(57)【要約】【課題】被貼り合わせ部材の表面の平坦性が確保される貼り合わせ装置を提供する。【解決手段】接着剤１６を介して２つ以上の被貼り合わせ部材１、２を支持体１１３と押圧体１１６の間で押圧して被貼り合わせ部材１、２を接着する貼り合わせ装置において、支持体１１３または押圧体１１６のうち少なくとも一方の被貼り合わせ部材１、２と対向する側に多孔板９，１０を有し、被貼り合わせ部材を減圧手段による負圧状態にある多孔質板９，１０に吸着させ、反りを矯正した状態で貼り合わせることで、平坦性に優れた接着方法を提供することを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を介して２つ以上の被貼り合わせ部材を支持体と押圧体の間で押圧して前記被貼り合わせ部材を接着する貼り合わせ装置において、前記支持体または押圧体のうち少なくとも一方の前記被貼り合わせ部材と対向する側に平坦な多孔質体を有し、前記多孔質体の裏面が前記被貼り合わせ部材全体を負圧により吸着せしめる減圧手段を具備、若しくは、減圧手段と連結され、かつ、前記支持体と押圧体の間隔を制御する手段を具備し、前記被貼り合わせ部材を平行に保持した状態で、前記支持体または押圧体の少なくともいずれか一方を移動して貼り合わせを行なうことを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項２】
請求項１記載の貼り合わせ装置において、前記多孔質体が金属またはセラミックで構成されていることを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項３】
請求項２記載の貼り合わせ装置において、前記多孔質体中に含浸されるとともに多孔質体の表面に架橋型樹脂膜を形成するか、若しくは、前記多孔質体表面にプラズマ重合或いはスパッタによりその表面に緩衝層を形成し、かつ前記多孔質体に貫通する微細孔を設けたことを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項４】
請求項１記載の貼り合わせ装置を用いて、２枚の被貼り合わせ部材を接着剤で貼り合わせる方法において前記支持体と押圧体の間隔を複数点で測定する手段を具備し、前記支持体と押圧体の間隔制御手段を前記測定結果に連動して前記支持体と押圧体の間隔が一定に保った状態になるように制御することを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項５】
請求項４記載の貼り合わせ装置を用いて、押圧して貼り合わせる被貼り合わせ部材同士をを接着した際の被貼り合わせ部材表面間の平行度を５μｍ以下に保持した状態で貼り合わせることを特徴とする貼り合わせることを特徴とする貼り合わせ方法。
【請求項６】
請求項１記載の貼り合わせ装置を用いて、２枚の被貼り合わせ部材を接着剤で貼り合わせる方法において、前記被貼り合わせ部材を前記多孔質体に負圧吸着された状態で保持するとともに、前記支持体と押圧体の間に前記被貼り合わせ部材と接着剤を減圧状態にするための筒状部材を設け、前記被貼り合わせ部材とその間にある接着剤を減圧状態に保持した後に貼り合わせを行なうことを特徴とする貼り合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光情報記録ディスク基板、大容量ホログラムメモリ基板、複合光学レンズ、複合ガラス板等の被貼り合わせ部材を貼り合わせる装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平４−５３０１２号公報や特許第２７４２５２４号に開示されているように、光ディスク基板の信号面上に同心円状に紫外線硬化型接着剤を塗布し、もう一方の光ディスク基板あるいはダミー基板をその上に置き、２枚の基板を高速回転させながら接着剤を基板間に充填し、紫外線照射によって接着剤を硬化せしめる方法が知られており、ＤＶＤビデオディスクでは一般に用いられている。
【０００３】
この方法とは別に、比較的高粘度の紫外線硬化型接着剤を光ディスク基板に塗布し、高速回転して塗布厚みを安定化させてから、真空中で加圧・貼り合わせ、紫外線照射によって接着剤を硬化せしめる方法、あるいは特開平８−２０３１２５号公報や特開平８−３０６０７７号公報に開示されているように、厚みの一定な粘着シートを用いて加圧・貼り合わせする方法も使われている。
【０００４】
上記のような加圧によりディスク基板を貼り合わせる工程において、ディスク基板と接する面は平坦であるため、貼り合わせ時にディスク基板はその反りが矯正される方向に動き、押圧体あるいは支持体との摺動によりディスク基板に傷が発生する。このため特開平１−３０３６４９号公報で開示されるように、押圧体や支持体のディスク基板と対向する側に剛性の低い緩衝層を設けている。
【０００５】
従来の光ディスクとは別に、記録光と参照光の干渉を利用して、記録層の厚み方向の干渉点に記録し、参照光で干渉点に記録された情報を読み出す大容量ホログラムメモリが提案されている。
【０００６】
大容量ホログラムメモリの場合、特許第２１２１８７０号で開示されているような基板の内周と外周のみでディスク基板を支持すると、基板剛性が不十分で、ホログラムメモリに要求される平坦性が得られず、平坦な支持材上で内周と外周のみを吸着保持した場合でも、吸着部に応力が発生し、この近傍で平坦性が悪くなり、ホログラムメモリとして記録したデータ情報が読めなくなる。逆に、基板を保持していないと、接着層の硬化収縮に起因する厚みムラが生じ、基板間の平行度が不十分になる。
【特許文献１】
特開平８−２０３１２５号
【特許文献２】
特開平８−３０６０７７号
【特許文献３】
特開平１−３０３６４９号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
金属やセラミックなどの平坦な硬質支持材でホログラムメモリ用基板を保持すると基板加圧時の基板滑りによるズレで基板表面に傷が入りやすく、プラスチックなどの軟質支持材で前記基板を保持すると十分な平坦性が得られない。
【０００８】
また前記特開平１−３０３６４９号公報で開示されるように、ゴム系シートや不織布のような剛性の低い緩衝層支持材上を設け、基板を受けて貼り合わせている場合、柔軟性があるため緩衝性には優れるが、前述のように大容量ホログラムメモリでは緩衝層の凹凸が貼り合わせた基板表面の凹凸に影響を与え、ホログラムメモリとして記録したデータ情報が読めなくなるなどの欠点を有している。
【０００９】
本発明の目的は、従来のこのような欠点を解消し、被貼り合わせ部材である基板表面の平坦性ならびに被貼り合わせ部材に対する緩衝性が確保され、さらに耐久性に優れた貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、例えば屈折率変調型ホログラム記録材料を含有するポリマーマトリックスを構成する接着剤を介して２枚のホログラム記録用基板などの被貼り合わせ部材を支持体と押圧体にそれぞれ吸着・保持し、この間で押圧して前記被貼り合わせ部材を接着する貼り合わせ装置において、前記支持体または押圧体のうち少なくとも一方の前記被貼り合わせ部材と対向する側に例えば金属やセラミックの多孔層を有し、前記多孔質体に接続する減圧手段でもって均一に基板を保持することにより、被貼り合わせ部材の滑りによる傷発生の防止や貼り合わせ後も平坦性を備えたホログラムメモリを提供することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、支持体または押圧体のうち少なくとも一方の被貼り合わせ部材と対向する側に多孔質体を有し、被貼り合わせ部材を支持体と押圧体にそれぞれ吸着・保持することで、前記被貼り合わせ部材が支持体や押圧体表面で動くことによって発生する傷の抑制や優れた平坦性が確保できる。また、その多孔質体の表面に樹脂コーティングやプラズマ重合、弗素含有樹脂のスパッタリングによる樹脂緩衝膜形成、或いは炭化水素系ガスのＣＶＤ（化学蒸着）などによるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）保護膜形成を行なった後、多孔質体に貫通する微細孔を形成することにより、緩衝性が向上し、被貼り合わせ部材の反りなどを抑止すると共に傷などによる歩留り低下を防止することができる。また、支持体または押圧体の表面で、光ディスク基板やホリグラムメモリ用基板を吸着・保持することで、被貼り合わせ部材のうねりが矯正され、貼り合わせた後の基板表面平坦度や２枚の基板間の平行度も良好なものになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に従って説明する。図１は実施形態に係る貼り合わせ装置の概略構成図、図２はその貼り合わせ装置の第１の具体例における貼り合わせ部の断面図である。
【００１３】
貼り合わせ装置は図１に示すように、被貼り合わせ部材（基板１）の供給ユニット１０１、接着剤１６の塗布ユニット１０２、低速回転ユニット１０３、反転ユニット１０４、貼り合わせユニット１０５、検査ユニット１０６、貼り合わせディスク集積ユニット１０７から主に構成されている。
【００１４】
前記貼り合わせユニット１０５は、基板供給部１０８、貼り合わせ部１０９、紫外線照射部１１０、貼り合わせディスク取出部１１１のステーションを有し、これらは図１に示すように回転テーブル１１２の回転中心から等距離の位置にそれぞれ設けられている。
【００１５】
回転テーブル１１２上には、基板供給部１０８−貼り合わせ部１０９（紫外線照射部１１０−貼り合わせディスク取出部１１）と同じ間隔で６つの基板支持体１１３が周方向に等間隔に取り付けられている。基板支持部１１３は図２に示すように、外径が１２８ｍｍ、内径が１８ｍｍ、厚さ２０ｍｍの多孔質板１０と、３分割された外径が１５．０ｍｍ、偏芯量が１５μｍ以下で取り付けられた位置決めピン８を備えている。
【００１６】
図１に示した貼り合わせ部１０９には、基板支持部１１３に対向して基板押圧体１１６がエアーシリンダ１１７に連結され、上下動可能に支持されている。押圧体１１６の下部には外径が１２８ｍｍ、内径が１８ｍｍ、厚みが２０ｍｍの多孔質板９が取り付けられ、押圧体１１６と多孔質板１１８の中心部に前記位置決めピン７の上部が嵌合する嵌合孔が設けられている。
【００１７】
前記多孔質板９，１０は、アルミニウムやステンレスなどの金属、あるいはアルミナなどセラミックの所定粒度分布を有する粉末を真空焼結して多孔質体を得て、両面のラッピング及び端面の面取りを行ない、洗浄乾燥したものである。あるいは、ガス置換法やスピンコーティング法などによりディスク接触面に熱硬化性あるいは光硬化性もしくは両方の性質を持つ樹脂１２０を塗布し、多孔質体表層に樹脂を含浸させた後、高速回転して余分な樹脂を振り切り、熱や光により硬化（架橋）させ、表面に緩衝層として膜厚が約１〜５０μｍの架橋樹脂薄膜１２１を形成してもよい。
【００１８】
ここで用いる樹脂としては、例えばウレタン変性，エポキシ変性あるいはシリコン変性された多官能アクリレート（ジアクリレート、トリアクリレート）などが挙げられる。また、架橋型アクリレート樹脂をコーティングする代りに、弗素含有樹脂のスパッタリングやプラズマ重合膜のような有機薄膜あるいは化学蒸着法によるダイヤモンドライクカーボン薄膜などの真空薄膜技術を用いたコーティングであってもよい。
【００１９】
表面に緩衝層を形成した多孔質板の場合、それらの中に樹脂が所定の深さ含浸して架橋され、多孔質板９，１０の表面にそれの架橋樹脂膜１２１が形成され、含浸して架橋された樹脂１２０と架橋樹脂膜１２１は三次元の多孔質構造を介して一体に連結されている。樹脂硬化後、多孔質板９，１０の表面に高出力レーザを照射し、複数の微細な貫通孔を形成し、多孔質板９，１０裏面が連結部１１，１２を介して真空ポンプなどの減圧手段に接続される。
【００２０】
以下に、第１の具体例に係るホログラムメモリの製造フローについて説明する。
約２ｍｍ間隔で同心円状に設けられたサーボパターンが記録されたスタンパを基板成形用金型に取り付け、射出成形法により前記サーボパターンを表面に転写した外径１３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのサーボ用基板２を射出成形する（工程１）。基板用樹脂としては、ノルボルネン系のアモルファスポリオレフィンが挙げられる。
【００２１】
前記サーボパターンを転写した基板（被貼り合わせ部材２）表面にスパッタ法により反射防止膜を形成する（工程２）。次に基板搬送ユニット（図示せず）により図１に示す貼り合わせ装置のディスク基板供給ユニット１に移送し、搬送アームによりその反射防止処理した基板２を接着剤塗布ユニット１０２上に反射防止膜が付いた側を下にして置き、基板表面の内周２０ｍｍ付近から外側に粘度１０，０００ｍＰａ・ｓから２０、０００ｍＰａ・ｓの屈折率変調型ホログラムメモリに用いる紫外線硬化型樹脂を含有し、紫外線効果型樹脂のポリマーマトリックスになる２液硬化型接着剤を混合した接着剤を塗布し、低速回転ユニット１０３に移動する。
【００２２】
低速回転ユニット１０３では回転テーブルを１０ｒｐｍから３００ｒｐｍの低速で回転させ、反射防止膜付き基板２裏面全体に均等に広げる（工程３）、基板供給部１０８に待機している基板支持体１１３（図２の下ブロック）上に移し、位置決めピン８に反射防止処理したサーボ用基板２の中心孔を嵌合するように置く。
【００２３】
もう一方の基板供給ユニット１に、外径１３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの透明なカバー基板１（被貼り合わせ部材）が配置されている（工程４）。カバー基板１は、前述の反射防止膜付き基板２と同じ材質の成形体からなる。
【００２４】
サーボ用基板２と同様に反射防止処理したカバー基板１を、反転ユニット１０４で反転して、貼り合わせ部１０９のディスク押圧体１１６（図２の上ブロック）に移し、反射防止処理した側を吸着・保持する。
【００２５】
貼り合わせ部１０９に移動した前記接着剤層を塗布したサーボ用基板２の上に、前記カバー基板１を配置し、位置決めピン７を介してサーボ用基板２とカバー基板１の中心を合わせる。
【００２６】
貼り合わせ部１０９で電動制御されたシリンダで基板ディスク押圧体１１６に１００ＫＰａから１５０ＫＰａの圧力を加え、基板ディスク押圧体１１６を降下させ、基板ディスク支持体１１３との位置合わせのために設けた位置決めピン上端を嵌合孔に嵌入することにより、基板ディスク支持体１１３と基板ディスク押圧体１１６の相対的な位置関係を保ち、接着剤の硬化収縮に応じて徐々に降下させる。基板ディスク押圧体１１６によりサーボ用基板２とカバー基板１を基板ディスク支持体１１３側に押圧して、サーボ用基板２とカバー基板１を均一に加圧して貼り合わせる（工程５）。ここで、基板ディスク押圧体１１６に設けられた基準面をレーザ測長器で測定し、各点の位置をフィードバックして２枚の前記基板１、２の間隔を一定に保つことで、５μｍ以下の平行度が得られる。基板ディスク支持体１１３との間隔は光学研磨された平行度及び平坦度が５μｍ以下の厚さ３ｍｍの基準ガラスを用い、電動制御されたシリンダの圧力センサで検知した圧力が同一になる状態を基準点として調整する。
なお、この具体例では大気中で貼り合せたが、２枚の基板１、２で囲まれた接着剤層１６を減圧下に置いて貼り合せることもある。（図３）
【００２７】
貼り合わせ、硬化が完了したディスク１２６は、貼合せディスク取出部１１１から検査ユニット１０６移送して基板の平面度、平行度や表面の傷などを検査する（工程７）。
【００２８】
検査が済んだディスク１２６は、集積ユニット１０７によりディスクマガジンに集積され（工程８）、次の工程に送られ、カートリッジに装着される。
【００２９】
図１に示す貼り合わせ装置は接着剤塗布ユニット１０２と低速回転ユニット１０３を２つずつ並設してあり、第１の具体例の場合は接着剤を塗布しないカバー基板１と接着剤を塗布するサーボ用基板２を貼り合わせるため、一方の接着剤塗布ユニット１０２と低速回転ユニット１０３だけを使用するが、２枚の基板に共に接着剤を塗布するため、両方の接着剤塗布ユニット１０２，１０２ａとスピンナーユニット１０３，１０３ａを使用してもよい。
また、サーボ用基板２とカバー基板１を逆にして、カバー基板に接着剤を塗布してもよい。
【００３０】
次に第２の具体例に係るＤＶＤ基板に適用した場合について説明する。貼り合わせ装置の概略構成は図１とほぼ同じである。トラックピッチ０．７４μｍ、チャネルピットピッチ０．１４４μｍでスパイラル状に再生専用情報がピット列で記録されたスタンパを基板成形用金型に取り付け、射出成形法により前記ピット列を表面に転写した外径１２０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製のディスク基板を成形する。
【００３１】
一方のディスク基板の表面にスパッタ法によりアルミニウム反射膜を形成して反射膜付き基板１３０を製作し、他方のディスク基板の表面にスパッタ法により金半透明膜を形成して、半透明膜付き基板１３１を製作する。次にこれらディスク基板１３０，１３１をディスク搬送ユニット（図示せず）により貼り合わせ装置のディスク基板供給ユニット１０１，１０１ａに分けて移送し、搬送アームにより前記反射膜付き基板１２３は反射膜側を上にして接着剤塗布ユニット１０２上に置く。
【００３２】
次に反射膜付き基板１３０の反射膜表面の内周３０ｍｍ付近に円環状に粘度５００ｍＰａ・ｓから７００ｍＰａ・ｓの紫外線硬化型接着剤を塗布し、スピンナーユニット１０３に移動させる。前記反射膜付き基板１３０上に接着剤を介して半透明膜付き基板１３１を反転して半透明膜が対向するように重ね、スピンナーテーブルを２，０００ｒｐｍから３，０００ｒｐｍで回転させ、厚さ４５μｍ〜５５μｍの紫外線硬化型接着剤層１２８を形成する。紫外線硬化型接着剤としては、例えば大日本インキ工業製ＳＤ−６９８、日本化薬製ＤＶＤ−０８９３、ＪＳＲ製Ｚ８４１２Ｈなどが用いられる。
【００３３】
接着剤を介して、前記反射膜付き基板１３０と前記半透明膜付き基板１３１を重ねたディスク１２６を貼り合わせ部１０９で待機しているディスク支持体１１３の上に載置し、位置決めピン１１５で位置決め後、吸着・保持する。次に、ディスク押圧体１１６でディスク１２６を軽く押え、ディスク反りを矯正する。
【００３４】
貼り合わせた光ディスク１２６を紫外線照射部１１０において半透明膜付き基板１３１側から積算照度２Ｊ／ｍ２  から３Ｊ／ｍ２  の紫外線を照射し、前記接着剤１２８を硬化させる。貼り合わせ、硬化が完了した光ディスク１２６はディスク取出部１１１からカバー層厚み・チルト・傷検査ユニット１０６に移送して検査する。
【００３５】
検査の結果、歩留りは９５％であり、接着剤層厚みの変動も±５μｍ以下であった。また、１０，０００枚連続稼働後もディスク支持体１１３の平面度は５μｍ以下で変化が無かった。
【００３６】
図４は、前記第１の具体例により得られた大容量ホログラムメモリの一部拡大断面図である。同図に示されているようにサーボパターンを有する基板２とカバー基板１は屈折率変調型ホログラムメモリの記録層となる接着剤層１６により貼り合わされ、カバー基板１の方が光入射側となる。
【００３７】
前記実施形態は光情報記録用基板どうしを貼り合わせる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複合レンズや複合ガラス板など他の部材、部品などの貼り合わせにも適用可能である。
【００３８】
前記実施形態では２つ（２枚）の被貼り合わせ部材を貼り合わせる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ（３枚）以上の被貼り合わせ部材を貼り合わせる場合にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は前述のように、接着剤を介して２つ以上の被貼り合わせ部材を重ねて貼り合わせる支持体または押圧体のうち少なくとも一方の前記被貼り合わせ部材と対向する側に多孔質体を有し、前記被貼り合わせ部材が減圧状態で負圧になった前記多孔質体に密着するため、押圧力を均等に被貼り合わせ部材に伝達することができるための平坦性及び剛性、ならびに被貼り合わせ部材に対する傷を防止する緩衝機能を備えており、均一性の高い貼り合わせが可能となる。また、多孔質体表面に薄膜の緩衝層を形成し、減圧手段と連結された多硬質体に貫通する微細孔が設けることにより、貼り合わせ部材と接する面が平坦であり、かつ、貼り合わせ部材を吸着・保持することで、貼り合わせ部材の反りを矯正した状態で貼り合せることができ、かつ、緩衝性に優れた平坦な基板面を有する貼り合せ方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る貼り合わせ装置の概略構成図である。
【図２】その貼り合わせ装置の第１の具体例における貼り合わせ部の断面図である。
【図３】減圧貼り合わせする場合のディスク支持体ならびにディスク押圧体の要部拡大断面図である。
【図４】第１の具体例で製作されたディスクの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１、２  被貼り合わせ部材（基板）
３、４  多孔質板保持ブロック
５、６  吸引ハウジング
７、８  位置決めピン
９、１０  多孔質板
１１、１２  減圧手段への連結部（基板の負圧吸着用）
１３、１４  減圧手段への連結部（接着剤層の減圧用）
１５  真空室隔壁
１６  ホログラム記録材料含有接着剤
１０１  デイスク基板供給ユニット
１０２  接着剤塗布ユニット
１０３  スピンナーユニット
１０４  反転ユニット
１０５  貼り合わせユニット
１０８  デイスク供給部
１０９  貼り合わせ部
１１０  紫外線照射部
１１２  回転テーブル
１１３  ディスク支持体
１１６  ディスク押圧体
１１７  シリンダ
１２０  樹脂
１２１  架橋樹脂膜
１２６  光ディスク
１２７  反射膜
１２８  接着剤層
１２９  半透明膜
１３０  半透明膜付き基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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