專利名稱:藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種光盤(pán)生產(chǎn)系統(tǒng),尤其涉及一種用于制作光盤(pán)的母盤(pán)的制造系統(tǒng)及 方法。
背景技術(shù):
隨著光存儲(chǔ)媒介信息容量的不斷擴(kuò)大,其生產(chǎn)光存儲(chǔ)媒介的生產(chǎn)技術(shù)也蓬勃發(fā) 展,藍(lán)光光盤(pán)(Blue-ray Disc,縮寫(xiě)為BD)是一種超大容量的光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù),隨著光盤(pán) 技術(shù)的不斷創(chuàng)新,高密度光盤(pán)不斷涌出,已經(jīng)提出的一種藍(lán)光光盤(pán),其具有單面單層大約 25GB(Gbytes)的記錄容量,或者具有單面雙層大約50GB的記錄容量。在這種藍(lán)光光盤(pán)中, 為了減小用于記錄和重放的光束的光點(diǎn)直徑,會(huì)將光源波長(zhǎng)設(shè)為405nm藍(lán)光,物鏡的數(shù)值 孔徑NA設(shè)為0. 85的大數(shù)值。在藍(lán)光光盤(pán)中,光點(diǎn)面積可被減小至DVD的光點(diǎn)面積的大約 1/5。此外,由于角度誤差(稱為傾斜余量,即自光盤(pán)表面和光束光軸之間形成的90°角起 允許的傾斜角度)隨著物鏡數(shù)值孔徑NA的增加而減小,因此,覆蓋有信息層的覆蓋層薄至 0. 1mm。對(duì)于只讀光盤(pán),信息層是上面形成有凹坑的反射層或半透明反射層。對(duì)于可記錄光 盤(pán),信息層是上面形成有溝槽并且可記錄相位改變等的層。圖IA顯示了單層藍(lán)光光盤(pán)的結(jié)構(gòu),用于制作光盤(pán)的基片1由聚碳酸脂制成,其具 有1. Imm的厚度。母盤(pán)(master disc)的凹坑通過(guò)注塑成型工序被轉(zhuǎn)印到基片1的表面 上?;?涂覆有反射膜2。用作光透射層且厚度為0. Imm的覆蓋層3被設(shè)置到反射膜2 上。圖IB示出了雙層藍(lán)光光盤(pán)的結(jié)構(gòu)。以與單層結(jié)構(gòu)類似地方法,圖IB示出具有兩層信 息層的光盤(pán),這兩層信息層每層都具有這樣一種結(jié)構(gòu)在1. Imm厚的基片1上形成用作全反 射膜的反射膜2,在稱為中間層的形成在反射膜2上的光透射層7上形成半透明反射膜8, 再將覆蓋層3設(shè)置到該半透明反射膜8上。當(dāng)從激光光束的入射方向(硬質(zhì)涂層6—側(cè)) 看時(shí),反射膜2形成在100 μ m的深度處,半透明反射膜8形成在75 μ m的深度處。對(duì)于圖 IB示出的單面雙層藍(lán)光光盤(pán),當(dāng)從激光光束的入射方向看時(shí),位于100 μ m的深度處的反射 膜2被作為參考層(第0層記錄層,稱為L(zhǎng)O層),在位于75 μ m的深度處添加的記錄層被作 為第一記錄層(稱為L(zhǎng)l層)。在上述藍(lán)光光盤(pán)的生產(chǎn)中,首先需要制造母盤(pán),在玻璃基片表面涂覆抗蝕劑,通過(guò) 激光光束曝光凹坑或溝槽圖案,通過(guò)顯影形成具有相應(yīng)于抗蝕劑上的凹坑或溝槽的凹坑和 凸起部分的盤(pán)形母盤(pán),利用該盤(pán)形母盤(pán)通過(guò)電鍍或?yàn)R鍍形成金屬制的母盤(pán),利用該母盤(pán)采 用注塑成型工序形成光盤(pán)基片,并在光盤(pán)基片上形成薄膜記錄層。具體地,圖IC展示了現(xiàn) 有母盤(pán)的生產(chǎn)步驟。首先,在玻璃基片10的表面上利用旋涂方法等涂覆非常薄的抗蝕劑 11,并需要相應(yīng)的烘烤和冷卻步驟,之后當(dāng)該玻璃基片10旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)刻錄裝置的激光光 束12對(duì)該母盤(pán)曝光。通過(guò)曝光在抗蝕劑11上形成具有相應(yīng)于凹坑或溝槽的圖案的形狀。 然后,通過(guò)將顯影劑13滴入到位于旋轉(zhuǎn)玻璃基片10上的抗蝕劑11的表面上并執(zhí)行顯影過(guò) 程,在基片10上形成相應(yīng)于光盤(pán)的溝槽或凹坑的凹坑/凸起的抗蝕劑圖案。接著,例如鎳 等的金屬14通過(guò)電鍍或?yàn)R鍍或化學(xué)涂覆等工序淀積到基片10上并經(jīng)剝離和修整,從而獲得母盤(pán)15。通過(guò)將母盤(pán)15附著于注塑成型工序裝置的印模上,并將例如PC等的樹(shù)脂注入 到空腔中,從而形成轉(zhuǎn)印有母盤(pán)的凹坑/凸起部分的光盤(pán)基片。這時(shí),光盤(pán)基片的樹(shù)脂通 過(guò)加熱而塑化,以便可快速填充到模具中。當(dāng)經(jīng)噴射模塑的光盤(pán)基片被冷卻至30°C或更低 后,通過(guò)在凹坑表面?zhèn)扔蔀R射裝置形成一薄金屬薄膜而形成反射膜。然后,將作為粘接劑的 UV(紫外線)硬化型樹(shù)脂滴到在其上已經(jīng)形成有薄膜反射層的光盤(pán)基片上,并通過(guò)旋涂方 法在該光盤(pán)基片上均勻涂覆該樹(shù)脂。此后,該光盤(pán)基片上的由UV硬化型樹(shù)脂形成的涂覆薄 膜與PC薄膜被保持在相對(duì)的位置,并隨后粘接。PC薄膜的粘接過(guò)程在真空中執(zhí)行。這是 因?yàn)楸仨毞乐乖诠獗P(pán)基片和PC薄膜的粘接表面上形成折皺或間隙從而產(chǎn)生讀數(shù)錯(cuò)誤的情 況。然后,向粘接有PC薄膜的光盤(pán)照射紫外線并硬化該UV硬化樹(shù)脂,從而使該光盤(pán)基片與 PC薄膜粘接。此外,UV硬化型硬質(zhì)涂層材料被滴到與盤(pán)粘接的PC薄膜上,PC薄膜上均勻 涂覆有該硬質(zhì)涂層材料,并且通過(guò)再次照射紫外線硬化該硬質(zhì)涂層材料,從而生產(chǎn)出一硬 質(zhì)涂層,由此完成光盤(pán)的制備。因此,母盤(pán)是制作光盤(pán)的關(guān)鍵,關(guān)系到轉(zhuǎn)印形成的光盤(pán)的記錄層的質(zhì)量,對(duì)母盤(pán)制 造的要求最嚴(yán)格。母盤(pán)的制造涉及旋涂、硬烘烤、軟烘烤及激光刻錄等加工工藝,現(xiàn)有的激 光刻錄設(shè)備通常和烘烤設(shè)備安裝位置比較近,而設(shè)備的布局會(huì)直接影響到設(shè)備的性能這樣 容易影響激光設(shè)備的性能,產(chǎn)生激光刻錄設(shè)備老化、刻錄效果不好等問(wèn)題。且藍(lán)光光盤(pán)的母 盤(pán)制作涉及的工位比較多,搬運(yùn)裝置如機(jī)械手水平平移的行程將近2500mm,并且要求要非 常準(zhǔn)確把基片傳送到相應(yīng)的工位進(jìn)行制作?,F(xiàn)有的設(shè)備在把基片傳送到相應(yīng)工位的時(shí)候會(huì) 存在一定的偏差。如何合理布局母盤(pán)制造線上的各工藝單元,優(yōu)化生產(chǎn)線,提高成品質(zhì)量, 亟待解決。因此,急需一種布局合理、能提高成品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)線的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng) 及方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種布局合理、能提高成品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)線的藍(lán)光 光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能有效提高母盤(pán)成品質(zhì)量的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造 方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為提供一種藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),所述 母盤(pán)用于制作光盤(pán),其包括清洗裝置、旋涂裝置、硬烘烤裝置、冷卻裝置、軟烘烤裝置、激光 刻錄裝置、顯影裝置及電鍍裝置,其中,所述藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)還包括水平直線傳輸裝 置、機(jī)械手及兩相互平行且水平設(shè)置的直線導(dǎo)軌,所述水平直線傳輸裝置與兩所述直線導(dǎo) 軌滑動(dòng)連接,所述機(jī)械手固定安裝在所述水平直線傳輸裝置上,所述電鍍裝置、顯影裝置、 清洗裝置及旋涂裝置沿所述直線導(dǎo)軌方向依次排列設(shè)置在所述直線導(dǎo)軌的一側(cè),所述硬烘 烤裝置、軟烘烤裝置及冷卻裝置沿所述直線導(dǎo)軌方向依次設(shè)置排列在所述直線導(dǎo)軌的另一 側(cè),所述激光刻錄裝置排列設(shè)置于所述直線導(dǎo)軌遠(yuǎn)離所述硬烘烤裝置的一端,所述機(jī)械手 抓取母盤(pán),所述水平直線傳輸裝置帶動(dòng)所述機(jī)械手沿直線導(dǎo)軌傳送母盤(pán)至相應(yīng)裝置中。較佳地,還包括呈水平置放的基座,所述直線導(dǎo)軌安裝固定在所述基座上。所述基 座垂直向上凸伸形成有兩相互平行的導(dǎo)軌基準(zhǔn)面,兩所述直線導(dǎo)軌分別與兩所述導(dǎo)軌基準(zhǔn)面緊貼。所述導(dǎo)軌基準(zhǔn)面對(duì)所述直線導(dǎo)軌起定位作用,從而很好地保證了兩直線導(dǎo)軌的平 行度,提高直線傳輸質(zhì)量。較佳地,所述水平直線傳輸裝置包括安裝座、直線電機(jī)及兩滑座,所述滑座上開(kāi)設(shè) 有與所述直線導(dǎo)軌相匹配的滑槽,兩所述滑座固定在所述安裝座的底部?jī)啥瞬⑴c所述直線 導(dǎo)軌分別滑動(dòng)連接,所述機(jī)械手安裝固定在所述安裝座上,所述直線電機(jī)的輸出端與所述 安裝座固定連接并驅(qū)動(dòng)所述安裝座帶動(dòng)機(jī)械手沿所述直線導(dǎo)軌滑動(dòng)。所述水平直線傳輸裝 置還包括若干限位塊,所述限位塊位于兩直線導(dǎo)軌之間并分布在所述直線導(dǎo)軌的兩端,所 述限位塊阻擋所述安裝座。通過(guò)所述限位塊,防止水平直線傳輸裝置脫離直線導(dǎo)軌,提高系 統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。較佳地,所述水平直線傳輸裝置還包括位移傳感器,所述位移傳感器包括讀數(shù)頭 和光柵尺,所述讀數(shù)頭安裝固定座在安裝座上,所述光柵尺沿所述直線導(dǎo)軌水平鋪設(shè)在基 座上,所述讀數(shù)頭正對(duì)所述光柵尺。機(jī)械手水平移動(dòng)時(shí),讀數(shù)頭隨安裝座一起水平移動(dòng),并 通過(guò)與光柵尺之間的配合產(chǎn)生位移信號(hào),通過(guò)該位移信號(hào),可以精準(zhǔn)得得出機(jī)械手的位置, 提高機(jī)械手的移動(dòng)抓取母盤(pán)的精度。較佳地,還包括兩垂直傳輸裝置,兩所述垂直傳輸裝置分別設(shè)置在所述硬烘烤裝 置與所述軟烘烤裝置中。所述垂直傳輸裝置包括固定座、導(dǎo)桿支撐座、電機(jī)、絲桿、頂桿支撐 座、兩導(dǎo)桿及兩頂桿,所述硬烘烤裝置及所述軟烘烤裝置分別具有保溫腔體和加熱板,所述 加熱板位于所述保溫腔體內(nèi),兩所述頂桿分別一端與所述頂桿支撐座固定連接,另一端樞 接地穿過(guò)所述保溫腔體的底部伸入所述保溫腔體內(nèi),所述頂桿位于保溫腔體內(nèi)的端部設(shè)有 用于承載母盤(pán)的頂頭,所述固定座固定在所述保溫腔體底部,兩所述導(dǎo)桿分別一端與所述 固定座固定連接,另一端樞接地穿過(guò)所述頂桿支撐座并與所述導(dǎo)桿支撐座固定連接,所述 電機(jī)固定在所述導(dǎo)桿支撐座上,所述絲桿一端與所述電機(jī)的輸出端固定連接,另一端與所 述頂桿支撐座固定連接,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲桿向上推動(dòng)頂桿支撐座,所述頂桿支撐座沿 所述導(dǎo)桿帶動(dòng)所述頂桿在所述保溫腔體內(nèi)做垂直升降運(yùn)動(dòng)。在制造母盤(pán)的過(guò)程中,根據(jù)熱 脹冷縮的原理,當(dāng)母盤(pán)在機(jī)械手的傳遞下剛到硬烘烤或軟烘烤工位時(shí),基片不可以直接跟 溫度很高的加熱板接觸,而是在離加熱板比較遠(yuǎn)的位置停留一段時(shí)間后,再隨時(shí)間的延長(zhǎng), 母盤(pán)慢慢下降,直到跟熱板接觸。所述垂直傳輸裝置采用高精度的絲桿在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,在 導(dǎo)桿的輔助導(dǎo)向下實(shí)現(xiàn)母盤(pán)的上下移動(dòng)。較佳地,所述電機(jī)為伺服電機(jī)且安裝有行星減速器。伺服電機(jī)作快反應(yīng)快、過(guò)載能 力大、調(diào)速范圍寬,控制精度高且使用壽命長(zhǎng),可以提供穩(wěn)定可靠的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,所述行星減 速器能有效控制伺服電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,提高位置調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度。相應(yīng)地,本發(fā)明同時(shí)提供了一種利用如上所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)來(lái)制造藍(lán) 光光盤(pán)母盤(pán)的方法,包括以下步驟(1)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳 送至清洗裝置中進(jìn)行玻璃基片的表面清洗;( 通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃 基片傳送至旋涂裝置中,在清洗干凈之后的玻璃基片表面旋涂一定厚度的碳化反射防反射 層;C3)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至硬烘烤裝置中,對(duì)旋涂碳化 反射防反射層之后的玻璃基片進(jìn)行硬烘烤;(4)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃 基片傳送至冷卻裝置中進(jìn)行冷卻;( 通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送 至旋涂裝置中旋涂一定厚度的光刻膠;(6)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至軟烘烤裝置中對(duì)旋光刻膠之后的玻璃基片進(jìn)行軟烘烤;(7)通過(guò)水平直線傳輸裝置 沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至冷卻裝置中進(jìn)行冷卻;(8)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo) 軌將玻璃基片傳送至激光刻錄裝置中進(jìn)行激光刻錄;(9)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo) 軌將玻璃基片傳送至顯影裝置中進(jìn)行顯影處理;(10)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌 將玻璃基片傳送至電鍍裝置中進(jìn)行金屬鍍膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比,由于本發(fā)明藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),將電鍍裝置、顯影裝置、清 洗裝置及旋涂裝置沿直線導(dǎo)軌方向依次排列設(shè)置在直線導(dǎo)軌的一側(cè),將硬烘烤裝置、軟烘 烤裝置及冷卻裝置沿直線導(dǎo)軌方向依次設(shè)置排列在直線導(dǎo)軌的另一側(cè),并所述激光刻錄裝 置排列設(shè)置于直線導(dǎo)軌遠(yuǎn)離所述硬烘烤裝置的一端,避免了激光刻錄裝置受到硬烘烤裝置 和軟烘烤裝置高溫度的影響,保護(hù)激光刻錄裝置的使用壽命,提高加工性能,同時(shí)通過(guò)布置 直線導(dǎo)軌,利用水平直線傳輸裝置驅(qū)動(dòng)并帶動(dòng)機(jī)械手沿直線導(dǎo)軌在不同裝置之間水平移 動(dòng),機(jī)械手可精準(zhǔn)地拿放傳送母盤(pán),從而完成各加工裝置之間的傳送銜接,本發(fā)明藍(lán)光光盤(pán) 母盤(pán)制造系統(tǒng)布局合理,不僅提高了加工裝置的使用壽命,確保加工裝置的加工性能能更 充分地發(fā)揮,且優(yōu)化了母盤(pán)生產(chǎn)線,提高母盤(pán)成品質(zhì)量,從而為制造高精度高質(zhì)量的光盤(pán)提 供有力的保障。相應(yīng)地,本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造方法能有效提高藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)的成品 質(zhì)量。
圖IA是現(xiàn)有的單層藍(lán)光光盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IB是現(xiàn)有的雙層藍(lán)光光盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IC是現(xiàn)有制造藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)的流程示意圖。圖2是本發(fā)明藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)的平面示意圖。圖3是圖1中水平直線傳輸裝置與基座的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的垂直傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例,附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如 上所述,本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)根據(jù)母盤(pán)制造工藝的特點(diǎn),合理布局各個(gè)工藝單 元,充分利用空間并設(shè)置了可直線運(yùn)動(dòng)的水平直線傳輸裝置及可垂直運(yùn)動(dòng)的垂直傳輸裝置 完成所有工位上母盤(pán)的運(yùn)輸,布局合理、能提高成品質(zhì)量、優(yōu)化母盤(pán)生產(chǎn)線。參考圖2,本發(fā)明實(shí)施例的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其包括清洗裝置11、旋涂裝置 12、硬烘烤裝置13、冷卻裝置、軟烘烤裝置16、激光刻錄裝置17、顯影裝置17及電鍍裝置 19,所述冷卻裝置包括第一冷卻裝置14及第二冷卻裝置15,所述第一冷卻裝置14用于對(duì)母 盤(pán)硬烘烤后進(jìn)行冷卻,第二冷卻裝置15用于對(duì)母盤(pán)軟烘烤后進(jìn)行冷卻。上述裝置可集中布 置在一呈水平置放的工作平臺(tái)10上,其中,所述藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)還包括水平直線傳 輸裝置20、機(jī)械手21及兩相互平行且水平設(shè)置的直線導(dǎo)軌22,所述水平直線傳輸裝置20 與兩所述直線導(dǎo)軌22滑動(dòng)連接,所述機(jī)械手21固定安裝在所述水平直線傳輸裝置20上, 所述電鍍裝置19、顯影裝置17、清洗裝置11及旋涂裝置12沿所述直線導(dǎo)軌22方向依次排列設(shè)置在所述直線導(dǎo)軌22的一側(cè),所述硬烘烤裝置13、軟烘烤裝置16、第一冷卻裝置14 及第二冷卻裝置15沿所述直線導(dǎo)軌22方向依次設(shè)置排列在所述直線導(dǎo)軌22的另一側(cè),所 述激光刻錄裝置17排列設(shè)置于所述直線導(dǎo)軌22遠(yuǎn)離所述硬烘烤裝置13的一端,上述裝置 對(duì)應(yīng)設(shè)置有裝載母盤(pán)的裝載盤(pán),所述機(jī)械手21抓取母盤(pán),所述水平直線傳輸裝置20帶動(dòng)所 述機(jī)械手21沿直線導(dǎo)軌22傳送母盤(pán)至相應(yīng)裝置中的裝載盤(pán)中進(jìn)行不同工藝處理。在所述 第二冷卻裝置15與激光刻錄裝置17之間,還設(shè)置有緩存裝置23、基片裝載裝置M及成品 卸載裝置25,制造母盤(pán)時(shí),母盤(pán)基片被放入緩存裝置23中等待被抓取加工,并通過(guò)另外的 輔助機(jī)械手按照需要轉(zhuǎn)移到基片裝載裝置M中,機(jī)械手21從基片裝載裝置M中抓取母盤(pán) 基片,并將母盤(pán)對(duì)應(yīng)傳送至不同裝置中進(jìn)行加工,加工后的母盤(pán)被置放于成品卸載裝置25 中,等待下一步的檢測(cè)或轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步的,本發(fā)明可以包括檢測(cè)裝置,例如用以檢測(cè)母盤(pán)凹 坑的幾何尺寸,由于水平直線傳輸裝置20的存在,可根據(jù)實(shí)際布局布置檢測(cè)裝置的位置。配合參考圖3,本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)還包括呈水平置放的基座沈,所 述直線導(dǎo)軌22安裝固定在所述基座沈上。所述基座沈垂直向上凸伸形成有兩相互平行 的導(dǎo)軌基準(zhǔn)面262,兩所述直線導(dǎo)軌22分別與兩所述導(dǎo)軌基準(zhǔn)面262緊貼。所述導(dǎo)軌基準(zhǔn) 面262對(duì)所述直線導(dǎo)軌22起定位作用,從而很好地保證了兩直線導(dǎo)軌22的平行度,提高直 線傳輸質(zhì)量,保證機(jī)械手21準(zhǔn)確平穩(wěn)的把母盤(pán)傳遞到每個(gè)工位進(jìn)行制造加工。所述水平直 線傳輸裝置20包括安裝座210、直線電機(jī)220及兩滑座230,所述滑座230上開(kāi)設(shè)有與所述 直線導(dǎo)軌22相匹配的滑槽232,所述滑槽232與所述直線導(dǎo)軌22卡合并滑動(dòng)連接。兩所述 滑座230固定在所述安裝座210的底部?jī)啥瞬⑴c所述直線導(dǎo)軌22分別滑動(dòng)連接,所述機(jī)械 手21安裝固定在所述安裝座210上,所述直線電機(jī)220的輸出端與所述安裝座210固定連 接并驅(qū)動(dòng)所述安裝座210帶動(dòng)機(jī)械手21沿所述直線導(dǎo)軌22滑動(dòng)。所述水平直線傳輸裝置 20還包括若干限位塊M0,所述限位塊240位于兩直線導(dǎo)軌22之間并分布在所述直線導(dǎo)軌 22的兩端,所述限位塊240阻擋所述安裝座210??梢岳斫獾兀鱿尬粔K240也可設(shè)置于 與所述滑座230阻擋,同樣起到限制作用,通過(guò)所述限位塊M0,控制水平直線傳輸裝置20 的水平滑動(dòng)行程,防止水平直線傳輸裝置20脫離直線導(dǎo)軌22,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。較佳地,所述水平直線傳輸裝置20還包括位移傳感器,所述位移傳感器包括讀數(shù) 頭252和光柵尺254,所述讀數(shù)頭252通過(guò)安裝板251安裝固定座270在安裝座210的一側(cè) 的外壁上,所述光柵尺2M沿所述直線導(dǎo)軌22水平鋪設(shè)在基座沈上,所述讀數(shù)頭252正對(duì) 所述光柵尺254。機(jī)械手21水平移動(dòng)時(shí),讀數(shù)頭252隨安裝座210 —起水平移動(dòng),并通過(guò)與 光柵尺2M之間的配合產(chǎn)生位移信號(hào),通過(guò)該位移信號(hào),可以精準(zhǔn)得得出機(jī)械手21的位置, 提高機(jī)械手21的移動(dòng)抓取母盤(pán)的精度。在設(shè)計(jì)期間,對(duì)安裝直線導(dǎo)軌22的基座沈加工也 提出較高的要求,要求基座26的平面度要達(dá)到0. 1mm,基座沈的平面度既保證了兩條直線 導(dǎo)軌22上下表面的平行,又保證了位移傳感器的讀數(shù)頭252與光柵尺2M之間的距離誤差 在兩者允許的公差范圍內(nèi)。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中,不管機(jī)械手21平移的速度快與慢,都非常 順暢,讀數(shù)頭252在2500mm行程中沒(méi)有出現(xiàn)亮紅燈報(bào)警的現(xiàn)象。參考圖4,本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)還包括兩垂直傳輸裝置27,兩所述垂 直傳輸裝置27分別設(shè)置在所述硬烘烤裝置13與所述軟烘烤裝置16中。所述垂直傳輸裝 置27包括固定座270、導(dǎo)桿支撐座271、電機(jī)、絲桿273、頂桿支撐座274、兩導(dǎo)桿275及兩頂 桿276,所述硬烘烤裝置13及所述軟烘烤裝置16分別具有保溫腔體167和加熱板176,所述保溫腔體167由上下兩部分合蓋配合形成,所述加熱板176位于所述保溫腔體167內(nèi),兩 所述頂桿276分別一端與所述頂桿支撐座274固定連接,另一端樞接地穿過(guò)所述保溫腔體 167的底部伸入所述保溫腔體167內(nèi),所述頂桿276與所述保溫腔體167樞接的部位設(shè)置有 導(dǎo)套。所述頂桿276位于保溫腔體167內(nèi)的端部設(shè)有用于承載母盤(pán)100的頂頭2762,所述 頂頭2762上承載有托架120,所述托架用于承載母盤(pán)100,所述托架120底部凸設(shè)有定位塊 122,所述加熱板176上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有定位槽177,所述定位塊122位于所述定位槽177的正上 方,通過(guò)定位塊122與定位槽177實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位,保證母盤(pán)100落入加熱板176上的有效加 熱區(qū)域上,提高加熱效果。所述保溫腔體167的底部對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有通孔,所述保溫腔體167在 與所述頂桿276樞接的部位設(shè)置有隔熱套277,所述隔熱套277套設(shè)在所述通孔內(nèi),所述頂 桿276穿過(guò)所述隔熱套277,通過(guò)隔熱套277的設(shè)置,可防止熱量的流失。所述固定座270 固定在所述保溫腔體167底部,兩所述導(dǎo)桿275分別一端與所述固定座270固定連接,另 一端樞接地穿過(guò)所述頂桿支撐座274并與所述導(dǎo)桿支撐座271固定連接,所述頂桿支撐座 274與所述導(dǎo)桿275樞接的部位安裝有直線軸承2742,使所述導(dǎo)桿275能穩(wěn)定順暢地與頂 桿支撐座274樞接,確保導(dǎo)向作用的可靠性。所述電機(jī)固定在所述導(dǎo)桿支撐座271上,所述 絲桿273 —端與所述電機(jī)的輸出端固定連接,另一端與所述頂桿支撐座274固定連接,較佳 地,所述電機(jī)為伺服電機(jī)272且安裝有行星減速器278。伺服電機(jī)272作快反應(yīng)快、過(guò)載能 力大、調(diào)速范圍寬,控制精度高且使用壽命長(zhǎng),可以提供穩(wěn)定可靠的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,所述行星減 速器278能有效控制伺服電機(jī)272輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,提高位置調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度。所述行星減 速器278與所述絲桿273之間還設(shè)有聯(lián)軸器279,通過(guò)聯(lián)軸器279實(shí)現(xiàn)將伺服電機(jī)272的輸 出傳送到絲桿273上。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲桿273向上推動(dòng)頂桿276支撐座274,所述頂 桿276支撐座274沿所述導(dǎo)桿275帶動(dòng)所述頂桿276在所述保溫腔體167內(nèi)做垂直升降運(yùn) 動(dòng)。在制造母盤(pán)的過(guò)程中,根據(jù)熱脹冷縮的原理,當(dāng)母盤(pán)100在機(jī)械手21的傳遞下剛到硬 烘烤或軟烘烤工位時(shí),基片不可以直接跟溫度很高的加熱板176接觸,而是在離加熱板176 比較遠(yuǎn)的位置停留一段時(shí)間后,再隨時(shí)間的延長(zhǎng),母盤(pán)100慢慢下降,直到跟熱板接觸。所 述垂直傳輸裝置27采用高精度的絲桿273在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,在導(dǎo)桿275的輔助導(dǎo)向下實(shí)現(xiàn) 母盤(pán)100的上下移動(dòng)。本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)的工作原理如下所述制造母盤(pán)時(shí),母盤(pán)基片存 儲(chǔ)在緩存裝置23中,通過(guò)另外的輔助機(jī)械手21按照需要轉(zhuǎn)移到基片裝載裝置M中,機(jī)械 手21從基片裝載裝置M中抓取母盤(pán)基片,水平直線傳輸裝置20的直線電機(jī)220驅(qū)動(dòng)安裝 座210沿直線導(dǎo)軌22水平移動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械手21移動(dòng)到清洗裝置11對(duì)應(yīng)的位置,機(jī)械手 21將母盤(pán)送入清洗裝置11中進(jìn)行清洗,同樣地,依次傳送到旋涂裝置12、硬烘烤裝置13、第 一冷卻裝置14、旋涂裝置12、軟烘烤裝置16、第二冷卻裝置15、激光刻錄裝置17、顯影裝置 17及電鍍裝置19中進(jìn)行相應(yīng)加工處理,并將最后加工完成后的母盤(pán)傳送至成品卸載裝置 25中。由于母盤(pán)制作涉及的工位比較多,機(jī)械手21水平平移的行程將近2500mm,該過(guò)程要 求要非常準(zhǔn)確把母盤(pán)傳送到相應(yīng)的裝置進(jìn)行加工制作,本發(fā)明采用目前精度較高的直線電 機(jī)220作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,采用高精度的直線導(dǎo)軌22,大大提高了位移控制精度。且在硬烘烤和 軟烘烤這兩個(gè)工位,根據(jù)制作工藝的要求,母盤(pán)跟加熱板176之間的距離隨著時(shí)間的變化 而變化,采用了高精度絲桿273跟伺服電機(jī)272結(jié)構(gòu)。參考圖5,本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造方法,包括以下步驟
(S001)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至清洗裝置中進(jìn)行玻 璃基片的表面清洗;(S002)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至旋涂裝置中,在清洗 干凈之后的玻璃基片表面旋涂一定厚度的碳化反射防反射層;(S003)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至硬烘烤裝置中,對(duì)旋 涂碳化反射防反射層之后的玻璃基片進(jìn)行硬烘烤;(S004)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至冷卻裝置中進(jìn)行冷 卻;(S005)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至旋涂裝置中旋涂一 定厚度的光刻膠;(S006)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至軟烘烤裝置中對(duì)旋 光刻膠之后的玻璃基片進(jìn)行軟烘烤;(S007)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至冷卻裝置中進(jìn)行冷 卻;(S008)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至激光刻錄裝置中進(jìn) 行激光刻錄;(S009)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至顯影裝置中進(jìn)行顯 影處理;(S010)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至電鍍裝置中進(jìn)行金 屬鍍膜。具體地,首先通過(guò)毛刷、純水、化學(xué)試劑等將裝載工序送來(lái)的玻璃基片表面清洗干 凈,在清洗干凈之后的玻璃基片表面旋涂一定厚度的CAL(碳化反射防反射層),主要目的 防止后續(xù)激光刻錄中的激光反射,提高激光刻錄的效果;對(duì)旋涂CAL之后的玻璃基片進(jìn)行 硬烘烤,硬烘烤熱板溫度要求達(dá)到250度左右,并控制一定時(shí)間使CAL中的殘留物蒸發(fā),同 時(shí)此工序,也使CAL中不易產(chǎn)生氣泡等,使其更容易形成穩(wěn)定的物質(zhì);冷卻裝置用于冷卻從 烘烤(烘烤包括硬烘烤和軟烘烤)工序出來(lái)的基片,主要用以降低玻璃基片和/或CAL和/ 或光刻膠破裂的風(fēng)險(xiǎn),提高玻璃基片及其上膜層的穩(wěn)定性能;在冷卻之后的玻璃基片上的 CAL表面旋涂一定厚度的光刻膠,并進(jìn)入軟烘烤工序;軟烘烤熱板溫度要求達(dá)到80 100 度,并控制一定時(shí)間使光刻膠中的殘留物蒸發(fā),同時(shí)此工序,也使光刻膠中不易產(chǎn)生氣泡 等,使其更容易形成穩(wěn)定的物質(zhì),之后再次進(jìn)入冷卻工序;對(duì)從再次冷卻之后出來(lái)的光刻膠 進(jìn)行激光刻錄,通過(guò)信號(hào)編碼器將母源信號(hào)加載到激光上并記錄到玻璃基片的光刻膠上; 接著對(duì)激光刻錄之后的曝光區(qū)顯影,利用顯影液來(lái)形成數(shù)據(jù)坑,之后進(jìn)行金屬化;在金屬化 (如電鍍、濺鍍)工序,因?yàn)椴AЩ荒苡糜谧詈髲?fù)制的壓模,必須通過(guò)金屬化的方法把 玻璃基片上信息拷貝到金屬(鎳)的壓模上,做成金屬壓模才能放在注塑機(jī)上大量復(fù)制。優(yōu) 先的通過(guò)濺鍍工藝進(jìn)行金屬化;完成后進(jìn)行成品母盤(pán)卸載。本發(fā)明通過(guò)裝載工序?qū)⒂糜谥?成母盤(pán)的玻璃基片進(jìn)入到清洗工序中,當(dāng)濺鍍鎳步驟完成后又會(huì)將母盤(pán)成品放置到成品卸 載工序中。其中,當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候,本發(fā)明可以把基片放置到緩存工序中。與現(xiàn)有技術(shù)相比,由于本發(fā)明藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),將電鍍裝置19、顯影裝置 17、清洗裝置11及旋涂裝置12沿直線導(dǎo)軌22方向依次排列設(shè)置在直線導(dǎo)軌22的一側(cè),將硬烘烤裝置13、軟烘烤裝置16及冷卻裝置沿直線導(dǎo)軌22方向依次設(shè)置排列在直線導(dǎo)軌22 的另一側(cè),并所述激光刻錄裝置17排列設(shè)置于直線導(dǎo)軌22遠(yuǎn)離所述硬烘烤裝置13的一 端,避免了激光刻錄裝置17受到硬烘烤裝置13和軟烘烤裝置16高溫度的影響,保護(hù)激光 刻錄裝置17的使用壽命,提高加工性能,同時(shí)通過(guò)布置直線導(dǎo)軌22,利用水平直線傳輸裝 置20驅(qū)動(dòng)并帶動(dòng)機(jī)械手21沿直線導(dǎo)軌22在不同裝置之間水平移動(dòng),機(jī)械手21可精準(zhǔn)地 拿放傳送母盤(pán),從而完成各加工裝置之間的傳送銜接,本發(fā)明藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)布局 合理,不僅提高了加工裝置的使用壽命,確保加工裝置的加工性能能更充分地發(fā)揮,且優(yōu)化 了母盤(pán)生產(chǎn)線,提高母盤(pán)成品質(zhì)量,從而為制造高精度高質(zhì)量的光盤(pán)提供有力的保障。本發(fā)明所涉及的清洗裝置11、旋涂裝置12、冷卻裝置、激光刻錄裝置17、顯影裝置 17及電鍍裝置19等加工原理及機(jī)械手21的具體結(jié)構(gòu)均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知,在 此不再做詳細(xì)的說(shuō)明。以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范 圍,依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化,仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1 一種藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),包括清洗裝置、旋涂裝置、硬烘烤裝置、冷卻裝置、軟烘 烤裝置、激光刻錄裝置、顯影裝置及電鍍裝置,其特征在于還包括水平直線傳輸裝置、機(jī)械 手及兩相互平行且水平設(shè)置的直線導(dǎo)軌,所述水平直線傳輸裝置與兩所述直線導(dǎo)軌滑動(dòng)連 接,所述機(jī)械手固定安裝在所述水平直線傳輸裝置上,所述電鍍裝置、顯影裝置、清洗裝置 及旋涂裝置沿所述直線導(dǎo)軌方向依次排列設(shè)置在所述直線導(dǎo)軌的一側(cè),所述硬烘烤裝置、 軟烘烤裝置及冷卻裝置沿所述直線導(dǎo)軌方向依次設(shè)置排列在所述直線導(dǎo)軌的另一側(cè),所述 激光刻錄裝置排列設(shè)置于所述直線導(dǎo)軌遠(yuǎn)離所述硬烘烤裝置的一端,所述機(jī)械手抓取母 盤(pán),所述水平直線傳輸裝置帶動(dòng)所述機(jī)械手沿直線導(dǎo)軌傳送母盤(pán)至相應(yīng)裝置中。
2.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于還包括呈水平置放的基 座,所述直線導(dǎo)軌安裝固定在所述基座上。
3.如權(quán)利要求2所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于所述基座垂直向上凸伸 形成有兩相互平行的導(dǎo)軌基準(zhǔn)面,兩所述直線導(dǎo)軌分別與兩所述導(dǎo)軌基準(zhǔn)面緊貼。
4.如權(quán)利要求2所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于所述水平直線傳輸裝置 包括安裝座、直線電機(jī)及兩滑座,所述滑座上開(kāi)設(shè)有與所述直線導(dǎo)軌相匹配的滑槽,兩所述 滑座固定在所述安裝座的底部?jī)啥瞬⑴c所述直線導(dǎo)軌分別滑動(dòng)連接,所述機(jī)械手安裝固定 在所述安裝座上,所述直線電機(jī)的輸出端與所述安裝座固定連接并驅(qū)動(dòng)所述安裝座帶動(dòng)機(jī) 械手沿所述直線導(dǎo)軌滑動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于所述水平直線傳輸裝置 還包括若干限位塊,所述限位塊位于兩直線導(dǎo)軌之間并分布在所述直線導(dǎo)軌的兩端,所述 限位塊阻擋所述安裝座。
6.如權(quán)利要求2所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于所述水平直線傳輸裝置 還包括位移傳感器,所述位移傳感器包括讀數(shù)頭和光柵尺,所述讀數(shù)頭安裝固定座在安裝 座上,所述光柵尺沿所述直線導(dǎo)軌水平鋪設(shè)在基座上,所述讀數(shù)頭正對(duì)所述光柵尺。
7.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于還包括兩垂直傳輸裝置, 兩所述垂直傳輸裝置分別設(shè)置在所述硬烘烤裝置與所述軟烘烤裝置中。
8.如權(quán)利要求7所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于所述垂直傳輸裝置包括 固定座、導(dǎo)桿支撐座、電機(jī)、絲桿、頂桿支撐座、兩導(dǎo)桿及兩頂桿,所述硬烘烤裝置及所述軟 烘烤裝置分別具有保溫腔體和加熱板,所述加熱板位于所述保溫腔體內(nèi),兩所述頂桿分別 一端與所述頂桿支撐座固定連接,另一端樞接地穿過(guò)所述保溫腔體的底部伸入所述保溫腔 體內(nèi),所述頂桿位于保溫腔體內(nèi)的端部設(shè)有用于承載母盤(pán)的頂頭,所述固定座固定在所述 保溫腔體底部,兩所述導(dǎo)桿分別一端與所述固定座固定連接,另一端樞接地穿過(guò)所述頂桿 支撐座并與所述導(dǎo)桿支撐座固定連接,所述電機(jī)固定在所述導(dǎo)桿支撐座上,所述絲桿一端 與所述電機(jī)的輸出端固定連接,另一端與所述頂桿支撐座固定連接,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲 桿向上推動(dòng)頂桿支撐座,所述頂桿支撐座沿所述導(dǎo)桿帶動(dòng)所述頂桿在所述保溫腔體內(nèi)做垂 直升降運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),其特征在于所述電機(jī)為伺服電機(jī)且 安裝有行星減速器。
10.一種使用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)來(lái)制造藍(lán)光光盤(pán)母 盤(pán)的方法,其特征在于包括以下步驟(1)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至清洗裝置中進(jìn)行玻璃基片的 表面清洗;(2)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至旋涂裝置中,在清洗干凈之 后的玻璃基片表面旋涂一定厚度的碳化反射防反射層;(3)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至硬烘烤裝置中,對(duì)旋涂碳化 反射防反射層之后的玻璃基片進(jìn)行硬烘烤;(4)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至冷卻裝置中進(jìn)行冷卻;(5)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至旋涂裝置中旋涂一定厚度的 光刻膠;(6)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至軟烘烤裝置中對(duì)旋光刻膠之 后的玻璃基片進(jìn)行軟烘烤;(7)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至冷卻裝置中進(jìn)行冷卻;(8)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至激光刻錄裝置中進(jìn)行激光刻錄;(9)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至顯影裝置中進(jìn)行顯影處理;(10)通過(guò)水平直線傳輸裝置沿直線導(dǎo)軌將玻璃基片傳送至電鍍裝置中進(jìn)行金屬鍍膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng),包括清洗裝置、旋涂裝置、硬烘烤裝置、冷卻裝置、軟烘烤裝置、激光刻錄裝置、顯影裝置、電鍍裝置、水平直線傳輸裝置、機(jī)械手及兩水平平行設(shè)置的直線導(dǎo)軌,水平直線傳輸裝置與兩導(dǎo)軌滑接,電鍍裝置、顯影裝置、清洗裝置及旋涂裝置沿直線導(dǎo)軌依次排列設(shè)置在直線導(dǎo)軌的一側(cè),硬烘烤裝置、軟烘烤裝置及冷卻裝置沿直線導(dǎo)軌依次設(shè)置排列在直線導(dǎo)軌的另一側(cè),激光刻錄裝置排列設(shè)置于直線導(dǎo)軌遠(yuǎn)離硬烘烤裝置的一端,機(jī)械手抓取母盤(pán),水平直線傳輸裝置帶動(dòng)機(jī)械手沿直線導(dǎo)軌傳送母盤(pán)至相應(yīng)裝置中,本發(fā)明的藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)制造系統(tǒng)布局合理、能提高成品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)線,本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種藍(lán)光光盤(pán)母盤(pán)的制造方法。
文檔編號(hào)G11B7/26GK102054499SQ20101061455
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉彤, 劉惠森, 楊明生, 楊楊, 范繼良, 陳貴青 申請(qǐng)人:東莞宏威數(shù)碼機(jī)械有限公司