WO2021192148A1 - 回転角検出装置 - Google Patents

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WO2021192148A1
WO2021192148A1 PCT/JP2020/013700 JP2020013700W WO2021192148A1 WO 2021192148 A1 WO2021192148 A1 WO 2021192148A1 JP 2020013700 W JP2020013700 W JP 2020013700W WO 2021192148 A1 WO2021192148 A1 WO 2021192148A1
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WO
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light
bonding wire
receiving element
light emitting
electrode
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PCT/JP2020/013700
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English (en)
French (fr)
Inventor
仁 長谷川
敏男 目片
雅史 大熊
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotation angle detection device in which a light emitting unit and a light receiving unit are provided in the same package.
  • an optical sensor module having a light emitting unit using a light emitting diode (Light Emitting Diode: LED) and a light receiving unit using a photodiode in the same package has been used on the same substrate.
  • the photodiode and the substrate are connected by a bonding wire. Since the bonding wire and the connecting portion are mechanically fragile, they are sealed and protected by a sealing material made of a translucent resin such as an epoxy resin.
  • a light-shielding wall is provided between the LED and the photodiode to prevent unnecessary light from entering the photodiode.
  • a light-shielding wall is provided on the outside of the sealing material made of a translucent resin, the optical sensor module becomes large.
  • Patent Document 1 in a photoreflector in which a light emitting element and a light receiving element are mounted on a single substrate and both elements and the substrate are connected by a bonding wire, an electrode on the substrate side and a part of the bonding wire are a light-shielding resin layer.
  • a structure is shown in which the light emitting element and the electrodes of the light emitting element, the electrodes of the light receiving element and the light receiving element, and the remaining portion of the bonding wire are covered with a translucent resin layer.
  • a structure is shown in which a light-shielding wall made of a light-shielding resin is provided above the light-shielding resin layer and between the light-emitting element and the light-receiving element. According to this configuration, a light-shielding wall can be provided inside the translucent resin layer, so that the module can be miniaturized.
  • the remaining portion of the bonding wire is covered with the translucent resin layer.
  • the translucent resin has a higher coefficient of thermal expansion than the bonding wire. Therefore, a large thermal stress is applied to the bonding wire when the temperature changes during use, and the bonding wire is destroyed.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a rotation angle detecting device capable of suppressing damage to a bonding wire connecting an electrode provided on a substrate and an element provided on the substrate. do.
  • the rotation angle detection device includes a substrate in which a plurality of substrate electrodes are formed on a mounting surface, and electrodes and a light emitting portion mounted on the mounting surface. It includes a light emitting element having a light emitting element, a light receiving element mounted on a mounting surface and having an electrode and a light receiving portion, and a bonding wire for at least one light emitting element that connects a substrate electrode and an electrode of the light emitting element.
  • the rotation angle detection device includes at least one bonding wire for a light receiving element that connects a substrate electrode and an electrode of a light receiving element, a light shielding portion that blocks a part of an optical path of light incident on the light receiving element, and a light emitting unit and a light receiving element.
  • a translucent sealing portion that covers at least one of the portions and covers a region on the mounting surface is provided.
  • At least one of the bonding wire for the light emitting element and the bonding wire for the light receiving element is embedded in the light shielding portion.
  • the coefficient of thermal expansion of the light-shielding portion is closer to the coefficient of thermal expansion of the bonding wire embedded in the light-shielding portion of the bonding wire for the light emitting element and the bonding wire for the light receiving element than the coefficient of thermal expansion of the translucent sealing portion.
  • the hardness is lower than that of the translucent sealing portion.
  • the rotation angle detection device has an effect that it is possible to suppress damage to the bonding wire connecting the electrode provided on the substrate and the element provided on the substrate.
  • a side view showing the first optical sensor module according to the first embodiment. Side view which shows the manufacturing method of the 1st optical sensor module which concerns on Embodiment 1.
  • the perspective view which shows the manufacturing method of the 1st light-shielding part in the 1st optical sensor module which concerns on Embodiment 1.
  • Top view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion in the first optical sensor module according to the first embodiment.
  • Top view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion in the first optical sensor module according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rotation angle detecting device 1 according to the first embodiment.
  • the rotation angle detection device 1 detects the rotation angle of the rotating body, which is the object to be measured.
  • the rotation angle detection device 1 is an optical rotary encoder that calculates the rotation angle of the scale based on an optical signal incident from the scale, and is an absolute encoder that detects the absolute rotation angle.
  • the rotation angle detecting device 1 controls the optical scale 2 which is a scale having an optical pattern 6, the light emitting / receiving module package 3 which is a module package having a light emitting function and a light receiving function, and the rotation angle detecting device 1. It has a part 4.
  • the optical scale 2 is connected to a rotating shaft 5 included in a rotating device such as a motor. The optical scale 2 rotates together with the rotating shaft 5. In FIG. 1, the rotating device is not shown.
  • a circular plate material is used for the optical scale 2.
  • the optical pattern 6 is provided in an annular region which is an outer peripheral portion of the circular shape of the optical scale 2.
  • the optical pattern 6 has reflective portions 6a and non-reflective portions 6b that are alternately arranged in a direction along the outer circumference of the circular shape.
  • the reflecting portion 6a is a portion that reflects the light incident from the light emitting element described later toward the light emitting / receiving module package 3.
  • the non-reflective portion 6b is a portion that absorbs or scatters the light incident from the light emitting element.
  • Each of the plurality of reflective portions 6a and the plurality of non-reflective portions 6b has various widths in the direction along the outer circumference of the optical scale 2.
  • the light emitting element irradiates the rotating optical pattern 6 with light
  • reflection at a time corresponding to the width of the reflective portion 6a and non-reflection at a time corresponding to the width of the non-reflective portion 6b are generated.
  • the light receiving element described later detects the light reflected by the reflecting unit 6a.
  • the intensity of light detected by the light receiving element is modulated according to the arrangement pattern of the reflecting portion 6a and the non-reflecting portion 6b.
  • the arrangement pattern of the reflective portion 6a and the non-reflective portion 6b is set so as to characterize the rotation angle of the optical scale 2.
  • the optical scale 2 has an optical pattern 6 unique to the rotation angle.
  • a pseudo-random code pattern such as an M sequence is used.
  • a metal base material such as stainless steel is used.
  • the non-reflective portion 6b is formed by plating the surface of the metal base material.
  • the reflective portion 6a is formed by applying a mirror finish to the surface of the metal base material.
  • the reflecting portion 6a may be formed by a method other than mirror finishing.
  • the non-reflective portion 6b may be formed by a method other than the plating treatment.
  • the light receiving and receiving module package 3 emits light toward the optical scale 2. Further, the light emitting / receiving module package 3 detects the light reflected by the optical scale 2. The light emitting / receiving module package 3 outputs a signal corresponding to the detected light to the control unit 4.
  • the control unit 4 has an angle calculation unit 4a for calculating the absolute rotation angle of the optical scale 2 and a light emission amount adjustment unit 4b for adjusting the light emission amount in the light emitting / receiving module package 3.
  • the angle calculation unit 4a calculates the absolute rotation angle of the optical scale 2 based on the signal output from the light receiving element included in the light emitting / receiving module package 3.
  • the absolute rotation angle obtained by the angle calculation unit 4a corresponds to the rotation position of the rotation shaft 5.
  • the angle calculation unit 4a obtains the rotation position of the rotation shaft 5 based on the signal corresponding to the coded optical pattern 6.
  • the angle calculation unit 4a outputs the position data 4c, which is the calculation result of the absolute rotation angle and represents the rotation position of the rotation shaft 5, to the external device.
  • the light emitting amount adjusting unit 4b adjusts the light emitting amount by the light emitting element based on the signal output from the light receiving element. The light emitting element and the light receiving element will be described later.
  • the rotation angle detection device 1 calculates the absolute rotation angle from the signal corresponding to the light incident on the light receiving element by the angle calculation unit 4a.
  • the control unit 4 may control the rotation of the object to be measured based on the absolute rotation angle. Since the rotation angle detection device 1 does not need to integrate the pulse signals output from the light receiving element, it is not necessary to return the optical scale 2 to the origin when the power is turned on. Therefore, the rotation angle detection device 1 can quickly start up when the power is turned on.
  • FIG. 2 is a top view showing the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view showing the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • the first optical sensor module 101 shown in FIGS. 2 and 3 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detecting device 1 shown in FIG.
  • the first optical sensor module 101 is equipped with a light emitting element 20 that irradiates the optical scale 2 with light, a light receiving element 30 that receives and detects light from the optical scale 2, and a light emitting element 20 and a light receiving element 30. It has a package substrate 10 which is a substrate.
  • the light emitting element 20 and the light receiving element 30 are mounted on the mounting surface 11 of the package substrate 10. In the in-plane direction of the mounting surface 11, the package substrate 10 and the mounting surface 11 form a rectangle.
  • the light receiving / receiving module package 3 is arranged so that the mounting surface 11 faces the optical scale 2 and faces the optical pattern 6.
  • the rotation angle detection device 1 has an encoder board to which the package board 10 is connected. In FIGS. 2 and 3, the encoder board is not shown. On the encoder board, various processes are executed on the side after the light emitting / receiving module package 3.
  • the control unit 4 is arranged on the encoder board. Specifically, the encoder board has a processing circuit that executes the processing of the control unit 4.
  • the angle calculation unit 4a and the light emission amount adjusting unit 4b are functional units of the control unit 4.
  • a substrate electrode 12 and a substrate electrode 13 which are substrate electrodes are provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the substrate electrode 12 is a first substrate electrode provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the substrate electrode 13 is a second substrate electrode provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the substrate electrode 12 and the substrate electrode 13 are embedded in the package substrate 10 with the upper portion exposed on the mounting surface 11. Since the wiring from the inside of the package substrate 10 to the substrate electrode 12 and the substrate electrode 13 is not directly related to the characteristics of the first optical sensor module 101, the illustration and description thereof will be omitted.
  • the wiring from the outside of the package substrate 10 to the substrate electrode 12 and the substrate electrode 13 is not directly related to the characteristics of the first optical sensor module 101, and thus the illustration and description thereof will be omitted.
  • the form of the package substrate 10 is not limited.
  • the package substrate 10 may be mounted on the parent substrate as a child substrate.
  • the package substrate 10 is preferably composed of a substrate similar to the encoder substrate.
  • the encoder substrate is composed of, for example, a glass epoxy substrate. In this case, it is desirable that the package substrate 10 is also made of a glass epoxy substrate.
  • the light emitting element 20 is an element having a light emitting unit 22 that emits light.
  • An electrode 21 and a light emitting portion 22 are provided on the upper surface 20a of the light emitting element 20.
  • Examples of the light emitting element 20 include a semiconductor light emitting device and a semiconductor laser.
  • the type of the light emitting element 20 and the wavelength of the light emitted from the light emitting element 20 are not limited. Visible light and infrared light are exemplified as the light emitted from the light emitting element 20.
  • the light emitting element 20 is joined to the package substrate 10 so that the light emitting surface on the upper surface of the light emitting unit 22 is parallel to the mounting surface 11.
  • the light receiving element 30 is an element having a light receiving unit 32 that receives light.
  • An electrode 31 and a light receiving portion 32 are provided on the upper surface 30a of the light receiving element 30.
  • Examples of the light receiving element 30 include a photodiode and a photodiode array.
  • the type of the light receiving element 30 is not limited.
  • the light receiving element 30 is joined to the package substrate 10 so that the light receiving surface on the upper surface of the light receiving portion 32 is parallel to the mounting surface 11, for example.
  • the light receiving element 30 outputs a signal corresponding to the intensity of the light incident on the light receiving unit 32. Specifically, the light receiving element 30 converts the light received by the light receiving unit 32 into an analog voltage signal. The light receiving element 30 further converts an analog voltage signal into a digital voltage signal by an A / D (Analog-to-Digital) converter built in the light receiving element 30. As a result, the light receiving element 30 generates a signal corresponding to the intensity of the light incident on the light receiving unit 32. The light receiving element 30 outputs the generated signal to the control unit 4. In FIGS. 2 and 3, the A / D converter is not shown. The signal output by the light receiving element 30 is a signal corresponding to the light reflected by the optical scale 2 and received by the light receiving element 30. Therefore, the signal received by the control unit 4 corresponds to the rotation position of the optical scale 2.
  • the electrode 21 of the light emitting element 20 and the substrate electrode 12 of the package substrate 10 are connected by a bonding wire 41 which is a bonding wire for the light emitting element.
  • the substrate electrode 12 connected to the bonding wire 41 is a substrate electrode for a light emitting element.
  • the electrode 31 of the light receiving element 30 and the substrate electrode 13 of the package substrate 10 are connected by a bonding wire 42 which is a bonding wire for the light receiving element.
  • the substrate electrode 13 connected to the bonding wire 42 is a substrate electrode for a light receiving element.
  • the materials of the bonding wires 41 and 42 are not limited. Examples of the materials of the bonding wires 41 and 42 include metals such as gold, aluminum, copper, and silver.
  • the first optical sensor module 101 is made of a light-shielding resin and has a first light-shielding portion 51 that is a light-shielding portion that covers the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the first light-shielding portion 51 is provided so as to cover a part of the mounting surface 11 of the package substrate 10, the substrate electrode 12, the bonding wire 41, and a part of the light emitting element 20. That is, the first light-shielding portion 51 is provided in a part of the package substrate 10 in the width direction and the depth direction of the package substrate 10.
  • the width direction of the package substrate 10 is the X direction in FIGS. 2 and 3.
  • the depth direction of the package substrate 10 is the Y direction in FIG.
  • the light-shielding portions are hatched in FIGS. 2 and 3. Further, in FIGS. 2 and 3, the components covered by the light-shielding portion are shown by broken lines.
  • the first light-shielding portion 51 is a connecting portion 41a which is a connecting portion between the electrode 21, a part of the light emitting element 20, the entire bonding wire 41, and the electrode 21 of the light emitting element 20 and the bonding wire 41.
  • These components are sealed by covering the entire surface, the entire substrate electrode 12, the entire connecting portion 41b which is the connecting portion between the substrate electrode 12 of the mounting surface 11 and the bonding wire 41, and a part of the mounting surface 11. doing. That is, in the first optical sensor module 101, the entire bonding wire 41 and the entire connecting portion of the bonding wire 41 are embedded in the first light-shielding portion 51.
  • the connecting portions of the bonding wire 41 are the connecting portion 41a and the connecting portion 41b.
  • the first light-shielding unit 51 blocks a part of the light traveling from the light-emitting unit 22 of the light-emitting element 20 to the light-receiving unit 32 of the light-receiving element 30. That is, by providing the first light-shielding unit 51, the first optical sensor module 101 blocks a part of the light from the light-emitting unit 22 of the light-emitting element 20 to the light-receiving unit 32 of the light-receiving element 30.
  • the first light-shielding unit 51 also serves to seal the components of the first optical sensor module 101.
  • the first optical sensor module 101 is a translucent seal which is composed of a translucent resin and is a sealing portion which covers at least one of the light emitting portion 22 and the light receiving portion 32 and covers the mounting surface 11 of the package substrate 10. It has a stop 61.
  • the translucent sealing portion 61 covers the entire mounting surface 11 of the package substrate 10 including the light emitting element 20, the light receiving element 30, and the first light shielding portion 51, and includes the light emitting element 20 and the light receiving element 30. Seal the components placed in.
  • the translucent sealing portion 61 covers a region on the mounting surface 11 that includes a region on the light emitting portion 22 and a region on the light receiving portion 32 and is not covered by the sealing portion.
  • the translucent sealing portion 61 is a part of the light emitting element 20 including the light emitting unit 22, a part of the light receiving element 30 including the light receiving unit 32, the first light shielding portion 51, and the mounting surface 11.
  • the substrate electrode 13, the bonding wire 42, and a part of the mounting surface 11 are covered to seal these components.
  • the outer surface of the first optical sensor module 101 above the mounting surface 11 in the height direction is composed of a translucent sealing portion 61.
  • the height direction is the Z direction in FIG.
  • the upper surface 61a of the translucent sealing portion 61 is a flat surface and is parallel to the mounting surface 11 of the package substrate 10. That is, the in-plane direction of the upper surface 61a of the translucent sealing portion 61 is parallel to the in-plane direction of the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the light-shielding resin is a resin having a relatively low light transmittance at the wavelength of the light emitted by the light emitting element 20.
  • the translucent resin is a resin having a relatively high light transmittance at the wavelength of the light emitted by the light emitting element 20.
  • the coefficient of thermal expansion of the light-shielding resin constituting the first light-shielding portion 51 is smaller than the coefficient of thermal expansion of the translucent resin constituting the translucent sealing portion 61.
  • the coefficient of thermal expansion of the light-shielding resin constituting the first light-shielding portion 51 is higher than the coefficient of thermal expansion of the translucent resin constituting the translucent sealing portion 61.
  • the light-shielding resin constituting the first light-shielding portion 51 has a lower hardness than the translucent resin constituting the translucent sealing portion 61.
  • the fragile light emitting portion 22 and the light receiving portion 32 are protected by the translucent sealing portion 61 made of a translucent resin.
  • the strength of the first optical sensor module 101 is improved.
  • the outer surface of the first optical sensor module 101 is flat due to the formation of the translucent sealing portion 61.
  • the first optical sensor module 101 can easily carry out suction transfer in a state where the upper surface 61a of the translucent sealing portion 61 is sucked, and the handleability is improved.
  • the bonding wire 41 and the connecting portion of the bonding wire 41 which are easily destroyed by thermal stress, are covered with a light-shielding resin having a coefficient of thermal expansion closer to that of the translucent resin. There is. Therefore, there is no difference in the amount of displacement during thermal fluctuation between the connecting portion of the bonding wire 41 and the bonding wire 41 and the light-shielding resin, or when the heat fluctuates as compared with the case where the bonding wire 41 is covered with the translucent resin. Since the displacement amount of is small, the thermal stress is small.
  • the amount of displacement of the bonding wire 41 at the time of thermal fluctuation and the heat of the first light-shielding portion 51 covering the bonding wire 41 are compared with the case where the bonding wire 41 is covered with the translucent resin. Since the amount of displacement at the time of fluctuation becomes close, the thermal stress caused by the difference in the amount of displacement becomes small, and the joint portion between the bonding wire 41 and the bonding wire 41 becomes difficult to break.
  • the first optical sensor module 101 uses a light-shielding resin having a hardness lower than that of the translucent resin, so that the amount of deformation of the first light-shielding portion 51 in contact with the connecting portion between the bonding wire 41 and the bonding wire 41 is reduced. Increase. As a result, the thermal stress applied to the connecting portion between the bonding wire 41 and the bonding wire 41 can be dispersed when the heat of the first light-shielding portion 51 fluctuates. As a result, the thermal stress applied to the connecting portion between the bonding wire 41 and the bonding wire 41 can be reduced as compared with the case where the connecting portion between the bonding wire 41 and the bonding wire 41 is sealed with the translucent resin. , Destruction due to thermal stress of the sealing resin can be suppressed.
  • the first optical sensor module 101 is easily deformed because the first light-shielding portion 51 covering the bonding wire 41 is softer than the translucent resin, and the force generated by expansion acts on the deformation of the resin, so that the bonding wire 41 The stress applied to is reduced. As a result, in the first optical sensor module 101, the stress applied to the bonding wire 41 is not concentrated on the fragile portion, and the bonding portion of the bonding wire 41 and the bonding wire 41 is more difficult to break.
  • the first optical sensor module 101 can block a part of the ambient light incident on the light receiving element 30 by the first light shielding unit 51, the light receiving element 30 is caused by the ambient light incident on the light receiving element 30. It is possible to suppress the noise generated by.
  • the first light-shielding portion 51 since the first light-shielding portion 51 covers the bonding wire 41 and the connection portion of the bonding wire 41, the first light-shielding portion 51 can be provided in the immediate vicinity of the light-emitting portion 22. Since the height of the light-shielding portion 51 can be lowered, the first optical sensor module 101 can be miniaturized.
  • the first optical sensor module 101 since the distance between the first light-shielding portion 51 and the light emitting element 20 can be shortened, the area to be covered by the first light-shielding portion 51 can be reduced, and the height of the first light-shielding portion 51 can be lowered. Therefore, the first optical sensor module 101 can be miniaturized.
  • the first optical sensor module 101 since the first light-shielding portion 51 is provided inside the translucent sealing portion 61, the first optical sensor module 101 can be miniaturized.
  • FIGS. 4 to 6 are side views showing a method of manufacturing the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • a package substrate 10 on which a substrate electrode 12 and a substrate electrode 13 are formed is prepared, and a light emitting element 20 and a light receiving element 30 are die-bonded to a mounting surface 11 of the package substrate 10. Then, the electrode 21 of the light emitting element 20 and the substrate electrode 12 of the package substrate 10 are connected by the bonding wire 41. Further, the electrode 31 of the light receiving element 30 and the substrate electrode 13 of the package substrate 10 are connected by a bonding wire 42.
  • the first light-shielding portion 51 is formed on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the first light-shielding portion 51 includes a part of the light emitting element 20, the entire bonding wire 41, the entire connecting portion 41a between the bonding wire 41 and the electrode 21 of the light emitting element 20, and the substrate of the bonding wire 41 and the mounting surface 11. It is formed so as to cover the entire connecting portion 41b with the electrode 12 and a part of the mounting surface 11.
  • the translucent sealing portion 61 includes a part of the light emitting element 20 including the light emitting unit 22, a part of the light receiving element 30 including the light receiving unit 32, a first light shielding portion 51, and a substrate electrode 13 on the mounting surface 11. , Is formed so as to cover the bonding wire 42 and a part of the mounting surface 11.
  • FIGS. 7 to 9 are perspective views showing a method of manufacturing the first light-shielding portion 51 in the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • a frame body 100 having a hollow portion in the shape of the first light-shielding portion 51 is placed in contact with the mounting surface 11 of the package substrate 10 and on the light emitting element 20.
  • the liquid light-shielding resin 51r is poured into the frame 100 to cure the liquid light-shielding resin 51r.
  • the first light-shielding portion 51 can be formed by pulling out the frame body 100.
  • the method for manufacturing the first light-shielding portion 51 is not limited to the above method.
  • FIG. 10 is a top view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion 51 in the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a side view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion 51 in the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • the first light-shielding portion 51 may be formed in a drop shape by applying a viscous fluid-like light-shielding resin to the formation region of the first light-shielding portion 51 on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • FIG. 12 is a side view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion 51 in the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a side view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion 51 in the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a top view showing another manufacturing method of the first light-shielding portion 51 in the first optical sensor module 101 according to the first embodiment.
  • a modified example in which a viscous fluid light-shielding resin is applied as shown in FIGS. 10 and 11 will be described.
  • the masking member 90 before applying the viscous fluid-like light-shielding resin, the masking member 90 is pressed onto the region of the light-emitting element 20 where the first light-shielding portion 51 is not formed.
  • a viscous fluid-like light-shielding resin is applied to the formation region of the first light-shielding portion 51 on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • a first light-shielding portion 51 in which the first light-shielding portion 51 is not formed is formed in a part of the region on the light emitting element 20.
  • the first optical sensor module 101 has a part of the light emitting element 20, the entire bonding wire 41, and the connecting portion 41a between the electrode 21 of the light emitting element 20 and the bonding wire 41. Since the entire connection portion 41b between the substrate electrode 12 of the mounting surface 11 and the bonding wire 41 and a part of the mounting surface 11 are embedded in the first light-shielding portion 51, damage to the bonding wire 41 is suppressed. It has the effect of being possible.
  • FIG. 15 is a top view showing the second optical sensor module 102 according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a side view showing the second optical sensor module 102 according to the second embodiment.
  • the second optical sensor module 102 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detection device 1 shown in FIG.
  • the second optical sensor module 102 according to the second embodiment is composed of a light-shielding resin in addition to the configuration of the first optical sensor module 101 according to the first embodiment described above, and has a mounting surface 11 of the package substrate 10. It is different from the first optical sensor module 101 according to the first embodiment in that it has a second light-shielding portion 52 which is a light-shielding portion to cover.
  • the second light-shielding portion 52 is provided so as to cover a part of the mounting surface 11 of the package substrate 10, the substrate electrode 13, the bonding wire 42, and a part of the light receiving element 30. That is, the second light-shielding portion 52 is provided in a part of the package substrate 10 in the width direction and the depth direction of the package substrate 10.
  • the second light-shielding portion 52 is a connecting portion 42a which is a connecting portion between the electrode 31, a part of the light receiving element 30, the entire bonding wire 42, and the electrode 31 of the light receiving element 30 and the bonding wire 42.
  • These components are sealed by covering the entire surface, the entire substrate electrode 13, the entire connecting portion 42b which is the connecting portion between the substrate electrode 13 on the mounting surface 11 and the bonding wire 42, and a part of the mounting surface 11. doing. That is, in the second optical sensor module 102, the entire bonding wire 42 and the entire connecting portion of the bonding wire 42 are embedded in the second light-shielding portion 52.
  • the connecting portions of the bonding wire 42 are a connecting portion 42a and a connecting portion 42b.
  • the second light-shielding unit 52 blocks a part of the ambient light incident on the light-receiving unit 32 of the light-receiving element 30 from the outside of the second optical sensor module 102. That is, by providing the second light-shielding unit 52, the second optical sensor module 102 shields a part of the ambient light incident on the light-receiving part 32 of the light-receiving element 30 from the outside of the second light sensor module 102.
  • the second light-shielding unit 52 also serves to seal the components of the second optical sensor module 102.
  • the light-shielding resin constituting the second light-shielding portion 52 has the same characteristics as the light-shielding resin constituting the first light-shielding portion 51 described above. That is, the coefficient of thermal expansion of the light-shielding resin constituting the second light-shielding portion 52 is smaller than the coefficient of thermal expansion of the translucent resin constituting the translucent sealing portion 61. The coefficient of thermal expansion of the light-shielding resin constituting the second light-shielding portion 52 is higher than the coefficient of thermal expansion of the translucent resin constituting the translucent sealing portion 61. Close to. Further, the light-shielding resin constituting the second light-shielding portion 52 has a lower hardness than the translucent resin constituting the translucent sealing portion 61.
  • the location where the light-shielding portion is formed is not limited in the second optical sensor module 102, and a plurality of light-shielding portions may be provided.
  • the second optical sensor module 102 according to the second embodiment described above has the same effect as the first optical sensor module 101.
  • the second optical sensor module 102 is provided with the second light-shielding unit 52, so that the same effect as that of the first light-shielding unit 51 can be obtained. That is, in the second optical sensor module 102, the bonding wire 42 and the connecting portion of the bonding wire 42, which are easily broken by thermal stress, are covered with a light-shielding resin having a coefficient of thermal expansion closer to that of the translucent resin. Therefore, there is no difference in the amount of displacement during thermal fluctuation between the connecting portion of the bonding wire 42 and the bonding wire 42 and the light-shielding resin, or when the heat fluctuates as compared with the case where the bonding wire 42 is covered with the translucent resin. Since the displacement amount of is small, the thermal stress is small.
  • the connecting portions of the bonding wire 42 are a connecting portion 42a and a connecting portion 42b.
  • the second optical sensor module 102 since the distance between the second light-shielding portion 52 and the light-receiving element 30 can be shortened, the area to be covered by the second light-shielding portion 52 can be reduced, and the height of the second light-shielding portion 52 can be lowered. Therefore, the second optical sensor module 102 can be miniaturized.
  • the second optical sensor module 102 can block a part of the ambient light incident on the light receiving element 30 by the first light blocking portion 51 and the second light blocking portion 52, the noise generated by the light receiving element 30 is suppressed. can do.
  • the second optical sensor module 102 includes a part of the light receiving element 30, the whole bonding wire 42, and the whole connecting portion 42a between the electrode 31 of the light receiving element 30 and the bonding wire 42. Since the entire connection portion 42b between the substrate electrode 13 of the mounting surface 11 and the bonding wire 42 and a part of the mounting surface 11 are embedded in the second light-shielding portion 52, damage to the bonding wire 42 can be suppressed. , Has the effect.
  • FIG. 17 is a top view showing the third optical sensor module 103 according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a side view showing the third optical sensor module 103 according to the third embodiment.
  • the third optical sensor module 103 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detection device 1 shown in FIG.
  • the third optical sensor module 103 according to the third embodiment has a third light-shielding portion 53 which is made of a light-shielding resin and covers the mounting surface 11 of the package substrate 10. It is different from the first optical sensor module 101.
  • the third light-shielding portion 53 includes a part of the mounting surface 11 of the package substrate 10, a part of the light emitting element 20, a bonding wire 41, a substrate electrode 12, a part of the light receiving element 30, and a bonding wire 42. It is provided so as to cover the substrate electrode 13. Further, the third light-shielding portion 53 is provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10 except for the outer peripheral edge portion in the depth direction.
  • the third light-shielding portion 53 includes an electrode 21, a part of the light emitting element 20, the entire bonding wire 41, the entire connecting portion 41a between the electrode 21 of the light emitting element 20 and the bonding wire 41, and a substrate.
  • the entire connection portion 42a with the bonding wire 42, the substrate electrode 13, the entire connection portion 42b between the substrate electrode 13 on the mounting surface 11 and the bonding wire 42, and a part of the mounting surface 11 are combined into one light-shielding portion. These components are sealed by covering with.
  • the entire bonding wire 41, the entire connecting portion of the bonding wire 41, the entire bonding wire 42, and the entire connecting portion of the bonding wire 42 are combined with the third light-shielding portion 53. It is buried.
  • the third light-shielding portion 53 is formed so as to surround the outer periphery of the light emitting element 20 and the light receiving element 30 from all sides in the in-plane direction of the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the third optical sensor module 103 has the effect of the first optical sensor module 101 and the effect of the second optical sensor module 102.
  • the third light-shielding unit 53 surrounds all four sides of the light-emitting element 20 in the in-plane direction of the mounting surface 11 of the package substrate 10, so that the light traveling from the light-emitting unit 22 of the light-emitting element 20 to the light-receiving unit 32 of the light-receiving element 30 A part of the above is shielded from light in a wider range than that of the first optical sensor module 101 according to the first embodiment. That is, the third optical sensor module 103 includes the third light-shielding unit 53, so that a part of the light from the light-emitting unit 22 of the light-emitting element 20 to the light-receiving unit 32 of the light-receiving element 30 is applied to the first embodiment. 1 Light is shielded in a wider range than the optical sensor module 101.
  • the third light-shielding portion 53 is incident on the light-receiving portion 32 of the light-receiving element 30 from the outside of the third optical sensor module 103 by surrounding the four sides of the light-receiving element 30 in the in-plane direction of the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • a part of the ambient light is shielded in a wider range than the second optical sensor module 102 according to the second embodiment.
  • the third optical sensor module 103 includes the third light-shielding unit 53, so that a part of the ambient light incident on the light-receiving unit 32 of the light-receiving element 30 from the outside of the third optical sensor module 103 is a part of the second embodiment. It is shielded from light in a wider range than the second optical sensor module 102.
  • the third optical sensor module 103 can block more of the unnecessary light emitted from the light emitting element 20, the unnecessary reflected light emitted from the light emitting element 20 and incident on the light receiving element 30. The amount can be reduced more. Further, since more of the reflected light from other than the optical scale 2 which is the object to be measured can be blocked, the ambient light incident on the light receiving element 30 can be further reduced. As a result, it is possible to suppress unnecessary reflected light emitted from the light emitting element 20 and incident on the light receiving element 30 and noise generated by the light receiving element 30 due to the ambient light incident on the light receiving element 30. Further, the third light-shielding unit 53 also serves to seal the components of the third optical sensor module 103.
  • the third light-shielding portion 53 covers the components such as the bonding wires 41 and 42 with one light-shielding portion, and has a simple structure, so that the number of steps is small and the manufacturing is easy.
  • FIG. 19 is a top view showing the fourth optical sensor module 104 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a side view showing the fourth optical sensor module 104 according to the fourth embodiment.
  • the fourth optical sensor module 104 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detection device 1 shown in FIG.
  • the fourth optical sensor module 104 is arranged in a state where the light receiving element 30 is rotated 180 degrees on the mounting surface 11 of the package substrate 10 with respect to the configuration of the first optical sensor module 101 according to the first embodiment. Further, the fourth optical sensor module 104 has a positional relationship between the light receiving element 30 and the substrate electrode 13 in the width direction of the fourth optical sensor module 104, that is, in the X direction, with respect to the configuration of the first optical sensor module 101. It's reversed. That is, the fourth optical sensor module 104 is provided with the substrate electrode 12 and the substrate electrode 13 in the region between the light emitting element 20 and the light receiving element 30 on the mounting surface 11. The electrode 31 of the light receiving element 30 and the substrate electrode 13 are connected by a bonding wire 42.
  • the fourth optical sensor module 104 has a fourth light-shielding portion 54 which is made of a light-shielding resin and covers the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • the fourth light-shielding portion 54 includes a part of the mounting surface 11 of the package substrate 10, a part of the light emitting element 20, a bonding wire 41, a substrate electrode 12, a part of the light receiving element 30, and a bonding wire 42. It is provided so as to cover the substrate electrode 13. Further, the fourth light-shielding portion 54 is provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10 except for the outer peripheral edge portion in the depth direction, and is provided lower than the height of the translucent sealing portion 61 in the height direction. It is covered with a translucent sealing portion 61. That is, the fourth light-shielding portion 54 is embedded in the translucent sealing portion 61.
  • the fourth light-shielding portion 54 includes an electrode 21, a part of the light emitting element 20, the entire bonding wire 41, the entire connecting portion 41a between the electrode 21 of the light emitting element 20 and the bonding wire 41, and a substrate.
  • the components are sealed.
  • the entire bonding wire 41, the entire connecting portion of the bonding wire 41, the entire bonding wire 42, and the entire connecting portion of the bonding wire 42 are combined with the fourth light-shielding portion 54. It is buried.
  • the fourth optical sensor module 104 according to the fourth embodiment has the same effect as the third optical sensor module 103 according to the third embodiment.
  • the fourth optical sensor module 104 can be covered by the fourth light-shielding portion 54, which is a single light-shielding portion, even when protecting the connection portions of the plurality of bonding wires 41, 42 and the bonding wires 41, 42. Therefore, the production becomes easy.
  • FIG. 21 is a top view showing the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 22 is a side view showing the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment.
  • the fifth optical sensor module 105 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detection device 1 shown in FIG.
  • the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment is different from the fourth optical sensor module 104 according to the fourth embodiment in that the fifth light sensor module 105 has the fifth light shielding unit 55 instead of the fourth light shielding unit 54.
  • the fifth light-shielding portion 55 is a light-shielding portion that is made of a light-shielding resin and covers the mounting surface 11 of the package substrate 10 in the same manner as the fourth light-shielding portion 54.
  • the height dimension of the fifth light-shielding portion 55 is formed to be substantially equal to the height dimension of the translucent sealing portion 61. That is, the height of the upper surface 55a of the fifth light-shielding portion 55 is substantially equal to the height of the upper surface 61a of the translucent sealing portion 61. Therefore, the translucent sealing portion 61 is not formed on the fifth light-shielding portion 55. Further, the depth dimension of the fifth light-shielding portion 55 is formed to be substantially equal to the depth dimension of the translucent sealing portion 61, and the width dimension is formed to be substantially equal to the width dimension of the translucent sealing portion 61. ing.
  • the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment has the same effect as the fourth optical sensor module 104.
  • the fifth optical sensor module 105 is formed so that the height dimension of the fifth light-shielding portion 55 is substantially equal to the height dimension of the translucent sealing portion 61, and the light-transmitting portion 55 is above the fifth light-shielding portion 55.
  • the sex sealing portion 61 is not formed. Therefore, in the fifth optical sensor module 105, the light emitted from the light emitting element 20 is reflected at the interface between the outside of the fifth optical sensor module 105 and the translucent sealing portion 61 to reach the light receiving element 30. Can completely block light, so that unnecessary light incident on the light receiving element 30 can be reduced.
  • the translucent sealing portion 61 since the translucent sealing portion 61 is not formed on the fifth light-shielding portion 55, the translucent sealing portion 61 located above the fifth light-shielding portion 55.
  • the light emitted from the light emitting element 20 and reflected at the interface between the outside of the fifth optical sensor module 105 and the translucent sealing portion 61 passes through the translucent sealing portion 61 located above the fifth shading portion 55. It is prevented from being incident on the light receiving element 30 through the light receiving element 30.
  • the fifth optical sensor module 105 can suppress noise generated by the light receiving element 30 due to unnecessary light incident on the light receiving element 30.
  • the above effect can be obtained by setting the height of the fifth light-shielding portion 55 to be equal to or higher than the height of the translucent sealing portion 61.
  • the width dimension of the fifth light-shielding portion 55 is formed to be substantially equal to the width dimension of the translucent sealing portion 61.
  • the fifth optical sensor module 105 can block a part of the disturbance light incident on the light receiving element 30 from the width direction by the fifth light shielding portion 55, which is caused by the disturbance light incident on the light receiving element 30. Therefore, the noise generated by the light receiving element 30 can be suppressed.
  • FIG. 23 is a top view showing the sixth optical sensor module 106 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 24 is a side view showing the sixth optical sensor module 106 according to the sixth embodiment.
  • the sixth optical sensor module 106 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detection device 1 shown in FIG.
  • the sixth optical sensor module 106 according to the sixth embodiment is different from the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment in that it has the sixth light-shielding portion 56 instead of the fifth light-shielding portion 55.
  • the sixth light-shielding portion 56 is a light-shielding portion that is made of a light-shielding resin and covers the mounting surface 11 of the package substrate 10 in the same manner as the fifth light-shielding portion 55.
  • the sixth light-shielding unit 56 has the outer circumferences of the light-emitting element 20 and the light-receiving element 30 on all sides on the mounting surface 11 of the package substrate 10 with respect to the configuration of the fifth light-shielding unit 55 of the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment. It is formed so as to surround from.
  • the sixth optical sensor module 106 according to the sixth embodiment has the same effect as the fifth optical sensor module 105 according to the fifth embodiment.
  • the sixth optical sensor module 106 can block the reflected light from other than the optical scale 2 which is the measurement target, it is possible to reduce the ambient light incident on the light receiving element 30. As a result, it is possible to suppress the noise generated by the light receiving element 30 due to the ambient light incident on the light receiving element 30.
  • FIG. 25 is a top view showing the seventh optical sensor module 107 according to the seventh embodiment.
  • FIG. 26 is a side view showing the seventh optical sensor module 107 according to the seventh embodiment.
  • the seventh optical sensor module 107 is a light emitting / receiving module package 3 included in the rotation angle detection device 1 shown in FIG.
  • the seventh optical sensor module 107 according to the seventh embodiment includes a seventh light-shielding portion 57.
  • the seventh light-shielding portion 57 is a light-shielding portion that is made of a light-shielding resin and covers the mounting surface 11 of the package substrate 10 in the same manner as the sixth light-shielding portion 56.
  • the seventh optical sensor module 107 includes a substrate electrode 14 which is a substrate electrode, a substrate electrode 15, and a substrate electrode 15 on the mounting surface 11 of the package substrate 10.
  • a substrate electrode 16 and a substrate electrode 17 are provided.
  • the light receiving element 30 is provided with an electrode 33, an electrode 34, an electrode 35, and an electrode 36.
  • the substrate electrode 14 and the electrode 33 are connected by a bonding wire 43.
  • the substrate electrode 15 and the electrode 34 are connected by a bonding wire 44.
  • the substrate electrode 16 and the electrode 35 are connected by a bonding wire 45.
  • the substrate electrode 17 and the electrode 36 are connected by a bonding wire 46.
  • the entire bonding wires 43, 44, 45, 46, the entire connecting portion of the bonding wire 43, the entire connecting portion of the bonding wire 44, the entire connecting portion of the bonding wire 45, and the connection of the bonding wire 46 are connected.
  • the entire portion and the portion are embedded in the seventh light-shielding portion 57.
  • the connecting portion of the bonding wire 43 is a connecting portion 43a which is a connecting portion between the bonding wire 43 and the electrode 33, and a connecting portion 43b which is a connecting portion between the bonding wire 43 and the substrate electrode 14.
  • the connecting portion of the bonding wire 44 is a connecting portion 44a which is a connecting portion between the bonding wire 44 and the electrode 34, and a connecting portion 44b which is a connecting portion between the bonding wire 44 and the substrate electrode 15.
  • the connecting portion of the bonding wire 45 is a connecting portion 45a which is a connecting portion between the bonding wire 45 and the electrode 35, and a connecting portion 45b which is a connecting portion between the bonding wire 45 and the substrate electrode 16.
  • the connecting portion of the bonding wire 46 is a connecting portion 46a which is a connecting portion between the bonding wire 46 and the electrode 36, and a connecting portion 46b which is a connecting portion between the bonding wire 46 and the substrate electrode 17.
  • new electrodes may be provided on the light emitting element 20
  • new substrate electrodes may be provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10
  • wiring may be performed by bonding wires in the same manner as described above.
  • the seventh optical sensor module 107 according to the seventh embodiment described above has the same effect as the sixth optical sensor module 106.
  • the bonding wire is provided with more electrodes on the light emitting element 20 or the light receiving element 30, and more substrate electrodes are provided on the mounting surface 11 of the package substrate 10, and the bonding wire emits light.
  • the electrode of the element 20 or the light receiving element 30 may be connected to the substrate electrode.
  • the configuration shown in the above embodiments is an example, and can be combined with another known technique, can be combined with each other, and does not deviate from the gist. It is also possible to omit or change a part of the configuration.

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Abstract

回転角検出装置は、発光素子（２０）と、受光素子（３０）と、基板電極と発光素子（２０）の電極（２１）とを接続する少なくとも１本の発光素子用のボンディングワイヤと、基板電極と受光素子（３０）の電極（３１）とを接続する少なくとも１本の受光素子用のボンディングワイヤと、受光素子へ入射する光の光路の一部を遮る遮光部と、を備える。発光素子用のボンディングワイヤと、受光素子用のボンディングワイヤとのうち少なくとも一方が遮光部に埋設される。遮光部は、熱膨張率が透光性封止部の熱膨張率よりも発光素子用のボンディングワイヤと受光素子用のボンディングワイヤとのうち遮光部に埋設されたボンディングワイヤの熱膨張率に近く、または、透光性封止部よりも硬度が低い。

Description

回転角検出装置
　本開示は、発光部と受光部とを同一パッケージ内に備えた回転角検出装置に関する。
　従来、同一基板上に、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を用いた発光部と、フォトダイオードを用いた受光部とを同一パッケージ内に備えた光センサモジュールが用いられている。一般的に、フォトダイオードと基板とは、ボンディングワイヤで接続される。そして、ボンディングワイヤおよび接続部は、機械的に脆弱であるので、エポキシ樹脂などの透光性樹脂からなる封止材で封止されて保護される。
　また、フォトダイオードへの不要な入光を防ぐため、ＬＥＤとフォトダイオードとの間には遮光壁が設けられる。しかしながら、透光性樹脂からなる封止材の外側に遮光壁を設けると、光センサモジュールが大型化してしまう。
　特許文献１には、発光素子と受光素子を単一基板上に実装して、両素子と基板をボンディングワイヤで接続するフォトリフレクタにおいて、基板側の電極およびボンディングワイヤの一部が遮光性樹脂層で覆われ、発光素子および発光素子の電極と、受光素子および受光素子の電極と、ボンディングワイヤの残りの部分とが透光性樹脂層で覆われる構造が示されている。また、遮光性樹脂層の上部かつ、発光素子と受光素子の間に遮光性樹脂による遮光壁を設ける構造が示されている。この構成によれば、透光性樹脂層の内部に遮光壁を設けることができるため、モジュールを小型化することができる。
特許第６４５０５６９号公報
　しかしながら、上記特許文献１の構造によれば、ボンディングワイヤの残りの部分が透光性樹脂層で覆われる。透光性樹脂は、ボンディングワイヤよりも熱膨張率が大きい。このため、使用時における温度変化時に大きな熱応力がボンディングワイヤに与えられることになり、ボンディングワイヤが破壊されてしまう。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、基板に設けられた電極と基板に設けられた素子とを接続するボンディングワイヤの破損を抑制可能な回転角検出装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる回転角検出装置は、複数の基板電極が実装面に形成された基板と、実装面に実装されて電極と発光部とを有する発光素子と、実装面に実装されて電極と受光部とを有する受光素子と、基板電極と発光素子の電極とを接続する少なくとも１本の発光素子用のボンディングワイヤと、を備える。回転角検出装置は、基板電極と受光素子の電極とを接続する少なくとも１本の受光素子用のボンディングワイヤと、受光素子へ入射する光の光路の一部を遮る遮光部と、発光部と受光部とのうち少なくとも一方を覆って実装面上の領域を覆う透光性封止部と、を備える。発光素子用のボンディングワイヤと、受光素子用のボンディングワイヤとのうち少なくとも一方が遮光部に埋設される。遮光部は、熱膨張率が透光性封止部の熱膨張率よりも発光素子用のボンディングワイヤと受光素子用のボンディングワイヤとのうち遮光部に埋設されたボンディングワイヤの熱膨張率に近く、または、透光性封止部よりも硬度が低い。
　本開示にかかる回転角検出装置は、基板に設けられた電極と基板に設けられた素子とを接続するボンディングワイヤの破損を抑制可能である、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる回転角検出装置の構成を示す図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールを示す上面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールを示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールの製造方法を示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールの製造方法を示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールの製造方法を示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の製造方法を示す斜視図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の製造方法を示す斜視図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の製造方法を示す斜視図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の他の製造方法を示す上面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の他の製造方法を示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の他の製造方法を示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の他の製造方法を示す側面図 実施の形態１にかかる第１光センサモジュールにおける第１遮光部の他の製造方法を示す上面図 実施の形態２にかかる第２光センサモジュールを示す上面図 実施の形態２にかかる第２光センサモジュールを示す側面図 実施の形態３にかかる第３光センサモジュールを示す上面図 実施の形態３にかかる第３光センサモジュールを示す側面図 実施の形態４にかかる第４光センサモジュールを示す上面図 実施の形態４にかかる第４光センサモジュールを示す側面図 実施の形態５にかかる第５光センサモジュールを示す上面図 実施の形態５にかかる第５光センサモジュールを示す側面図 実施の形態６にかかる第６光センサモジュールを示す上面図 実施の形態６にかかる第６光センサモジュールを示す側面図 実施の形態７にかかる第７光センサモジュールを示す上面図 実施の形態７にかかる第７光センサモジュールを示す側面図
　以下に、実施の形態にかかる回転角検出装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる回転角検出装置１の構成を示す図である。回転角検出装置１は、測定対象物である回転体の回転角度を検出する。回転角検出装置１は、スケールから入射した光信号に基づいてスケールの回転角度を算出する光学式のロータリーエンコーダであって、絶対回転角度を検出するアブソリュートエンコーダである。
　回転角検出装置１は、光学パターン６を有するスケールである光学式スケール２と、投光機能と受光機能とを有するモジュールパッケージである投受光モジュールパッケージ３と、回転角検出装置１を制御する制御部４とを有する。光学式スケール２は、モーターといった回転装置が備える回転シャフト５に連結されている。光学式スケール２は、回転シャフト５とともに回転する。図１では、回転装置の図示を省略している。
　光学式スケール２には、円形状の板材が使用される。光学パターン６は、光学式スケール２の円形状のうちの外周部である環状の領域に設けられている。光学パターン６は、円形状の外周に沿う方向において交互に配置された反射部６ａと非反射部６ｂとを有する。反射部６ａは、後述する発光素子から入射した光を投受光モジュールパッケージ３へ向けて反射する部分である。非反射部６ｂは、発光素子から入射した光を吸収あるいは散乱する部分である。
　複数の反射部６ａと複数の非反射部６ｂとの各々は、光学式スケール２の外周に沿う方向において種々の幅を有している。回転している光学パターン６へ発光素子が光を照射すると、光学パターン６では、反射部６ａの幅に対応した時間での反射と非反射部６ｂの幅に対応した時間での非反射とが繰り返される。後述する受光素子は、反射部６ａで反射した光を検出する。受光素子において検出される光の強度は、反射部６ａと非反射部６ｂとの配列パターンに従って変調される。
　反射部６ａと非反射部６ｂとの配列パターンは、光学式スケール２の回転角度を特徴づけるように設定されている。このように、光学式スケール２は、回転角度に固有の光学パターン６を有している。光学パターン６には、例えば、Ｍ系列といった疑似ランダム符号パターンが使用される。
　光学式スケール２を構成する板材には、例えば、ステンレス等の金属基材が使用される。非反射部６ｂは、金属基材の表面へのメッキ処理によって形成される。反射部６ａは、金属基材の表面に鏡面仕上げを施すことによって形成される。反射部６ａは、鏡面仕上げ以外の手法によって形成されても良い。非反射部６ｂは、メッキ処理以外の手法によって形成されても良い。
　投受光モジュールパッケージ３は、光学式スケール２へ向けて光を出射する。また、投受光モジュールパッケージ３は、光学式スケール２で反射した光を検出する。投受光モジュールパッケージ３は、検出された光に対応する信号を制御部４へ出力する。制御部４は、光学式スケール２の絶対回転角度を演算する角度演算部４ａと、投受光モジュールパッケージ３における発光量を調整する発光量調整部４ｂとを有する。
　角度演算部４ａは、投受光モジュールパッケージ３が有する受光素子から出力される信号に基づいて、光学式スケール２の絶対回転角度を演算する。角度演算部４ａが求める絶対回転角度は、回転シャフト５の回転位置に対応している。このように、角度演算部４ａは、コード化された光学パターン６に対応する信号に基づいて、回転シャフト５の回転位置を求める。角度演算部４ａは、絶対回転角度の演算結果であって回転シャフト５の回転位置を表すデータである位置データ４ｃを外部装置へ出力する。発光量調整部４ｂは、受光素子から出力される信号に基づいて、発光素子による発光量を調整する。なお、発光素子と受光素子とについては後述する。
　このように、回転角検出装置１は、受光素子に入射した光に対応する信号から絶対回転角度を角度演算部４ａによって演算する。なお、制御部４は、絶対回転角度に基づいて、測定対象物の回転制御を行ってもよい。回転角検出装置１は、受光素子から出力されるパルス信号を積算する必要がないため、電源投入時に光学式スケール２を原点へ復帰させる動作が不要である。よって、回転角検出装置１は、電源投入時における迅速な立ち上がりが可能である。
　図２は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１を示す上面図である。図３は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１を示す側面図である。図２および図３に示す第１光センサモジュール１０１は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。
　第１光センサモジュール１０１は、光学式スケール２に光を照射する発光素子２０と、光学式スケール２からの光を受光して検出する受光素子３０と、発光素子２０および受光素子３０が実装された基板であるパッケージ基板１０とを有する。
　発光素子２０と受光素子３０とは、パッケージ基板１０の実装面１１に実装されている。実装面１１の面内方向において、パッケージ基板１０および実装面１１は、矩形をなしている。投受光モジュールパッケージ３は、実装面１１が光学式スケール２へ向けられた状態とされて、光学パターン６に対向して配置される。
　回転角検出装置１は、パッケージ基板１０が接続されたエンコーダ基板を有する。図２および図３では、エンコーダ基板の図示を省略している。エンコーダ基板では、投受光モジュールパッケージ３よりも後段側における種々の処理が実行される。制御部４は、エンコーダ基板に配置されている。具体的には、エンコーダ基板は、制御部４の処理を実行する処理回路を有する。角度演算部４ａと発光量調整部４ｂとは、制御部４が有する機能部である。
　パッケージ基板１０の実装面１１には、基板電極である基板電極１２と基板電極１３とが設けられている。基板電極１２は、パッケージ基板１０の実装面１１に設けられた第１の基板電極である。基板電極１３は、パッケージ基板１０の実装面１１に設けられた第２の基板電極である。基板電極１２と基板電極１３とは、上部が実装面１１において露出した状態でパッケージ基板１０に埋設されている。なお、パッケージ基板１０の内部から基板電極１２および基板電極１３までの配線は、第１光センサモジュール１０１の特徴とは直接の関係がないので図示および説明を省略する。同様に、パッケージ基板１０の外部から基板電極１２および基板電極１３までの配線は、第１光センサモジュール１０１の特徴とは直接の関係がないので図示および説明を省略する。実施の形態１において、パッケージ基板１０の形態は、限定されない。パッケージ基板１０は、子基板として親基板に実装される形態であってよい。
　パッケージ基板１０は、エンコーダ基板と同様の基板で構成されることが好ましい。エンコーダ基板は、例えば、ガラスエポキシ基板で構成される。この場合、パッケージ基板１０も、ガラスエポキシ基板で構成されることが望ましい。
　発光素子２０は、光を出射する発光部２２を有する素子である。発光素子２０の上面２０ａには、電極２１と、発光部２２とが設けられている。発光素子２０は、半導体発光装置および半導体レーザが例示される。ただし、実施の形態１において、発光素子２０の種類および発光素子２０から発光される光の波長は、限定されない。発光素子２０から発光される光は、可視光および赤外光が例示される。発光素子２０は、発光部２２の上面の発光面が実装面１１に平行になるように、パッケージ基板１０に接合されている。
　受光素子３０は、光を受ける受光部３２を有する素子である。受光素子３０の上面３０ａには、電極３１と、受光部３２とが設けられている。受光素子３０は、例えば、フォトダイオードおよびフォトダイオードアレイが例示される。ただし、実施の形態１において、受光素子３０の種類は、限定されない。受光素子３０は、例えば、受光部３２の上面の受光面が実装面１１に平行になるように、パッケージ基板１０に接合されている。
　受光素子３０は、受光部３２へ入射する光の強度に対応した信号を出力する。具体的には、受光素子３０は、受光部３２にて受けた光をアナログの電圧信号へ変換する。受光素子３０は、さらにアナログの電圧信号を、受光素子３０に内蔵されたＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器によってデジタルの電圧信号に変換する。これにより、受光素子３０は、受光部３２へ入射する光の強度に対応した信号を生成する。受光素子３０は、生成された信号を制御部４へ出力する。図２および図３では、Ａ／Ｄ変換器の図示を省略している。受光素子３０が出力する信号は、光学式スケール２で反射されて受光素子３０が受光した光に対応する信号である。したがって、制御部４が受信する信号は、光学式スケール２の回転位置に対応している。
　発光素子２０の電極２１とパッケージ基板１０の基板電極１２とは、発光素子用のボンディングワイヤであるボンディングワイヤ４１により接続されている。ボンディングワイヤ４１と接続された基板電極１２は、発光素子用の基板電極である。受光素子３０の電極３１とパッケージ基板１０の基板電極１３は受光素子用のボンディングワイヤであるボンディングワイヤ４２により接続されている。ボンディングワイヤ４２と接続された基板電極１３は受光素子用の基板電極である。実施の形態１において、ボンディングワイヤ４１，４２の材質は限定されない。ボンディングワイヤ４１，４２の材質は、金、アルミニウム、銅、銀等の金属が例示される。
　第１光センサモジュール１０１は、遮光性樹脂により構成されて、パッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である第１遮光部５１を有する。第１遮光部５１は、パッケージ基板１０の実装面１１の一部と、基板電極１２と、ボンディングワイヤ４１と、発光素子２０の一部とを覆って設けられている。すなわち、第１遮光部５１は、パッケージ基板１０の幅方向およびパッケージ基板１０の奥行き方向における一部分に設けられている。パッケージ基板１０の幅方向は、図２および図３におけるＸ方向である。パッケージ基板１０の奥行き方向は、図２におけるＹ方向である。理解の容易のため、図２および図３においては、遮光部にハッチングを付している。また、図２および図３においては、遮光部によって覆われている構成要素を破線で示している。
　具体的に、第１遮光部５１は、電極２１と、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１の全体と、発光素子２０の電極２１とボンディングワイヤ４１との接続部である接続部４１ａの全体と、基板電極１２と、実装面１１の基板電極１２とボンディングワイヤ４１との接続部である接続部４１ｂの全体と、実装面１１の一部と、を覆ってこれらの構成要素を封止している。すなわち、第１光センサモジュール１０１は、ボンディングワイヤ４１の全体と、ボンディングワイヤ４１の接続部の全体とが第１遮光部５１に埋設されている。ボンディングワイヤ４１の接続部は、接続部４１ａおよび接続部４１ｂである。
　第１遮光部５１は、発光素子２０の発光部２２から受光素子３０の受光部３２に進行する光の一部を遮光する。すなわち、第１光センサモジュール１０１は、第１遮光部５１を備えることにより、発光素子２０の発光部２２から受光素子３０の受光部３２に至る光の一部が遮光される。また、第１遮光部５１は、第１光センサモジュール１０１の構成要素を封止する役割も兼ねている。
　第１光センサモジュール１０１は、透光性樹脂により構成されて、発光部２２と受光部３２とのうち少なくとも一方を覆ってパッケージ基板１０の実装面１１を覆う封止部である透光性封止部６１を有する。透光性封止部６１は、発光素子２０、受光素子３０および第１遮光部５１を含む、パッケージ基板１０の実装面１１の全体を覆い、発光素子２０および受光素子３０を含む、実装面１１に配置された構成要素を封止する。透光性封止部６１は、実装面１１上における、発光部２２上の領域と受光部３２上の領域とを含み封止部により覆われていない領域を覆う。
　具体的に、透光性封止部６１は、発光部２２を含む発光素子２０の一部と、受光部３２を含む受光素子３０の一部と、第１遮光部５１と、実装面１１の基板電極１３と、ボンディングワイヤ４２と、実装面１１の一部と、を覆ってこれらの構成要素を封止している。第１光センサモジュール１０１は、高さ方向において実装面１１より上部の外表面は、透光性封止部６１により構成されている。高さ方向は、図３におけるＺ方向である。
　透光性封止部６１の上面６１ａは、平坦面とされており、パッケージ基板１０の実装面１１と平行である。すなわち、透光性封止部６１の上面６１ａの面内方向は、パッケージ基板１０の実装面１１の面内方向と平行な方向とされている。
　実施の形態１において、遮光性樹脂は、発光素子２０が発する光の波長における光の光透過率が相対的に低い樹脂である。また、実施の形態１において、透光性樹脂は、発光素子２０が発する光の波長における光の光透過率が相対的に高い樹脂である。
　また、第１遮光部５１を構成している遮光性樹脂の熱膨張率は、透光性封止部６１を構成している透光性樹脂の熱膨張率より小さい。また、第１遮光部５１を構成している遮光性樹脂の熱膨張率は、透光性封止部６１を構成している透光性樹脂の熱膨張率より、ボンディングワイヤ４１の熱膨張率に近い。また、第１遮光部５１を構成している遮光性樹脂は、透光性封止部６１を構成している透光性樹脂よりも硬度が低い。
　上記のように構成される実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１は、脆弱な発光部２２および受光部３２を、透光性樹脂からなる透光性封止部６１によって保護するため、第１光センサモジュール１０１の強度が向上する。
　また、第１光センサモジュール１０１は、透光性封止部６１が形成されていることにより第１光センサモジュール１０１の外面が平面とされている。これにより、第１光センサモジュール１０１は、透光性封止部６１の上面６１ａを吸着した状態での吸着搬送を容易に実施でき、取り扱い性が良好になる。
　また、第１光センサモジュール１０１は、熱応力により破壊されやすい、ボンディングワイヤ４１と、ボンディングワイヤ４１の接続部とが、透光性樹脂と比べて熱膨張率が近い遮光性樹脂で覆われている。このため、ボンディングワイヤ４１およびボンディングワイヤ４１の接続部と、遮光性樹脂との間で、熱変動時の変位量に差が生じず、または透光性樹脂で覆われる場合と比べて熱変動時の変位量が小さくなるため、熱応力が小さくなる。
　すなわち、第１光センサモジュール１０１は、透光性樹脂によってボンディングワイヤ４１が覆われる場合と比べて、ボンディングワイヤ４１の熱変動時における変位量と、ボンディングワイヤ４１を覆う第１遮光部５１の熱変動時における変位量とが近しくなるため、変位量の差がもたらす熱応力が小さくなり、ボンディングワイヤ４１およびボンディングワイヤ４１の接合部が壊れづらくなる。
　また、第１光センサモジュール１０１は、透光性樹脂よりも硬度が低い遮光性樹脂を使用することで、ボンディングワイヤ４１とボンディングワイヤ４１の接続部とに接する第１遮光部５１の変形量が増す。これにより、第１遮光部５１の熱変動時に、ボンディングワイヤ４１とボンディングワイヤ４１の接続部とにかかる熱応力を分散させることができる。これにより、ボンディングワイヤ４１とボンディングワイヤ４１の接続部とが透光性樹脂によって封止される場合に比べて、ボンディングワイヤ４１とボンディングワイヤ４１の接続部とにかかる熱応力を低減することができ、封止している樹脂の熱応力に起因した破壊を抑制できる。
　また、第１光センサモジュール１０１は、ボンディングワイヤ４１を覆う第１遮光部５１が透光性樹脂に比べて軟らかいため変形しやすく、膨張により生じる力が樹脂の変形に作用する分、ボンディングワイヤ４１に加わる応力が低下する。これにより、第１光センサモジュール１０１では、ボンディングワイヤ４１に加わる応力が、脆弱部に集中しなくなり、ボンディングワイヤ４１およびボンディングワイヤ４１の接合部がさらに壊れにくくなる。
　さらに、第１光センサモジュール１０１は、受光素子３０に入射する外乱光の一部を第１遮光部５１によって遮光することができるため、受光素子３０に入射する外乱光に起因して受光素子３０が発するノイズを抑制することができる。
　また、第１光センサモジュール１０１では、第１遮光部５１がボンディングワイヤ４１と、ボンディングワイヤ４１の接続部とを覆うため、第１遮光部５１を発光部２２の直近に設けることができ、第１遮光部５１の高さを低くすることができるので、第１光センサモジュール１０１を小型化できる。
　すなわち、第１光センサモジュール１０１では、第１遮光部５１と発光素子２０との距離を短くできるので、第１遮光部５１が覆うべき面積が減り、第１遮光部５１の高さを低くできるため、第１光センサモジュール１０１を小型化できる。
　また、第１光センサモジュール１０１では、透光性封止部６１の内部に第１遮光部５１が設けられているため、第１光センサモジュール１０１を小型化できる。
　つぎに、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１の製造方法について説明する。図４から図６は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１の製造方法を示す側面図である。
　まず、図４に示すように、基板電極１２および基板電極１３等が形成されたパッケージ基板１０が用意され、パッケージ基板１０の実装面１１に発光素子２０と受光素子３０とがダイボンドされる。そして、発光素子２０の電極２１とパッケージ基板１０の基板電極１２とが、ボンディングワイヤ４１により接続される。また、受光素子３０の電極３１とパッケージ基板１０の基板電極１３とがボンディングワイヤ４２により接続される。
　つぎに、図５に示すように、パッケージ基板１０の実装面１１上に第１遮光部５１が形成される。第１遮光部５１は、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１の全体と、ボンディングワイヤ４１と発光素子２０の電極２１との接続部４１ａの全体と、ボンディングワイヤ４１と実装面１１の基板電極１２との接続部４１ｂの全体と、実装面１１の一部とを覆う状態に形成される。
　つぎに、図６に示すように、透光性封止部６１が形成される。透光性封止部６１は、発光部２２を含む発光素子２０の一部と、受光部３２を含む受光素子３０の一部と、第１遮光部５１と、実装面１１の基板電極１３と、ボンディングワイヤ４２と、実装面１１の一部と、を覆う状態に形成される。
　第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の製造方法について説明する。図７から図９は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の製造方法を示す斜視図である。
　まず、図７に示すように、パッケージ基板１０の実装面１１上および発光素子２０上に、第１遮光部５１の形状の中空部を有する枠体１００を当接させて載置する。つぎに、図８に示すように、液状の遮光性樹脂５１ｒを枠体１００の内部に流し込み、液状の遮光性樹脂５１ｒを硬化させる。つぎに、図９に示すように、枠体１００を引き抜くことにより、第１遮光部５１を形成することができる。なお、第１遮光部５１の製造方法は、上記の方法に限定されない。
　第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法について説明する。図１０は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法を示す上面図である。図１１は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法を示す側面図である。第１遮光部５１は、パッケージ基板１０の実装面１１における第１遮光部５１の形成領域に粘性流体状の遮光性樹脂を塗布することにより、滴状に形成されてもよい。
　第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法について説明する。図１２は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法を示す側面図である。図１３は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法を示す側面図である。図１４は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１における第１遮光部５１の他の製造方法を示す上面図である。ここでは、図１０および図１１に示したように粘性流体状の遮光性樹脂を塗布する場合の変形例について説明する。
　まず、図１２に示すように、粘性流体状の遮光性樹脂を塗布する前に、発光素子２０上における第１遮光部５１を形成しない領域上に、マスキング部材９０を押し当てる。つぎに、図１３に示すように、パッケージ基板１０の実装面１１における第１遮光部５１の形成領域に粘性流体状の遮光性樹脂を塗布する。その後、マスキング部材９０を引き抜くことにより、図１４に示すように、発光素子２０上における一部の領域に第１遮光部５１が形成されていない第１遮光部５１が形成される。
　上述したように、本実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１は、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１の全体と、発光素子２０の電極２１とボンディングワイヤ４１との接続部４１ａの全体と、実装面１１の基板電極１２とボンディングワイヤ４１との接続部４１ｂの全体と、実装面１１の一部とが第１遮光部５１に埋設されるため、ボンディングワイヤ４１の破損を抑制可能である、という効果を奏する。
実施の形態２．
　図１５は、実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２を示す上面図である。図１６は、実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２を示す側面図である。第２光センサモジュール１０２は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。本実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２は、上述した実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１の構成に加えて、遮光性樹脂により構成されてパッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である第２遮光部５２を有することが、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１と異なる。
　第２遮光部５２は、パッケージ基板１０の実装面１１の一部と、基板電極１３と、ボンディングワイヤ４２と、受光素子３０の一部とを覆って設けられている。すなわち、第２遮光部５２は、パッケージ基板１０の幅方向およびパッケージ基板１０の奥行き方向における一部分に設けられている。
　具体的に、第２遮光部５２は、電極３１と、受光素子３０の一部と、ボンディングワイヤ４２の全体と、受光素子３０の電極３１とボンディングワイヤ４２との接続部である接続部４２ａの全体と、基板電極１３と、実装面１１の基板電極１３とボンディングワイヤ４２との接続部である接続部４２ｂの全体と、実装面１１の一部と、を覆ってこれらの構成要素を封止している。すなわち、第２光センサモジュール１０２は、ボンディングワイヤ４２の全体と、ボンディングワイヤ４２の接続部の全体とが第２遮光部５２に埋設されている。ボンディングワイヤ４２の接続部は、接続部４２ａおよび接続部４２ｂである。
　第２遮光部５２は、第２光センサモジュール１０２の外部から受光素子３０の受光部３２に入射する外乱光の一部を遮光する。すなわち、第２光センサモジュール１０２は、第２遮光部５２を備えることにより、第２光センサモジュール１０２の外部から受光素子３０の受光部３２に入射する外乱光の一部が遮光される。また、第２遮光部５２は、第２光センサモジュール１０２の構成要素を封止する役割も兼ねている。
　また、第２遮光部５２を構成している遮光性樹脂は、上述した第１遮光部５１を構成している遮光性樹脂と同様の特徴を有する。すなわち、第２遮光部５２を構成している遮光性樹脂の熱膨張率は、透光性封止部６１を構成している透光性樹脂の熱膨張率より小さい。また、第２遮光部５２を構成している遮光性樹脂の熱膨張率は、透光性封止部６１を構成している透光性樹脂の熱膨張率より、ボンディングワイヤ４２の熱膨張率に近い。また、第２遮光部５２を構成している遮光性樹脂は、透光性封止部６１を構成している透光性樹脂よりも硬度が低い。
　本実施の形態２に示されるように、第２光センサモジュール１０２においては遮光部の形成箇所は限定されず、複数の遮光部が設けられてもよい。
　上述した本実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２は、第１光センサモジュール１０１と同様の効果を有する。
　第２光センサモジュール１０２は、第２遮光部５２を備えることにより、第１遮光部５１と同様の効果が得られる。すなわち、第２光センサモジュール１０２は、熱応力により破壊されやすい、ボンディングワイヤ４２と、ボンディングワイヤ４２の接続部とが、透光性樹脂と比べて熱膨張率が近い遮光性樹脂で覆われる。このため、ボンディングワイヤ４２およびボンディングワイヤ４２の接続部と、遮光性樹脂との間で、熱変動時の変位量に差が生じず、または透光性樹脂で覆われる場合と比べて熱変動時の変位量が小さくなるため、熱応力が小さくなる。ボンディングワイヤ４２の接続部は、接続部４２ａおよび接続部４２ｂである。
　また、第２光センサモジュール１０２では、第２遮光部５２と受光素子３０との距離を短くできるので、第２遮光部５２が覆うべき面積が減り、第２遮光部５２の高さを低くできるため、第２光センサモジュール１０２を小型化できる。
　さらに、第２光センサモジュール１０２は、受光素子３０に入射する外乱光の一部を第１遮光部５１と第２遮光部５２とによって遮光することができるため、受光素子３０が発するノイズを抑制することができる。
　また、本実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２は、受光素子３０の一部と、ボンディングワイヤ４２の全体と、受光素子３０の電極３１とボンディングワイヤ４２との接続部４２ａの全体と、実装面１１の基板電極１３とボンディングワイヤ４２との接続部４２ｂの全体と、実装面１１の一部とが第２遮光部５２に埋設されるため、ボンディングワイヤ４２の破損を抑制可能である、という効果を奏する。
実施の形態３．
　図１７は、実施の形態３にかかる第３光センサモジュール１０３を示す上面図である。図１８は、実施の形態３にかかる第３光センサモジュール１０３を示す側面図である。第３光センサモジュール１０３は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。本実施の形態３にかかる第３光センサモジュール１０３は、遮光性樹脂により構成されてパッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である第３遮光部５３を有することが、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１と異なる。
　第３遮光部５３は、パッケージ基板１０の実装面１１の一部と、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１と、基板電極１２と、受光素子３０の一部と、ボンディングワイヤ４２と、基板電極１３とを覆って設けられている。また、第３遮光部５３は、パッケージ基板１０の実装面１１上において、奥行き方向における外周縁部を除いて設けられている。
　具体的に、第３遮光部５３は、電極２１と、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１の全体と、発光素子２０の電極２１とボンディングワイヤ４１との接続部４１ａの全体と、基板電極１２と、実装面１１の基板電極１２とボンディングワイヤ４１との接続部４１ｂの全体と、電極３１と、受光素子３０の一部と、ボンディングワイヤ４２の全体と、受光素子３０の電極３１とボンディングワイヤ４２との接続部４２ａの全体と、基板電極１３と、実装面１１の基板電極１３とボンディングワイヤ４２との接続部４２ｂの全体と、実装面１１の一部と、を１つの遮光部で覆ってこれらの構成要素を封止している。すなわち、第３光センサモジュール１０３は、ボンディングワイヤ４１の全体と、ボンディングワイヤ４１の接続部の全体と、ボンディングワイヤ４２の全体と、ボンディングワイヤ４２の接続部の全体とが第３遮光部５３に埋設されている。
　また、第３遮光部５３は、パッケージ基板１０の実装面１１の面内方向において、発光素子２０および受光素子３０の外周を四方から囲むように形成されている。
　本実施の形態３にかかる第３光センサモジュール１０３は、第１光センサモジュール１０１の効果と第２光センサモジュール１０２の効果とを有する。
　また、第３遮光部５３は、パッケージ基板１０の実装面１１の面内方向において発光素子２０の四方を囲むことにより、発光素子２０の発光部２２から受光素子３０の受光部３２に進行する光の一部を、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１よりも広い範囲において遮光する。すなわち、第３光センサモジュール１０３は、第３遮光部５３を備えることにより、発光素子２０の発光部２２から受光素子３０の受光部３２に至る光の一部が、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１よりも広い範囲において遮光される。
　また、第３遮光部５３は、パッケージ基板１０の実装面１１の面内方向において受光素子３０の四方を囲むことにより、第３光センサモジュール１０３の外部から受光素子３０の受光部３２に入射する外乱光の一部を、実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２よりも広い範囲において遮光する。すなわち、第３光センサモジュール１０３は、第３遮光部５３を備えることにより、第３光センサモジュール１０３の外部から受光素子３０の受光部３２に入射する外乱光の一部が、実施の形態２にかかる第２光センサモジュール１０２よりも広い範囲において遮光される。
　すなわち、第３光センサモジュール１０３は、発光素子２０から照射される不要な光のうちより多くの光を遮光できるため、発光素子２０から照射されて受光素子３０へ入射する不必要な反射光の量を、より多く減らすことができる。また、測定対象物である光学式スケール２以外からの反射光のうちより多くの光を遮光できるため、受光素子３０に入射する外乱光を、より多く減らすことができる。これにより、発光素子２０から照射されて受光素子３０へ入射する不必要な反射光、および受光素子３０に入射する外乱光に起因して受光素子３０が発するノイズを抑制することができる。また、第３遮光部５３は、第３光センサモジュール１０３の構成要素を封止する役割も兼ねている。
　また、第３遮光部５３は、ボンディングワイヤ４１、４２等の構成要素を１つの遮光部で覆っており、単純な構造であるため工程数が少なく、製造が容易である。
実施の形態４．
　図１９は、実施の形態４にかかる第４光センサモジュール１０４を示す上面図である。図２０は、実施の形態４にかかる第４光センサモジュール１０４を示す側面図である。第４光センサモジュール１０４は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。
　第４光センサモジュール１０４は、実施の形態１にかかる第１光センサモジュール１０１の構成に対して、パッケージ基板１０の実装面１１において受光素子３０が１８０度回転した状態で配置されている。また、第４光センサモジュール１０４は、第１光センサモジュール１０１の構成に対して、第４光センサモジュール１０４の幅方向において、すなわちＸ方向において、受光素子３０と基板電極１３との位置関係が逆転している。すなわち、第４光センサモジュール１０４は、実装面１１において発光素子２０と受光素子３０との間の領域に、基板電極１２および基板電極１３が設けられている。そして、受光素子３０の電極３１と基板電極１３とがボンディングワイヤ４２によって接続されている。
　また、第４光センサモジュール１０４は、遮光性樹脂により構成されてパッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である第４遮光部５４を有する。
　第４遮光部５４は、パッケージ基板１０の実装面１１の一部と、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１と、基板電極１２と、受光素子３０の一部と、ボンディングワイヤ４２と、基板電極１３とを覆って設けられている。また、第４遮光部５４は、パッケージ基板１０の実装面１１上において、奥行き方向における外周縁部を除いて設けられ、また高さ方向において透光性封止部６１の高さよりも低く設けられており、透光性封止部６１に覆われている。すなわち、第４遮光部５４は、透光性封止部６１に埋設されている。
　具体的に、第４遮光部５４は、電極２１と、発光素子２０の一部と、ボンディングワイヤ４１の全体と、発光素子２０の電極２１とボンディングワイヤ４１との接続部４１ａの全体と、基板電極１２と、実装面１１の基板電極１２とボンディングワイヤ４１との接続部４１ｂの全体と、電極３１と、受光素子３０の一部と、ボンディングワイヤ４２の全体と、受光素子３０の電極３１とボンディングワイヤ４２との接続部４２ａの全体と、基板電極１３と、実装面１１の基板電極１３とボンディングワイヤ４２との接続部４２ｂの全体と、実装面１１の一部と、を覆ってこれらの構成要素を封止している。すなわち、第４光センサモジュール１０４は、ボンディングワイヤ４１の全体と、ボンディングワイヤ４１の接続部の全体と、ボンディングワイヤ４２の全体と、ボンディングワイヤ４２の接続部の全体とが第４遮光部５４に埋設されている。
　本実施の形態４にかかる第４光センサモジュール１０４は、実施の形態３にかかる第３光センサモジュール１０３と同様の効果を有する。
　さらに、第４光センサモジュール１０４は、複数のボンディングワイヤ４１，４２、およびボンディングワイヤ４１，４２の接続部を保護する場合でも、単一の遮光部である第４遮光部５４によって覆うことができるため、製造が容易になる。
実施の形態５．
　図２１は、実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５を示す上面図である。図２２は、実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５を示す側面図である。第５光センサモジュール１０５は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５は、第４遮光部５４の代わりに第５遮光部５５を有することが、実施の形態４にかかる第４光センサモジュール１０４と異なる。第５遮光部５５は、第４遮光部５４と同様に遮光性樹脂により構成されてパッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である。
　第５遮光部５５は、高さ寸法が透光性封止部６１の高さ寸法と概ね等しく形成されている。すなわち、第５遮光部５５の上面５５ａの高さは、透光性封止部６１の上面６１ａの高さと概ね等しい。したがって、第５遮光部５５の上には、透光性封止部６１が形成されていない。また、第５遮光部５５は、奥行寸法が透光性封止部６１の奥行寸法と概ね等しく形成されており、また、幅寸法が透光性封止部６１の幅寸法と概ね等しく形成されている。
　本実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５は、第４光センサモジュール１０４と同様の効果を有する。
　また、第５光センサモジュール１０５は、第５遮光部５５の高さ寸法が透光性封止部６１の高さ寸法と概ね等しく形成されており、第５遮光部５５の上には透光性封止部６１が形成されていない。このため、第５光センサモジュール１０５は、発光素子２０から照射された光が、第５光センサモジュール１０５の外部と透光性封止部６１との界面で反射して受光素子３０へ至る経路を完全に遮光できるため、受光素子３０に入射する不必要な光を低減できる。
　すなわち、第５光センサモジュール１０５は、第５遮光部５５の上には透光性封止部６１が形成されていないため、第５遮光部５５の上に位置する透光性封止部６１発光素子２０から照射されて第５光センサモジュール１０５の外部と透光性封止部６１との界面で反射した光が、第５遮光部５５の上に位置する透光性封止部６１を通って受光素子３０に入射することが防止されている。これにより、第５光センサモジュール１０５は、受光素子３０に入射する不必要な光に起因して受光素子３０が発するノイズを抑制することができる。なお、第５遮光部５５の高さを透光性封止部６１の高さ以上とすることによって、上記効果が得られる。
　また、第５光センサモジュール１０５は、第５遮光部５５の幅寸法が透光性封止部６１の幅寸法と概ね等しく形成されている。これにより、第５光センサモジュール１０５は、幅方向から受光素子３０に入射する外乱光の一部を第５遮光部５５によって遮光することができるため、受光素子３０に入射する外乱光に起因して受光素子３０が発するノイズを抑制することができる。
実施の形態６．
　図２３は、実施の形態６にかかる第６光センサモジュール１０６を示す上面図である。図２４は、実施の形態６にかかる第６光センサモジュール１０６を示す側面図である。第６光センサモジュール１０６は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。実施の形態６にかかる第６光センサモジュール１０６は、第５遮光部５５の代わりに第６遮光部５６を有することが、実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５と異なる。第６遮光部５６は、第５遮光部５５と同様に遮光性樹脂により構成されてパッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である。
　第６遮光部５６は、実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５の第５遮光部５５の構成に対して、パッケージ基板１０の実装面１１において発光素子２０および受光素子３０の外周を四方から囲むように形成されている。
　本実施の形態６にかかる第６光センサモジュール１０６は、実施の形態５にかかる第５光センサモジュール１０５と同様の効果を有する。
　さらに、第６光センサモジュール１０６は、測定対象物である光学式スケール２以外からの反射光を遮光できるため、受光素子３０に入射する外乱光を減らすことができる。これにより、受光素子３０に入射する外乱光に起因して受光素子３０が発するノイズを抑制することができる。
実施の形態７．
　図２５は、実施の形態７にかかる第７光センサモジュール１０７を示す上面図である。図２６は、実施の形態７にかかる第７光センサモジュール１０７を示す側面図である。第７光センサモジュール１０７は、図１に示す回転角検出装置１が有する投受光モジュールパッケージ３である。実施の形態７にかかる第７光センサモジュール１０７は、第７遮光部５７を備える。第７遮光部５７は、第６遮光部５６と同様に遮光性樹脂により構成されてパッケージ基板１０の実装面１１を覆う遮光部である。第７光センサモジュール１０７は、上述した実施の形態６にかかる第６光センサモジュール１０６の構成に加えて、パッケージ基板１０の実装面１１に基板電極である基板電極１４と、基板電極１５と、基板電極１６と、基板電極１７と、が設けられている。また、受光素子３０に、電極３３と、電極３４と、電極３５と、電極３６と、が設けられている。
　基板電極１４と電極３３とは、ボンディングワイヤ４３により接続されている。基板電極１５と電極３４とは、ボンディングワイヤ４４により接続されている。基板電極１６と電極３５とは、ボンディングワイヤ４５により接続されている。基板電極１７と電極３６とは、ボンディングワイヤ４６により接続されている。
　そして、ボンディングワイヤ４３，４４，４５，４６の全体と、ボンディングワイヤ４３の接続部の全体と、ボンディングワイヤ４４の接続部の全体と、ボンディングワイヤ４５の接続部の全体と、ボンディングワイヤ４６の接続部の全体と、が第７遮光部５７に埋設されている。
　ボンディングワイヤ４３の接続部は、ボンディングワイヤ４３と電極３３との接続部である接続部４３ａと、ボンディングワイヤ４３と基板電極１４との接続部である接続部４３ｂと、である。ボンディングワイヤ４４の接続部は、ボンディングワイヤ４４と電極３４との接続部である接続部４４ａと、ボンディングワイヤ４４と基板電極１５との接続部である接続部４４ｂと、である。ボンディングワイヤ４５の接続部は、ボンディングワイヤ４５と電極３５との接続部である接続部４５ａと、ボンディングワイヤ４５と基板電極１６との接続部である接続部４５ｂと、である。ボンディングワイヤ４６の接続部は、ボンディングワイヤ４６と電極３６との接続部である接続部４６ａと、ボンディングワイヤ４６と基板電極１７との接続部である接続部４６ｂと、である。
　また、発光素子２０に新たな電極を４つ設け、パッケージ基板１０の実装面１１に新たな基板電極を設けて、上記と同様にボンディングワイヤによって配線しても良い。
　上述した本実施の形態７にかかる第７光センサモジュール１０７は、第６光センサモジュール１０６と同様の効果を有する。
　本実施の形態７に示されるように、ボンディングワイヤは、発光素子２０または受光素子３０に更に多くの電極を設け、パッケージ基板１０の実装面１１に更に多くの基板電極を設け、ボンディングワイヤによって発光素子２０または受光素子３０の電極と基板電極とを接続してもよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　回転角検出装置、２　光学式スケール、３　投受光モジュールパッケージ、４　制御部、４ａ　角度演算部、４ｂ　発光量調整部、４ｃ　位置データ、５　回転シャフト、６　光学パターン、６ａ　反射部、６ｂ　非反射部、１０　パッケージ基板、１１　実装面、１２，１３，１４，１５，１６，１７　基板電極、２０　発光素子、２０ａ，３０ａ，６１ａ　上面、２１，３１，３３，３４，３５，３６　電極、２２　発光部、３０　受光素子、３２　受光部、４１，４２，４３，４４，４５，４６　ボンディングワイヤ、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ　接続部、５１　第１遮光部、５１ｒ　遮光性樹脂、５２　第２遮光部、５３　第３遮光部、５４　第４遮光部、５５　第５遮光部、５６　第６遮光部、５７　第７遮光部、６１　透光性封止部、９０　マスキング部材、１００　枠体、１０１　第１光センサモジュール、１０２　第２光センサモジュール、１０３　第３光センサモジュール、１０４　第４光センサモジュール、１０５　第５光センサモジュール、１０６　第６光センサモジュール、１０７　第７光センサモジュール。

Claims (7)

  1. 　複数の基板電極が実装面に形成された基板と、
    　前記実装面に実装されて電極と発光部とを有する発光素子と、
    　前記実装面に実装されて電極と受光部とを有する受光素子と、
    　前記基板電極と前記発光素子の電極とを接続する少なくとも１本の発光素子用のボンディングワイヤと、
    　前記基板電極と前記受光素子の電極とを接続する少なくとも１本の受光素子用のボンディングワイヤと、
    　前記受光素子へ入射する光の光路の一部を遮る遮光部と、
    　前記発光部と前記受光部とのうち少なくとも一方を覆って前記実装面上の領域を覆う透光性封止部と、
    　を備え、
    　前記発光素子用のボンディングワイヤと、前記受光素子用のボンディングワイヤとのうち少なくとも一方が前記遮光部に埋設され、
    　前記遮光部は、熱膨張率が前記透光性封止部の熱膨張率よりも前記発光素子用のボンディングワイヤと前記受光素子用のボンディングワイヤとのうち前記遮光部に埋設されたボンディングワイヤの熱膨張率に近く、または、前記透光性封止部よりも硬度が低いこと、
    　を特徴とする回転角検出装置。
  2. 　前記発光素子の電極と、前記発光素子用のボンディングワイヤと、前記発光素子の電極と前記発光素子用のボンディングワイヤとの接続部と、前記発光素子用のボンディングワイヤと接続された前記基板電極と、前記基板電極と前記発光素子用のボンディングワイヤとの接続部との全てが前記遮光部に埋設されていること、
    　を特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
  3. 　前記受光素子の電極と、前記受光素子用のボンディングワイヤと、前記受光素子の電極と前記受光素子用のボンディングワイヤとの接続部と、前記受光素子用のボンディングワイヤと接続された前記基板電極と、前記基板電極と前記受光素子用のボンディングワイヤとの接続部との全てが前記遮光部に埋設されていること、
    　を特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
  4. 　前記発光素子用のボンディングワイヤと接続された前記基板電極である発光素子用の基板電極と前記受光素子用のボンディングワイヤと接続された前記基板電極である受光素子用の基板電極とが前記発光素子と前記受光素子の間の領域に配置され、
    　前記発光素子の電極と、前記発光素子用のボンディングワイヤと、前記発光素子の電極と前記発光素子用のボンディングワイヤとの接続部と、前記発光素子用の基板電極と、前記発光素子用の基板電極と前記発光素子用のボンディングワイヤとの接続部と、前記受光素子の電極と、前記受光素子用のボンディングワイヤと、前記受光素子の電極と前記受光素子用のボンディングワイヤとの接続部と、前記受光素子用の基板電極と、前記受光素子用の基板電極と前記受光素子用のボンディングワイヤとの接続部との全てが１つの前記遮光部に埋設されていること、
    　を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
  5. 　前記遮光部は、前記実装面の面内方向において前記発光素子および前記受光素子の少なくとも一方の四方を囲う形状であること、
    　を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
  6. 　前記遮光部の高さが、前記透光性封止部の高さ以上であること、
    　を特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
  7. 　前記遮光部の幅が、前記透光性封止部の幅以上であること、
    　を特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
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