JP2000321096A - 光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製造方法 - Google Patents
光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製造方法Info
- Publication number
- JP2000321096A JP2000321096A JP11129320A JP12932099A JP2000321096A JP 2000321096 A JP2000321096 A JP 2000321096A JP 11129320 A JP11129320 A JP 11129320A JP 12932099 A JP12932099 A JP 12932099A JP 2000321096 A JP2000321096 A JP 2000321096A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- scale
- pad electrode
- transparent substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光側インデックス格子と受光素子を密接さ
せて高い受光感度を得ることを可能とした受光モジュー
ルを備えた光電式エンコーダを提供する。 【解決手段】 格子１２が形成された反射型スケール
１、これに光照射する光源２、スケール１からの反射光
を受光する受光モジュール３を有し、受光モジュール３
は、透明基板３１と、これに形成されたパッド電極３５
及び信号配線３６と、この透明基板３１にパッド電極３
５及び信号配線３６の必要部分を露出させた状態にパタ
ーン形成された所定厚みのＳＯＧ膜３７と、この上に形
成された光源側インデックス格子３２及び受光側インデ
ックス格子３３と、受光側インデックス格子３３上に位
置するように基板３１に搭載され、バンプ電極３８がパ
ッド電極３５に接続された受光素子チップ３４とを有す
る。
せて高い受光感度を得ることを可能とした受光モジュー
ルを備えた光電式エンコーダを提供する。 【解決手段】 格子１２が形成された反射型スケール
１、これに光照射する光源２、スケール１からの反射光
を受光する受光モジュール３を有し、受光モジュール３
は、透明基板３１と、これに形成されたパッド電極３５
及び信号配線３６と、この透明基板３１にパッド電極３
５及び信号配線３６の必要部分を露出させた状態にパタ
ーン形成された所定厚みのＳＯＧ膜３７と、この上に形
成された光源側インデックス格子３２及び受光側インデ
ックス格子３３と、受光側インデックス格子３３上に位
置するように基板３１に搭載され、バンプ電極３８がパ
ッド電極３５に接続された受光素子チップ３４とを有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光電式エンコー
ダに係り、特にインデックス格子と受光ＩＣを一体化し
てなる受光モジュールの改良に関する。
ダに係り、特にインデックス格子と受光ＩＣを一体化し
てなる受光モジュールの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】３格子システムの光電式エンコーダは、
スケール格子の他に光源側インデックス格子と受光側イ
ンデックス格子を有する。光源からの光は、光源側イン
デックス格子により変調されてスケール格子に照射され
る。スケール格子からの光は受光側インデックス格子に
より変調されて受光素子に入射される。反射型の光電式
エンコーダの場合、光源側インデックス格子と受光側イ
ンデックス格子は、スケールに対して同じ側に配置され
る。従って、光源側インデックス格子と受光側インデッ
クス格子を同じ透明基板に形成し、更にこの透明基板の
受光側インデックス格子上に位置するように受光用ＩＣ
を搭載して受光モジュールとして薄型に一体化すること
ができる。受光用ＩＣは例えば、バンプ電極を持つ受光
素子チップの状態でフリップチップ方式（フェイスダウ
ンボンディング方式）により基板に搭載される。
スケール格子の他に光源側インデックス格子と受光側イ
ンデックス格子を有する。光源からの光は、光源側イン
デックス格子により変調されてスケール格子に照射され
る。スケール格子からの光は受光側インデックス格子に
より変調されて受光素子に入射される。反射型の光電式
エンコーダの場合、光源側インデックス格子と受光側イ
ンデックス格子は、スケールに対して同じ側に配置され
る。従って、光源側インデックス格子と受光側インデッ
クス格子を同じ透明基板に形成し、更にこの透明基板の
受光側インデックス格子上に位置するように受光用ＩＣ
を搭載して受光モジュールとして薄型に一体化すること
ができる。受光用ＩＣは例えば、バンプ電極を持つ受光
素子チップの状態でフリップチップ方式（フェイスダウ
ンボンディング方式）により基板に搭載される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スケール格子と受光側
インデックスにより形成される明暗像を高感度に検出す
るためには、受光素子の受光面はできる限り受光側イン
デックス格子に密着させることが望ましい。しかし上述
した受光モジュールを用いる光電式エンコーダでは、受
光側インデックス格子の格子面と受光素子チップの受光
面との間の距離は、受光素子チップのバンプ電極の高さ
でほぼ決まり、約３０μｍ程度にも達する。従って受光
側インデックス格子により得られる透過像を高感度に検
出することが難しく、高Ｓ／Ｎ比の変位信号を得ること
が難しいという問題があった。
インデックスにより形成される明暗像を高感度に検出す
るためには、受光素子の受光面はできる限り受光側イン
デックス格子に密着させることが望ましい。しかし上述
した受光モジュールを用いる光電式エンコーダでは、受
光側インデックス格子の格子面と受光素子チップの受光
面との間の距離は、受光素子チップのバンプ電極の高さ
でほぼ決まり、約３０μｍ程度にも達する。従って受光
側インデックス格子により得られる透過像を高感度に検
出することが難しく、高Ｓ／Ｎ比の変位信号を得ること
が難しいという問題があった。
【０００４】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、受光側インデックス格子と受光ＩＣを密接させ
て高い受光感度を得ることを可能とした受光モジュール
を備えた光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製
造方法を提供することを目的としている。
もので、受光側インデックス格子と受光ＩＣを密接させ
て高い受光感度を得ることを可能とした受光モジュール
を備えた光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製
造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光電式エ
ンコーダは、第１に、スケール格子が形成された反射型
スケールと、この反射型スケールに光を照射するための
光源と、この光源からの光を変調して前記反射型スケー
ルを照射すると共に、前記反射型スケールからの反射光
を変調して取り出して受光する受光モジュールとを有
し、前記受光モジュールは、透明基板と、この透明基板
に形成されたパッド電極及びこのパッド電極を外部に接
続するための信号配線と、前記パッド電極及び信号配線
が形成された透明基板に前記パッド電極及び信号配線の
必要部分を露出させた状態にパターン形成された所定厚
みの透明膜と、この透明膜上に形成された、前記光源か
ら前記反射型スケールに照射される光を変調するための
光源側インデックス格子及び前記反射型スケールからの
反射光を変調するための受光側インデックス格子と、前
記受光側インデックス格子上に位置するように前記透明
基板に搭載され、バンプ電極が前記パッド電極に接続さ
れた受光素子チップとを有することを特徴とする。
ンコーダは、第１に、スケール格子が形成された反射型
スケールと、この反射型スケールに光を照射するための
光源と、この光源からの光を変調して前記反射型スケー
ルを照射すると共に、前記反射型スケールからの反射光
を変調して取り出して受光する受光モジュールとを有
し、前記受光モジュールは、透明基板と、この透明基板
に形成されたパッド電極及びこのパッド電極を外部に接
続するための信号配線と、前記パッド電極及び信号配線
が形成された透明基板に前記パッド電極及び信号配線の
必要部分を露出させた状態にパターン形成された所定厚
みの透明膜と、この透明膜上に形成された、前記光源か
ら前記反射型スケールに照射される光を変調するための
光源側インデックス格子及び前記反射型スケールからの
反射光を変調するための受光側インデックス格子と、前
記受光側インデックス格子上に位置するように前記透明
基板に搭載され、バンプ電極が前記パッド電極に接続さ
れた受光素子チップとを有することを特徴とする。
【０００６】この発明に係る光電式エンコーダは、第２
に、スケール格子が形成された反射型スケールと、この
反射型スケールに光を照射するための光源と、この光源
からの光を変調して前記反射型スケールを照射すると共
に、前記反射型スケールからの反射光を変調して取り出
して受光する受光モジュールとを有し、前記受光モジュ
ールは、表面が所定の凹凸パターンにエッチング加工さ
れた透明基板と、この透明基板の凹部に形成されたパッ
ド電極、及びこのパッド電極を外部に接続するための信
号配線と、前記透明基板の凸部に前記パッド電極及び信
号配線と同じ材料膜により形成された、前記光源から前
記反射型スケールに照射される光を変調するための光源
側インデックス格子及び前記反射型スケールからの反射
光を変調するための受光側インデックス格子と、前記受
光側インデックス格子上に位置するように前記透明基板
に搭載され、バンプ電極が前記パッド電極に接続された
受光素子チップとを有することを特徴とする。
に、スケール格子が形成された反射型スケールと、この
反射型スケールに光を照射するための光源と、この光源
からの光を変調して前記反射型スケールを照射すると共
に、前記反射型スケールからの反射光を変調して取り出
して受光する受光モジュールとを有し、前記受光モジュ
ールは、表面が所定の凹凸パターンにエッチング加工さ
れた透明基板と、この透明基板の凹部に形成されたパッ
ド電極、及びこのパッド電極を外部に接続するための信
号配線と、前記透明基板の凸部に前記パッド電極及び信
号配線と同じ材料膜により形成された、前記光源から前
記反射型スケールに照射される光を変調するための光源
側インデックス格子及び前記反射型スケールからの反射
光を変調するための受光側インデックス格子と、前記受
光側インデックス格子上に位置するように前記透明基板
に搭載され、バンプ電極が前記パッド電極に接続された
受光素子チップとを有することを特徴とする。
【０００７】第１の発明においては、受光モジュール基
板である透明基板の受光側インデックス格子が形成され
る位置に厚み調整用の透明膜を形成している。従って受
光側インデックス格子の格子面とこれを覆うように搭載
される受光ＩＣの受光面との距離は、この透明膜の厚み
により決定することができ、受光側インデックス格子と
受光ＩＣを密接させて高い受光感度を得ることが可能と
なる。
板である透明基板の受光側インデックス格子が形成され
る位置に厚み調整用の透明膜を形成している。従って受
光側インデックス格子の格子面とこれを覆うように搭載
される受光ＩＣの受光面との距離は、この透明膜の厚み
により決定することができ、受光側インデックス格子と
受光ＩＣを密接させて高い受光感度を得ることが可能と
なる。
【０００８】第２の発明においては、受光モジュール基
板である透明基板は、予め表面に凹凸パターン形成され
る。そして、受光側インデックス格子はこの透明基板の
凸部にパターン形成され、受光素子チップのバンプ電極
を接続するためのパッド電極は凹部に形成されるように
している。これにより、受光側インデックス格子の格子
面とこれを覆うように搭載される受光素子の受光面との
距離は、凹凸の段差により決定することができ、受光側
インデックス格子と受光素子を密接させて高い受光感度
を得ることが可能となる。
板である透明基板は、予め表面に凹凸パターン形成され
る。そして、受光側インデックス格子はこの透明基板の
凸部にパターン形成され、受光素子チップのバンプ電極
を接続するためのパッド電極は凹部に形成されるように
している。これにより、受光側インデックス格子の格子
面とこれを覆うように搭載される受光素子の受光面との
距離は、凹凸の段差により決定することができ、受光側
インデックス格子と受光素子を密接させて高い受光感度
を得ることが可能となる。
【０００９】この発明はまた、反射型スケールからの反
射光を受光するための、光電式エンコーダの受光モジュ
ールの製造方法であって、透明基板にパッド電極及びこ
のパッド電極を外部に接続するための信号配線を形成す
る工程と、前記パッド電極及び信号配線が形成された透
明基板に前記パッド電極及び信号配線の必要部分を露出
させた状態に透明膜をパターン形成する工程と、前記透
明膜上に、光源から前記反射型スケールに照射される光
を変調するための光源側インデックス格子及び前記反射
型スケールからの反射光を変調するための受光側インデ
ックス格子を形成する工程と、バンプ電極を有する受光
素子チップを、前記透明基板の前記受光側インデックス
格子上に位置し、且つ前記バンプ電極が前記パッド電極
に接続されるように前記透明基板上にボンディングする
工程とを有することを特徴とする。
射光を受光するための、光電式エンコーダの受光モジュ
ールの製造方法であって、透明基板にパッド電極及びこ
のパッド電極を外部に接続するための信号配線を形成す
る工程と、前記パッド電極及び信号配線が形成された透
明基板に前記パッド電極及び信号配線の必要部分を露出
させた状態に透明膜をパターン形成する工程と、前記透
明膜上に、光源から前記反射型スケールに照射される光
を変調するための光源側インデックス格子及び前記反射
型スケールからの反射光を変調するための受光側インデ
ックス格子を形成する工程と、バンプ電極を有する受光
素子チップを、前記透明基板の前記受光側インデックス
格子上に位置し、且つ前記バンプ電極が前記パッド電極
に接続されるように前記透明基板上にボンディングする
工程とを有することを特徴とする。
【００１０】この発明は更に、反射型スケールからの反
射光を受光するための、光電式エンコーダの受光モジュ
ールの製造方法であって、透明基板の表面に所定の凹凸
パターンをエッチング加工する工程と、前記透明基板の
凹部にパッド電極及びこのパッド電極を外部に接続する
ための信号配線を形成すると同時に、凸部に前記パッド
電極及び信号配線と同じ材料膜により光源から前記反射
型スケールに照射される光を変調するための光源側イン
デックス格子及び前記反射型スケールからの反射光を変
調するための受光側インデックス格子を形成する工程
と、バンプ電極を有する受光素子チップを、前記透明基
板の前記受光側インデックス格子上に位置し、且つ前記
バンプ電極が前記パッド電極に接続されるように前記透
明基板上にボンディングする工程とを有することを特徴
とする。
射光を受光するための、光電式エンコーダの受光モジュ
ールの製造方法であって、透明基板の表面に所定の凹凸
パターンをエッチング加工する工程と、前記透明基板の
凹部にパッド電極及びこのパッド電極を外部に接続する
ための信号配線を形成すると同時に、凸部に前記パッド
電極及び信号配線と同じ材料膜により光源から前記反射
型スケールに照射される光を変調するための光源側イン
デックス格子及び前記反射型スケールからの反射光を変
調するための受光側インデックス格子を形成する工程
と、バンプ電極を有する受光素子チップを、前記透明基
板の前記受光側インデックス格子上に位置し、且つ前記
バンプ電極が前記パッド電極に接続されるように前記透
明基板上にボンディングする工程とを有することを特徴
とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１は実施の形態１による反射型の光
電式エンコーダの構成を示す。この実施の形態の光電式
エンコーダは、反射型スケール１と、この反射型スケー
ル１に光を照射するための光源２と、この光源２からの
光を変調してスケール１を照射すると共に、スケール１
からの反射光を変調して取り出して受光する受光モジュ
ール３とを有する。
の実施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１は実施の形態１による反射型の光
電式エンコーダの構成を示す。この実施の形態の光電式
エンコーダは、反射型スケール１と、この反射型スケー
ル１に光を照射するための光源２と、この光源２からの
光を変調してスケール１を照射すると共に、スケール１
からの反射光を変調して取り出して受光する受光モジュ
ール３とを有する。
【００１２】反射型スケール１は、スケール基板１１に
所定ピッチのスケール格子１２を形成したものである。
受光モジュール３は、スケール１に対して所定のギャッ
プをもって対向配置されて、光源３と共にスケール１に
対して図の矢印ｘ方向に相対移動可能とされる。そして
受光モジュール３は上述の相対移動に伴い、少なくとも
２相（Ａ，Ｂ相）の正弦波状の変位信号（好ましくは
Ａ，ＡＢ，Ｂ，ＢＢの４相の正弦波状信号）を出力す
る。
所定ピッチのスケール格子１２を形成したものである。
受光モジュール３は、スケール１に対して所定のギャッ
プをもって対向配置されて、光源３と共にスケール１に
対して図の矢印ｘ方向に相対移動可能とされる。そして
受光モジュール３は上述の相対移動に伴い、少なくとも
２相（Ａ，Ｂ相）の正弦波状の変位信号（好ましくは
Ａ，ＡＢ，Ｂ，ＢＢの４相の正弦波状信号）を出力す
る。
【００１３】受光モジュール３は、図２に分解斜視図を
示したように、透明基板３１に、光遮蔽膜により光源側
インデックス格子３２と受光側インデックス格子３３が
形成され、受光素子チップ３４が搭載されて構成されて
いる。より具体的に説明すれば、透明基板３１にはま
ず、受光素子チップ３４のバンプ電極３８を圧着接続す
るためのパッド電極３５及びこのパッド電極３５を外部
に取り出すための信号配線３６が形成される。更にこの
透明基板３１に透明膜３７が形成される。この透明膜３
７は、ＳｉＯ2等の透明絶縁膜であればよいが、必要な
厚みがバンプ電極の高さ分（約３０μｍ）であるため、
スパッタ等の薄膜工程では成膜に時間がかかる。そこで
この透明膜３７としてこの実施の形態では、スピンオン
グラス（Spin On Glass）法による塗布型絶縁膜（以
下、ＳＯＧ膜という）を用いる。ＳＯＧ膜３７は、パッ
ド電極３５及び信号配線３６の必要な部分を露出させる
ようにパターニングされる。
示したように、透明基板３１に、光遮蔽膜により光源側
インデックス格子３２と受光側インデックス格子３３が
形成され、受光素子チップ３４が搭載されて構成されて
いる。より具体的に説明すれば、透明基板３１にはま
ず、受光素子チップ３４のバンプ電極３８を圧着接続す
るためのパッド電極３５及びこのパッド電極３５を外部
に取り出すための信号配線３６が形成される。更にこの
透明基板３１に透明膜３７が形成される。この透明膜３
７は、ＳｉＯ2等の透明絶縁膜であればよいが、必要な
厚みがバンプ電極の高さ分（約３０μｍ）であるため、
スパッタ等の薄膜工程では成膜に時間がかかる。そこで
この透明膜３７としてこの実施の形態では、スピンオン
グラス（Spin On Glass）法による塗布型絶縁膜（以
下、ＳＯＧ膜という）を用いる。ＳＯＧ膜３７は、パッ
ド電極３５及び信号配線３６の必要な部分を露出させる
ようにパターニングされる。
【００１４】ＳＯＧ膜３７上には、光源側インデックス
格子３２と受光側インデックス格子３３とが光遮蔽膜を
パターン形成して作られる。そしてこの透明基板３１の
受光側インデックス格子３３上に位置するように、受光
素子チップ３４がいわゆるフリップチップ方式により搭
載される。即ち、受光素子チップ３４のバンプ電極３８
が対応するパッド電極３５に圧着接続される。受光側イ
ンデックス格子３３の格子面と受光素子チップ３４の受
光面との間の距離は、ＳＯＧ膜３７がない場合に比べ
て、ＳＯＧ膜３７の膜厚分狭くなる。即ち、ＳＯＧ膜３
７の膜厚を選ぶことにより、受光側インデックス格子３
３と受光素子チップ３４とを密接状態に配置することが
できる。
格子３２と受光側インデックス格子３３とが光遮蔽膜を
パターン形成して作られる。そしてこの透明基板３１の
受光側インデックス格子３３上に位置するように、受光
素子チップ３４がいわゆるフリップチップ方式により搭
載される。即ち、受光素子チップ３４のバンプ電極３８
が対応するパッド電極３５に圧着接続される。受光側イ
ンデックス格子３３の格子面と受光素子チップ３４の受
光面との間の距離は、ＳＯＧ膜３７がない場合に比べ
て、ＳＯＧ膜３７の膜厚分狭くなる。即ち、ＳＯＧ膜３
７の膜厚を選ぶことにより、受光側インデックス格子３
３と受光素子チップ３４とを密接状態に配置することが
できる。
【００１５】受光側インデックス格子３３は、４相変位
信号を出力する場合には、図２に示すように、それぞれ
Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ相に対応する４つの格子部３３ａ〜
３３ｄから構成される。そして、受光素子チップ３４に
は、図３に示すように、受光側インデックス格子３３の
各格子部３３ａ〜３３ｄに対応して受光素子ＰＤ１〜Ｐ
Ｄ４が集積形成される。
信号を出力する場合には、図２に示すように、それぞれ
Ａ，Ｂ，ＡＢ，ＢＢ相に対応する４つの格子部３３ａ〜
３３ｄから構成される。そして、受光素子チップ３４に
は、図３に示すように、受光側インデックス格子３３の
各格子部３３ａ〜３３ｄに対応して受光素子ＰＤ１〜Ｐ
Ｄ４が集積形成される。
【００１６】この実施の形態の光電式エンコーダは具体
的には、幾何光学式である。このとき光源２としては、
拡散光源であるＬＥＤが用いられる。光源側インデック
ス格子３２は、スケール格子１２と同じ格子ピッチとす
る。ＬＥＤにより照射されると、光源側インデックス格
子３２はこれを変調して透過する。具体的には光源側イ
ンデックス格子３２の各格子窓が二次光源となって、こ
れによりスケール格子１１が照射される。そして、スケ
ール移動に伴って変動する明暗パターンの反射像がスケ
ール１から得られる。
的には、幾何光学式である。このとき光源２としては、
拡散光源であるＬＥＤが用いられる。光源側インデック
ス格子３２は、スケール格子１２と同じ格子ピッチとす
る。ＬＥＤにより照射されると、光源側インデックス格
子３２はこれを変調して透過する。具体的には光源側イ
ンデックス格子３２の各格子窓が二次光源となって、こ
れによりスケール格子１１が照射される。そして、スケ
ール移動に伴って変動する明暗パターンの反射像がスケ
ール１から得られる。
【００１７】受光側インデックス格子３３の各格子部３
３ａ〜３３ｄは、格子ピッチはスケール格子１２と同じ
であり、互いに９０°ずつ位相がずれている。これによ
り各格子部３３ａ〜３３ｄはスケール１からの反射像を
それぞれ異なる位相で変調して透過する。受光素子チッ
プ３４では、これらの各格子部３３ａ〜３３ｄの透過光
を、図３に示すように受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４で受光す
ることにより、４相の正弦波状変位信号が得られること
になる。
３ａ〜３３ｄは、格子ピッチはスケール格子１２と同じ
であり、互いに９０°ずつ位相がずれている。これによ
り各格子部３３ａ〜３３ｄはスケール１からの反射像を
それぞれ異なる位相で変調して透過する。受光素子チッ
プ３４では、これらの各格子部３３ａ〜３３ｄの透過光
を、図３に示すように受光素子ＰＤ１〜ＰＤ４で受光す
ることにより、４相の正弦波状変位信号が得られること
になる。
【００１８】次に、図４（ａ）〜（ｅ）を参照して、こ
の実施の形態による受光モジュール３の具体的な製造工
程を説明する。透明基板３１は、低アルカリガラス（好
ましくは、無アルカリガラス）基板、石英基板、ソーダ
ガラス（青板）等である。この透明基板３１にまず、図
４（ａ）に示すように、チタンシリサイド（ＴｉＳ
ｉ 2）膜３０１をスパッタにより堆積し、続いて金（Ａ
ｕ）膜３０２をスパッタ法で堆積する。ＴｉＳｉ2膜３
０１は、電極配線材料膜であるＡｕ膜３０２の基板３１
との密着性を良好にするための下地膜である。
の実施の形態による受光モジュール３の具体的な製造工
程を説明する。透明基板３１は、低アルカリガラス（好
ましくは、無アルカリガラス）基板、石英基板、ソーダ
ガラス（青板）等である。この透明基板３１にまず、図
４（ａ）に示すように、チタンシリサイド（ＴｉＳ
ｉ 2）膜３０１をスパッタにより堆積し、続いて金（Ａ
ｕ）膜３０２をスパッタ法で堆積する。ＴｉＳｉ2膜３
０１は、電極配線材料膜であるＡｕ膜３０２の基板３１
との密着性を良好にするための下地膜である。
【００１９】この後、リソグラフィを行い、図４（ｂ）
に示すように、Ａｕ膜３０２、ＴｉＳｉ2膜３０１を順
次選択エッチングして、パッド電極３５及び信号配線３
６を形成する。Ａｕ膜３０２のエッチングにはウェット
エッチング法を用い、ＴｉＳｉ2膜３０１のエッチング
には、ＲＩＥ法を用いる。
に示すように、Ａｕ膜３０２、ＴｉＳｉ2膜３０１を順
次選択エッチングして、パッド電極３５及び信号配線３
６を形成する。Ａｕ膜３０２のエッチングにはウェット
エッチング法を用い、ＴｉＳｉ2膜３０１のエッチング
には、ＲＩＥ法を用いる。
【００２０】続いて、ＳＯＧ膜３７をスピンコータによ
り成膜し、これを図４（ｃ）示すようように、少なくと
も光源側インデックス格子形成領域、受光側インデック
ス格子形成領域に残すようにパターニングする。受光素
子チップ３４のバンプ電極３８が接続されるパッド電極
３５の領域には開口を開ける。
り成膜し、これを図４（ｃ）示すようように、少なくと
も光源側インデックス格子形成領域、受光側インデック
ス格子形成領域に残すようにパターニングする。受光素
子チップ３４のバンプ電極３８が接続されるパッド電極
３５の領域には開口を開ける。
【００２１】その後、図４（ｄ）に示すように、クロム
（Ｃｒ）膜３０３をスパッタ又は蒸着により形成する。
そして、リソグラフィを行い、Ｃｒ膜３０３をウェット
エッチングにより選択エッチングして、光源側インデッ
クス格子３２及び受光側インデックス格子３３をパター
ン形成する。最後に、図１に示すように、受光素子チッ
プ３４をフリップチップ実装して完成する。
（Ｃｒ）膜３０３をスパッタ又は蒸着により形成する。
そして、リソグラフィを行い、Ｃｒ膜３０３をウェット
エッチングにより選択エッチングして、光源側インデッ
クス格子３２及び受光側インデックス格子３３をパター
ン形成する。最後に、図１に示すように、受光素子チッ
プ３４をフリップチップ実装して完成する。
【００２２】この実施の形態の製造方法によると、受光
素子チップ３４の受光面とインデックス格子３３の格子
面の間のギャップは、ＳＯＧ膜３７により調整される。
受光素子チップ３４を平坦面にフリップチップ実装した
とき、受光素子チップとインデックス格子３３の間のギ
ャップは、２０〜４０μｍにもなるが、スピンコート法
によるＳＯＧ膜３７を用いると、簡単にこの程度のギャ
ップを埋めることができる。
素子チップ３４の受光面とインデックス格子３３の格子
面の間のギャップは、ＳＯＧ膜３７により調整される。
受光素子チップ３４を平坦面にフリップチップ実装した
とき、受光素子チップとインデックス格子３３の間のギ
ャップは、２０〜４０μｍにもなるが、スピンコート法
によるＳＯＧ膜３７を用いると、簡単にこの程度のギャ
ップを埋めることができる。
【００２３】［実施の形態２］図５（ａ）〜（ｅ）は、
別の実施の形態による受光モジュール製造工程を示す。
先の実施の形態と対応する部分には先の実施の形態と同
一符号を付してある。この実施の形態ではまず、図５
（ａ）に示すように、透明基板３１の表面をフッ酸系エ
ッチャントにより選択エッチングして凹凸パターンを形
成している。凸部５１は、インデックス格子を形成する
領域であり、凹部５２は、受光ＩＣを接続するためのパ
ッド電極及び配線の領域である。この凹凸の段差は、後
に搭載される受光ＩＣの受光面が受光側インデックス格
子の面に密接するように、受光素子のバンプ電極の高さ
を考慮して決定される。
別の実施の形態による受光モジュール製造工程を示す。
先の実施の形態と対応する部分には先の実施の形態と同
一符号を付してある。この実施の形態ではまず、図５
（ａ）に示すように、透明基板３１の表面をフッ酸系エ
ッチャントにより選択エッチングして凹凸パターンを形
成している。凸部５１は、インデックス格子を形成する
領域であり、凹部５２は、受光ＩＣを接続するためのパ
ッド電極及び配線の領域である。この凹凸の段差は、後
に搭載される受光ＩＣの受光面が受光側インデックス格
子の面に密接するように、受光素子のバンプ電極の高さ
を考慮して決定される。
【００２４】この後、図５（ｂ）に示すように、ＴｉＳ
ｉ2膜３０１をスパッタにより形成し、更に配線材料及
び格子材料としてＡｕ膜３０２をスパッタにより形成す
る。その後、Ａｕ膜３０２とＴｉＳｉ2膜３０１の積層
膜をパターン形成して、図５（ｃ）に示すように、凸部
５１上に光源側インデックス格子３２と受光側インデッ
クス格子３３を形成し、凹部５２にはパッド電極３５及
びこれにつながる信号配線３６を形成する。
ｉ2膜３０１をスパッタにより形成し、更に配線材料及
び格子材料としてＡｕ膜３０２をスパッタにより形成す
る。その後、Ａｕ膜３０２とＴｉＳｉ2膜３０１の積層
膜をパターン形成して、図５（ｃ）に示すように、凸部
５１上に光源側インデックス格子３２と受光側インデッ
クス格子３３を形成し、凹部５２にはパッド電極３５及
びこれにつながる信号配線３６を形成する。
【００２５】なお、基板表面には大きな凹凸があるた
め、Ａｕ膜３０２のパターニングには、リソグラフィ工
程で２回の露光を行う。即ち、Ａｕ膜３０２上にレジス
トを塗布して、凸部５１上のパターンの露光と、凹部５
２でのパターン露光を別々に、それぞれ最適露光条件に
設定して行い、レジストをパターニングする。これによ
り、凸部５１と凹部５２で所望寸法のパターン形成がで
きる。
め、Ａｕ膜３０２のパターニングには、リソグラフィ工
程で２回の露光を行う。即ち、Ａｕ膜３０２上にレジス
トを塗布して、凸部５１上のパターンの露光と、凹部５
２でのパターン露光を別々に、それぞれ最適露光条件に
設定して行い、レジストをパターニングする。これによ
り、凸部５１と凹部５２で所望寸法のパターン形成がで
きる。
【００２６】次に、図５（ｄ）に示すように、ＳＯＧ膜
３７を塗布し、これをパターン形成する。但しこの場
合、ＳＯＧ膜３７は、パッド電極３５その他必要な部分
を露出させる他、金属パターンを保護する保護膜として
の機能を持つもので、先の実施の形態におけようなイン
デックス格子と後に搭載される受光素子チップの間の距
離を調整するという機能はない。最後に、図５（ｅ）に
示すように、受光側インデックス格子３３上に受光素子
チップ３４をボンディング接続する。受光素子チップ３
４のバンプ電極３８は、基板凹部５２に形成されたパッ
ド電極３５に接続される。
３７を塗布し、これをパターン形成する。但しこの場
合、ＳＯＧ膜３７は、パッド電極３５その他必要な部分
を露出させる他、金属パターンを保護する保護膜として
の機能を持つもので、先の実施の形態におけようなイン
デックス格子と後に搭載される受光素子チップの間の距
離を調整するという機能はない。最後に、図５（ｅ）に
示すように、受光側インデックス格子３３上に受光素子
チップ３４をボンディング接続する。受光素子チップ３
４のバンプ電極３８は、基板凹部５２に形成されたパッ
ド電極３５に接続される。
【００２７】以上のようにこの実施の形態によると、透
明基板３１に予め形成する凹凸の段差を最適設定するこ
とにより、受光側インデックス格子３３と受光素子チッ
プ３４とを密接状態に配置することができる。またこの
実施の形態の場合、パッド電極及び信号配線の材料をイ
ンデックス格子材料として用いており、従って製造工程
が簡単である。なおこの実施の形態の場合、ＳＯＧ膜３
７は必ずしも必要ではなく、省くことができる。或いは
他の材料による保護膜を形成することもできる。
明基板３１に予め形成する凹凸の段差を最適設定するこ
とにより、受光側インデックス格子３３と受光素子チッ
プ３４とを密接状態に配置することができる。またこの
実施の形態の場合、パッド電極及び信号配線の材料をイ
ンデックス格子材料として用いており、従って製造工程
が簡単である。なおこの実施の形態の場合、ＳＯＧ膜３
７は必ずしも必要ではなく、省くことができる。或いは
他の材料による保護膜を形成することもできる。
【００２８】［実施の形態３］この発明は、モアレ型の
光電式エンコーダにも適用することができる。その実施
の形態でのスケール１と、受光側インデックス格子３
３、及び受光ＩＣ３４の関係を図６に示す。即ち受光側
インデックス格子３３は、スケール格子１２に対して、
僅かに傾斜してパターン形成され、これらの互いに傾斜
した格子パターンの重なりにより、モアレ干渉を生じさ
せる。受光素子チップ３４には、形成されるモアレ干渉
縞を検出するように、受光素子ＰＤが配置される。この
様なモアレ方式の場合にも、先の実施の形態１，２と同
様の構造、製法で受光モジュールを形成することによ
り、高感度特性を得ることができる。
光電式エンコーダにも適用することができる。その実施
の形態でのスケール１と、受光側インデックス格子３
３、及び受光ＩＣ３４の関係を図６に示す。即ち受光側
インデックス格子３３は、スケール格子１２に対して、
僅かに傾斜してパターン形成され、これらの互いに傾斜
した格子パターンの重なりにより、モアレ干渉を生じさ
せる。受光素子チップ３４には、形成されるモアレ干渉
縞を検出するように、受光素子ＰＤが配置される。この
様なモアレ方式の場合にも、先の実施の形態１，２と同
様の構造、製法で受光モジュールを形成することによ
り、高感度特性を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、Ｓ
ＯＧ膜等による厚み調整、或いは基板表面の凹凸加工に
よる厚み調整により、受光側インデックス格子と受光Ｉ
Ｃを密接させて高い受光感度を得ることを可能とした受
光モジュールを得ることができる。
ＯＧ膜等による厚み調整、或いは基板表面の凹凸加工に
よる厚み調整により、受光側インデックス格子と受光Ｉ
Ｃを密接させて高い受光感度を得ることを可能とした受
光モジュールを得ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態による光電式エンコー
ダを示す図である。
ダを示す図である。
【図２】 同実施の形態による受光モジュールの分解斜
視図である。
視図である。
【図３】 同実施の形態における受光素子とインデック
ス格子の関係を示す図である。
ス格子の関係を示す図である。
【図４】 同実施の形態による受光モジュールの製造工
程を示す図である。
程を示す図である。
【図５】 この発明の別の実施の形態による受光モジュ
ールの製造工程を示す図である。
ールの製造工程を示す図である。
【図６】 この発明の別の実施の形態による要部構成を
示す図である。
示す図である。
１…反射型スケール、１２…スケール格子、２…光源、
３…受光モジュール、３１…透明基板、３２…光源側イ
ンデックス格子、３３…受光側インデックス格子、３４
…受光素子チップ、３５…パッド電極、３６…信号配
線、３７…ＳＯＧ膜、３８…バンプ電極、５１…凸部、
５２…凹部。
３…受光モジュール、３１…透明基板、３２…光源側イ
ンデックス格子、３３…受光側インデックス格子、３４
…受光素子チップ、３５…パッド電極、３６…信号配
線、３７…ＳＯＧ膜、３８…バンプ電極、５１…凸部、
５２…凹部。
Claims (4)
- 【請求項１】 スケール格子が形成された反射型スケー
ルと、この反射型スケールに光を照射するための光源
と、この光源からの光を変調して前記反射型スケールを
照射すると共に、前記反射型スケールからの反射光を変
調して取り出して受光する受光モジュールとを有し、前
記受光モジュールは、 透明基板と、 この透明基板に形成されたパッド電極及びこのパッド電
極を外部に接続するための信号配線と、 前記パッド電極及び信号配線が形成された透明基板に前
記パッド電極及び信号配線の必要部分を露出させた状態
にパターン形成された所定厚みの透明膜と、 この透明膜上に形成された、前記光源から前記反射型ス
ケールに照射される光を変調するための光源側インデッ
クス格子及び前記反射型スケールからの反射光を変調す
るための受光側インデックス格子と、 前記受光側インデックス格子上に位置するように前記透
明基板に搭載され、バンプ電極が前記パッド電極に接続
された受光素子チップとを有することを特徴とする光電
式エンコーダ。 - 【請求項２】 スケール格子が形成された反射型スケー
ルと、この反射型スケールに光を照射するための光源
と、この光源からの光を変調して前記反射型スケールを
照射すると共に、前記反射型スケールからの反射光を変
調して取り出して受光する受光モジュールとを有し、前
記受光モジュールは、 表面が所定の凹凸パターンにエッチング加工された透明
基板と、 この透明基板の凹部に形成されたパッド電極、及びこの
パッド電極を外部に接続するための信号配線と、 前記透明基板の凸部に前記パッド電極及び信号配線と同
じ材料膜により形成された、前記光源から前記反射型ス
ケールに照射される光を変調するための光源側インデッ
クス格子及び前記反射型スケールからの反射光を変調す
るための受光側インデックス格子と、 前記受光側インデックス格子上に位置するように前記透
明基板に搭載され、バンプ電極が前記パッド電極に接続
された受光素子チップとを有することを特徴とする光電
式エンコーダ。 - 【請求項３】 反射型スケールからの反射光を受光する
ための、光電式エンコーダの受光モジュールの製造方法
であって、 透明基板にパッド電極及びこのパッド電極を外部に接続
するための信号配線を形成する工程と、 前記パッド電極及び信号配線が形成された透明基板に前
記パッド電極及び信号配線の必要部分を露出させた状態
に透明膜をパターン形成する工程と、 前記透明膜上に、光源から前記反射型スケールに照射さ
れる光を変調するための光源側インデックス格子及び前
記反射型スケールからの反射光を変調するための受光側
インデックス格子を形成する工程と、 バンプ電極を有する受光素子チップを、前記透明基板の
前記受光側インデックス格子上に位置し、且つ前記バン
プ電極が前記パッド電極に接続されるように前記透明基
板上にボンディングする工程とを有することを特徴とす
る光電式エンコーダの受光モジュールの製造方法。 - 【請求項４】 反射型スケールからの反射光を受光する
ための、光電式エンコーダの受光モジュールの製造方法
であって、 透明基板の表面に所定の凹凸パターンをエッチング加工
する工程と、 前記透明基板の凹部にパッド電極及びこのパッド電極を
外部に接続するための信号配線を形成すると同時に、凸
部に前記パッド電極及び信号配線と同じ材料膜により光
源から前記反射型スケールに照射される光を変調するた
めの光源側インデックス格子及び前記反射型スケールか
らの反射光を変調するための受光側インデックス格子を
形成する工程と、 バンプ電極を有する受光素子チップを、前記透明基板の
前記受光側インデックス格子上に位置し、且つ前記バン
プ電極が前記パッド電極に接続されるように前記透明基
板上にボンディングする工程とを有することを特徴とす
る光電式エンコーダの受光モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11129320A JP2000321096A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11129320A JP2000321096A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000321096A true JP2000321096A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15006673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11129320A Pending JP2000321096A (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000321096A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228490A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-14 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ |
| US7693360B2 (en) | 2002-06-24 | 2010-04-06 | Nec Corporation | Optoelectronic hybrid integrated module and light input/output apparatus having the same as component |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP11129320A patent/JP2000321096A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228490A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-14 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ |
| US7693360B2 (en) | 2002-06-24 | 2010-04-06 | Nec Corporation | Optoelectronic hybrid integrated module and light input/output apparatus having the same as component |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3580826B2 (ja) | 出射効率制御素子、投射型ディスプレイ装置、赤外線センサおよび非接触温度計 | |
| US5534693A (en) | Optical displacement detection apparatus employing diffraction gratings and a reference position sensor located on the scale | |
| JP3631551B2 (ja) | 光学式エンコーダ | |
| JP2000193417A (ja) | 走査ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2012112723A (ja) | 分光センサの製造方法 | |
| US6005295A (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
| JP2000321096A (ja) | 光電式エンコーダ及びその受光モジュールの製造方法 | |
| JP3538382B2 (ja) | 光電性デバイス用超小型コレクタ | |
| JP3884112B2 (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH102761A (ja) | 光電式エンコーダ | |
| JPH0582810A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2998673B2 (ja) | ウェハ、該ウェハの位置合わせ方法および装置 | |
| CN111370434A (zh) | 封装结构和封装方法 | |
| JP2004327713A (ja) | 画像読取装置及びその製造方法 | |
| JP4535542B2 (ja) | 回折格子マスク | |
| JP3019839B2 (ja) | 重ね合わせ測定用マークを有する半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS6032126B2 (ja) | 光電型エンコ−ダ | |
| JP4244125B2 (ja) | 光電式エンコーダ | |
| CN217405421U (zh) | 封装结构 | |
| JP2697180B2 (ja) | 画像読取装置 | |
| JP2658421B2 (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH0715877B2 (ja) | Ｘ線マスク | |
| JP2006349604A (ja) | 光学式エンコーダ | |
| JP2684873B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH11223532A (ja) | 集積化デバイス及びこれを用いたエンコーダ |