專利名稱：襯底的拼接裝置的制作方法
襯底的拼接裝置
本發(fā)明涉及一種把具有一個內(nèi)孔的村底拼接成一個襯底圓盤的裝 置，該裝置具有一個可膨脹的元件，該元件可引入至少兩個疊置的襯 底的內(nèi)孔中。
US-A- 4 877 875提出了這種把圓盤拼接成CD (光盤)或DVD (數(shù) 字視盤)的裝置。在這種公知的裝置中，設(shè)置了一根定心銷，在襯底 拼接之前，將該定心銷插入該襯底的相應(yīng)內(nèi)孔中，以使其相互定中心。 在拼接的過程中，襯底不斷旋轉(zhuǎn)，以便位于其間的粘接材料均勻分布。 為了避免襯底之間出現(xiàn)會損害拼接過程的滑動，襯底必須同步旋轉(zhuǎn)。 在這種裝置中，襯底之間通過力配合連接實現(xiàn)襯底同步旋轉(zhuǎn)，即襯底 用力相互壓緊，使其共同旋轉(zhuǎn)。
但襯底的這種壓緊產(chǎn)生了這樣的問題，即其間的粘接劑均勻分布 之前，襯底已經(jīng)接觸，因而損害了粘接劑的分布。此外，該裝置的全 部機(jī)械零件都必須做得相當(dāng)牢固，才能經(jīng)受壓緊時的機(jī)械負(fù)荷，從而 導(dǎo)致該裝置的高昂的造價。其次，還存在這樣的危險，空氣通過內(nèi)孔 進(jìn)入襯底之間形成的縫隙，從而可使粘接劑的內(nèi)邊緣產(chǎn)生氣泡。
此外，EP 0 833 315A提出了一種按權(quán)利要求1前序部分所述的裝置。
所以，本發(fā)明的目的在于，從這類公知的裝置出發(fā)，提出一種把 具有一個內(nèi)孔的襯底拼接成一個襯底圓盤的裝置，該裝置以簡單而廉 價的方式可保證粘接過程中兩個襯底的同時旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的是這樣實現(xiàn)的，在開頭所迷類型的裝置中， 插入襯底內(nèi)孔中的元件可這樣膨脹，該元件與兩個襯底的內(nèi)孔接觸并 封閉襯底之間形成的間隙不與外界相通。通過該元件的膨脹使之與襯 底的內(nèi)孔接觸并把該元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動同時傳遞到兩個襯底上，于是兩 個襯底便同步旋轉(zhuǎn)。由此防止了襯底滑動，所以保證了襯底的完好拼 接。同時襯底之間形成的間隙從內(nèi)孔開始就被封閉，因此防止了空氣 進(jìn)入該區(qū)域。這樣，就防止了襯底之間的粘結(jié)劑的離心作用以及粘接 劑內(nèi)邊緣上的氣泡。
根據(jù)本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施例，該元件用 一種彈性材料制
3成，以便可重復(fù)使用并與襯底內(nèi)孔的內(nèi)圓周適配。該元件最好通過壓 力作用產(chǎn)生膨脹。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該元件可在兩個相對運(yùn)動的部件 之間壓縮，以便通過該元件的徑向膨脹與襯底內(nèi)孔的內(nèi)圓周接觸。其 中一個部件最好是襯底支座，該支座可圍繞一根垂直于支承面的軸線 旋轉(zhuǎn)。這個可旋轉(zhuǎn)的襯底支座上放置兩個襯底之一，并減少了通過該 元件傳遞襯底旋轉(zhuǎn)所需的力，因為用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的力傳遞也是通過支 承面來實現(xiàn)的。另一個部件最好是定心銷，它與支座拼接而可旋轉(zhuǎn)并 可在旋轉(zhuǎn)軸線的方向內(nèi)相對于該支座進(jìn)行運(yùn)動，以便壓縮那個可膨脹 的元件。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該元件是一個彈性環(huán)，該彈性環(huán) 可徑向膨脹來封閉襯底之間的間隙。為了保證該元件的良好的徑向膨 脹，兩個零件中的至少一個零件最好具有一段呈錐形擴(kuò)展的區(qū)段，該 區(qū)段可插入該彈性環(huán)中，使之徑向膨脹。定心銷最好通過該環(huán)的一個 中心孔延伸，以便固定該環(huán)并使該定心銷與支座拼接。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該元件是一個彈性的可施壓的腔 室，以便使它產(chǎn)生氣壓的或液壓的膨脹。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例， 當(dāng)腔室內(nèi)的壓力為環(huán)境壓力時，室壁的外圓周比襯底內(nèi)孔的內(nèi)圓周 小。當(dāng)該元件在襯底的內(nèi)孔中時，通過加壓力介質(zhì)使腔室膨脹。在另 一個實施例中，當(dāng)腔室壓力為環(huán)境壓力時，室壁的外圓周大于襯底內(nèi) 孔的內(nèi)圓周。為了把該元件引入襯底的內(nèi)孔中，腔室首先加負(fù)壓，使 之收縮。這個實施例的優(yōu)點(diǎn)在于使用了一個真空源，該真空源例如也 可用來把該襯底吸持在可旋轉(zhuǎn)的支座上?？杀苊庥糜诩诱龎旱母郊釉?件。
根據(jù)本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施例，為了實現(xiàn)該元件和襯底支 座以及襯底的同步旋轉(zhuǎn)，該元件與可旋轉(zhuǎn)的襯底支座抗扭拼接。
本發(fā)明特別適用于制造例如CD、 DVD、 DVR等光數(shù)據(jù)載體。 下面結(jié)合一些優(yōu)選實施例參照附圖來說明本發(fā)明；附圖表示

圖1 本發(fā)明裝置在裝入位置內(nèi)的示意斷面圖； 圖2 本發(fā)明裝置在吸持位置內(nèi)的示意斷面圖； 圖3 本發(fā)明裝置第二實施例的示意斷面圖； 圖4 本發(fā)明裝置第三實施例的示意斷面圖；圖5本發(fā)明裝置第四實施例的示意斷面圖l表示用于拼接分別具有一個內(nèi)孔的襯底3, 4的裝置1的示意 斷面圖。圖中在襯底3、 4之間畫出了一層粘接層5，該粘接層通過襯 底3、 4的旋轉(zhuǎn)被均勻分布其間，這在下面還要詳細(xì)說明。
裝置1具有一個支座7,該支座通過一個未畫出的驅(qū)動機(jī)構(gòu)可圍繞 軸線A旋轉(zhuǎn)。支座7有一個支承面9，其上放置襯底4。雖然圖l中的 支座7被畫成比襯底4具有較小的圓周尺寸，但支座7也可具有象襯 底4 一樣的或較大的圓周尺寸，這樣襯底4就完全擱置在支承面9上。 支承面9可具有吸持襯底4的真空孔，以便把該襯底牢牢吸持在支座7 上。另一種辦法是，支座7也可設(shè)計成具有一個真空環(huán)的環(huán)形元件， 襯底4擱置在并牢固吸持在該環(huán)形元件上。
在支承面9內(nèi)設(shè)置了一個凹槽10，該凹槽具有一個相當(dāng)于襯底3、 4的內(nèi)孔的圓周形狀。在凹槽10中安裝了一個彈性元件13，該彈性元 件通過凹槽10的一個凸肩14進(jìn)行徑向?qū)蜻\(yùn)動。
彈性元件13具有一個圓周面16，其圓周形狀相當(dāng)于襯底3、 4的 內(nèi)孔的形狀。彈性元件13具有一個中心孔18，該中心孔以支座7的旋 轉(zhuǎn)軸線A定中心。
此外，裝置1具有一個定心銷20，該定心銷帶一個銷頭22和一根 銷桿24。銷桿24通過彈性元件13的中心孔18延伸并與支座7拼接而 可旋轉(zhuǎn)，例如用鍵槽拼接，以便共同與支座7 —起圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)。 定心銷20相對于支座7固定而可在旋轉(zhuǎn)軸線A的方向內(nèi)移動。
定心銷20的銷頭22布置在彈性元件13的與支座7對置的一側(cè) 上，這樣，彈性元件13就被安裝在支座7和銷頭22之間。定心銷20 的銷頭22具有一個面離支座7的定心斜面26以及一個面向支座7的 并大致平行于支承面9延伸的施壓面28，該施壓面用來壓縮彈性元件 13，這尚待下面進(jìn)行說明。
下面結(jié)合圖1和2來詳細(xì)說明裝置1的工作原理。
為了對裝置1進(jìn)行加載和卸載，支座7和定心銷2 0在旋轉(zhuǎn)軸線A 的方向內(nèi)是這樣相互定位的，即彈性元件13在定心銷20的銷頭22和 支座7之間不被壓縮，如圖1所示。從圖l可以看出，定心、銷20的銷 頭22的施壓面28離彈性元件13有少許距離。在這個位置內(nèi)，襯底14 首先被放在支座7上，然后襯底4通過定心銷20的定心斜面26相對于定心銷20和旋轉(zhuǎn)軸線A定中心。隨后在襯底4上涂敷粘接劑5。緊 接著將襯底3放在襯底4上，這樣，就基本上達(dá)到圖1所示的狀態(tài)。
當(dāng)然，在襯底4放在支座7上后，也可不在其上涂敷粘接劑5,而 是在這之前就把粘接劑涂敷到襯底4或襯底3上。粘接劑5是這樣涂 敷的，即它離襯底3， 4的內(nèi)孔有一定距離。這樣，當(dāng)襯底3， 4如圖1 所示進(jìn)行疊置外，在襯底3、 4的內(nèi)孔的區(qū)域內(nèi)形成一個自由空間30。
現(xiàn)在定心銷20沿旋轉(zhuǎn)軸線A的方向朝支座7的方向運(yùn)動。定心銷 20的銷頭22的施壓面28與彈性元件13接觸并對著支座7壓緊該彈性 元件。在定心銷20繼續(xù)運(yùn)動時，彈性元件13在定心銷20的銷頭22 和支座7之間被壓縮并由此產(chǎn)生徑向膨脹。彈性元件13的圓周面16 緊貼在襯底3、 4的內(nèi)孔上，并由此相對四周密封襯底3、 4之間的空 間。支座7通過未畫出的驅(qū)動機(jī)構(gòu)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。由于定心銷 20與支座7拼接而可旋轉(zhuǎn)，所以定心銷20也圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)。又由于 彈性元件13被夾緊在定心銷20和支座7之間，所以彈性元件13也圍 繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。由于彈性元件13的圓周面16緊貼在襯底3， 4的 內(nèi)孔上，所以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動也被傳遞到襯底3、 4上。當(dāng)然，支座7的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動也可通過支承面9直接傳遞到襯底4上。
通過旋轉(zhuǎn)使粘接劑5均勻分布在襯底3、 4之間。由于空間30通 過彈性元件13相對四周密封，阻止了空氣通過襯底3、 4的內(nèi)孔進(jìn)入 這兩個襯底之間，從而防止了粘接劑5的離心效應(yīng)。并防止了由于空 氣進(jìn)入空間30而產(chǎn)生氣泡。
為了取下粘接成一個村底圓盤的襯底3、 4，該定心銷重新運(yùn)動到 圖1所示位置，彈性元件13由于其彈性也可運(yùn)動到圖1所示位置，于 是襯底圓盤自由擱置在支承面9上并可取下，
圖3表示襯底3、 4的拼接裝置1的另一個實施例。凡是相同或相 似的元件在圖3中仍用相同的附圖標(biāo)記。
圖3所示的裝置1基本上與圖1和2所示的裝置1相同。裝置1 具有一個帶一支承面9和凹槽10的支座7。彈性元件13裝在凹槽10 中。彈性元件13具有一個中心孔18，定心銷20的銷桿24通過該中心 孔延伸。定心銷20與支座7拼接而可旋轉(zhuǎn)。定心銷20具有一個背離 支承面9的定心斜面26以及一個面向支承面9的并基本上與之平行延 伸的施壓面28。與定心銷20的銷頭22相鄰的銷桿24具有一段呈錐形擴(kuò)展的區(qū)段32，該區(qū)段裝在彈性元件13的內(nèi)孔18中。
在定心銷20朝支座7的方向運(yùn)動時，錐形擴(kuò)展段32引起彈性元
件13的特別好的膨脹。
圖3所示裝置1的功能基本上相當(dāng)于圖1和2的裝置的功能，所
以不再贅述。
圖4表示本發(fā)明的另一個實施例。凡是相似或相同的元件在圖3 實施例中仍用圖l和2中的相同附圖標(biāo)記。
圖4示出了襯底3、 4的一個拼接裝置1，這兩個襯底通過一種設(shè) 置在其間的粘接劑5相互粘接。裝置1具有一個帶一支承面9的支座 7，襯底4可放在該支承面上。支座7在支承面9內(nèi)具有一個凹槽10。 支座7與一個未畫出的驅(qū)動機(jī)構(gòu)拼接，以使支座7圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋 轉(zhuǎn)。此外，裝置1具有一個帶一個銷頭122和一才艮銷桿124的定心銷 120。銷頭122具有一個背離支座7的定心斜面126。
定心銷120的銷桿124通過支座7延伸并與該支座拼接而可旋 轉(zhuǎn)，所以當(dāng)該支座圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)時，該銷桿便與支座7—起旋 轉(zhuǎn)。該定心銷相對于旋轉(zhuǎn)軸線A定中心。
彈性的腔室元件140設(shè)置在定心銷120銷頭122的下面，該元件 圍繞銷桿124的一部分形成一個密封的環(huán)形室142。這個腔室元件140 具有一個彈性的圓周壁144，它的圓周形狀基本上相應(yīng)于村底3、 4的 內(nèi)孔壁的圓周形狀。腔室元件140以合適的方式安裝在定心銷120上。 并例如焊接在銷頭122以及銷桿124上。以形成密封的腔室142。這 樣，腔室元件140也抗扭地與定心銷120拼接。
定心銷120的銷桿124具有一根導(dǎo)管146，該導(dǎo)管通入密封的腔 室142中。導(dǎo)管146與一個未畫出的泵拼接，密封的腔室142可通過 該泵加入一種流體，例如空氣，從而導(dǎo)致腔室元件140的彈性膨脹。
下面根據(jù)附圖來詳細(xì)說明裝置1的工作原理。
密封的腔室142在開始時處于環(huán)境壓力狀態(tài)下，所以腔室元件140 位于圖4所示的位置。襯底3、 4按上面已述過的方式方法放入圖4所 示的位置?，F(xiàn)在往密封的腔室142加壓縮空氣，于是，腔室元件140 徑向膨脹。圓周壁144緊貼在襯底3、 4的內(nèi)孔壁的內(nèi)圓周上并密封在 襯底之間形成的空間30。這時支座7圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)，從而使定 心銷20和腔室元件140也圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。由于腔室元件140的圓周壁144和襯底3、 4的內(nèi)孔的內(nèi)圓周之間的緊密接觸，襯底3、 4 也圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。支座7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動自然也通過支承面9傳遞 到襯底4并通過粘接劑5傳遞到襯底3。粘接劑5均勻分布在襯底3、 4之間，并把它們相互粘接在一起。
在粘接后，腔室142通大氣，于是，圃周壁144又離開襯底3、 4 的內(nèi)孔，粘接好的襯底便可取下。
在參照圖4進(jìn)行說明的實施例中，腔室142用一種壓縮流體加載， 使圓周壁144徑向膨脹。但也可用另一種辦法腔室元件140具有一 個圓周壁144，當(dāng)腔室142處于環(huán)境壓力狀態(tài)時，該圓周壁對著襯底內(nèi) 孔的內(nèi)圓周施壓。為了實現(xiàn)襯底3、 4的加載和卸載，腔室142用負(fù)壓 加載，使之收縮。為了加負(fù)壓，例如可用一臺真空泵，該真空泵也與 支承面9內(nèi)的真空口連通。
圖5表示本發(fā)明的另一個實施例。凡是相似或相同的元件，在圖5 中仍用圖l相同的附圖標(biāo)記。
圖5表示襯底3、 4的一個拼接裝置1，在這兩個襯底之間用一種 粘接劑5把它們粘接在一起。
裝置1具有一個支座7，該支座以適當(dāng)?shù)姆绞脚c一個未示出的驅(qū)動 機(jī)構(gòu)拼接，以使支座7圍繞一根旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。支座7具有一個支 承面9，在該支承面內(nèi)，設(shè)置了一個凹槽IO。
一個彈性的腔室元件240布置在凹槽10中，該元件以適當(dāng)方式與 支座7抗扭拼接。彈性的腔室元件24 0具有一個帶定心斜面244的剛 性上部242。腔室元件240具有一個帶圓周面248的可彈性膨脹的圓 周壁246。圓周面248的形狀基本上相應(yīng)于襯底3、 4的內(nèi)孔的形狀。 腔室元件240的底壁250具有一個孔252,該孔與支座7內(nèi)壁一根導(dǎo) 管254拼接。導(dǎo)管254與一臺泵拼接，以便用一種壓力流體對腔室元 件240的腔室256進(jìn)行加載。
下面參照圖5來說明裝置1的功能。腔室256處于周圍壓力狀態(tài) 下，所以腔室元件240位于圖5所示的位置。襯底3、 4按前述的方式 進(jìn)行加載，且腔室元件240的定心斜面244用于襯底3、 4的定中心。 一旦襯底凈皮加栽，腔室256就用一種壓力流體例如空氣注入，所以圓 周壁246徑向向外膨脹。壁246的圓周面248緊貼在襯底3、 4的內(nèi)孔 圓周面上并密封襯底3、 4之間形成的空間30。這時支座7圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)，從而使與支座7抗扭拼接的腔室元件240也跟著旋轉(zhuǎn)。這 個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過腔室元件240也傳遞到襯底3、 4。所以設(shè)置在其間的 粘接劑5均勻分布，并把襯底3、 4粘接在一起。襯底3、 4粘接后， 該壓力流體從腔室256中排出，于是，圓周壁246又回到圖5所示的 位置。這時，襯底3、 4就可作為一個襯底圓盤取下。
為了確保圓周壁246的徑向膨脹，可在腔室256的內(nèi)部設(shè)置一些 筋條或拉帶來拼接剛性頭部242和支座7。腔室元件240也可通過加負(fù) 壓達(dá)到圖5所示位置，并通過充氣實現(xiàn)徑向膨脹，如上面參照圖4實 施例進(jìn)行說明的那樣。
上面結(jié)合本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā) 明不局限于這些具體列出的實施例。例如圖1至3的彈性元件可按適 當(dāng)?shù)姆绞娇古さ嘏c支座和/或定心銷拼接。不用設(shè)置穿過彈性元件延伸 的定心銷，也可用 一個單獨(dú)的元件來對著背離支座的彈性元件的面施 壓，使該元件壓縮并徑向膨脹。這種單獨(dú)的元件不必可旋轉(zhuǎn)地與支座 拼接。只要具有相容性，則參照一個實施例進(jìn)行說明的元件也可用于 其他實施例。
權(quán)利要求
1. 把具有一個內(nèi)孔的襯底拼接成一個襯底圓盤的裝置，具有一個可膨脹的元件，該元件可引入至少兩個疊置的襯底的內(nèi)孔中，其特征為，該元件可這樣產(chǎn)生膨脹，即它可與兩個襯底的內(nèi)孔接觸，并相對四周封閉在這兩個襯底之間形成的間隙。
2. 按權(quán)利要求1的裝置，其特征為，該元件用彈性材料制成。
3. 按權(quán)利要求1或2的裝置，其特征為，該元件通過壓力作用可 產(chǎn)生膨脹。
4. 按前述權(quán)利要求任一項的裝置，其特征為，該元件可在兩個相 對運(yùn)動的部件之間被壓縮。
5. 按權(quán)利要求4的裝置，其特征為，其中的一個部件為一個襯底 支座，該支座可圍繞一根垂直于支承面的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
6. 按權(quán)利要求4或5的裝置，其特征為，而另一個部件則為一個 定心銷，該定心銷可旋轉(zhuǎn)地與該支座拼接，并在旋轉(zhuǎn)軸線的方向內(nèi)可 相對于該支座運(yùn)動。
7. 按前述權(quán)利要求任一項的裝置，其特征為，該元件為一個彈性環(huán)。
8. 按權(quán)利要求7的裝置，其特征為，兩個部件中的至少一個具有 一段錐形擴(kuò)展的區(qū)段，該區(qū)段可引入該環(huán)的一個中心孔中，使之產(chǎn)生 膨脹。
9. 按權(quán)利要求7或8的裝置，其特征為，該定心銷通過該環(huán)的一 個中心孔延伸。
10. 按前述權(quán)利要求任一項的裝置，其特征為，該元件是一個彈性 的可加壓力的腔室。
11. 按權(quán)利要求10的裝置，其特征為，當(dāng)該腔室壓力為環(huán)境壓力 時，室壁的外圓周小于襯底的內(nèi)孔的內(nèi)圓周。
12. 按權(quán)利要求10的裝置，其特征為，當(dāng)該腔室壓力為環(huán)境壓力 時，室壁的外圓周大于襯底的內(nèi)孔的內(nèi)圓周。
13. 按前述權(quán)利要求任一項的裝置，其特征為，該元件抗扭地拼接 到一個可旋轉(zhuǎn)的襯底支座上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種把具有一個內(nèi)孔的襯底(3，4)拼接成一個襯底圓盤的裝置，該裝置以簡單而廉價的方式保證了粘接過程中兩個襯底(3，4)的同時旋轉(zhuǎn)，并具有一個可引入至少兩個疊置的襯底(3，4)的內(nèi)孔中的元件，該元件可以膨脹，以便封閉襯底之間的間隙(30)。
文檔編號B29C65/48GK101427313SQ02806912
公開日2009年5月6日 申請日期2002年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月21日
發(fā)明者A·胡普, F·米徹爾斯, R·瓦格納, U·斯皮爾 申請人:施蒂格哈馬技術(shù)股份公司