JPS6266686A - 光ポテンシヨメ−タとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 光電効果を用いたポテンショメータ、いわゆる光ポテン
ショメータの製造過程又は検査段階等に生ずる電極膜の
剥離を防止し信頼性を向上させる構造の光ポテンショメ
ータおよびその製造方法である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ポテンショメータおよびその製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

光ポテンショメータは、従来の機械的な有接触式のポテ
ンショメータが存する欠点、すなわち、摺動子による抵
抗膜の摩耗、高速駆動に適さないこと、接点のバ６ンド
、チャタリング等を改善し、安定かつ高速な動作、長寿
命化、高信顛性を図った光電効果を用いた非接触式のポ
テンショメータとして、すでに知られている。（例えば
、「光電型ポテンショメータの動作機構とその特性」電
子通信学会、電子部品、材料研究会、１９７９、ＣＭＰ
　７８−６４、佐藤、他）。

第３図に従来の光ポテンショメータの平面図、第４図に
第３図線Ｒ−Ｒにおける断面図を示す。

図示の光ポテンショメータは、セラミック基板１１、該
セラミック基板上に形成された光導電膜１５、該光導電
膜上に形成された電極条帯膜１３、および抵抗条帯膜１
７を有している。抵抗条帯膜１７の両端部には、抵抗条
帯膜１７に電流を流すための電圧が印加される端子２５
　、２９に接続された導電線膜１９　、２３が接続され
ている。また、電極条帯膜１３には、検出電圧を外部に
出力する端子２７に接続された導電線膜２１が接続され
ている。

電極条帯膜１３と抵抗条帯［１７とは光導電膜１５上に
円弧状に且つ光スポツト照射領域１５ａが露出するよう
に形成されている。電極条帯膜１３と抵抗条帯膜１７と
を円弧状に形成させているのは、従来の有接触式ポテン
ショメータと同様に回転に応じた電圧が得られるように
しているためである。

第５図を参照して第３図に図示の光ポテンショメータの
動作を説明する。第５図は第３図の光スポツト照射領域
１５ａに沿った線Ｌ−Ｌからみた、抵抗条帯膜１７、光
スポツト照射領域１５ａおよび電極条帯膜１３を概略的
に図示した図である。

第５図において、端子２９　、２５間に電圧ｖ０を印加
しておく。従って、抵抗条帯膜１７両端間の抵抗値をＲ
ｏとすれば、抵抗条帯膜１７にば、ｌ０＝Ｖ。／Ｒ，な
る電流が流れる。

また第５図において、左端〜右端の位置を規格化してＳ
＝Ｏ〜１．０（実際は角度Ｏ１゜〜９０°）とする、今
、図示の如く、Ｓ＝Ｘの位置の光スポツト照射領域１５
ａに光を照射すると、光スポツト照射領域１５ａの光導
電膜が導通化し、Ｓ＝Ｘの位置において抵抗条帯膜１７
と電極条帯膜１３とを電気的に接続する。−光スポツト
照射領域１５ａの導通部および電極条帯膜１３の抵抗を
無視し、抵抗条帯膜１７の左端からＳ−Ｘまでの抵抗条
帯膜１７の抵抗値をＲ８とすれば端子２５と２７との電
位差Ｖ、は、Ｖ−−１ｔ、Ｒｘとして表わされる。また
、抵抗値Ｒ，は、位置変数Ｓの変数でもあるから、ｖ、
ｏｃＳｖｏとして表わされる。このように、光スポット
の照射した位置に応じた電圧ｖ０がとり出されるので従
来のポテンショメータと同等の機能を有する。

上述の光ポテンショメータは、摺動子はなく無接触式で
あるから前述の有接触式ポテンショメータの欠点は存在
しない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第３図に図示のポテンショメータは、セラミノり基板１
１に全面的に光導電膜１５を一旦形成させ、絶縁性が必
要とされるもの、例えば導電膜１９゜２３および端子２
５　、２９が形成される部分の光導電膜１５をフォトエ
ツチングで除去している。光導電膜１５は原理的には、
光スポツト照射領域１５ａ近傍が形成されていれば良い
訳であるが、周囲の洩れ光線が光沢に富む周囲のセラミ
ック基板１１面からの反射光となって光スポツト照射領
域１５ａを照射し検出誤差を生ずるのを防止するため光
沢性に乏しい光導電膜１５を残している。

このため光導電膜１５上に電極条帯膜１３、導電線膜２
１、端子２７等が形成されることとなる。

これら電極条帯膜１３、導電線膜２１、端子２７は通常
、ニクロム・金（ＮｉＣｒ−Ａｕ）を用いて形成されて
おり、光導電膜１５としてはカドミウム・セレン（Ｃｄ
Ｓｅ）を用いて形成している。ここで、ＣｄＳｅとＮｉ
Ｃｒ　−Ａｕとが密着性が良くないことに留意されたい
。従って、ＣｄＳｅ上にＮｉＣｒ−＾Ｕで形成された上
記部材が本質的に剥離し易いという゛問題を有している
。

特に、端子２７には半田、付けにより外部信号線を接続
するのであるが、ＮｉＣｒ−Ａｕと半田とは密着性が良
く外部信号線が端子２７に固着される。しかしながら、
試験検査、組立時など外部信号線に外力がか一つたよう
な場合、或いは直接、端子２７にプローグを当てて外力
を加えたような場合、端子２７および導電線膜２１が光
導電膜１５から剥離する場合が生ずる。

また仮に、かかる剥離を生じさせないように第３図線Ａ
−Ａから右下の光導電膜をフォトエツチングで除去する
ことを想定した場合の線Ａ−Ａに沿った０部の断面を第
６図に示す、導電線膜２１は光導電膜１５の上部、側面
に形成され、さらにセラミック基板１１の上に形成され
ている。光導電膜１５上の導電線膜２１は依然として剥
離し易いが、セラミック基板１１上の光導電膜１５は固
着されており、上述の半田作業等に伴う端子２７への外
力の印加により端子２７および光導電膜１５が剥離する
可能性は低くなる。しかしながら、光導電膜１５は所望
の光導電性を有するため約０．８μｍ程度の厚さくｔｌ
）に形成されているのに対し、導電線膜２１の厚さｔ２
は約０．１μｍ程度であり、フォトエツチングで除去さ
れたほぼ９０゜の角度の隅部に形成された導電線膜２１
は、隅部で、段差に基づく破断を生じさせ易い。これに
より、製品の歩留りを低下させるという問題を惹起させ
ている。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、上記問題を解決し、電極膜、導電線膜等の剥
離を生じさせず、又、導電線膜の段差切れを生じさせな
い高信頼度の光ポテンショメータを得ることを目的とす
る。

従って、本発明においては、セラミック基板、該セラミ
ック基板上に形成された光導電性条帯膜であって端部が
所定の傾斜を有しているもの、該光導電性条帯膜の長手
方向に沿って、光導電性条帯膜の中心部から端部を覆っ
て所定の幅で前記セラミック基板上に形成された抵抗膜
、前記光導電性条帯膜の長手方向に沿って、前記抵抗膜
と対向し且つ前記光導電性条帯膜の長手方向中心部が所
定の幅で露出するように、光導電性条帯膜の中心部から
端部を覆って所定の幅で前記セラミック基板上に形成さ
れた電極膜、前記抵抗膜の長手方向両端部に電圧を山鹿
するため前記セラミック基板上に形成された第１および
第２の導電性部材、および、前記電極膜から電圧を取り
出すため前記セラミック基板上に形成された第３の導電
性部材、を具備し、前記光導電性条帯膜の露出部の照射
された光スポットの長手方向位置に応答した電圧を前記
第３の導電性部材を介して検出するようにした、光ポテ
ンショメータが得られる。

゛また本発明においては、セラミック基板上に形成され
た光導電性条帯、該光導電性条帯膜の長手方向に所定の
光照射用領域が形成されるように該光照射用領域をはさ
んで対向する抵抗膜および電極膜を有する光ポテンショ
メズタを製造する方法であって、前記セラミック基板上
に光導電性素材をマスク蒸着法若しくはマスクスパッタ
リング法により端部が所定の傾斜を有するように条帯膜
として形成させる段階、該形成された条帯膜に熱処理を
加えて光導電性条帯膜を形成させる段階、該光導電性条
帯膜の長手方向に沿って、光導電性条帯膜の中心部から
端部を覆って所定の幅で前記セラミック基板上に抵抗膜
を形成させる段階、および、前記光導電性条帯膜の長手
方向に沿って、前記抵抗膜と対向し且つ前記光導電性条
帯膜の長手方向中心部が所定の幅で露出し前記光照射用
領域が形成されるように、光導電性条帯膜の中心部から
端部を覆って所定の幅で前記セラミック基板上に電極膜
を形成させる段階、を具備する、光ポテンショメータを
製造する方法が得られる。

〔実施例〕

添付図面を参照して本発明の実施例について述べる。

第１図は本発明にもとづ〈実施例としての光ポテンショ
メータの平面図を示す。

第１図の光ポテンショメータ１は、セラミ゛ツク基板１
０．該セラミック基板上に形成された光導電膜１４、電
極膜１２、抵抗１１１１６、端子膜２４゜２６　、２８
、および導電線膜１８　、２０　、２２から成る。電極
１ｐ！１１２と抵抗膜１６とは光スポツト照射領域１４
ａが形成されるように光導電膜１４上に対向して形成さ
れると共にセラミック基板１０上に直接形成されている
。光スポツト照射領域１４ａは円弧状に規定されている
のは、従来と同様である。

第１図の光ポテンショメータ１の製造を第２図＋８）〜
（Ｃ）を参照して述べる。第２図（ａ）〜ｆｃｌは第１
図の線Ｒ−Ｒにおける断面図を示す。

（ａ）　　第２図（ａ） 先ずセラミック基板１０を用意−する、セラミック基板
１０としては、電極膜１２、端子膜２４〜２８等の密着
性をも考慮して、例えばアルミナ（Ａ　ｌ　ｇｏユ）を
用いる。このセラミック基板１０上に光導電性素材１４
′を第１図に図示の如く円弧上且つ条帯状に形成させる
。光導電性素材１４′は、光導電性が得られるように、
厚さかは一’　０．８μｍ程度まで形成させる。この形
成はマスク蒸着法又はマスクスパッタリング法により行
う。マスク蒸着法又はマスクスパッタリング法によれば
、条帯１４′の端部はゆるやかな傾斜をもったものとし
て形成される。

光導電性素材としては、ＣｄＳｅ、Ｃｄ（ＳｅＳ）、Ｃ
ｄ　（ＳＴｅ）等を主成分とする混晶材料が適用可能で
ある。

ｆｂｌ　　第２図（ｂｌ 熱処理を加えて、上記条帯１４’を光導電膜１４に形成
する。

（ｅ）　　第２図（Ｃｌ イ、光導電膜１４の上部を覆い、かつセラミック基板１
０の上に円弧状かつ一定の幅をもった電極膜１２を形成
させる。電極膜１２の幅は、外乱光の反射によって光ス
ポツト照射領域１４ａに雑音光が入り込まないような値
とする。また、電極膜１２がセラミック基板１０に固着
され、この固着により、光導電膜１４上への電極膜１２
の密着力の弱さを補うような幅とする。

電極膜１２の厚さは、約０．１μｍ程度である。電極膜
１２はセラミック基・板１０との密着性にすぐれ、光導
電膜°１４とも可能な限り密着性がよく、且つ電気抵抗
値の小さいもの、例えば、ＮｉＣｒ−＾Ｕで形成する。

口、光導電膜１４の上部を覆い、かつセラミック基板１
０のとに円弧状かつ一定の幅を持ち、前述の電極膜１２
と対向して光スポツト照射領域１４ａが露出されるよう
に抵抗膜１６を形成させる。抵抗膜１６の幅は電極膜１
２の幅と同様の理由により決定する。

抵抗膜１６の厚さは約０．１μｍ程度である。

抵抗膜１６は、一定の抵抗値を有し、セラミック基板１
０と密着性にすぐれ、光導電膜１４とも可能な限り密着
性のよいもの、例えばＮｉＣｒ又はＣｒ−５ｉＯを用し
１）る。

ハ、セラミック基板ｌＯ上に、導線権膜１８゜２０　、
２２および端子膜２４　、２６　、２８を形成させる。

導電線膜と対応する端子膜１Ｂ−２４、２０−２２。

２２−２８とは導電性部材として一体的に形成させる。

これらの導電性部材は、端子膜において半田づけされる
ことから半田との適応性にすぐれ、セラミック基板１０
との密着性にすくれ、且つ抵抗値の小さいものとして、
例えば電極膜１２と同様にＮｉＣｒ　−Ａｕを用いる。

導電性部材の厚さは、約０．１μｍ程度である。

以−ヒの如く形成された光ポテンショメータは、電極膜
１２および抵抗膜１６が外乱光等により誤差を生じさせ
ないような幅をもっており従来と同様の精度を保証する
。

光導電膜１４に対する電極膜１２、抵抗膜１６の段差は
、従来と同様であるが光感電膜１４の端部がゆるやかな
傾斜であるので段差による破断は生じない。一方、従来
のように全てが光導電股上に形成されているのとは異な
り、電極膜１２、抵抗膜１６ともにその主要部はセラミ
ック基板１０上に固着されており、セラミック基板１０
および光導電膜１４から剥離する可能性が著しく減少し
ている。

導を線膜１８〜２２および端子、膜２４〜２８はセラミ
ック基板１０上に固着されているので、従来の如く、光
導電膜からの剥離又は光導電膜のフォトエツチング部に
おける段差切れという問題は生じない。

尚、上述の光栄テンショメータの形成において、第２図
（Ｃ１に関連づけたイ、口の工程は順序はいずれが先で
もよい。

また、第２図（Ｃ１に関連づけた工程において、工程イ
と工程ハとは実質的に同じ内容の処理であるから一体化
させて行うことも可能である。この場合、工程口の後、
工程（イ＋ハ）を行う。

以上の実施例は、円弧状の光スポツト照射領域１４ａを
持つ光ポテンショメータについて述べたが、これに隔ら
ず、直線状であってもよい。

〔発明の効果〕゛ 以上に述べたように、本発明によれば、電極部材等の剥
離は生じず、また段差切れということも生じず、信頬性
の高い光ポテンショメータが得られる。これにより光ポ
テンショメータの歩留りが向上する。

また本発明によれば、高信鎖性、耐用性が向上すること
により、試験検査時等に必要以上の注意を払う必要がな
くなり作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての光ポテンショメータ
の平面図、第２図（ａｌ〜（Ｃ）は第１図の光ポテンシ
ョメータを形成する方法を示す図、第３図は従来の光ポ
テンショメータの平面図、第４図は第３図線Ｒ−Ｒにお
ける断面図、第５図は光ポテンショメータの動作を説明
する図、第６図は第３図の線Ａ−Ａにおける部分Ｃの断
面図、である。 （符号の説明） １・・・光ポテンショメータ、 １０・・・セラミック基板、 １２・・・電極膜、 １４・・・光導電膜、 １４ａ・・・光スボ−／　ト照射領域、１６・・・抵抗
膜、 １８〜２２・・・導電線膜、 ２４〜２８・・・端子膜。 特・許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック基板、 該セラミック基板上に形成された光導電性条帯膜であっ
   て端部が所定の傾斜を有しているもの、該光導電性条帯
   膜の長手方向に沿って、光導電性条帯膜の中心部から端
   部を覆って所定の幅で前記セラミック基板上に形成され
   た抵抗膜、 前記光導電性条帯膜の長手方向に沿って、前記抵抗膜と
   対向し且つ前記光導電性条帯膜の長手方向中心部が所定
   の幅で露出するように、光導電性条帯膜の中心部から端
   部を覆って所定の幅で前記セラミック基板上に形成され
   た電極膜、 前記抵抗膜の長手方向両端部に電圧を印加するため前記
   セラミック基板上に形成された第１および第２の導電性
   部材、および、 前記電極膜から電圧を取り出すため前記セラミック基板
   上に形成された第３の導電性部材、を具備し、 前記光導電性条帯膜の露出部の照射された光スポットの
   長手方向位置に応答した電圧を前記第３の導電性部材を
   介して検出するようにした、光ポテンショメータ。 ２、セラミック基板上に形成された光導電性条帯膜、該
   光導電性条帯膜の長手方向に所定の光照射用領域が形成
   されるように該光照射用領域をはさんで対向する抵抗膜
   および電極膜を有する光ポテンショメータを製造する方
   法であって、 前記セラミック基板上に光導電性素材をマスク蒸着法若
   しくはマスクスパッタリング法により端部が所定の傾斜
   を有するように条帯膜として形成させる段階、 該形成された条帯膜に熱処理を加えて光導電性条帯膜を
   形成させる段階、 該光導電性条帯膜の長手方向に沿って、光導電性条帯膜
   の中心部から端部を覆って所定の幅で前記セラミック基
   板上に抵抗膜を形成させる段階、および、 前記光導電性条帯膜の長手方向に沿って、前記抵抗膜と
   対向し且つ前記光導電性条帯膜の長手方向中心部が所定
   の幅で露出し前記光照射用領域が形成されるように、光
   導電性条帯膜の中心部から端部を覆って所定の幅で前記
   セラミック基板上に電極膜を形成させる段階、 を具備する、光ポテンショメータを製造する方法。