專利名稱：分光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)光進(jìn)行分光并進(jìn)行檢測(cè)的分光模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的分光模塊，例如已知有專利文獻(xiàn)1 3所記載的分光模塊。 在專利文獻(xiàn)1中記載了一種分光模塊，該分光模塊具備使光透過的 支撐體、使光入射于支撐體的入射狹縫部、對(duì)入射于支撐體的光進(jìn)行 分光并進(jìn)行反射的凹面衍射光柵、以及檢測(cè)被凹面衍射光柵分光并反 射的光的二極管。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平第4-294223號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開第2004-354176號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開第2003-243444號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在專利文件1所記載的分光模塊中，當(dāng)將入射狹縫部及二 極管安裝于支撐體時(shí)，入射狹縫部和二極管的相對(duì)的位置關(guān)系發(fā)生偏 移，分光模塊的可靠性有可能下降。
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種 可靠性高的分光模塊。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的分光模塊的特征在于，具備本體 部，使光透過；分光部，對(duì)從本體部的規(guī)定的面入射于本體部的光進(jìn) 行分光，并向規(guī)定的面?zhèn)确瓷?；光檢測(cè)元件，具有檢測(cè)被分光部分光 并反射的光的光檢測(cè)部，通過倒裝接合而電連接于形成于規(guī)定的面?zhèn)?的配線；以及底填充材料，填充于光檢測(cè)元件的本體部側(cè)，并使光透 過，光檢測(cè)元件具有使向分光部行進(jìn)的光通過的光通過孔，在光檢測(cè) 元件中的本體部側(cè)的面，以包圍光通過孔的光出射開口的方式形成有 積存部。
4該分光模塊中，向分光部行進(jìn)的光通過的光通過孔、以及檢測(cè)被 分光部分光并反射的光的光檢測(cè)部形成于光檢測(cè)元件。因此，能夠防 止光通過孔和光檢測(cè)部的相對(duì)的位置關(guān)系發(fā)生偏移。而且，光檢測(cè)元 件通過倒裝接合而電連接于形成于本體部的規(guī)定的面?zhèn)鹊呐渚€，使光 透過的底填充材料填充于光檢測(cè)元件的本體部側(cè)。因此，能夠提高本 體部和光檢測(cè)元件的機(jī)械強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在本體部和光檢測(cè)元件 之間行進(jìn)的光的折射率匹配。在此，在填充于光檢測(cè)元件和本體部之 間的底填充材料進(jìn)入光檢測(cè)元件的光通過孔內(nèi)的情況下，入射于光通 過孔的光有時(shí)候因光通過孔內(nèi)的底填充材料的光入射側(cè)表面的形狀而 發(fā)生折射或擴(kuò)散。在本發(fā)明中，在光檢測(cè)元件的本體部側(cè)的面，以包 圍光通過孔的光出射開口的方式形成有積存部。于是，底填充材料在 積存部積存，防止底填充材料進(jìn)入光通過孔，因而能夠使光入射至本 體部，不會(huì)因底填充材料而發(fā)生折射或擴(kuò)散。所以，依照該分光模塊， 能夠提高可靠性。
在本發(fā)明的分光模塊中，優(yōu)選配線在規(guī)定的面?zhèn)染哂泄馕諏印?例如，即使在為了提高相對(duì)于本體部的配線的緊密結(jié)合性并防止配線 的斷線等而在本體部的規(guī)定的面直接形成配線的情況下，也能夠通過 光吸收層來(lái)防止起因于配線的雜散光的漫反射等。
在本發(fā)明的分光模塊中，優(yōu)選在規(guī)定的面形成有光吸收層，該光 吸收層具有使向分光部行進(jìn)的光通過的第1光通過部、以及使向光檢 測(cè)部行進(jìn)的光通過的第2光通過部。這種情況下，通過光吸收層來(lái)抑 制雜散光的產(chǎn)生并吸收雜散光，因而能夠抑制雜散光向光檢測(cè)元件的 光檢測(cè)部入射。
積存部可以為以包圍光出射開口的方式形成的環(huán)狀的溝，也可以 為以包含光出射開口的方式形成的凹部。在這些情況下，能夠以簡(jiǎn)單 的構(gòu)造形成積存部。
優(yōu)選溝以從光通過孔的中心線方向看時(shí)，包圍第1光通過部的方 式形成，并且，優(yōu)選凹部以從光通過孔的中心線方向看時(shí)，包含第1
光通過部的方式形成。在這些情況下，底填充材料在溝或四部積存， 防止底填充材料進(jìn)入光吸收層的第i光通過部，因而能夠使光入射至 本體部，不會(huì)因底填充材料而發(fā)生折射或擴(kuò)散。依照本發(fā)明，能夠提高可靠性。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的分光模塊的平面圖。
圖2是沿著圖1的分光模塊的II-II線的截面圖。 圖3是從本體部側(cè)看圖1的分光模塊1的光檢測(cè)元件的立體圖。 圖4是圖1的分光模塊的光通過孔附近的放大截面圖。 圖5是從本體部側(cè)看第2實(shí)施方式的分光模塊的光檢測(cè)元件的立 體圖。
圖6是第2實(shí)施方式的分光模塊的光通過孔附近的放大截面圖。 符號(hào)說明
1:分光模塊；2:本體部；2a:前面(規(guī)定的面)；3:分光部；4: 光檢測(cè)元件；4a:后面(本體部側(cè)的面)；6:光吸收層；6a:光通過 部(第l光通過部)；6b:光通過部(第2光通過部)；9:配線；9d: 光吸收層；12:底填充材料；16:光透過板；41:光檢測(cè)部；42:光 通過孔；42b:光出射開口； 43:積存部；44:溝；45:凹部；CL:中 心線。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，在 各圖中，對(duì)于同一或相當(dāng)?shù)牟糠仲x予相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。 (第1實(shí)施方式)
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的分光模塊的的平面圖，圖2是沿
著圖i的分光模塊的n-n線的截面圖。如圖i、 2所示，分光模塊i具
備本體部2，使光透過；分光部3，對(duì)從本體部2的前面(規(guī)定的面)
2a入射于本體部2的光L1進(jìn)行分光，并向前面2a側(cè)反射；以及光檢 測(cè)元件4，檢測(cè)被分光部3分光并反射的光L2。分光模塊1通過在分 光部3將光Ll分光為多個(gè)光L2，并在光檢測(cè)元件4檢測(cè)光L2，從而 測(cè)量光Ll的波長(zhǎng)分布和特定波長(zhǎng)成分的強(qiáng)度等。
本體部2具有光透過部件2,，由BK7、派熱克斯(注冊(cè)商標(biāo))、石英等的光透過性玻璃或光透過性樹脂等形成為長(zhǎng)方形板狀；光透過
部件22，設(shè)在光透過部件2,的后面的規(guī)定的位置。光透過部件22由與 光透過部件2,相同的材料、光透過性的無(wú)機(jī)'有機(jī)混合材料、或者復(fù)制 成型用的光透過性低熔點(diǎn)玻璃等形成為規(guī)定的形狀(在此，為半球狀 的透鏡被與其平面部分大致正交且互相大致平行的兩個(gè)平面裁切而形 成側(cè)面的形狀)，作為使被分光部3分光并反射的光L2成像于光檢測(cè) 元件4的光檢測(cè)部41的透鏡而起作用。光透過部件22以其側(cè)面與光透 過部件2,的長(zhǎng)邊方向大致平行的方式配置，在由與光透過部件2,相同 的材料形成的情況下，通過光學(xué)樹脂和直接接合(directbonding)而貼 合于光透過部件2,。
分光部3是反射型光柵，具有形成于光透過部件22的外側(cè)表面的 衍射層14、以及形成于衍射層14的外側(cè)表面的反射層5。衍射層14 是鋸齒狀截面的閃耀光柵(blazed grating)、矩形狀截面的二元光柵 (binary grating)、正弦波狀截面的全息光柵(holographic grating)等， 例如通過向光透過部件22的外側(cè)表面涂布感光性樹脂，使用由石英等 形成的光透過性模具(光柵的鑄模)并使感光性樹脂發(fā)生UV硬化而 形成。衍射層14，如果在UV硬化后進(jìn)行加熱固化，則成為更穩(wěn)定的 素桐。反射層5為膜狀，例如，通過向衍射層14的外側(cè)表面蒸鍍Al 或Au等而形成。另夕卜，在反射層5上，可以形成Si02或MgF2等的保 護(hù)膜。另外，衍射層14的材料并不限于感光性樹脂，也可以為感光性 玻璃、感光性的無(wú)機(jī)'有機(jī)混合材料，或者遇熱變形的樹脂、玻璃、或 無(wú)機(jī)'有機(jī)混合材料等。
光檢測(cè)元件4具有光檢測(cè)部41，由長(zhǎng)條狀的光電二極管沿著與 其長(zhǎng)邊方向大致正交的方向一維排列而成，檢測(cè)被分光部3分光并反 射的光L2;以及光通過孔42，在光電二極管的一維排列方向上與光檢 測(cè)部41并列設(shè)置，使向分光部3行進(jìn)的光L1通過。光通過孔42是沿 著與光透過部件2,的長(zhǎng)邊方向大致正交的方向延伸的狹縫，在相對(duì)于 光檢測(cè)部41高精度地定位的狀態(tài)下，通過蝕刻或噴射、激光加工等而 形成。光檢測(cè)元件4被配置為，光電二極管的一維排列方向與光透過 部件2,的長(zhǎng)邊方向大致一致，且光檢測(cè)部41朝向本體部2的前面2a 側(cè)。另外，光檢測(cè)元件4不限于光電二極管陣列，也可以為C-MOS影
7像傳感器或CCD影像傳感器等。
在本體部2的前面2a (即，光透過部件2,的前面)，形成有由A1 或Au等的單層膜，或者Ti-Pt-Au、 Ti-Ni-Au、 Cr-Au等的層疊膜形成 的配線9。配線9具有配置于光透過部件2,的中央部的多個(gè)墊部9a、 配置于光透過部件2,的長(zhǎng)邊方向的端部的多個(gè)墊部9b、以及將對(duì)應(yīng)的 墊部9a和墊部9b連接的多個(gè)連接部9c。另外，配線9在本體部2的 前面2a側(cè)具有由CrO等的單層膜、或者Cr-CrO等的層疊膜形成的光 吸收層9d。
而且，在本體部2的前面2a，以露出配線9的墊部9a、 9b且覆蓋 配線9的連接部9c的方式形成有光吸收層6。光吸收層6具有使向分 光部3行進(jìn)的光Ll通過的光通過部(第1光通過部)6a、以及使向光 檢測(cè)元件4的光檢測(cè)部41行進(jìn)的光L2通過的光通過部(第2光通過 部)6b。光通過部6a是沿著與光透過部件2,的長(zhǎng)邊方向大致正交的方 向延伸的狹縫。光吸收層6以規(guī)定的形狀被圖案化，由CrO、含CrO 的層疊膜、或者黑抗蝕劑等一體成形。
光檢測(cè)元件4的外部端子，以光通過孔42與光吸收層6的光通過 部6a相對(duì)且光檢測(cè)部41與光吸收層6的光通過部6b相對(duì)的方式，通 過經(jīng)由凸塊15的倒裝接合(face down bonding)而電連接于從光吸收 層6露出的墊部9a。另外，用于將光檢測(cè)元件4的輸出信號(hào)取出至外 部的柔性印刷基板11通過引線接合(wire bonding)而電連接于從光吸 收層6露出的墊部9b。而且，在光檢測(cè)元件4的本體部2側(cè)(在此， 為光檢測(cè)元件4和光透過部件2,或光吸收層6之間)，填充有至少使光 L2透過的底填充材料12。
圖3是從本體部側(cè)看圖1的分光模塊的光檢測(cè)元件的光通過孔附 近的立體圖，圖4是圖1的分光模塊的光通過孔附近的放大截面圖。 如圖3、 4所示，光通過孔42具有劃定光Ll入射的光入射開口 42a的 光入射側(cè)部42,、以及劃定光Ll出射的光出射開口 42b的光出射側(cè)部 422。光出射側(cè)部422形成為沿著與光透過部件2,的長(zhǎng)邊方向大致正交 的方向延伸的長(zhǎng)方體狀，光入射側(cè)部42,從光出射側(cè)部422向其相反側(cè) 形成為末端擴(kuò)大的四角梯臺(tái)狀。即，光通過孔42，從其中心線CL方 向看時(shí)，以光入射開口 42a包含光出射開口 42b的方式形成。在光檢測(cè)元件4的本體部2側(cè)的后面4a，以包圍光出射開口 42b 的方式形成有積存部43。積存部43由以包圍光出射開口 42b的方式形 成的矩形環(huán)狀的溝44構(gòu)成。從光通過孔42的中心線CL方向看時(shí)，被 溝44包圍的區(qū)域的面積大于光吸收層6的光通過部6a的面積。
在如卜.述般構(gòu)成的分光模塊1中，光Ll經(jīng)由光檢測(cè)元件4的光通 過孔42及光吸收層6的光通過部6a，從本體部2的前面2a入射于本 體部2，在光透過部件2,、 22內(nèi)行進(jìn)，到達(dá)分光部3。到達(dá)分光部3的 光Ll被分光部3分光為多個(gè)光L2。分光后的光L2被分光部3向本體 部2的前面2a側(cè)反射，在光透過部件22、 2,內(nèi)行進(jìn)，經(jīng)由光吸收層6 的光通過部6b，到達(dá)光檢測(cè)元件4的光檢測(cè)部41。到達(dá)光檢測(cè)部41 的光L2被光檢測(cè)元件4檢測(cè)。
如上所述，在分光模塊l中，使向分光部3行進(jìn)的光L1通過的光 通過孔42、以及檢測(cè)被分光部3分光并反射的光L2的光檢測(cè)部41， 在互相高精度地定位的狀態(tài)下，形成于光檢測(cè)元件4。因此，不需要用 于形成光通過孔42的其他部件的設(shè)置、以及光通過孔42和光檢測(cè)部 41之間的定位(即，只要相對(duì)于光檢測(cè)元件4將分光器3定位即可)。 所以，能夠謀求分光模塊1的小型化及低成本化。
另外，在分光模塊l中，光檢測(cè)元件4通過倒裝接合而電連接于 形成于本體部2的前面2a側(cè)的配線9，使光Ll、 L2透過的底填充材 料12填充于光檢測(cè)元件4的本體部2偵U。如此，通過使光檢測(cè)元件4 成為經(jīng)由形成于本體部2的配線9而與外部電連接的構(gòu)成，從而在使 用分光模塊1時(shí)，像例如將柔性印刷基板11和光檢測(cè)元件4直接(機(jī) 械性地)連接的情況那樣施加于柔性印刷基板11的力，不會(huì)直接傳達(dá) 至光檢測(cè)元件4，因而能夠防止在光檢測(cè)元件4上產(chǎn)生應(yīng)力等的負(fù)荷， 并且能夠謀求光檢測(cè)元件4的小型化。另外，通過將底填充材料12填 充于光檢測(cè)元件4的本體部2偵ij，從而能夠提高本體部2和光檢測(cè)元 件4的機(jī)械強(qiáng)度，并且能夠在行進(jìn)于本體部2和光檢測(cè)元件4之間的 光L1、 L2所傳播的所有路徑上實(shí)現(xiàn)折射率匹配。
另外，在分光模塊l中，在光檢測(cè)元件4的面4a，以包圍光通過 孔42的光出射開口42b的方式形成有溝44 (積存部43)。于是，底填 充材料12積存在溝44 (積存部43)且留下，防止底填充材料12進(jìn)入光通過孔42，因而能夠使光入射至本體部2，不會(huì)因底填充材料12而
發(fā)生折射或擴(kuò)散。
另外，在分光模塊l中，配線9在本體部2的前面2a側(cè)具有光吸 收層9d。于是，即使為了提高相對(duì)于本體部2的配線9的緊密結(jié)合性 并防止配線9的斷線等而在本體部2的前面2a直接形成配線9，也能 夠通過光吸收層9d來(lái)防止起因于配線9的雜散光的漫反射等。
另外，在分光模塊l中，在本體部2的前面2a形成有光吸收層6， 該光吸收層6具有使向分光部3行進(jìn)的光Ll通過的光通過部6a、以及 使向光檢測(cè)元件4的光檢測(cè)部41行進(jìn)的光L2通過的光通過部6b。由 于通過該光吸收層6來(lái)抑制雜散光的產(chǎn)生并吸收雜散光，因而能夠抑 制雜散光向光檢測(cè)部41入射。
另外，由于積存部43是以包圍光出射開口42b的方式形成的溝44， 因而能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)造形成積存部43。
另外，在分光模塊1中，溝44以從光通過孔42的中心線CL方向 看時(shí)，包圍光通過部6a的方式形成。于是，底填充材料12積存在溝 44且留下，防止底填充材料12進(jìn)入光吸收層6的光通過部6a，因而 能夠使光入射至本體部2，不會(huì)因底填充材料12而發(fā)生折射或擴(kuò)散。 (第2實(shí)施方式)
關(guān)于第2實(shí)施方式的分光模塊1，主要是設(shè)在光檢測(cè)元件4的面 4a側(cè)的積存部43的構(gòu)成與第1實(shí)施方式的分光模塊1不同。
圖5是從本體部側(cè)看第2實(shí)施方式的分光模塊的光檢測(cè)元件的立 體圖，圖6是第2實(shí)施方式的分光模塊的光通過孔附近的放大截面圖。 在第2實(shí)施方式的分光模塊1的光檢測(cè)元件4中，如圖5、 6所示，形 成于光檢測(cè)元件4的面4a側(cè)的積存部43，由矩形狀的凹部45構(gòu)成， 該凹部45以沿著與光透過部件2,的長(zhǎng)邊方向大致正交的方向延伸并包 含光出射開口 42b的方式形成。從光通過孔42的中心線CL方向看時(shí)， 被凹部45包圍的面積大于光通過部6a的面積。
如上所述，在分光模塊l中，在光檢測(cè)元件4的后面4a，以包含 光通過孔42的光出射開口 42b的方式形成有凹部45，以作為積存部 43。于是，能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)造形成積存部43。
另外，在分光模塊1中，凹部45以從光通過孔42的中心線CL方向看時(shí)，包含光通過部6a的方式形成。于是，底填充材料12積存在 凹部45且留下，防止底填充材料12進(jìn)入光吸收層6的光通過部6a， 因而能夠使光入射至本體部2，不會(huì)因底填充材料12而發(fā)生折射或擴(kuò)散。
本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式。
例如，可以在本體部2的前面2a形成光吸收層6，在光吸收層6 的前面形成配線9。這種情況下，即使不在配線9設(shè)置光吸收層9d， 也能夠防止起因于配線9的雜散光的漫反射等。
另外，作為透鏡而起作用的光透過部件22和衍射層14可以由復(fù)制 成型用的光透過性低熔點(diǎn)玻璃等一體地形成。這種情況下，能夠簡(jiǎn)化 制造工序，并且能夠防止光透過部件22和衍射層14的相對(duì)的位置關(guān)系 發(fā)生偏移。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 依照本發(fā)明，能夠提高可靠性。
權(quán)利要求
1.一種分光模塊，其特征在于，具備本體部，使光透過；分光部，對(duì)從所述本體部的規(guī)定的面入射于所述本體部的光進(jìn)行分光，并向所述規(guī)定的面?zhèn)确瓷?；光檢測(cè)元件，具有檢測(cè)被所述分光部分光并反射的光的光檢測(cè)部，通過倒裝接合而電連接于形成于所述規(guī)定的面?zhèn)鹊呐渚€；以及底填充材料，填充于所述光檢測(cè)元件的所述本體部側(cè)，并使光透過，所述光檢測(cè)元件具有使向所述分光部行進(jìn)的光通過的光通過孔，在所述光檢測(cè)元件中的所述本體部側(cè)的面，以包圍所述光通過孔的光出射開口的方式形成有積存部。
2. 如權(quán)利要求1所述的分光模塊，其特征在于， 所述配線在所述規(guī)定的面?zhèn)染哂泄馕諏印?br> 3. 如權(quán)利要求1所述的分光模塊，其特征在于， 在所述規(guī)定的面形成有光吸收層，該光吸收層具有使向所述分光部行進(jìn)的光通過的第1光通過部、以及使向所述光檢測(cè)部行進(jìn)的光通 過的第2光通過部。
4. 如權(quán)利要求1所述的分光模塊，其特征在于， 所述積存部是以包圍所述光出射開口的方式形成的環(huán)狀的溝。
5. 如權(quán)利要求4所述的分光模塊，其特征在于，所述溝，以從所述光通過孔的中心線方向看時(shí)，包圍所述第1光 通過部的方式形成。
6. 如權(quán)利要求l所述的分光模塊，其特征在于， 所述積存部是以包含所述光出射開口的方式形成的凹部。
7.如權(quán)利要求6所述的分光模塊，其特征在于，所述凹部，以從所述光通過孔的中心線方向看時(shí)，包含所述第1 光通過部的方式形成。
全文摘要
分光模塊(1)具有本體部(2)，使光(L1、L2)透過；分光部(3)，對(duì)從本體部(2)的前面(2a)入射于本體部(2)的光(L1)進(jìn)行分光，并向前面(2a)側(cè)反射；光檢測(cè)元件(4)，具有檢測(cè)被分光部(3)分光并反射的光(L2)的光檢測(cè)部(41)，通過倒裝接合而電連接于形成于本體部(2)的前面(2a)的配線(9)；以及底填充材料(12)，填充于光檢測(cè)元件(4)的本體部(2)側(cè)，并使光(L1、L2)透過。光檢測(cè)元件(4)具有使向分光部(3)行進(jìn)的光(L1)通過的光通過孔(42)，在光檢測(cè)元件(4)中的本體部(2)側(cè)的后面(4a)，以包圍光通過孔(42)的光出射開口(42b)的方式形成有積存部(43)。
文檔編號(hào)G01J3/02GK101542252SQ200880000510
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者D·希勒, H·泰希曼, U·施塔克, 伊藤將師, 柴山勝己, 能野隆文, 鈴木智史 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社