JP3938254B2 - 基板の貼り合わせ方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円盤形やその他の形状の基板を貼り合わせて１つの板部材を得るための基板の貼り合わせ方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光を利用する情報記録媒体として近時、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＶｉｄｅｏＤｉｓｋ）が開発されている。通常のＣＤやＣＤ−ＲＯＭ、ＬＤなどに比べて、はるかに高密度に大量の情報を記録することができ、映画などの映像の高品質長時間記録やコンピュータデータの大量記憶に適しているとされている。
【０００３】
ＤＶＤディスクの構造として、２層貼り合わせ片面読取りディスクがある。具体的には、図１４に示す構造を有している。金属薄膜などからなる信号記録層１を透明樹脂からなるディスク本体２と保護膜３間に挟んで一体化された単体の基板Ａ、Ｂが、間に接着剤層Ｃを介して貼り合わされている。片面側からレーザ光Ｌを照射し、そのときの焦点位置を変えることで、２層の信号記録層１、１のうちの焦点を合わせた側から選択的に信号を読み取ることができる。
【０００４】
この構造では、信号記録層１が単層の場合に比べて２倍の記録容量があり、しかも、２つの信号記録層１、１からの信号の読み出しにはレーザ光Ｌを片面側からのみ照射すればよくディスクを裏返したり、ディスクの両面側に読取り機構を設けたりする必要がない。レーザ照射機構やディスクの取り扱い機構が簡単になる。
【０００５】
このようなＤＶＤディスクを製造するには、予め別個に製造された基板Ａ、Ｂを接着剤層Ｃを介して貼り合わせる工程および装置が必要である。
【０００６】
通常は、一方の基板の表面全体に比較的大量の接着剤を塗布しておき、その上に他方の基板を載せ、基板どうしを押しつけることで、接着剤による基板どうしの貼り合わせを果たしている。いわゆるオーバーコート方式である。接着剤を塗布した基板を高速で回転させることによって、接着剤を基板の表面全体に迅速かつ均一に拡げる方法も提案されている。
【０００７】
このような作業を行う基板の貼り合わせ装置は、一方の基板を把持して取り扱う機構、接着剤を基板に塗布する機構、基板どうしを押しつける機構を組合せて、あるいは、さらに基板を回転させる機構を組み合わせて構成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記片面読取り方式のＤＶＤディスクでは、片面側から照射されたレーザ光Ｌで、接着剤層Ｃを通して反対側の信号記録層１を読み取れるようにする必要がある。そのため、接着剤層Ｃの厚みが不均一であったり、気泡が混入していたり、信号記録層１を含むディスク全体の平面性が良くなかったりすると、信号の読取りが正確に行えなくなる。
【０００９】
ところが、基板Ａ、Ｂは厚さ数ｍｍ程度の薄いプラスチック材料であるので、比較的変形しやすい。基板Ａ、Ｂを取り扱う際に、接着面に触れないように外周縁だけを把持すると、薄い基板Ａ、Ｂが反ったり変形を起こしやすくなる。塗布した接着剤を拡げるために基板Ａ、Ｂを回転させると、この回転力によって基板Ａ、Ｂが変形を起こす可能性が増える。接着剤を挟んで基板Ａ、Ｂどうしを押しつけると、その際の加圧力で基板Ａ、Ｂが変形する可能性もある。このような反りや変形があると、基板Ａ、Ｂの間に接着剤を塗布したり、塗布した接着剤を拡げたりする際に、基板Ａ、Ｂの間に気泡が混入する可能性が高くなる。
【００１０】
このような問題は、ＤＶＤディスクに限らず、各種の基板どうしを接着剤を介して貼り合わせる場合にも起こり得る。
【００１１】
そこで、本出願人はこれらを解消すべく種々に実験を重ね研究しているが、その１つの結果を、図１５〜図２０に示すような基板の貼り合わせ方法として先に提案している。この方法は、図１５、図１６に示すように所定の間隙を保って支持した両基板１０、１０間に接着剤注入ノズル３２を挿入して、両基板１０、１０間のある位置に接着剤４０を初期吐出して両基板に接触させた後、図１７に示すように接着剤４０の吐出を続けながら両基板１０、１０を中心軸線Ｘまわりに回転させることにより、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って環状に配置する。これにより、接着剤４０は初期吐出されて両基板１０、１０に接触して以降、この接触状態を保ちながら両基板１０、１０間に環状に延びていき、接着剤４０と両基板１０、１０との間で接着剤４０に気泡を巻き込むのを防止できる。続いて、図１８に示すように接着剤注入ノズル３２を基板１０、１０間から退出させた後、両基板１０、１０の間隙を狭めるとともに図１９、図２０に示すように両基板１０、１０を高速回転させて接着剤４０を両基板１０、１０の対向し合う板面の全体に拡げる。これにより、両基板１０、１０間の接着剤４０は遠心力による拡がりはあるが、両基板１０、１０の間隙の狭まりによって両基板１０、１０との接触状態を保ちながら押し拡げられるので、この過程でも接着剤４０と両基板１０、１０との間で接着剤４０に気泡を巻き込むのを防止できる。
【００１２】
しかし、このような基板の貼り合わせ方法によっても、両基板１０、１０を貼り合わせた接着剤４０に少しの気泡が混入することがときとしてある。本発明者らの実験で、図１５〜図１７に示すように接着剤４０を両基板１０、１０間に初期吐出した位置で僅かな気泡ＢＢが混入しやすいことが判明した。これは、接着剤４０が両基板１０、１０に着座する際の微妙な衝撃や振動などによって気泡ＢＢが混入するものと思われる。
【００１３】
このような気泡ＢＢは接着剤４０を図１９、図２０に示すように両基板１０、１０の板面の全体に拡げていくときどのように挙動するか不確かである。初期吐出された接着剤４０は自身の表面張力により丸みを持ち、図１５に示すようにその中央位置で両基板１０、１０に着座してその部分に気泡ＢＢを巻き込むことが多いことから、接着剤４０が図１９に示すように拡げられていっても気泡ＢＢはその幅方向の中央位置にあってほとんど移動しないことも考えられる。本発明者らが行った接着剤４０の初期吐出部分に気泡ＢＢがある場合の実験で、接着剤４０を図１９のように拡げて行き、図２０に示すように過剰な接着剤４０を両基板１０、１０外に排出させる操作を行っても、気泡ＢＢは排出できず残ったままになることがある。
【００１４】
本発明者はさらなる実験と研究によって、接着剤４０を環状配置するのに、接着剤４０の初期吐出位置の設定によっては、初期吐出した接着剤４０と両基板１０、１０との間で接着剤４０に混入することがある気泡ＢＢは、環状配置した接着剤４０を拡げる工程で意図した方向に移動させることができ、これによって気泡ＢＢを確実に排除できることを知見した。
【００１５】
本発明の目的は、このような知見に基づき、基板どうしを貼り合わせた接着剤に気泡が混入してもこれが残らない基板の貼り合わせ方法およびその装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、本発明の基板の貼り合わせ方法は、基板どうしを接着剤を介して貼り合わせるのに、所定の間隙を保って支持した両基板間に接着剤を初期吐出して両基板に接触させる初期吐出工程と、接着剤の吐出を続けながら、接着剤の吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板と吐出位置との基板の面上でその中央部まわりに相対移動させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置する環状配置工程と、基板どうしの間隙を狭めて前記環状に配置した接着剤を両基板の間の間隙に拡げるとともに、少なくとも接着剤の最外周側に位置する初期吐出部分を両基板外に排出する拡張排出工程と、を含んで、基板を貼り合わせることを１つの特徴としている。
【００１７】
これにより、初期吐出工程で初期吐出された接着剤の初期吐出部分は、その後の環状配置工程で環状配置された接着剤の環状部の最外周側に位置する。この状態で拡張排出工程が行われて両基板間に環状配置された接着剤が両基板の間隙が狭められるのに伴い接着剤は幅方向に拡げられる。このとき、気泡が混入することのある初期吐出部は前記環状部に対し最外周側の位置にあることによって接着剤の幅方向の拡がりに伴い両基板の外周側に押しやられる。従って、接着剤の初期吐出部は少なくとも、それよりも内周側で環状配置された接着剤の環状部がその拡がりによって両基板の外周位置に達した時点では、両基板の外周外に排出され、気泡が混入していてもこれを両基板外に持ち運んで両基板間から確実に排除するので、両基板を気泡の混入がない接着剤によって貼り合わせることができ、品質および歩留りが向上する。しかも、両基板外に排出されるのは初期吐出部などの限られた一部でよいので、接着剤の無駄な消費は抑えられる。
【００１８】
環状配置工程の両基板と接着剤の吐出位置との基板の面上での中央部まわりの相対移動は、両基板を回転させることで簡単に達成されるが、場合によっては吐出位置の側を旋回させることができるし、それらを複合して行うこともできる。
【００１９】
両基板はその面上の中心を通る軸線まわりに回転させるのが円形でないものも含め振れや振動を抑えて貼り合わせを気泡などの欠陥なしに首尾よく達成するのに有利である。
【００２０】
拡張排出工程で、少なくとも接着剤の初期吐出部分を両基板外に排出させる操作に併せ両基板を板面上でその中央部まわりに高速回転させることで、接着剤に回転による遠心力を与えて接着剤の環状部の外周側への拡がりと初期吐出部分の両基板外への排出を促進することができるし、両基板の回転速度や接着剤の粘度の選択などによっては、排出した接着剤を振り切って貼り合わせた板部材から自動的に排除することができる。両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤を拡げる操作の初期から両基板を回転させることにより接着剤の環状部の外周側への拡がりを遠心力によって迅速かつスムーズにするので、拡張排出工程の時間短縮を図るとともに、接着剤を拡がらせる段階での気泡などの欠陥が生じるのを防止しやすくなる。
【００２１】
このような貼り合わせに用いる接着剤は一般にペースト状のものであり、両基板の貼り合わせはその間隙に拡がらせた接着剤が硬化することで完了する。この硬化を適時に、また早期に行うために、人為的な硬化操作を行う工程を含むのが好適である。硬化操作は接着剤による上記貼り合わせ後に加熱や光照射などによって行える。場合によっては接着剤による貼り合わせ終了時点で接着剤が硬化するように前もって硬化操作しておくこともできる。接着剤の両基板の外周外への排出などによって、両基板の外周部にはみ出して付着することのある接着剤については、接着剤の硬化前に除去してもよいし、硬化後に機械加工などによって除去してもよい。接着剤の吐出は基板どうしの間に外周部から挿入した接着剤注入ノズルによって達成でき、両基板との中央部まわりの相対移動およびこれに併せた、あるいは独立した吐出位置の外周側から内周側への移動も自由に行える。基板どうしは、対向し合う板面をほぼ平行にして取り扱うと、両基板の平行性を保って貼り合わせることができ、貼り合わせる各基板の双方に情報記録層がありこれを片側から光によって読むのに距離や屈折など読取り条件の変動がなく正確に読みだせると言った利点がある。
【００２２】
本発明の、上記のような基板の貼り合わせ方法を実現する基板の貼り合わせ装置は、基板どうしを互いの板面を対向させて保持するとともに、各基板の間の間隙を変更できる基板保持手段と、基板の間の間隙に挿入できる接着剤注入ノズルと、この接着剤注入ノズルを基板の外周側から前記間隙に進退させるノズル進退機構と、接着剤注入ノズルから接着剤を吐出させる接着剤吐出機構とを備えた接着剤注入手段と、基板保持手段に保持された基板どうしを板面上でその中央部まわりに回転させる基板回転手段と、基板保持手段が保持した各基板の間を所定の間隙に設定する制御、この設定した間隙の基板間に接着剤注入ノズルを所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤を吐出させて両基板に接触させた後、その接着剤注入ノズルによる吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤の初期吐出部を両基板外に排出するように、基板保持手段、接着剤注入手段のノズル進退機構、接着剤吐出機構、および基板回転手段を関連制御する、制御手段と、を備えたことを１つの特徴としている。
【００２３】
これにより、貼り合わせる基板どうしを基板保持手段で保持して、制御手段の制御により各基板を所定の間隙に設定しておき、続く制御手段の制御によって、接着剤注入手段のノズル進退機構、接着剤吐出機構、基板保持手段、および基板回転手段を関連動作させて、前記設定した間隙の基板間に接着剤注入ノズルを所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤を吐出させて両基板に接触させた後、その接着剤注入ノズルによる吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤の環状部を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤の初期吐出部を両基板外に排出させるので、基板どうしの接着剤を介した上記特徴のある貼り合わせ方法を、予め設定したプログラムに従って、自動的に確実に達成することができる。
【００２４】
基板回転手段は基板保持手段が保持した各基板を同期回転させると、基板どうしがずれたりしないので基板どうしでは回転していないのと同じ状態となって、初期吐出工程および環状配置工程では、吐出される接着剤に特別な動きを与えず受け入れるし、拡張排出工程では、環状配置された接着剤を両基板での押しつけと回転による遠心力だけで拡張していけるので、初期吐出時に混入することがある以外気泡が混入したりする欠陥を防止しやすい。
【００２５】
接着剤吐出機構が、接着剤注入ノズルに通じた接着剤収容部と、接着剤収容部内の接着剤を接着剤注入ノズルに送りだす送出し手段と、この送出し手段を動作させるアクチュエータとを備え、制御手段が基板の回転と接着剤注入ノズルの接着剤吐出後の進出とに対して、送出し手段の送出し動作を同期させるように制御することで、接着剤の吐出開始および終了と、吐出中の吐出量とを、基板の貼り合わせ動作の進行に合わせて適正に設定し、達成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の基板の貼り合わせ方法およびその装置に係る代表的な実施の形態について、図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施の形態の基板の貼り合わせ方法およびその装置は、前記した図１４に示すようなＤＶＤを製造する場合の一例である。本実施の形態の基板の貼り合わせ方法は、図１３に示すように基板１０どうしを接着剤４０を介して貼り合わせるのに、基本的に以下のような工程で行う。図１〜図１３に示す本実施の形態の基板の貼り合わせ装置を参照しながら説明すると、図５に示すように所定の間隙を保って支持した両基板１０、１０間に、接着剤４０を図５および図６に示すように初期吐出して両基板１０、１０に接触させる初期吐出工程と、接着剤４０の吐出を続けながら、接着剤４０の吐出位置を図７の実線で示す初期吐出位置から仮想線で示す接着剤４０の環状配置位置まで両基板の間の外周側から内周側に所定量Ｓだけ初期相対移動させるとともに、これに伴って両基板１０、１０と吐出位置との基板１０の面上でその中央部まわりに相対移動させることによって、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って図７、図８に示すように環状に配置する環状配置工程と、基板１０どうしの前記間隙Ｈを狭めて前記環状に配置した接着剤４０を図９、図１０に示すように両基板１０、１０の間の間隙Ｓ内に拡げるとともに、少なくとも接着剤４０の環状部４０ｂの最外周側に位置する初期吐出部分４０ａを両基板１０、１０外に排出する拡張排出工程と、を含んで、基板１０どうしを貼り合わせる。
【００２８】
環状配置工程の両基板１０、１０と接着剤４０の吐出位置との基板１０の面上での中央部まわりの相対移動は、両基板１０、１０を回転させることで簡単に達成されるが、場合によっては吐出位置の側を旋回させることができるし、それらを複合して行うこともできる。吐出位置は接着剤４０を吐出させる接着剤注入ノズル３２などの吐出口３４の位置と等価であり、この位置を制御すればよい。
【００２９】
基板１０どうしの貼り合わせに用いる接着剤４０は一般にペースト状のものであり、両基板１０、１０の貼り合わせはその間隙に拡がらせた接着剤４０が硬化することで完了する。そこで、この硬化を適時に、また早期に行うために、人為的な硬化操作を行う工程を含むのが好適である。硬化操作は接着剤４０による上記貼り合わせ後に加熱や光照射などによって行える。場合によっては接着剤４０による貼り合わせ終了時点で接着剤４０が硬化するように前もって硬化操作しておくこともできる。
【００３０】
上記の図５、図６に示す初期吐出工程で初期吐出された接着剤４０の初期吐出部分４０ａは、その後の図７、図８に示す環状配置工程で環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂの最外周側に位置する。この状態で図９、図１０に示す拡張排出工程が行われて両基板１０、１０間に環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂが、両基板１０、１０の間隙が狭められるのに伴い図９、図１０に示すように幅方向に拡げられる。このとき、気泡ＢＢが混入することのある初期吐出部４０ａは前記したように最外周位置にあることによって接着剤４０の幅方向の拡がりに伴い図９に示すように両基板１０、１０の外周側に押しやられる。このため接着剤４０の初期吐出部４０ａは、少なくとも、それよりも内周側で環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂがその拡がりによって図１０に示すように両基板１０、１０の外周位置に達した時点では、両基板１０、１０の外周外に、図１０に示すように排出され、気泡ＢＢが混入していてもこれを両基板１０、１０外に持ち運んで両基板１０、１０間から確実に排除する。従って、両基板１０、１０を気泡ＢＢの混入がない接着剤４０によって貼り合わせることができ、品質および歩留りが向上する。
【００３１】
両基板１０、１０はその板面上の中心を通る軸線Ｘまわりに回転させるのが円形以外のものを含め、振れや振動を抑えて貼り合わせに際して接着剤４０の初期吐出時以外で気泡などの欠陥を生じさせないで首尾よく達成するのに有利である。
【００３２】
本実施の形態ではまた、拡張排出工程で、少なくとも接着剤４０の初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出させる操作に併せ両基板１０、１０を板面上でその中央部まわりに高速回転させる。これにより、接着剤４０に回転による遠心力を与えて接着剤４０の環状部４０ｂの外周側への拡がり、および初期吐出部４０ａの両基板１０、１０外への排出を促進することができるし、両基板１０、１０の回転速度や接着剤４０の粘度の選択などによっては、排出した接着剤４０を図１０に示すような液滴やミストとして振り切り、両基板１０、１０を貼り合わせたＤＶＤである板部材１２０などから自動的に切り離して排除することができる。このように、液滴やミストとして排出した接着剤４０の初期吐出部４０ａなどは、例えば図１０に示したようなフード１１１を通じて吸引経路１１２へ吸引排除することにより、接着剤４０がまわりに飛散するようなことに対応することができる。
【００３３】
フード１１１に接着剤注入ノズル３２の進退を案内するガイド１１２を設ければ、接着剤注入ノズル３２を振れなどなく安定して進退させることができ、両基板１０、１０間の間隙Ｈをより狭くしてもそれらと接触しないで接着剤注入ノズル３２を進退させられる利点がある。
【００３４】
両基板１０、１０の間隙を狭めて環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂを拡げる操作の初期から両基板１０、１０を回転させることにより接着剤４０の環状部４０ｂの外周側への拡がりを遠心力によって迅速かつスムーズにするので、拡張排出工程の時間短縮を図るとともに、接着剤４０を拡がらせる段階で気泡などの欠陥が生じるのをさらに防止しやすくなる。
【００３５】
接着剤４０の両基板１０、１０の外周外への排出などによって、両基板１０、１０の外周部にはみ出して付着することのある接着剤４０については、接着剤４０の硬化前に除去してもよいし、硬化後に機械加工などによって除去してもよい。接着剤４０の吐出は図５〜図７に示すように両基板１０、１０の間に外周部から挿入した接着剤注入ノズル３２によって達成でき、両基板１０、１０との中央部まわりの相対移動およびこれに併せた、あるいは独立した吐出位置の外周側から内周側への移動も自由に行える。
【００３６】
もっとも、両基板１０、１０からはみ出して付着することのある接着剤４０をこれの硬化後に機械加工により除去するような場合は特に、両基板１０、１０の間隙Ｈの接着剤４０を環状に配置した環状部４０ｂよりも内周側の初期吐出部４０ａができるように、接着剤注入ノズル３２の吐出口３４を両基板１０、１０の内周側から接着剤４０の環状配置位置まで外周側に相対移動させて後、接着剤４０の環状配置工程を実施し、両基板１０、１０の間隙Ｈを狭めて環状部４０ｂを幅方向に拡げて行く操作のときに、初期吐出部４０ａが両基板１０、１０の内周側に設けた孔などに排出されるようにしても、この排出される初期吐出部４０ａの量を、基板保持手段１１３の真空吸着盤２０など他に付着して問題とならない程度に抑えながら、接着剤４０の硬化後に排出された初期吐出部４０ａを機械的に除去すればよい。このようにすると、接着剤４０の環状配置工程終了時点で接着剤注入ノズル３２が初期吐出部４０ａと接触しやすく接着剤４０が付着しやすいという問題が容易に解消できる。
【００３７】
基板１０、１０どうしは、対向し合う板面をほぼ平行にして取り扱うと、両基板１０、１０の平行性を保って貼り合わせることができ、貼り合わせる各基板１０の双方に図１４に示すように信号記録層１がありこれを片側から光Ｌによって読むのに距離や屈折などの光学的な読取り条件の変動がなく正確に読みだせると言った利点がある。両基板１０、１０は通常、その板面が水平になるように取り扱われて、接着剤４０の重力による移動を抑えやすくするが、特にこれに限られることはない。両基板１０、１０を例えば傾斜した状態に保持して取り扱われても、接着剤４０の粘度や両基板１０、１０間の間隙の大きさによっては、重力の影響を受けないこともある。
【００３８】
ここで、実施例について述べると、製造するＤＶＤのための基板１０は中心に孔を有した円板状をなし、例えばポリカーボネート樹脂などからなり、厚みが０．６ｍｍ程度、外形は約１２ｍｍ程度である。接着剤４０の初期吐出位置は基板１０の外周から５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定すると、拡張排出工程における初期吐出部４０ａの両基板１０、１０間外への排出に好適である。拡張排出工程での接着剤４０を環状配置する位置は、前記初期吐出位置から、基板１０の内周側にさらに２０ｍｍ〜３５ｍｍ程度進入した位置として、接着剤注入ノズル３２の機械的条件、つまり振れ止めなどの面から十分に対応でき、拡張排出工程での接着剤４０の内周側と外周側との拡がり具合の差に応じて選択設定すればよい。この選択設定する基準は、両基板１０、１０間の板面全体を接着剤４０を介して貼り合わせる場合でいうと、例えば、接着剤４０が両基板１０、１０間の内周側と外周側に同時に到達できるようにする位置である。これを満足することにより、拡張排出工程で接着剤４０を拡がらせるのに、接着剤４０が両基板１０、１０間の内周および外周に到達した時点で拡張排出操作を終えると、接着剤４０の初期吐出部４０ａは両基板１０、１０間外に確実に排出しておいて、他の部分での接着剤４０の排出を抑えて、接着剤４０を節減できる。もっとも、両基板１０、１０間全域に接着剤４０を確実に行き渡らせるためには両基板１０、１０の全周である程度の量の接着剤４０がはみ出る程度にするのは意味があり、円形以外の形状のものに特に有効である。
【００３９】
本実施の形態はＤＶＤを製造する場合のもので、接着剤４０は透明であることが好ましく、特に紫外線硬化型のものが適していてアクリル系のものなどがある。しかし、これに限られることはない。紫外線硬化型以外の放射線硬化型、熱硬化型接着剤などのほか、予め行った硬化操作、あるいは予め付与された化学的、物理的性質による自己硬化型接着剤なども利用できる。ペースト状である接着剤４０の粘度は１５０〜８００ＣＰＳ程度のものを用いて好適である。しかし、この範囲外のものでも仕様によっては採用できる。
【００４０】
両基板１０、１０の初期吐出工程および環状配置工程での間隙は、接着剤注入ノズル３２から吐出された接着剤４０が、両基板１０、１０に接触できる程度に狭い必要がある。接着剤４０は接着剤注入ノズル３２から吐出されたときにある程度膨らむし、吐出流量を調整することによってその膨らみを大きくすることもできる。しかし、接着剤４０の消費量を極力抑え、また、接着剤４０の層厚を所定の薄さに押し拡げる時間を短縮し、また、その間で生じるかもしれない両基板１０、１０の反りや変形、両基板１０、１０との間での接着剤４０への気泡ＢＢの混入と言ったことを極力防止する意味で、前記間隙は２ｍｍ以下程度に小さく設定するのが好適である。接着剤注入ノズル３２の進退が可能であればできるだけ狭いほうがよい。ＤＶＤを製造する場合の間隙のより好ましい範囲は１．４〜１．８ｍｍ程度であり、両基板１０、１０間に最終的に介在して残す接着剤４０の量は０．６〜０．７ｇ程度となる。このような実施例範囲での接着剤４０の一回の貼り合わせに用いた量は１．２ｇ程度で、従来例で述べたオーバーコート方式では接着剤の使用量が３．６ｇ程度であるのに比べて１／３に減少する。
【００４１】
環状配置のための両基板１０、１０の回転は、接着剤４０の両基板１０、１０への接触を保っての吐出量を満足できることを条件に高速回転でもよいが、基板１０の一回転で環状配置は終わるので、時間短縮上は特に高速にする必要はない。拡張排出工程の接着剤４０の拡張および初期吐出部４０ａの排出に際しての回転は、前記した回転による利点を活かすために高速であるのが好ましい。通常前記粘度の接着剤４０に対して１５００〜５０００ｒｐｍ程度として有効である。
【００４２】
しかし、場合によってはそれよりも低く設定することができるし、８０００ｒｐｍ程度まで高くすることもできる。
【００４３】
なお、接着剤４０の初期吐出位置から接着剤４０を環状配置するまでの接着剤注入ノズル３２の、両基板１０、１０との径方向の相対移動の開始時点から上記のように両基板１０、１０を回転させているが、これに限られることはなく、このような径方向の相対移動操作の終了時点で両基板１０、１０の回転を接着剤４０の環状部４０ｂを前記径方向に拡げ、また、初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出することを行うようにもできる。接着剤４０の環状配置工程の終了時点で吐出終了位置を図７に示すように、初期吐出位置近傍に戻すようにすると、吐出終了位置で接着剤４０の吐出を終えるとともに接着剤注入ノズル３２が接着剤４０の環状配置位置から初期吐出位置まで後退される動きの継続によって、両基板１０、１０を特に停止させなくても、接着剤注入ノズル３２が接着剤４０の初期吐出部４０ａに接してこれに付着してしまうようなことを回避しやすい。しかし、これに限られることはなく、接着剤４０の環状配置工程の終了時点で両基板１０、１０の回転と、接着剤４０の吐出とを停止した後、接着剤注入ノズル３２を後退させるようにしても、接着剤注入ノズル３２が接着剤４０の初期吐出部４０ａに接してこれが付着するようなことを防止できる。もっとも、接着剤４０の環状配置は、接着剤４０の吐出終了部４０ｃが初期吐出部４０ａ側に環状配置工程によって、あるいはその後の拡張排出工程で接触するときに、万が一気泡ＢＢが混入しやすいのであれば、本実施の形態の図７に示すように吐出終了部４０ｃが初期吐出部４０ａ近傍とって、拡張排出工程にて初期吐出部４０ａとともに両基板１０、１０間外に排出されるようにするのが好適である。
【００４４】
図１〜図１３に示す基板の貼り合わせ装置は、上記のような基板の貼り合わせ方法を実現するために、基板１０どうしを互いの板面を対向させて保持するとともに、各基板１０の間の間隙Ｈを変更できる基板保持手段１１３と、保持した各基板１０の間の間隙Ｈに挿入できる接着剤注入ノズル３２、この接着剤注入ノズル３２を両基板１０、１０の外周側から前記間隙Ｈに進退させるノズル進退機構１１４、接着剤注入ノズル３２から接着剤４０を吐出させる接着剤吐出機構１１５を備えた接着剤注入手段１１６と、基板保持手段１１３に保持された基板１０どうしを板面上でその中央部まわりに回転させる基板回転手段１１７と、基板保持手段１１３が保持した各基板１０の間を所定の間隙に設定する制御、この設定した間隙の基板１０間に接着剤注入ノズル３２を所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤４０を吐出させて両基板１０、１０に接触させた後、その接着剤注入ノズル３２による吐出位置を両基板１０、１０の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板１０、１０を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板１０、１０の間隙Ｈを狭めて環状配置された接着剤４０を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤４０の初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出するように、基板保持手段１１３、接着剤注入手段１１６のノズル進退機構１１４、接着剤吐出機構１１５、および基板回転手段１１７を関連制御する。マイクロコンピュータや他の制御回路を用いた制御手段１１８とを備えている。
【００４５】
これにより、貼り合わせる基板１０どうしを基板保持手段１１３で保持して、制御手段１１８の制御により各基板１０を所定の間隙Ｈに設定しておき、続く制御手段１１８の制御によってノズル進退機構１１４、接着剤吐出機構１１５、および基板回転手段１１７の関連制御して、この設定した間隙Ｈの基板１０間に接着剤注入ノズル３２を所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤４０を吐出させて両基板１０、１０に接触させた後、その接着剤注入ノズル３２による吐出位置を両基板１０、１０の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板１０、１０を板面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板１０、１０の間隙Ｈを狭めて環状配置された接着剤４０を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤４０の初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出させるので、基板１０、１０どうしの接着剤４０を介した上記特徴のある貼り合わせ方法を、予め設定したプログラムに従って、自動的に確実に達成することができる。
【００４６】
プログラムは制御手段１１８のハード回路の設計上設定されたものでもよいが、内部、あるいは外部の適当な記憶手段に記憶されたものに従って遂行されるものでもよい。制御方式は特に問わない。
【００４７】
基板回転手段１１７が基板保持手段１１３が保持した各基板１０、１０を同期回転させると、基板１０、１０どうしがずれたりしないので基板１０、１０どうしでは回転していないのと同じ状態となって、初期吐出工程および環状配置工程では、吐出される接着剤４０に特別な動きを与えず受け入れるし、拡張排出工程では、環状配置された接着剤４０を両基板１０、１０での押しつけと回転による遠心力だけで拡張していけるので、初期吐出時に混入することがある以外気泡が混入したりする欠陥を防止しやすい。
【００４８】
接着剤吐出機構１１５は、接着剤注入ノズル３２に通じた接着剤収容部３０と、接着剤収容部３０内の接着剤４０を接着剤注入ノズル３２に送りだす図１に示すようなピストン１２２あるいは定量吐出ポンプなどと、このピストン１２２などを動作させるモータ１２３などの適当な運動方式のアクチュエータとを備え、制御手段１１８が基板１０、１０の回転と接着剤注入ノズル３２の接着剤吐出後の進出とに対して、ピストン１２２などの送出し動作を同期させるように制御することで、接着剤４０の吐出開始および終了と、吐出中の吐出量とを、基板１０、１０の貼り合わせ動作の進行に合わせて適正に設定し、達成することができる。
【００４９】
この連動制御のために、接着剤吐出機構１１５のピストン１２２はモータ１２３に連結して回転駆動される作動軸１２２ａを有している。この作動軸１２２ａは一体に取り付けたねじ部材１２２ｂが固定ラック１２４に噛み合わされている。モータ１２３が作動軸１２２ａを正回転させるとねじ部材１２２ｂが正回転されて固定ラック１２４との噛み合いによって前方への推進力が与えられ、作動軸１２２ａを介してピストン１２２を前進させ、接着剤収容部３０内の接着剤４０を接着剤注入ノズル３２からモータ１２３の回転量に応じた定量注出させる。従って、モータ１２３が制御手段１１８によって基板１０、１０の回転と接着剤注入ノズル３２の接着剤吐出後の進出とに対応してモータ１２３を駆動することにより、基板１０、１０の回転と接着剤注入ノズル３２の接着剤吐出後の進出とに連動した接着剤４０の吐出量の制御が達成される。
【００５０】
基板保持手段１１３は図１に示すように、上下に対向して配置された一対の真空吸着盤２０、２０を有している。真空吸着盤２０は円形の厚板状をなし、互いの対向面に平坦で水平な吸着面２３が形成され、ステンレス鋼材など、表面が平滑で剛性のある材料で製作されている。図２に示すように吸着面２３には多数の吸着口２１が配置されている。図３に示すように吸着口２１は真空吸着盤２０の内部を通る吸引路２２につながる。上下に配置された真空吸着盤２０の中間位置には、接着剤注入ノズル３２が接着剤収容部３０、接着剤吐出機構１１５とともに、エアシリンダ１２５などによって水平方向に一体に進退駆動されるように配置されて、上記のような接着剤４０の吐出位置の制御が行われるようにしている。
【００５１】
図１に示すように、両真空吸着盤２０は、同心で上下に延びる回転軸２４、２５を備えている。上下の回転軸２４、２５はそれぞれ、支持部材７０、９０により回転できるように支持されている。回転軸２４、２５には支持部材７０、９０の上下方向の外側でプーリ６２、６２が連結されている。真空吸着盤２０の吸引路２２は、回転軸２４、２５の内部を通って回転軸２４、２５の端部から外部に出る真空パイプ１２３ａにつながり、真空パイプ１２３ａは図示しない真空ポンプなどの真空源に接続されて真空吸着盤２０の各吸着口２１に吸引力を及ぼす。
【００５２】
上下の支持部材７０、９０には、回転軸２４、２５と平行して上下一対の駆動軸６６、６７が回転できるように支持されている。下方側の支持部材７０には駆動軸６６、６７を回転できるように支持する支持筒７２を有している。支持筒７２の内部には、駆動軸６６、６７を繋ぐ継ぎ手機構７３が設けられている。継ぎ手機構７３は駆動軸６６から駆動軸６７へと回転力を伝達するが、駆動軸６７の軸方向への移動は許容する。このような機能を有する継ぎ手機構７３には、通常のスプライン継ぎ手などが用いられる。駆動軸６６は駆動モータ６０により回転駆動する。
【００５３】
駆動軸６６、６７には、回転軸２４、２５に設けられたプーリ６２、６２と対向する位置にそれぞれプーリ６２、６２が取り付けられている。駆動軸６６、６７のプーリ６２、６２と回転軸２４、２５のプーリ６２、６２との間にはそれぞれベルト６４、６４が掛け渡されており、駆動軸６６、６７の回転が回転軸２４、２５に伝達され、回転軸２４、２５に連結された真空吸着盤２０、２０が同期回転される。
【００５４】
支持筒７２の上端側方には昇降アクチュエータ７４が設けられている。昇降アクチュエータ７４はエアシリンダ機構や電磁シリンダ機構などにより、上端に有する作動軸７６を上下に昇降させる。作動軸７６の上端は、上方側の支持部材９０を支持しているコ字形枠８２に連結されている。支持部材９０はコ字形枠８２に対して水平方向に旋回できるように支持されている。昇降アクチュエータ７４を昇降作動させると、作動軸７６に連結されたコ字形枠８２および支持部材９０が上下に昇降され、支持部材９０に支持された駆動軸６７、回転軸２５、プーリ６２、ベルト６４および上方の真空吸着盤２０が昇降する。真空吸着盤２０の昇降位置に関わらず、駆動モータ６０の回転は上方の真空吸着盤２０に確実に伝達される。ここに、昇降アクチュエータ７４、その作動軸７６およびコ字形枠８２は、基板保持手段１１３における両基板１０、１０の間隙Ｈを自在に調節するための間隙調節機構をなし、上記初期吐出工程および拡張排出工程で必要な両基板１０、１０間の間隙Ｈの設定および間隙Ｈを狭めていく動作を達成する。しかし、このような機構は別のもので代替することができる。
【００５５】
コ字形枠８２の上部には旋回モータ８０が取付けられている。旋回モータ８０の下端に延びる旋回軸８４は駆動軸６７と同心上に配置されており、旋回軸８４の下端がコ字形をなす旋回部材８６に接続されている。旋回部材８６はプーリ６２を避けてプーリ６２の下にまわり込むように配置され、旋回部材８６の下端部が支持部材９０に固定されている。図２にも示したように、旋回モータ８０を回転させると、旋回軸８４、旋回部材８６および支持部材９０が水平面上で旋回し、上下に配置された真空吸着盤２０どうしが図４に示すように水平方向に位置ずれして対向し合わなくなり、双方に基板１０を図４に示すように吸着保持し、また、貼り合わせ後の板部材１２０を取り外すことができる。
【００５６】
なお、制御手段１１８は上記のような各機構を必要な状態に関連動作制御するのに、図１およびその説明で代表的に示した各駆動源ないしアクチュータ６０、８０、１２３、１２５などと制御ラインを接続している。具体的な結線構造の図示および説明は省略する。
【００５７】
使用する接着剤４０が紫外線硬化形のものであることに対応して、上方の回転軸２５の上に紫外線照射ランプ１００が配置され、接着剤４０による基板１０どうしの貼り合わせ終了時点で速やかに紫外線照射して接着剤４０の硬化操作を行う。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の基板の貼り合わせ方法およびその装置によれば、初期吐出工程で初期吐出された接着剤の気泡が混入することがある初期吐出部分を、接着剤の環状配置工程で環状配置された接着剤の環状部の最外周側に位置させておくことで、その後の拡張排出工程で両基板の間隙が狭められたときの接着剤の環状部の外周側への拡がりによって、前記初期吐出部を両基板の外周外に排出し、接着剤の初期吐出部に気泡が混入していてもこれを両基板外に持ち運んで両基板間から確実に排除するので、両基板を気泡の混入がない接着剤によって貼り合わせることができ、品質および歩留りが向上する。
【００５９】
特に、本発明の基板の貼り合わせ装置によれば、基板どうしの接着剤を介した上記特徴のある貼り合わせ方法を、予め設定したプログラムに従って、自動的に確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板の貼り合わせ方法およびそれを実現する基板の貼り合わせ装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の装置の基板保持手段の平面図である。
【図３】図１の装置の真空吸着盤の基板を吸着保持する手順の様子を示す一部を断面して見た側面図である。
【図４】図３の真空吸着盤に基板を吸着保持した状態を示す基板の一部を切除して見た平面図である。
【図５】図１の装置における両基板の間隙内への接着剤の初期吐出状態を示す一部を断面して見た側面図である。
【図６】図５の上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図７】接着剤の環状配置工程の終了時点を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図８】図７の環状配置された接着剤を断面して見た側面図である。
【図９】図８の状態から拡張排出工程を行っている途中の状態を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１０】拡張排出工程の最終状態を示す側面図である。
【図１１】拡張排出工程を終了した両基板および接着剤の状態を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１２】拡張排出工程後に接着剤を硬化操作する状態を示す側面図である。
【図１３】接着剤の硬化操作後に基板どうしを接着剤を介して貼り合わせた板部材を取り出す状態を示す側面図である。
【図１４】基板どうしを貼り合わせて製造されたＤＶＤの構造を示す断面図である。
【図１５】本出願人が先に提案した基板の貼り合わせ方法の接着剤の初期吐出工程を示す一部を断面して見た側面図である。
【図１６】図１５の上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１７】図１５の状態から接着剤の環状配置工程を終了した状態を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１８】図１７の接着剤を断面して見た側面図である。
【図１９】図１８の後の接着剤の拡張工程を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図２０】図１９の拡張工程で接着剤の一部排出を図った状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 基板
２０ 真空吸着盤
２１ 吸着口
２３ 吸着面
２４、２５ 回転軸
３０ 接着剤収容部
３２ 接着剤注入ノズル
３４ 吐出口
４０ 接着剤
４０ａ 初期吐出部
４０ｂ 環状部
４０ｃ 吐出終了部
６０ 駆動モータ
６２ プーリ
６４ ベルト
６６、６７ 駆動軸
７０、９０ 支持部材
７２ 支持筒
７３ 継ぎ手機構
７４ 昇降アクチュエータ
７６ 作動軸
８２ コ字形枠
１１３ 基板保持手段
１１４ ノズル進退機構
１１５ 接着剤吐出機構
１１６ 接着剤注入手段
１１７ 基板回転手段
１１８ 制御手段
Ｘ 中心軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は、円盤形やその他の形状の基板を貼り合わせて１つの板部材を得るための基板の貼り合わせ方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光を利用する情報記録媒体として近時、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＶｉｄｅｏＤｉｓｋ）が開発されている。通常のＣＤやＣＤ−ＲＯＭ、ＬＤなどに比べて、はるかに高密度に大量の情報を記録することができ、映画などの映像の高品質長時間記録やコンピュータデータの大量記憶に適しているとされている。
【０００３】
ＤＶＤディスクの構造として、２層貼り合わせ片面読取りディスクがある。具体的には、図１４に示す構造を有している。金属薄膜などからなる信号記録層１を透明樹脂からなるディスク本体２と保護膜３間に挟んで一体化された単体の基板Ａ、Ｂが、間に接着剤層Ｃを介して貼り合わされている。片面側からレーザ光Ｌを照射し、そのときの焦点位置を変えることで、２層の信号記録層１、１のうちの焦点を合わせた側から選択的に信号を読み取ることができる。
【０００４】
この構造では、信号記録層１が単層の場合に比べて２倍の記録容量があり、しかも、２つの信号記録層１、１からの信号の読み出しにはレーザ光Ｌを片面側からのみ照射すればよくディスクを裏返したり、ディスクの両面側に読取り機構を設けたりする必要がない。レーザ照射機構やディスクの取り扱い機構が簡単になる。
【０００５】
このようなＤＶＤディスクを製造するには、予め別個に製造された基板Ａ、Ｂを接着剤層Ｃを介して貼り合わせる工程および装置が必要である。
【０００６】
通常は、一方の基板の表面全体に比較的大量の接着剤を塗布しておき、その上に他方の基板を載せ、基板どうしを押しつけることで、接着剤による基板どうしの貼り合わせを果たしている。いわゆるオーバーコート方式である。接着剤を塗布した基板を高速で回転させることによって、接着剤を基板の表面全体に迅速かつ均一に拡げる方法も提案されている。
【０００７】
このような作業を行う基板の貼り合わせ装置は、一方の基板を把持して取り扱う機構、接着剤を基板に塗布する機構、基板どうしを押しつける機構を組合せて、あるいは、さらに基板を回転させる機構を組み合わせて構成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記片面読取り方式のＤＶＤディスクでは、片面側から照射されたレーザ光Ｌで、接着剤層Ｃを通して反対側の信号記録層１を読み取れるようにする必要がある。そのため、接着剤層Ｃの厚みが不均一であったり、気泡が混入していたり、信号記録層１を含むディスク全体の平面性が良くなかったりすると、信号の読取りが正確に行えなくなる。
【０００９】
ところが、基板Ａ、Ｂは厚さ数ｍｍ程度の薄いプラスチック材料であるので、比較的変形しやすい。基板Ａ、Ｂを取り扱う際に、接着面に触れないように外周縁だけを把持すると、薄い基板Ａ、Ｂが反ったり変形を起こしやすくなる。塗布した接着剤を拡げるために基板Ａ、Ｂを回転させると、この回転力によって基板Ａ、Ｂが変形を起こす可能性が増える。接着剤を挟んで基板Ａ、Ｂどうしを押しつけると、その際の加圧力で基板Ａ、Ｂが変形する可能性もある。このような反りや変形があると、基板Ａ、Ｂの間に接着剤を塗布したり、塗布した接着剤を拡げたりする際に、基板Ａ、Ｂの間に気泡が混入する可能性が高くなる。
【００１０】
このような問題は、ＤＶＤディスクに限らず、各種の基板どうしを接着剤を介して貼り合わせる場合にも起こり得る。
【００１１】
そこで、本出願人はこれらを解消すべく種々に実験を重ね研究しているが、その１つの結果を、図１５〜図２０に示すような基板の貼り合わせ方法として先に提案している。この方法は、図１５、図１６に示すように所定の間隙を保って支持した両基板１０、１０間に接着剤注入ノズル３２を挿入して、両基板１０、１０間のある位置に接着剤４０を初期吐出して両基板に接触させた後、図１７に示すように接着剤４０の吐出を続けながら両基板１０、１０を中心軸線Ｘまわりに回転させることにより、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って環状に配置する。これにより、接着剤４０は初期吐出されて両基板１０、１０に接触して以降、この接触状態を保ちながら両基板１０、１０間に環状に延びていき、接着剤４０と両基板１０、１０との間で接着剤４０に気泡を巻き込むのを防止できる。続いて、図１８に示すように接着剤注入ノズル３２を基板１０、１０間から退出させた後、両基板１０、１０の間隙を狭めるとともに図１９、図２０に示すように両基板１０、１０を高速回転させて接着剤４０を両基板１０、１０の対向し合う板面の全体に拡げる。これにより、両基板１０、１０間の接着剤４０は遠心力による拡がりはあるが、両基板１０、１０の間隙の狭まりによって両基板１０、１０との接触状態を保ちながら押し拡げられるので、この過程でも接着剤４０と両基板１０、１０との間で接着剤４０に気泡を巻き込むのを防止できる。
【００１２】
しかし、このような基板の貼り合わせ方法によっても、両基板１０、１０を貼り合わせた接着剤４０に少しの気泡が混入することがときとしてある。本発明者らの実験で、図１５〜図１７に示すように接着剤４０を両基板１０、１０間に初期吐出した位置で僅かな気泡ＢＢが混入しやすいことが判明した。これは、接着剤４０が両基板１０、１０に着座する際の微妙な衝撃や振動などによって気泡ＢＢが混入するものと思われる。
【００１３】
このような気泡ＢＢは接着剤４０を図１９、図２０に示すように両基板１０、１０の板面の全体に拡げていくときどのように挙動するか不確かである。初期吐出された接着剤４０は自身の表面張力により丸みを持ち、図１５に示すようにその中央位置で両基板１０、１０に着座してその部分に気泡ＢＢを巻き込むことが多いことから、接着剤４０が図１９に示すように拡げられていっても気泡ＢＢはその幅方向の中央位置にあってほとんど移動しないことも考えられる。本発明者らが行った接着剤４０の初期吐出部分に気泡ＢＢがある場合の実験で、接着剤４０を図１９のように拡げて行き、図２０に示すように過剰な接着剤４０を両基板１０、１０外に排出させる操作を行っても、気泡ＢＢは排出できず残ったままになることがある。
【００１４】
本発明者はさらなる実験と研究によって、接着剤４０を環状配置するのに、接着剤４０の初期吐出位置の設定によっては、初期吐出した接着剤４０と両基板１０、１０との間で接着剤４０に混入することがある気泡ＢＢは、環状配置した接着剤４０を拡げる工程で意図した方向に移動させることができ、これによって気泡ＢＢを確実に排除できることを知見した。
【００１５】
本発明の目的は、このような知見に基づき、基板どうしを貼り合わせた接着剤に気泡が混入してもこれが残らない基板の貼り合わせ方法およびその装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、本発明の基板の貼り合わせ方法は、基板どうしを接着剤を介して貼り合わせるのに、所定の間隙を保って支持した両基板間に接着剤を初期吐出して両基板に接触させる初期吐出工程と、接着剤の吐出を続けながら、接着剤の吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板と吐出位置との基板の面上でその中央部まわりに相対移動させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置する環状配置工程と、基板どうしの間隙を狭めて前記環状に配置した接着剤を両基板の間の間隙に拡げるとともに、少なくとも接着剤の最外周側に位置する初期吐出部分を両基板外に排出する拡張排出工程と、を含んで、基板を貼り合わせることを１つの特徴としている。
【００１７】
これにより、初期吐出工程で初期吐出された接着剤の初期吐出部分は、その後の環状配置工程で環状配置された接着剤の環状部の最外周側に位置する。この状態で拡張排出工程が行われて両基板間に環状配置された接着剤が両基板の間隙が狭められるのに伴い接着剤は幅方向に拡げられる。このとき、気泡が混入することのある初期吐出部は前記環状部に対し最外周側の位置にあることによって接着剤の幅方向の拡がりに伴い両基板の外周側に押しやられる。従って、接着剤の初期吐出部は少なくとも、それよりも内周側で環状配置された接着剤の環状部がその拡がりによって両基板の外周位置に達した時点では、両基板の外周外に排出され、気泡が混入していてもこれを両基板外に持ち運んで両基板間から確実に排除するので、両基板を気泡の混入がない接着剤によって貼り合わせることができ、品質および歩留りが向上する。しかも、両基板外に排出されるのは初期吐出部などの限られた一部でよいので、接着剤の無駄な消費は抑えられる。
【００１８】
環状配置工程の両基板と接着剤の吐出位置との基板の面上での中央部まわりの相対移動は、両基板を回転させることで簡単に達成されるが、場合によっては吐出位置の側を旋回させることができるし、それらを複合して行うこともできる。
【００１９】
両基板はその面上の中心を通る軸線まわりに回転させるのが円形でないものも含め振れや振動を抑えて貼り合わせを気泡などの欠陥なしに首尾よく達成するのに有利である。
【００２０】
拡張排出工程で、少なくとも接着剤の初期吐出部分を両基板外に排出させる操作に併せ両基板を板面上でその中央部まわりに高速回転させることで、接着剤に回転による遠心力を与えて接着剤の環状部の外周側への拡がりと初期吐出部分の両基板外への排出を促進することができるし、両基板の回転速度や接着剤の粘度の選択などによっては、排出した接着剤を振り切って貼り合わせた板部材から自動的に排除することができる。両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤を拡げる操作の初期から両基板を回転させることにより接着剤の環状部の外周側への拡がりを遠心力によって迅速かつスムーズにするので、拡張排出工程の時間短縮を図るとともに、接着剤を拡がらせる段階での気泡などの欠陥が生じるのを防止しやすくなる。
【００２１】
このような貼り合わせに用いる接着剤は一般にペースト状のものであり、両基板の貼り合わせはその間隙に拡がらせた接着剤が硬化することで完了する。この硬化を適時に、また早期に行うために、人為的な硬化操作を行う工程を含むのが好適である。硬化操作は接着剤による上記貼り合わせ後に加熱や光照射などによって行える。場合によっては接着剤による貼り合わせ終了時点で接着剤が硬化するように前もって硬化操作しておくこともできる。接着剤の両基板の外周外への排出などによって、両基板の外周部にはみ出して付着することのある接着剤については、接着剤の硬化前に除去してもよいし、硬化後に機械加工などによって除去してもよい。接着剤の吐出は基板どうしの間に外周部から挿入した接着剤注入ノズルによって達成でき、両基板との中央部まわりの相対移動およびこれに併せた、あるいは独立した吐出位置の外周側から内周側への移動も自由に行える。基板どうしは、対向し合う板面をほぼ平行にして取り扱うと、両基板の平行性を保って貼り合わせることができ、貼り合わせる各基板の双方に情報記録層がありこれを片側から光によって読むのに距離や屈折など読取り条件の変動がなく正確に読みだせると言った利点がある。
【００２２】
本発明の、上記のような基板の貼り合わせ方法を実現する基板の貼り合わせ装置は、基板どうしを互いの板面を対向させて保持するとともに、各基板の間の間隙を変更できる基板保持手段と、基板の間の間隙に挿入できる接着剤注入ノズルと、この接着剤注入ノズルを基板の外周側から前記間隙に進退させるノズル進退機構と、接着剤注入ノズルから接着剤を吐出させる接着剤吐出機構とを備えた接着剤注入手段と、基板保持手段に保持された基板どうしを板面上でその中央部まわりに回転させる基板回転手段と、基板保持手段が保持した各基板の間を所定の間隙に設定する制御、この設定した間隙の基板間に接着剤注入ノズルを所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤を吐出させて両基板に接触させた後、その接着剤注入ノズルによる吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤の初期吐出部を両基板外に排出するように、基板保持手段、接着剤注入手段のノズル進退機構、接着剤吐出機構、および基板回転手段を関連制御する、制御手段と、を備えたことを１つの特徴としている。
【００２３】
これにより、貼り合わせる基板どうしを基板保持手段で保持して、制御手段の制御により各基板を所定の間隙に設定しておき、続く制御手段の制御によって、接着剤注入手段のノズル進退機構、接着剤吐出機構、基板保持手段、および基板回転手段を関連動作させて、前記設定した間隙の基板間に接着剤注入ノズルを所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤を吐出させて両基板に接触させた後、その接着剤注入ノズルによる吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤の環状部を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤の初期吐出部を両基板外に排出させるので、基板どうしの接着剤を介した上記特徴のある貼り合わせ方法を、予め設定したプログラムに従って、自動的に確実に達成することができる。
【００２４】
基板回転手段は基板保持手段が保持した各基板を同期回転させると、基板どうしがずれたりしないので基板どうしでは回転していないのと同じ状態となって、初期吐出工程および環状配置工程では、吐出される接着剤に特別な動きを与えず受け入れるし、拡張排出工程では、環状配置された接着剤を両基板での押しつけと回転による遠心力だけで拡張していけるので、初期吐出時に混入することがある以外気泡が混入したりする欠陥を防止しやすい。
【００２５】
接着剤吐出機構が、接着剤注入ノズルに通じた接着剤収容部と、接着剤収容部内の接着剤を接着剤注入ノズルに送りだす送出し手段と、この送出し手段を動作させるアクチュエータとを備え、制御手段が基板の回転と接着剤注入ノズルの接着剤吐出後の進出とに対して、送出し手段の送出し動作を同期させるように制御することで、接着剤の吐出開始および終了と、吐出中の吐出量とを、基板の貼り合わせ動作の進行に合わせて適正に設定し、達成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の基板の貼り合わせ方法およびその装置に係る代表的な実施の形態について、図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施の形態の基板の貼り合わせ方法およびその装置は、前記した図１４に示すようなＤＶＤを製造する場合の一例である。本実施の形態の基板の貼り合わせ方法は、図１３に示すように基板１０どうしを接着剤４０を介して貼り合わせるのに、基本的に以下のような工程で行う。図１〜図１３に示す本実施の形態の基板の貼り合わせ装置を参照しながら説明すると、図５に示すように所定の間隙を保って支持した両基板１０、１０間に、接着剤４０を図５および図６に示すように初期吐出して両基板１０、１０に接触させる初期吐出工程と、接着剤４０の吐出を続けながら、接着剤４０の吐出位置を図７の実線で示す初期吐出位置から仮想線で示す接着剤４０の環状配置位置まで両基板の間の外周側から内周側に所定量Ｓだけ初期相対移動させるとともに、これに伴って両基板１０、１０と吐出位置との基板１０の面上でその中央部まわりに相対移動させることによって、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って図７、図８に示すように環状に配置する環状配置工程と、基板１０どうしの前記間隙Ｈを狭めて前記環状に配置した接着剤４０を図９、図１０に示すように両基板１０、１０の間の間隙Ｓ内に拡げるとともに、少なくとも接着剤４０の環状部４０ｂの最外周側に位置する初期吐出部分４０ａを両基板１０、１０外に排出する拡張排出工程と、を含んで、基板１０どうしを貼り合わせる。
【００２８】
環状配置工程の両基板１０、１０と接着剤４０の吐出位置との基板１０の面上での中央部まわりの相対移動は、両基板１０、１０を回転させることで簡単に達成されるが、場合によっては吐出位置の側を旋回させることができるし、それらを複合して行うこともできる。吐出位置は接着剤４０を吐出させる接着剤注入ノズル３２などの吐出口３４の位置と等価であり、この位置を制御すればよい。
【００２９】
基板１０どうしの貼り合わせに用いる接着剤４０は一般にペースト状のものであり、両基板１０、１０の貼り合わせはその間隙に拡がらせた接着剤４０が硬化することで完了する。そこで、この硬化を適時に、また早期に行うために、人為的な硬化操作を行う工程を含むのが好適である。硬化操作は接着剤４０による上記貼り合わせ後に加熱や光照射などによって行える。場合によっては接着剤４０による貼り合わせ終了時点で接着剤４０が硬化するように前もって硬化操作しておくこともできる。
【００３０】
上記の図５、図６に示す初期吐出工程で初期吐出された接着剤４０の初期吐出部分４０ａは、その後の図７、図８に示す環状配置工程で環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂの最外周側に位置する。この状態で図９、図１０に示す拡張排出工程が行われて両基板１０、１０間に環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂが、両基板１０、１０の間隙が狭められるのに伴い図９、図１０に示すように幅方向に拡げられる。このとき、気泡ＢＢが混入することのある初期吐出部４０ａは前記したように最外周位置にあることによって接着剤４０の幅方向の拡がりに伴い図９に示すように両基板１０、１０の外周側に押しやられる。このため接着剤４０の初期吐出部４０ａは、少なくとも、それよりも内周側で環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂがその拡がりによって図１０に示すように両基板１０、１０の外周位置に達した時点では、両基板１０、１０の外周外に、図１０に示すように排出され、気泡ＢＢが混入していてもこれを両基板１０、１０外に持ち運んで両基板１０、１０間から確実に排除する。従って、両基板１０、１０を気泡ＢＢの混入がない接着剤４０によって貼り合わせることができ、品質および歩留りが向上する。
【００３１】
両基板１０、１０はその板面上の中心を通る軸線Ｘまわりに回転させるのが円形以外のものを含め、振れや振動を抑えて貼り合わせに際して接着剤４０の初期吐出時以外で気泡などの欠陥を生じさせないで首尾よく達成するのに有利である。
【００３２】
本実施の形態ではまた、拡張排出工程で、少なくとも接着剤４０の初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出させる操作に併せ両基板１０、１０を板面上でその中央部まわりに高速回転させる。これにより、接着剤４０に回転による遠心力を与えて接着剤４０の環状部４０ｂの外周側への拡がり、および初期吐出部４０ａの両基板１０、１０外への排出を促進することができるし、両基板１０、１０の回転速度や接着剤４０の粘度の選択などによっては、排出した接着剤４０を図１０に示すような液滴やミストとして振り切り、両基板１０、１０を貼り合わせたＤＶＤである板部材１２０などから自動的に切り離して排除することができる。このように、液滴やミストとして排出した接着剤４０の初期吐出部４０ａなどは、例えば図１０に示したようなフード１１１を通じて吸引経路１１２へ吸引排除することにより、接着剤４０がまわりに飛散するようなことに対応することができる。
【００３３】
フード１１１に接着剤注入ノズル３２の進退を案内するガイド１１２を設ければ、接着剤注入ノズル３２を振れなどなく安定して進退させることができ、両基板１０、１０間の間隙Ｈをより狭くしてもそれらと接触しないで接着剤注入ノズル３２を進退させられる利点がある。
【００３４】
両基板１０、１０の間隙を狭めて環状配置された接着剤４０の環状部４０ｂを拡げる操作の初期から両基板１０、１０を回転させることにより接着剤４０の環状部４０ｂの外周側への拡がりを遠心力によって迅速かつスムーズにするので、拡張排出工程の時間短縮を図るとともに、接着剤４０を拡がらせる段階で気泡などの欠陥が生じるのをさらに防止しやすくなる。
【００３５】
接着剤４０の両基板１０、１０の外周外への排出などによって、両基板１０、１０の外周部にはみ出して付着することのある接着剤４０については、接着剤４０の硬化前に除去してもよいし、硬化後に機械加工などによって除去してもよい。接着剤４０の吐出は図５〜図７に示すように両基板１０、１０の間に外周部から挿入した接着剤注入ノズル３２によって達成でき、両基板１０、１０との中央部まわりの相対移動およびこれに併せた、あるいは独立した吐出位置の外周側から内周側への移動も自由に行える。
【００３６】
もっとも、両基板１０、１０からはみ出して付着することのある接着剤４０をこれの硬化後に機械加工により除去するような場合は特に、両基板１０、１０の間隙Ｈの接着剤４０を環状に配置した環状部４０ｂよりも内周側の初期吐出部４０ａができるように、接着剤注入ノズル３２の吐出口３４を両基板１０、１０の内周側から接着剤４０の環状配置位置まで外周側に相対移動させて後、接着剤４０の環状配置工程を実施し、両基板１０、１０の間隙Ｈを狭めて環状部４０ｂを幅方向に拡げて行く操作のときに、初期吐出部４０ａが両基板１０、１０の内周側に設けた孔などに排出されるようにしても、この排出される初期吐出部４０ａの量を、基板保持手段１１３の真空吸着盤２０など他に付着して問題とならない程度に抑えながら、接着剤４０の硬化後に排出された初期吐出部４０ａを機械的に除去すればよい。このようにすると、接着剤４０の環状配置工程終了時点で接着剤注入ノズル３２が初期吐出部４０ａと接触しやすく接着剤４０が付着しやすいという問題が容易に解消できる。
【００３７】
基板１０、１０どうしは、対向し合う板面をほぼ平行にして取り扱うと、両基板１０、１０の平行性を保って貼り合わせることができ、貼り合わせる各基板１０の双方に図１４に示すように信号記録層１がありこれを片側から光Ｌによって読むのに距離や屈折などの光学的な読取り条件の変動がなく正確に読みだせると言った利点がある。両基板１０、１０は通常、その板面が水平になるように取り扱われて、接着剤４０の重力による移動を抑えやすくするが、特にこれに限られることはない。両基板１０、１０を例えば傾斜した状態に保持して取り扱われても、接着剤４０の粘度や両基板１０、１０間の間隙の大きさによっては、重力の影響を受けないこともある。
【００３８】
ここで、実施例について述べると、製造するＤＶＤのための基板１０は中心に孔を有した円板状をなし、例えばポリカーボネート樹脂などからなり、厚みが０．６ｍｍ程度、外形は約１２ｍｍ程度である。接着剤４０の初期吐出位置は基板１０の外周から５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定すると、拡張排出工程における初期吐出部４０ａの両基板１０、１０間外への排出に好適である。拡張排出工程での接着剤４０を環状配置する位置は、前記初期吐出位置から、基板１０の内周側にさらに２０ｍｍ〜３５ｍｍ程度進入した位置として、接着剤注入ノズル３２の機械的条件、つまり振れ止めなどの面から十分に対応でき、拡張排出工程での接着剤４０の内周側と外周側との拡がり具合の差に応じて選択設定すればよい。この選択設定する基準は、両基板１０、１０間の板面全体を接着剤４０を介して貼り合わせる場合でいうと、例えば、接着剤４０が両基板１０、１０間の内周側と外周側に同時に到達できるようにする位置である。これを満足することにより、拡張排出工程で接着剤４０を拡がらせるのに、接着剤４０が両基板１０、１０間の内周および外周に到達した時点で拡張排出操作を終えると、接着剤４０の初期吐出部４０ａは両基板１０、１０間外に確実に排出しておいて、他の部分での接着剤４０の排出を抑えて、接着剤４０を節減できる。もっとも、両基板１０、１０間全域に接着剤４０を確実に行き渡らせるためには両基板１０、１０の全周である程度の量の接着剤４０がはみ出る程度にするのは意味があり、円形以外の形状のものに特に有効である。
【００３９】
本実施の形態はＤＶＤを製造する場合のもので、接着剤４０は透明であることが好ましく、特に紫外線硬化型のものが適していてアクリル系のものなどがある。しかし、これに限られることはない。紫外線硬化型以外の放射線硬化型、熱硬化型接着剤などのほか、予め行った硬化操作、あるいは予め付与された化学的、物理的性質による自己硬化型接着剤なども利用できる。ペースト状である接着剤４０の粘度は１５０〜８００ＣＰＳ程度のものを用いて好適である。しかし、この範囲外のものでも仕様によっては採用できる。
【００４０】
両基板１０、１０の初期吐出工程および環状配置工程での間隙は、接着剤注入ノズル３２から吐出された接着剤４０が、両基板１０、１０に接触できる程度に狭い必要がある。接着剤４０は接着剤注入ノズル３２から吐出されたときにある程度膨らむし、吐出流量を調整することによってその膨らみを大きくすることもできる。しかし、接着剤４０の消費量を極力抑え、また、接着剤４０の層厚を所定の薄さに押し拡げる時間を短縮し、また、その間で生じるかもしれない両基板１０、１０の反りや変形、両基板１０、１０との間での接着剤４０への気泡ＢＢの混入と言ったことを極力防止する意味で、前記間隙は２ｍｍ以下程度に小さく設定するのが好適である。接着剤注入ノズル３２の進退が可能であればできるだけ狭いほうがよい。ＤＶＤを製造する場合の間隙のより好ましい範囲は１．４〜１．８ｍｍ程度であり、両基板１０、１０間に最終的に介在して残す接着剤４０の量は０．６〜０．７ｇ程度となる。このような実施例範囲での接着剤４０の一回の貼り合わせに用いた量は１．２ｇ程度で、従来例で述べたオーバーコート方式では接着剤の使用量が３．６ｇ程度であるのに比べて１／３に減少する。
【００４１】
環状配置のための両基板１０、１０の回転は、接着剤４０の両基板１０、１０への接触を保っての吐出量を満足できることを条件に高速回転でもよいが、基板１０の一回転で環状配置は終わるので、時間短縮上は特に高速にする必要はない。拡張排出工程の接着剤４０の拡張および初期吐出部４０ａの排出に際しての回転は、前記した回転による利点を活かすために高速であるのが好ましい。通常前記粘度の接着剤４０に対して１５００〜５０００ｒｐｍ程度として有効である。
【００４２】
しかし、場合によってはそれよりも低く設定することができるし、８０００ｒｐｍ程度まで高くすることもできる。
【００４３】
なお、接着剤４０の初期吐出位置から接着剤４０を環状配置するまでの接着剤注入ノズル３２の、両基板１０、１０との径方向の相対移動の開始時点から上記のように両基板１０、１０を回転させているが、これに限られることはなく、このような径方向の相対移動操作の終了時点で両基板１０、１０の回転を接着剤４０の環状部４０ｂを前記径方向に拡げ、また、初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出することを行うようにもできる。接着剤４０の環状配置工程の終了時点で吐出終了位置を図７に示すように、初期吐出位置近傍に戻すようにすると、吐出終了位置で接着剤４０の吐出を終えるとともに接着剤注入ノズル３２が接着剤４０の環状配置位置から初期吐出位置まで後退される動きの継続によって、両基板１０、１０を特に停止させなくても、接着剤注入ノズル３２が接着剤４０の初期吐出部４０ａに接してこれに付着してしまうようなことを回避しやすい。しかし、これに限られることはなく、接着剤４０の環状配置工程の終了時点で両基板１０、１０の回転と、接着剤４０の吐出とを停止した後、接着剤注入ノズル３２を後退させるようにしても、接着剤注入ノズル３２が接着剤４０の初期吐出部４０ａに接してこれが付着するようなことを防止できる。もっとも、接着剤４０の環状配置は、接着剤４０の吐出終了部４０ｃが初期吐出部４０ａ側に環状配置工程によって、あるいはその後の拡張排出工程で接触するときに、万が一気泡ＢＢが混入しやすいのであれば、本実施の形態の図７に示すように吐出終了部４０ｃが初期吐出部４０ａ近傍とって、拡張排出工程にて初期吐出部４０ａとともに両基板１０、１０間外に排出されるようにするのが好適である。
【００４４】
図１〜図１３に示す基板の貼り合わせ装置は、上記のような基板の貼り合わせ方法を実現するために、基板１０どうしを互いの板面を対向させて保持するとともに、各基板１０の間の間隙Ｈを変更できる基板保持手段１１３と、保持した各基板１０の間の間隙Ｈに挿入できる接着剤注入ノズル３２、この接着剤注入ノズル３２を両基板１０、１０の外周側から前記間隙Ｈに進退させるノズル進退機構１１４、接着剤注入ノズル３２から接着剤４０を吐出させる接着剤吐出機構１１５を備えた接着剤注入手段１１６と、基板保持手段１１３に保持された基板１０どうしを板面上でその中央部まわりに回転させる基板回転手段１１７と、基板保持手段１１３が保持した各基板１０の間を所定の間隙に設定する制御、この設定した間隙の基板１０間に接着剤注入ノズル３２を所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤４０を吐出させて両基板１０、１０に接触させた後、その接着剤注入ノズル３２による吐出位置を両基板１０、１０の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板１０、１０を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板１０、１０の間隙Ｈを狭めて環状配置された接着剤４０を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤４０の初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出するように、基板保持手段１１３、接着剤注入手段１１６のノズル進退機構１１４、接着剤吐出機構１１５、および基板回転手段１１７を関連制御する。マイクロコンピュータや他の制御回路を用いた制御手段１１８とを備えている。
【００４５】
これにより、貼り合わせる基板１０どうしを基板保持手段１１３で保持して、制御手段１１８の制御により各基板１０を所定の間隙Ｈに設定しておき、続く制御手段１１８の制御によってノズル進退機構１１４、接着剤吐出機構１１５、および基板回転手段１１７の関連制御して、この設定した間隙Ｈの基板１０間に接着剤注入ノズル３２を所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤４０を吐出させて両基板１０、１０に接触させた後、その接着剤注入ノズル３２による吐出位置を両基板１０、１０の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板１０、１０を板面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤４０を両基板１０、１０の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板１０、１０の間隙Ｈを狭めて環状配置された接着剤４０を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤４０の初期吐出部４０ａを両基板１０、１０外に排出させるので、基板１０、１０どうしの接着剤４０を介した上記特徴のある貼り合わせ方法を、予め設定したプログラムに従って、自動的に確実に達成することができる。
【００４６】
プログラムは制御手段１１８のハード回路の設計上設定されたものでもよいが、内部、あるいは外部の適当な記憶手段に記憶されたものに従って遂行されるものでもよい。制御方式は特に問わない。
【００４７】
基板回転手段１１７が基板保持手段１１３が保持した各基板１０、１０を同期回転させると、基板１０、１０どうしがずれたりしないので基板１０、１０どうしでは回転していないのと同じ状態となって、初期吐出工程および環状配置工程では、吐出される接着剤４０に特別な動きを与えず受け入れるし、拡張排出工程では、環状配置された接着剤４０を両基板１０、１０での押しつけと回転による遠心力だけで拡張していけるので、初期吐出時に混入することがある以外気泡が混入したりする欠陥を防止しやすい。
【００４８】
接着剤吐出機構１１５は、接着剤注入ノズル３２に通じた接着剤収容部３０と、接着剤収容部３０内の接着剤４０を接着剤注入ノズル３２に送りだす図１に示すようなピストン１２２あるいは定量吐出ポンプなどと、このピストン１２２などを動作させるモータ１２３などの適当な運動方式のアクチュエータとを備え、制御手段１１８が基板１０、１０の回転と接着剤注入ノズル３２の接着剤吐出後の進出とに対して、ピストン１２２などの送出し動作を同期させるように制御することで、接着剤４０の吐出開始および終了と、吐出中の吐出量とを、基板１０、１０の貼り合わせ動作の進行に合わせて適正に設定し、達成することができる。
【００４９】
この連動制御のために、接着剤吐出機構１１５のピストン１２２はモータ１２３に連結して回転駆動される作動軸１２２ａを有している。この作動軸１２２ａは一体に取り付けたねじ部材１２２ｂが固定ラック１２４に噛み合わされている。モータ１２３が作動軸１２２ａを正回転させるとねじ部材１２２ｂが正回転されて固定ラック１２４との噛み合いによって前方への推進力が与えられ、作動軸１２２ａを介してピストン１２２を前進させ、接着剤収容部３０内の接着剤４０を接着剤注入ノズル３２からモータ１２３の回転量に応じた定量注出させる。従って、モータ１２３が制御手段１１８によって基板１０、１０の回転と接着剤注入ノズル３２の接着剤吐出後の進出とに対応してモータ１２３を駆動することにより、基板１０、１０の回転と接着剤注入ノズル３２の接着剤吐出後の進出とに連動した接着剤４０の吐出量の制御が達成される。
【００５０】
基板保持手段１１３は図１に示すように、上下に対向して配置された一対の真空吸着盤２０、２０を有している。真空吸着盤２０は円形の厚板状をなし、互いの対向面に平坦で水平な吸着面２３が形成され、ステンレス鋼材など、表面が平滑で剛性のある材料で製作されている。図２に示すように吸着面２３には多数の吸着口２１が配置されている。図３に示すように吸着口２１は真空吸着盤２０の内部を通る吸引路２２につながる。上下に配置された真空吸着盤２０の中間位置には、接着剤注入ノズル３２が接着剤収容部３０、接着剤吐出機構１１５とともに、エアシリンダ１２５などによって水平方向に一体に進退駆動されるように配置されて、上記のような接着剤４０の吐出位置の制御が行われるようにしている。
【００５１】
図１に示すように、両真空吸着盤２０は、同心で上下に延びる回転軸２４、２５を備えている。上下の回転軸２４、２５はそれぞれ、支持部材７０、９０により回転できるように支持されている。回転軸２４、２５には支持部材７０、９０の上下方向の外側でプーリ６２、６２が連結されている。真空吸着盤２０の吸引路２２は、回転軸２４、２５の内部を通って回転軸２４、２５の端部から外部に出る真空パイプ１２３ａにつながり、真空パイプ１２３ａは図示しない真空ポンプなどの真空源に接続されて真空吸着盤２０の各吸着口２１に吸引力を及ぼす。
【００５２】
上下の支持部材７０、９０には、回転軸２４、２５と平行して上下一対の駆動軸６６、６７が回転できるように支持されている。下方側の支持部材７０には駆動軸６６、６７を回転できるように支持する支持筒７２を有している。支持筒７２の内部には、駆動軸６６、６７を繋ぐ継ぎ手機構７３が設けられている。継ぎ手機構７３は駆動軸６６から駆動軸６７へと回転力を伝達するが、駆動軸６７の軸方向への移動は許容する。このような機能を有する継ぎ手機構７３には、通常のスプライン継ぎ手などが用いられる。駆動軸６６は駆動モータ６０により回転駆動する。
【００５３】
駆動軸６６、６７には、回転軸２４、２５に設けられたプーリ６２、６２と対向する位置にそれぞれプーリ６２、６２が取り付けられている。駆動軸６６、６７のプーリ６２、６２と回転軸２４、２５のプーリ６２、６２との間にはそれぞれベルト６４、６４が掛け渡されており、駆動軸６６、６７の回転が回転軸２４、２５に伝達され、回転軸２４、２５に連結された真空吸着盤２０、２０が同期回転される。
【００５４】
支持筒７２の上端側方には昇降アクチュエータ７４が設けられている。昇降アクチュエータ７４はエアシリンダ機構や電磁シリンダ機構などにより、上端に有する作動軸７６を上下に昇降させる。作動軸７６の上端は、上方側の支持部材９０を支持しているコ字形枠８２に連結されている。支持部材９０はコ字形枠８２に対して水平方向に旋回できるように支持されている。昇降アクチュエータ７４を昇降作動させると、作動軸７６に連結されたコ字形枠８２および支持部材９０が上下に昇降され、支持部材９０に支持された駆動軸６７、回転軸２５、プーリ６２、ベルト６４および上方の真空吸着盤２０が昇降する。真空吸着盤２０の昇降位置に関わらず、駆動モータ６０の回転は上方の真空吸着盤２０に確実に伝達される。ここに、昇降アクチュエータ７４、その作動軸７６およびコ字形枠８２は、基板保持手段１１３における両基板１０、１０の間隙Ｈを自在に調節するための間隙調節機構をなし、上記初期吐出工程および拡張排出工程で必要な両基板１０、１０間の間隙Ｈの設定および間隙Ｈを狭めていく動作を達成する。しかし、このような機構は別のもので代替することができる。
【００５５】
コ字形枠８２の上部には旋回モータ８０が取付けられている。旋回モータ８０の下端に延びる旋回軸８４は駆動軸６７と同心上に配置されており、旋回軸８４の下端がコ字形をなす旋回部材８６に接続されている。旋回部材８６はプーリ６２を避けてプーリ６２の下にまわり込むように配置され、旋回部材８６の下端部が支持部材９０に固定されている。図２にも示したように、旋回モータ８０を回転させると、旋回軸８４、旋回部材８６および支持部材９０が水平面上で旋回し、上下に配置された真空吸着盤２０どうしが図４に示すように水平方向に位置ずれして対向し合わなくなり、双方に基板１０を図４に示すように吸着保持し、また、貼り合わせ後の板部材１２０を取り外すことができる。
【００５６】
なお、制御手段１１８は上記のような各機構を必要な状態に関連動作制御するのに、図１およびその説明で代表的に示した各駆動源ないしアクチュータ６０、８０、１２３、１２５などと制御ラインを接続している。具体的な結線構造の図示および説明は省略する。
【００５７】
使用する接着剤４０が紫外線硬化形のものであることに対応して、上方の回転軸２５の上に紫外線照射ランプ１００が配置され、接着剤４０による基板１０どうしの貼り合わせ終了時点で速やかに紫外線照射して接着剤４０の硬化操作を行う。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の基板の貼り合わせ方法およびその装置によれば、初期吐出工程で初期吐出された接着剤の気泡が混入することがある初期吐出部分を、接着剤の環状配置工程で環状配置された接着剤の環状部の最外周側に位置させておくことで、その後の拡張排出工程で両基板の間隙が狭められたときの接着剤の環状部の外周側への拡がりによって、前記初期吐出部を両基板の外周外に排出し、接着剤の初期吐出部に気泡が混入していてもこれを両基板外に持ち運んで両基板間から確実に排除するので、両基板を気泡の混入がない接着剤によって貼り合わせることができ、品質および歩留りが向上する。
【００５９】
特に、本発明の基板の貼り合わせ装置によれば、基板どうしの接着剤を介した上記特徴のある貼り合わせ方法を、予め設定したプログラムに従って、自動的に確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板の貼り合わせ方法およびそれを実現する基板の貼り合わせ装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の装置の基板保持手段の平面図である。
【図３】図１の装置の真空吸着盤の基板を吸着保持する手順の様子を示す一部を断面して見た側面図である。
【図４】図３の真空吸着盤に基板を吸着保持した状態を示す基板の一部を切除して見た平面図である。
【図５】図１の装置における両基板の間隙内への接着剤の初期吐出状態を示す一部を断面して見た側面図である。
【図６】図５の上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図７】接着剤の環状配置工程の終了時点を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図８】図７の環状配置された接着剤を断面して見た側面図である。
【図９】図８の状態から拡張排出工程を行っている途中の状態を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１０】拡張排出工程の最終状態を示す側面図である。
【図１１】拡張排出工程を終了した両基板および接着剤の状態を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１２】拡張排出工程後に接着剤を硬化操作する状態を示す側面図である。
【図１３】接着剤の硬化操作後に基板どうしを接着剤を介して貼り合わせた板部材を取り出す状態を示す側面図である。
【図１４】基板どうしを貼り合わせて製造されたＤＶＤの構造を示す断面図である。
【図１５】本出願人が先に提案した基板の貼り合わせ方法の接着剤の初期吐出工程を示す一部を断面して見た側面図である。
【図１６】図１５の上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１７】図１５の状態から接着剤の環状配置工程を終了した状態を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図１８】図１７の接着剤を断面して見た側面図である。
【図１９】図１８の後の接着剤の拡張工程を示す上方の基板および真空吸着盤の一部を切除して見た平面図である。
【図２０】図１９の拡張工程で接着剤の一部排出を図った状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 基板
２０ 真空吸着盤
２１ 吸着口
２３ 吸着面
２４、２５ 回転軸
３０ 接着剤収容部
３２ 接着剤注入ノズル
３４ 吐出口
４０ 接着剤
４０ａ 初期吐出部
４０ｂ 環状部
４０ｃ 吐出終了部
６０ 駆動モータ
６２ プーリ
６４ ベルト
６６、６７ 駆動軸
７０、９０ 支持部材
７２ 支持筒
７３ 継ぎ手機構
７４ 昇降アクチュエータ
７６ 作動軸
８２ コ字形枠
１１３ 基板保持手段
１１４ ノズル進退機構
１１５ 接着剤吐出機構
１１６ 接着剤注入手段
１１７ 基板回転手段
１１８ 制御手段
Ｘ 中心軸線
Claims (10)
- 基板どうしを接着剤を介して貼り合わせる方法であって、
所定の間隙を保って支持した両基板間に接着剤を初期吐出して両基板に接触させる初期吐出工程と、接着剤の吐出を続けながら、接着剤の吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板と吐出位置との基板の面上でその中央部まわりに相対移動させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置する環状配置工程と、基板どうしの間隙を狭めて前記環状に配置した接着剤を両基板の間の間隙に拡げるとともに、少なくとも接着剤の最外周側に位置する初期吐出部分を両基板外に排出する拡張排出工程と、
を含むことを特徴とする基板の貼り合わせ方法。 - 拡張排出工程において接着剤の初期吐出部分を両基板外に排出させる操作に併せ両基板を板面上でその中央部まわりに高速回転させる請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
- 拡張排出工程は両基板を板面上でその中央部まわりに回転させて行う請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
- 拡張排出工程において少なくとも接着剤の初期吐出部分を両基板外に排出する操作に併せ、両基板のまわりの雰囲気を吸引排除する請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板の貼り合わせ方法。
- 接着剤はペースト状のものであり、これを拡張排出工程終了とともに、あるいはその後に硬化させる硬化工程を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板の貼り合わせ方法。
- 接着剤の吐出は基板どうしの間に外周部から挿入した接着剤注入ノズルによって行う請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板の貼り合わせ方法。
- 基板どうしは、対向し合う板面をほぼ平行にして取り扱う請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板の貼り合わせ方法。
- 基板どうしを互いの板面を対向させて保持するとともに、各基板の間の間隙を変更できる基板保持手段と、
基板の間の間隙に挿入できる接着剤注入ノズルと、この接着剤注入ノズルを基板の外周側から前記間隙に進退させるノズル進退機構と、接着剤注入ノズルから接着剤を吐出させる接着剤吐出機構とを備えた接着剤注入手段と、
基板保持手段に保持された基板どうしを板面上でその中央部まわりに回転させる基板回転手段と、
基板保持手段が保持した各基板の間を所定の間隙に設定する制御、この設定した間隙の基板間に接着剤注入ノズルを所定位置まで挿入させるとともに、その挿入位置で接着剤を吐出させて両基板に接触させた後、その接着剤注入ノズルによる吐出位置を両基板の間の外周側から内周側に所定量だけ初期相対移動させるとともに、これに伴いまたはこれに続いて両基板を面上でその中央部まわりに回転させることによって、接着剤を両基板の間にそれらとの接触を保って環状に配置し、その後両基板の間隙を狭めて環状配置された接着剤を拡げるとともにその外周側に位置する接着剤の初期吐出部を両基板外に排出するように、基板保持手段、接着剤注入手段、および基板回転手段を関連制御する、制御手段と、を備えたことを特徴とする基板の貼り合わせ装置。 - 基板回転手段は基板保持手段が保持した各基板を同期回転させる請求項８に記載の基板の貼り合わせ装置。
- 接着剤吐出機構は、接着剤注入ノズルに通じた接着剤収容部と、接着剤収容部内の接着剤を接着剤注入ノズルに送りだす送出し手段と、この送出し手段を動作させるアクチュエータとを備え、制御手段は基板の回転と接着剤注入ノズルの接着剤吐出後の進出とに対して、送出し手段の送出し動作を同期させるように制御する請求項８、９のいずれか一項に記載の基板の貼り合わせ装置。
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