JP2001201308A - 静電容量式変位検出装置及びその製造方法 - Google Patents
静電容量式変位検出装置及びその製造方法Info
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 静電容量式変位検出装置において、検出部
（センサ部）と信号処理部との間の配線距離を短くし、
ノイズ混入を抑制する。 【解決手段】 ガラス基板上にセンサ部及び信号処理部
を共に設ける。センサ部は導体層をパターニングで形成
し、信号処理部は導体層上に金の接続層を設け、接続層
上にフリップチップ方法で形成する。ガラス基板の表面
にセンサ部、裏面に信号処理部を形成し、スルーホール
で両者を接続することもできる。センサ部のみならず信
号処理部もガラス基板上に形成することで、配線距離を
短くでき、センサ全体のサイズも縮小化できる。
（センサ部）と信号処理部との間の配線距離を短くし、
ノイズ混入を抑制する。 【解決手段】 ガラス基板上にセンサ部及び信号処理部
を共に設ける。センサ部は導体層をパターニングで形成
し、信号処理部は導体層上に金の接続層を設け、接続層
上にフリップチップ方法で形成する。ガラス基板の表面
にセンサ部、裏面に信号処理部を形成し、スルーホール
で両者を接続することもできる。センサ部のみならず信
号処理部もガラス基板上に形成することで、配線距離を
短くでき、センサ全体のサイズも縮小化できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は静電容量式変位検出
装置、特にその検出部と信号処理部の構造に関する。
装置、特にその検出部と信号処理部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電容量式変位検出装置（以下、静電容
量式センサという）は、相対移動可能に設けられた２つ
のスケールにそれぞれ送信電極と受信電極が形成され、
スケールの移動に伴って送信電極と受信電極間の容量結
合の大きさが変化することを第１の検出電極で検出する
ものである。
量式センサという）は、相対移動可能に設けられた２つ
のスケールにそれぞれ送信電極と受信電極が形成され、
スケールの移動に伴って送信電極と受信電極間の容量結
合の大きさが変化することを第１の検出電極で検出する
ものである。
【０００３】図４には、静電容量式センサの電極部の構
成が示されている。一方のスケール１に送信電極１ａ及
び検出電極１ｂが形成され、他方のスケール２に受信電
極が形成される。受信電極が形成されたスケール２は、
図中矢印方向に移動し、この変位をスケール１で検出す
る。送信電極１ａは複数の電極が配列して構成され、こ
れらは所定本数おきに共通接続されて所定位相角度ずつ
位相の異なる少なくとも３種類、好ましくは８種類以上
の交流信号が供給されている。スケール２がスケール１
に対して変位すると、受信電極には変位に応じた合成信
号が生じ、これを検出電極１ｂで検出する。検出電極１
ｂは送信電極１ａを挟むように２個設けられ、各々の検
出電極１ｂは位相が例えば１８０度ずれた２つの検出信
号を出力する。これらの信号の差分を算出することで、
検出信号に含まれるノイズを除去することができる。ま
た、２つの検出電極１ｂの検出信号間は差動関係にあ
り、これらを信号処理部で処理することで、スケール１
に対するスケール２の変位量及び変位の方向を検出す
る。
成が示されている。一方のスケール１に送信電極１ａ及
び検出電極１ｂが形成され、他方のスケール２に受信電
極が形成される。受信電極が形成されたスケール２は、
図中矢印方向に移動し、この変位をスケール１で検出す
る。送信電極１ａは複数の電極が配列して構成され、こ
れらは所定本数おきに共通接続されて所定位相角度ずつ
位相の異なる少なくとも３種類、好ましくは８種類以上
の交流信号が供給されている。スケール２がスケール１
に対して変位すると、受信電極には変位に応じた合成信
号が生じ、これを検出電極１ｂで検出する。検出電極１
ｂは送信電極１ａを挟むように２個設けられ、各々の検
出電極１ｂは位相が例えば１８０度ずれた２つの検出信
号を出力する。これらの信号の差分を算出することで、
検出信号に含まれるノイズを除去することができる。ま
た、２つの検出電極１ｂの検出信号間は差動関係にあ
り、これらを信号処理部で処理することで、スケール１
に対するスケール２の変位量及び変位の方向を検出す
る。
【０００４】図５には、静電容量式センサの全体構成図
が示されている。上述したスケール１はセンサ部（検出
部）１０内に設けられる。センサ部１０は、ガラスやセ
ラミックス基板上にパターニングにより形成される。一
方、送信電極１ａに例えば８種類の交流信号を供給する
とともに、検出電極１ｂからの検出信号を受信して処理
する信号処理部は周辺回路基板１２として構成される。
周辺回路基板１２は、エポキシ樹脂などのプラスチック
基板上に検出ＩＣ１２ａやコンデンサ、抵抗などの周辺
回路１２ｂを設けることで構成され、センサ部１０と周
辺回路基板１２（信号処理部）間は、フレキシブルプリ
ント回路（ＦＰＣ）１４で接続される。
が示されている。上述したスケール１はセンサ部（検出
部）１０内に設けられる。センサ部１０は、ガラスやセ
ラミックス基板上にパターニングにより形成される。一
方、送信電極１ａに例えば８種類の交流信号を供給する
とともに、検出電極１ｂからの検出信号を受信して処理
する信号処理部は周辺回路基板１２として構成される。
周辺回路基板１２は、エポキシ樹脂などのプラスチック
基板上に検出ＩＣ１２ａやコンデンサ、抵抗などの周辺
回路１２ｂを設けることで構成され、センサ部１０と周
辺回路基板１２（信号処理部）間は、フレキシブルプリ
ント回路（ＦＰＣ）１４で接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の静
電容量式センサの場合、センサ部１０と周辺回路基板１
２とが別体で構成され、その間の信号送受（例えば送信
側８本、受信側４本）を行うために配線を引き回してい
るため、検出ＩＣ１２ａまでの引き回し距離が長いほど
ノイズが混入するおそれが高くなり、検出誤差が生じる
問題があった。特に、センサ部１０の小型化に伴って信
号強度は低くなるので相対的にノイズの影響が大きくな
り、精度低下を招く問題があった。
電容量式センサの場合、センサ部１０と周辺回路基板１
２とが別体で構成され、その間の信号送受（例えば送信
側８本、受信側４本）を行うために配線を引き回してい
るため、検出ＩＣ１２ａまでの引き回し距離が長いほど
ノイズが混入するおそれが高くなり、検出誤差が生じる
問題があった。特に、センサ部１０の小型化に伴って信
号強度は低くなるので相対的にノイズの影響が大きくな
り、精度低下を招く問題があった。
【０００６】また、従来技術では、信号処理部である周
辺回路基板１２はエポキシ等の樹脂基板で構成されてい
たため、デザインルールの制約上さらなる小型化が困難
である問題もあった。
辺回路基板１２はエポキシ等の樹脂基板で構成されてい
たため、デザインルールの制約上さらなる小型化が困難
である問題もあった。
【０００７】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、検出部と信号処理
部との間の配線引き回しを短縮化してノイズ混入を抑制
するとともに、センサ全体の小型化を図ることができる
装置及び製造方法を提供することにある。
みなされたものであり、その目的は、検出部と信号処理
部との間の配線引き回しを短縮化してノイズ混入を抑制
するとともに、センサ全体の小型化を図ることができる
装置及び製造方法を提供することにある。
【０００８】
【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、対向するスケールに形成された受信電極
と容量結合する複数の送信電極及び検出電極が形成され
た検出部と、前記検出部の前記送信電極に駆動信号を供
給するとともに、前記検出電極からの検出信号を受信す
る信号処理部とを有する静電容量式変位検出装置であっ
て、前記検出部及び前記信号処理部がともに石英ガラ
ス、ガラス、クオーツ、セラミックス、アルミナのいず
れかの基板上に形成されることを特徴とする。
に、本発明は、対向するスケールに形成された受信電極
と容量結合する複数の送信電極及び検出電極が形成され
た検出部と、前記検出部の前記送信電極に駆動信号を供
給するとともに、前記検出電極からの検出信号を受信す
る信号処理部とを有する静電容量式変位検出装置であっ
て、前記検出部及び前記信号処理部がともに石英ガラ
ス、ガラス、クオーツ、セラミックス、アルミナのいず
れかの基板上に形成されることを特徴とする。
【０００９】ここで、前記検出部は前記基板の一面に形
成され、前記信号処理部は前記基板の他面に形成される
ことが好適である。なお、基板には、石英ガラス、ガラ
ス、クオーツ、セラミックス、アルミナの複合材料も含
まれる。
成され、前記信号処理部は前記基板の他面に形成される
ことが好適である。なお、基板には、石英ガラス、ガラ
ス、クオーツ、セラミックス、アルミナの複合材料も含
まれる。
【００１０】また、本発明は、対向するスケールに形成
された受信電極と容量結合する複数の送信電極及び検出
電極が形成された検出部と、前記検出部の前記送信電極
に駆動信号を供給するとともに前記検出電極からの検出
信号を受信する信号処理部とを有する静電容量式変位検
出装置の製造方法であって、石英ガラス、ガラス、クオ
ーツ、セラミックス、アルミナのいずれかの基板上に導
体層及び接続層を順次形成し、前記導体層に前記検出部
を形成し、前記接続層上に前記信号処理部を形成するこ
とにより前記検出部及び前記信号処理部をともに前記基
板上に形成することを特徴とする。
された受信電極と容量結合する複数の送信電極及び検出
電極が形成された検出部と、前記検出部の前記送信電極
に駆動信号を供給するとともに前記検出電極からの検出
信号を受信する信号処理部とを有する静電容量式変位検
出装置の製造方法であって、石英ガラス、ガラス、クオ
ーツ、セラミックス、アルミナのいずれかの基板上に導
体層及び接続層を順次形成し、前記導体層に前記検出部
を形成し、前記接続層上に前記信号処理部を形成するこ
とにより前記検出部及び前記信号処理部をともに前記基
板上に形成することを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、対向するスケールに形成
された受信電極と容量結合する複数の送信電極及び検出
電極が形成された検出部と、前記検出部の前記送信電極
に駆動信号を供給するとともに前記検出電極からの検出
信号を受信する信号処理部とを有する静電容量式変位検
出装置の製造方法であって、石英ガラス、ガラス、クオ
ーツ、セラミックス、アルミナのいずれかの基板の両面
に導体層を形成し、前記基板の少なくとも一面の前記導
体層上に接続層を形成し、前記基板の一面に前記検出部
を形成し、前記基板の他面であって前記接続層上に前記
信号処理部を形成することを特徴とする。ここで、前記
接続層は金、パラジウム、半田、ニッケルのいずれかで
あることが好適である。また、前記信号処理部の少なく
とも一部は、フリップチップ、ＢＧＡ、ＣＳＰのいずれ
かにより前記接続層上に形成されることが好適である。
された受信電極と容量結合する複数の送信電極及び検出
電極が形成された検出部と、前記検出部の前記送信電極
に駆動信号を供給するとともに前記検出電極からの検出
信号を受信する信号処理部とを有する静電容量式変位検
出装置の製造方法であって、石英ガラス、ガラス、クオ
ーツ、セラミックス、アルミナのいずれかの基板の両面
に導体層を形成し、前記基板の少なくとも一面の前記導
体層上に接続層を形成し、前記基板の一面に前記検出部
を形成し、前記基板の他面であって前記接続層上に前記
信号処理部を形成することを特徴とする。ここで、前記
接続層は金、パラジウム、半田、ニッケルのいずれかで
あることが好適である。また、前記信号処理部の少なく
とも一部は、フリップチップ、ＢＧＡ、ＣＳＰのいずれ
かにより前記接続層上に形成されることが好適である。
【００１２】本発明においては、従来のように検出部と
信号処理部を別基板上に形成するのではなく、石英ガラ
ス、ガラス、クオーツ、セラミックスあるいはアルミナ
基板上に共に形成する。これにより、検出部と信号処理
部間の距離を短縮化でき、配線の引き回しに必要な距離
も短くなってノイズの混入を効果的に抑制できる。ま
た、信号処理部を石英、ガラスあるいはセラミックス基
板上に形成することで、例えばエポキシ等の樹脂基板上
に形成する場合に比べてデザインルールを縮小化でき
（より微細な加工が可能となる）、センサ全体のサイズ
も小さくできる。
信号処理部を別基板上に形成するのではなく、石英ガラ
ス、ガラス、クオーツ、セラミックスあるいはアルミナ
基板上に共に形成する。これにより、検出部と信号処理
部間の距離を短縮化でき、配線の引き回しに必要な距離
も短くなってノイズの混入を効果的に抑制できる。ま
た、信号処理部を石英、ガラスあるいはセラミックス基
板上に形成することで、例えばエポキシ等の樹脂基板上
に形成する場合に比べてデザインルールを縮小化でき
（より微細な加工が可能となる）、センサ全体のサイズ
も小さくできる。
【００１３】検出部と信号処理部を共に同一基板上に形
成する態様として、基板の片面に形成する態様及び基板
の両面に形成する態様がある。基板の両面に形成する態
様、すなわち基板の一面に検出部を形成し、基板の他の
面に信号処理部を形成することで基板を有効に活用で
き、基板自体のサイズを縮小化することもできる。信号
処理部を検出部と同一の基板上に形成する際、接続面積
を小さくできるフリップチップ、ＢＧＡ、ＣＳＰのいず
れかを用いることが好ましいが、基板の導体層上にさら
に接続層を設け、接触性を向上させることで、確実に信
号処理部を形成することができる。
成する態様として、基板の片面に形成する態様及び基板
の両面に形成する態様がある。基板の両面に形成する態
様、すなわち基板の一面に検出部を形成し、基板の他の
面に信号処理部を形成することで基板を有効に活用で
き、基板自体のサイズを縮小化することもできる。信号
処理部を検出部と同一の基板上に形成する際、接続面積
を小さくできるフリップチップ、ＢＧＡ、ＣＳＰのいず
れかを用いることが好ましいが、基板の導体層上にさら
に接続層を設け、接触性を向上させることで、確実に信
号処理部を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００１５】図１には、本実施形態の静電容量式センサ
の構成が示されている。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面
図である。本実施形態においては、従来のようにセンサ
部と信号処理部が別体ではなく、ガラス基板上にともに
形成されている。すなわち、ガラス基板の一面の上部分
に送信電極１ａ及び検出電極１ｂからなるセンサ部が形
成され、ガラス基板の同一面の下部分に送信電極１ａに
対して例えば８種類の交流信号を供給するとともに検出
電極１ｂからの検出信号を受信して変位検出する検出Ｉ
Ｃ１２ａ及び周辺回路１２ｂからなる信号処理部が形成
されている。センサ部と信号処理部との間、より具体的
には送信電極１ａと検出ＩＣ１２ａとの間、及び検出電
極１ｂと検出ＩＣ１２ａとの間は、ガラス基板上にパタ
ーニングされた配線で接続され、センサ部と検出ＩＣ１
２ａ間の距離は極めて短いため、その配線長も短くて済
む。なお、（Ｂ）に示されるように、センサ部は従来と
同様にガラス基板上でパターニング形成され、信号処理
部の検出ＩＣ１２ａはフリップチップ方法を用いて半田
付けあるいは金バンプ１２ｃでガラス基板上に接続され
る。信号処理部の形成に関しては、さらに詳述する。
の構成が示されている。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面
図である。本実施形態においては、従来のようにセンサ
部と信号処理部が別体ではなく、ガラス基板上にともに
形成されている。すなわち、ガラス基板の一面の上部分
に送信電極１ａ及び検出電極１ｂからなるセンサ部が形
成され、ガラス基板の同一面の下部分に送信電極１ａに
対して例えば８種類の交流信号を供給するとともに検出
電極１ｂからの検出信号を受信して変位検出する検出Ｉ
Ｃ１２ａ及び周辺回路１２ｂからなる信号処理部が形成
されている。センサ部と信号処理部との間、より具体的
には送信電極１ａと検出ＩＣ１２ａとの間、及び検出電
極１ｂと検出ＩＣ１２ａとの間は、ガラス基板上にパタ
ーニングされた配線で接続され、センサ部と検出ＩＣ１
２ａ間の距離は極めて短いため、その配線長も短くて済
む。なお、（Ｂ）に示されるように、センサ部は従来と
同様にガラス基板上でパターニング形成され、信号処理
部の検出ＩＣ１２ａはフリップチップ方法を用いて半田
付けあるいは金バンプ１２ｃでガラス基板上に接続され
る。信号処理部の形成に関しては、さらに詳述する。
【００１６】図２には、図１に示された静電容量式セン
サの製造方法が模式的に示されている。まず、（Ａ）に
示されるように、ガラス基板２０上に導体層２２を例え
ば蒸着で形成する。そして、（Ｂ）に示されるように、
公知のパターニング方法を用いてセンサ部、すなわち送
信電極１ａ及び検出電極１ｂを形成する。次に、信号処
理部を形成すべき領域に金の接続層２４を蒸着などで積
層し、この接続層を用いて検出ＩＣをフリップチップ方
法で接続する。ここで、フリップチップ方法とは、ＩＣ
と回路をワイヤボンディングで接続するのではなく、Ｉ
Ｃの全ての端子をＩＣの一つの面に集め、はんだ山ある
いは山型接点の形で形成し、端子の間の表面を絶縁し、
ＩＣを裏返してちょうど対応した回路側端子に取り付け
る方法である。ＩＣの端子と回路端子半田付けあるいは
金等で熱溶着される。導体層２２上に直接検出ＩＣ１２
ａを接続することは困難であるが、金あるいはパラジウ
ム、半田、ニッケル等の接続層２４を設け、この層をい
わばバッファとして用いることで、フリップチップ方法
により検出ＩＣ１２ａをガラス基板上に設けることが可
能となる。なお、コンデンサや抵抗などの周辺回路１２
ｂも接続層２４上に形成することができる。
サの製造方法が模式的に示されている。まず、（Ａ）に
示されるように、ガラス基板２０上に導体層２２を例え
ば蒸着で形成する。そして、（Ｂ）に示されるように、
公知のパターニング方法を用いてセンサ部、すなわち送
信電極１ａ及び検出電極１ｂを形成する。次に、信号処
理部を形成すべき領域に金の接続層２４を蒸着などで積
層し、この接続層を用いて検出ＩＣをフリップチップ方
法で接続する。ここで、フリップチップ方法とは、ＩＣ
と回路をワイヤボンディングで接続するのではなく、Ｉ
Ｃの全ての端子をＩＣの一つの面に集め、はんだ山ある
いは山型接点の形で形成し、端子の間の表面を絶縁し、
ＩＣを裏返してちょうど対応した回路側端子に取り付け
る方法である。ＩＣの端子と回路端子半田付けあるいは
金等で熱溶着される。導体層２２上に直接検出ＩＣ１２
ａを接続することは困難であるが、金あるいはパラジウ
ム、半田、ニッケル等の接続層２４を設け、この層をい
わばバッファとして用いることで、フリップチップ方法
により検出ＩＣ１２ａをガラス基板上に設けることが可
能となる。なお、コンデンサや抵抗などの周辺回路１２
ｂも接続層２４上に形成することができる。
【００１７】このように、本実施形態ではセンサ部と信
号処理部をともに同一のガラス基板上に形成し、センサ
部と信号処理部、特に検出ＩＣを近接位置に配置したの
で、センサ部と信号処理部との間の配線に要する距離を
短縮化でき、これによりノイズの混入を抑制することが
できる。
号処理部をともに同一のガラス基板上に形成し、センサ
部と信号処理部、特に検出ＩＣを近接位置に配置したの
で、センサ部と信号処理部との間の配線に要する距離を
短縮化でき、これによりノイズの混入を抑制することが
できる。
【００１８】また、配線抵抗を下げることができるの
で、消費電力を下げて例えば電池寿命を延ばすことがで
きる。
で、消費電力を下げて例えば電池寿命を延ばすことがで
きる。
【００１９】また、本実施形態では、平坦性や熱膨張性
に優れ、デザインルールを縮小化できるガラス基板上に
信号処理部も形成しているため、信号処理部自体の小型
化を図り、これによりセンサ全体の小型化を図ることも
できる。
に優れ、デザインルールを縮小化できるガラス基板上に
信号処理部も形成しているため、信号処理部自体の小型
化を図り、これによりセンサ全体の小型化を図ることも
できる。
【００２０】図３には、他の実施形態における静電容量
式センサの構成が示されている。（Ａ）は表面図、
（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。図１の例では
ガラス基板の片面にセンサ部及び信号処理部が形成され
ているが、本実施形態ではガラス基板の一面（表面）に
センサ部が形成され、他の面（裏面）に信号処理部が形
成されている。センサ部と信号処理部との間は図示のよ
うにフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）１４で接続さ
れる。
式センサの構成が示されている。（Ａ）は表面図、
（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は側面図である。図１の例では
ガラス基板の片面にセンサ部及び信号処理部が形成され
ているが、本実施形態ではガラス基板の一面（表面）に
センサ部が形成され、他の面（裏面）に信号処理部が形
成されている。センサ部と信号処理部との間は図示のよ
うにフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）１４で接続さ
れる。
【００２１】図３に示されたセンサの製造方法は、基本
的に図２に示された製造方法と同様であり、ガラス基板
２０の両面に導体層２２及び接続層２４を形成してそれ
ぞれセンサ部及び信号処理部を形成すればよい。もちろ
ん、ガラス基板２０の片面（表面）に導体層２２のみ形
成し、この導体層をパターニングしてセンサ部を形成す
るとともに、ガラス基板２０の他の面（裏面）に導体層
２２と接続層２４を形成し、接続層２４上に信号処理部
を形成してもよい。ガラス基板の両面を用いてセンサ部
及び信号処理部を形成することで、センサ部と信号処理
部間の配線引き回し距離を短縮してノイズ混入を抑制す
ることができるとともに、センサ全体のサイズも縮小化
できる。
的に図２に示された製造方法と同様であり、ガラス基板
２０の両面に導体層２２及び接続層２４を形成してそれ
ぞれセンサ部及び信号処理部を形成すればよい。もちろ
ん、ガラス基板２０の片面（表面）に導体層２２のみ形
成し、この導体層をパターニングしてセンサ部を形成す
るとともに、ガラス基板２０の他の面（裏面）に導体層
２２と接続層２４を形成し、接続層２４上に信号処理部
を形成してもよい。ガラス基板の両面を用いてセンサ部
及び信号処理部を形成することで、センサ部と信号処理
部間の配線引き回し距離を短縮してノイズ混入を抑制す
ることができるとともに、センサ全体のサイズも縮小化
できる。
【００２２】なお、図３においてはセンサ部と信号処理
部の間の配線をＦＰＣで行っているが、ガラス基板にス
ルーホール（貫通孔）を形成し、このスルーホールを介
して表面のセンサ部と裏面の信号処理部とを接続するこ
とも好適である。スルーホールは、レーザ加工や型加工
で形成することができる。スルーホールを用いること
で、センサ部と信号処理部との配線距離をより短縮化す
ることができ、一層高精度の検出が可能となる。
部の間の配線をＦＰＣで行っているが、ガラス基板にス
ルーホール（貫通孔）を形成し、このスルーホールを介
して表面のセンサ部と裏面の信号処理部とを接続するこ
とも好適である。スルーホールは、レーザ加工や型加工
で形成することができる。スルーホールを用いること
で、センサ部と信号処理部との配線距離をより短縮化す
ることができ、一層高精度の検出が可能となる。
【００２３】また、本実施形態では、ガラス基板上にセ
ンサ部と信号処理部を形成しているが、石英ガラス基
板、あるいはセラミックス基板、あるいはクオーツ基
板、あるいはアルミナ基板あるいはこれらの複合材料基
板上にセンサ部と信号処理部を形成することもできる。
ンサ部と信号処理部を形成しているが、石英ガラス基
板、あるいはセラミックス基板、あるいはクオーツ基
板、あるいはアルミナ基板あるいはこれらの複合材料基
板上にセンサ部と信号処理部を形成することもできる。
【００２４】なお、これらの基板材料、すなわち、ガラ
ス、石英ガラス、クオーツ、セラミックス、アルミナの
特性について述べると以下の通りである。すなわち、ガ
ラスは石英に主に金属等の不純物が混ざったもので石英
ガラスに比べて安価で割れにくいが、線膨張係数が大き
く温度による測定誤差が発生するおそれがある。石英ガ
ラスは一般のガラスに比べて線膨張係数が小さく、温度
による測定誤差の発生が少ない。また、高温（８００
度）で使用できるためプロセスの自由度が高い。クオー
ツは、石英が結晶化したものであり（石英ガラスは非晶
質）、一般のガラスに比べて線膨張係数が小さく融点も
高い。したがって温度による測定誤差の発生は少ない。
また、結晶状態であるため結晶状態のデバイス（例えば
エンコーダ回路を含むＩＣ）を上に積み上げることがで
きる。また、一般のガラスに比べて高温（８００度）で
使用できるためプロセスの自由度が高い。アルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ３）は一般のガラスに比べて線膨張係数が小さ
く、硬度が高くかつ割れにくい。したがって温度による
測定誤差の発生は小さい。また、クオーツ同様結晶状態
であるため結晶状態のデバイスを上に積み上げることが
できる。また、高温（８００度）で使用できるためプロ
セスの自由度が高い。
ス、石英ガラス、クオーツ、セラミックス、アルミナの
特性について述べると以下の通りである。すなわち、ガ
ラスは石英に主に金属等の不純物が混ざったもので石英
ガラスに比べて安価で割れにくいが、線膨張係数が大き
く温度による測定誤差が発生するおそれがある。石英ガ
ラスは一般のガラスに比べて線膨張係数が小さく、温度
による測定誤差の発生が少ない。また、高温（８００
度）で使用できるためプロセスの自由度が高い。クオー
ツは、石英が結晶化したものであり（石英ガラスは非晶
質）、一般のガラスに比べて線膨張係数が小さく融点も
高い。したがって温度による測定誤差の発生は少ない。
また、結晶状態であるため結晶状態のデバイス（例えば
エンコーダ回路を含むＩＣ）を上に積み上げることがで
きる。また、一般のガラスに比べて高温（８００度）で
使用できるためプロセスの自由度が高い。アルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ３）は一般のガラスに比べて線膨張係数が小さ
く、硬度が高くかつ割れにくい。したがって温度による
測定誤差の発生は小さい。また、クオーツ同様結晶状態
であるため結晶状態のデバイスを上に積み上げることが
できる。また、高温（８００度）で使用できるためプロ
セスの自由度が高い。
【００２５】また、本実施形態では、フリップチップに
より検出ＩＣ１２ａをガラス基板上に接続しているが、
ＢＧＡあるいはＣＳＰにより接続することもできる。Ｂ
ＧＡ（Ball Grid Array）とは、端子を面配置（グリッ
ドアレイ状）にして、基板電極に直接実装する方法であ
り、ＣＳＰ（Chip Size Package）とは、ＢＧＡをさら
にチップサイズ近くまで小型化したものである。ＩＣチ
ップの周辺配列パッドを端子配置転換基板を介して下面
にエリア状に転換することで、基板への直接実装が可能
となる。
より検出ＩＣ１２ａをガラス基板上に接続しているが、
ＢＧＡあるいはＣＳＰにより接続することもできる。Ｂ
ＧＡ（Ball Grid Array）とは、端子を面配置（グリッ
ドアレイ状）にして、基板電極に直接実装する方法であ
り、ＣＳＰ（Chip Size Package）とは、ＢＧＡをさら
にチップサイズ近くまで小型化したものである。ＩＣチ
ップの周辺配列パッドを端子配置転換基板を介して下面
にエリア状に転換することで、基板への直接実装が可能
となる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出部と信号処理部との間の配線引き回しを短縮化して
ノイズ混入を抑制するとともに、センサ全体の小型化を
図ることができる。
検出部と信号処理部との間の配線引き回しを短縮化して
ノイズ混入を抑制するとともに、センサ全体の小型化を
図ることができる。
【図１】 実施形態の構成図である。
【図２】 図１に示されたセンサの製造方法説明図であ
る。
る。
【図３】 他の実施形態の構成図である。
【図４】 静電容量式センサのセンサ部の構成図であ
る。
る。
【図５】 静電容量式センサの全体構成図である。
１ スケール、１ａ 送信電極、１ｂ 検出電極、２
スケール、１０ センサ部、１２ 周辺回路基板（信号
処理部）。
スケール、１０ センサ部、１２ 周辺回路基板（信号
処理部）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA02 CA08 CA34 DA01 DB04 DD03 HA05 HA08 HA09 HA10 HA20 LA30 2F077 AA21 HH03 HH08 HH11 NN05 PP01 QQ07 TT04 TT06 UU21 VV11 VV33 WW04
Claims (6)
- 【請求項１】 対向するスケールに形成された受信電極
と容量結合する複数の送信電極及び検出電極が形成され
た検出部と、 前記検出部の前記送信電極に駆動信号を供給するととも
に、前記検出電極からの検出信号を受信する信号処理部
と、 を有する静電容量式変位検出装置であって、 前記検出部及び前記信号処理部がともに石英ガラス、ガ
ラス、クオーツ、セラミックス、アルミナのいずれかの
基板上に形成されることを特徴とする静電容量式変位検
出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記検出部は前記基板の一面に形成され、前記信号処理
部は前記基板の他面に形成されることを特徴とする静電
容量式変位検出装置。 - 【請求項３】 対向するスケールに形成された受信電極
と容量結合する複数の送信電極及び検出電極が形成され
た検出部と、前記検出部の前記送信電極に駆動信号を供
給するとともに前記検出電極からの検出信号を受信する
信号処理部とを有する静電容量式変位検出装置の製造方
法であって、 石英ガラス、ガラス、クオーツ、セラミックス、アルミ
ナのいずれかの基板上に導体層及び接続層を順次形成
し、 前記導体層に前記検出部を形成し、前記接続層上に前記
信号処理部を形成することにより前記検出部及び前記信
号処理部をともに前記基板上に形成することを特徴とす
る静電容量式変位検出装置の製造方法。 - 【請求項４】 対向するスケールに形成された受信電極
と容量結合する複数の送信電極及び検出電極が形成され
た検出部と、前記検出部の前記送信電極に駆動信号を供
給するとともに前記検出電極からの検出信号を受信する
信号処理部とを有する静電容量式変位検出装置の製造方
法であって、 石英ガラス、ガラス、クオーツ、セラミックス、アルミ
ナのいずれかの基板の両面に導体層を形成し、 前記基板の少なくとも一面の前記導体層上に接続層を形
成し、 前記基板の一面に前記検出部を形成し、前記基板の他面
であって前記接続層上に前記信号処理部を形成すること
を特徴とする静電容量式変位検出装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３、４のいずれかに記載の製造方
法において、 前記接続層は金、パラジウム、半田、ニッケルのいずれ
かであることを特徴とする静電容量式変位検出装置の製
造方法。 - 【請求項６】 請求項３、４のいずれかに記載の製造方
法において、 前記信号処理部の少なくとも一部は、フリップチップ、
ＢＧＡ、ＣＳＰのいずれかにより前記接続層上に形成さ
れることを特徴とする静電容量式変位検出装置の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012610A JP2001201308A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 静電容量式変位検出装置及びその製造方法 |
| US09/761,842 US6538457B2 (en) | 2000-01-21 | 2001-01-18 | Capacitance type displacement detection apparatus and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012610A JP2001201308A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 静電容量式変位検出装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001201308A true JP2001201308A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=18540311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000012610A Pending JP2001201308A (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 静電容量式変位検出装置及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6538457B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001201308A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101046666B1 (ko) * | 2002-12-25 | 2011-07-06 | 에이씨티 엘에스아이 인크. | 정전 용량 검출형 근접 센서 |
| US7019538B2 (en) * | 2003-01-28 | 2006-03-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrostatic capacitance sensor type measurement apparatus |
| US9818071B2 (en) * | 2007-12-21 | 2017-11-14 | Invention Science Fund I, Llc | Authorization rights for operational components |
| JP2011221006A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-11-04 | Tokyo Electron Ltd | ウェハ型温度検知センサおよびその製造方法 |
| US9714846B2 (en) | 2013-12-31 | 2017-07-25 | Chicago Dial Indicator Company | Displacement measuring device with capacitive sensing |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3340782C2 (de) * | 1983-11-11 | 1985-12-05 | Mauser-Werke Oberndorf Gmbh, 7238 Oberndorf | Kapazitive Längen- und Winkelmeßeinrichtung |
| CH685214A5 (fr) * | 1991-10-15 | 1995-04-28 | Hans Ulrich Meyer | Capteur capacitif de position. |
| DE69530074T2 (de) * | 1995-06-07 | 2004-03-04 | Brown & Sharpe Tesa S.A. | Kapazitive Messvorrichtung |
| US5992233A (en) * | 1996-05-31 | 1999-11-30 | The Regents Of The University Of California | Micromachined Z-axis vibratory rate gyroscope |
| JPH10132612A (ja) * | 1996-10-28 | 1998-05-22 | Mitsutoyo Corp | 光学式変位検出装置 |
| US6294407B1 (en) * | 1998-05-06 | 2001-09-25 | Virtual Integration, Inc. | Microelectronic packages including thin film decal and dielectric adhesive layer having conductive vias therein, and methods of fabricating the same |
| JP3246726B2 (ja) * | 1998-11-13 | 2002-01-15 | 株式会社ミツトヨ | 静電容量式変位検出器及び測定装置 |
-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000012610A patent/JP2001201308A/ja active Pending
-
2001
- 2001-01-18 US US09/761,842 patent/US6538457B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6538457B2 (en) | 2003-03-25 |
| US20010009373A1 (en) | 2001-07-26 |
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