(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚の基材(1)上に検出素子(4)の単位である検出部(2)を半導体製造技術を用いて複数形成する第１工程と、前記検出部(2)が形成された基材(1)を接着剤付きフィルム(9)に貼付する工程並びに前記複数の検出部(2)の境界部に分割を容易にするために前記基材(1)の一部を残して切断し前記基材(1)に前記境界部に沿って升目状の溝(5)を設ける工程及び隣接する前記検出部(2)の４個１列を１ブロック(7)として前記基材(1)のすべてを切断しブロックの境界の溝(6)を設ける工程から成る第２工程と、前記ブロックの境界の溝(6)に沿って前記基材(1)を各ブロック間で分割した後、前記升目状の溝(5)に沿って前記検出部(2)を分割する第３工程と、からなることを特徴とするエンコーダ用検出素子の製造方法。
【請求項２】
前記第３工程において、前記検出素子(4)の検出リード(11)としてフレキシブル基板(10)を用い、前記基材(1)を各ブロック間で分割した後、ブロック内の前記検出素子(4)を前記フレキシブル基板(10)に接続し、この接続後に前記検出部(2)を分割することを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ用検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコーダ用の検出素子の製造方法とその素子に関し、特に高精度が要求される検出素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンコーダ用の検出素子である磁気抵抗素子を図５に示す。図５は磁気抵抗素子を拡大した斜視図である。検出素子（磁気抵抗素子）４は、基材１と検出部２および電極部３からなる。
基材１はガラス板を使用し、磁気抵抗素子の検出部２は強磁性体のニッケルコバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）やニッケル鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）などの強磁性体を用い、電極部３や図示しない結線用導体は、アルミニウムや銅や金などを用いている。
磁気抵抗素子の製造方法は、まず、基材１の上に検出部２、電極部３や結線用導体の各パターンを半導体製造技術を用いて形成する。半導体製造技術はフォトマスク、ＣＶＤ技術、スパッタリング技術、エッチング技術などの微細加工技術である。なお、パターンの数は、基材１の寸法により異なるが、およそ数百〜千個である。つぎに、多数の磁気抵抗素子を搭載した基材１をダイシングソーで切断し、個別の磁気抵抗素子に仕上げる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような工程を経て製造された磁気抵抗素子の特性は、製造工程時のスパッタリングやエッチングのばらつきにより、各基材によって電気特性が±２０％程度のばらつきが発生する。また、同じ基材でも周辺部と中心部など、場所によって電気特性が±５％程度ばらつくという問題があった。
その結果、個々に切断した磁気抵抗素子を複数使用しても各磁気抵抗素子の出力特性、温度ドリフトやオフセットなどの電気特性が全く同一でないため、各磁気抵抗素子の出力を平均化しても全くゼロにならないという問題があった。
そこで、本発明は各検出素子の電気特性を揃えることにより、高精度のエンコーダを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のエンコーダはつぎの構成にしている。
請求項１記載の発明は、一枚の基材(1)上に検出素子の単位である検出部(2)を半導体製造技術を用いて複数形成する第１工程と、前記検出部(2)が形成された基材(1)を接着剤付きフィルム(9)に貼付し前記検出部(2)の境界部に分割を容易にする升目状の浅い溝(5)を設ける第２工程と、前記検出部(2)を前記溝(5)のいずれかに沿って分割する第３工程とからなるエンコーダ用検出素子の製造方法において、前記第２工程は４個１列の検出部(2)を１ブロック(7)としてこの１ブロックの境界の溝を、前記溝(5)より深くした溝(6)とし、前記第３工程は前記溝(6)から分割するようにしている。
本構成によれば、第３工程は前記検出素子を少なくとも４個を１ブロックとしたので、組み立てが容易な高精度エンコーダが得られる。
請求項２記載の発明は、前記第２工程と前記第３工程の間に前記検出素子(4)の検出リード(11)としてフレキシブル基板(10)を接続する工程を設けたものである。
本構成によれば、隣接する検出素子を分割する前に接続リードを事前に結合しているので、確実に電気特性の揃った検出素子の組み立てができ、組み立て時において、隣接する検出素子の組み立て管理が簡単になる。また、フレキシブル基板を用いることにより、各検出素子とフレキシブル基板の接続が簡単にできる。
請求項３記載の発明は、一枚の基材(1)上に半導体製造技術を用いて形成された検出素子の単位である検出部(2)を複数有し、前記複数の検出部(2)間の境界部に設けた升目状の溝(5)のいずれかに沿って分割してなるエンコーダ用検出素子において、前記検出部(2)が４個１列毎に、前記溝(5)より深くした溝(6)で分割された４個１列の１ブロック(7)で構成されたものである。
本構成によれば、検出部４個１列を１ブロックとしたので、組み立てが容易な高精度エンコーダが得られる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の磁気抵抗素子の分割前の状態を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ｂ線に沿う断面の拡大図である。図において、５，６は溝部、７は磁気抵抗素子４個を単位としたブロック、８は素子番号、９は接着剤付きフィルムである。なお、同じ名称には同じ符号を付し説明を省略している。
基材１はガラス板を、磁気抵抗素子４の検出部２はＮｉ−Ｃｏを、電極部３および図示しない結線用導体は銅をそれぞれ用いた。溝部５は、磁気抵抗素子毎に基材１の一部を残して切断したハーフカット部、溝部６は磁気抵抗素子を４個を１単位とし基材１のすべてを切断したフルカット部である。
本発明の磁気抵抗素子はつぎの順序で作製した。
(1)検出素子、電極部、結線用導体の各パターンの形成
基材１の上に半導体製造技術を用いて検出部２、電極部３や結線用導体の各パターンを形成した。半導体製造技術は従来技術の項で述べたものと同じである。磁気抵抗素子は、横１２列、縦１２列の１４４個とした。そして磁気抵抗素子４個を１ブロックとし、合計３×１２＝３６個のブロックとした。
(2) 素子番号の形成
磁気抵抗素子の素子番号８は、半導体製造技術を用いて図の左上から右方向へ１−１，１−２，１−３，１−４・・・３６−４を印刷した。なお、この素子番号８は、磁気抵抗素子の形成前に、予め印刷してもよい。
【０００６】
(3) 接着剤付きフィルム
作製した分割前の磁気抵抗素子の裏面に、接着剤付きフィルム９を貼付した。これは、切断したブロック７が切断時にバラバラにならないようにする役目もある。
(4) 溝部の形成
溝部５，６は、接着剤付きフィルム９を貼付した分割前の磁気抵抗素子を、ダイシングソーにより切断し形成した。溝部５は、図２に示すように、１個の磁気抵抗素子毎に基材１の一部を残して切断しハーフカット部とし、溝部６は磁気抵抗素子の４個を１ブロックとし基材１のすべてを切断しフルカット部とした。
このような条件で基材１を切断した後、エクスパンダーを用いて接着剤付きフィルム９を四方に拡大すると、各ブロック間の隙間が大きくなり磁気抵抗素子を取り出し易くなる。また、ブロック内はハーフカットのため各磁気抵抗素子が分割されることはない。
【０００７】
(5) 検出リードの組立
１ブロック４個の磁気抵抗素子に、検出リードを組み立てた状態を図３示す。検出リードとしてフレキシブル基板１０を用いている。
先ず、ブロック７の磁気抵抗素子の電極部３の寸法と、フレキシブル基板の導
体間の寸法を合致させる。その後、リフローはんだにより接続する。
このように組み立てた検出素子の電気特性を調べたところ、本実施例の磁気抵抗素子は、ばらつきが±１％以下と小さく従来の素子のばらつき±５％に比べて極めて優れた特性を示すことがわかった。
フレキシブル基板１０を検出リード１１とし、ブロック７の単位で扱うので、接続作業および組み立て作業が容易になる。もし、磁気抵抗素子を個別に切断してしまえば、どの磁気抵抗素子が隣接していたのか判別するのが困難で、磁気抵抗素子の管理も困難になる。
また、ブロック内の磁気抵抗素子電極間寸法とフレキシブル基板の導体間寸法を合致させてフレキシブル基板１０を製造しているので、接続時間がより短縮でき、組み立てが容易になる。
４個の磁気抵抗素子のブロック７にフレキシブル基板１０を接続後、ブロックの裏面から基材１をローラーなどを用いて加圧すれば、ハーフカット部５が分離し、４個の磁気抵抗素子を簡単に分割することができる。
【０００８】
つぎに、このようにして作製した磁気抵抗素子をエンコーダに組み込み、精度を調べた。図４は本発明の磁気抵抗素子を用いた磁気エンコーダの構成を示す平面図である。図において、１２はベース、１３はシャフト、１４は磁気ディスク、１５は固定ネジ、１６はスキマ部、１７は磁性体塗布膜である。シャフト１３には、磁気ディスク１４が取り付けられている。一体のベース１２には、磁気ディスク１４の円周状に対向するように、ベース１２の円筒内側面に４カ所に９０度の角度を設けて磁気抵抗素子４ａ〜４ｃを取り付け配置している。また、フレキシブル基板１０の形状は、４分割してベース１２に取り付け易い形状にしている。
本発明の検出素子を用いた磁気エンコーダの精度を調べた結果、本発明の角度誤差は、検出素子自体の誤差が少ないので、従来の同型のエンコーダに比べて、±１％以下に小さくでき、精度が格段に向上していることが分かった。このように、本発明によりばらつきが小さく、しかも、組み立てが容易な高精度エンコーダが達成できる。なお、検出素子をシリコンウエファ上にフォトダイオードやフォトトランジスタを多数個製造し、この素子を検出素子とする光学式エンコーダにも使用できることは言うまでもない。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によればつぎの効果がある。
(1) 一枚の基材上に複数の検出部を半導体製造技術を用いて形成し、検出素子の境界部に分割を容易にする升目状の溝を設け、複数の検出素子群から隣接する素子を使用するようにしたので、電気特性の揃った検出素子を使用でき、高精度のエンコーダを得ることができる。
(2) 検出素子４個を１ブロックとしたので、各検出素子のばらつきを±１％以下にし、しかも、組み立てが容易な高精度エンコーダが達成できる。
(3) 検出部は、磁気または光を検出するもので、検出素子の選択の幅が広がる。
(4) 検出素子の隣接した位置を判別する素子番号を設けたので、隣接する検出素子が間違った組み立てがされていないか目視にて簡単に確認できる。
(5) 検出素子の検出リードとしてフレキシブル基板を用いて、隣接する検出素子を分割する前に予め接続するようにしたので、確実に電気特性の揃った検出素子の組み立てができ、隣接する検出素子の組み立てが簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の磁気抵抗素子の分割前の状態を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】  本発明の磁気抵抗素子の組み立て状態を示す平面図である。
【図４】  本発明の磁気抵抗素子を用いた磁気エンコーダを示す正面図である。
【図５】  従来の磁気抵抗素子の詳細を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１  基材
２  検出部
３  電極部
４  検出素子
５  溝部（ハーフカット部）
６  溝部（フルカット部）
７  ブロック
８  素子番号
９  接着剤付きフィルム
１０  フレキシブル基板
１１  検出リード
１２  ベース
１３  シャフト
１４  磁気ディスク
１５  固定ネジ
１６  スキマ部
１７  磁性体塗布膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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