CN113366289A - 分光器和分光器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的分光器具备:支承体,其具有底壁部和配置于底壁部的一侧的侧壁部;光检测元件,其以隔着分光空间与底壁部的一侧的表面相对的方式由支承体支承;树脂成形层,其至少设置于底壁部的一侧的表面;以及反射层,其设置在树脂成形层上,在底壁部上构成光学功能部。树脂成形层具有:第1部分,其具有与光学功能部对应的形状;和第2部分,其包围第1部分,并且比第1部分薄。
Description
技术领域
本公开涉及分光器和分光器的制造方法。
背景技术
已知有一种分光器,其包括:支承体;设置于支承体的底壁部的表面的分光部;和以面向分光部的方式由支承体的侧壁部支承的光检测元件(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-354176号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在如上述那样的分光器中,存在如下述那样形成分光部的情况。即,在底壁部的表面配置树脂材料,通过成型模具将树脂材料成形为与分光部对应的形状,使树脂材料固化,形成树脂成形层。接着,在树脂成形层上形成反射层,而形成分光部。
在该情况下,当较薄地形成树脂成形层时,底壁部的表面状态的影响出现在树脂成形层,作为结果,存在分光精度降低的可能性。另一方面,当较厚地形成树脂成形层时,由分光器的使用环境的温度变化引起的树脂成形层的变形量变大,作为结果,存在分光精度降低的可能性。
因此,本公开的目的在于,提供可靠性高的分光器和这样的分光器的制造方法。
用于解决技术问题的技术手段
本公开的一方面的分光器包括:支承体,其具有底壁部和配置于底壁部的一侧的侧壁部;光检测元件,其以隔着分光空间与底壁部的一侧的表面相对的方式,由支承体支承;树脂成形层,其至少设置于底壁部的一侧的表面;以及反射层,其设置在树脂成形层上,在底壁部上构成光学功能部,树脂成形层具有:第1部分,具有与光学功能部对应的形状;和第2部分,包围第1部分,并且比第1部分薄。
在该分光器中,在树脂成形层,设置有反射层的第1部分,被比第1部分薄的第2部分包围。由此,不容易出现底壁部的表面状态的影响,并且由分光器的使用环境的温度变化引起的变形量不容易变大,能够在第1部分确保所需的足够的厚度,并且通过比第1部分薄的第2部分抑制树脂成形层从支承体剥离。由此,通过分光器,能够确保较高的可靠性。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,树脂成形层包含:至少形成于底壁部的一侧的表面的第1树脂层;和形成于第1树脂层上的第2树脂层,第1部分由第1树脂层和第2树脂层构成,第2部分由第1树脂层构成。由此,能够可靠地得到:具有作为与光学功能部对应的形状所需的足够的厚度的第1部分;和包围第1部分并且比第1部分薄的第2部分。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,第1树脂层比第2树脂层薄。由此,能够在由第1树脂层构成的第2部分,确保可填埋支承体的表面的凹凸且可抑制从支承体的剥离所需的足够的厚度,并且在由第1树脂层和第2树脂层构成的第1部分,确保由分光器的使用环境的温度变化引起的变形量难以变大所需的足够的厚度。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,光学功能部是分光部。由此,能够使分光部适当地发生所希望的光学功能。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,光学功能部是反射镜。由此,能够使反射镜适当地发挥所希望的光学功能。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,第1部分设置于底壁部的一侧的表面中的凹曲面。由此,即使在适当的树脂成形困难的凹曲面,也能够可靠地得到具有作为与光学功能部对应的形状所需的足够的厚度的第1部分。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,第2部分的至少一部分到达底壁部的一侧的表面与侧壁部的分光空间侧的表面的边界区域。由此,能够可靠地抑制树脂成形层从支承体剥离。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,第2部分的至少一部分到达侧壁部的分光空间侧的表面。由此,能够更可靠地抑制树脂成形层从支承体剥离。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,侧壁部在底壁部的一侧包围分光空间。由此,能够抑制杂散光进入分光空间。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,第1部分的厚度为21μm~210μm,第2部分的厚度为1μm~10μm。由此,在第1部分,能够抑制底壁部的表面状态的影响出现,或者由分光器的使用环境的温度变化引起的变形量变大,在第2部分中,能够抑制树脂成形层从支承体剥离。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,在树脂成形层中,在第1部分与第2部分之间,存在树脂成形层的厚度变化的区域。由此,在第1部分和第2部分各自,能够确保适当的厚度。
在本公开的一方面的分光器中,也可以为,第2部分的面积比第1部分的面积大。由此,能够更可靠地抑制树脂成形层从支承体剥离。
本公开的一方面的分光器的制造方法具备:第1工序,其中,准备具有底壁部和配置于底壁部的一侧的侧壁部的支承体;第2工序,其中,在底壁部的一侧的表面配置第1树脂材料,通过加热使第1树脂材料扩展为层状,使第1树脂材料固化,至少在底壁部的一侧的表面形成第1树脂层;第3工序,其中,在第1树脂层上配置第2树脂材料,通过成型模具将第2树脂材料成形为与光学功能部对应的形状,使第2树脂材料固化,至少在底壁部的一侧的表面形成第2树脂层;第4工序,其中,在第2树脂层上形成反射层;以及第5工序,其中,以隔着分光空间与底壁部的一侧的表面相对的方式,使光检测元件支承在支承体。
在该分光器的制造方法中,在具有与光学功能部对应的形状的第2树脂层,能够抑制底壁部的表面状态的影响出现,或者由分光器的使用环境的温度变化引起的变形量变大。因此,根据分光器的制造方法,能够得到可靠性高的分光器。
在本公开的一方面的分光器的制造方法中,也可以为,在第2工序中,通过调整第1树脂材料的量、加热温度和加热时间中的至少一者,来调整第1树脂层的扩展状态。由此,能够得到具有所希望的厚度和面积的第1树脂层。
在本公开的一方面的分光器的制造方法中,也可以为,第1树脂材料和第2树脂材料为相同的树脂材料。由此,能够得到稳定的树脂成形层。
发明效果
根据本公开,能够提供可靠性高的分光器和这样的分光器的制造方法。
附图说明
图1是一实施方式的分光器的立体图。
图2是沿图1所示的II-II线的分光器的截面图。
图3是沿图1所示的III-III线的分光器的截面图。
图4是示出一实施方式的分光器的制造方法的第2工序的图。
图5是图4所示的第2工序结束的时间点的支承体的立体图。
图6是示出一实施方式的分光器的制造方法的第3工序的图。
图7是示出通过实施例的方法制造的分光器的分光部的照片,以及通过比较例的方法制造的分光器的分光部的照片的图。
图8是示出通过实施例的方法制造的分光器的光谱形状的图。
图9是示出通过比较例的方法制造的分光器的光谱形状的图。
图10是图4所示的第2工序结束的时间点的支承体的立体图。
图11是图4所示的第2工序结束的时间点的支承体的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开的实施方式详细地进行说明。此外,在各图中对相同或者相当部分赋予相同的附图标记,省略重复的说明。
[分光器的结构]
如图1所示,分光器1包括支承体10和盖体20。在分光器1中,由支承体10和盖体20构成箱形的封装(package)2。支承体10构成为成形电路部件(MID:Molded InterconnectDevice),在支承体10设置有多个配线11。作为一例,分光器1呈X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的各方向上的长度为15mm以下的长方体状的形状。特别是,分光器1的Y轴方向上的长度被薄型化至数mm程度。
如图2和图3所示,在封装2内,设置有光检测元件30、树脂成形层40和反射层50。反射层50,作为光学功能部,构成反射镜51和分光部52。在光检测元件30设置有光通过部31、反射镜32和光检测部33。当从Z轴方向观察时,光通过部31、反射镜51、反射镜32、分光部52和光检测部33在与X轴方向平行的同一直线进行排列。
在分光器1中,沿Z轴方向通过光通过部31的光L1被反射镜51反射,被反射镜51反射的光L1被反射镜32反射。被反射镜32反射的光L1被分光部52分光并反射。被分光部52分光并反射的光中的0次光以外的光L2,入射于光检测部33并被光检测部33检测。这样一来,在分光器1中,包含从光通过部31至分光部52的光L1的光路和从分光部52至光检测部33的光L2的光路的分光空间S,形成于封装2内。
支承体10具有底壁部12和侧壁部13。底壁部12和侧壁部13由例如LCP(LiquidCrystal Polymer:液晶聚合物)等合成树脂形成为一体。在底壁部12的分光空间S侧(一侧)的表面12a,设置有凹部14和周边部15、16。侧壁部13配置于底壁部12的分光空间S侧。侧壁部13在底壁部12的分光空间S侧包围分光空间S。在本实施方式中,在从Z轴方向观察的情况下,侧壁部13呈包围凹部14和周边部15、16的矩形框状的形状。更具体而言,侧壁部13具有一对第1侧壁17和一对第2侧壁18。在从Z轴方向观察的情况下,一对第1侧壁17在X轴方向上隔着分光空间S相对。在从Z轴方向观察的情况下,一对第2侧壁18在Y轴方向上隔着分光空间S相对。
在侧壁部13设置有第1加宽部13a和第2加宽部13b。第1加宽部13a是在相对于分光空间S与底壁部12的相反侧(分光空间S的一侧),相比于分光空间S,在X轴方向上加宽的台阶部。第2加宽部13b是在相对于第1加宽部13a与底壁部12的相反侧(第1加宽部13a的一侧),相比于第1加宽部13a,在X轴方向和Y轴方向的各方向上加宽的台阶部。第2加宽部13b是由侧壁部13构成的开口部。在第1加宽部13a的底面,配置有各配线11的一端部作为端子11a。各配线11从第1加宽部13a经由第2加宽部13b以及第1侧壁17的外侧表面,如图1所示到达一个第2侧壁18的外侧表面18b。在外侧表面18b,配置有各配线11的另一端部作为端子11b。
如图2所示,在X轴方向上面向第1加宽部13a的侧面13a2,以与第1加宽部13a的底面13a1成钝角的方式倾斜。在X轴方向上面向的第2加宽部13b的侧面13b2,以与第2加宽部13b的底面13b1成钝角的方式倾斜。由此,能够容易且高精度地引绕配线11,并且降低产生于配线11的应力。另外,在支承体10的与底壁部12相反侧的端面10a中的、配置配线11的区域10a1向底壁部12侧凹陷。由此,例如在分光器1的安装时等,能够防止配线11与其他部件接触,并且能够减少配线11的长度。
如图2和图3所示,凹部14的内面为凹曲面14a。即,底壁部12的表面12a包含凹曲面14a。在本实施方式中,凹曲面14a在X轴方向和Y轴方向的各方向上弯曲为曲面状。凹曲面14a例如呈与球面的一部分对应的形状。各周边部15、16在X轴方向上与凹部14邻接。在从Z轴方向观察的情况下,周边部15相对于凹部14位于一个第1侧壁17侧。在从Z轴方向观察的情况下,周边部16相对于凹部14位于另一个第1侧壁17侧。周边部15包含倾斜面15a。倾斜面15a以沿X轴方向越远离凹部14则沿Z轴方向越远离光检测元件30的方式倾斜。
光检测元件30配置于侧壁部13的第1加宽部13a。光检测元件30以隔着分光空间S与底壁部12的表面12a相对的方式,由侧壁部13支承。光检测元件30具有基板35。基板35由半导体材料(例如,硅等)形成为矩形板状。光通过部31是形成于基板35的光通过孔。在本实施方式中,光通过部31是在Y轴方向上延伸的隙缝,光通过部31的光L1的入射侧的端部在X轴方向和Y轴方向的各方向上朝向光L1的入射侧而逐渐扩展。反射镜32设置于基板35的分光空间S侧的表面35a中的、光通过部31与光检测部33之间的区域。反射镜32例如是由Al、Au等构成的金属膜。在本实施方式中,反射镜32是平面镜。
光检测部33设置于基板35的表面35a。更具体而言,光检测部33不是粘贴于基板35,而是被制作于由半导体材料构成的基板35。即,光检测部33由多个光电二极管构成,光电二极管形成于由半导体材料构成的基板35内的第1导电型的区域和设置于该区域内的第2导电型的区域。光检测部33例如构成为光电二极管阵列、C-MOS图像传感器、CCD图像传感器等,具有沿X轴方向排列的多个光检测通道。在光检测部33的各光检测通道,使具有不同波长的光L2入射。光检测部33构成为表面入射型的光电二极管,在基板35的表面35a,设置有用于对光检测部33输入输出电信号的多个端子36。
在第1加宽部13a相对的光检测元件30的端子36和配线11的端子11a,例如通过由Au、焊料等构成的多个凸块(连接部件)61进行电连接且物理连接。在光检测元件30与第1加宽部13a之间,以覆盖多个凸块61的方式,配置有由树脂构成的加强部件7。
盖体20配置于侧壁部13的第2加宽部13b。盖体20从光检测元件30分开。在盖体20与第2加宽部13b之间,配置有由树脂构成的接合部件4。盖体20具有光透过部件21和遮光层22。光透过部件21由使光L1透过的材料(例如,石英、硼硅酸玻璃(BK7)、派热克斯(Pyrex注册商标)玻璃、可伐合金玻璃等)形成为矩形板状。遮光层22设置于光透过部件21的分光空间S侧的表面21a。在遮光层22,以在Z轴方向上面向光检测元件30的光通过部31的方式,形成有光通过开口22a。在本实施方式中,光通过开口22a是在Y轴方向上延伸的隙缝。盖体20经由光透过部件21和遮光层22的光通过开口22a沿Z轴方向使光L1透过。
此外,在光L1为红外波段的光的情况下,作为光透过部件21的材料,硅、锗等也是有效的。另外,也可以对光透过部件21实施AR(Anti Reflection:抗反射)涂层,或者使其具有仅使规定波长的光透过的滤波功能。另外,作为遮光层22的材料,例如能够使用黑色光阻件(resist)、Al等。
树脂成形层40至少设置于底壁部12的表面12a。树脂成形层40通过使作为成形材料的树脂材料以规定的形状固化(例如,根据紫外线等的光固化、热固化等)而形成。
树脂成形层40具有第1部分41和第2部分42。第1部分41是具有与反射镜51和分光部52对应的形状的部分,设置于底壁部12的表面12a中的凹曲面14a。更具体而言,第1部分41包含具有与反射镜51对应的形状的部分41a以及与分光部52对应的形状的部分41b。在本实施方式中,与反射镜51对应的形状是凹面镜图案,与分光部52对应的形状是格栅图案(grating pattern)。第2部分42是包围第1部分41且比第1部分41薄的部分。在本实施方式中,第2部分42到达底壁部12的表面12a中的倾斜面15a、周边部16侧的第1侧壁17的内侧表面17a和各第2侧壁18的内侧表面18a,没有到达周边部15侧的第1侧壁17的内侧表面17a。这样一来,第2部分42的至少一部分超过底壁部12的表面12a与侧壁部13的分光空间S侧的表面的边界区域,并且到达侧壁部13的分光空间S侧的表面。
此外,也可以为,第1部分41设置于底壁部12的表面12a的整体,第2部分42不设置于底壁部12的表面12a。另外,也可以为,第1部分41的至少一部分到达侧壁部13的分光空间S侧的表面。即,第1部分41设置于底壁部12的表面12a的至少一部分即可,第2部分42如果为包围第1部分41且比第1部分41薄的部分,则设置于底壁部12的表面12a和侧壁部13的分光空间S侧的表面中、它们的至少一部分即可。
设置于底壁部12的表面12a的至少一部分的第1部分41,是以沿该至少一部分的表面形状的方式扩展的部分。设置于底壁部12的表面12a和侧壁部13的分光空间S侧的表面中、它们的至少一部分的第2部分42,是以沿该至少一部分的表面形状的方式,例如以大致均匀的厚度扩展的部分。在树脂成形层40,在第1部分41与第2部分42之间,存在树脂成形层40的厚度变化的区域。第2部分42的面积(支承体10的表面中第2部分42扩展的部分的面积)比第1部分41的面积(支承体10的表面中第1部分41扩展的部分的面积)大。在本实施方式中,底壁部12的表面12a和侧壁部13的分光空间S侧的表面,以不连续的状态(物理上彼此分离的状态、经由面与面的交线彼此连接的状态等)彼此连接,第2部分42的至少一部分经由不连续的部分到达侧壁部13的分光空间S侧的表面。此外,第2部分42的至少一部分到达侧壁部13的分光空间S侧的表面的至少一部分即可。当第2部分42的至少一部分到达侧壁部13的分光空间S侧的表面中的、隔着分光空间S而相对的一对侧壁(在本实施方式中,为一对第1侧壁17,一对第2侧壁18)的表面时,能够抑制树脂成形层40的剥离等。在本实施方式中,第1部分41的厚度为21μm~210μm,第2部分42的厚度为1μm~10μm。第2部分42的厚度优选为第1部分41的厚度的1/2以下,更优选为第1部分41的厚度的1/3以下。由此,能够抑制树脂成形层40整体的厚度,并且能够抑制在与支承体10直接接触的第2部分42产生的应力,作为结果,能够抑制在树脂成形层40的整体所产生的应力。与第1部分41和第2部分42各自的厚度有关的数值,为将填埋了支承体10的表面的凹凸的状态的表面作为0的情况的数值。此外,在第1部分41的厚度(第1部分41的各部的距支承体10的内侧表面的距离)变化的情况下,可以将其平均值视为第1部分41的厚度。另外,在第2部分42的厚度(第2部分42的各部的距支承体10的内侧表面的距离)变化的情况下,可以将其平均值视为第2部分42的厚度。
反射层50设置于树脂成形层40上。反射层50例如是由Al、Au等构成的金属膜。反射层50通过覆盖树脂成形层40中的至少第1部分41(更具体而言,至少部分41a、41b),而在底壁部12上构成反射镜51和分光部52。在本实施方式中,反射镜51是凹面镜,分光部52是具有沿X轴方向排列的多个格栅(grating)槽52a的反射型格栅。这样一来,反射镜51和分光部52隔着树脂成形层40设置于底壁部12的表面12a。
[分光器的制造方法]
首先,准备支承体10(第1工序)。接着,如图4的(a)所示,在底壁部12的表面12a(更具体而言,凹曲面14a)配置第1树脂材料43m(第2工序)。在本实施方式中,第1树脂材料43m是紫外线固化树脂。接着,如图4的(b)所示,通过加热使第1树脂材料43m扩展为层状。作为一例,通过在加热至100℃的热板上将支承体10载置5分钟,使第1树脂材料43m扩展为层状。当加热第1树脂材料43m时,第1树脂材料43m的粘度降低,第1树脂材料43m以填埋支承体10的表面的凹凸的方式通过毛细管现象而扩展。接着,如图4的(c)所示,通过紫外线的照射使第1树脂材料43m固化,至少在底壁部12的表面12a形成第1树脂层43(第2工序)。
在以上的第2工序中,通过调整第1树脂材料43m的量、加热温度和加热时间中的至少一者,来调整第1树脂层43的扩展状态(即,第1树脂层43的厚度、面积等)。例如,通过使第1树脂材料43m的量、加热温度和加热时间中的至少一者增加,能够使第1树脂层43的面积增加。在本实施方式中,如图5所示,第1树脂层43到达底壁部12的表面12a中的倾斜面15a、周边部16侧的第1侧壁17的内侧表面17a和各第2侧壁18的内侧表面18a。
接着,如图6的(a)所示,在第1树脂层43上(更具体而言,第1树脂层43中的形成于凹曲面14a的部分上)配置第2树脂材料44m(第3工序)。在本实施方式中,第2树脂材料44m是与第1树脂材料43m相同的紫外线固化树脂。接着,如图6的(b)所示,通过成型模具M将第2树脂材料44m成形为与反射镜51和分光部52(参照图2)对应的形状(第3工序)。在本实施方式中,成型模具M对于紫外线具有透过性。作为一例,使成型模具M相对于底壁部12的表面12a(更具体而言,凹曲面14a)以一定的距离(21μm~210μm)停止。接着,如图6的(c)所示,通过紫外线的照射使第2树脂材料44m固化,然后根据需要实施加热固化(cure),至少在底壁部12的表面12a形成第2树脂层44(第3工序)。
通过以上的第2工序和第3工序,树脂成形层40包含至少形成于底壁部12的表面12a的第1树脂层43和形成于第1树脂层43上的第2树脂层44。更具体而言,树脂成形层40的第1部分41由第1树脂层43和第2树脂层44构成,树脂成形层40的第2部分42由第1树脂层43构成。第1树脂层43比第2树脂层44薄。第1树脂层43的厚度是能够填埋支承体10的表面的凹凸的程度的厚度,为1μm~10μm。第2树脂层44的厚度是能够使与反射镜51和分光部52对应的形状成形的程度的厚度,为20μm~200μm。与第1树脂层43的厚度有关的数值,是将填埋了支承体10的表面的凹凸的状态的表面作为0的情况下的数值,与第2树脂层44的厚度有关的数值,是将第1树脂层43的表面作为0的情况下的数值。此外,在树脂成形层40中,有时不能判别第1树脂层43与第2树脂层44的边界。
接着,例如通过金属材料的蒸镀在第2树脂层44上形成反射层50(第4工序)。接着,以隔着分光空间S与底壁部12的表面12a相对的方式,使光检测元件30支承于侧壁部13(第5工序)。最后,使盖体20支承于侧壁部13,得到分光器1。
[作用和效果]
在分光器1中,在树脂成形层40,设置有反射层50的第1部分41被比第1部分41薄的第2部分42包围。由此,不容易出现底壁部12的表面状态的影响,并且由分光器1的使用环境的温度变化引起的变形量不容易变大,能够在第1部分41确保所需的足够厚度,并且通过比第1部分41薄的第2部分42抑制树脂成形层40从支承体10剥离。因此,能够在反射层50使反射镜51和分光部52适当地发挥所希望的光学功能。因此,根据分光器1,能够确保较高的可靠性。
特别是,在分光器1中,设置有反射镜51和分光部52这样的反射型的光学功能部,因此与透过型的光学功能部相比,支承体10的表面形状给予光学功能部的光学特性的影响变大。因此,树脂成形层40具有如上所述的第1部分41和第2部分42这一点,在设置有反射型的光学功能部的分光器1中,是极为有效的。
另外,在分光器1中,树脂成形层40的第1部分41由第1树脂层43和第2树脂层44构成,树脂成形层40的第2部分42由第1树脂层43构成。由此,能够可靠地得到具有作为与反射镜51和分光部52对应的形状所需的足够的厚度的第1部分41,以及包围第1部分41并且比第1部分41薄的第2部分42。
另外,在分光器1中,第1树脂层43比第2树脂层44薄。由此,能够在由第1树脂层43构成的第2部分42,确保可填埋支承体10的表面的凹凸且可抑制从支承体10的剥离所需的足够的厚度,并且在由第1树脂层43和第2树脂层44构成的第1部分41,确保由分光器1的使用环境的温度变化引起的变形量难以变大所需的足够的厚度。
另外,在分光器1中,树脂成形层40的第1部分41设置于底壁部12的表面12a中的凹曲面14a。由此,在适当的树脂成形困难的凹曲面14a,也能够可靠地得到具有作为与反射镜51和分光部52对应的形状所需的足够的厚度的第1部分41。
另外,在分光器1中,树脂成形层40的第2部分42的至少一部分到达侧壁部13的分光空间S侧的表面(即,内侧表面17a、18a)。由此,能够可靠地抑制树脂成形层40从支承体10剥离。
另外,在分光器1中,侧壁部13在底壁部12的分光空间S侧包围分光空间S。由此,能够抑制杂散光进入分光空间S。
另外,在分光器1中,树脂成形层40的第1部分41的厚度为21μm~210μm,树脂成形层40的第2部分42的厚度为1μm~10μm。由此,在第1部分41,能够抑制出现底壁部12的表面状态的影响,或者由分光器1的使用环境的温度变化引起的变形量变大,在第2部分42,能够抑制树脂成形层40从支承体10剥离。
另外,在分光器1中,在树脂成形层40,在第1部分41与第2部分42之间,存在树脂成形层40的厚度变化的区域。由此,在第1部分41和第2部分42的各部分,能够确保适当的厚度。另外,在该区域中树脂成形层40的厚度逐渐变化,在第1部分41与第2部分42之间没有急剧的厚度的变化,因此能够抑制应力集中。
另外,在分光器1中,第2部分42的面积比第1部分41的面积大。由此,能够更可靠地抑制树脂成形层40从支承体10剥离。
另外,在分光器1的制造方法中,在具有与反射镜51和分光部52对应的形状的第2树脂层44,能够抑制出现底壁部12的表面状态的影响,或者由分光器1的使用环境的温度变化引起的变形量变大。因此,根据分光器1的制造方法,能够得到可靠性高的分光器1。
另外,在分光器1的制造方法中,在第2工序中,通过调整第1树脂材料43m的量、加热温度和加热时间中的至少一者,来调整第1树脂层43的扩展状态。由此,能够得到具有所希望的厚度和面积的第1树脂层43。
另外,在分光器1的制造方法中,第1树脂材料43m和第2树脂材料44m是相同的树脂材料。由此,能够得到稳定的树脂成形层40。
在分光器1中,当考虑应使与光检测元件30的热膨胀率之差小、以及需要形成配线11等时,支承体10的材料选择的自由度受到限制。具体而言,支承体10的材料除了上述的合成树脂之外,限制于陶瓷等。这些材料与半导体、玻璃等相比,表面的凹凸(表面粗糙度)容易变大。支承体10的表面的凹凸大这一点,在使树脂成形层40的紧贴性提高这一点上是有效的,但是支承体10的表面状态的影响出现在树脂成形层40,并且成为在反射镜51和分光部52产生不需要的条纹样子、变形等的原因。另外,支承体10的表面的凹凸大这一点,也成为在树脂成形层40中残留空隙的原因。假设即使能够形成具有光滑的表面的支承体10,也存在树脂成形层40的紧贴性降低的可能性。在支承体10,在底壁部12的一侧配置有侧壁部13,因此通过涂敷和吹(blow)形成均匀的底涂层(用于提高树脂成形层40的紧贴性的基底层)也是困难的。在这样的状况下,根据上述的分光器1的制造方法,能够通过第1树脂层43,来缓和支承体10的表面的凹凸的影响,并且通过第2树脂层44,防止在反射镜51和分光部52产生不需要的条纹样子、变形等,或者树脂成形层40中残留空隙。此外,在不形成第1树脂层43,而仅将第2树脂层44直接且较厚地形成于底壁部12的表面12a的情况下,树脂成形层40中容易残留空隙,另外,由分光器1的使用环境的温度变化引起的树脂成形层40的变形量容易变大。
图7的(a)是通过实施例的方法制造的分光器1的分光部52的照片,图7的(b)是通过比较例的方法制造的分光器1的分光部52的照片。实施例的方法与上述的分光器1的制造方法相同,将第1树脂层43以厚度5μm形成,将第2树脂层44以厚度40μm形成。比较例的方法,仅在不形成第1树脂层43这一点与上述的分光器1的制造方法不同,并且将第2树脂层44以厚度40μm形成。在通过实施例的方法制造的分光器1的分光部52,如图7的(a)所示,没有产生不需要的条纹样子、变形等。与之相对,在通过实施例的方法制造的分光器1的分光部52,如图7的(b)所示,产生了不需要的条纹样子、变形等。
图8是示出通过实施例的方法制造的分光器1的光谱形状的图,图9是示出通过比较例的方法制造的分光器1的光谱形状的图。针对通过实施例的方法制造的分光器1,如图8所示,在多个样品中得到了良好的光谱形状。与之相对,针对通过比较例的方法制造的分光器1,如图9所示,与基准的分光器1(理想的分光器1)的光谱形状相比,各峰值的下端扩展,没有得到良好的光谱形状。
[变形例]
本公开不限定于上述的实施方式。例如,分光器1还可以具备由具有多个配线的柔性配线基板构成的配线单元。在该情况下,配线单元的各配线的一端部与配置于支承体10的外侧表面18b的各配线11的端子11b电连接且物理连接(参照图1),配线单元的各配线的另一端部例如构成为连接器。另外,支承体10不限定于由合成树脂形成,例如,也可以由AlN、Al2O3等陶瓷形成。另外,支承体10不限定于具有四边形筒状的侧壁部13,也可以具有四边形筒状以外的多边形筒状的侧壁部13,也可以具有圆形筒状、椭圆形筒状等的侧壁部13。另外,在支承体10,侧壁部13不限定于在底壁部12的分光空间S侧包围分光空间S,例如,也可以具有一对第1侧壁17,不具有一对第2侧壁18。另外,在侧壁部13,也可以不设置第1加宽部13a和第2加宽部13b。另外,在支承体10,也可以不设置配线11。在该情况下,与支承体10分体地设置的柔性配线基板也可以与光检测元件30电连接,光检测元件30也可以以与外部配线电连接的方式构成。另外,在支承体10,设置于底壁部12的表面12a的凹部14的内面不限定于凹曲面14a,例如也可以包含平坦的底面。
另外,也可以为,在光检测元件30,例如以位于反射镜32与分光部52之间的方式,设置0次光捕捉部(例如,形成于基板35的光通过孔等)。由此,能够使被分光部52分光并反射的光中的0次光入射于0次光捕捉部而被0次光捕捉部捕捉。另外,也可以为,光检测元件30例如通过安装在安装于支承体10的其他部件,而支承于支承体10。作为一例,也可以为,光检测元件30通过安装在挂于侧壁部13的支承部件,而支承于侧壁部13。在该情况下,可以将光通过部31、反射镜32和0次光捕捉部中的至少一者设置于该支承部件。另外,也可以为,光检测元件30例如与盖体20、支承部件等一起构成为光检测单元。在该情况下,也可以为,光检测元件30例如与设置于盖体20、支承部件等的配线电连接。
另外,也可以为,在第1加宽部13a相对的光检测元件30的端子36和配线11的端子11a,通过焊料层(连接部件)而电连接且物理连接。另外,也可以为,光检测部33构成为背面入射型的光电二极管。在该情况下,在基板35的与表面35a相反侧的表面配置多个端子36,因此对应的光检测元件30的端子36和配线11的端子11a通过导线(连接部件)电连接。另外,例如,在通过将分光部52构成为可移动或者可摆动的而使被分光部52分光并反射的多个光L2(具有不同波长的多个光L2)依次入射于光检测部33的情况下,光检测部33也可以构成为单元件(具有1个光检测通道的部件)。在该情况下,分光部52也可以设置在光检测元件30侧。作为一例,分光部52也可以在光检测元件30构成为可移动或者可摆动的,也可以在安装有光检测元件30的其他部件构成为可移动或者可摆动的,也可以在盖体20构成为可移动或者可摆动的。
另外,在以通过光通过部31的光L1被分光部分光并反射,并且被分光部分光并反射的光L2入射于光检测部33的方式构成分光器1的情况下,反射层50作为光学功能部构成分光部即可。在该情况下,第1部分41是具有与该分光部对应的形状的部分。即,第1部分41包含具有与该分光部对应的形状的部分。另外,在以通过光通过部31的光L1被第1反射镜反射,被第1反射镜反射的光L1被分光部分光并反射,被分光部分光并反射的光L2被第2反射镜反射,被第2反射镜反射的光L2入射于光检测部33的方式构成分光器1的情况下,反射层50作为光学功能部构成第1反射镜和第2反射镜即可。在该情况下,第1部分41是具有与该第1反射镜和该第2反射镜对应的形状的部分。更具体而言,第1部分41包含具有与该第1反射镜对应的形状的部分和具有与该第2反射镜对应的形状的部分。
在树脂成形层40,第2部分42也可以处于底壁部12的表面12a内。在该情况下,也能够可靠地抑制树脂成形层40从支承体10剥离。但是,如果第2部分42的至少一部分到达底壁部12的表面12a与侧壁部13的分光空间S侧的表面的边界区域,则能够更可靠地抑制树脂成形层40从支承体10剥离。
另外,在分光器1的制造方法的第2工序中,也可以通过使第1树脂材料43m的量、加热温度和加热时间中的至少一者增加,如图10所示,使第1树脂层43的面积增加。在图10所示的例子中,第1树脂层43到达第1加宽部13a的底面13a1。但是,各配线11的端子11a未被第1树脂层43覆盖。此外,作为用于不使第1树脂材料43m到达第1加宽部13a的底面13a1的作法,可以列举:使侧壁部13的分光空间S侧的表面与第1加宽部13a的底面13a1之间的边界区域平缓,或使该边界区域光滑,或者在该边界区域设置凹部或者凸部。但是,如果能够与光检测元件30电连接,各配线11的端子11a的一部分也可以被第1树脂层43覆盖。另外,在各配线11的端子11a未配置在第1加宽部13a的底面13a1的情况下,第1树脂层43也可以覆盖第1加宽部13a的底面13a1的整体。
另外,在分光器1的制造方法的第2工序中,也可以通过使第1树脂材料43m的量、加热温度和加热时间中的至少一者减少,如图11所示,来使第1树脂层43的面积减少。在图11所示的例子中,第1树脂层43处于凹曲面14a内。在该情况下,第1树脂层43也可以被第2树脂层44完全覆盖。
另外,在分光器1的制造方法的第2工序中,如果为由于加热而粘度降低并且由于光照射、加热等而固化的树脂材料,则能够用作第1树脂材料43m。同样地,在分光器1的制造方法的第3工序中,如果为能够通过成型模具M而成形并且由于光照射、加热等而固化的树脂材料,则能够用作第2树脂材料44m。另外,第1树脂材料43m和第2树脂材料44m也可以不是相同的树脂材料。另外,第3工序也可以实施多次。
另外,在分光器1所具备的各结构中,不限定于上述的材料和形状的一例,而能够适用各种各样的材料和形状。另外,上述的一个实施方式或者变形例中的各结构,能够任意地适用于其他实施方式或者变形例中的各结构。
附图标记说明
1……分光器、10……支承体、12……底壁部、12a……表面、13……侧壁部、14a……凹曲面、17a……内侧表面(表面)、18a……内侧表面(表面)、30……光检测元件、40……树脂成形层、41……第1部分、42……第2部分、43……第1树脂层、43m……第1树脂材料、44……第2树脂层、44m……第2树脂材料、50……反射层、51……反射镜(光学功能部)、52……分光部(光学功能部)、M……成型模具、S……分光空间。
Claims (15)
1.一种分光器,其特征在于,具备:
支承体,其具有底壁部和配置于所述底壁部的一侧的侧壁部;
光检测元件,其以隔着分光空间与所述底壁部的所述一侧的表面相对的方式,由所述支承体支承;
树脂成形层,其至少设置于所述底壁部的所述一侧的所述表面;以及
反射层,其设置在所述树脂成形层上,在所述底壁部上构成光学功能部,
所述树脂成形层具有:第1部分,其具有与所述光学功能部对应的形状;和第2部分,其包围所述第1部分,并且比所述第1部分薄。
2.根据权利要求1所述的分光器,其特征在于:
所述树脂成形层包含:至少形成于所述底壁部的所述一侧的所述表面的第1树脂层;和形成于所述第1树脂层上的第2树脂层,
所述第1部分由所述第1树脂层和所述第2树脂层构成,
所述第2部分由所述第1树脂层构成。
3.根据权利要求2所述的分光器,其特征在于:
所述第1树脂层比所述第2树脂层薄。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述光学功能部是分光部。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述光学功能部是反射镜。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述第1部分设置于所述底壁部的所述一侧的所述表面中的凹曲面。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述第2部分的至少一部分到达所述底壁部的所述一侧的所述表面与所述侧壁部的所述分光空间侧的表面的边界区域。
8.根据权利要求7所述的分光器,其特征在于:
所述第2部分的至少一部分到达所述侧壁部的所述分光空间侧的所述表面。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述侧壁部在所述底壁部的所述一侧包围所述分光空间。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述第1部分的厚度为21μm~210μm,所述第2部分的厚度为1μm~10μm。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的分光器,其特征在于:
在所述树脂成形层,所述第1部分与所述第2部分之间存在所述树脂成形层的厚度变化的区域。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的分光器,其特征在于:
所述第2部分的面积比所述第1部分的面积大。
13.一种分光器的制造方法,其特征在于,具备:
第1工序,其中,准备具有底壁部和配置于所述底壁部的一侧的侧壁部的支承体;
第2工序,其中,在所述底壁部的所述一侧的表面配置第1树脂材料,通过加热使所述第1树脂材料扩展为层状,使所述第1树脂材料固化,至少在所述底壁部的所述一侧的所述表面形成第1树脂层;
第3工序,其中,在所述第1树脂层上配置第2树脂材料,通过成型模具将所述第2树脂材料成形为与光学功能部对应的形状,使所述第2树脂材料固化,至少在所述底壁部的所述一侧的所述表面形成第2树脂层;
第4工序,其中,在所述第2树脂层上形成反射层;以及
第5工序,其中,以隔着分光空间与所述底壁部的所述一侧的所述表面相对的方式,使光检测元件支承在所述支承体。
14.根据权利要求13所述的分光器的制造方法,其特征在于:
在所述第2工序中,通过调整所述第1树脂材料的量、加热温度和加热时间中的至少一者,来调整所述第1树脂层的扩展状态。
15.根据权利要求13或14所述的分光器的制造方法,其特征在于:
所述第1树脂材料和所述第2树脂材料是相同的树脂材料。
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