CN105683726A - 光检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的光谱传感器(1A)的特征在于：具备：法布里-珀罗干涉滤光片(10)，具有光透过区域(11)；光检测器(3)，检测透过光透过区域(11)的光；垫片(4A,4B)，在光透过区域(11)的周围区域支撑法布里-珀罗干涉滤光片(10)；芯片键合树脂(5)，粘结法布里-珀罗干涉滤光片(10)和垫片(4A,4B)。芯片键合树脂(5)在从光透过区域(11)中的光的透过方向来看的情况下具有连通周围区域的内侧和周围区域的外侧的一个开口部(A2)。

Description

光检测装置
技术领域
本发明涉及具备法布里-珀罗干涉滤光片的光检测装置。
背景技术
例如在专利文献1中记载有现有的光检测装置。在该光检测装置中，法布里-珀罗干涉滤光片通过粘结部被固定于具有贯通孔的支撑基板的一方的面上。另外，在光检测装置中，在支撑基板的另一方的面上受光元件被配置于对应于贯通孔的位置。在像这样的光检测装置中，法布里-珀罗干涉滤光片只让特定波长的光透过。透过干涉滤光片的光通过支撑基板的贯通孔入射到受光元件。法布里-珀罗干涉滤光片具有夹住空隙并进行相对的一对反射镜。法布里-珀罗干涉滤光片进行透过的光的波长对应于该一对反射镜之间的距离而发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2012-173347号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在以上所述那样的光检测装置中，粘结部是以围绕法布里-珀罗干涉滤光片的光透过区域的形式被配置的。关于该结构，在光检测装置的周围的温度发生变化的情况下例如在支撑基板等会发生热应变(thermalstrain)，该热应变会传递到法布里-珀罗干涉滤光片。因此，会担忧法布里-珀罗干涉滤光片的一对反射镜之间的距离发生变化。在此情况下，在法布里-珀罗干涉滤光片的透过波长上产生变化。因此，法布里-珀罗干涉滤光片的透过波长的温度特性发生劣化。
因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制法布里-珀罗干涉滤光片的透过波长的温度特性发生劣化的光检测装置。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式所涉及的光检测装置的特征在于：具备：法布里-珀罗干涉滤光片，具有光透过区域；光检测器，检测透过光透过区域的光；支撑构件，在光透过区域的周围区域支撑法布里-珀罗干涉滤光片；粘结部，粘结法布里-珀罗干涉滤光片和支撑构件；粘结部在从光透过区域中的光的透过方向来看的情况下具有连通周围区域的内侧和周围区域的外侧的开口部。
在该光检测装置中，粘结法布里-珀罗干涉滤光片和支撑构件的粘结部在从光透过区域中的光的透过方向来看的情况下具有连通光透过区域的周围区域的内侧和该周围区域的外侧的开口部。为此，对于开口部来说能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片的周边构件的热应变通过粘结部而传递到法布里-珀罗干涉滤光片。因此，能够抑制法布里-珀罗干涉滤光片的透过波长的温度特性的劣化。
在此，本发明的一个形态所涉及的光检测器进一步具备连接相对于光检测器或者法布里-珀罗干涉滤光片被电连接的引线(wire)的一端并且相对于光检测器或者法布里-珀罗干涉滤光片输入或者输出电信号的引线连接部，引线连接部的上面也可以被配置于低于法布里-珀罗干涉滤光片的上面的位置。如果由该结构的话则会变得容易实行从法布里-珀罗干涉滤光片或者光检测器到引线销针的引线连接。
另外，引线连接部的上面也可以被配置于低于支撑构件的上面的位置。如果由该结构的话则会变得容易实行从法布里-珀罗干涉滤光片或者光检测器到引线销针的引线连接。
另外，引线连接部包含被电连接于光检测器的第1引线连接部、被电连接于法布里-珀罗干涉滤光片的第2引线连接部，第1引线连接部与法布里-珀罗干涉滤光片的距离成为最短的第1方向也可以相对于第2引线连接部与法布里-珀罗干涉滤光片的距离成为最短的第2方向进行交叉。如果由该结构的话则能够防止引线的配置发生复杂化，并且能够提高引线键合的操作性。
另外，粘结部在从透过方向来看的情况下也可以被设置于法布里-珀罗干涉滤光片的一方侧和邻接于其的一方侧。如果由该结构的话则能够稳定设置法布里-珀罗干涉滤光片。
在此，本发明的一个方式所涉及的光检测装置进一步具备配线基板，光检测器以及支撑构件也可以被固定于配线基板上。如果由该结构的话则能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片的周边构件的热应变从配线基板通过支撑构件以及连接部而传递到法布里-珀罗干涉滤光片。
另外，在本发明的一个方式所涉及的光检测装置中，支撑构件也可以被固定于光检测器上。如果由该结构的话则能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片的周边构件的热应变从配线基板通过光检测器以及连接部而传递到法布里-珀罗干涉滤光片。
另外，在本发明的一个方式所涉及的光检测装置中，粘结部在从透过方向来看的情况下也可以只被设置于法布里-珀罗干涉滤光片的一方侧。如果由该结构的话则能够在法布里-珀罗干涉滤光片的一方侧以外抑制来自被配置于法布里-珀罗干涉滤光片周边的构件的热应变通过连接部而传递到法布里-珀罗干涉滤光片。
另外，在本发明的一个方式所涉及的光检测装置中，支撑构件在从透过方向来看的情况下也可以具有连通周围区域的内侧和周围区域的外侧的开口部。如果由该结构的话则为了让光检测器等元件的为了电连接的引线键合穿过而能够利用支撑构件所具有的开口部。为此，在从光透过区域中的光的透过方向来看的情况下，能够将光检测器等元件的为了电连接的引线键合配置于与法布里-珀罗干涉滤光片相重叠的位置。因此，能够对光检测装置整体实施小型化。
另外，在本发明的一个方式所涉及的光检测装置中，法布里-珀罗干涉滤光片具有键合焊垫，支撑构件在从透过方向来看的情况下也可以被配置于对应于键合焊垫的位置。如果由该结构的话则在光检测装置制造时的引线键合工序中，法布里-珀罗干涉滤光片的键合焊垫被在对应于该键合焊垫的位置进行设置的支撑构件支撑。因此，能够提高引线键合性。
另外，在本发明的一个方式所涉及的光检测装置中，支撑构件在从透过方向来看的情况下也可以从光透过区域分开。如果由该结构的话则支撑构件与光透过区域分开。因此，在光检测装置制造时，即使是在被用于粘结部的树脂等材料从粘结部溢出的情况下也能够抑制该树脂等材料渗透侵入到光透过区域。
发明效果
根据本发明就变得能够提供一种能够抑制法布里-珀罗干涉滤光片的透过波长的温度特性发生劣化的光检测装置。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的光检测装置的分解立体图。
图2是法布里-珀罗干涉滤光片的截面图。
图3是表示第1实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图4是延续图3的第1实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图5是延续图4的第1实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图6是对应于图5(B)的侧面图。
图7是图5(B)中的VII-VII线截面图放大表示其一部分的示意图。
图8是延续图5的第1实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图9是表示第1实施方式所涉及的光检测装置的变形例的平面图。
图10是表示第1实施方式所涉及的光检测装置的变形例的平面。
图11是表示第1实施方式所涉及的光检测装置的变形例的平面。
图12是表示第1实施方式所涉及的光检测装置的变形例的平面。
图13是表示第2实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图14是延续图13的第2实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图15是延续图13的第2实施方式所涉及的光检测装置制造工序的平面图。
图16是表示延续图13的第2实施方式所涉及的光检测装置制造工序以及第2实施方式所涉及的光检测装置的变形例的示意图。
图17是表示第1实施方式所涉及的光检测装置的变形例的平面图。
具体实施方式
以下是参照附图并就本发明的优选的实施方式进行详细说明。还有，在各个附图中将相同符号标注于相同或者相当部分，并省略重复的说明。
[第1实施方式]
[光谱传感器]
如图1所示，光谱传感器(光检测装置)1A具备配线基板2、光检测器3、多个垫片(支撑构件)4、芯片键合树脂(diebondingresin)5、法布里-珀罗干涉滤光片10。在配线基板2上设置有安装部2a、多个电极焊垫2b以及安装部2c。在安装部2a安装有光检测器3。在安装部2c安装有例如热敏电阻等温度补偿用元件。电极焊垫2b_1由配线2d而与安装部2a相电连接。电极焊垫2b_2(不与安装部2a相电连接的电极焊垫2b_2)由配线2d而与被配置于配线基板2上的热敏电阻等相电连接。另外，电极焊垫2b_2(不与安装部2a相电连接的电极焊垫2b_2)使这些热敏电阻等与光谱传感器1A的外部相电连接。光检测器3例如是红外线检测器。对于该红外线检测器来说可以列举使用了InGaAs等的量子型传感器、或使用了温差电堆(thermopile)或者辐射热测量计(bolometer)等的热型传感器。还有，在检测紫外(UV)、可见、近红外各个区域的情况下，作为光检测器3能够使用硅光电二极管等。垫片4以及法布里-珀罗干涉滤光片10通过芯片键合树脂(diebondingresin)5而被互相粘结。另外，垫片4以及法布里-珀罗干涉滤光片10通过作为粘结剂起作用的芯片键合树脂(diebondingresin)5而被互相粘结的部分形成粘结部。
多个垫片4被固定于配线基板2上。法布里-珀罗干涉滤光片10被固定于多个垫片4上。就这样多个垫片4支撑法布里-珀罗干涉滤光片10。此时，为了抑制对法布里-珀罗干涉滤光片10的热应变影响，多个垫片4以及法布里-珀罗干涉滤光片10优选由芯片键合树脂(diebondingresin)5来进行固定。芯片键合树脂(diebondingresin)5是由具有可挠性的树脂材料构成。作为构成芯片键合树脂(diebondingresin)5的树脂材料例如可以使用硅酮类、聚氨脂类、环氧类、丙烯酸类、混合树脂等各种树脂材料。对于芯片键合树脂(diebondingresin)5来说优选使用作为树脂材料的弹性模量(或者杨氏模量)为0.1GPa以下的材料。再有，该树脂材料最好是选自室温固化或者低温固化的树脂。
在此，作为粘结垫片4和法布里-珀罗干涉滤光片10的粘结剂的芯片键合树脂(diebondingresin)5其固化后的硬度比粘结垫片4和配线基板2的粘结剂来得软。例如，垫片4与法布里-珀罗干涉滤光片10的固定适宜用由固化后的弹性模量为小于10MPa的硅酮类树脂材料构成的粘结剂来实行。另外，垫片4与配线基板2的固定适宜用由固化后的弹性模量为100MPa以上的环氧类的树脂材料构成的粘结剂来实行。由此，一方面垫片4与配线基板2的固定被牢固地实行，另一方面能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变通过粘结剂被传递到法布里-珀罗干涉滤光片10。
另外，作为多个垫片4的材料例如能够使用硅、陶瓷、石英、玻璃、塑料等。特别是在法布里-珀罗干涉滤光片10中为了缓和与接触于多个垫片4的部分的热膨胀系数差，多个垫片4的材料与法布里-珀罗干涉滤光片10的材料相比较优选其热膨胀系数相对同等或者相对较小的材料。作为一个例子在将法布里-珀罗干涉滤光片10形成于硅基板上的情况下，多个垫片4优选是用所谓石英或者硅的热膨胀系数小的材料来进行形成。还有，也可以取代如以上所述将配线基板2和垫片4作为分别的单体来形成的结构而做成将成为垫片4的部分一体形成于配线基板2的表面上的结构。
光检测器3在配线基板2与法布里-珀罗干涉滤光片10之间与法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11相对。另外，光检测器3检测透过法布里-珀罗干涉滤光片10的光。还有，也可以将热敏电阻等温度传感器设置于配线基板2上。
如后面所述配线基板2、光检测器3、多个垫片4以及法布里-珀罗干涉滤光片10被容纳于CAN封装容器(package)内。在该容纳状态下，配线基板2被固定于基座上并且法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11与间隙的光透过窗相对。配线基板2的电极焊垫2b通过引线键合而与贯通基座的各个引线销针电连接。另外，法布里-珀罗干涉滤光片10的端子12,13通过引线键合而与贯通基座的各个引线销针电连接。相对于光检测器3的电信号的输入输出等是通过引线销针、电极焊垫2b以及安装部2a来实行的。向法布里-珀罗干涉滤光片10施加电压是通过引线销针以及端子12,13来实行的。
以下是就垫片4以及芯片键合树脂(diebondingresin)5的配置进行说明。垫片4在从法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下是以具有连通光透过区域11的周围区域(是不包含光透过区域11的区域并且是围绕光透过区域11的区域)的内侧和该周围区域的外侧的开口部A1的形式进行配置的。在此，在本说明书中某一个要素(例如垫片4或者芯片键合树脂(diebondingresin)5)具有开口部是指该要素至少在一个地方具有断开处。换言之，该要素不是无间隙地围绕某一个区域(例如光透过区域11)的环状区域。该要素与开口部的长度的关系并没有特别的限定。例如，在围绕光透过区域11的圆以及多边形等图形的一周当中的一部分上设置垫片4，并且如果垫片4没有被设置于全部的话则垫片4就是具有开口部A1的垫片。还有，为了稳定地设置法布里-珀罗干涉滤光片10而优选垫片4在从光的透过方向来看的情况下至少被配置于光透过区域11的两侧。作为具有开口部的垫片4的具体例子有互相平行地配置以直线状进行延伸的2根垫片4的情况[参照图4(A)]。作为其他具体例子有以U字状配置垫片4的情况[参照图11(B)]。再有，作为其他具体例子有将柱状垫片4分别配置于四边形的四个顶点的情况[参照图12(A)]等。
在本实施方式的光谱传感器1A中，作为垫片4是使用被互相平行配置的2根直线状的垫片4A,4B。这些垫片4A,4B在各个垫片4A,4B上的相同侧的端部彼此之间具有以双点划线进行表示的开口部A1。换言之，由垫片4A,4B和2个开口部A1,A1来形成围绕光透过区域11的四边形。垫片4A,4B被设置于该四边形上的2边。另外，在另外2边上不设置垫片4A,4B。在另外2边上形成开口部A1,A1。
另外，芯片键合树脂5只被设置于垫片4A,4B当中的垫片4A的上面。换言之，芯片键合树脂5没有被设置于垫片4B的上表面。因此，法布里-珀罗干涉滤光片10的下表面相对于垫片4A的上表面由芯片键合树脂5而被粘结。但是，法布里-珀罗干涉滤光片10的下表面相对于垫片4B的上表面不被粘结。
芯片键合树脂5与以上所述的垫片4A,4B相同具有连通周围区域的内侧和周围区域的外侧的开口部。即，芯片键合树脂5在垫片4A的上表面遍布垫片4A的大致全长以直线状被配置。由该芯片键合树脂5和在图1中以U字状的双点划线进行表示的开口部A2形成围绕光透过区域11的四边形。在该四边形中的1条边上设置芯片键合树脂5。另外，在另外3条边上不设置芯片键合树脂5。在另外3条边上形成开口部A2。
在如以上所述进行构成的光谱传感器1A中，如果测定光进行入射的话，则具有规定波长的光对应于被施加于法布里-珀罗干涉滤光片10的电压而透过法布里-珀罗干涉滤光片10。然后，透过法布里-珀罗干涉滤光片10的光被光检测器3检测出。在光谱传感器1A中，通过一边使被施加于法布里-珀罗干涉滤光片10的电压变化，一边用光检测器3来检测透过法布里-珀罗干涉滤光片10的光，从而就能够获得分光光谱。
[法布里-珀罗干涉滤光片]
如图2所示，法布里-珀罗干涉滤光片10具备基板14。在基板14的光入射侧的表面14a上按反射防止层15、第1层叠体30、牺牲层16以及第2层叠体40这个顺序进行层叠。在第1层叠体30与第2层叠体40之间由框状的牺牲层16而形成空隙(气隙airgap)S。在法布里-珀罗干涉滤光片10上测定光相对于第2层叠体40从基板14的相反侧进行入射。于是，具有规定波长的光透过被划定于法布里-珀罗干涉滤光片10中央部的光透过区域11。还有，基板14例如是由硅、石英、玻璃等构成。在基板14是由硅进行构成的情况下，反射防止层15以及牺牲层16例如是由氧化硅构成。牺牲层16的厚度为200nm～10μm。牺牲层16的厚度优选为中心透过波长(即，透过法布里-珀罗干涉滤光片10的波长的可变范围的中央的波长)的1/2的整数倍。
第1层叠体30当中对应于光透过区域11的部分作为第1反射镜31起作用。第1层叠体30通过多层多晶硅层与多层氮化硅层被一层一层交替层叠而构成。构成第1反射镜31的多晶硅层以及氮化硅层各自的光学厚度优选为中心透过波长(可变波长范围的中心波长)的1/4的整数倍。
第2层叠体40当中对应于光透过区域11的部分作为经由空隙S与第1反射镜31相对的第2反射镜41起作用。第2层叠体40与第1层叠体30相同通过多层多晶硅层与多层氮化硅层被一层一层交替层叠来构成。构成第2反射镜41的多晶硅层以及氮化硅层各自的光学厚度优选为中心透过波长(可变波长范围的中心波长)的1/4的整数倍。
还有，多个贯通孔40b均匀地被分布于在第2层叠体40中对应于空隙S的部分。该贯通孔40b是从第2层叠体40的表面40a到空隙S。贯通孔40b是以实质上不影响到第2反射镜41的功能的程度进行形成的。贯通孔40b的直径为100nm～5μm。另外，贯通孔40b的开口面积占到第2反射镜41的面积的0.01～10％。
在法布里-珀罗干涉滤光片10中，第1反射镜31以及第2反射镜41被基板14支撑着。然后，第1反射镜31被配置于基板14的光入射侧。第2反射镜41经由空隙S被配置于第1反射镜31的光入射侧。
在第1反射镜31上以围绕光透过区域11的形式形成第1电极17。第1电极17是通过将杂质掺杂于多晶硅层并加以低电阻化来进行形成的。
在第1反射镜31上以包含光透过区域11的形式形成第2电极18。第2电极18是通过将杂质掺杂于多晶硅层并加以低电阻化来进行形成的。在多晶硅层中，第2电极18的大小优选为能够包含光透过区域11整体的大小。另外，第2电极18的大小也可以与光透过区域11的大小大致相同。
在第2反射镜41上形成第3电极19。第3电极19与第1电极17以及第2电极18相对。第3电极19是通过将杂质掺杂于多晶硅层并加以低电阻化来形成的。
在法布里-珀罗干涉滤光片10中，第2电极18在第1反射镜31与第2反射镜41进行相对的相对方向D上相对于第1电极17位于第3电极19的相反侧。即，第1电极17和第2电极18在第1反射镜31上不是被配置于同一个平面上。第2电极18比第1电极17更远离于第3电极19。
如图1以及图2所示，端子12是为了将电压施加于法布里-珀罗干涉滤光片10的端子。该端子12是以夹住光透过区域11并进行相对的形式被设置为一对。各个端子12被配置于从第2层叠体40的表面40a到第1层叠体30的贯通孔内。各个端子12通过配线21与第1电极17相电连接。
如图1以及图2所示，端子13是为了将电压施加于法布里-珀罗干涉滤光片10的端子。该端子13是以夹住光透过区域11并进行相对的形式被设置为一对。还有，一对端子12彼此相对的方向与一对端子13彼此相对的方向相正交。各个端子13通过配线22与第3电极19相电连接。另外，第3电极19通过配线23也与第2电极18相电连接。
如图2所示，在第1层叠体30的表面30a上设置沟槽26以及沟槽27。沟槽26是以围绕从端子13沿着相对方向D进行延伸的配线23的形式以环状进行延展。沟槽26将第1电极17与配线23电绝缘。沟槽27沿着第1电极17的内缘以环状进行延展。沟槽27将第1电极17与第1电极17的内侧的区域电绝缘。各个沟槽26,27内的区域既可以是绝缘材料也可以是空隙。
在第2层叠体40的表面40a上设置沟槽28。沟槽28是以围绕端子12的形式以环状进行延展。沟槽28的底面到达牺牲层16。沟槽28将端子12与第3电极19电绝缘。沟槽28内的区域既可以是绝缘材料也可以是空隙。
在基板14的光出射侧的表面14b上按反射防止层51、第3层叠体52、中间层53以及第4层叠体54这个顺序进行层叠。反射防止层51以及中间层53分别具有与反射防止层15以及牺牲层16相同的结构。第3层叠体52以及第4层叠体54分别将基板14作为基准而具有与第1层叠体30以及第2层叠体40相对称的层叠结构。由这些反射防止层51、第3层叠体52、中间层53以及第4层叠体54构成了应力调整层50。应力调整层50被配置于基板14的光出射侧并且具有抑制基板14发生翘曲的功能。在应力调整层50上以包含光透过区域11的形式设置有开口50a。在应力调整层50的光出射侧的表面50b上形成遮光层29。遮光层29由铝等构成，并且具有能够对测定光进行遮光的功能。
在以以上所述形式进行构成的法布里-珀罗干涉滤光片10中，如果经由端子12,13将电压施加于第1电极17与第3电极19之间的话，则对应于该电压的静电力将会产生于第1电极17与第3电极19之间。第2反射镜41由该静电力而以被吸引到在基板14上进行固定的第1反射镜31侧的形式被驱动。由该驱动来调整第1反射镜31与第2反射镜41的距离。透过法布里-珀罗干涉滤光片10的光的波长依存于光透过区域11中的第1反射镜31与第2反射镜41的距离。因此，通过调整施加于第1电极17与第3电极19之间的电压，从而就能够适宜选择进行透过的光的波长。此时，第2电极18成为与被电连接的第3电极19相同电位。因此，第2电极18作为用于在光透过区域11平坦地保持第1反射镜31以及第2反射镜41的补偿电极而起作用。
[光谱传感器的制造工序]
接着，参照附图3～8并就本实施方式所涉及的光谱传感器的制造工序作如下说明。图3～5以及图8是为了表示制造工序的平面图。图6是对应于图5(B)的侧面图。图7是图5(B)中的VII-VII线截面图以及其一部分的放大图。如图3(A)所示，首先准备基座6。基座6例如是TO-CAN基座。基座6具备具有导电性的引线销针6b贯通于圆盘状基底6a的结构。
接着，如图3(B)所示将配线基板2配置于基座6的基底6a之上。然后，用树脂将配线基板2粘结于基底6a。在配线基板2之上配置安装部2a、多个电极焊垫2b、安装部2c。在安装部2a上固定光检测器3。在安装部2c上配置热敏电阻7。安装部2a,2c由配线2d而与各个分别的电极焊垫2b相电连接。还有，在图3(B)中配线基板2是作为具有正方形平面形状的配线基板来进行表示的，但是并限定于此，例如如图17所示配线基板2A也可以具有在与光检测器3相连接的引线销针6b与法布里-珀罗干涉滤光片10的距离成为最短的方向上为长边的长方形平面形状。根据该结构，则引线销针6b与被配置于配线基板2的上表面的光检测器3等元件的电连接将会变得容易。
接着，如图4(A)所示在配线基板2的安装部2a上配置光检测器3。另外，在配线基板2的安装部2c上配置热敏电阻7。另外，在配线基板2上以互相平行地进行延伸的形式配置2根棒状构件即垫片4A,4B。如上所述垫片4在从法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11中的光的透过方向(垂直于纸面的方向)来看的情况下是以具有2个开口部A1,A1的形式进行设置的。
2根垫片4A,4B在从法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下是被配置于光透过区域11的周围区域。即，垫片4A,4B在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下是与光透过区域11分开来进行配置的。还有，关于热敏电阻7也可以省略。
接着，如图4(B)所示使用引线(wire)8并由引线键合来电连接光检测器3、热敏电阻7、电极焊垫2b_1,2b_2、基座6的引线销针6b_1(第1引线连接部)。引线8的材质例如为金(Au)。
接着，如图5(A)所示将芯片键合树脂5涂布于垫片4中的一个。如以上所述芯片键合树脂5在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下是以具有开口部A2的形式进行设置的。芯片键合树脂5在从法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下，是以只被配置于法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧的形式进行涂布的。所谓法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧，是指在从光的透过方向来看的情况下并且在从其中心部以放射状区分法布里-珀罗干涉滤光片10的情况下为占有中心部全周的四分之一程度的区域的这一侧。所谓法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧，是指例如在法布里-珀罗干涉滤光片10为矩形状的情况下为法布里-珀罗干涉滤光片10的一边的侧。在为图5(A)所表示的例子的情况下，芯片键合树脂5是遍布于垫片4A的上表面大致全长来进行涂布的。换言之，芯片键合树脂5没有被涂布于垫片4B的上表面。
接着，如图5(B)所示将法布里-珀罗干涉滤光片10配置于垫片4之上。由此，法布里-珀罗干涉滤光片10通过芯片键合树脂5被固定于垫片4之上(与光检测器3之上分开而配置法布里-珀罗干涉滤光片10)。此时，在对应于端子12,13的位置上配置垫片4。该端子12,13是作为法布里-珀罗干涉滤光片10的键合焊垫来行使其功能的。再有，由引线8将法布里-珀罗干涉滤光片10的端子12,13电连接于基座6的引线销针6b_2(第2引线连接部)。引线8的材质例如为金(Au)。
在此，法布里-珀罗干涉滤光片10与引线销针6b_2的连接方向(被连接于法布里-珀罗干涉滤光片10的引线销针6b_2与法布里-珀罗干涉滤光片10的距离成为最短的第2方向)同光检测器3与引线销针6b_1的连接方向(被连接于光检测器3的引线销针6b_1与法布里-珀罗干涉滤光片10的距离成为最短的第1方向)相交叉。根据该结构，能够防止引线8的配置发生复杂化并且能够提高引线键合的操作性。
将对应于图5(B)的侧面图表示于图6。法布里-珀罗干涉滤光片10相对于一个垫片4A由芯片键合树脂5进行粘结。另外，在另一个垫片4B上不涂布芯片键合树脂5。因此，法布里-珀罗干涉滤光片10相对于另一个垫片4B不被粘结。
再有，将图5中的VII-VII线截面图表示于图7(A)。将相当于围绕于图7(A)中的椭圆EB的部分的放大图表示于图7(B)。
垫片4A以及4B与法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11分开。另外，垫片4A,4B位于对应于法布里-珀罗干涉滤光片10的端子12,13的位置。具体地来说垫片4A,4B位于端子12,13正下方。法布里-珀罗干涉滤光片10以垫片4A,4B的上表面与法布里-珀罗干涉滤光片10的遮光层29进行接触的形式被粘结于垫片4A,4B的上表面。再有，如图7(B)所示，垫片4A的外侧面4Aa与法布里-珀罗干涉滤光片10的外侧面10a相比较相对只有一点点位于外侧。在1个实施方式中，如图7(A)所示沿着光的透过方向的配线基板2的厚度为0.3mm，垫片4B的高度为0.4mm，法布里-珀罗干涉滤光片10的厚度为0.6mm。另外，引线销针6b从基底6a的上表面突出的部分的高度为0.5mm。即，引线销针6b的上表面6c是处于比法布里-珀罗干涉滤光片10的上表面10b来得低的位置。另外，引线销针6b的上表面6c是处于比垫片4A,4B的上表面4Ab,4Bb来得低的位置。由此，变得容易进行从法布里-珀罗干涉滤光片10或者从光检测器3到引线销针6b的引线的连接。
将连续于图5(B)的工序表示于图8。如图8所示在基座6的基底6a之上安装由金属构成的帽子9。由该帽子9的安装就能够封闭法布里-珀罗干涉滤光片10以及光检测器3等。帽子9为大致圆柱状，在其上面具备圆形的透过窗9a。透过窗9a也可以是使用了对应于光谱传感器1A适用波长范围的材料的透过窗。作为该材料可以列举玻璃或硅、锗等。另外，透过窗9a也可以是附有反射防止膜的窗或者也可以是限制适用波长范围的带通滤波器。参照图3～8并由以上所述的制造工序来制得光谱传感器1A。
根据本实施方式的光谱传感器1A，则粘结法布里-珀罗干涉滤光片10和垫片4A的芯片键合树脂5在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下具有连通光透过区域11的周围区域的内侧和该周围区域的外侧的开口部A2。为此，在开口部A2能够抑制来自例如配线基板2等的法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变经由芯片键合树脂5被传递到法布里-珀罗干涉滤光片10。因此，能够抑制法布里-珀罗干涉滤光片10的透过波长的温度特性发生劣化。另外，能够减少在将法布里-珀罗干涉滤光片10粘结于垫片4A的上表面的时候的由于芯片键合树脂5固化时的收缩而引起的法布里-珀罗干涉滤光片10的歪曲。另外，能够减少在芯片键合树脂5为热固化性树脂的情况下的法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变的影响。因此，在法布里-珀罗干涉滤光片10上发生歪曲而使透过波长发生偏移的情况能够被抑制。
另外，在光谱传感器1A中，芯片键合树脂5在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下具有开口部A2。为此，被密闭的空间不会由法布里-珀罗干涉滤光片10、垫片4A,4B以及芯片键合树脂5来形成。因此，在光谱传感器1A制造过程的芯片键合树脂5的热固化时候被法布里-珀罗干涉滤光片10、垫片4A,4B以及芯片键合树脂5围起来的空气发生热膨胀而使芯片键合树脂5破裂的情况变得不存在。由此，法布里-珀罗干涉滤光片10的定位发生偏移而使得光学特性降低的情况能够抑制。再有，作为光检测器3例如在使用具有温差电堆(thermopile)等膜结构的元件的情况下能够防止光检测器3的膜结构由于空气的热膨胀而发生破损。
另外，光谱传感器1A进一步具备配线基板2，光检测器3以及垫片4A,4B被固定于配线基板2上。为此，能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变从配置基板2经由垫片4A,4B以及芯片键合树脂5被传递到法布里-珀罗干涉滤光片10。
另外，在光谱传感器1A中，粘结部在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下只被设置于法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧。为此，在除了法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧之外的地方能够抑制热应变从被配置于法布里-珀罗干涉滤光片10周边的构件例如配线基板2等经由粘结部被传递到法布里-珀罗干涉滤光片10。另外，粘结部只被设置于法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧。为此，能够进一步减少由于在芯片键合树脂5固化时的收缩而引起的法布里-珀罗干涉滤光片10的歪曲。另外，能够进一步减少在芯片键合树脂5为热固化性树脂的情况下的法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变的影响。为此，能够进一步抑制在法布里-珀罗干涉滤光片10上发生歪曲而使透过波长发生偏移。
另外，在光谱传感器1A中，垫片4A,4B在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下具有连通光透过区域11的周围区域的内侧和该周围区域的外侧的开口部A1。为此，为了使用于电连接光检测器3等元件的引线8通过而能够利用垫片4A,4B所具有的开口部A1。为此，在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下，能够将为了电连接光检测器3等元件的电极焊垫2b配置于与法布里-珀罗干涉滤光片10相重叠的位置。因此，能够对光谱传感器1A整体实行小型化。
另外，法布里-珀罗干涉滤光片10具有端子12,13。垫片4A,4B在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下是被配置于对应于端子12,13的位置。为此，在光谱传感器1A制造过程的引线键合工序中，法布里-珀罗干涉滤光片10的端子12,13由被设置于对应于端子12,13的位置的垫片4A,4B而被支撑。为此，稳定的引线键合就成为可能。因此，能够提高引线键合性。
另外，垫片4A,4B在从光透过区域11中的光的透过方向来看的情况下与法布里-珀罗干涉滤光片10的光透过区域11分开。由此，垫片4A与光透过区域11分开。因此，在制造光谱传感器1A的时候，即使是在芯片键合树脂5从垫片4A与法布里-珀罗干涉滤光片10之间溢出的情况下，也能够抑制芯片键合树脂5渗透侵入到光透过区域11。假如即使是芯片键合树脂5被过度涂布的情况，那么多余的芯片键合树脂5会向垫片4A的下侧顺延流动。由此，就能够防止芯片键合树脂5顺延流动到光透过区域11。
另外，如图7(B)所示垫片4A的外侧面与法布里-珀罗干涉滤光片10的外侧面相比较相对只有一点点位于外侧。由此，就形成了芯片键合树脂5的树脂圆角(fillet)。因此，确实地实现了粘结。
[变形例]
还有，关于参照图5(A)来进行说明的垫片4以及芯片键合树脂5的配置能够实行各种各样的变形。例如，如图9(A)所示也可以将芯片键合树脂5涂布成点状。该芯片键合树脂5在垫片4A的上表面中是被涂布于垫片4A的两端。另外，如图9(B)所示也可以将芯片键合树脂5涂布成点状。该芯片键合树脂5被涂布于位于垫片4A,4B的同一侧的端部。在这些情况下，点状的芯片键合树脂5之间的部分作为连通光透过区域的周围区域的内侧和外侧的开口部而起作用。
另外，也可以如图10(A)所示涂布芯片键合树脂5。该芯片键合树脂5是在垫片4A,4B双方的上表面遍布垫片4A,4B大致全长来进行涂布的。也可以如图10(B)所示涂布芯片键合树脂5。该芯片键合树脂5是以点状被涂布于垫片4A,4B各自的两端。另外，也可以如图11(A)所示涂布芯片键合树脂5。该芯片键合树脂5是被涂布于垫片4A,4B的端部中位于不同侧的2个端部。
再有，垫片4的形状以及配置也可以进行变更。例如，如图11(B)所示将U字状的垫片4C固定于配线基板2上。然后，也可以遍布该U字状的垫片4C的上面大致全长来涂布芯片键合树脂5。通过在邻接的2边(法布里-珀罗干涉滤光片10的一侧和与其邻接的一侧)形成粘结部，从而能够稳定地设置法布里-珀罗干涉滤光片10。另外，如图12(A)所示分别将柱状垫片4D固定于矩形状的配线基板2的4个顶点。然后，也可以以点状分别将芯片键合树脂5涂布于4根垫片4D的上表面。
另外，垫片4也可以是没有开口部A1的垫片。即，垫片4也可以是环状的垫片。例如，如图12(B)所示垫片4E也可以被配置于配线基板2上。该垫片4E为矩形状并且没有开口部。即使是在该情况下，只要被涂布于垫片4E上面的芯片键合树脂5有开口部的话即可。即，只要粘结部有开口部的话即可。该粘结部是通过垫片4和法布里-珀罗干涉滤光片10被芯片键合树脂5粘结来进行形成的。例如在图12(B)所表示的例子中，芯片键合树脂5被涂布成U字状。在图12(B)所表示的情况下，光检测器3通过引线8而与被配置于垫片4所围起来的区域的电极焊垫2e连接。该电极焊垫2e通过配线2d而与电极焊垫2b连接。因此，光检测器3被电连接于电极焊垫2b。在此，电极焊垫2e与电极焊垫2b之间的配线2d被配置于配线基板2的上表面与垫片4之间。在此，在配线基板2的上表面形成绝缘层。该绝缘层是以配线2d不与垫片4相直接接触的形式进行保护。还有，在图11(B)以及图12(B)中省略了热敏电阻7、被连接于热敏电阻7的引线8、配线2d。
还有，被涂布于法布里-珀罗干涉滤光片10的下表面的芯片键合树脂5的一部分也可以对垫片4与法布里-珀罗干涉滤光片10的粘结不作贡献。例如与图12(B)所表示的情况相反也可以是垫片4具有开口部并且芯片键合树脂5没有开口的结构。作为一个例子，如果芯片键合树脂5在法布里-珀罗干涉滤光片10的下表面以环状被涂布于光透过区域11的周边，而垫片4具有开口部的话也是可以的。即，只要在围绕光透过区域的圆以及多边形等图形的周中的一部分上，存在垫片4和法布里-珀罗干涉滤光片10未通过芯片键合树脂5被粘结的部分即可。
[第2实施方式]
接着，就第2实施方式所涉及的光检测装置作如下说明。第2实施方式所涉及的光谱传感器1B与第1实施方式所涉及的光谱传感器1A不相同的地方在于封装容器的形状。即，光谱传感器1B在其封装容器为表面安装用的SMD(SurfaceMountDevice)封装容器这一点上与使用了基座6的光谱传感器1A有所不同。
以下是就光谱传感器1B的制造工序进行说明。首先，准备图13所表示的SMD封装容器61。图13(A)是SMD封装容器61的平面图，图13(B)是SMD封装容器61的底面图。SMD封装容器61具有中空的大致长方体的形状。SMD封装容器61例如是按各个矩形的第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66这个顺序进行层叠来形成的。第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66的材质例如能够设定为陶瓷或树脂。还有，第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66既可以在分别作为单体来进行形成之后被层叠，也可以作为一体来成形。
第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66的外周面(侧面)在被层叠的状态下为大致同一个面。在第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66各自的中央部设置矩形的开口。第3层基板64的开口与第2层基板63的开口相比较相对较大。第4层基板65的开口与第3层基板64的开口相比较相对较大。第5层基板66的开口与第4层基板65的开口相比较相对较大。由该结构而在第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66被层叠的状态下，第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64以及第4层基板65的上表面的一部分从第5层基板66的开口露出。
在露出的第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64以及第4层基板65的上表面配置键合焊垫以及配线。在图13(A)所表示的例子中，在第1层基板62的上表面配置安装部62a、安装部62c。安装部62a是为了固定光检测器3的安装部。安装部62c是为了配置热敏电阻7的安装部。安装部62a,62c通过配线62d与各个分别的电极焊垫67电连接。配线62d是以通过第1层基板62与第2层基板63之间的形式被配置的。
在第2层基板63的上表面配置2个键合焊垫63a、被连接于各个键合焊垫63a的配线63b。键合焊垫63a通过配线63b而与各个分别的电极焊垫67电连接。配线63b是以通过第2层基板63与第3层基板64之间的形式被配置的。
在第4层基板65的上表面配置4个键合焊垫65a、被连接于各个键合焊垫65a的配线65b。键合焊垫65a通过配线65b而与各个分别的电极焊垫67电连接。配线65b是以通过第4层基板65与第5层基板66之间的形式被配置的。
在第1层基板62上设置贯通孔62e。贯通孔62e在制造光谱传感器1D的时候作为用于让热膨胀了的空气排出的通气口而起作用。
如图13(B)所示，在SMD封装容器61的底面的各条边上设置例如每边两个的电极焊垫67。还有，电极焊垫67的配置并不限定于图13(B)所表示的电极焊垫，也可以对应于光谱传感器1B所要求的功能作适当变更。
在准备了以上所述的SMD封装容器61之后如图14(A)所示将光检测器3安装于安装部62a之上。另外，在安装部62c之上安装热敏电阻7。然后，使用引线8并由引线键合来连接光检测器3与键合焊垫63a(引线连接部)之间。另外，使用引线8并由引线键合来连接热敏电阻7与键合焊垫63a之间。再有，以直线状将芯片键合树脂5涂布于第3层基板64的上表面中的沿着第3层基板64的开口的1边的部分。因此，即使是在第2实施方式的光谱传感器1B中也成为芯片键合树脂5以具有开口部的形式被配置。
接着，如图14(B)所示将法布里-珀罗干涉滤光片10固定于第3层基板64的上表面。由此，第3层基板64作为在光透过区域11的周围区域支撑法布里-珀罗干涉滤光片10的支撑构件而起作用。此时，芯片键合树脂5形成粘结第3层基板64和法布里-珀罗干涉滤光片10的粘结部。法布里-珀罗干涉滤光片10是以其端子12,13位于第3层基板64的开口的缘部之上的形式被配置的。还有，作为用于将法布里-珀罗干涉滤光片10固定于第3层基板64的上表面而使用粘结剂的芯片键合树脂5，比用于将光检测器3固定于第1层基板62的上表面而使用的粘结剂来得软。另外，在层叠作为各个单体来进行形成的第1层基板62、第2层基板63、第3层基板64、第4层基板65以及第5层基板66来形成SMD封装容器61的情况下，则比粘结分别邻接的基板彼此的粘结剂来得软。由此，一方面光检测器3与第1层基板62的固定或SMD封装容器61的形成被牢固地实行，一方面能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变通过粘结剂被传递到法布里-珀罗干涉滤光片10。
然后，使用引线8并由引线键合来将法布里-珀罗干涉滤光片10的端子12,13连接于键合焊垫65a。
最后，如图15(A)以及图15(B)所示将透过窗68固定于第5层基板66之上。图15(A)是由以上所述的制造工序制得的光谱传感器1B的平面图，图15(B)是图15(A)的B-B线截面图。透过窗68也可以是使用了对应于光谱传感器1B的适用波长范围的材料的透过窗。对于该材料来说可以列举玻璃或硅、锗等。另外，透过窗68也可以是附有反射防止膜的窗或者也可以是限制适用波长范围的带通滤波器。
还有，关于被涂布的芯片键合树脂5的配置并不限定于图14(A)所表示的配置，也可以有各种各样的变形。例如，也可以如图16(A)所示涂布芯片键合树脂5。该芯片键合树脂5被涂布成沿着第3层基板64的开口的周边部中的3边的U字状。在该情况下，沿着第3层基板64的开口的周边部中剩余1边的部分是作为开口部而起作用。
另外，关于透过窗68如图16(B)所示也可以使用设置了膜68C的透过窗68A。膜68C被设置于光进行透过的区域68B以外的部分，并且不会透过光。在该情况下，能够减少杂散光。作为膜68C能够使用具有遮光功能的膜或者能够使用具有光吸收功能的膜。
以上已就本发明的优选的实施方式作了说明。但是，本发明并不限定于以上所述的实施方式。例如，在第1实施方式的光谱传感器1A中，也可以垫片4不是在配线基板2之上，而被固定于光检测器3之上。在该情况下，能够抑制来自法布里-珀罗干涉滤光片10周边构件的热应变从配线基板2通过光检测器3以及芯片键合树脂5被传递到法布里-珀罗干涉滤光片。
另外，在以上所述实施方式中，如图2所示，对光透过区域11是比开口50a窄的区域的情况作了说明。但是，本发明并不限定于像这样的方式。在将宽度预先被缩小的光作为入射光来进行导入的情况下，如图2所示光透过区域11成为比开口50a来得窄。然而，例如在将比开口50a宽广的光作为入射光来进行导入的情况下，开口50a划定光透过区域11。本发明也能够适用于像这样的方式。
产业上的利用可能性
根据本发明的一个方式所涉及的光检测装置，能够抑制法布里-珀罗干涉滤光片的透过波长的温度特性发生劣化。
符号说明
1A,1B.光谱传感器(光检测装置)
2.配线基板
3.光检测器
4,4A～4E.垫片(支撑构件)
5.芯片键合树脂
10.法布里-珀罗干涉滤光片
11.光透过区域
12,13.端子(键合焊垫)
62.第1层基板(配线基板)
64.第3层基板(支撑构件)
A1.垫片4的开口部
A2.芯片键合树脂5的开口部

Claims (11)

1.一种光检测装置，其特征在于：
具备：
法布里-珀罗干涉滤光片，具有光透过区域；
光检测器，检测透过所述光透过区域的光；
支撑构件，在所述光透过区域的周围区域支撑所述法布里-珀罗干涉滤光片；
粘结部，粘结所述法布里-珀罗干涉滤光片和所述支撑构件；
在从所述光透过区域中的光的透过方向看的情况下，所述粘结部具有连通所述周围区域的内侧和所述周围区域的外侧的开口部。
2.如权利要求1所述的光检测装置，其特征在于：
进一步具备引线连接部，其连接于相对于所述光检测器或者所述法布里-珀罗干涉滤光片被电连接的引线的一端并且相对于所述光检测器或者所述法布里-珀罗干涉滤光片输入或者输出电信号，
所述引线连接部的上表面被配置于低于所述法布里-珀罗干涉滤光片的上表面的位置。
3.如权利要求2所述的光检测装置，其特征在于：
所述引线连接部的上表面被配置于低于所述支撑构件的上表面的位置。
4.如权利要求2或者3所述的光检测装置，其特征在于：
所述引线连接部包含被电连接于所述光检测器的第1引线连接部和被电连接于所述法布里-珀罗干涉滤光片的第2引线连接部，
所述第1引线连接部与所述法布里-珀罗干涉滤光片的距离成为最短的第1方向，相对于所述第2引线连接部与所述法布里-珀罗干涉滤光片的距离成为最短的第2方向交叉。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
在从所述透过方向看的情况下，所述粘结部被设置于所述法布里-珀罗干涉滤光片的一侧和与其邻接的一侧。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
进一步具备配线基板，
所述光检测器以及所述支撑构件被固定于所述配线基板上。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
所述支撑构件被固定于所述光检测器上。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
在从所述透过方向看的情况下，所述粘结部只被设置于所述法布里-珀罗干涉滤光片的一侧。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
在从所述透过方向看的情况下，所述支撑构件具有连通所述周围区域的内侧和所述周围区域的外侧的开口部。
10.如权利要求1～9中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
所述法布里-珀罗干涉滤光片具有键合焊垫，
在从所述透过方向看的情况下，所述支撑构件被配置于对应于所述键合焊垫的位置。
11.如权利要求1～10中任意一项所述的光检测装置，其特征在于：
在从所述透过方向看的情况下，所述支撑构件与所述光透过区域分开。
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