專利名稱：一種bd藍(lán)光光盤以及制造該bd藍(lán)光光盤的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高密度光盤以及制造這種高密度光盤的系統(tǒng)和方法，特別是一種光學(xué)數(shù)據(jù)載體如BD藍(lán)光光盤以及制造該BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
光存儲(chǔ)媒介從CD到DVD，現(xiàn)在發(fā)展到BD藍(lán)光光盤，為了增加存儲(chǔ)的信息容量，就要不斷減小信息記錄符的尺寸，這就要求所使用的讀取和記錄光波的波長(zhǎng)必須逐漸縮短，而讀取物鏡的數(shù)值孔徑(NA)值不斷加大，所以光存儲(chǔ)媒介(光盤)使用的波長(zhǎng)從CD的780nm到DVD的650nm，發(fā)展到BD藍(lán)光光盤則采用了波長(zhǎng)為405nm的藍(lán)色激光，而物鏡的數(shù)值孔徑NA值從CD的0.45到DVD的0.6，到BD藍(lán)光光盤物鏡則達(dá)到了0.85的NA值。然而，NA值的提高雖然可以有效的縮小激光點(diǎn)，但也會(huì)造成光差增加，也就是造成波前相差。因此當(dāng)光盤片本身產(chǎn)生扭曲、軸心不正等情況時(shí)，盤片對(duì)于傾斜的容許度(Disk Tilt Tolerance)α＝1/(t)(NA)3，也就是和盤片基板厚度t及NA值的3次方成反比。因此在固定NA＝0.85的條件下，必須降低基板厚度t。為了解決這個(gè)問題，BD光盤規(guī)格的制定者飛利浦、索尼所采用的方案是，將光盤的信息層保護(hù)基板的厚度設(shè)計(jì)為0.1mm，借助這層經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的超薄型可透光保護(hù)層結(jié)構(gòu)，以大幅降低激光照射角度偏離90度正常狀態(tài)下的相差問題，進(jìn)而有效地解決之前規(guī)格的DVD在使用0.6mm厚度透光基板時(shí)一直困擾的數(shù)據(jù)再生錯(cuò)誤的問題。所以現(xiàn)在BD藍(lán)光光盤的結(jié)構(gòu)就是1.1mm基板+0.1mm保護(hù)層。
在制造BD藍(lán)光光盤時(shí)要求先注塑出1.1mm厚的基板，然后在基板上覆蓋一層透光的0.1mm保護(hù)層，得到完整的BD光盤。目前大部分的工藝是采取預(yù)先制備好0.1mm保護(hù)層，然后貼到1.1mm厚的基板上的方法來制作BD光盤。最新的方法是采用高精度的旋涂工藝，在1.1mm厚的基板上直接采用旋涂的方法制作0.1mm的保護(hù)層。
由于BD藍(lán)光光盤技術(shù)采用了更短的波長(zhǎng)(405nm)和更大的數(shù)值孔徑(NA＝0.85)，因此盤片對(duì)于平直度的要求大大提高，激光讀取平面的垂直方向精度要控制在±2μm的范圍內(nèi)，所以BD光盤對(duì)于保護(hù)層和整個(gè)盤片的平直度要求是相當(dāng)嚴(yán)格的。同時(shí)，為了保護(hù)盤片表面不被劃傷，過去一般采取在保護(hù)層上面再涂一層硬膜的方法來保護(hù)盤片?，F(xiàn)在通過選擇合適的保護(hù)層材料，可以使保護(hù)層同時(shí)起到硬膜的保護(hù)作用。
按照現(xiàn)在的BD光盤1.1mm+0.1mm的結(jié)構(gòu)，光盤的一面是聚碳酸酯材料，另一面是保護(hù)層所采用的UV紫外線固化材料，即光盤兩面材料是不同的。這樣BD光盤的兩個(gè)表面在物理性能等方面存在許多差異，包括吸水性、耐光性、熱傳導(dǎo)以及熱膨脹和收縮等。這其中，對(duì)于光盤所使用的聚碳酸酯材料非常重要的吸水性會(huì)給BD光盤的平直度由于兩面的聚碳酸酯和其他材料的不同帶來非常明顯的影響。BD藍(lán)光盤片制作完成后，在使用和存放過程中，由于BD光盤盤片兩個(gè)表面的材料的吸水性不同，兩個(gè)表面由于吸水而發(fā)生的變形趨勢(shì)會(huì)存在差異，這樣就會(huì)給整個(gè)BD光盤盤片的翹曲帶來不利的影響，最終會(huì)使BD光盤盤片的平直度變差。同時(shí)由于盤片兩面材料的不同，由兩面吸水以及熱傳導(dǎo)和熱脹冷縮等特性不同所引起的盤片兩面的微觀變化會(huì)給盤片內(nèi)部造成不對(duì)稱的應(yīng)力分布，最終也會(huì)對(duì)盤片的平直度等帶來不良影響。由于BD光盤規(guī)格對(duì)盤片平直度的嚴(yán)苛要求，即使平直度很小的變化也會(huì)影響B(tài)D盤片的正常讀取使用。
目前大部分的工藝是采取預(yù)先制備好0.1mm保護(hù)層，然后貼到1.1mm厚的基板上，做成一個(gè)完整的BD光盤。因?yàn)檫@種方法是采用另外的設(shè)備和工藝來制備0.1mm保護(hù)層，所以可以保證0.1mm保護(hù)層厚度的均勻一致，但缺點(diǎn)也很明顯，需要采用專門的0.1mm保護(hù)層生產(chǎn)設(shè)備，離線粘合以及隨之帶來的各種問題。
日本Origin公司采用了在線旋涂的工藝在1.1mm厚的基板直接形成0.1mm保護(hù)層。由于旋涂工藝本身的特點(diǎn)，很難實(shí)現(xiàn)盤片上內(nèi)外圈保護(hù)膠水層厚度的完全一致，所以O(shè)rigin公司設(shè)計(jì)了輔助機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)旋涂層厚度的均勻。他們的方法是在旋涂保護(hù)層的膠水時(shí)，在盤片夾持區(qū)放置一個(gè)具有一定坡度的引導(dǎo)膠水流向的圓錐導(dǎo)向裝置，下膠時(shí)，膠水沿圓錐導(dǎo)向裝置的坡度流到盤片上，盤片旋轉(zhuǎn)，膠水鋪開，形成0.1mm厚的保護(hù)層。然后將導(dǎo)向裝置取下，留下一層均勻的保護(hù)層。這種方法的缺點(diǎn)是，下膠在夾持區(qū)位置，距離信息區(qū)的起始位置很近，由于旋涂工藝的特點(diǎn)，膠水層從內(nèi)到外逐漸鋪開，具有一定的厚度梯度，在旋涂起始位置，由于膠水導(dǎo)向裝置存在的緣故，膠水層較厚，在盤片的中外圈厚度才會(huì)比較均勻。因此由于下膠位置的關(guān)系，在信息區(qū)的開始區(qū)域的保護(hù)層膠水厚度會(huì)大于中外圈區(qū)域的厚度。另外旋涂完保護(hù)膠水后，在把盤片搬運(yùn)到UV膠水固化系統(tǒng)照射UV進(jìn)行保護(hù)膠固化的過程中，由于膠水粘度較大，在膠水表面張力的作用下，盤片邊緣的膠水會(huì)向內(nèi)收縮，造成盤片最外圈的保護(hù)膠水層厚度減小，而相鄰區(qū)域厚度增加，由此在盤片外圈出現(xiàn)厚度不均勻的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種BD藍(lán)光光盤，該BD藍(lán)光光盤的結(jié)構(gòu)能夠減小盤片的平直度變化和內(nèi)部應(yīng)力的不均勻性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制造上述BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供制造上述BD藍(lán)光光盤的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種BD藍(lán)光光盤，其包括基板和一設(shè)置在該基板的一個(gè)表面上的保護(hù)層，其特征在于還包括另一保護(hù)層，該另一保護(hù)層設(shè)置在所述基板的另一個(gè)相對(duì)表面上，從而所述基板位于所述兩個(gè)保護(hù)層之間。
優(yōu)選地，所述基板的厚度為1.0mm，每個(gè)所述保護(hù)層的厚度為0.1mm。
優(yōu)選地，所述保護(hù)層的材料是相同的。保護(hù)層材料可以是紫外固化膠、熱溶膠或壓敏膠等材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于制造BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)，包括至少一臺(tái)注塑機(jī)；盤片傳輸帶；至少一個(gè)用于濺鍍金屬反射層的濺鍍站；一個(gè)盤片冷卻和消除應(yīng)力裝置；一個(gè)用于旋涂保護(hù)層的旋涂站；一個(gè)保護(hù)層固化裝置；以及一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)裝置；其特征在于所述旋涂站包括旋涂碗；帶有電磁鐵的下膠機(jī)械手；安裝有永磁體材料的下膠托盤，該永磁體材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度小于下膠機(jī)械手的電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，該下膠托盤具有利用真空作用吸住盤片的結(jié)構(gòu)；導(dǎo)磁的涂膠帽。
所述旋涂站還包括預(yù)置在盤片邊緣上方的光纖式UV燈，其具有預(yù)固化保護(hù)層的功能；設(shè)置在盤片上方的溫度可調(diào)紅外加熱器，該紅外加熱器能產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線，該紅外線能夠被保護(hù)層有效地吸收從而對(duì)保護(hù)層進(jìn)行加熱。
在所述下膠機(jī)械手的下膠管道周圍安裝有吹氣裝置，用于通以適當(dāng)流量、氣壓均勻的壓縮空氣，在所述下膠機(jī)械手和所述涂膠帽之間形成一個(gè)合適的間隙，以避免兩者之間的直接接觸。
所述涂膠帽可以由導(dǎo)磁材料或永磁體材料形成。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其包括以下步驟首先在注塑機(jī)中注塑出一個(gè)基板盤片，其中一面具有從母盤上復(fù)制下來的信息，稱為信息面；接碟機(jī)械手從注塑機(jī)接到該盤片，隨后放置在傳輸帶上傳送到濺鍍站，在傳送過程中對(duì)該盤片進(jìn)行快速冷卻；在濺鍍站中，所述信息面被濺鍍上一層一定厚度的金屬反射層，反射層金屬可以是金、銀、銀合金或者是半導(dǎo)體的硅或硅合金；從濺鍍站出來的盤片經(jīng)過降溫和去除應(yīng)力后，進(jìn)入旋涂站，在濺鍍的反射層表面旋涂一保護(hù)層；然后在保護(hù)膠固化裝置中將該保護(hù)層固化；將涂完一面保護(hù)層并固化后的碟片翻轉(zhuǎn)，繼續(xù)在另外一面旋涂一同樣的保護(hù)層；然后在保護(hù)膠固化裝置中將該保護(hù)層固化；
將涂完兩面保護(hù)層并固化后的碟片送到一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)裝置進(jìn)行外觀檢測(cè)，然后分級(jí)存放。
在所述旋涂站對(duì)盤片進(jìn)行旋涂的步驟包括以下子步驟1)盤片被放置在涂膠碗內(nèi)的帶有永磁體材料的下膠托盤上；2)下膠機(jī)械手的電磁鐵打開，吸住涂膠帽，旋轉(zhuǎn)到涂膠碗的托盤上的盤片中心孔上方位置；3)下膠機(jī)械手下降，將涂膠帽放入盤片中心孔位置，關(guān)閉電磁鐵，放開涂膠帽；4)由于下膠托盤內(nèi)裝有永磁體材料，在永磁體的吸引作用下，涂膠帽就與下膠托盤一起將盤片固定在下膠托盤上，然后在涂膠帽的中心位置，即盤片的中心位置開始下膠；5)下膠結(jié)束后，下膠機(jī)械手上升一定距離；6)下膠托盤帶動(dòng)盤片按照設(shè)定的參數(shù)旋轉(zhuǎn)，將保護(hù)膠水鋪開、甩薄，盤片上形成一層厚度均勻一致的保護(hù)膠水層；7)下膠機(jī)械手下降，打開電磁鐵開關(guān)，因?yàn)橄履z機(jī)械手的電磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度大于永磁體材料的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而下膠機(jī)械手吸住涂膠帽后，上升時(shí)就會(huì)克服永磁體材料的吸引，將涂膠帽吸起到等待位置；8)將涂完一面保護(hù)膠的盤片傳送到保護(hù)膠固化裝置，對(duì)保護(hù)膠進(jìn)行固化；9)將一面保護(hù)膠固化完的盤片翻轉(zhuǎn)，重新進(jìn)行步驟1)至8)的操作，在另一面上也旋涂一層厚度均勻一致的保護(hù)層。
所述基板盤片的厚度為1.0mm，所述保護(hù)層的厚度為0.1mm。
在盤片的中心孔的中心下膠。
在中心孔上放置一個(gè)涂膠帽，該涂膠帽的高度略高于盤片，在涂膠帽的中心、即盤片的中心位置下膠，然后均勻鋪開。
通過調(diào)整盤片上面下膠的起始位置，使保護(hù)膠層不均勻的部分處在夾持區(qū)，從而保證在整個(gè)信息區(qū)域的保護(hù)層膠水厚度都趨于均勻一致。
在下膠機(jī)械手的下膠管道周圍安裝有吹氣裝置，在下膠機(jī)械手吸起涂膠帽時(shí)，通以適當(dāng)流量、氣壓均勻的壓縮空氣，從而在下膠機(jī)械手和涂膠帽之間形成一個(gè)合適的間隙，避免兩者的直接接觸。
采用了一種UV預(yù)固化的方法，即在旋涂完保護(hù)膠后，立即打開一個(gè)預(yù)置在盤片邊緣上方的光纖式UV燈，盤片慢速旋轉(zhuǎn)一圈，UV燈對(duì)最外圈盤片半徑55-60mm區(qū)域進(jìn)行預(yù)固化。
在下膠機(jī)構(gòu)或甩膠機(jī)構(gòu)上的具有一個(gè)溫度可調(diào)紅外加熱器，該紅外加熱器能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線，該紅外線能夠被膠水有效地吸收從而對(duì)膠水進(jìn)行加熱，以改變膠水的流動(dòng)性。


以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，其中，圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的BD藍(lán)光光盤保護(hù)膠旋涂裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2(a)-2(k)所示為本發(fā)明實(shí)施例的BD藍(lán)光光盤保護(hù)膠層旋涂工藝圖；圖3(a)-(c)所示為本發(fā)明實(shí)施例的BD藍(lán)光光盤保護(hù)膠旋涂裝置涂膠帽的零件圖；圖4(a)-(b)所示為本發(fā)明實(shí)施例的BD藍(lán)光光盤生產(chǎn)系統(tǒng)的溫度可調(diào)紅外加熱器；圖5所示為本發(fā)明的盤片生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖6(a)-(b)所示為本發(fā)明的BD藍(lán)光光盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)示說明1 下膠機(jī)械手 2 下膠閥3 下膠機(jī)械手電磁鐵 4 涂膠帽5 光纖式UV燈 6 盤片7 下膠托盤 8 下膠托盤定位銷9 下膠托盤永磁體 10 涂膠帽211 涂膠帽3 12 吹氣裝置13 保護(hù)膠水層 14 膠水41 紅外加熱器 42 紅外線43 紅外加熱器區(qū)域1 44 紅外加熱器區(qū)域2
45 紅外加熱器區(qū)域3101 注塑機(jī) 102 接碟機(jī)械手103 碟片傳輸帶 104 第一交換轉(zhuǎn)盤105 盤片緩存轉(zhuǎn)盤 106 翻碟機(jī)械手107 第一保護(hù)膠旋涂系統(tǒng) 108 第一傳送機(jī)械手109 紫外(UV)固化系統(tǒng) 110 下保護(hù)膠機(jī)械手111 保護(hù)層旋涂站 112 盤片存放站113 第二傳送機(jī)械手 114 碟片翻轉(zhuǎn)裝置115 第三傳送機(jī)械手 116 第二保護(hù)膠旋涂系統(tǒng)117 濺鍍站 118 第四傳送機(jī)械手119 盤片質(zhì)量檢驗(yàn)裝置 120 紫外固化轉(zhuǎn)盤121 第二交換轉(zhuǎn)盤 61 信息面保護(hù)層62 濺鍍反射層 63 基板64 背面保護(hù)層 65 盤片中心孔具體實(shí)施方式
本發(fā)明在現(xiàn)有的BD藍(lán)光光盤1.1mm基板+0.1mm保護(hù)層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的盤片物理結(jié)構(gòu)。本發(fā)明對(duì)盤片的物理結(jié)構(gòu)做了一個(gè)重要的變革，就是將現(xiàn)在的1.1mm基板+0.1mm保護(hù)層的結(jié)構(gòu)改變?yōu)?.1mm保護(hù)層+1.0mm基板+0.1mm保護(hù)層的結(jié)構(gòu)，即從A+B兩層結(jié)構(gòu)變?yōu)锳+B+A三層有兩個(gè)保護(hù)層的對(duì)稱三明治結(jié)構(gòu)。如圖6(a)-6(b)所示，本發(fā)明的BD藍(lán)光光盤的結(jié)構(gòu)包括信息面保護(hù)層61、背面保護(hù)層64和基板63。優(yōu)選的基板63的厚度為1.0mm，兩個(gè)保護(hù)層的厚度均為0.1mm。
經(jīng)過這樣的改進(jìn)后，盤片的兩面具有相同的物理特性，即具有相同的吸水性、耐光性、熱傳導(dǎo)以及熱膨脹和收縮等特性。由于盤片兩面都具有防止吸水的保護(hù)層，因此可以更加有效地防止盤片的聚碳酸酯材料吸水，以及進(jìn)一步造成的盤片變形而影響盤片的平直度的缺陷。同時(shí)，由于盤片具有對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，則在盤片的使用和存放過程中，對(duì)于環(huán)境的變化造成的盤片兩面的物理形狀的變化，如變形、膨脹、收縮等，以及特性的變化，如散熱、耐光等是相同的、對(duì)稱的，由此減小了盤片平直度變化和內(nèi)部應(yīng)力不均勻的可能性。
本發(fā)明的新的BD藍(lán)光光盤結(jié)構(gòu)仍然采用波長(zhǎng)為405nm的藍(lán)色激光和0.85的NA值。因?yàn)镹A值的提高雖然可以有效的縮小激光點(diǎn)，但也會(huì)造成光差增加，也就是造成波前相差。因此當(dāng)光盤片本身產(chǎn)生扭曲、軸心不正等情況時(shí)，盤片對(duì)于傾斜的容許度(Disk TiltTolerance)α＝1/(t)(NA)3，也就是和盤片基板厚度t及NA值的3次方成反比。因此在固定NA＝0.85的條件下，必須降低基板厚度t。所以仍然按照現(xiàn)在藍(lán)光光盤的設(shè)計(jì)將光盤的信息層保護(hù)基板的厚度設(shè)計(jì)為0.1mm，唯一不同的地方是設(shè)計(jì)了兩個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的0.1mm保護(hù)層。
在存儲(chǔ)方式上，新的BD光盤仍然使用溝槽方式進(jìn)行記錄，地址信息采用基于鋸齒抖動(dòng)(SawTooth Wobble，STW)+最小頻移鍵控(MSK)技術(shù)改良后的ADIP方式存儲(chǔ)在軌道中的。STW是松下公司開發(fā)的一種地址調(diào)制技術(shù)，MSK則是由飛利浦和索尼提出的方式，特點(diǎn)是S/N(信噪比)較高，適用于獲取位置信息，而真正起到標(biāo)明物理地址的則是STW技術(shù)。STW是通過軌道邊緣的鋸齒方向來表示地址信息的一種技術(shù)。
本發(fā)明的BD藍(lán)光光盤盤片制造方法包括步驟首先在注塑機(jī)101中注塑出一個(gè)厚度為1.0mm的聚碳酸酯盤片，其中一面具有從母盤上復(fù)制下來的信息，稱為信息面；接碟機(jī)械手102從注塑機(jī)101接到盤片，隨后放置在碟片傳輸帶103上傳送到濺鍍站117，在傳送過程中對(duì)盤片進(jìn)行快速冷卻；在濺鍍站117中，信息面被濺鍍上一層一定厚度的金屬反射層，反射層金屬可以是金、銀、銀合金或者是半導(dǎo)體的硅或硅合金；從濺鍍站117出來的盤片經(jīng)過降溫和去除應(yīng)力后，進(jìn)入旋涂站，在濺鍍的反射層表面旋涂厚度為0.1mm的保護(hù)層；然后在保護(hù)膠固化裝置中將該保護(hù)層固化；將涂完一面保護(hù)層并固化后的盤片翻轉(zhuǎn)，繼續(xù)在另外一面旋涂一層厚度為0.1mm同樣的保護(hù)層，然后在保護(hù)膠固化裝置中將該保護(hù)層固化；將涂完兩面保護(hù)層并固化后的碟片送到一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)裝置進(jìn)行外觀檢測(cè)，然后分級(jí)存放。
其中，本發(fā)明采用旋涂方法使保護(hù)層附著到基板上，如圖2(a)-2(k)所示，其顯示了本發(fā)明的旋涂工藝的各個(gè)步驟，包括1)盤片6被放置在涂膠碗內(nèi)的帶有永磁體材料的下膠托盤7上；2)下膠機(jī)械手1的電磁鐵3打開，吸附涂膠帽4，旋轉(zhuǎn)到涂膠碗的下膠托盤7上的盤片6的中心孔上方位置；3)下膠機(jī)械手1下降，將涂膠帽4放入盤片6的中心孔位置，關(guān)閉電磁鐵3，放開涂膠帽4；4)由于下膠托盤7內(nèi)裝有永磁體9，在永磁體材料9的吸引作用下，涂膠帽4就與下膠托盤7一起將盤片6固定在下膠托盤7上，然后在涂膠帽4的中心位置，即盤片6的中心位置開始下膠；5)下膠結(jié)束后，下膠機(jī)械手1上升一定距離；6)下膠托盤7帶動(dòng)盤片6按照設(shè)定的參數(shù)旋轉(zhuǎn)，將保護(hù)膠水鋪開、甩薄，盤片6上形成一層厚度均勻一致的保護(hù)膠水層13；7)下膠機(jī)械手1下降，打開電磁鐵3開關(guān)，因?yàn)橄履z機(jī)械手1的電磁鐵3磁場(chǎng)強(qiáng)度大于永磁體材料9的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而下膠機(jī)械手吸住涂膠帽4后，上升時(shí)就會(huì)克服永磁體材料9的吸引，將涂膠帽4吸起到等待位置；8)將涂完一面保護(hù)膠的盤片6傳送到保護(hù)膠固化裝置，對(duì)保護(hù)膠進(jìn)行固化；將一面保護(hù)膠固化完的盤片翻轉(zhuǎn)，重新進(jìn)行步驟1)至8)的操作，在盤片另一面上也旋涂一層厚度均勻一致的保護(hù)層。
現(xiàn)在參見圖1，本發(fā)明采用旋涂方法制造BD藍(lán)光光盤保護(hù)層，其中旋涂裝置包括旋涂碗；一個(gè)帶有電磁鐵的下膠機(jī)械手1；一個(gè)安裝有永磁體材料(磁場(chǎng)強(qiáng)度小于下膠機(jī)械手的電磁鐵)的下膠托盤7，下膠托盤還具有利用真空作用吸住盤片的結(jié)構(gòu)；一個(gè)由導(dǎo)磁不銹鋼等材料或者采用永磁體材料制造的涂膠帽4等。
鑒于之前的旋涂保護(hù)層存在的厚度不均勻問題，本發(fā)明采用了在盤片6的中心(中心孔的中心)下膠的方法。在中心孔上放置一個(gè)如圖3所示的涂膠帽4，涂膠帽4的高度略高于盤片6，在涂膠帽4的中心、即盤片6的中心位置下膠，然后均勻鋪開，從而可以最大程度保證在BD藍(lán)光光盤盤片信息區(qū)的保護(hù)層厚度均勻一致性。由于旋涂工藝的特點(diǎn)，從中央供應(yīng)膠水，膠水旋轉(zhuǎn)甩開后，由于中央沒有持續(xù)的膠水供應(yīng)，會(huì)造成內(nèi)圈膠水層厚度小于外圈，具有一定的厚度梯度。在旋涂起始位置，在本發(fā)明中，即涂膠帽中心孔位置膠水層較薄，在盤片的中外圈包括信息區(qū)起始位置厚度都會(huì)比較均勻。因此在本發(fā)明中，通過調(diào)整盤片上面下膠的起始位置，使保護(hù)膠層較薄的部分處在夾持區(qū)，從而保證在整個(gè)信息區(qū)域的保護(hù)膠水層厚度都趨于均勻一致。
在長(zhǎng)期工作的情況下，下膠機(jī)械手1由于要吸住涂膠帽4，會(huì)造成下膠機(jī)械手1的表面粘有保護(hù)膠，進(jìn)而通過與涂膠帽4表面的重復(fù)接觸，容易在涂膠帽4表面上留下多余的膠水，甚至是大小不等的膠粒，破壞了涂膠帽4表面的平整度，給下膠時(shí)涂膠帽4表面膠水的流動(dòng)帶來不利的影響。為此在下膠機(jī)械手1的下膠管道周圍，設(shè)計(jì)安裝有吹氣裝置12，在下膠機(jī)械手1吸起涂膠帽4時(shí)，通以適當(dāng)流量、氣壓均勻的壓縮空氣，在下膠機(jī)械手1和涂膠帽4之間形成一個(gè)合適的間隙，避免兩者的直接接觸。
為解決外圈膠水在照射UV固化前收縮的問題，本發(fā)明采用了一種預(yù)固化的方法。在旋涂完保護(hù)膠后，馬上打開一個(gè)預(yù)置在盤片邊緣上方的光纖式UV燈5，盤片慢速旋轉(zhuǎn)一圈，UV燈5對(duì)最外圈盤片半徑55-60mm區(qū)域進(jìn)行預(yù)固化，防止了外圈膠水在盤片進(jìn)行UV固化前收縮所引起的外圈膠水厚度不均。
在膠水向外旋涂的過程中，由于盤片的快速旋轉(zhuǎn)，膠水與空氣的熱交換非常迅速，使膠水在旋涂到外圈時(shí)，溫度已經(jīng)下降得很低，從而使膠水的流動(dòng)性大為降低，減小了旋涂參數(shù)控制的精度。為解決膠水在旋涂過程中流動(dòng)性的變化，在下膠機(jī)構(gòu)或甩膠機(jī)構(gòu)上增加多區(qū)域溫度可調(diào)紅外線發(fā)熱功能，即增加一個(gè)溫度可調(diào)紅外加熱器41。這個(gè)紅外加熱器41能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線，能夠被膠水有效吸收從而對(duì)膠水進(jìn)行加熱，進(jìn)而改變膠水的流動(dòng)性。這樣，當(dāng)膠水向外旋涂過程中，在不同區(qū)域溫度不同，使膠水具有不同的流動(dòng)性，最終保證膠水在旋涂過程中從里到外厚度均勻一致，從而滿足藍(lán)光光盤對(duì)膠水層厚度變化的要求，例如達(dá)到±1um的變化要求。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用來制造BD藍(lán)光光盤的生產(chǎn)系統(tǒng)，尤其是能夠充分保障BD藍(lán)光盤片平直度的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括至少一臺(tái)注塑機(jī)101；盤片傳輸帶103；至少一個(gè)用于濺鍍金屬反射層的濺鍍站117；一個(gè)盤片冷卻和消除應(yīng)力裝置；一個(gè)旋涂保護(hù)層的旋涂站；一個(gè)保護(hù)膠固化裝置；以及一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)裝置119；其還包括旋涂站，旋涂裝置包括旋涂碗，一個(gè)帶有電磁鐵3的具有吹氣裝置12的下膠機(jī)械手1；一個(gè)可以安裝有永磁鐵或其它永磁體材料(磁場(chǎng)強(qiáng)度小于下膠機(jī)械手的電磁鐵)9的下膠托盤7，下膠托盤7還具有利用真空作用吸住盤片的結(jié)構(gòu)；一個(gè)由導(dǎo)磁不銹鋼等材料或者永磁體材料制成的涂膠帽4；預(yù)置在盤片邊緣上方的光纖式UV燈5，其具有預(yù)固化的功能；保護(hù)膠固化裝置，其具有一個(gè)溫度可調(diào)紅外加熱器41，該紅外加熱器41能產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線，能夠被膠水有效吸收從而對(duì)膠水進(jìn)行加熱，進(jìn)而改善膠水的流動(dòng)性。
實(shí)施例一借助圖5、圖1和圖2可以更簡(jiǎn)單說明本發(fā)明制造BD藍(lán)光光盤的方法。
1)首先由注塑機(jī)101注塑出1.0mm厚的盤片6，中心孔直徑為15mm；2)盤片6經(jīng)傳輸帶103后傳送到濺鍍站117，傳送過程中，通過從上面向下吹去離子風(fēng)使盤片6快速冷卻。由第四傳送機(jī)械手118將盤片6送入濺鍍系統(tǒng)117中，在信息面上濺鍍一層金屬反射層；3)濺鍍完金屬反射層的盤片6由第四傳送機(jī)械手118和第二交換轉(zhuǎn)盤121和第一傳送機(jī)械手108傳送到第一保護(hù)膠旋涂系統(tǒng)107；4)盤片6被放置在涂膠碗內(nèi)的帶有永磁體材料9的下膠托盤7上；5)下膠機(jī)械手1的電磁鐵3通電后，吸著涂膠帽4，旋轉(zhuǎn)到下膠托盤7上盤片6中心孔位置上方，如圖2(a)所示；
6)下膠機(jī)械手1下降，將涂膠帽4放入盤片6中心孔位置，關(guān)閉電磁鐵3的電源，放下涂膠帽4，如圖2(b)所示；7)由于下膠托盤7內(nèi)裝有永磁體材料9，在永磁體材料9的吸引作用下，由導(dǎo)磁材料制造的涂膠帽4就與下膠托盤7一起將盤片6固定在下膠托盤7上，然后在涂膠帽4的中心位置，即盤片6的中心位置打開下膠閥2開始下膠，如圖2(c)所示；8)下膠結(jié)束后，下膠機(jī)械手1上升一定距離，如圖2(d)所示；9)下膠托盤7帶動(dòng)盤片6按照設(shè)定的參數(shù)旋轉(zhuǎn)，將UV膠水鋪開、甩薄，在盤片6上形成一層厚度為0.1mm的均勻一致的UV膠水層13，如圖2(e)所示；10)打開光纖式UV燈5，對(duì)盤片6外圈半徑55-60mm區(qū)域預(yù)固化，如圖2(f)所示；11)如圖2(g)所示，下膠機(jī)械手1下降，打開電磁鐵3開關(guān)，因?yàn)橄履z機(jī)械手1的電磁鐵3磁場(chǎng)強(qiáng)度大于永磁體材料9的磁場(chǎng)強(qiáng)度，下膠機(jī)械手1吸住涂膠帽4后，上升時(shí)就會(huì)克服永磁體材料9的吸引，將涂膠帽4吸起到等待位置，如圖2(h)所示；12)由第一傳送機(jī)械手108取走涂完保護(hù)膠的盤片6，涂完保護(hù)膠的盤片6如圖2(i)所示。
13)保護(hù)膠的旋涂工序就完成了，下膠機(jī)械手1回到初始等待位置，準(zhǔn)備旋涂下一張盤片；14)將涂完一面保護(hù)膠的盤片通過紫外固化轉(zhuǎn)盤120傳送到保護(hù)膠紫外固化站109，打開UV燈對(duì)保護(hù)膠進(jìn)行固化；15)將一面保護(hù)膠固化完成的盤片通過紫外固化轉(zhuǎn)盤120和第二傳送機(jī)械手113傳送到盤片翻轉(zhuǎn)裝置114，將盤6片翻轉(zhuǎn)；16)盤片翻轉(zhuǎn)之后由第三傳送機(jī)械手115傳到第二保護(hù)膠旋涂系統(tǒng)116，在盤片的另外一面按照上面4)——14)的工序繼續(xù)旋涂一層跟信息面保護(hù)膠相同的厚度為0.1mm的保護(hù)層。
17)將涂完兩面保護(hù)層的盤片通過第一傳送機(jī)械手108傳送到盤片質(zhì)量檢測(cè)裝置119，進(jìn)行檢測(cè)分級(jí)，然后存放在盤片存放裝置112。
實(shí)施例二在本發(fā)明的實(shí)施例二中，涂膠帽10采用圖3(b)所示的結(jié)構(gòu)，涂膠帽10跟下膠托盤7上固定盤片6的中心定位銷8配合定位，其余的工藝流程和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同上所述。
實(shí)施例三在本發(fā)明的實(shí)施例三中，涂膠帽11采用圖3(c)所示的結(jié)構(gòu)，其余的工藝流程和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同上所述。
涂膠帽11中央有一個(gè)盲孔，下膠時(shí)可以用來儲(chǔ)存膠水，作為供應(yīng)膠水的膠水池。在盤片6旋轉(zhuǎn)，膠水鋪開甩平的時(shí)候，涂膠帽盲孔作為膠水池可以不斷供應(yīng)膠水，克服了發(fā)明實(shí)施例(一)中由于膠水供應(yīng)不夠而產(chǎn)生的內(nèi)圈膠水層比中外圈薄的現(xiàn)象，從而使盤片6上的膠水保護(hù)層厚度更加均勻一致。
實(shí)施例四本發(fā)明的實(shí)施例四中，涂膠帽采用圖3(a)、(b)、(c)所示的結(jié)構(gòu)，其余的工藝流程和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同上所述。
在旋涂膠水的過程中，涂膠帽上也會(huì)留有一層保護(hù)膠水。這種情況下，在下膠機(jī)械手1下降，打開電磁鐵3開關(guān)，吸住涂膠帽4，如圖2(g)所示，將涂膠帽4吸起到如圖2(h)所示的等待位置過程中，下膠機(jī)械手1由于直接吸住涂膠帽4，在長(zhǎng)期工作的情況下，會(huì)造成下膠機(jī)械手7的表面粘有大量的保護(hù)膠，進(jìn)而通過與涂膠帽4表面的接觸，容易在涂膠帽表面上留下多余的膠水，甚至是大小不等的膠粒，破壞了涂膠帽4表面的平整度，給下膠時(shí)涂膠帽表面膠水的流動(dòng)帶來不利的影響。為此在下膠機(jī)械手1的下膠管道周圍，設(shè)計(jì)安裝有吹氣裝置12，在下膠機(jī)械手1吸起涂膠帽4時(shí)，通以流量適當(dāng)、氣壓均勻的壓縮空氣，在下膠機(jī)械手1和涂膠帽4之間形成一個(gè)合適的間隙，避免兩者的直接接觸，如圖2(j)和(k)所示。
實(shí)施例五在本發(fā)明的實(shí)施例五中，涂膠帽材料采用永磁體材料，在吸起涂膠帽4時(shí)，使下膠機(jī)械手1的電磁鐵3的N、S極與涂膠帽4的S、N極相互吸引，可以很方便吸住涂膠帽4。在放下涂膠帽4時(shí)，改變下膠機(jī)械手1的電磁鐵3的N、S極方向，使之與涂膠帽4的N、S極相互排斥，可以將涂膠帽4迅速固定在下膠托盤7上，與下膠托盤7上固定盤片6的中心定位銷8配合定位，其余的工藝流程和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同上所述。
實(shí)施例六在本發(fā)明的實(shí)施例六中，在保護(hù)膠旋涂系統(tǒng)的吸盤上增加多區(qū)域溫度可調(diào)紅外線發(fā)熱功能，即增加一個(gè)溫度可調(diào)紅外加熱器41。這個(gè)紅外加熱器41能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線42，能夠被膠水有效吸收從而對(duì)膠水進(jìn)行加熱，進(jìn)而改變膠水的流動(dòng)性。該紅外加熱器41產(chǎn)生的紅外線可以是波長(zhǎng)連續(xù)變化的紅外線，如圖4(a)所示。也可以是分區(qū)域的波長(zhǎng)階躍變化的紅外線，即在加熱器不同區(qū)域，分別產(chǎn)生固定波長(zhǎng)的紅外線，如圖4(b)所示。
這樣，當(dāng)膠水向外旋涂過程中，在不同區(qū)域溫度不同，使膠水具有不同的流動(dòng)性，最終保證膠水在旋涂過程中從里到外厚度均勻一致，從而滿足藍(lán)光光盤對(duì)膠水層厚度變化的要求，例如達(dá)到±1μm的變化要求。
以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該理解到的是，在不脫離本發(fā)明的精神和附屬權(quán)利要求保護(hù)范圍的情況下，任何變型、修改或等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種BD藍(lán)光光盤，其包括基板和一設(shè)置在該基板的一個(gè)表面上的保護(hù)層，其特征在于還包括另一保護(hù)層，該另一保護(hù)層設(shè)置在所述基板的另一個(gè)相對(duì)表面上，從而所述基板位于所述兩個(gè)保護(hù)層之間。
2.如權(quán)利要求1所述的BD藍(lán)光光盤，其特征在于所述基板的厚度為1.0mm，每個(gè)所述保護(hù)層的厚度為0.1mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的BD藍(lán)光光盤，其特征在于所述保護(hù)層的材料是相同的，該保護(hù)層材料可以是紫外固化膠、熱溶膠或壓敏膠。
4.一種用于制造BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)，包括至少一臺(tái)注塑機(jī)；盤片傳輸帶；至少一個(gè)用于濺鍍金屬反射層的濺鍍站；一個(gè)盤片冷卻和消除應(yīng)力裝置；一個(gè)用于旋涂保護(hù)層的旋涂站；一個(gè)保護(hù)層固化裝置；以及一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)裝置；其特征在于所述旋涂站包括旋涂碗；帶有電磁鐵的下膠機(jī)械手；安裝有永磁體材料的下膠托盤，該永磁體材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度小于下膠機(jī)械手的電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，該下膠托盤具有利用真空作用吸住盤片的結(jié)構(gòu)；導(dǎo)磁的涂膠帽。
5.如權(quán)利要求4所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)，其特征在于所述旋涂站還包括預(yù)置在盤片邊緣上方的光纖式UV燈，其具有預(yù)固化保護(hù)層的功能；設(shè)置在盤片上方的溫度可調(diào)紅外加熱器，該紅外加熱器能產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線，該紅外線能夠被保護(hù)層有效地吸收從而對(duì)保護(hù)層進(jìn)行加熱。
6.如權(quán)利要求4或5所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)，其特征在于在所述下膠機(jī)械手的下膠管道周圍安裝有吹氣裝置，用于通過適當(dāng)流量、氣壓均勻的壓縮空氣在所述下膠機(jī)械手和所述涂膠帽之間形成一個(gè)合適的間隙以避免兩者之間的直接接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)，其特征在于所述涂膠帽由導(dǎo)磁材料或永磁體材料形成。
8.一種用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于包括以下步驟首先在注塑機(jī)中注塑出一個(gè)基板盤片，其中一面具有從母盤上復(fù)制下來的信息，稱為信息面；接碟機(jī)械手從注塑機(jī)接到該盤片，隨后放置在傳輸帶上傳送到濺鍍站，在傳送過程中對(duì)該盤片進(jìn)行快速冷卻；在濺鍍站中，所述信息面被濺鍍上一層一定厚度的金屬反射層，反射層金屬可以是金、銀、銀合金或者是半導(dǎo)體的硅及硅合金；從濺鍍站出來的盤片經(jīng)過降溫和去除應(yīng)力后，進(jìn)入旋涂站，在濺鍍的反射層表面旋涂一保護(hù)層；然后在保護(hù)膠固化裝置中將該保護(hù)層固化；將涂完一面保護(hù)層并固化后的碟片翻轉(zhuǎn)，繼續(xù)在另外一面旋涂一同樣的保護(hù)層；然后在保護(hù)膠固化裝置中將該保護(hù)層固化；將涂完兩面保護(hù)層并固化后的碟片送到一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)裝置進(jìn)行外觀檢測(cè)，然后分級(jí)存放。
9.如權(quán)利要求8所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于在所述旋涂站對(duì)盤片進(jìn)行旋涂的步驟包括以下子步驟1)盤片被放置在涂膠碗內(nèi)的帶有永磁體材料的下膠托盤上；2)下膠機(jī)械手的電磁鐵打開，吸住涂膠帽，旋轉(zhuǎn)到涂膠碗的托盤上的盤片中心孔上方位置；3)下膠機(jī)械手下降，將涂膠帽放入盤片中心孔位置，關(guān)閉電磁鐵，放開涂膠帽；4)由于下膠托盤內(nèi)裝有永磁體材料，在永磁體材料的吸引作用下，涂膠帽就與下膠托盤一起將盤片固定在下膠托盤上，然后在涂膠帽的中心位置，即盤片的中心位置開始下膠；5)下膠結(jié)束后，下膠機(jī)械手上升一定距離；6)下膠托盤帶動(dòng)盤片按照設(shè)定的參數(shù)旋轉(zhuǎn)，將保護(hù)膠水鋪開、甩薄，盤片上形成一層厚度均勻一致的保護(hù)膠水層；7)下膠機(jī)械手下降，打開電磁鐵開關(guān)，因?yàn)橄履z機(jī)械手的電磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度大于永磁體材料的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而下膠機(jī)械手吸住涂膠帽后，上升時(shí)就會(huì)克服永磁體材料的吸引，將涂膠帽吸起到等待位置；8)將涂完一面保護(hù)膠的盤片傳送到保護(hù)膠固化裝置，對(duì)保護(hù)膠進(jìn)行固化；9)將一面保護(hù)膠固化完的盤片翻轉(zhuǎn)，重新進(jìn)行步驟1)至8)的操作，在另一面上也旋涂一層厚度均勻一致的保護(hù)層。
10.如權(quán)利要求9所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于所述基板盤片的厚度為1.0mm，所述保護(hù)層的厚度為0.1mm。
11.如權(quán)利要求9所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于在盤片的中心孔的中心下膠。
12.如權(quán)利要求11所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于在中心孔上放置一個(gè)涂膠帽，該涂膠帽的高度略高于盤片，在涂膠帽的中心、即盤片的中心位置下膠，然后均勻鋪開。
13.如權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于通過調(diào)整盤片上面下膠的起始位置，使保護(hù)膠層較薄的部分處在夾持區(qū)，從而保證在整個(gè)信息區(qū)域的保護(hù)層膠水厚度都趨于均勻一致。
14.如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于在下膠機(jī)械手的下膠管道周圍安裝有吹氣裝置，在下膠機(jī)械手吸起涂膠帽時(shí)，通以適當(dāng)流量、氣壓均勻的壓縮空氣，從而在下膠機(jī)械手和涂膠帽之間形成一個(gè)合適的間隙，避免兩者的直接接觸。
15.如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于采用了一種UV預(yù)固化的方法，即在旋涂完保護(hù)膠后，立即打開一個(gè)預(yù)置在盤片邊緣上方的光纖式UV燈，盤片慢速旋轉(zhuǎn)一圈，UV燈對(duì)最外圈盤片半徑55-60mm區(qū)域進(jìn)行預(yù)固化。
16.如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的用于制造BD藍(lán)光光盤的方法，其特征在于在下膠機(jī)構(gòu)或甩膠機(jī)構(gòu)具有一個(gè)溫度可調(diào)紅外加熱器，該紅外加熱器能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)合適的紅外線，該紅外線能夠被膠水有效地吸收從而對(duì)膠水進(jìn)行加熱，以改變膠水的流動(dòng)性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種BD藍(lán)光光盤，其包括基板和一設(shè)置在該基板的一個(gè)表面上的保護(hù)層，其還包括另一保護(hù)層，該另一保護(hù)層設(shè)置在所述基板的另一個(gè)相對(duì)表面上，從而所述基板位于所述兩個(gè)保護(hù)層之間，該BD藍(lán)光光盤的結(jié)構(gòu)能夠減小盤片的平直度變化和內(nèi)部應(yīng)力的不均勻性。本發(fā)明還公開了制造上述BD藍(lán)光光盤的系統(tǒng)以及制造上述BD藍(lán)光光盤的方法。
文檔編號(hào)G11B7/26GK1758352SQ20051009946
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者范繼良, 楊明生 申請(qǐng)人:東莞宏威數(shù)碼機(jī)械有限公司