller und Zentrierpingehäuse Vakuumkanal im Ringteil 49 keilförmiger Spalt

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Verkleben von zwei DVD (Digital Versati le Disc)- HalbseitenPatentansprüche

1. Verfahren zum Verkleben von im wesentlichen rotationssymmetrischen Platten, insbesondere auf Polycarbonatbasis, die über eine zentrische Ausnehmung verfügen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber über die zentrische Ausnehmung zwischen die auf Abstand gehaltenen Platten eingebracht und durch Rotation der Platten auf diesen verteilt wird.

2 Verfahren zum Verkleben von zwei DVD-Halbseiten, wobei die Halbseiten derart auf Abstand gehalten werden, daß zwischen ihnen ein Spalt gebildet wird, wobei der Kleber in den Spalt eingebracht und über die beiden Halbseiten verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber über die zentrische Ausnehmung der DVD eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber durch Schleudern und/oder Zusammendrücken der DVD- Halbseiten verteilt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber mittels einer Dosiernadel zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiernadel starr ist und an ihrem Ende um 90° gebogen ist und daß die Länge des abgewinkelten Teils kleiner ist als der Durchmesser der Ausnehmung.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das abgewinkelte Ende der Dosiernadel durch Drehung um die Achse der Dosiernadel aus einer Ruheposition in der zentrischen Ausnehmung der DVD in eine Kleberauftragsposition zwischen die DVD-Halbseiten geschwenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das abgewinkelte Ende der Dosiernadel um Winkel kleiner oder gleich 180° geschwenkt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kleberauftrag die beiden Halbseiten ruhen und die Dosiernadel rotiert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kleberauftrag die beiden Halbseiten rotieren, wobei die Dosiernadel ebenfalls rotiert oder ruht.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiernadel flexibel ist und in einer in der zentrischen Ausnehmung positionierten Führungsbuchse verschiebbar gelagert ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiernadel für den Kleberauftrag um eine vorgebbare Wegstrecke aus der Führungsbuchse herausgeschoben und unmittelbar nach Beendigung des Kleberauftrags vollständig in die Führungsbuchse zurückgezogen wird.

11a. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden DVD-Halbseiten vom Beginn des Kleberauftrags bis zum Ende der Kleberverteilung ununterbrochen rotieren und daß nach dem Kleberauftrag die Drehzahl bis auf die gewünschte Abschleuderdrehzahl erhöht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt im Bereich der zentrischen Ausnehmung keilförmig ausgebildet ist, wobei der Keil sich in radialer Richtung verjüngt und daß der Keil vorzugsweise derart eingestellt wird, daß nach dem Kleberauftrag und vor dem Abschleudern bei vorgegebener Drehzahl der Staudruck des Spaltes größer als die Fliehkraft des Klebers ist, sodaß der Kleber in dem Keil vor dem Abschleudern gleichmäßig und symmetrisch verteilt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbseiten beim Kleberauftrag gleichzeitig benetzt werden, beispielseise durch eine geeignete Austrittsöffnung der Dispenzernadel .

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kleberauftrag und/oder Verteilen des Klebers und/- oder Abschleudern des Klebers der Spalt eine parallele oder keilförmige oder eine sonstige vorgebbare geometrische Form aufweist.

15. Vorrichtung zum Einbringen eines Fluids zwischen zwei auf Abstand gehaltene und mit zentrischen Ausnehmungen vesehene Platten, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, mit Mitteln zum Halten und Verfahren der Platten zueinander, mit Mitteln zum Zentrieren der Platten sowie mit wenigstens einer Fluidzuführleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidzuführleitungen von außen durch eine der zentrischen Ausnehmungen geführt ist/sind und in dem Raum zwischen den beabstandenden Platten endet/enden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Platten um DVD-Halbseiten handelt und daß das Fluid ein Kleber ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zentrieren ein oberer und ein unterer Zentrierbolzen vorgesehen sind, die durch die zentrischen Ausnehmungen bewegbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Zentrierbolzen in seiner Oberfläche mit einer oder mehreren, achsparallel verlaufenden, Ausnehmungen versehen ist, daß die Fluidzuführleitungen im Bereich des Zentrierbolzens als L-förmige Dosiernadel ausgebildet sind, vorzugsweise als Stahlnadeln, daß der jeweils vertikale Abschnitt der Dosiernadeln in einer der achsparallelen Ausnehmungen verläuft und daß das jeweils um 90° gebogene Endstück in einer radialen Ausnehmung im unteren Endbereich des Zentrierbolzens liegt, die vorzugsweise eine U-förmigen Querschnitt besitzt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Drehen der Dosiernadeln um ihre vertikale Achse sowie Mittel für eine vertikale Positionsveränderung der Dosiernadeln vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des oberen Zentrierbolzens, das unterhalb der Endstücke der Dosiernadeln liegt, tellerartig ausgebildet ist, daß in diesem Bereich ein Kanal zum Absaugen von überschüssigem Kleber (Kleberabsaugkanal) beginnt, daß dieser Kleberabsaugkanal in den oberen Zentrierbolzen verläuft und an einer Absaugeinrichtung angeschlossen ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als Vakuumteller ausgebildet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumkanal des oberen Vakuumtellers über eine Ringnut am oberern Zentrierbolzen mit einem Vakuumkanal im oberen Zentrierbolzen verbunden ist und daß der Vakuumkanal des oberern Zentrierbolzens an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidzuführleitung als flexible Dosiernadel ausgebildet ist, daß die flexible Dosiernadel in einem Führungsrohr geführt ist, daß das Führungsrohr schräg, vorzugsweise in einem möglichst flachen Winkel, in die zentrische Ausnehmung eintaucht und durch den unteren Bereich des oberen Zentrierbolzens verläuft, wobei das Führungsrohr innerhalb des unteren Zentrierbolzens in eine waagerechte Lage übergeht und an der Austrittsstelle aus dem Zentrierbolzen nicht vorsteht, und daß Mittel zum Verschieben der flexiblen Dosiernadel in dem Führungsrohr vorgesehen sind, beispielsweise ein Luftzylinder.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltemittel Vakuumteller vorgesehen sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel an ihrem Randbereich mit einem System aus federnd gelagerten Mitnehmerbolzen und Mitnehmernuten ausgestattet sind und daß ein rotatori scher Antrieb für wenigstens eines der Haltemittel vorgesehen ist, wobei mindestens das mit den Mitnehmernuten ausgestattete Haltemittel rotatori seh angetrieben sein muß.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verfahren der Platten ein Spindelantrieb vorgesehen ist.