JP2019139243A - Optical detector - Google Patents

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Abstract

To provide an optical detector that can be downsized.SOLUTION: A spectral sensor 1 comprises a wiring board 2, a thermistor 7, a photodetector 3, two spacers 4A, 4B, and a Fabry-Perot interference filter 10. The spacers 4A, 4B support the Fabry-Perot interference filter 10 in a peripheral area R1 of a light transmission area 11. The spacers 4A, 4B are arranged to hold a peripheral area R1 therebetween when viewed from a transmission direction of light in the light transmission area 11, and form two openings A1, A1 communicating with the inside and the outside of the peripheral area R1. The photodetector 3 and the thermistor 7 are arranged in an area held between the two spacers 4A, 4B on a principal surface of the wiring board 2. The photodetector 3 is connected to a wire 8 passing through one opening A1. The thermistor 7 is connected to a wire 8 passing through the other opening A1.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ファブリペロー干渉フィルタを備える光検出装置に関する。   The present invention relates to a light detection device including a Fabry-Perot interference filter.

従来の光検出装置として、例えば特許文献1には、支持基板上に受光素子が配置され、この受光素子の上に接着層を介してファブリペロー干渉フィルタが接着されたものが記載されている。このような光検出素子では、受光素子の上面には、受光素子の電気的接続のためのボンディングパッドが配置されている。ファブリペロー干渉フィルタは、ファブリペロー干渉フィルタにおける光の透過方向から見て、受光素子の上面において、上記のボンディングパッドから離間して配置されている。   As a conventional photodetection device, for example, Patent Document 1 discloses a device in which a light receiving element is disposed on a support substrate and a Fabry-Perot interference filter is bonded to the light receiving element via an adhesive layer. In such a light detection element, a bonding pad for electrical connection of the light receiving element is disposed on the upper surface of the light receiving element. The Fabry-Perot interference filter is disposed away from the bonding pad on the upper surface of the light receiving element when viewed from the light transmission direction of the Fabry-Perot interference filter.

特開2012−173347号公報JP 2012-173347 A

しかしながら、上述したような光検出素子では、ファブリペロー干渉フィルタにおける光の透過方向から見て、ボンディングパッドをファブリペロー干渉フィルタの外側に配置させる必要があるため、光検出装置の小型化が妨げられるおそれがある。   However, in the light detection element as described above, it is necessary to dispose the bonding pad outside the Fabry-Perot interference filter as viewed from the direction of light transmission in the Fabry-Perot interference filter. There is a fear.

そこで、本発明は、小型化が可能な光検出装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a photodetection device that can be miniaturized.

本発明の一形態に係る光検出装置は、主面を有する配線基板と、配線基板の主面上に配置されたサーミスタと、配線基板の主面上に配置され、配線基板と電気的に接続された光検出器と、配線基板の主面上において光検出器及びサーミスタの周囲に配置される支持部材と、光透過領域を有し、支持部材を介して配線基板の主面上に配置されたファブリペロー干渉フィルタと、を備え、支持部材は、光透過領域の周囲領域においてファブリペロー干渉フィルタを支持しており、支持部材は、光透過領域における光の透過方向から見た場合に、周囲領域を挟むように配置されると共に、周囲領域の内側と周囲領域の外側とを連通する第1開口部及び第2開口部を形成し、ファブリペロー干渉フィルタは、基板と、基板に固定された第1ミラーと、第1ミラーと空隙を介して対向し、第1ミラーに対して移動可能な第2ミラーと、を有し、光検出器及びサーミスタは、配線基板の主面上において複数の支持部材に挟まれた領域に配置され、光検出器には、第1開口部を経由するワイヤが接続され、サーミスタには、第2開口部を経由するワイヤが接続される。   A photodetector according to an embodiment of the present invention includes a wiring board having a main surface, a thermistor disposed on the main surface of the wiring board, and disposed on the main surface of the wiring board and electrically connected to the wiring board. A photodetector, a support member disposed around the photodetector and the thermistor on the main surface of the wiring board, a light transmission region, and disposed on the main surface of the wiring board via the support member. And the support member supports the Fabry-Perot interference filter in a peripheral region of the light transmission region, and the support member has a surrounding when viewed from the light transmission direction in the light transmission region. A first opening and a second opening that communicate with the inside of the surrounding area and the outside of the surrounding area are formed, and the Fabry-Perot interference filter is fixed to the board and the board. A first mirror; A first mirror and a second mirror that is movable with respect to the first mirror, and the photodetector and the thermistor are sandwiched between a plurality of support members on the main surface of the wiring board A wire passing through the first opening is connected to the photodetector, and a wire passing through the second opening is connected to the thermistor.

上記の光検出装置において、支持部材は、棒状であってもよく、支持部材の数は、2本であってもよい。   In the above-described photodetecting device, the support member may have a rod shape, and the number of support members may be two.

上記の光検出装置において、ファブリペロー干渉フィルタは、ボンディングパッドを有し、支持部材は、透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタのボンディングパッドに対応する位置に配置されていてもよい。   In the above photodetector, the Fabry-Perot interference filter may have a bonding pad, and the support member may be disposed at a position corresponding to the bonding pad of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the transmission direction.

上記の光検出装置において、支持部材は、透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタの光透過領域から離間していてもよい。   In the above-described light detection device, the support member may be separated from the light transmission region of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the transmission direction.

本発明によれば、小型化が可能な光検出装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photodetector which can be reduced in size can be provided.

実施形態に係る光検出装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the photon detection apparatus which concerns on embodiment. ファブリペロー干渉フィルタの断面図である。It is sectional drawing of a Fabry-Perot interference filter. 光検出装置の製造工程を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing process of a photon detection apparatus. 図3に続く光検出装置の製造工程を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view illustrating a manufacturing process of the photodetection device following FIG. 3. 図4に続く光検出装置の製造工程を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view illustrating a manufacturing process of the photodetection device following FIG. 4. 図5(B)に対応する側面図である。FIG. 6 is a side view corresponding to FIG. 図5(B)におけるVII−VII線断面図及びその一部を拡大して示す図である。It is the figure which expands and shows the VII-VII sectional view taken on the line in FIG.5 (B), and its part. 図5に続く光検出装置の製造工程を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing process of the photon detection apparatus following FIG. 光検出装置の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of a photon detection apparatus. 光検出装置の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of a photon detection apparatus.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part, and the overlapping part is abbreviate | omitted.

[第1実施形態]
[分光センサ]
図1に示されるように、分光センサ(光検出装置)1は、配線基板2と、光検出器3と、複数のスペーサ(支持部材)4と、ファブリペロー干渉フィルタ10と、を備えている。配線基板2は、主面2Aを有している。配線基板2の主面2A上には、光検出器3が実装される実装部2a、複数の電極パッド(ボンディングパッド)2b、及び例えばサーミスタ等の温度補償用素子が実装される実装部2cが設けられている。電極パッド2bのうち1つは、配線2dにより実装部2aと電気的に接続されている。電極パッド2bのうち他のものは、実装部2cと配線2dにより電気的に接続され、実装部2cに実装されるサーミスタ等を、分光センサ1の外部と電気的に接続するために用いられる。光検出器3は、例えば、赤外線検出器であって、InGaAs等が用いられた量子型センサ、又は、サーモパイル若しくはボロメータ等が用いられた熱型センサである。なお、紫外(UV)、可視、近赤外の各領域を検出する場合には、光検出器3としてシリコンフォトダイオード等を用いることができる。
[First Embodiment]
[Spectral sensor]
As shown in FIG. 1, the spectroscopic sensor (light detection device) 1 includes a wiring board 2, a light detector 3, a plurality of spacers (support members) 4, and a Fabry-Perot interference filter 10. . The wiring board 2 has a main surface 2A. On the main surface 2A of the wiring board 2, there is a mounting portion 2a on which the photodetector 3 is mounted, a plurality of electrode pads (bonding pads) 2b, and a mounting portion 2c on which a temperature compensation element such as a thermistor is mounted. Is provided. One of the electrode pads 2b is electrically connected to the mounting portion 2a by a wiring 2d. Other electrode pads 2b are electrically connected to the mounting portion 2c by the wiring 2d, and are used to electrically connect the thermistor and the like mounted on the mounting portion 2c to the outside of the spectroscopic sensor 1. The photodetector 3 is, for example, an infrared detector, and is a quantum type sensor using InGaAs or the like, or a thermal type sensor using a thermopile or a bolometer. Note that a silicon photodiode or the like can be used as the photodetector 3 when detecting each region of ultraviolet (UV), visible, and near infrared.

複数のスペーサ4は、配線基板2の主面2A上に固定されており、ファブリペロー干渉フィルタ10は、複数のスペーサ4上に固定されている。このようにして、複数のスペーサ4は、ファブリペロー干渉フィルタ10を支持し、ファブリペロー干渉フィルタ10は、配線基板2の主面2A上に配置される。このとき、ファブリペロー干渉フィルタ10への熱歪みの影響を抑制するために、複数のスペーサ4及びファブリペロー干渉フィルタ10は、可撓性を有する樹脂材料からなる接着部によって固定されることが好ましい。接着部を構成する樹脂材料としては、例えば、シリコーン系、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系、ハイブリッド等の各種の樹脂材料が用いられ得る。好ましくは、樹脂材料としては、弾性率(又はヤング率)が0.1GPa以下の材料が用いられる。さらに、当該樹脂材料は、室温硬化又は低温硬化のものから選択されることが望ましい。   The plurality of spacers 4 are fixed on the main surface 2 </ b> A of the wiring board 2, and the Fabry-Perot interference filter 10 is fixed on the plurality of spacers 4. In this way, the plurality of spacers 4 support the Fabry-Perot interference filter 10, and the Fabry-Perot interference filter 10 is disposed on the main surface 2 </ b> A of the wiring board 2. At this time, in order to suppress the influence of thermal distortion on the Fabry-Perot interference filter 10, the plurality of spacers 4 and the Fabry-Perot interference filter 10 are preferably fixed by an adhesive portion made of a flexible resin material. . As the resin material constituting the bonding portion, for example, various resin materials such as silicone, urethane, epoxy, acrylic, and hybrid can be used. Preferably, as the resin material, a material having an elastic modulus (or Young's modulus) of 0.1 GPa or less is used. Further, the resin material is preferably selected from those cured at room temperature or cured at low temperature.

また、複数のスペーサ4の材料としては、例えばシリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等が用いられ得る。特に、ファブリペロー干渉フィルタ10において特に複数のスペーサ4と接する部分との熱膨張係数差を緩和するために、複数のスペーサ4の材料は、ファブリペロー干渉フィルタ10の材料と比較して、その熱膨張係数が同等又は小さい材料であることが好ましい。一例として、ファブリペロー干渉フィルタ10をシリコン基板上に形成する場合には、複数のスペーサ4は、石英又はシリコンといった熱膨張係数の小さい材料で形成されることが望ましい。なお、上述のように配線基板2とスペーサ4とを別体として形成する構成に代えて、配線基板2の表面上にスペーサ4となる部分を一体形成した構成としてもよい。光検出器3は、配線基板2とファブリペロー干渉フィルタ10との間においてファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11と対向しており、ファブリペロー干渉フィルタ10を透過した光を検出する。なお、サーミスタ等の温度センサを配線基板2上に設置してもよい。   Moreover, as a material of the plurality of spacers 4, for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used. In particular, in order to alleviate the difference in thermal expansion coefficient between the Fabry-Perot interference filter 10 and the portion in contact with the plurality of spacers 4 in particular, the material of the plurality of spacers 4 is less than that of the material of the Fabry-Perot interference filter 10. It is preferable that the materials have the same or a small expansion coefficient. As an example, when the Fabry-Perot interference filter 10 is formed on a silicon substrate, the plurality of spacers 4 are preferably formed of a material having a low thermal expansion coefficient such as quartz or silicon. Instead of the configuration in which the wiring substrate 2 and the spacer 4 are formed separately as described above, a configuration in which a portion to be the spacer 4 is integrally formed on the surface of the wiring substrate 2 may be employed. The photodetector 3 is opposed to the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10 between the wiring board 2 and the Fabry-Perot interference filter 10, and detects light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10. A temperature sensor such as a thermistor may be installed on the wiring board 2.

後述するように、配線基板2、光検出器3、複数のスペーサ4及びファブリペロー干渉フィルタ10は、配線基板2がステム上に固定され且つファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11がキャップの光透過窓に対向した状態で、CANパッケージ内に収容されている。配線基板2の電極パッド2b及びファブリペロー干渉フィルタ10の端子12,13は、ステムを貫通するリードピンのそれぞれとワイヤボンディングによって電気的に接続されている。光検出器3に対する電気信号の入出力等は、リードピン、電極パッド2b及び実装部2aを介して行われる。ファブリペロー干渉フィルタ10への電圧の印加は、リードピン及び端子12,13を介して行われる。   As will be described later, the wiring board 2, the photodetector 3, the plurality of spacers 4, and the Fabry-Perot interference filter 10 are configured such that the wiring board 2 is fixed on the stem and the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10 is the cap light. It is accommodated in the CAN package in a state facing the transmission window. The electrode pad 2b of the wiring board 2 and the terminals 12 and 13 of the Fabry-Perot interference filter 10 are electrically connected to each of the lead pins that penetrate the stem by wire bonding. Input / output of an electrical signal to / from the photodetector 3 is performed via the lead pin, the electrode pad 2b, and the mounting portion 2a. A voltage is applied to the Fabry-Perot interference filter 10 through lead pins and terminals 12 and 13.

以下、スペーサ4の配置について説明する。スペーサ4は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11における光の透過方向から見た場合に、光透過領域11の周囲領域(光透過領域11を含まない領域であって、光透過領域11を囲む領域)の内側と、この周囲領域の外側とを連通する開口部を有するように配置されている。ここで、本明細書において、ある要素(例えばスペーサ4)が開口部を有するとは、当該要素がある領域(例えば光透過領域11)を隙間なく囲む環状のものではなく、少なくとも一箇所において切れ目を有していることを意味する。当該要素と開口部との長さの関係は、特に限定されるものではない。例えば、光透過領域11を囲む円、多角形等の図形の周上のうち一部にスペーサ4が設けられており、かつ全部にスペーサ4が設けられていなければ、スペーサ4は開口部を有しているものとする。なお、ファブリペロー干渉フィルタ10を安定的に設置するために、スペーサ4は、光の透過方向から見た場合に少なくとも光透過領域11の両側に配置されていることが好ましい。開口部を有するスペーサ4の具体例としては、直線状に延びる2本のスペーサ4を互いに平行に配置した場合(図4(A)参照)、四角形の4つの頂点のそれぞれに柱状のスペーサ4を配置した場合(図9参照)、スペーサ4をU字状に配置した場合(図10(A)参照)等を含む。   Hereinafter, the arrangement of the spacers 4 will be described. When viewed from the light transmission direction of the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10, the spacer 4 is a region surrounding the light transmission region 11 (a region not including the light transmission region 11, the light transmission region 11 being It is arranged so as to have an opening that communicates the inside of the surrounding area) and the outside of the surrounding area. Here, in this specification, an element (for example, the spacer 4) has an opening means that the element (for example, the light transmission region 11) does not have an annular shape surrounding the region (for example, the light transmission region 11) without a gap, and is broken at least at one place. It means that it has. The length relationship between the element and the opening is not particularly limited. For example, if the spacer 4 is provided on a part of the circumference of a figure such as a circle or a polygon surrounding the light transmission region 11 and the spacer 4 is not provided on the whole, the spacer 4 has an opening. Suppose you are. In order to stably install the Fabry-Perot interference filter 10, the spacers 4 are preferably disposed at least on both sides of the light transmission region 11 when viewed from the light transmission direction. As a specific example of the spacer 4 having an opening, when two linearly extending spacers 4 are arranged in parallel to each other (see FIG. 4A), a columnar spacer 4 is provided at each of four vertices of a square. This includes the case where the spacer 4 is arranged (see FIG. 9), the case where the spacer 4 is arranged in a U-shape (see FIG. 10A), and the like.

本実施形態の分光センサ1においては、スペーサ4として、互いに平行に配置された2本の直線状のスペーサ4A,4Bが用いられている。これらのスペーサ4A,4Bは、スペーサ4A,4Bのそれぞれにおける同じ側の端部同士の間に、二点鎖線で示される開口部A1を有している。言い換えれば、スペーサ4A,4Bと2つの開口部A1,A1とにより、光透過領域11を囲む四角形が形成されている。この四角形における2辺には、スペーサ4A,4Bが設けられており、他の2辺には、スペーサ4A,4Bが設けられておらず、開口部A1,A1が形成されている。   In the spectroscopic sensor 1 of the present embodiment, two linear spacers 4A and 4B arranged in parallel to each other are used as the spacer 4. These spacers 4A and 4B have an opening A1 indicated by a two-dot chain line between end portions on the same side of each of the spacers 4A and 4B. In other words, a square surrounding the light transmission region 11 is formed by the spacers 4A and 4B and the two openings A1 and A1. Spacers 4A and 4B are provided on two sides of the quadrangle, and spacers 4A and 4B are not provided on the other two sides, and openings A1 and A1 are formed.

また、分光センサ1では、実装部2aに接続された電極パッド2bは、配線基板2の主面2A上において、光透過領域11の周囲領域R1に配置されている。この電極パッド2bは、その全部が周囲領域R1内に配置されていてもよいし、その一部のみが周囲領域R1内に配置されていてもよい。   In the spectroscopic sensor 1, the electrode pad 2 b connected to the mounting portion 2 a is disposed in the peripheral region R 1 of the light transmission region 11 on the main surface 2 A of the wiring board 2. The electrode pad 2b may be entirely disposed in the surrounding region R1, or only a part of the electrode pad 2b may be disposed in the surrounding region R1.

以上のように構成された分光センサ1では、測定光が入射すると、ファブリペロー干渉フィルタ10に印加している電圧に応じて、所定の波長を有する光がファブリペロー干渉フィルタ10を透過する。そして、ファブリペロー干渉フィルタ10を透過した光は、光検出器3で検出される。分光センサ1では、ファブリペロー干渉フィルタ10に印加する電圧を変化させながら、ファブリペロー干渉フィルタ10を透過した光を光検出器3で検出することで、分光スペクトルを得ることができる。   In the spectroscopic sensor 1 configured as described above, when measurement light is incident, light having a predetermined wavelength passes through the Fabry-Perot interference filter 10 in accordance with the voltage applied to the Fabry-Perot interference filter 10. The light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10 is detected by the photodetector 3. In the spectroscopic sensor 1, a spectral spectrum can be obtained by detecting the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10 with the photodetector 3 while changing the voltage applied to the Fabry-Perot interference filter 10.

[ファブリペロー干渉フィルタ]
図2に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10は、基板14を備えている。基板14の光入射側の表面14aには、反射防止層15、第1積層体30、犠牲層16及び第2積層体40がこの順序で積層されている。第1積層体30と第2積層体40との間には、枠状の犠牲層16によって空隙(エアギャップ)Sが形成されている。ファブリペロー干渉フィルタ10においては、第2積層体40に対して基板14の反対側から測定光が入射し、所定の波長を有する光が、ファブリペロー干渉フィルタ10の中央部に画定された光透過領域11を透過する。なお、基板14は、例えばシリコン、石英、ガラス等からなり、基板14がシリコンからなる場合には、反射防止層15及び犠牲層16は、例えば、酸化シリコンからなる。犠牲層16の厚みは、200nm〜10μmである。犠牲層16の厚みは、中心透過波長(すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ10が透過させる波長の可変範囲の中央である波長)の1/2の整数倍であることが好ましい。
[Fabry-Perot interference filter]
As shown in FIG. 2, the Fabry-Perot interference filter 10 includes a substrate 14. On the light incident side surface 14 a of the substrate 14, the antireflection layer 15, the first stacked body 30, the sacrificial layer 16, and the second stacked body 40 are stacked in this order. A gap (air gap) S is formed by the frame-shaped sacrificial layer 16 between the first stacked body 30 and the second stacked body 40. In the Fabry-Perot interference filter 10, measurement light is incident on the second stacked body 40 from the opposite side of the substrate 14, and light having a predetermined wavelength is transmitted through a light that is defined at the center of the Fabry-Perot interference filter 10. The region 11 is transmitted. The substrate 14 is made of, for example, silicon, quartz, glass or the like. When the substrate 14 is made of silicon, the antireflection layer 15 and the sacrificial layer 16 are made of, for example, silicon oxide. The thickness of the sacrificial layer 16 is 200 nm to 10 μm. The thickness of the sacrificial layer 16 is preferably an integral multiple of 1/2 of the central transmission wavelength (that is, the wavelength that is the center of the variable range of wavelengths transmitted by the Fabry-Perot interference filter 10).

第1積層体30のうち光透過領域11に対応する部分は、第1ミラー31として機能する。第1積層体30は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第1ミラー31を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層それぞれの光学厚みは、中心透過波長(可変波長範囲の中心波長)の1/4の整数倍であることが好ましい。   A portion corresponding to the light transmission region 11 in the first stacked body 30 functions as the first mirror 31. The first stacked body 30 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one. The optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the first mirror 31 is preferably an integral multiple of 1/4 of the center transmission wavelength (center wavelength in the variable wavelength range).

第2積層体40のうち光透過領域11に対応する部分は、空隙Sを介して第1ミラー31と対向する第2ミラー41として機能する。第2積層体40は、第1積層体30と同様に、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第2ミラー41を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層それぞれの光学厚みは、中心透過波長(可変波長範囲の中心波長)の1/4の整数倍であることが好ましい。   A portion of the second stacked body 40 corresponding to the light transmission region 11 functions as a second mirror 41 that faces the first mirror 31 with the gap S therebetween. Similar to the first stacked body 30, the second stacked body 40 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one. The optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the second mirror 41 is preferably an integral multiple of 1/4 of the center transmission wavelength (center wavelength in the variable wavelength range).

なお、第2積層体40において空隙Sに対応する部分には、第2積層体40の表面40aから空隙Sに至る複数の貫通孔40bが均一に分布されている。貫通孔40bは、第2ミラー41の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。貫通孔40bの直径は、100nm〜5μmであり、貫通孔40bの開口面積は、第2ミラー41の面積の0.01〜10%を占める。   A plurality of through holes 40b extending from the surface 40a of the second stacked body 40 to the space S are uniformly distributed in a portion corresponding to the space S in the second stacked body 40. The through hole 40b is formed to such an extent that the function of the second mirror 41 is not substantially affected. The diameter of the through hole 40 b is 100 nm to 5 μm, and the opening area of the through hole 40 b occupies 0.01 to 10% of the area of the second mirror 41.

ファブリペロー干渉フィルタ10においては、第1ミラー31及び第2ミラー41は、基板14に支持されている。そして、第1ミラー31は、基板14の光入射側に配置されており、第2ミラー41は、空隙Sを介して第1ミラー31の光入射側に配置されている。   In the Fabry-Perot interference filter 10, the first mirror 31 and the second mirror 41 are supported by the substrate 14. The first mirror 31 is disposed on the light incident side of the substrate 14, and the second mirror 41 is disposed on the light incident side of the first mirror 31 via the gap S.

第1ミラー31には、光透過領域11を囲むように第1電極17が形成されている。第1電極17は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。   A first electrode 17 is formed on the first mirror 31 so as to surround the light transmission region 11. The first electrode 17 is formed by doping a polysilicon layer with an impurity to reduce the resistance.

第1ミラー31には、光透過領域11を含むように第2電極18が形成されている。第2電極18は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。ポリシリコン層において、第2電極18の大きさは、光透過領域11の全体を含む大きさであることが好ましく、光透過領域11の大きさと略同一であってもよい。   A second electrode 18 is formed on the first mirror 31 so as to include the light transmission region 11. The second electrode 18 is formed by doping the polysilicon layer with impurities to reduce the resistance. In the polysilicon layer, the size of the second electrode 18 is preferably a size including the entire light transmission region 11, and may be substantially the same as the size of the light transmission region 11.

第2ミラー41には、第1電極17及び第2電極18と対向するように第3電極19が形成されている。第3電極19は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。   A third electrode 19 is formed on the second mirror 41 so as to face the first electrode 17 and the second electrode 18. The third electrode 19 is formed by doping the polysilicon layer with impurities to reduce the resistance.

ファブリペロー干渉フィルタ10においては、第2電極18は、第1ミラー31と第2ミラー41とが対向する対向方向Dにおいて、第1電極17に対して第3電極19の反対側に位置している。すなわち、第1電極17と第2電極18とは、第1ミラー31において同一平面上に配置されておらず、第2電極18は、第1電極17よりも第3電極19から離れている。   In the Fabry-Perot interference filter 10, the second electrode 18 is located on the opposite side of the third electrode 19 with respect to the first electrode 17 in the facing direction D in which the first mirror 31 and the second mirror 41 face each other. Yes. That is, the first electrode 17 and the second electrode 18 are not arranged on the same plane in the first mirror 31, and the second electrode 18 is farther from the third electrode 19 than the first electrode 17.

図1及び図2に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10に電圧を印加するための端子12は、光透過領域11を挟んで対向するように一対設けられている。各端子12は、第2積層体40の表面40aから第1積層体30に至る貫通孔内に配置されており、配線21を介して、第1電極17と電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of terminals 12 for applying a voltage to the Fabry-Perot interference filter 10 are provided so as to face each other with the light transmission region 11 interposed therebetween. Each terminal 12 is disposed in a through hole extending from the surface 40 a of the second stacked body 40 to the first stacked body 30, and is electrically connected to the first electrode 17 via the wiring 21.

図1及び図2に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10に電圧を印加するための端子13は、光透過領域11を挟んで対向するように一対設けられている。なお、一対の端子12が対向する方向と、一対の端子13が対向する方向とは、直交している。各端子13は、配線22を介して、第3電極19と電気的に接続されている。また、第3電極19は、配線23を介して、第2電極18とも電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of terminals 13 for applying a voltage to the Fabry-Perot interference filter 10 are provided so as to face each other with the light transmission region 11 in between. The direction in which the pair of terminals 12 face each other and the direction in which the pair of terminals 13 face each other are orthogonal. Each terminal 13 is electrically connected to the third electrode 19 via the wiring 22. The third electrode 19 is also electrically connected to the second electrode 18 through the wiring 23.

図2に示されるように、第1積層体30の表面30aには、端子13から対向方向Dに沿って延びる配線23を囲むように環状に延在するトレンチ26、及び第1電極17の内縁に沿って環状に延在するトレンチ27が設けられる。トレンチ26は、第1電極17と配線23とを電気的に絶縁している。トレンチ27は、第1電極17と第1電極17の内側の領域とを電気的に絶縁している。各トレンチ26,27内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。   As shown in FIG. 2, on the surface 30 a of the first stacked body 30, the trench 26 extending in an annular shape so as to surround the wiring 23 extending from the terminal 13 along the facing direction D, and the inner edge of the first electrode 17. A trench 27 extending in a ring shape is provided. The trench 26 electrically insulates the first electrode 17 and the wiring 23. The trench 27 electrically insulates the first electrode 17 and a region inside the first electrode 17. The region in each of the trenches 26 and 27 may be an insulating material or a gap.

第2積層体40の表面40aには、端子12を囲むように環状に延在するトレンチ28が設けられている。トレンチ28の底面は、犠牲層16に達している。トレンチ28は、端子12と第3電極19とを電気的に絶縁している。トレンチ28内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。   A trench 28 extending in an annular shape so as to surround the terminal 12 is provided on the surface 40 a of the second stacked body 40. The bottom surface of the trench 28 reaches the sacrificial layer 16. The trench 28 electrically insulates the terminal 12 and the third electrode 19. The region in the trench 28 may be an insulating material or a gap.

基板14の光出射側の表面14bには、反射防止層51、第3積層体52、中間層53及び第4積層体54がこの順序で積層されている。反射防止層51及び中間層53は、それぞれ、反射防止層15及び犠牲層16と同様の構成を有している。第3積層体52及び第4積層体54は、それぞれ、基板14を基準として第1積層体30及び第2積層体40と対称の積層構造を有している。これらの反射防止層51、第3積層体52、中間層53及び第4積層体54によって、応力調整層50が構成されている。基板14と応力調整層50とによって、支持体が構成される。なお、基板14単体を支持体としてもよい。応力調整層50は、基板14の光出射側に配置されており、基板14の反りを抑制する機能を有している。応力調整層50には、光透過領域11を含むように開口50aが設けられている。応力調整層50の光出射側の表面50bには、遮光層29が形成されている。遮光層29は、アルミニウム等からなり、測定光を遮光する機能を有している。   An antireflection layer 51, a third stacked body 52, an intermediate layer 53, and a fourth stacked body 54 are stacked in this order on the surface 14 b on the light emitting side of the substrate 14. The antireflection layer 51 and the intermediate layer 53 have the same configuration as the antireflection layer 15 and the sacrificial layer 16, respectively. The third stacked body 52 and the fourth stacked body 54 have a stacked structure that is symmetrical to the first stacked body 30 and the second stacked body 40, respectively, with respect to the substrate 14. The antireflection layer 51, the third stacked body 52, the intermediate layer 53, and the fourth stacked body 54 constitute a stress adjusting layer 50. The substrate 14 and the stress adjustment layer 50 constitute a support. The substrate 14 alone may be used as a support. The stress adjustment layer 50 is disposed on the light emission side of the substrate 14 and has a function of suppressing warpage of the substrate 14. An opening 50 a is provided in the stress adjustment layer 50 so as to include the light transmission region 11. A light shielding layer 29 is formed on the light emitting surface 50 b of the stress adjustment layer 50. The light shielding layer 29 is made of aluminum or the like and has a function of shielding measurement light.

以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ10においては、端子12,13を介して第1電極17と第3電極19との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第1電極17と第3電極19との間に発生する。それによって、第2ミラー41は、基板14に固定された第1ミラー31側に引き付けられるように駆動され、第1ミラー31と第2ミラー41との距離が調整される。ファブリペロー干渉フィルタ10を透過する光の波長は、光透過領域11における第1ミラー31と第2ミラー41との距離に依存するため、第1電極17と第3電極19との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第2電極18は、電気的に接続された第3電極19と同電位となるため、光透過領域11において第1ミラー31及び第2ミラー41を平坦に保つための補償電極として機能する。   In the Fabry-Perot interference filter 10 configured as described above, when a voltage is applied between the first electrode 17 and the third electrode 19 via the terminals 12 and 13, an electrostatic force corresponding to the voltage is generated. Occurs between the first electrode 17 and the third electrode 19. Accordingly, the second mirror 41 is driven so as to be attracted to the first mirror 31 fixed to the substrate 14, and the distance between the first mirror 31 and the second mirror 41 is adjusted. Since the wavelength of the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10 depends on the distance between the first mirror 31 and the second mirror 41 in the light transmission region 11, it is applied between the first electrode 17 and the third electrode 19. By adjusting the voltage, the wavelength of transmitted light can be appropriately selected. At this time, since the second electrode 18 has the same potential as the electrically connected third electrode 19, the second electrode 18 functions as a compensation electrode for keeping the first mirror 31 and the second mirror 41 flat in the light transmission region 11. To do.

[分光センサの製造工程]
次に、図3〜8を参照して、本実施形態に係る分光センサの製造工程について説明する。図3〜5及び図8は、製造工程を示すための平面図であり、図6は、図5(B)に対応する側面図であり、図7は図5(B)のVII−VII線断面図及びその一部拡大図である。図3(A)に示されるように、まず、ステム6を用意する。ステム6は、例えばTO−CANステムである。ステム6は、円盤状のベース6aに、導電性を有するリードピン6bが貫通した構成を有する。
[Manufacturing process of spectroscopic sensor]
Next, with reference to FIGS. 3-8, the manufacturing process of the spectroscopic sensor which concerns on this embodiment is demonstrated. 3-5 and FIG. 8 are plan views for illustrating the manufacturing process, FIG. 6 is a side view corresponding to FIG. 5 (B), and FIG. 7 is a line VII-VII in FIG. 5 (B). It is sectional drawing and its one part enlarged view. As shown in FIG. 3A, first, the stem 6 is prepared. The stem 6 is, for example, a TO-CAN stem. The stem 6 has a configuration in which a conductive lead pin 6b passes through a disk-shaped base 6a.

次に、図3(B)に示されるように、ステム6のベース6aの上に配線基板2を配置し、ベース6aと配線基板2とを樹脂により接着する。配線基板2の上には、光検出器3を固定するための実装部2aと、複数の電極パッド2b(ボンディングパッド)と、サーミスタ7を配置するための実装部2cと、が配置されている。実装部2a,2cは、それぞれ別個の電極パッド2bと、配線2dにより電気的に接続されている。   Next, as shown in FIG. 3B, the wiring board 2 is disposed on the base 6a of the stem 6, and the base 6a and the wiring board 2 are bonded with resin. On the wiring board 2, a mounting portion 2a for fixing the photodetector 3, a plurality of electrode pads 2b (bonding pads), and a mounting portion 2c for disposing the thermistor 7 are disposed. . The mounting portions 2a and 2c are electrically connected to separate electrode pads 2b and wirings 2d, respectively.

次に、図4(A)に示されるように、配線基板2の実装部2a,2c上に、それぞれ光検出器3及びサーミスタ7を配置する。また、配線基板2上に2本の棒状部材であるスペーサ4A,4Bを、互いに平行に延びるように配置する。スペーサ4は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11における光の透過方向(紙面に垂直な方向)から見た場合に、二つの開口部A1,A1を有するように設けられる。開口部A1,A1は、光透過領域11の周囲領域R1の内側と、周囲領域R1の外側と、を連通する。光検出器3が実装された実装部2aに電気的に接続された電極パッド2bは、配線基板2の主面2A上において、光透過領域11の周囲領域R1内に配置される。   Next, as shown in FIG. 4A, the photodetector 3 and the thermistor 7 are disposed on the mounting portions 2a and 2c of the wiring board 2, respectively. In addition, spacers 4A and 4B, which are two rod-shaped members, are arranged on the wiring board 2 so as to extend in parallel with each other. The spacer 4 is provided so as to have two openings A1 and A1 when viewed from the light transmission direction (direction perpendicular to the paper surface) in the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10. The openings A1 and A1 communicate the inner side of the surrounding region R1 of the light transmission region 11 and the outer side of the surrounding region R1. The electrode pad 2b electrically connected to the mounting portion 2a on which the photodetector 3 is mounted is disposed in the peripheral region R1 of the light transmission region 11 on the main surface 2A of the wiring board 2.

2本のスペーサ4A,4Bは、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11における光の透過方向から見た場合に、光透過領域11の周囲領域に配置される。すなわち、スペーサ4A,4Bは、光透過領域11における光の透過方向から見た場合に、光透過領域11から離間して配置される。なお、サーミスタ7については省略してもよい。   The two spacers 4 </ b> A and 4 </ b> B are arranged in a peripheral region of the light transmission region 11 when viewed from the light transmission direction in the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10. That is, the spacers 4 </ b> A and 4 </ b> B are arranged apart from the light transmission region 11 when viewed from the light transmission direction in the light transmission region 11. The thermistor 7 may be omitted.

次に、図4(B)に示されるように、光検出器3、サーミスタ7、電極パッド2bと、ステム6のリードピン6bとを、ワイヤ8を用いてワイヤボンディングにより電気的に接続する。ワイヤ8の材質は、例えば金(Au)である。   Next, as shown in FIG. 4B, the photodetector 3, the thermistor 7, the electrode pad 2 b and the lead pin 6 b of the stem 6 are electrically connected using wire 8 by wire bonding. The material of the wire 8 is, for example, gold (Au).

ここで、光検出器3に電気的に接続された電極パッド2bは、配線基板2の主面2A上において、光透過領域11の周囲領域R1内に配置されている。また、光検出器3に電気的に接続された電極パッド2bに接続されるワイヤ8は、スペーサ4A,4Bの間に形成された開口部A1を経由して、ステム6のリードピン6bに接続されている。   Here, the electrode pad 2 b electrically connected to the photodetector 3 is disposed in the peripheral region R 1 of the light transmission region 11 on the main surface 2 A of the wiring substrate 2. The wire 8 connected to the electrode pad 2b electrically connected to the photodetector 3 is connected to the lead pin 6b of the stem 6 via the opening A1 formed between the spacers 4A and 4B. ing.

次に、図5(A)に示されるように、スペーサ4にダイボンド樹脂5(接着部)を塗布する。ここで、ダイボンド樹脂5は、光透過領域11における光の透過方向から見た場合に、光透過領域11の周囲領域の内側と、この周囲領域の外側と、を連通する開口部を有するように設けられる。ここで、ダイボンド樹脂5が開口部を有するとは、ダイボンド樹脂5が切れ目のない環状となっていないことを意味し、先にスペーサ4について例示したのと同様の形状を含む。具体的には、ダイボンド樹脂5は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11における光の透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタ10の両方の側のみに配置されるように塗布される。図5(A)に示される例の場合には、ダイボンド樹脂5は、スペーサ4A,4Bの上面の略全長にわたって塗布される。   Next, as shown in FIG. 5A, a die bond resin 5 (adhesive portion) is applied to the spacer 4. Here, when viewed from the light transmission direction in the light transmission region 11, the die bond resin 5 has an opening that communicates the inside of the peripheral region of the light transmission region 11 and the outside of the peripheral region. Provided. Here, the fact that the die bond resin 5 has an opening means that the die bond resin 5 is not in a continuous annular shape, and includes the same shape as exemplified for the spacer 4 previously. Specifically, the die bond resin 5 is applied so as to be disposed only on both sides of the Fabry-Perot interference filter 10 when viewed from the light transmission direction in the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10. . In the example shown in FIG. 5A, the die bond resin 5 is applied over substantially the entire length of the upper surfaces of the spacers 4A and 4B.

次に、図5(B)に示されるように、スペーサ4の上にファブリペロー干渉フィルタ10を配置する。これにより、ファブリペロー干渉フィルタ10は、ダイボンド樹脂5を介してスペーサ4の上に固定される(光検出器3の上に離間してファブリペロー干渉フィルタ10が配置される)。このとき、ファブリペロー干渉フィルタ10は、ファブリペロー干渉フィルタ10のボンディングパッドとしての端子12,13に対応する位置にスペーサ4が配置されるように配置される。さらに、ファブリペロー干渉フィルタ10の端子12,13とステム6のリードピン6bとを、ワイヤ8により電気的に接続する。ワイヤ8の材質は、例えば金(Au)である。   Next, as shown in FIG. 5B, the Fabry-Perot interference filter 10 is disposed on the spacer 4. As a result, the Fabry-Perot interference filter 10 is fixed on the spacer 4 via the die bond resin 5 (the Fabry-Perot interference filter 10 is disposed apart from the photodetector 3). At this time, the Fabry-Perot interference filter 10 is disposed such that the spacer 4 is disposed at a position corresponding to the terminals 12 and 13 as bonding pads of the Fabry-Perot interference filter 10. Further, the terminals 12 and 13 of the Fabry-Perot interference filter 10 and the lead pin 6 b of the stem 6 are electrically connected by the wire 8. The material of the wire 8 is, for example, gold (Au).

図5(B)に対応する側面図を図6に示す。ファブリペロー干渉フィルタ10とスペーサ4A,4Bの間は、ダイボンド樹脂5により接着されている。   A side view corresponding to FIG. 5B is shown in FIG. The Fabry-Perot interference filter 10 and the spacers 4A and 4B are bonded by a die bond resin 5.

さらに、図5におけるVII−VII線断面図を図7(A)に示す。図7(A)における楕円EBにより囲まれた部分に相当する拡大図を図7(B)に示す。   Further, a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 5 is shown in FIG. An enlarged view corresponding to a portion surrounded by an ellipse EB in FIG. 7A is shown in FIG.

スペーサ4A及び4Bは、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11から離間している。また、ファブリペロー干渉フィルタ10の端子12,13に対応する位置、具体的には端子12,13の真下には、スペーサ4A,4Bが位置している。スペーサ4A,4Bの上面と、ファブリペロー干渉フィルタ10の遮光層29とが接するように、ファブリペロー干渉フィルタ10は、スペーサ4A,4Bの上面に接着されている。さらに、図7(B)に示されるように、スペーサ4Aの外側面4Aaは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外側面10aと比較して、僅かに外側に位置している。   The spacers 4 </ b> A and 4 </ b> B are separated from the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10. Further, spacers 4A and 4B are located at positions corresponding to the terminals 12 and 13 of the Fabry-Perot interference filter 10, specifically, directly below the terminals 12 and 13, respectively. The Fabry-Perot interference filter 10 is bonded to the upper surfaces of the spacers 4A and 4B so that the upper surfaces of the spacers 4A and 4B are in contact with the light shielding layer 29 of the Fabry-Perot interference filter 10. Further, as shown in FIG. 7B, the outer surface 4 </ b> Aa of the spacer 4 </ b> A is slightly outside the outer surface 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.

図5(B)に続く工程を図8に示す。図8に示されるように、ステム6のベース6aの上に、金属からなるキャップ9を取り付けて、ファブリペロー干渉フィルタ10及び光検出器3等を封止する。キャップ9は、略円柱状であり、その上面に円形の透過窓9aを備えている。透過窓9aは、ガラスやシリコン、ゲルマニウム等の、分光センサ1の適用波長範囲に対応した材料を用いた透過窓であってもよい。また、透過窓9aは、反射防止膜付き窓、又は適用波長範囲を制限するバンドパスフィルタであってもよい。図3〜8を参照して上述した製造工程により、分光センサ1が得られる。   The process following FIG. 5B is shown in FIG. As shown in FIG. 8, a cap 9 made of metal is attached on the base 6a of the stem 6 to seal the Fabry-Perot interference filter 10, the photodetector 3, and the like. The cap 9 has a substantially cylindrical shape and includes a circular transmission window 9a on the upper surface thereof. The transmission window 9a may be a transmission window using a material such as glass, silicon, germanium, or the like corresponding to the applicable wavelength range of the spectroscopic sensor 1. Further, the transmission window 9a may be a window with an antireflection film or a band-pass filter that limits the applicable wavelength range. The spectroscopic sensor 1 is obtained by the manufacturing process described above with reference to FIGS.

本実施形態の分光センサ1では、光透過領域11の周囲領域R1の内側と、周囲領域R1の外側と、を連通する開口部A1,A1がスペーサ4A,4Bに設けられている。このため、光検出器3に電気的に接続された電極パッド2bを光透過領域11の周囲領域の、スペーサ4A,4Bにより囲まれた領域の内側に配置した場合であっても、この電極パッド2bと他の素子とを電気的に接続するためのワイヤ8を、スペーサ4A,4Bの開口部A1を経由するように設けることにより、光検出器3に対する電気的な接続を確保することができる。したがって、ファブリペロー干渉フィルタ10における光の透過方向から見た場合に、光検出器3に電気的に接続された電極パッド2bを、ファブリペロー干渉フィルタ10の外側に配置する必要がない。したがって、分光センサ1の大きさをファブリペロー干渉フィルタ10の大きさとほぼ同等とすることができ、分光センサ1を小型化することができる。   In the spectroscopic sensor 1 of this embodiment, openings A1 and A1 that connect the inside of the surrounding region R1 of the light transmission region 11 and the outside of the surrounding region R1 are provided in the spacers 4A and 4B. For this reason, even when the electrode pad 2b electrically connected to the photodetector 3 is disposed inside the region surrounded by the spacers 4A and 4B in the peripheral region of the light transmission region 11, this electrode pad By providing the wire 8 for electrically connecting 2b and another element so as to pass through the opening A1 of the spacers 4A and 4B, the electrical connection to the photodetector 3 can be ensured. . Therefore, when viewed from the light transmission direction in the Fabry-Perot interference filter 10, it is not necessary to dispose the electrode pad 2 b electrically connected to the photodetector 3 outside the Fabry-Perot interference filter 10. Therefore, the size of the spectroscopic sensor 1 can be made substantially equal to the size of the Fabry-Perot interference filter 10, and the spectroscopic sensor 1 can be miniaturized.

また、スペーサ4A,4Bが開口部A1,A1を有するため、密閉された空間がファブリペロー干渉フィルタ10、スペーサ4及びダイボンド樹脂5によって形成されることがない。したがって、分光センサ1の製造時におけるダイボンド樹脂5の熱硬化時に、ファブリペロー干渉フィルタ10、スペーサ4及びダイボンド樹脂5によって囲まれた空気が熱膨張してダイボンド樹脂5を破裂させることがなくなる。これによりファブリペロー干渉フィルタ10のアライメントずれが生じて光学的特性が低下することを抑制することができる。さらに、光検出器3として例えばサーモパイル等のメンブレン構造を有する素子を用いた場合に、空気の熱膨張により光検出器3のメンブレン構造が破損することを防止することができる。   Further, since the spacers 4A and 4B have the openings A1 and A1, a sealed space is not formed by the Fabry-Perot interference filter 10, the spacer 4, and the die bond resin 5. Therefore, the air surrounded by the Fabry-Perot interference filter 10, the spacer 4, and the die bond resin 5 is not thermally expanded during the thermosetting of the die bond resin 5 at the time of manufacturing the spectroscopic sensor 1 and the die bond resin 5 is not ruptured. As a result, it is possible to prevent the Fabry-Perot interference filter 10 from being misaligned and the optical characteristics from being deteriorated. Furthermore, when an element having a membrane structure such as a thermopile is used as the photodetector 3, it is possible to prevent the membrane structure of the photodetector 3 from being damaged by the thermal expansion of air.

また、光検出器3に電気的に接続された電極パッド2bが、光透過領域11の周囲領域R1内の、スペーサ4A,4Bにより囲まれた領域の内側に配置されている。このため、この電極パッド2bと他の素子とを電気的に接続するための配線を、スペーサ4A,4Bの開口部A1を経由するように設けることにより、光検出器3に対する電気的な接続を確保することができる。したがって、電極パッド2bを、スペーサ4A,4Bにより囲まれた領域の外に配置した場合と比較して、電極パッド2bを配置するためのスペースが不要となり、分光センサ1を小型化することができる。   Further, the electrode pad 2 b electrically connected to the photodetector 3 is disposed inside the area surrounded by the spacers 4 </ b> A and 4 </ b> B in the peripheral area R <b> 1 of the light transmission area 11. For this reason, by providing a wiring for electrically connecting the electrode pad 2b and another element so as to pass through the opening A1 of the spacers 4A and 4B, the electrical connection to the photodetector 3 can be achieved. Can be secured. Therefore, compared with the case where the electrode pad 2b is arranged outside the region surrounded by the spacers 4A and 4B, a space for arranging the electrode pad 2b is not required, and the spectral sensor 1 can be downsized. .

また、ファブリペロー干渉フィルタ10は端子12,13を有し、スペーサ4A,4Bは、ファブリペロー干渉フィルタ10における光の透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタ10の端子12,13に対応する位置に配置されている。このため、分光センサ1の製造時におけるワイヤボンディング工程において、ファブリペロー干渉フィルタ10の端子12,13が、端子12,13に対応する位置に設けられたスペーサ4A,4Bにより支持されるため、ワイヤボンディング性を向上させることができる。   The Fabry-Perot interference filter 10 has terminals 12 and 13, and the spacers 4 </ b> A and 4 </ b> B correspond to the terminals 12 and 13 of the Fabry-Perot interference filter 10 when viewed from the light transmission direction in the Fabry-Perot interference filter 10. It is arranged at the position to do. For this reason, since the terminals 12 and 13 of the Fabry-Perot interference filter 10 are supported by the spacers 4A and 4B provided at the positions corresponding to the terminals 12 and 13 in the wire bonding step when the spectroscopic sensor 1 is manufactured, the wires Bondability can be improved.

また、ファブリペロー干渉フィルタ10が光透過領域11を有し、スペーサ4A,4Bが、ファブリペロー干渉フィルタ10における光の透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域11から離間している。したがって、スペーサ4A,4Bと光透過領域11とが離間しているため、分光センサ1の製造時において、ダイボンド樹脂5がはみ出した場合でも、ダイボンド樹脂5が光透過領域11に浸入することを抑制することができる。仮にダイボンド樹脂5が余分に塗布された場合であっても、余分なダイボンド樹脂5はスペーサ4A,4Bの下側へ伝うこととなり、これにより光透過領域11にダイボンド樹脂5が伝うことを防止することもできる。   The Fabry-Perot interference filter 10 has a light transmission region 11, and the spacers 4 </ b> A and 4 </ b> B are separated from the light transmission region 11 of the Fabry-Perot interference filter 10 when viewed from the light transmission direction in the Fabry-Perot interference filter 10. doing. Therefore, since the spacers 4A and 4B and the light transmission region 11 are separated from each other, the die bond resin 5 is prevented from entering the light transmission region 11 even when the die bond resin 5 protrudes when the spectroscopic sensor 1 is manufactured. can do. Even if the die bond resin 5 is applied excessively, the excess die bond resin 5 is transmitted to the lower side of the spacers 4A and 4B, thereby preventing the die bond resin 5 from being transmitted to the light transmitting region 11. You can also

また、図7(B)に示したように、スペーサ4Aの外側面がファブリペロー干渉フィルタ10の外側面と比較して僅かに外側に位置していることにより、ダイボンド樹脂5の樹脂のフィレットが形成されるため、確実に接着がなされる。   7B, the outer surface of the spacer 4A is located slightly outside the outer surface of the Fabry-Perot interference filter 10, so that the resin fillet of the die bond resin 5 is formed. Since it is formed, adhesion is ensured.

[変形例]
なお、図4(B)を参照して説明したスペーサ4の配置、及び図5(A)を参照して説明したダイボンド樹脂5の配置については、種々の変形をすることができる。例えば、図9に示されるように、矩形の配線基板2の4個の頂点のそれぞれの近傍に柱状のスペーサ4Cを配置し、4本のスペーサ4Cのそれぞれの上面にダイボンド樹脂5をドット状に塗布してもよい。
[Modification]
Various arrangements of the spacer 4 described with reference to FIG. 4B and the die bond resin 5 described with reference to FIG. 5A can be modified. For example, as shown in FIG. 9, columnar spacers 4C are arranged in the vicinity of each of the four apexes of the rectangular wiring board 2, and the die bond resin 5 is formed in a dot shape on the upper surface of each of the four spacers 4C. It may be applied.

また、図10(A)に示されるように、配線基板2上にU字状のスペーサ4Dを固定し、このU字状のスペーサ4Dの上面の略全長にわたってダイボンド樹脂5を塗布してもよい。   Further, as shown in FIG. 10A, a U-shaped spacer 4D may be fixed on the wiring board 2, and the die bond resin 5 may be applied over substantially the entire upper surface of the U-shaped spacer 4D. .

また、図10(B)に示されるように、配線基板2の4個の頂点のうち配線基板2の対角線上に位置する2つの頂点にL字型のスペーサ4Eを固定し、このスペーサ4Eの上面にわたってダイボンド樹脂5を塗布してもよい。   Further, as shown in FIG. 10B, L-shaped spacers 4E are fixed to two vertices located on the diagonal line of the wiring board 2 among the four vertices of the wiring board 2, and the spacer 4E The die bond resin 5 may be applied over the upper surface.

また、上記実施形態では、図2に示されるように、光透過領域11が開口50aより狭い領域であるとして説明を行ったが、本発明は、このような形態に限定されない。予め幅が絞られた光を入射光として導入する場合には、図2に示されるように、光透過領域11は開口50aより狭くなる。しかしながら、例えば、開口50aより幅の広い光を入射光として導入する場合には、開口50aが光透過領域11を画定する。本発明は、このような形態にも適用可能である。   In the above embodiment, as illustrated in FIG. 2, the light transmission region 11 is described as a region narrower than the opening 50 a, but the present invention is not limited to such a form. In the case where light having a narrowed width is introduced as incident light, the light transmission region 11 becomes narrower than the opening 50a as shown in FIG. However, for example, when light having a width wider than the opening 50 a is introduced as incident light, the opening 50 a defines the light transmission region 11. The present invention is also applicable to such a form.

また、例えば、光検出装置は、主面を有する配線基板と、配線基板の主面上に配置され、配線基板と電気的に接続された光検出器と、配線基板の主面上において光検出器の周囲に配置された支持部材と、光透過領域を有し、支持部材を介して配線基板の主面上に配置されたファブリペロー干渉フィルタと、を備え、支持部材は、光透過領域の周囲領域においてファブリペロー干渉フィルタを支持しており、支持部材は、光透過領域における光の透過方向から見た場合に、周囲領域の内側と周囲領域の外側とを連通する開口部を有する。   Further, for example, the photodetection device includes a wiring board having a main surface, a photodetector disposed on the main surface of the wiring board and electrically connected to the wiring board, and light detection on the main surface of the wiring board. And a Fabry-Perot interference filter having a light transmission region and disposed on the main surface of the wiring board via the support member, the support member having a light transmission region. The Fabry-Perot interference filter is supported in the surrounding region, and the support member has an opening that communicates the inside of the surrounding region and the outside of the surrounding region when viewed from the light transmission direction in the light transmitting region.

この光検出装置では、開口部は、支持部材に設けられている。このため、光検出器に電気的に接続されたボンディングパッドを光透過領域の周囲領域に配置した場合であっても、このボンディングパッドと他の素子とを電気的に接続するための配線を、支持部材の開口部を経由するように設けることにより、光検出器に対する電気的な接続を確保することができる。したがって、ファブリペロー干渉フィルタにおける光の透過方向から見た場合に、ボンディングパッドをファブリペロー干渉フィルタの外側に配置する必要がない。したがって、光検出装置の大きさをファブリペロー干渉フィルタの大きさとほぼ同等とすることができ、光検出装置を小型化することができる。   In this photodetection device, the opening is provided in the support member. For this reason, even when the bonding pad electrically connected to the photodetector is disposed in the peripheral region of the light transmission region, wiring for electrically connecting the bonding pad and other elements is provided. By providing the support member so as to pass through the opening of the support member, electrical connection to the photodetector can be ensured. Therefore, when viewed from the direction of light transmission in the Fabry-Perot interference filter, there is no need to dispose the bonding pad outside the Fabry-Perot interference filter. Therefore, the size of the photodetection device can be made substantially equal to the size of the Fabry-Perot interference filter, and the photodetection device can be miniaturized.

ここで、本発明の光検出装置では、光検出器に電気的に接続されたボンディングパッドの少なくとも一部は、周囲領域内に配置されていてもよい。この構成によれば、ボンディングパッドと他の素子とを電気的に接続するための配線を、支持部材の開口部を経由するように設けることにより、光検出器に対する電気的な接続を確保することができる。したがって、ボンディングパッドを、支持部材により囲まれた領域の外に配置した場合と比較して、ボンディングパッドを配置するためのスペースが不要となり、光検出装置を小型化することができる。   Here, in the light detection device of the present invention, at least a part of the bonding pads electrically connected to the light detector may be arranged in the surrounding region. According to this configuration, by providing wiring for electrically connecting the bonding pad and other elements so as to pass through the opening of the support member, electrical connection to the photodetector can be ensured. Can do. Therefore, as compared with the case where the bonding pad is disposed outside the region surrounded by the support member, a space for disposing the bonding pad becomes unnecessary, and the photodetection device can be downsized.

さらに、例えば光検出装置は、主面を有する搭載基板と、搭載基板の主面上に配置された光検出器と、搭載基板の主面上において光検出器の周囲に設けられた支持部材と、光透過領域を有し、支持部材を介して搭載基板の主面上に配置されたファブリペロー干渉フィルタと、を備え、支持部材は、光透過領域の周囲領域においてファブリペロー干渉フィルタを支持しており、支持部材は、光透過領域における光の透過方向から見た場合に、周囲領域の内側と周囲領域の外側とを連通する開口部を形成し、ファブリペロー干渉フィルタは、支持体と、支持体に固定された第1ミラーと、第1ミラーと空隙を介して対向し、第1ミラーに対して移動可能な第2ミラーと、を有し、支持部材とファブリペロー干渉フィルタとは、樹脂材料により形成された接着部によって互いに固定され、第1ミラーと第2ミラーとが対向する方向における空隙の厚さは、ファブリペロー干渉フィルタの支持体の厚さよりも小さい。   Further, for example, the photodetector includes a mounting substrate having a main surface, a photodetector disposed on the main surface of the mounting substrate, and a support member provided around the photodetector on the main surface of the mounting substrate. A Fabry-Perot interference filter having a light transmission region and disposed on the main surface of the mounting substrate via a support member, the support member supporting the Fabry-Perot interference filter in a peripheral region of the light transmission region The support member forms an opening that communicates the inside of the surrounding region and the outside of the surrounding region when viewed from the light transmission direction in the light transmitting region, and the Fabry-Perot interference filter includes the support, A first mirror fixed to the support, and a second mirror that is opposed to the first mirror via a gap and is movable with respect to the first mirror, the support member and the Fabry-Perot interference filter, Made of resin material Are secured together by a bonding portion, the thickness of the air gap in the direction in which the first mirror and the second mirror faces is less than the thickness of the support of the Fabry-Perot interference filter.

光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタは、ボンディングパッドを有し、支持部材は、透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタのボンディングパッドに対応する位置に配置されていてもよい。この構成によれば、光検出装置の製造時におけるワイヤボンディング工程において、ファブリペロー干渉フィルタのボンディングパッドが、当該ボンディングパッドに対応する位置に設けられた支持部材により支持されるため、ワイヤボンディング性を向上させることができる。   In the light detection device, the Fabry-Perot interference filter may have a bonding pad, and the support member may be disposed at a position corresponding to the bonding pad of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the transmission direction. According to this configuration, since the bonding pad of the Fabry-Perot interference filter is supported by the support member provided at the position corresponding to the bonding pad in the wire bonding process at the time of manufacturing the photodetector, the wire bonding property is improved. Can be improved.

光検出装置では、支持部材は、透過方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタの光透過領域から離間していてもよい。この構成によれば、支持部材と光透過領域とが離間しているため、光検出装置の製造時において、接着部に用いられる樹脂等の材料が接着部からはみ出した場合でも、この樹脂等の材料が光透過領域に浸入することを抑制することができる。   In the light detection device, the support member may be separated from the light transmission region of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the transmission direction. According to this configuration, since the support member and the light transmission region are separated from each other, even when a material such as a resin used for the bonding portion protrudes from the bonding portion at the time of manufacturing the photodetector, the resin or the like The material can be prevented from entering the light transmission region.

1…分光センサ(光検出装置)、2…配線基板、2A…主面、2b…電極パッド(ボンディングパッド)、3…光検出器、4,4A〜4E…スペーサ(支持部材)、10…ファブリペロー干渉フィルタ、11…光透過領域、12,13…端子(ボンディングパッド)、A1…開口部、R1…光透過領域11の周囲領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spectral sensor (light detection apparatus), 2 ... Wiring board, 2A ... Main surface, 2b ... Electrode pad (bonding pad), 3 ... Photo detector, 4, 4A-4E ... Spacer (support member), 10 ... Fabry Perot interference filter, 11... Light transmission region, 12, 13... Terminal (bonding pad), A1.

Claims (4)

主面を有する配線基板と、
前記配線基板の前記主面上に配置されたサーミスタと、
前記配線基板の前記主面上に配置され、前記配線基板と電気的に接続された光検出器と、
前記配線基板の前記主面上において前記光検出器及び前記サーミスタの周囲に配置される支持部材と、
光透過領域を有し、前記支持部材を介して前記配線基板の前記主面上に配置されたファブリペロー干渉フィルタと、を備え、
前記支持部材は、前記光透過領域の周囲領域において前記ファブリペロー干渉フィルタを支持しており、
前記支持部材は、前記光透過領域における光の透過方向から見た場合に、前記周囲領域を挟むように配置されると共に、前記周囲領域の内側と前記周囲領域の外側とを連通する第1開口部及び第2開口部を形成し、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、基板と、前記基板に固定された第1ミラーと、前記第1ミラーと空隙を介して対向し、前記第1ミラーに対して移動可能な第2ミラーと、を有し、
前記光検出器及び前記サーミスタは、前記配線基板の前記主面上において複数の前記支持部材に挟まれた領域に配置され、
前記光検出器には、前記第1開口部を経由するワイヤが接続され、
前記サーミスタには、前記第2開口部を経由するワイヤが接続される、光検出装置。
A wiring board having a main surface;
A thermistor disposed on the main surface of the wiring board;
A photodetector disposed on the main surface of the wiring board and electrically connected to the wiring board;
A support member disposed around the photodetector and the thermistor on the main surface of the wiring board;
A Fabry-Perot interference filter having a light transmission region and disposed on the main surface of the wiring board via the support member,
The support member supports the Fabry-Perot interference filter in a peripheral region of the light transmission region;
The support member is disposed so as to sandwich the surrounding area when viewed from the light transmission direction in the light transmission area, and communicates the inside of the surrounding area and the outside of the surrounding area. Forming a second portion and a second opening,
The Fabry-Perot interference filter includes a substrate, a first mirror fixed to the substrate, and a second mirror that faces the first mirror through a gap and is movable with respect to the first mirror. And
The photodetector and the thermistor are arranged in a region sandwiched between the plurality of support members on the main surface of the wiring board,
A wire passing through the first opening is connected to the photodetector.
A light detection device, wherein a wire passing through the second opening is connected to the thermistor.
前記支持部材は、棒状であり、
前記支持部材の数は、2本である、請求項1に記載の光検出装置。
The support member is rod-shaped,
The photodetection device according to claim 1, wherein the number of the support members is two.
前記ファブリペロー干渉フィルタは、ボンディングパッドを有し、
前記支持部材は、前記透過方向から見た場合に、前記ファブリペロー干渉フィルタのボンディングパッドに対応する位置に配置されている、請求項1又は2に記載の光検出装置。
The Fabry-Perot interference filter has a bonding pad,
The photodetecting device according to claim 1, wherein the support member is disposed at a position corresponding to a bonding pad of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the transmission direction.
前記支持部材は、前記透過方向から見た場合に、前記ファブリペロー干渉フィルタの前記光透過領域から離間している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光検出装置。
The photodetecting device according to claim 1, wherein the support member is separated from the light transmission region of the Fabry-Perot interference filter when viewed from the transmission direction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110989161A (en) * 2019-12-20 2020-04-10 华中科技大学鄂州工业技术研究院 FP chamber tunable filter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0792022A (en) * 1993-09-21 1995-04-07 Kurabo Ind Ltd Light detector
JP2005510756A (en) * 2001-11-28 2005-04-21 アイギス セミコンダクター インコーポレイテッド Package for electro-optic components
JP2009098210A (en) * 2007-10-12 2009-05-07 Konica Minolta Business Technologies Inc Fixing device
JP2012127917A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Denso Corp Wavelength selective infrared detector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0792022A (en) * 1993-09-21 1995-04-07 Kurabo Ind Ltd Light detector
JP2005510756A (en) * 2001-11-28 2005-04-21 アイギス セミコンダクター インコーポレイテッド Package for electro-optic components
JP2009098210A (en) * 2007-10-12 2009-05-07 Konica Minolta Business Technologies Inc Fixing device
JP2012127917A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Denso Corp Wavelength selective infrared detector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110989161A (en) * 2019-12-20 2020-04-10 华中科技大学鄂州工业技术研究院 FP chamber tunable filter
CN110989161B (en) * 2019-12-20 2022-04-05 华中科技大学鄂州工业技术研究院 FP chamber tunable filter

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