(57)【要約】      （修正有）【課題】製造が簡単で汚れに強いエンコーダを提供する。【解決手段】測定方向Ｘに互いに相対可動に配置される、１つのスケール本体４０と１つの走査装置１０とを有するエンコーダにおいて、走査装置１０が、１つの照明装置２０と１つの検出装置３０とを有し、測定目盛４１によって変調された照明装置２０からの光が、検出装置３０によって検出可能であり、検出装置３０が、１つの回路基板３１と半導体チップとして構成されている１つのセンサ装置３２とを有し、少なくとも２つのフォト検出器３５が、測定目盛４１に面したセンサ装置３２の前面に配置されていて、センサ装置３２の複数の電気端子が、金属の複数のビアホール３６によってセンサ装置３２の後面上の複数の接触面３３まで敷設されていて、センサ装置３２が、これらの接触面３３を介して回路基板３１上の複数の対応接触面３４に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定方向（Ｘ）に互いに相対可動に配置されている、１つのスケール本体（４０）と１つの走査装置（１０）とを有するエンコーダであって、位置信号を生成するために走査装置（１０）によって走査可能である１つの測定目盛（４１）が、前記スケール本体（４０）上に配置されていて、このため、前記走査装置（１０）が、１つの照明装置（２０）と１つの検出装置（３０）とを有し、光が、前記照明装置（２０）から前記測定目盛（４１）の方向に放射可能であり、前記測定目盛（４１）によって変調された光が、前記検出装置（３０）によって検出可能であり、前記検出装置（３０）が、１つの回路基板（３１）と半導体チップとして構成されている１つのセンサ装置（３２）とを有する当該エンコーダにおいて、
少なくとも２つのフォト検出器（３５）が、前記測定目盛（４１）に面した前記センサ装置（３２）の前面に配置されていて、前記センサ装置（３２）の複数の電気端子が、金属の複数のビアホール（３６）によって前記センサ装置（３２）の後面上の複数の接触面（３３）まで敷設されていて、前記センサ装置（３２）が、これらの接触面（３３）を介して前記回路基板（３１）上の複数の対応接触面（３４）に接続されていることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
回路基板（３１）とセンサ装置（３２）との間の残っている中空空間が、アンダーフィル材（５０）で充填されていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
１つの側面保護部材（５１）が、前記センサ装置（３２）の周りに設けられている請求項１又は２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記センサ装置（３２）の前面は、平坦に接着された又は加圧接合された保護窓（５２）によって、機械的な損傷から保護されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記保護窓（５２）は、前記センサ装置（３２）と同じ面積を有するか又は前記センサ装置（３２）よりも大きい面積を有する請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
１つの目盛パターンが、前記測定目盛（４１）に面した前記保護窓（５２）の面上に配置されている請求項４又は５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記センサ装置（３２）の前面は、クリアラッカー又はクリアモールドによって、機械的な損傷から保護されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記センサ装置（３２）の前面と前記測定目盛（４１）の表面との間の走査間隔（ｄ）が、０．５５ｍｍ未満である請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記センサ装置（３２）の前面と前記測定目盛（４１）の表面との間の走査間隔（ｄ）が、０．３ｍｍ未満である請求項１〜８のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
前記センサ装置（３２）は、オプトＡＳＩＣである請求項１〜９のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載のエンコーダに関する。このようなエンコーダは、変位長及び／又は角度を測定するための自動化技術で主に使用される。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダは、特に工作機械で広く普及していて、自動化技術において広く普及している。当該エンコーダは、互いに可動な２つの物体の相対位置を測定するために使用される。この場合、基本的には、測長装置と測角装置とに区別される。測長装置は、例えば工作機械の互いに可動な２つの機械部品の相対位置を測定するために使用される。測定目盛が配置されている、例えば直線状のスケールとしてのスケール本体が、当該２つの物体のうちの一方の物体に結合され、走査装置が、その他方の物体に結合される。その結果、位置によって決まる走査信号が、この測定目盛を走査することによって得られる。当該２つの物体の移動方向の相対移動範囲が、当該走査信号を使用することによって測定され得る。
【０００３】
ロータリーエンコーダの名称でも既知である測角装置は、同じ原理で構成されている。しかし、ここでは、当該直線状のスケールの代わりに、円形状のディスクが、スケール本体として使用される。スケールが、回転点に対して同心状にこのディスク上に配置されている。このディスクが、被測定軸に回転しないように結合されている一方で、走査装置が、このディスクに対して不動に取り付けられている。
【０００４】
当該スケールは、１つ又は複数の目盛トラックを有し得る。この場合、インクリメンタルにコード化された目盛トラックとアブソリュートにコード化された目盛トラックとに区別される。複数のインクリメンタル目盛トラックが、規則的に配置された複数の目盛要素から形成されている。スケール本体と走査装置との一定の相対移動時に、ほぼ正弦波状の走査信号が、これらの目盛要素の走査から発生する。ここでは、当該変位長の測定は、信号周期又は信号周期の一部の計数に基づく。絶対角度を測定するためには、基準点が確定される必要がある。このため、例えば、同様に走査装置によって検出される基準マークが設けられている。当該信号周期又は信号周期の一部の計数とは違って、絶対位置が、複数のアブソリュートコード目盛トラックの走査信号から直接に測定され得る。何故なら、この絶対値が、並んで配置された複数の目盛トラック内でパラレルに（例えば、グレイコード、ＢＣＤコード、．．．で）、又は１つの目盛トラック内でシリアルに（例えば、チェーンコード、ＰＲＣで）コード化されているからである。さらに、インクリメンタル目盛トラックとアブソリュート目盛トラックとの双方を有する測定目盛も既知である。
【０００５】
エンコーダの場合の広く普及した機能原理は、光学走査である。この場合、スケール本体上に形成されているスケールが、光源から放射される指向された光によって複数のフォト検出器上へ投影される。このスケール本体は、当該光のビーム路内に可動に配置されていて、このスケールが、この光源とこれらのフォト検出器とに対して移動されるときに、当該光を変調する。位置又は位置変化が、これらのフォト検出器の出力信号を評価することによって測定される。このスケールは、例えば透明／不透明のような異なる複数の光学特性を有する複数の領域から構成され得る。
【０００６】
多くの場合、当該走査のために必要な複数のフォト検出器は、チップオンボード技術（ＣＯＢ）によって回路基板上に直接に実装される半導体チップ上に一緒に配置されている。この場合、最初に、当該チップが、その後面をこの回路基板上に直接に接着され、次いで当該チップ上の複数の接触面が、ワイヤーボンディングによってこの回路基板に接続される。多くの場合、これらのフォト検出器のほかに、走査信号用の評価電子装置の少なくとも一部も、当該半導体チップ上に配置されている。
【０００７】
図３は、従来の技術から既知のエンコーダの、位置測定に関連する構成要素、すなわち走査装置１０と測定目盛４１が配置されているスケール本体４０とを概略的に示す。
【０００８】
走査装置１０とスケール本体４０とは、測定方向に互いに相対可動に測定方向Ｘに配置されている。エンコーダが、例えば長さを測定するための装置（リニアエンコーダ）である場合、スケール本体４０は、直線状のスケールとして形成されている。このスケールは、第１機械部品に固定されていて、測定目盛４１が、この第１機械部品上に測定方向Ｘに配置されている。このとき、走査装置１０が、第２機械部品に固定されている。すなわち、この第２機械部品に対するこの第１機械部品の測定方向Ｘへの移動時に、走査装置１０が、当該スケールに沿って移動される結果、測定目盛４１を走査する。複数の位置値が、さらなる処理中に当該走査から発生する走査信号から生成される。
【０００９】
回転式のエンコーダ（ロータリーエンコーダ又は測角装置）の場合、スケール本体４０は、例えば、角度位置が測定されなければならない軸に回転しないように結合されている円形のディスクである。ここでは、測定目盛４１が、当該軸の回転点に対して同心状に配置されている。これに対して、当該走査装置は、不動に固定されている。すなわち、この測定目盛が、当該被測定軸の回転時に走査可能であり、同様に、複数の位置値、この場合には角度値が、当該走査信号から生成可能である。
【００１０】
走査装置１０が、照明装置２０及び検出装置５３０を有する。当該エンコーダに基づく機能原理は、光学式の透過光走査の機能原理である。このことは、スケール本体４０上の測定目盛が、照明装置２０と検出装置５３０との間に配置されていることを意味する。照明装置２０が、光を測定目盛４１の方向に放射する。この測定目盛４１は、照明装置２０の光を変調する、光透過性の（透明な）領域と光非透過性の（不透明な）領域とを有する。当該変調された光が、検出装置５３０上へ投影される。この検出装置５３０は、そこから複数の位置信号を生成する。
【００１１】
実際には、光学式の透過光走査の場合には、好ましくは、平行に指向された光が使用される。平行に指向された光を生成するため、照明装置２０が、例えば、コリメータ２２によって平行に指向される発散光を放射する光源２１を有し得る。
【００１２】
スケール本体４０は、有益には、透明な材料、例えばガラスから成る。この場合、測定目盛４１は、不透明な領域によって形成され、例えば、当該スケール本体上に形成される金属によって形成される。特にこれに対しては、例えばクロムが適している。しかし、不透明な材料、例えば金属から成るスケール本体４０も既知である。ここでは、測定目盛４１が、連続する複数の金属ウェブ及び複数の貫通孔としてスケール本体４０内に形成され得る。
【００１３】
検出装置５３０は、回路基板５３１と、センサ装置５３２と、特に測定目盛４１の走査すべき小さい目盛周期の場合は走査板５３３とを有する。
【００１４】
回路基板５３１は、特に、検出装置５３０の主要構成要素を構成するセンサ装置５３２用のキャリアとして機能する。この回路基板５３１上には、センサ装置５３２用の補助電子回路のほかに、例えば入出力インターフェースが、コネクタ等として配置されている。
【００１５】
センサ装置５３２は、半導体チップとして構成されている。このセンサ装置５３２は、前面及び後面を有する。この場合、このセンサ装置５３２の回路基板５３１に面した面が、後面であり、測定目盛４１に面した面が、前面である。複数のフォト検出器５３５が、センサ装置５３２の前面上に配置されている。これらのフォト検出器５３５は、測定目盛４１と、場合によっては走査板５３３とによって変調された照明装置２０の光を検出することによって位置信号を生成するために使用される。センサ装置５３２の前面は、測定目盛４１が存在する面に対して特に平行に指向されている。センサ装置５３２は、フォト検出器５３５のほかに、位置信号を処理し、場合によっては当該位置信号から位置値を生成するための追加の構成要素を有益に有する。さらに、このセンサ装置は、例えば、エラー補正機構、機能信頼性を保証するための回路、及び後続の電子装置と交信するためのデジタルインターフェースのような、複数の別の回路ブロックを有してもよい。フォト検出器と信号を処理するための構成要素との双方を有する半導体チップは、オプトＡＳＩＣと記される。
【００１６】
センサ装置５３２の後面は、回路基板５３１に結合されている。この場合、当該結合は、例えば接着によって施されている。センサ装置５３２の回路構成要素を回路基板５３１に電気接続するため、対応する複数の接触面（図示せず）が、このセンサ装置５３２の前面上と、このセンサ装置５３２に面した回路基板５３１の面上とにそれぞれ配置されている。これらの接触面は、ワイヤーボンディングによって複数のボンディングワイヤ５３７を通じて既知の方法で互いに結合される。これらのボンディングワイヤ５３７は、シール剤５３８によって力学的影響から保護される。
【００１７】
ワイヤ―ボンディングは、必要な製造設備（ワイヤーボンダー）の購入コストと、ワイヤ―ボンディング、ボンディングワイヤのキャスティング及びシール剤の硬化のための追加の時間及び労力とに関して経費のかかる製造工程である。
【００１８】
この接続技術の結果として、センサ装置５３２の前面（すなわち、複数のフォト検出器が存在する半導体チップの表面）に対して高さｃだけ突出しているダムが、当該複数のフォト検出器の周りに形成される。従来の製造方法の場合、この高さｃは、少なくとも０．５ｍｍに達する。特にシール剤５３８の厚さにおけるバラツキに起因する製造許容誤差を考慮すると、この構造の場合、確実な動作を保証できるようにするためには、センサ装置３２の前面（複数のフォト検出器が存在する半導体チップの表面）から（図示された例では、測定目盛４１の表面に等しい）スケール本体４０の表面までの間隔によって規定される走査間隔ｄが、０．５５ｍｍと０．７ｍｍとの間に維持される必要がある。
【００１９】
走査板５３３が、特に小さい目盛周期を走査する場合に必要である。この走査板５３３は、センサ装置５３２の前面上のフォト検出器５３５と測定目盛４１との間に配置されている。この走査板５３３は、スケール本体４０と同様に、フォト検出器５３５上への測定目盛４１の投影を最適にする目盛パターンを有する。
【００２０】
独国特許出願公開第１９８５５３０７号明細書は、センサ装置の接触がワイヤーボンディングによって実行される走査装置を開示する。カバー要素が、放射線感知領域の上にさらに配置されている。このカバー要素の厚さが、接触領域をさらに上回る。
【００２１】
光学式の走査原理の場合に、光のビーム路内の汚れの堆積が、機能に不利に作用することが明らかである。このことは、特に液体の汚れに対して成立する。当該液体の汚れは、例えば、潤滑油、凝縮液、冷却剤等から成る液滴として発生する。当該液体の汚れは、複数のフォト検出器上に入射する評価可能な光量を減少させるだけではなくて、さらに当該光を散乱させる。その結果、当該光が、隣接した複数のフォト検出器上で分散する。
【００２２】
シール剤５３８から成るダムが、汚れの堆積に関して不利な特性を有する。何故なら、当該ダムは、実装位置に応じて、当該ダムの内部の汚れの堆積の残留を促進するからである。
【００２３】
汚れの堆積による問題を防止するため、光学走査によるエンコーダの構成の場合には、特に、固体状又は液体状の汚れ粒子の侵入が回避されることが考慮される。このことは、例えば材料の選択又は特別な構成上の対策によって実行され得る。
【００２４】
しかしながら、汚れの完全な回避は、非常に困難である。それ故に、走査時に冗長性を提供することによって、又は、走査信号の面倒な信号処理によって、汚れ粒子の影響を補正することが試みられている。
【００２５】
これらの全ての対策にもかかわらず、特に液体状の汚れ粒子が、光学式のエンコーダの起こり得る故障原因である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８５５３０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
それ故に、本発明の課題は、製造することが簡単であり、小さい汚れ感度を有するエンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
この課題は、請求項１に記載のエンコーダによって解決される。このようなエンコーダの好適な詳細は、請求項１に従属する請求項に記載されている。
【００２９】
測定方向に互いに相対可動に配置されている、１つのスケール本体と１つの走査装置とを有するエンコーダが提唱される。この場合、位置信号を生成するための走査装置によって走査可能である１つの測定目盛が、前記スケール本体上に配置されている。このため、前記走査装置が、１つの照明装置と１つの検出装置とを有する。この場合、光が、前記照明装置から前記測定目盛の方向に放射可能であり、前記測定目盛によって変調された光が、前記検出装置によって検出可能である。この場合、前記検出装置が、１つの回路基板と半導体チップとして構成されている１つのセンサ装置とを有する。本発明は、少なくとも２つのフォト検出器が、前記測定目盛に面した前記センサ装置の前面に配置されていて、前記センサ装置の複数の電気端子が、金属の複数のビアホールによって前記センサ装置の後面上の複数の接触面まで敷設されていて、前記センサ装置が、これらの接触面を介して前記回路基板上の複数の対応接触面に接続されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】概略的に示された本発明のエンコーダを示す。
【図２ａ】大きい走査間隔の場合に液滴によって引き起こされた光の散乱を示す。
【図２ｂ】小さい走査間隔の場合に液滴によって引き起こされた光の散乱を示す。
【図３】概略的に示された従来の技術にしたがうエンコーダを示す。
【図４ａ】図１に示された検出装置の好適なその他の構成を示す。
【図４ｂ】図４ａに示された検出装置の別の実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明のエンコーダの、位置測定に関連する構成要素を概略的に示す。当該基本構成は、図３に基づいて最初に記載されているエンコーダに相当する。当該エンコーダは、図３に明確に示されている。図３に関連して既に説明した構成要素には、同じ符号が付記されている。
【００３２】
エンコーダは、走査装置１０と測定目盛４１が配置されているスケール本体４０とを有する。走査装置１０は、従来の技術から既知の照明装置２０と本発明にしたがって改良された検出装置３０とから構成される。
【００３３】
半導体チップとして構成されているセンサ装置３２が、ワイヤーボンディングによって回路基板３１に電気接続されているのではなくて、当該半導体チップ内の電気回路の複数の端子が、当該半導体チップを構成する半導体基板を貫通するビアホール３６によって当該チップの後面上の接触面３３まで敷設されていて、回路基板３１の対応接触面３４への電気接続が、半田付け方法によって実行されることによって、検出装置３０の重要な改良が達成され得る。例えば、最初に、複数の金属小球３７が、当該半導体チップの接触面３３上に実装され得る。次いで、これらの金属小球３７が、リフロー半田付けによって回路基板３１上の対応接触面３４に結合される。したがって、当該ワイヤーボンディングの面倒な工程が、標準的な半田付け工程によって代替される。このことは、センサ装置３２がＳＭＤ実装中にその他の部品と一緒に回路基板３１上に搭載され半田付けされ得ることを意味する。
【００３４】
こうして構成されたセンサ装置３２の前面が、平坦な表面を有する。当該平坦な表面は、従来の技術から既知のセンサ装置５３２に比べて汚れ粒子の堆積を困難にする。
【００３５】
測定目盛４１によって変調された照明装置２０の光を検出する少なくとも２つのフォト検出器３５が、センサ装置３２の前面上に配置されている。フォト検出器３５の実際の数は、測定目盛４１の形態によって決まる。測定目盛４１が、１つよりも多い目盛トラック（例えば、インクリメンタルにコード化された１つの目盛トラックと、この目盛トラックに対して平行な、アブソリュートにコード化された１つ又は複数の目盛トラックと）を有する場合、適切な数のフォト検出器３５が、当該目盛トラックに割り当てられた位置に測定方向Ｘに対して直角に配置されている。こうして取得される位置信号が、部分的に又は完全にセンサ装置３２に有益に組み込まれている信号処理回路によって処理され、後続の電子装置（図示せず）へさらに出力される。最初に既に説明したように、フォト検出器と信号処理電子装置との双方を有する半導体チップは、オプトＡＳＩＣである。
【００３６】
回路基板３１は、ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂（エポキシ）から成り得る。しかし、例えば、酸化アルミニウムのようなセラミック材料が使用されてもよい。
【００３７】
ビアホール３６は、多くの場合に、垂直に形成されていて、金属から成る。これにより、ビアホール３６は、従来の技術で使用されたボンディングワイヤに匹敵する電気特性を有する。センサ装置３２の半導体チップ上の複数の接触面３３は、ビアホール３６の真上に必ず配置される必要はない。むしろ、これらの接触面３３が、互いにずれて配置されていて、１つの導電路３８を介して互いに接続されている（再分配層）ことが可能である。
【００３８】
当該半導体チップが、従来のようにシリコン基板を母材とする場合、当該ビアホールは、シリコンビア又は貫通シリコンビア（ＴＳＶ）とも記される。シリコンビアを有する半導体チップは、現在では、主にデジタル写真用の画像センサで使用される。何故なら、使用可能な画素（ピクセル）の光感知面が、接触面を当該チップの後面上に形成することによって拡張され得るからである。さらに、シリコンビアを有する半導体チップが、三次元集積回路（３Ｄ−ＩＣ）を製造するために使用される。何故なら、この接続技術は、複数のチップを積み重ねて接続するために適しているからである。
【００３９】
センサ装置３２の前面の接触面３３をセンサ装置３２の後面上に形成することが、センサ装置３２の前面（すなわち、複数のフォト検出器が存在する半導体チップの表面）から（目盛線の僅かな厚さに起因して、図示された例では、スケール本体４０の表面に等しい）測定目盛４１の表面までの間隔によって本発明の範囲内で規定されている走査間隔ｄを、従来の技術に比べて著しく減少させることを可能にすることが、本発明にしたがって確認された。ボンディングワイヤ５３７及びシール剤５３８を省略することによって（すなわち、高さｃを有するダムを完全に除去することによって）、走査間隔ｄは、取付け許容誤差（例えば、スケール本体４０の表面に対するセンサ装置３２の表面の平行度）と、スケール本体４０に対する走査装置１０又はセンサ装置３２の機械的な敷設とだけによって決まる。したがって、あらゆる場合において、０．５５ｍｍよりも小さい値が、走査間隔ｄに対して選択され得る。しかも、０．０３ｍｍに至る０．１ｍｍ未満の走査間隔ｄに対する値が、十分に正確な機械的な取り付け時に達成され得る。
【００４０】
センサ装置３２のほかに必要になるその他の電子部品及びコネクタ等は、回路基板３１の後面上に有益に配置されているか又は回路基板３１とスケール本体４０とが組み立てられた状態で重なり合っていない領域内に有益に配置されている。
【００４１】
本発明のセンサ装置３２を使用することによって得られる別の利点は、小さい走査間隔ｄの場合に、走査板が省略され得ることである。これにより、検出すべき光の光学特性が汚れによって影響され得る当該光のビーム路内の表面の数が減少する。
【００４２】
図２ａ及び２ｂは、液滴による汚れの場合の光学走査の汚れ感度に対する走査間隔ｄの影響を示す。この場合、液滴６０が、測定目盛４１上に存在することが示されている。液滴は、光ビームに対する散乱作用を有する。フォト検出器３５へ向かう測定目盛４１の投影像内のぼやけが、当該散乱作用から発生する（中央の１つのフォト検出器３５．１及び隣接した２つのフォト検出器３５．２，３５．３がそれぞれ示されている）。走査間隔ｄが、より大きくなるほど、当該ぼやけは、より強く作用する。
【００４３】
図２ａに示されているように、走査間隔ｄが大きいと、散乱光の相当な部分が、隣接したフォト検出器３５．２，３５．３上に当たる。このことは、中央のフォト検出器３５．１によって検出された位置信号を減少させる一方で、隣接したフォト検出器３５．２，３５．３は、誤差を含む位置信号を検出する。以上により、エンコーダの信頼性が損なわれる。
【００４４】
図２ｂに示されているように、走査間隔ｄが減少すると、光の散乱にもかかわらず、検出すべき光の大部分が、中央のフォト検出器３５．１上に当たり、当該散乱光のほんの一部だけが、隣接したフォト検出器３５．２，３５．２に到達する。その結果、エンコーダの信頼性が著しく向上する。
【００４５】
さらに、小さい走査間隔ｄには、より大きい液滴が、センサ装置３２の前面とスケール本体４０の表面との間で押しつぶされ、したがって光の散乱を著しく減少させる均一な液膜を形成するという効果がある。走査間隔ｄが、０．３ｍｍ未満に減少されるときに、この効果は、いっそう効果的になる。
【００４６】
図１に示されているように、センサ装置３２の下方の残っている中空空間が、半田付け工程後にアンダーフィル工程中に耐温度性の弾性合成樹脂材料（アンダーフィル材５０）で充填され得る。したがって、構造の機械的な安定性の向上と使用される材料の異なる複数の熱膨張率の補正とのほかに、汚れ、特に液滴６０が、センサ装置３２と回路基板３１との間の領域内に達することも、効果的に回避される。したがって、接点と導電性の液体とのオーミック接続に起因した漏れ電流によって引き起こされる電気的な故障と、腐食による半田付け箇所の損傷とが、回避され得る。
【００４７】
さらに、合成樹脂材料から成る側面保護部材５１をセンサ装置３２の周りに設けることが有益である。側面保護部材５１は、センサ装置３２の側面を、例えばより大きい汚れ粒子による機械的な損傷から保護する。側面保護部材５１は、当該前面に付随するセンサ装置３２の縁部で有益に終わっている。
【００４８】
同じ材料が、側面保護部材５１とアンダーフィル材５０とに対して使用される。
【００４９】
図４ａは、図１に示された検出装置３０の好適なその他の構成を示す。この構成では、センサ装置３２の前面が、適切な透明な材料（ガラス等）から成る保護窓５２によって損傷から保護されている。センサ装置３２と保護窓５２との間の結合が、扁平な接着部材によって又は加圧接合によって提供され得る。
【００５０】
多数のセンサ装置３２を有する１つのウェハの製造時に、この構造が、当該個々のセンサ装置３２を裁断する前に、保護窓５２の材料から成るディスクに既に接合されるならば、この構造は、非常に簡単に製造可能である。センサ装置３２と保護窓５２とは、当該一緒の裁断によって同じ面を有する。この場合、側面保護部材５１が、センサ装置３２の側面から突出し、保護窓５２の側面を少なくとも部分的に覆うように、側面保護部材５１が拡張され得る。こうして、センサ装置３２が、検出装置３０を完全に組み立てた状態において全ての側面で機械的な損傷から保護されている。
【００５１】
図４ｂに示されているように、保護窓５２の面積が、センサ装置３２の面積よりも大きいときに、検出装置３０のさらにより丈夫な構造が得られる。この場合、側面保護部材５１が、回路基板３１をセンサ装置３２に面した保護窓５２の後面と結合させる。複数のセンサ装置３２を有する当該ウェハと保護窓５２の材料から成るディスクとが、互いに接合され、これらのセンサ装置３２を裁断する前に、これらのセンサ装置３２間の領域が、エッチング工程によって、保護窓５２の材料から成るディスクまでフリーエッチングされるならば、この構造も、簡単に製造可能である。
【００５２】
最小に達成可能な走査間隔ｄが、保護窓５２によって増大する。しかし、当該保護窓の厚さが、ワイヤーボンディングによって予め設定されている高さｃ（約０．５ｍｍ）よりも小さいように、当該保護窓の厚さは、あらゆる場合に選択され得る。その結果、従来の技術において予め設定されている０．５５ｍｍの値よりも小さい走査間隔ｄが、達成可能である。好ましくは、当該保護窓の厚さは、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内にある。この場合、下限値が、製造における増大した経費によってさらに減少され得る。
【００５３】
測定目盛４１の細かい目盛周期に関連するより大きい走査間隔ｄに起因して、１つの走査板が必要になる場合、汚れに曝される表面の数を増大させることなし、１つの走査板の機能を充足する１つの目盛パターンが、測定目盛４１に面した保護窓５２の前面上に配置され得る。
【００５４】
この代わりに、センサ装置３２の前面が、クリアラッカー又はクリアモールドによって、機械的な損傷から保護され得る。
【符号の説明】
【００５５】
１０  走査装置
２０  照明装置
２１  光源
２２  コリメータ
３０  検出装置
３１  回路基板
３２  センサ装置
３３  接触面
３４  対応接触面
３５  フォト検出器
３５．１  中央のフォト検出器
３５．２  隣接したフォト検出器
３５．３  隣接したフォト検出器
３６  ビアホール
３７  金属小球
３８  導電路
４０  スケール本体
４１  測定目盛
５０  アンダーフィル材
５１  側面保護部材
５２  保護窓
６０  液滴
５３０  検出装置
５３１  回路基板
５３２  センサ装置
５３３  走査板
５３５  フォト検出器
５３７  ボンディングワイヤ
５３８  シール剤
【図１】
2017032555.tif 000003
【図２ａ】
2017032555.tif 000004
【図２ｂ】
2017032555.tif 000005
【図３】
2017032555.tif 000006
【図４ａ】
2017032555.tif 000007
【図４ｂ】
2017032555.tif 000008
【外国語明細書】
2017032555000001.pdf