DE112020000587T5

DE112020000587T5 - Spektroskop und Spektroskop-Herstellverfahren

Info

Publication number: DE112020000587T5
Application number: DE112020000587.9T
Authority: DE
Inventors: Takafumi Yokino; Anna Yoshida; Katsuhiko Kato
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-12-23
Also published as: US20230332952A1; JP7392090B2; CH717186B1; US11725986B2; KR20210119445A; JP2023027131A; CH719157B1; WO2020158757A1; US20220099490A1; CN113366289A; JP7186104B2; JP2020122698A

Abstract

Ein Spektrometer beinhaltet eine Halterung, die ein Bodenwandteil und ein Seitenwandteil aufweist, die auf einer Seite des Bodenwandteils angeordnet ist, ein Lichtdetektionselement, welches durch die Halterung gehaltert ist, so dass es zu einer Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite durch einen Spektroskopieraum weist, eine Polymergussschicht, die zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite vorgesehen ist, und eine Reflektionsschicht, die auf der Polymergussschicht vorgesehen ist und in einem Optikfunktionsteil des Bodenwandteils enthalten ist. Die Polymergussschicht weist einen ersten Teil auf, der eine Form entsprechend dem Optikfunktionsteil aufweist, und einen zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt und dünner als der erste Teil ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spektrometer und ein Verfahren zum Herstellen eines Spektrometers.
Hintergrund
Es hat ein bekanntes Spektrometer gegeben, das eine Halterung, ein Dispersivteil, der auf einer Oberfläche eines Bodenwandteils der Halterung bereitgestellt ist, und ein Lichtdetektionselement, das durch ein Seitenwandteil der Halterung gehalten ist, um zum Dispersivteil zu weisen, beinhaltet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Zitateliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. JP 2004-354176 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im oben beschriebenen Spektrometer kann der Dispersivteil wie folgt gebildet sein. Ein Polymermaterial wird nämlich auf der Oberfläche eines Bodenwandteils angeordnet, das Polymermaterial wird in eine Form gegossen, die dem Dispersivteil entspricht, durch eine Gussform und das Polymermaterial wird ausgehärtet, um eine Polymergussschicht zu bilden. Nachfolgend wird eine reflektierende Schicht auf der Polymergussschicht gebildet, um den Dispersivteil zu bilden.
In diesem Fall, wenn die Polymerformschicht dünn gebildet ist, erscheint ein Einfluss eines Oberflächenzustands des Bodenwandteils auf die Polymergussschicht und als Ergebnis kann die Spektroskopie-Genauigkeit sinken. Wenn andererseits die Polymergussform dicht ausgebildet ist, steigt der Deformationsbetrag der Polymergussschicht aufgrund einer Temperaturänderung in einer Verwendungsumgebung des Spektrometers an, und als Ergebnis kann die Spektroskopie-Genauigkeit sinken.
Daher ist es eine Aufgabe der Offenbarung, ein hoch zuverlässiges Spektrometer und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Spektrometers bereitzustellen.
Problemlösung
Ein Spektrometer eines Aspekts der Offenbarung beinhaltet eine Halterung, die einen Bodenwandteil und einen Seitenwandteil aufweist, der auf einer Seite des Bodenwandteils angeordnet ist, ein Lichtdetektionselement, welches durch die Halterung gehalten ist, um zu einer Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite durch einen Spektroskopie-Raum hinzuweisen, eine Polymergussschicht, die zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite vorgesehen ist und eine reflektierende Schicht, die auf der Polymergussschicht vorgesehen und in einem optischen Funktionsteil des Bodenwandteils beinhaltet ist, wobei die Polymergussschicht einen ersten Teil mit einer Form entsprechend dem optischen Funktionsteil und einen zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt und dünner als der erste Teil ist, aufweist.
Bei diesem Spektrometer ist in der Polymergussschicht der erste Teil, in welchem die reflektierende Schicht vorgesehen ist, vom zweiten Teil, der dünner ist als der erste Teil, umgeben. Auf diese Weise ist es unwahrscheinlich, dass ein Einfluss eines Oberflächenzustands des Bodenwandteils erscheint, ist es unwahrscheinlich, dass der Deformationsbetrag aufgrund einer Temperaturänderung bei einer Verwendungsumgebung des Spektrometers steigt und kann die Polymergussschicht daran gehindert werden, sich von der Halterung abzuschälen, dadurch, dass der zweite Teil dünner als der erste Teil ist, während eine notwendige und ausreichende Dicke im ersten Teil sichergestellt wird. Daher kann gemäß dem Spektrometer eine hohe Zuverlässigkeit sichergestellt werden.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann die Polymergussschicht eine erste Polymerschicht, die zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite gebildet ist und eine zweite Polymerschicht, die auf der ersten Polymerschicht gebildet ist, beinhalten, wobei der erste Teil die erste Polymerschicht und die zweite Polymerschicht beinhalten kann, und der zweite Teil die erste Polymerschicht beinhalten kann. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässig den ersten Teil zu erhalten, der eine notwendige und ausreichende Dicke aufweist, als die Form entsprechend dem optischen Funktionsteil und dem zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt und dünner als der erste Teil ist.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann die erste Polymerschicht dünner als die zweite Polymerschicht sein. Auf diese Weise, während eine notwendige und ausreichende Dicke sichergestellt ist, die das Verfüllen der Unebenheit der Oberfläche der Halterung und Unterdrückung von Abschälen von der Halterung im zweiten Teil, der die erste Polymerschicht enthält, gestattet, ist es möglich, eine notwendige und ausreichende Dicke sicherzustellen, bei welcher es unwahrscheinlich ist, dass der Deformationsbetrag aufgrund einer Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers in dem ersten Teil ansteigt, der die erste Polymerschicht und die zweite Polymerschicht beinhaltet.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann der optische Funktionsteil ein Dispersivteil sein. Auf diese Weise kann der Dispersivteil angemessen eine gewünschte optische Funktion ausüben.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann der optische Funktionsteil ein Spiegel sein. Auf diese Weise kann ein Spiegel angemessen eine gewünschte optische Funktion aufweisen.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann der erste Teil auf einer konkaven gekrümmten Oberfläche auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es auf der konkaven gekrümmten Oberfläche, wo eine wichtige Polymervergießung schwierig ist, möglich, zuverlässig den ersten Teil zu erhalten, der eine notwendige und ausreichende Dicke aufweist, als die Form, welche dem optischen Funktionsteil entspricht.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann zumindest ein Bereich des zweiten Teils eine Grenzregion zwischen der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite und einer Oberfläche des Seitenwandteils auf einer Seite des spektroskopischen Raums erreichen. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass sich die Polymergussschicht von der Halterung abschält.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann zumindest der Bereich des zweiten Teils die Oberfläche des Seitenwandteils auf der Seite des Spektroskopieraums erreichen. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässiger das Abschälen der Polymergussschicht von der Halterung zu unterdrücken.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann der Seitenwandteil den spektroskopischen Raum auf der einen Seite des Bodenwandteils umgeben. Auf diese Weise ist es möglich, den Eintritt von Streulicht in den Spektroskopieraum zu unterdrücken.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann eine Dicke des ersten Teils 21 µm bis 210 µm sein und kann eine Dicke des zweiten Teils 1 µm bis 10 µm sein. Auf diese Weise ist es im ersten Teil möglich, das Auftreten des Einflusses des Oberflächenzustands des Bodenwandteils und den Anstieg beim Deformationsbetrag aufgrund der Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers zu unterdrücken und ist es im zweiten Teil möglich, das Abschälen der Polymergussschicht von der Halterung zu unterdrücken.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann eine Region, in welcher sich eine Dicke der Polymergussschicht ändert, zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil in der Polymergussschicht anwesend sein. Auf diese Weise kann in jedem des ersten Teils und des zweiten Teils eine angemessene Dicke sichergestellt sein.
Im Spektrometer des Aspekts der Offenbarung kann eine Fläche des zweiten Teils größer als eine Fläche des ersten Teils sein. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässiger das Abschälen der Polymergussschicht von der Halterung zu unterdrücken.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Spektrometers eines Aspekts der Offenbarung beinhaltet einen ersten Prozess des Vorbereitens einer Halterung, die einen Bodenwandteil und einen auf einer Seite des Bodenwandteils angeordneten Seitenwandteil aufweist, einen zweiten Prozess des Anordnens eines ersten Polymermaterials auf einer Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite, Aufbringen des ersten Polymermaterials in einer Schichtform durch Erhitzen und Härten des ersten Polymermaterials, um eine erste Polymerschicht zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite zu bilden, einen dritten Prozess des Anordnens eines zweiten Polymermaterials auf der ersten Polymerschicht, Gießen des zweiten Polymermaterials in eine Form, welche dem optischen Funktionsteil entspricht, durch eine Gussform und Aushärten des zweiten Polymermaterials, um eine zweite Polymerschicht zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite zu bilden, einen vierten Prozess des Bildens einer reflektierenden Schicht auf der zweiten Polymerschicht und einen fünften Prozess des Unterstützens eines Lichtdetektionselements durch die Halterung, so dass es zur Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite durch einen Spektroskopieraum weist.
Bei diesem Verfahren zum Herstellen des Spektrometers ist es in der zweiten Polymerschicht mit der, dem optischen Funktionsteil entsprechenden Form möglich, das Erscheinen des Einflusses des Oberflächenzustands des Bodenwandteils und den Anstieg beim Deformationsbetrag aufgrund der Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers zu unterdrücken. Daher ist es gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Spektrometers möglich, das hoch zuverlässige Spektrometer zu erhalten.
Im Verfahren zum Herstellen des Spektrometers des Aspekts der Offenbarung kann im zweiten Prozess ein Ausbreitungszustand der ersten Polymerschicht justiert werden, indem zumindest eines der Menge des ersten Polymermaterials, einer Heiztemperatur und einer Heizzeit justiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die erste Polymerschicht zu erhalten, die eine gewünschte Dicke und Fläche aufweist.
Beim Verfahren zum Herstellen des Spektrometers des Aspekts der Offenbarung können das erste Polymermaterial und das zweite Polymermaterial das gleiche Polymermaterial sein. Auf diese Weise ist es möglich, die stabile Polymergussschicht zu erhalten.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Offenbarung ist es möglich, ein hochzuverlässiges Spektrometer und ein Verfahren zum Herstellen solch eines Spektrometers bereitzustellen.
Figurenliste

Fig. list eine Perspektivansicht eines Spektrometers einer Ausführungsform.
2 ist eine Querschnittsansicht des Spektrometers längs Linie II-II, die in 1 illustriert ist.
3 ist eine Querschnittsansicht des Spektrometers längs der in 1 illustrierten Linie III-III.
4 ist ein Diagramm, das einen zweiten Prozess eines Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers der Ausführungsform illustriert.
5 ist eine Perspektivansicht einer Halterung, wenn der in 4 illustrierte zweite Prozess abgeschlossen ist.
6 ist ein Diagramm, das einen dritten Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers der Ausführungsform illustriert.
7 ist ein Diagramm, das eine Fotografie eines Dispersivteils eines durch ein Verfahren eines Beispiels hergestellten Spektrometers und eine Fotografie eines Dispersivteils eines durch ein Verfahren eines Vergleichsbeispiels hergestellten Spektrometers zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine Spektralform des durch das Verfahren des Beispiels hergestellten Spektrometers zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Spektralform des durch das Verfahren des Vergleichsbeispiels hergestellten Spektrometers zeigt.
10 ist eine Perspektivansicht der Halterung, wenn der in 4 illustrierte zweite Prozess abgeschlossen ist.
11 ist eine Perspektivansicht der Halterung, in der in 4 illustrierte zweite Prozess abgeschlossen ist.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist anzumerken, dass in den Zeichnungen dieselben oder äquivalente Teile mit denselben Zeichen bezeichnet werden, während ihre überlappende Beschreibung weggelassen wird.
[Konfiguration von Spektrometer]
Wie in 1 illustriert, beinhaltet ein Spektrometer 1 eine Halterung 10 und ein Abdeckung 20 im Spektrometer 1 beinhaltete eine kastenförmige Packung 2 die Halterung 10 und die Abdeckung 20. Die Halterung 10 ist eine gegossene Schaltungskomponente (MID: molded interconnect device, Gussverbindungsvorrichtung) konfiguriert und die Halterung 10 ist mit einer Vielzahl von Verdrahtungen 11 versehen. Als ein Beispiel weist das Spektrometer 1 ein rechteckige Quaderform mit einer Länge von 15 mm oder weniger in jeder einer X-Achsenrichtung, einer Y-Achsenrichtung und einer Z-Achsenrichtung auf. Insbesondere ist das Spektrometer 1 auf einer Länge von etwa mehreren mm in der Y-Achsenrichtung verdünnt.
Wie in 2 und 3 illustriert, sind ein Lichtdetektionselement 30, eine Polymergussschicht 40 und eine Reflektionsschicht 50 in der Packung 2 vorgesehen. Die Reflektionsschicht 50 ist in einem Spiegel 51 und einem Dispersivteil 52 als optischer Funktionsteil enthalten. Das Lichtdetektionselement 30 ist mit einem Lichtpassierteil 31, einem Spiegel 32 und einem Lichtdetektionsteil 33 versehen. Der Lichtpassierteil 31, der Spiegel 51, der Spiegel 32, der Dispersivteil 52 und der Lichtdetektionsteil 33 sind auf derselben geraden Linie parallel zur X-Achsenrichtung angeordnet, bei Sicht in der Z-Achsenrichtung.
Im Spektrometer 1 wird den Lichtpassierteil 31 längs der Z-Achsenrichtung passierendes Licht L1 durch den Spiegel 51 reflektiert und wird das durch den Spiegel 51 reflektierte Licht L1 durch den Spiegel 32 reflektiert. Das durch den Spiegel 32 reflektierte Licht L1 wird durch den Dispersivteil 52 gestreut und reflektiert. In dem durch den Dispersivteil 52 gestreuten und reflektierten Licht dringt anderes Licht L2 als Licht nullter Ordnung in den Lichtdetektionsteil 33 ein und wird durch den Lichtdetektionsteil 33 detektiert. Wie oben beschrieben, wird im Spektrometer 1 ein Spektroskopieraum S, der einen optischen Pfad des Lichts L1 aus dem Lichtpassierteil 31 zum Dispersivteil 52 und einen optischen Pfad des Lichts L2 aus dem Dispersivteil 52 zum Zufuhrtrichter 53 beinhaltet, in der Packung 2 gebildet.
Die Halterung 10 weist einen Bodenwandteil 12 und einen Seitenwandteil 13 auf. Der Bodenwandteil 12 und der Seitenwandteil 13 sind integral aus beispielsweise einem synthetischen Polymer wie etwa Flüssigkristall-Polymer (LCP) gebildet. Eine Vertiefung 14 und Peripherieteile 15 und 16 sind auf einer Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 auf der Seite des Spektroskopieraums S (auf einer Seite) vorgesehen. Der Seitenwandteil 13 ist auf der Seite des Spektroskopieraums S des Bodenwandteils 12 angeordnet. Der Seitenwandteil 13 umgibt den Spektroskopieraum S auf der Seite des Spektroskopieraums S des Bodenwandteils 12. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Seitenwandteil 13 eine rechteckige rahmenartige Form auf, die die Vertiefung 14 und die Peripherieteile 15 und 16 umgibt, bei Sicht in der Z-Achsenrichtung. Spezifischer weist der Seitenwandteil 13 ein Paar von ersten Seitenwänden 17 und ein Paar von zweiten Seitenwänden 18 auf. Das Paar von ersten Seitenwänden 17 weist zueinander, wobei der Spektroskopieraum S dazwischen in der X-Achsenrichtung eingefügt ist, bei Sicht in der Z-Achsenrichtung. Das Paar von zweiten Seitenwänden 18 weist zueinander hin, wobei der Spektroskopieraum S dazwischen in der Y-Achsenrichtung eingefügt ist, bei Sicht in der Z-Achsenrichtung.
Ein erster erweiterter Teil 13a und ein zweiter erweiterter Teil 13b sind in dem Seitenwandteil 13 vorgesehen. Der erste erweiterte Teil 13a ist ein gestufter Teil, der in der X-Achsenrichtung in Bezug auf den Spektroskopieraum S auf der entgegengesetzten Seite von dem Bodenwandteil 12 in Bezug auf den Spektroskopieraum S (auf einer Seite des Spektroskopieraums S) erweitert ist. Der zweite erweiterte Teil 13b ist ein gestufter Teil, der in sowohl der X-Achsenrichtung als auch der Y-Achsenrichtung in Bezug auf den erweiterten Teil 13a auf der entgegengesetzten Seite ab dem Bodenwandteil 12 in Bezug auf den ersten erweiterten Teil 13a (auf einer Seite des ersten erweiterten Teils 13a) erweitert ist. Der zweite erweiterte Teil 13b ist eine Öffnung, die durch den Seitenwandteil 13 gebildet ist. Ein Endteil jeder Verdrahtung 11 ist als ein Anschluss 11a auf einer Bodenoberfläche des ersten erweiterten Teils 13a angeordnet. Wie in 1 illustriert, erreicht jede Verdrahtung 11 eine äußere Oberfläche 18b einer der zweiten Seitenwände 18 vom ersten erweiterten Teil 13a über den zweiten erweiterten Teil 13b und eine äußere Oberfläche der ersten Seitenwand 17. Der andere Endteil jeder Verdrahtung 11 ist auf der äußeren Oberfläche 18b als ein Anschluss 11b angeordnet.
Wie in 2 illustriert, sind Seitenoberflächen 13a₂ von ersten erweiterten Teilen 13a, die in der X-Achsenrichtung zueinander weisen, geneigt, um stumpfe Winkel mit Bodenoberflächen 13a₁ der ersten erweiterten Teile 13a zu bilden. Seitenoberflächen 13b₂ von zweiten erweiterten Teilen 13b, die zueinander in der X-Achsenrichtung weisen, sind geneigt, um stumpfe Winkel mit Bodenoberflächen 13b₁ der zweiten erweiterten Teile 13b zu bilden. Als Ergebnis können die Verdrahtungen 11 leicht und genau gezeichnet werden und kann die in den Verdrahtungen erzeugte Spannung reduziert werden. Weiter ist eine Region 10a₁, in welcher die Verdrahtungen 11 auf einer Endoberfläche 10a der Halterung 10 auf der entgegengesetzten Seite als dem Bodenwandteil 12 angeordnet sind, gegenüber der Seite des Bodenwandteils 12 vertieft. Als ein Ergebnis ist es beispielsweise möglich, zu verhindern, dass die Verdrahtungen 11 in Kontakt mit anderen Bauteilen gelangen, wenn das Spektrometer 1 montiert wird, und ist es möglich, eine Länge der Verdrahtungen 11 zu reduzieren.
Wie in 2 und 3 illustriert, ist eine innere Oberfläche der Vertiefung 14 eine konkave gekrümmte Oberfläche 14a. Das heißt, dass die Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 die konkave gekrümmte Oberfläche 14a enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist die konkave gekrümmte Oberfläche 14a in einer gekrümmten Oberflächenform in sowohl der X-Achsenrichtung als auch der Y-Achsenrichtung gekrümmt. Beispielsweise weist die konkave gekrümmte Oberfläche 14a eine Form entsprechend einem Teil einer Peripherie-Oberfläche auf. Jeder der Peripherieteile 15 und 16 ist an die Vertiefung 14 in der X-Achsenrichtung angrenzend. Der Peripherieteil 15 ist auf einer Seite einer der ersten Seitenwände 17 in Bezug auf die Vertiefung 14 bei Sicht in der Z-Achsenrichtung lokalisiert. Der Peripherieteil 16 ist auf einer Seite der anderen ersten Seitenwand 17 in Bezug auf die Vertiefung 14 bei Sicht in der Z-Achsenrichtung lokalisiert. Die geneigte Oberfläche 15a ist geneigt, um weg von dem Lichtdetektionselement 30 längs der Z-Achsenrichtung zu sein, da die geneigte Oberfläche 15a von der Vertiefung 14 längs der X-Achsenrichtung weg ist.
Das Lichtdetektionselement 30 ist in dem ersten erweiterten Teil 13a des Seitenwandteils 13 angeordnet. Das Lichtdetektionselement 30 wird durch den Seitenwandteil 13 so gehaltert, dass es zur Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 über den Spektroskopieraum S hinweist. Das Lichtdetektionselement 30 weist ein Substrat 35 auf. Das Substrat 35 ist in einer rechteckigen Plattenform durch ein Halbleitermaterial (beispielsweise Silizium etc.) gebildet. Der Lichtpassierteil 31 ist ein Lichtpassierloch, das im Substrat 35 gebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lichtpassierteil 31 ein sich in der Y-Achsenrichtung erstreckender Schlitz und erweitert sich ein Endteil des Lichtpassierteils 31 auf einer Zugangsseite des Lichts L1 zur Eingangsseite des Lichts L1 in jeder der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung. Der Spiegel 32 ist in einer Region zwischen dem Lichtpassierteil 31 und dem Lichtdetektionsteil 33 auf einer Oberfläche 35a des Substrats 35 auf Seite des Spektroskopieraums S vorgesehen. Beispielsweise ist der Spiegel 32 ein Metallfilm, der aus Al, Au etc. hergestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spiegel 32 ein flacher Spiegel.
Der Lichtdetektionsteil 33 ist auf der Oberfläche 35a des Substrats 35 vorgesehen. Spezifischer wird der Lichtdetektionsteil 33 in das Substrat 35 gebracht, das aus dem Halbleitermaterial hergestellt ist, statt an dem Substrat 35 angebracht. Das heißt, dass der Lichtdetektionsteil 33 eine Vielzahl von Photodioden beinhaltet, die in einer ersten Leistungsfähigkeitstyp-Region innerhalb des Substrats 35 gebildet sind, hergestellt aus dem Halbleitermaterial, und einer zweiten Leitfähigkeitstyp-Region, die innerhalb der Region vorgesehen ist. Beispielsweise ist der Lichtdetektionsteil 33 als eine Fotodioden-Anordnung, ein CMOS-Bildsensor, ein CCD-Bildsensor etc. konfiguriert und weist eine Vielzahl von Lichtdetektionskanälen auf, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Lichter L2 mit verschiedenen Wellenlängen werden in die jeweiligen Lichtdetektionskanäle des Lichtdetektionsteils 33 eingelassen. Der Lichtdetektionsteil 33 ist als eine Oberflächeneinfalls-Diode konfiguriert und eine Vielzahl von Anschlüssen 36 zum Eingeben/Ausgeben von elektrischen Signalen an/aus den Lichtdetektionsteilen 33 ist auf der Oberfläche 35a des Substrats 35 vorgesehen.
Der Anschluss 36 des Lichtemissionselements 30 und der Anschluss 11a der Verdrahtung 11, die im ersten erweiterten Teil 13a zueinander weisen, sind elektrisch und physikalisch beispielsweise durch eine Vielzahl von Hubbeln (Verbindungsbauteilen, Bumps) 61 verbunden, die aus Au, Lot etc. hergestellt werden. Ein Verstärkungsbauteil 7, das aus Polymer hergestellt ist, wird zwischen dem Lichtdetektionselement 30 und dem ersten erweiterten Teil 13a so angeordnet, dass es die Vielzahl von Bumps 61 abdeckt.
Die Abdeckung 20 ist im zweiten erweiterten Teil 13b des Seitenwandteils 13 angeordnet. Die Abdeckung 20 ist vom Lichtdetektionselement 30 getrennt. Ein Verbindungsbauteil 4, das aus Polymer hergestellt ist, ist zwischen der Abdeckung 20 und dem zweiten erweiterten Teil 13b angeordnet. Die Abdeckung 20 weist ein Lichttransmissions-Bauteil 21 und eine Lichtabschirmschicht 22 auf. Das Lichttransmissions-Bauteil 21 ist in einer rechteckigen Plattenform gebildet, unter Verwendung eines Materials, welches das Licht L1 hindurch transmittiert (beispielsweise Siliziumoxid, Borsilikatglas (BK7), Pyrex (registrierte Marke) -Glas, Kovar-Glas, etc.). Die Lichtabschirmschicht 22 ist auf einer Oberfläche 21a des Lichttransmissions-Bauteils 21 auf Seite des Spektroskopieraums S vorgesehen. Eine Lichttransmissions-Öffnung 22a ist in der Lichtabschirmschicht 22 so ausgebildet, dass sie dem Lichtpassierteil 31 des Lichtemissionselements 30 in der Z-Achsenrichtung gegenüberliegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Licht-Transmissionsöffnung 22a ein sich in der Y-Achsenrichtung erstreckender Schlitz. Die Abdeckung 20 lässt das Licht L1 längs der Z-Achsenrichtung durch das Lichttransmissions-Bauteil 21 und die Licht-Transmissionsöffnung 22a der Lichtabschirmschicht 22 durch.
Es ist anzumerken, dass, wenn das Licht L1 ein Licht in einem Infrarotbereich ist, Silizium, Germanium etc. als ein Material des Lichttransmissions-Bauteils 21 wirksam sind. Weiter kann das Lichttransmissions-Bauteil 21 mit einer Anti-Reflektions-(AR)-Beschichtung versehen sein oder kann eine Filterfunktion zum Transmittieren nur von Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge aufweisen. Weiter kann als das Material der Lichtabschirmschicht 22 beispielsweise ein Schwarz-Resist, Al, etc. verwendet werden.
Die Polymergussschicht 40 ist zumindest auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehen. Die Polymergussschicht 40 wird durch Aushärten eines Polymermaterials gebildet, das ein Gussmaterial ist, in einer vorbestimmten Form (beispielsweise Photohärtung durch Ultraviolettstrahlen etc., thermische Härtung etc.).
Die Polymergussschicht 40 weist einen ersten Teil 41 und einen zweiten Teil 42 auf. Der erste Teil 41 ist ein Teil, der eine Form entsprechend dem Spiegel 51 und dem Dispersivteil 52 aufweist, und ist auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 14a in der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 bereitgestellt. Spezifischer beinhaltet der erste Teil 41 einen Teil 41a mit einer Form entsprechend dem Spiegel 51 und einen Teil 41b mit einer Form entsprechend dem Dispersivteil 52. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Form entsprechend dem Spiegel 51 ein konkaves Spiegelmuster und ist die dem Dispersivteil 52 entsprechende Form ein Gittermuster. Der zweite Teil 42 ist ein Teil, der den ersten Teil 41 umgibt und dünner als der erste Teil 41 ist. In der vorliegenden Ausführungsform erreicht der zweite Teil 42 die geneigte Oberfläche 15a auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12, eine innere Oberfläche 17a der ersten Seitenwand 17 auf der Seite des Peripherteils 16 und eine innere Oberfläche 18a jeder zweiten Seitenwand 18 und erreicht nicht eine innere Oberfläche 17a der ersten Seitenwand 17 auf Seite des Peripherieteils 15. Auf diese Weise erreicht zumindest ein Teil des zweiten Teils 42 eine Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf der Seite des Spektroskopieraums S jenseits einer Grenzregion zwischen der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 und der Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf Seiten des Spektroskopieraums S.
Es ist anzumerken, dass der erste Teil 41 auf der gesamten Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehen sein kann und der zweite Teil 42 nicht auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehen sein mag. Weiter kann zumindest ein Teil des ersten Teils 41 die Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf Seiten des Spektroskopieraums S erreichen. Das heißt, dass es ausreicht, dass der erste Teil 41 zumindest auf einem Bereich der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehen sein kann und der zweite Teil 42 zumindest auf dem Bereich der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 und der Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf Seiten des Spektroskopieraums S vorgesehen sein kann, solange wie der zweite Teil 42 ein Teil ist, der den ersten Teil 41 umgibt und dünner als der erste Teil 41 ist.
Der zumindest an dem Teil der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehene erste Teil 41 ist ein Teil, der sich entlang einer Oberflächenform zumindest des Bereichs erweitert. Der zweite Teil 42, der zumindest an einem Teil der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 und der Oberfläche des Seitenwandteils 13 der Seite des Fertigungssystems S vorgesehen ist, ist beispielsweise ein Teil, der sich mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Dicke entlang einer Oberflächenform zumindest des Bereichs erweitert. In der Polymergussschicht 40 ist eine Region, in welcher sich die Dicke der Polymergussschicht 40 ändert, zwischen dem ersten Teil 41 und dem zweiten Teil 42 vorhanden. Eine Fläche des zweiten Teils 42 (eine Fläche eines Teils der Oberfläche der Halterung 10, wo sich der zweite Teil 42 erweitert) ist größer als eine Fläche des ersten Teils 41 (eine Fläche eines Teils der Oberfläche der Halterung 10, wo sich der erste Teil 41 erweitert). In der vorliegenden Ausführungsform sind die Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 und die Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf der Seite des Spektroskopieraums S miteinander in einem diskontinuierlichen Zustand (einem Zustand, physikalisch voneinander getrennt zu sein, einem Zustand, miteinander über einen Abschnitt zwischen Oberflächen etc. verbunden zu sein) verbunden, und zumindest ein Anteil des zweiten Teils 42 erreicht die Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf Seite des Spektroskopieraums S über einen diskontinuierlichen Teil. Es ist anzumerken, dass es ausreicht, dass zumindest ein Teil des zweiten Teils 42 zumindest einen Teil auf der Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf Seite des Spektroskopieraums S erreicht. Wenn zumindest ein Teil des zweiten Teils 42 Oberflächen eines Paars von Seitenwänden erreicht, die zueinander weisen, wobei der Spektroskopieraum S dazwischen eingefügt ist (in der vorliegenden Ausführungsform, das Paar von ersten Seitenwänden 17 und das Paar von zweiten Seitenwänden 18) auf der Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf Seite des Spektroskopieraums S, ist es möglich, das Abschälen der Polymergussschicht 40 etc. zu unterdrücken. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt eine Dicke des ersten Teils 41 21 µm bis 210 µm und beträgt eine Dicke des zweiten Teils 42 1 µm bis 10 µm. Die Dicke des zweiten Teils 42 ist vorzugsweise 1/2 oder weniger der Dicke des ersten Teils 41 und bevorzugterer Weise 1/3 oder weniger der Dicke des ersten Teils 41. Auf diese Weise kann die Gesamtdicke der Polymergussschicht 40 reduziert werden und kann die in den zweiten Teil 42 in direktem Kontakt mit der Halterung 10 erzeugte Spannung reduziert werden. Als Ergebnis kann die in der gesamten Polymergussschicht 40 erzeugte Spannung reduziert werden. Ein sich auf die Dicke sowohl des ersten Teils 41 als auch des zweiten Teils 42 beziehender numerischer Wert ist ein numerischer Wert, wenn eine Oberfläche in einem Zustand, bei dem Unebenheit der Oberfläche der Halterung 10 aufgefüllt ist, auf Null gesetzt wird. Es ist anzumerken, dass, wenn die Dicke des ersten Teils 41 (Distanz ab der inneren Oberfläche der Halterung 10 in jedem Anteil des ersten Teils 41) sich ändert, ein Durchschnittswert desselben als die Dicke des ersten Teils 41 angesehen werden kann. Weiter, wenn die Dicke des zweiten Teils 42 (Distanz ab der inneren Oberfläche der Halterung 10 in jedem Anteil des zweiten Teils 42) sich ändert, kann ein Durchschnittswert davon als die Dicke des zweiten Teils 42 angesehen werden.
Die Reflektionsschicht 50 ist auf der Polymergussschicht 40 vorgesehen. Die Reflektionsschicht 50 ist beispielsweise ein aus Al, Au etc. hergestellter Metallfilm. Die Reflektionsschicht 50 bildet den Spiegel 51 und den Dispersivteil 52 auf dem Bodenwandteil 12 durch Bedecken zumindest eines ersten Teils 41 (spezifischer zumindest der Teile 41a und 41b) der Polymergussschicht 40. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spiegel 51 ein Konkavspiegel und ist der Dispersivteil 52 ein Reflektionsgitter mit einer Vielzahl von Gitterrillen 52a, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Wie oben beschrieben, sind der Spiegel 51 und der Dispersivteil 52 auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 über die Polymergussschicht 40 vorgesehen.
[Verfahren zum Herstellen von Spektrometer]
Zuerst wird die Halterung 10 vorbereitet (erster Prozess). Nachfolgend, wie in (a) von 4 illustriert, wird ein erstes Polymermaterial 43m auf der Oberfläche 12a (spezifischer der konkaven gekrümmten Oberfläche 14a) des Bodenwandteils 12 angeordnet (zweiter Prozess). In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Polymermaterial 43m ein Ultraviolett-härtbares Polymer. Nachfolgend, wie in (b) von 4 illustriert, wird das erste Polymermaterial 43m in einer Schichtform durch Erhitzen verteilt. Als ein Beispiel wird das erste Polymermaterial 43m in einer Schichtform durch Platzieren der Halterung 10 auf einer auf 100 °C erhitzten heißen Platte 5 Minuten lang platziert. Wenn das erste Polymermaterial 43m erhitzt wird, sinkt die Viskosität des ersten Polymermaterials 43m und verteilt sich das erste Polymermaterial 43m aufgrund des Kapillar-Phänomens, um so die Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche der Halterung 10 auszufüllen. Nachfolgend, wie in (c) von 4 illustriert, wird ein erstes Polymermaterial 43m durch Bestrahlung mit Ultraviolett-Strahlen ausgehärtet, um die erste Polymerschicht 43 zumindest auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 zu bilden (zweiter Prozess).
Im zweiten Prozess, in dem die Menge des ersten Polymermaterials 43m, eine Heiztemperatur oder/und eine Heizzeit justiert wird, wird ein Ausbreitungszustand der ersten Polymerschicht 43 (das heißt Dicke, Fläche, etc. der ersten Polymerschicht 43) justiert. Beispielsweise kann die Fläche der ersten Polymerschicht gesteigert werden, indem die Menge des ersten Polymermaterials 43m, die Heiztemperatur oder/und die Heizzeit gesteigert wird. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 5 illustriert, erreicht die erste Polymerschicht 43 die geneigte Oberfläche 15a auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12, die innere Oberfläche 17a der ersten Seitenwand 17 auf Seite des Peripherieteils 16 und die innere Oberfläche 18a jeder zweiten Wand 18.
Nachfolgend, wie in (a) von 6 illustriert, wird das zweite Polymermaterial 44m auf der ersten Polymerschicht 43 angeordnet (spezifisch auf einem Teil der ersten Polymerschicht 43, die auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 14a ausgebildet ist) (dritter Prozess). In der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Polymermaterial 44m dasselbe Ultraviolett-härtbare Polymer wie das erste Polymermaterial 43m. Nachfolgend, wie in (b) von 6 illustriert, wird das zweite Polymermaterial 44m in die Form gegossen, die dem Spiegel 51 und den Dispersivteil 52 entsprechen (siehe 2) durch die Gießform M (dritter Prozess). In der vorliegenden Ausführungsform weist die Gussform M eine Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlen auf. Als ein Beispiel wird die Gussform M bei einer gewissen Distanz (21 µm bis 210 µm) in Bezug auf die Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 gestoppt (spezifischer die konkave gekrümmte Oberfläche 14a). Nachfolgend, wie in (c) von 6 illustriert, wird das zweite Polymermaterial 44m durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen ausgehärtet und falls nötig, wird eine Wärmeaushärtung durchgeführt, um die zweite Polymerschicht 44 zumindest auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 zu bilden (dritter Prozess).
Beim zweiten Prozess und dem dritten Prozess beinhaltet die Polymergussschicht 40 die zumindest auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 gebildete erste Polymerschicht 43 und die auf der ersten Polymerschicht 43 gebildete zweite Polymerschicht 44. Spezifischer beinhaltet der erste Teil der Polymergussschicht 40 die erste Polymerschicht 43 und die zweite Polymerschicht 44 und beinhaltet der zweite Teil 42 der Polymergussschicht 40 die erste Polymerschicht 43. Die erste Polymerschicht 43 ist dünner als die zweite Polymerschicht 44. Die Dicke der ersten Polymerschicht 43 ist eine Dicke, bei welcher die Unebenheit der Oberfläche der Halterung 10 verfüllt werden kann und beträgt 1 µm bis 10 µm. Die Dicke der zweiten Polymerschicht 44 ist eine Dicke, die Gießen in eine Form entsprechend dem Spiegel 51 und dem Dispersivteil 52 gestattet, und beträgt 20 µm bis 200 µm. Ein sich auf die Dicke der ersten Polymerschicht 43 beziehender numerischer Wert ist ein numerischer Wert, wenn eine Oberfläche in dem Zustand, bei dem die Unregelmäßigkeit der Oberfläche der Halterung 10 aufgefüllt ist, auf 0 eingestellt ist und ein sich auf die Dicke der zweiten Polymerschicht 44 beziehender numerischer Wert ist ein numerischer Wert, wenn die Oberfläche der ersten Polymerschicht 43 auf 0 eingestellt ist. Es ist anzumerken, dass in der Polymergussschicht 40 eine Grenze zwischen der ersten Polymerschicht 43 und der zweiten Polymerschicht 44 nicht unterschieden werden mag.
Nachfolgend wird beispielsweise die Reflektionsschicht 50 auf der zweiten Polymerschicht 44 durch Verdampfung eines Metallmaterials gebildet (vierter Prozess). Nachfolgend wird das Lichtdetektionselement 30 durch den Seitenwandteil 13 so unterstützt, dass es zur Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 über den Spektroskopieraum S weist (fünfter Prozess).
Schließlich wird die Abdeckung 20 durch den Seitenwandteil 13 gehaltert, um das Spektrometer 1 zu erhalten.
[Aktion und Wirkung]
Im Spektrometer 1 ist in der Polymergussschicht 40 der erste Teil 41, in welchem die Reflektionsschicht 50 vorgesehen ist, von dem zweiten Teil 42, der dünner ist als der erste Teil 41, umgeben. Auf diese Weise ist es unwahrscheinlich, dass ein Einfluss des Oberflächenzustands des Bodenwandteils 12 erscheint, ist es unwahrscheinlich, dass der Deformationsbetrag aufgrund einer Temperaturänderung in einer Verwendungsumgebung des Spektrometers 1 ansteigt, und kann verhindert werden, dass das Polymergussschicht 40 sich von der Halterung 10 abschält, durch den zweiten Teil 42, der dünner ist als der erste Teil 41, während eine notwendige und ausreichende Dicke im ersten Teil 41 sichergestellt ist. Daher können die Reflektionsschicht 50, der Spiegel 51 und der Dispersivteil 52 angemessen eine gewünschte optische Funktion ausüben. Daher kann gemäß dem Spektrometer 1 hohe Zuverlässigkeit sichergestellt werden.
Insbesondere, da das Spektrometer 1 mit einem Reflektionstyp-Optik-Funktionsteil entsprechend dem Spiegel 51 und dem Dispersivteil 52 versehen ist, weist die Oberflächenform der Halterung 10 größeren Einfluss auf eine optische Charakteristik des Optikfunktionsteils auf, im Vergleich mit einem Transmissionstyp-Optikfunktionsteil. Daher ist die Polymergussschicht 40 mit dem ersten Teil 41 und dem zweiten Teil 42, wie oben beschrieben, im Spektrometer 1 extrem effektiv, in welchem der Reflektionstyp-Optikfunktionsteil vorgesehen ist.
Weiter beinhaltet im Spektrometer 1 der erste Teil 41 der Polymergussschicht 40 die erste Polymerschicht 43 und die zweite Polymerschicht 44, und beinhaltet der zweite Teil 42 der Polymergussschicht 40 die erste Polymerschicht 43. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässig den ersten Teil 41 zu erhalten, der eine notwendige und ausreichende Dicke als die Form entsprechend des Spiegels 51 und des Dispersivteils 52 aufweist, und den zweiten Teil 42, den ersten Teil 41 umgibt und dünner als der erste Teil 41 ist.
Weiter ist im Spektrometer 1 die erste Polymerschicht 43 dünner als die zweite Polymerschicht 44. Auf diese Weise, während eine notwendige und ausreichende Dicke, die das Verfüllen der Unebenheit der Oberfläche der Halterung 10 gestattet, und Unterdrücken des Abschälens von der Halterung 10 in die erste Polymerschicht 43 enthaltenen zweiten Teil 42 sichergestellt wird, ist es möglich, eine notwendige und ausreichende Dicke, bei welcher es unwahrscheinlich ist, dass der Deformationsbetrag aufgrund einer Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers 1 in dem ersten Teil 41, der die erste Polymerschicht 43 und die zweite Polymerschicht 44 beinhaltet, ansteigt, sicherzustellen.
Weiter wird im Spektrometer 1 der erste Teil 41 der Polymergussschicht 40 auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 14a auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehen. Auf diese Weise ist es auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 14a, wo richtiger Polymerguss schwierig ist, möglich, zuverlässig den ersten Teil 41 zu erhalten, der eine notwendige und ausreichende Dicke aufweist, als die dem Spiegel 51 und dem Dispersivteil 52 entsprechende Form.
Weiter erreicht im Spektrometer 1 zumindest ein Teil des zweiten Teils 42 der Polymergussschicht 40 die Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf der Seite des Spektroskopieraums S (das heißt der inneren Oberflächen 17a und 18a). Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässig zu unterdrücken, dass sich die Polymergussschicht 40 von der Halterung 10 abschält.
Weiter umgibt im Spektrometer 1 der Seitenwandteil 13 den Spektroskopieraum S auf der Seite des Spektroskopieraum S des Bodenwandteils 12. Auf diese Weise ist es möglich, das Eindringen von Streulicht in den Spektroskopieraum S zu unterdrücken.
Weiter beträgt im Spektrometer 1 die Dicke des ersten Teils 41 der Polymergussschicht 40 21 µm bis 210 µm und beträgt die Dicke des zweiten Teils 42 der Polymergussschicht 40 1 µm bis 10 µm. Auf diese Weise ist es im ersten Teil 41 möglich, die Anmutung des Einflusses des Oberflächenzustands des Bodenwandteils 12 und den Anstieg bei dem Deformationsbetrag aufgrund der Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers 1 zu unterdrücken und ist es im zweiten Teil 42 möglich, das Abschälen der Polymergussschicht 40 von der Halterung 10 zu unterdrücken.
Weiter ist im Spektrometer 1 in der Polymergussschicht 40 eine Region, wo die Dicke der Polymergussschicht 40 sind ändert, zwischen dem ersten Teil 41 und dem zweiten Teil 42 anwesend. Auf diese Weise kann in jedem des ersten Teils 41 und des zweiten Teils 42 eine angemessene Dicke sichergestellt werden. Weiter, da die Dicke der Polymergussschicht 40 sich graduell in der Region ändert und es keine abrupte Änderung bei der Dicke zwischen dem ersten Teil 41 und dem zweiten Teil 42 gibt, ist es möglich, die Konzentration von Spannung zu unterdrücken.
Weiter ist im Spektrometer 1 die Fläche des zweiten Teils 42 größer als die Fläche des ersten Teils 41. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässiger zu verhindern, dass sich die Polymergussschicht 40 von der Halterung 10 abschält.
Weiter ist es beim Verfahren zum Herstellen des Spektrometers 1 in der zweiten Polymerschicht 44, welche die Form entsprechend dem Spiegel 51 und dem Dispersivteil 52 aufweist, möglich, das Erscheinen des Einflusses des Oberflächenzustands des Bodenwandteils 12 und den Anstieg beim Deformationsbetrag aufgrund der Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers 1 zu unterdrücken. Daher ist es gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Spektrometers 1 möglich, das hoch zuverlässige Spektrometer 1 zu erhalten.
Weiter wird im Verfahren zum Herstellen des Spektrometers 1 im zweiten Prozess, durch Justieren der Menge des ersten Polymermaterials 43m, der Heiztemperatur oder/und der Heizzeit der Verbreitungszustand der ersten Polymerschicht 43 justiert. Auf diese Weise ist es möglich, die erste Polymerschicht 43 mit einer gewünschten Dicke und Fläche zu erhalten.
Weiter sind im Verfahren zum Herstellen des Spektrometers 1 das erste Polymermaterial 43m und das zweite Polymermaterial 44m das gleiche Polymermaterial. Auf diese Weise ist es möglich, die stabile Polymergussschicht 40 zu erhalten.
Im Spektrometer 1, berücksichtigend, dass eine Differenz beim Koeffizienten thermischer Ausdehnung vom Lichtdetektionselement 30 klein sein muss, und die Verdrahtungen 11 zu bilden sind, ist ein Freiheitsgrad beim Auswählen des Materials der Halterung 10 begrenzt. Spezifisch ist das Material der Halterung 10 auf Keramik etc. zusätzlich zu dem oben beschriebenen synthetisierten Polymer beschränkt. Im Vergleich zu einem Halbleiter, Glas, etc., tendieren diese Materialien dazu, große Oberflächen-Unebenheiten (Oberflächenrauheit) aufzuweisen. Die große Unebenheit der Oberfläche der Halterung 10 ist dahingehend effektiv, dass die Anhaftung der Polymergussschicht 40 verbessert wird. Jedoch erscheint aufgrund der großen Unebenheit der Einfluss des Oberflächenzustands der Halterung 10 auf den Polymergussschicht 40 und es treten ein unnötiges gestreiftes Muster, eine Verzerrung etc. im Spiegel 51 und dem Dispersivteil 52 auf. Weiter verursacht die große Unebenheit der Oberfläche der Halterung 10, dass Hohlräume in der Polymergussschicht 40 verbleiben. Selbst wenn die Halterung 10, die eine glatte Oberfläche aufweist, gebildet werden kann, kann die Adhäsion der Polymergussschicht 40 abnehmen. In der Halterung 10, da der Seitenwandteil 13 auf einer Seite des Bodenwandteils 12 angeordnet ist, ist es schwierig, eine gleichmäßige Grundierschicht (eine Basisschicht zum Verbessern der Anhaftung der Polymergussschicht 40) durch Beschichten und Abblasen zu bilden. Unter solchen Umständen ist es gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Spektrometers 1, während der Einfluss der Unebenheit der Oberfläche der Halterung 10 durch die erste Polymerschicht 43 gemildert wird, möglich, ein unnötiges gestreiftes Muster, Verzerrung etc., daran zu hindern, im Spiegel 51 und dem Pad-Elektrode 42 aufzutreten, durch die zweite Polymerschicht 44, und, dass Hohlräume in der Polymergussschicht 40 verbleiben.
Es ist anzumerken, dass, wenn die zweite Polymerschicht 44 lediglich direkt und dick auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 gebildet wird, ohne die erste Polymerschicht 43 zu bilden, Hohlräume dazu tendieren, in der Polymergussschicht 40 zu bleiben und der Deformationsbetrag der Polymergussschicht 40 aufgrund einer Temperaturänderung in der Verwendungsumgebung des Spektrometers 1 tendiert dazu, anzuwachsen.

(a) von 7 ist eine Fotografie des Dispersivteils 52 des durch ein Verfahren eines Beispiels hergestellten Spektrometers 1 und (b) von 7 ist eine Fotografie des Dispersivteils 52 des Spektrometers 1, welches durch ein Verfahren eines Vergleichsbeispiels hergestellt wird. Das Verfahren des Beispiels ähnelt dem Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen Spektrometers 1 und die erste Polymerschicht 43 wurde so gebildet, das sie eine Dicke von 5 µm aufweist, und die zweite Polymerschicht 44 wurde so gebildet, dass sie eine Dicke von 40 µm aufweist. Das Verfahren des Vergleichsbeispiels unterscheidet sich vom Verfahren zum Herstellen des Spektrometers 1, das oben beschrieben ist, nur darin, dass die erste Polymerschicht 43 nicht gebildet wurde, und die zweite Polymerschicht 44 gebildet wurde, eine Dicke von 40 µm aufzuweisen. In dem Dispersivteil 52 des durch das Verfahren des Beispiels hergestellten Spektrometers 1, wie in (a) von 7 gezeigt, trat ein unnötiges gestreiftes Muster, Verzerrung etc. nicht auf. Andererseits trat in dem Dispersivteil 52 des durch das Verfahren des Beispiels hergestellten Spektrometers 1, wie in
(b) von 7 gezeigt, ein unnötiges gestreiftes Muster, Verzerrung etc. auf.

8 ist ein Diagramm, das eine Spektralform des durch das Verfahren des Beispiels hergestellten Spektrometers 1 zeigt und 9 ist ein Diagramm, das eine Spektralform des durch das Verfahren des Vergleichsbeispiels hergestellten Spektrometers 1 zeigt. Für das durch das Verfahren des Beispiels hergestellte Spektrometer 1, wie in 8 gezeigt, wurden gute spektrale Formen für eine Vielzahl von Proben erhalten. Andererseits wurde für das durch das Verfahren des Vergleichsbeispiels hergestellte Spektrometer 1, wie in 9 gezeigt, im Vergleich zu einer Spektralform eines Referenz-Spektrometers 1 (ideales Spektrometer 1) ein Schwanz jedes Spitzenwerts erweitert, und es konnte keine gute spektrale Form erhalten werden.
Modifiziertes Beispiel
Die Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das Spektrometer 1 weiter eine Verdrahtungseinheit beinhalten, die eine flexible Verdrahtungsplatine mit einer Vielzahl von Verdrahtungen beinhaltet. In diesem Fall ist ein Ende jeder Verdrahtung in der Verdrahtungseinheit elektrisch und physikalisch mit dem Anschluss 11b jeder auf der äußeren Oberfläche 18b der Halterung 10 angeordneten Verdrahtung 11 verbunden (siehe 1) und ist der andere Endteil jeder Verdrahtung in der Verdrahtungseinheit beispielsweise als ein Verbinder konfiguriert. Weiter ist die Halterung 10 nicht auf die aus synthetischem Polymer gebildete beschränkt, und kann beispielsweise aus einer Keramik, wie etwa AIN oder AI₂O₃ gebildet sein. Weiter ist die Halterung 10 nicht auf diejenige beschränkt, welche den Seitenwandteil 13 mit einer viereckigen Röhrenform aufweist, und kann den Seitenwandteil 13 aufweisen, der eine andere polygonale Röhrenform aufweist als die viereckige Röhrenform, oder den Seitenwandteil 13 mit einer kreisförmigen Röhrenform, einer elliptischen Röhrenform, etc.. Weiter ist in der Halterung 10 der Seitenwandteil 13 nicht auf den beschränkt, der dem Spektroskopieraum S auf der Seite des Spektroskopieraums S des Bodenwandteils 12 umgibt, und kann beispielsweise einer sein, der das Paar von ersten Seitenwänden 17 aufweist und das Paar von zweiten Seitenwänden 18 nicht aufweist. Weiter kann der Seitenwandteil 13 nicht mit dem ersten erweiterten Teil 13a und dem zweiten erweiterten Teil 13b versehen sein. Weiter kann es sein, dass die Halterung 10 nicht mit den Verdrahtungen versehen ist. In diesem Fall kann ein getrennt von der Halterung 10 bereitgestelltes flexibles Verdrahtungssubstrat elektrisch mit dem Lichtdetektionselement 30 verbunden werden oder kann das Lichtdetektionselement 30 konfiguriert sein, elektrisch mit einer externen Verdrahtung verbunden zu werden. Weiter ist in der Halterung 10 eine innere Oberfläche der Vertiefung 14, die auf der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 vorgesehen ist, nicht auf die konkave gekrümmte Oberfläche 14a beschränkt und kann beispielsweise eine flache Bodenoberfläche beinhalten.
Weiter kann im Lichtdetektionselement 30 beispielsweise ein Lichtabfangteil nullter Ordnung (beispielsweise ein Lichtpassierloch etc., das im Substrat 35 gebildet ist) vorgesehen sein, zwischen dem Spiegel 32 und dem Dispersivteil 52 lokalisiert zu sein. Auf diese Weise kann bei durch den Dispersivteil 52 gestreutem und reflektiertem Licht ein Licht nullter Ordnung auf den Lichteinfangteil nullter Ordnung einfallend sein und durch den Lichteinfangteil nullter Ordnung eingefangen werden. Weiter kann das Lichtdetektionselement 30 durch die Halterung 10 gehaltert werden, beispielsweise indem es an einem, an der Halterung 10 angebrachten anderen Bauteil angebracht ist. Als ein Beispiel kann das Lichtdetektionselement 30 durch den Seitenwandteil 13 gehaltert werden, indem es an einem durch den Seitenwandteil 13 überbrückten Unterstützungsbauteil angebracht ist. In diesem Fall können der Lichtpassierteil 31, der Spiegel 32 oder/und der Lichtabfangteil nullter Ordnung auf dem Haltebauteil vorgesehen sein. Weiter kann beispielsweise das Lichtdetektionselement 30 als eine Lichtdetektionseinheit zusammen mit der Abdeckung 20, dem Haltebauteil etc. konfiguriert sein. In diesem Fall kann beispielsweise das Lichtdetektionselement 30 elektrisch mit den auf der Abdeckung 20, dem Haltebauteil etc. vorgesehenen Verdrahtungen elektrisch verbunden sein.
Weiter können der Anschluss 36 des Lichtemissionselements 30 und der Anschluss 11a der Verdrahtung 11, die in dem ersten erweiterten Teil 13a zueinander hinweisen, elektrisch und physikalisch durch eine Lotschicht (Verbindungsbauteil) verbunden sein. Weiter kann der Lichtdetektionsteil 33 als eine Rückseiten-Einfallstyp-Photodiode konfiguriert sein. In diesem Fall, da die Vielzahl von Anschlüssen 36 auf einer Oberfläche des Substrats 35 auf der entgegengesetzten Seite von der Oberfläche 35a angeordnet ist, können der Anschluss 36 des entsprechenden Lichtemissionselements 30 und der Anschluss 11a der Verdrahtung 11 durch einen Draht (Verbindungsbauteil) elektrisch verbunden sein. Weiter, wenn beispielsweise eine Vielzahl von Strahlen des Lichts L2 (eine Vielzahl von Strahlen des Lichts L2 mit verschiedenen Wellenlängen), welches durch den Dispersivteil 52 gestreut und reflektiert wird, sequentiell auf den Lichtdetektionsteil 33 einfällt, durch Konfigurieren des Dispersivteils 52 so, dass der Dispersivteil 52 sich bewegen oder schwingen kann, kann der Lichtdetektionsteil 33 als ein Einzelelement (mit einem Lichtdetektionskanal) konfiguriert sein. In diesem Fall kann der Dispersivteil 52 auf Seite des Lichtemissionselements 30 vorgesehen sein. Als ein Beispiel kann der Dispersivteil 52 konfiguriert sein, in der Lage zu sein, das Lichtdetektionselement 30 zu bewegen oder zu schwingen, konfiguriert, in der Lage zu sein, ein anderes Bauteil, an welchem das Lichtdetektionselement 30 angebracht ist, zu bewegen oder zu schwingen, oder konfiguriert sein, in der Lage zu sein, sich in der Abdeckung 20 zu bewegen oder zu schwingen.
Weiter, wenn das Spektrometer 1 so konfiguriert ist, dass das den Lichtpassierteil 31 passierende Licht L1 durch den Dispersivteil gestreut und reflektiert wird und das durch den Dispersivteil gestreute und reflektierte Licht L2 auf den Lichtdetektionsteil 33 einfällt, kann die Reflektionsschicht 50 im Dispersivteil als ein optischer Funktionsteil enthalten sein. In diesem Fall ist der erste Teil 41 ein Teil, der eine Form entsprechend dem Dispersivteil aufweist. Das heißt, dass der erste Teil 41 einen Teil beinhaltet, der die dem Dispersivteil entsprechende Form aufweist. Weiter, wenn das Spektrometer 1 so konfiguriert ist, dass das den Lichtpassierteil 31 passierende Licht L1 durch einen ersten Spiegel reflektiert wird, wird das durch den ersten Spiegel reflektierte Licht L1 durch den Dispersivteil gestreut und reflektiert und wird das durch den Dispersivteil gestreute und reflektierte Licht L2 durch einen zweiten Spiegel reflektiert und fällt das durch den zweiten Spiegel reflektierte Licht L2 auf den Lichtdetektionsteil 33 ein, kann die Reflektionsschicht 50 in dem ersten Spiegel und dem zweiten Spiegel als ein optischer Funktionsteil beinhaltet sein. In diesem Fall ist der erste Teil 41 ein Teil mit einer Form entsprechend dem ersten Spiegel und dem zweiten Spiegel. Spezifischer beinhaltet der erste Teil 41 einen Teil mit einer Form entsprechend dem ersten Spiegel und einem Teil mit einer Form entsprechend dem zweiten Spiegel.
In der Polymergussschicht 40 kann der zweite Teil 42 innerhalb der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 enthalten sein. Selbst in diesem Fall ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass die Polymergussschicht 40 sich von der Halterung 10 abschält. Jedoch, wenn zumindest ein Anteil des zweiten Teils 42 die Grenzregion zwischen der Oberfläche 12a des Bodenwandteils 12 und die Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf der Seite des Spektroskopieraums S erreicht, ist es möglich, zuverlässiger das Abschälen der Polymergussschicht 40 von der Halterung 10 zu hemmen.
Weiter kann im zweiten Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers 1, wie in 10 illustriert, die Fläche der ersten Polymerschicht 43 vergrößert werden, indem die Menge des ersten Polymermaterials 43m, die Heiztemperatur oder/und die Heizzeit vergrößert werden. In einem in 10 illustrierten Beispiel erreicht die erste Polymerschicht 43 eine Bodenoberfläche 13a₁ des erweiterten Teils 13a. Jedoch wird der Anschluss 11a jeder Verdrahtung 11 nicht durch die erste Polymerschicht 43 abgedeckt. Es ist anzumerken, dass als eine Vorrichtung zum Verhindern, dass das erste Polymermaterial 43m die Bodenoberfläche 13a₁ des erweiterten Teils 13a erreicht, eine Grenzregion zwischen der Oberfläche des Seitenwandteils 13 auf der Seite des Spektroskopieraums S und der Bodenoberfläche 13a₁ des ersten erweiterten Teils 13a gelockert wird, die Grenzregion geglättet wird oder eine Vertiefung oder ein Vorsprung in der Grenzregion vorgesehen wird. Wenn jedoch eine elektrische Verbindung mit dem Lichtdetektionselement 30 gestattet wird, kann ein Teil des Anschlusses 11a jeder Verdrahtung 11 durch eine erste Polymerschicht 43 abgedeckt werden. Weiter, wenn der Anschluss 11a jeder Verdrahtung 11 nicht auf der Bodenoberfläche 13a₁ des ersten erweiterten Teils 13a angeordnet ist, kann die erste Polymerschicht 43 die gesamte Bodenoberfläche 13a₁ des ersten erweiterten Teils 13a abdecken.
Weiter kann im zweiten Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers 1, wie in 11 illustriert, die Fläche der ersten Polymerschicht 43 verkleinert werden, indem die Menge an erstem Polymermaterial 43m, die Heiztemperatur oder/und die Heizzeit verringert wird. In einem in 11 illustrierten Beispiel ist die erste Polymerschicht 43 in der konkaven gekrümmten Oberfläche 14a enthalten. In diesem Fall kann die erste Polymerschicht 43 komplett durch die zweite Polymerschicht 44 abgedeckt werden.
Weiter kann im zweiten Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers 1 ein Polymermaterial, dessen Viskosität durch Erhitzen gesenkt wird und das durch Lichtbestrahlung, Erhitzen etc. ausgehärtet wird, als das erste Polymermaterial 43m verwendet werden. Ähnlich kann im dritten Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers 1 ein Polymermaterial, welches durch die Gussform M gegossen werden kann und durch Lichtbestrahlung, Erhitzen etc. ausgehärtet wird, als das zweite Polymermaterial 44m verwendet werden. Weiter können das erste Polymermaterial 43m und das zweite Polymermaterial 44m nicht dasselbe Polymermaterial sein. Weiter kann der dritte Prozess mehrmals ausgeführt werden.
Weiter ist jede im Spektrometer 1 vorgesehene Konfiguration nicht auf das oben erwähnte Beispiel von Material und Form beschränkt und es können verschiedene Materialien und Formen angewendet werden. Zusätzlich kann jede Konfiguration in einer Ausführungsform oder einem modifizierten Beispiel, die oben beschrieben sind, beliebig auf jede Konfiguration in einer anderen Ausführungsform oder einem modifizierten Beispiel angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Spektrometer 1
10: Halterung
12: Bodenwandteil
12a: Oberfläche
13: Seitenwandteil
14a: konkave gekrümmte Oberfläche
17a: innere Oberfläche (Oberfläche)
18a: innere Oberfläche (Oberfläche)
30: Lichtdetektionselement
40: Polymergussschicht
41: erster Teil
42: zweiter Teil
43: erste Polymerschicht
43m: erstes Polymermaterial
44: zweite Polymerschicht
44m: zweites Polymermaterial
50: Reflexionsschicht
51: Spiegel (optischer Funktionsteil)
52: Dispersivteil (optischer Funktionsteil)
M: Gussform
S: Spektroskopieraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004354176 A [0003]

Claims

Spektrometer, umfassend: eine Halterung, die einen Bodenwandteil und einen Seitenwandteil aufweist, der auf einer Seite des Bodenwandteils angeordnet ist; ein Lichtdetektionselement, welches durch die Halterung gehalten ist, um zu einer Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite durch einen Spektroskopie-Raum hin zu weisen; eine Polymergussschicht, die zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite vorgesehen ist; und eine reflektierende Schicht, die auf der Polymergussschicht vorgesehen und in einem optischen Funktionsteil des Bodenwandteils beinhaltet ist, wobei die Polymergussschicht einen ersten Teil mit einer Form entsprechend dem optischen Funktionsteil und einen zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt und dünner als der erste Teil ist, aufweist.
Spektrometer gemäß Anspruch 1, wobei die Polymergussschicht eine erste Polymerschicht, die zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite gebildet ist und eine zweite Polymerschicht, die auf der ersten Polymerschicht gebildet ist, beinhaltet, der erste Teil die erste Polymerschicht und die zweite Polymerschicht beinhaltet, und der zweite Teil die erste Polymerschicht beinhaltet.
Spektrometer gemäß Anspruch 2, wobei die erste Polymerschicht dünner als die zweite Polymerschicht ist.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der optische Funktionsteil ein Dispersivteil ist.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der optische Funktionsteil ein Spiegel ist.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Teil auf einer konkaven gekrümmten Oberfläche in der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite vorgesehen ist.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest ein Teil des zweiten Teils eine Grenzregion zwischen der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite und einer Oberfläche des Seitenwandteils auf einer Seite des Spektroskopieraums erreicht.
Spektrometer gemäß Anspruch 7, wobei der zumindest eine Teil des zweiten Teils die Oberfläche des Seitenwandteils auf der Seite des Spektroskopieraums erreicht.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Seitenwandteil den Spektroskopieraum auf der einen Seite des Bodenwandteils umgibt.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Dicke des ersten Teils 21 µm bis 210 µm ist und eine Dicke des zweiten Teils 1 µm bis 10 µm ist.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Region, in welcher sich eine Dicke der Polymergussschicht ändert, zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil in der Polymergussschicht vorhanden ist.
Spektrometer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Fläche des zweiten Teils größer ist als eine Fläche des ersten Teils.
Verfahren zum Herstellen eines Spektrometers, umfassend: einen ersten Prozess des Vorbereitens einer Halterung, die einen Bodenwandteil und einen auf einer Seite des Bodenwandteils angeordnete Seitenwandteil aufweist; einen zweiten Prozess des Anordnens eines ersten Polymermaterials auf einer Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite, Aufbringen des ersten Polymermaterials in einer Schichtform durch Erhitzen und Aushärten des ersten Polymermaterials, um eine erste Polymerschicht zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite zu bilden, einen dritten Prozess des Anordnens eines zweiten Polymermaterials auf der ersten Polymerschicht, Gießen des zweiten Polymermaterials in eine Form, welche dem optischen Funktionsteil entspricht, durch eine Gussform, und Aushärten des zweiten Polymermaterials, um eine zweite Polymerschicht zumindest auf der Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite zu bilden; einen vierten Prozess des Bildens einer reflektierenden Schicht auf der zweiten Polymerschicht; und einen fünften Prozess des Unterstützens eines Lichtdetektionselements durch die Halterung, so dass es zur Oberfläche des Bodenwandteils auf der einen Seite durch einen Spektroskopieraum weist.
Verfahren zur Herstellung des Spektrometers gemäß Anspruch 13, wobei beim zweiten Prozess ein Ausbreitungszustand der ersten Polymerschicht justiert wird, indem die Menge des ersten Polymermaterials, eine Heiztemperatur oder/und eine Heizzeit justiert wird.
Verfahren zum Herstellen des Spektrometers gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das erste Polymermaterial und das zweite Polymermaterial dasselbe Polymermaterial sind.