JP2009069017A - Spectroscopic module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable spectroscopic module. <P>SOLUTION: The spectroscopic module 1 is provided with a main body part 2 for transmitting lights L1 and L2; a spectroscopic part 3 for dispersing the light L1 incident onto the main body part 2 from the front surface 2a of the main body part 2 and reflecting it to the side of the front surface 2a; a photo-detection element 4 having a photo-detection part 41 for detecting the light L2 dispersed and reflected by the spectroscopic part 3 and electrically connected by face-down bonding to a wiring 9 formed in the front surface 2a of the main body part 2; and an underfill material 12 filled in the photo-detection element 4 on the side of the main body part 2 for transmitting the lights L1 and L2. The photo-detection element 4 has a light-passage hole 42 for passing the light L1 traveling to the spectroscopic part 3. A rectangular ring-like protrusion part 43 is formed in the rear surface 4a of the photo-detection element 4 on the side of the main body part 2 in such a way as to surround an light-emergent opening 42b of the light-passage hole 42. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光を分光して検出する分光モジュールに関する。   The present invention relates to a spectroscopic module that spectrally detects light.

従来の分光モジュールとして、例えば特許文献１〜３に記載されたものが知られている。特許文献１には、光を透過させる支持体と、支持体に光を入射させる入射スリット部と、支持体に入射した光を分光して反射する凹面回折格子と、凹面回折格子によって分光されて反射された光を検出するダイオードと、を備える分光モジュールが記載されている。
特開平４−２９４２２３号公報 特開２００４−３５４１７６号公報 特開２００３−２４３４４４号公報 As conventional spectral modules, for example, those described in Patent Documents 1 to 3 are known. In Patent Document 1, a support body that transmits light, an incident slit portion that allows light to enter the support body, a concave diffraction grating that splits and reflects light incident on the support body, and a concave diffraction grating are used. A spectroscopic module comprising a diode for detecting reflected light is described.
JP-A-4-294223 JP 2004-354176 A JP 2003-243444 A

しかしながら、特許文献１記載の分光モジュールにあっては、入射スリット部及びダイオードが支持体に取り付けられるに際し、入射スリット部とダイオードとの相対的な位置関係にずれが生じ、分光モジュールの信頼性が低下するおそれがある。   However, in the spectroscopic module described in Patent Document 1, when the incident slit portion and the diode are attached to the support, a relative positional relationship between the incident slit portion and the diode is shifted, and the reliability of the spectroscopic module is increased. May decrease.

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い分光モジュールを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable spectral module.

上記目的を達成するために、本発明に係る分光モジュールは、光を透過させる本体部と、本体部の所定の面から本体部に入射した光を分光して所定の面側に反射する分光部と、分光部によって分光されて反射された光を検出する光検出部を有し、所定の面側に形成された配線にフェースダウンボンディングによって電気的に接続された光検出素子と、光検出素子の本体部側に充填され、光を透過させるアンダーフィル材と、を備え、光検出素子は、分光部に進行する光が通過する光通過孔を有しており、光検出素子における本体部側の面には、光通過孔の光出射開口を囲むように凸部が形成されていることを特徴とする。   To achieve the above object, a spectroscopic module according to the present invention includes a main body that transmits light, and a spectroscopic unit that splits light incident on the main body from a predetermined surface of the main body and reflects the light to a predetermined surface. And a light detecting element that detects light reflected and reflected by the spectroscopic part, and is electrically connected to a wiring formed on a predetermined surface side by face-down bonding, and a light detecting element And an underfill material that transmits light, and the light detection element has a light passage hole through which light traveling to the spectroscopic part passes, and the light detection element side A convex portion is formed on the surface so as to surround the light exit opening of the light passage hole.

この分光モジュールでは、分光部に進行する光が通過する光通過孔と、分光部によって分光されて反射された光を検出する光検出部とが光検出素子に形成されている。そのため、光通過孔と光検出部との相対的な位置関係にずれが生じるのを防止することができる。更に、本体部の所定の面側に形成された配線に光検出素子がフェースダウンボンディングによって電気的に接続され、光を透過させるアンダーフィル材が光検出素子の本体部側に充填されている。そのため、本体部及び光検出素子の機械的強度を向上させることができると共に、本体部と光検出素子との間を進行する光の屈折率整合を実現することができる。ここで、光検出素子と本体部の間に充填するアンダーフィル材が光検出素子の光通過孔内に進入した場合、光通過孔内におけるアンダーフィル材の光入射側表面の形状によって、光通過孔に入射した光が屈折されたり拡散されたりする場合がある。本発明においては、光検出素子における本体部側の面には、光通過孔の光出射開口を囲むように凸部が形成されている。これにより、アンダーフィル材が凸部でせき止められて光通過孔へのアンダーフィル材の進入が防止されるため、アンダーフィル材によって屈折されたり拡散されたりすることなく、本体部に光を入射させることができる。従って、この分光モジュールによれば、信頼性を向上させることが可能となる。   In this spectroscopic module, a light passage hole through which light traveling to the spectroscopic unit passes and a photodetection unit that detects light reflected and reflected by the spectroscopic unit are formed in the photodetection element. Therefore, it is possible to prevent a shift in the relative positional relationship between the light passage hole and the light detection unit. Further, the light detection element is electrically connected to the wiring formed on the predetermined surface side of the main body by face-down bonding, and an underfill material that transmits light is filled on the main body side of the light detection element. Therefore, the mechanical strength of the main body portion and the light detection element can be improved, and the refractive index matching of light traveling between the main body portion and the light detection element can be realized. Here, when the underfill material filled between the light detection element and the main body portion enters the light passage hole of the light detection element, the light passage is caused by the shape of the light incident side surface of the underfill material in the light passage hole. The light incident on the hole may be refracted or diffused. In the present invention, a convex portion is formed on the surface of the photodetecting element on the main body portion side so as to surround the light exit opening of the light passage hole. As a result, the underfill material is dammed by the convex portion and the entry of the underfill material into the light passage hole is prevented, so that light is incident on the main body without being refracted or diffused by the underfill material. be able to. Therefore, according to this spectroscopic module, it becomes possible to improve reliability.

本発明に係る分光モジュールにおいては、配線は、所定の面側に光反射防止層を有していることが好ましい。例えば、本体部に対する配線の密着性を高めて配線の断線等を防止するために、本体部の所定の面に配線を直接形成した場合でも、光反射防止層によって、配線に起因する迷光の乱反射等を防止することができる。   In the spectroscopic module according to the present invention, the wiring preferably has a light reflection preventing layer on a predetermined surface side. For example, even if the wiring is directly formed on a predetermined surface of the main body part in order to increase the adhesion of the wiring to the main body part and prevent the disconnection of the wiring, the stray light caused by the wiring is irregularly reflected by the antireflection layer. Etc. can be prevented.

本発明に係る分光モジュールにおいては、所定の面には、分光部に進行する光が通過する第１の光通過部、及び光検出部に進行する光が通過する第２の光通過部を有する光吸収層が形成されていることが好ましい。この場合、光吸収層によって、迷光の発生が抑制され、また、迷光が吸収されるため、光検出素子の光検出部に迷光が入射するのを抑制することができる。   In the spectroscopic module according to the present invention, the predetermined surface has a first light passing portion through which light traveling to the spectroscopic portion passes and a second light passing portion through which light traveling to the light detecting portion passes. A light absorption layer is preferably formed. In this case, generation of stray light is suppressed by the light absorption layer, and stray light is absorbed, so that the stray light can be prevented from entering the light detection portion of the light detection element.

本発明に係る分光モジュールにおいては、凸部は、光通過孔の中心線方向から見て第１の光通過部を囲むように形成されていることが好ましい。この場合、光吸収層の第１の光通過部へのアンダーフィル材の進入が防止されるため、アンダーフィル材によって屈折されたり拡散されたりすることなく、本体部に光を入射させることができる。   In the spectroscopic module according to the present invention, the convex portion is preferably formed so as to surround the first light passage portion when viewed from the center line direction of the light passage hole. In this case, since the underfill material is prevented from entering the first light passage portion of the light absorption layer, light can be incident on the main body portion without being refracted or diffused by the underfill material. .

本発明によれば、信頼性を向上させることが可能となる。   According to the present invention, reliability can be improved.

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

図１は、本発明に係る分光モジュールの一実施形態の平面図であり、図２は、図１の分光モジュールのII−II線に沿っての断面図である。図１，２に示されるように、分光モジュール１は、光を透過させる本体部２と、本体部２の前面（所定の面）２ａから本体部２に入射した光Ｌ１を分光して前面２ａ側に反射する分光部３と、分光部３によって分光されて反射された光Ｌ２を検出する光検出素子４と、を備えている。分光モジュール１は、光Ｌ１を分光部３で複数の光Ｌ２に分光し、その光Ｌ２を光検出素子４で検出することにより、光Ｌ１の波長分布や特定波長成分の強度等を測定するものである。   FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a spectroscopic module according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the spectroscopic module of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the spectroscopic module 1 splits light L1 incident on the main body 2 from the main body 2 that transmits light and the front surface (predetermined surface) 2a of the main body 2 to separate the front surface 2a. A spectroscopic unit 3 that reflects to the side, and a light detection element 4 that detects the light L2 that has been split and reflected by the spectroscopic unit 3. The spectroscopic module 1 measures the wavelength distribution of the light L1, the intensity of a specific wavelength component, etc. by splitting the light L1 into a plurality of light L2 by the spectroscopic unit 3 and detecting the light L2 by the light detecting element 4. It is.

本体部２は、ＢＫ７、パイレックス（登録商標）、石英等の光透過性ガラス等によって長方形板状に形成された光透過部材２１、及び光透過部材２１の後面における所定の位置に設けられた光透過部材２２を有している。光透過部材２２は、光透過部材２１と同一の材料、光透過性樹脂、光透過性の無機・有機ハイブリッド材料、或いはレプリカ成型用の光透過性低融点ガラス等によって所定の形状（ここでは、半球状のレンズがその平面部分と略直交し且つ互いに略平行な２つの平面で切り落とされて側面が形成された形状）に形成されており、分光部３によって分光されて反射された光Ｌ２を光検出素子４の光検出部４１に結像するレンズとして機能する。光透過部材２２は、その側面が光透過部材２１の長手方向と略平行となるように配置され、光透過部材２１と同一の材料からなる場合には、光学樹脂やダイレクトボンディングによって光透過部材２１に貼り合わされている。 Body 2, BK7, provided Pyrex, predetermined position on the rear surface of the light transmitting member 2 1, and the light transmitting member 2 1 formed in a rectangular plate shape by light-transmissive glass such as quartz and a light transmitting member 2 2. Light transmitting member 2 2, the light transmitting member 2 1 and the same material, transparent resin, light-transmissive inorganic-organic hybrid materials, or a predetermined shape by light-transmissive low-melting glass for replica molding (here The hemispherical lens is formed in a shape in which the side surface is formed by cutting off two planes that are substantially orthogonal to the plane portion and substantially parallel to each other. L2 functions as a lens that forms an image on the light detection unit 41 of the light detection element 4. Light transmitting member 2 2 is its side is arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal direction of the light transmitting member 2 1, when formed of a light transmitting member 2 1 and the same material, by an optical resin or direct bonding It is bonded to the transparent member 2 1.

分光部３は、光透過部材２２の外側表面に形成された回折層１４、及び回折層１４の外側表面に形成された反射層５を有する反射型グレーティングである。回折層１４は、鋸歯状断面のブレーズドグレーティング、矩形状断面のバイナリグレーティング、正弦波状断面のホログラフィックグレーティング等であって、例えば、光透過部材２２の外側表面に感光性樹脂を塗布し、石英等からなる光透過性モールド（グレーティングの鋳型）を用いて感光性樹脂をＵＶ硬化させることで形成される。回折層１４は、ＵＶ硬化後に加熱キュアすると、より一層安定した素材となる。反射層５は、膜状であって、例えば、回折層１４の外側表面にＡｌやＡｕ等を蒸着することで形成される。なお、回折層１４の材料は、感光性樹脂に限定されず、感光性ガラス、感光性の無機・有機ハイブリッド材料、或いは熱で変形するような樹脂、ガラス若しくは無機・有機ハイブリッド材料等であってもよい。 Spectroscopic portion 3, the light transmitting member 2 2 of the outer surface which is formed in the diffraction layer 14, and a reflection type grating having a reflection layer 5 formed on the outer surface of the diffracting layer 14. Diffracting layer 14 is blazed gratings serrated cross section, a binary grating rectangular cross section, a holographic grating or the like of the sinusoidal cross-section, for example, a photosensitive resin is applied to the outer surface of the light transmitting member 2 2, It is formed by UV-curing a photosensitive resin using a light-transmitting mold (grating mold) made of quartz or the like. The diffraction layer 14 becomes a more stable material when heated and cured after UV curing. The reflective layer 5 is in the form of a film, and is formed, for example, by evaporating Al, Au, or the like on the outer surface of the diffraction layer 14. The material of the diffractive layer 14 is not limited to a photosensitive resin, and may be a photosensitive glass, a photosensitive inorganic / organic hybrid material, or a resin, glass or inorganic / organic hybrid material that is deformed by heat. Also good.

光検出素子４は、長尺状のフォトダイオードがその長手方向と略直交する方向に１次元配列されてなり、分光部３によって分光されて反射された光Ｌ２を検出する光検出部４１、及びフォトダイオードの１次元配列方向において光検出部４１と並設され、分光部３に進行する光Ｌ１が通過する光通過孔４２を有している。光通過孔４２は、光透過部材２１の長手方向と略直交する方向に延在するスリットであり、光検出部４１に対して高精度に位置決めされた状態でエッチング等によって形成されている。光検出素子４は、フォトダイオードの１次元配列方向が光透過部材２１の長手方向と略一致し且つ光検出部４１が本体部２の前面２ａ側を向くように配置されている。なお、光検出素子４は、フォトダイオードアレイに限定されず、Ｃ−ＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であってもよい。 The light detection element 4 is a one-dimensional array of long photodiodes arranged in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction thereof, and a light detection unit 41 that detects the light L2 that is split and reflected by the spectroscopic unit 3, and In the one-dimensional arrangement direction of the photodiodes, there is a light passage hole 42 that is juxtaposed with the light detection unit 41 and through which the light L1 traveling to the spectroscopic unit 3 passes. Light passing hole 42 is a slit extending in a direction approximately orthogonal to the longitudinal direction of the light transmitting member 2 1, it is formed by etching or the like in a state in which with respect to the optical detector 41 is positioned with high accuracy. Light detecting element 4, a one-dimensional arrangement direction of photodiodes longitudinal direction substantially coincides with and light detector 41 of the light transmitting member 2 1 is arranged so as to face the front surface 2a of the main body portion 2. The light detection element 4 is not limited to a photodiode array, and may be a C-MOS image sensor, a CCD image sensor, or the like.

本体部２の前面２ａ（すなわち、光透過部材２１の前面）には、ＡｌやＡｕ等の単層膜、或いはＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｕ、Ｃｒ−Ａｕ等の積層膜からなる配線９が形成されている。配線９は、光透過部材２１の中央部に配置された複数のパッド部９ａ、光透過部材２１の長手方向における端部に配置された複数のパッド部９ｂ、及び対応するパッド部９ａとパッド部９ｂとを接続する複数の接続部９ｃを有している。また、配線９は、ＣｒＯ等の単層膜、或いはＣｒ−ＣｒＯ等の積層膜からなる光反射防止層９ｄを本体部２の前面２ａ側に有している。 The front plane 2a of the body portion 2 (i.e., the front surface of the light transmitting member 2 1), the single-layer film such as Al or Au, or Ti-Pt-Au, Ti- Ni-Au, a laminate film such as Cr-Au A wiring 9 is formed. Wire 9, the light transmitting member 2 1 a plurality of pad portions 9a arranged at the center portion, the light transmitting member 2 1 a longitudinal plurality of which are arranged at an end of the pad portions 9b, and the corresponding pad portions 9a and A plurality of connection portions 9c for connecting the pad portion 9b are provided. Further, the wiring 9 has a light reflection preventing layer 9 d made of a single layer film such as CrO or a laminated film such as Cr—CrO on the front surface 2 a side of the main body 2.

更に、本体部２の前面２ａには、配線９のパッド部９ａ，９ｂを露出させ且つ配線９の接続部９ｃを覆うように光吸収層６が形成されている。光吸収層６は、分光部３に進行する光Ｌ１が通過する光通過部（第１の光通過部）６ａ、及び光検出素子４の光検出部４１に進行する光Ｌ２が通過する光通過部（第２の光通過部）６ｂを有している。光通過部６ａは、光透過部材２１の長手方向と略直交する方向に延在するスリットである。光吸収層６は、所定の形状にパターニングされて、ＣｒＯ、ＣｒＯを含む積層膜、或いはブラックレジスト等によって一体成形される。 Further, a light absorption layer 6 is formed on the front surface 2 a of the main body 2 so as to expose the pad portions 9 a and 9 b of the wiring 9 and cover the connection portion 9 c of the wiring 9. The light absorption layer 6 is a light passage portion (first light passage portion) 6a through which the light L1 traveling to the spectroscopic portion 3 passes and a light passage through which the light L2 traveling to the light detection portion 41 of the light detection element 4 passes. Part (second light passage part) 6b. Light passing portion 6a is a slit extending in a direction approximately orthogonal to the longitudinal direction of the light transmitting member 2 1. The light absorption layer 6 is patterned into a predetermined shape, and is integrally formed with CrO, a laminated film containing CrO, or a black resist.

光吸収層６から露出したパッド部９ａには、光通過孔４２が光吸収層６の光通過部６ａと対向し且つ光検出部４１が光吸収層６の光通過部６ｂと対向するように、光検出素子４の外部端子が、バンプ１５を介したフェースダウンボンディングによって電気的に接続されている。また、光吸収層６から露出したパッド部９ｂには、光検出素子４の出力信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板１１がワイヤボンディングによって電気的に接続されている。そして、光検出素子４の本体部２側（ここでは、光検出素子４と光透過部材２１又は光吸収層６との間）には、少なくとも光Ｌ２を透過させるアンダーフィル材１２が充填されている。 In the pad portion 9 a exposed from the light absorption layer 6, the light passage hole 42 faces the light passage portion 6 a of the light absorption layer 6 and the light detection portion 41 faces the light passage portion 6 b of the light absorption layer 6. The external terminals of the light detection element 4 are electrically connected by face-down bonding via the bumps 15. Further, a flexible printed circuit board 11 for taking out an output signal of the light detection element 4 to the outside is electrically connected to the pad portion 9b exposed from the light absorption layer 6 by wire bonding. Then, the main body portion 2 side of the light detecting element 4 (in this case, between the light detecting element 4 and the light transmitting member 2 1 and the light-absorbing layer 6), the underfill material 12 which transmits at least light L2 is filled ing.

図３は、図１の分光モジュールの光検出素子を本体部側から見た斜視図であり、図４は、図１の分光モジュールの光通過孔近傍の拡大断面図である。図３，４に示されるように、光通過孔４２は、光Ｌ１が入射する光入射開口４２ａを画定する光入射側部４２１、及び光Ｌ１が出射する光出射開口４２ｂを画定する光出射側部４２２を有している。光出射側部４２２は、光透過部材２１の長手方向と略直交する方向に延在する直方体状に形成されており、光入射側部４２１は、光出射側部４２２からその反対側に向かって末広がりの四角錘台状に形成されている。つまり、光通過孔４２は、その中心線ＣＬ方向から見て光入射開口４２ａが光出射開口４２ｂを含むように形成されている。 3 is a perspective view of the light detection element of the spectral module of FIG. 1 viewed from the main body side, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the light passage hole of the spectral module of FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the light passage hole 42 has a light incident side portion 42 1 that defines a light incident opening 42 a into which the light L 1 is incident, and a light exit that defines a light emitting opening 42 b through which the light L 1 is emitted. and a side 42 2. Light exit side unit 42 2 is formed in a rectangular parallelepiped shape extending in a direction approximately orthogonal to the longitudinal direction of the light transmitting member 2 1, the light entrance side unit 42 1, the opposite from the light exit side unit 42 2 It is formed in a square frustum shape that widens toward the side. That is, the light passage hole 42 is formed such that the light incident opening 42a includes the light emitting opening 42b when viewed from the center line CL direction.

光検出素子４における本体部２側の後面４ａには、光出射開口４２ｂを囲むように矩形環状の凸部４３が形成されている。光通過孔４２の中心線ＣＬ方向から見て、凸部４３に囲まれた領域の面積は光吸収層６の光通過部６ａの面積よりも大きい。   A rectangular annular convex portion 43 is formed on the rear surface 4a of the light detecting element 4 on the main body portion 2 side so as to surround the light emitting opening 42b. When viewed from the direction of the center line CL of the light passage hole 42, the area of the region surrounded by the convex portion 43 is larger than the area of the light passage portion 6 a of the light absorption layer 6.

以上のように構成された分光モジュール１においては、光Ｌ１は、光検出素子４の光通過孔４２及び光吸収層６の光通過部６ａを介して本体部２の前面２ａから本体部２に入射し、光透過部材２１，２２内を進行して分光部３に到達する。分光部３に到達した光Ｌ１は、分光部３によって複数の光Ｌ２に分光される。分光された光Ｌ２は、分光部３によって本体部２の前面２ａ側に反射されて光透過部材２２，２１内を進行し、光吸収層６の光通過部６ｂを介して光検出素子４の光検出部４１に到達する。光検出部４１に到達した光Ｌ２は、光検出素子４によって検出される。 In the spectroscopic module 1 configured as described above, the light L1 passes from the front surface 2a of the main body 2 to the main body 2 through the light passage hole 42 of the light detection element 4 and the light passage 6a of the light absorption layer 6. Incident light travels through the light transmitting members 2 1 and 2 2 and reaches the spectroscopic unit 3. The light L1 reaching the spectroscopic unit 3 is split into a plurality of lights L2 by the spectroscopic unit 3. Dispersed light L2 is reflected on the front surface 2a of the main body portion 2 traveling through the light transmitting member 2 2, 2 1 by the spectroscopic portion 3, the light detecting element through the light-passing portion 6b of the light absorbing layer 6 4 light detectors 41 are reached. The light L2 that has reached the light detection unit 41 is detected by the light detection element 4.

以上説明したように、分光モジュール１では、分光部３に進行する光Ｌ１が通過する光通過孔４２と、分光部３によって分光されて反射された光Ｌ２を検出する光検出部４１とが、互いに高精度に位置決めされた状態で光検出素子４に形成されている。そのため、光通過孔４２を形成するための別部材の設置、及び光通過孔４２と光検出部４１との間の位置決めが不要となる（つまり、光検出素子４に対して分光部３を位置決めするだけでよい）。従って、分光モジュール１の小型化及び低コスト化を図ることができる。   As described above, in the spectroscopic module 1, the light passage hole 42 through which the light L1 traveling to the spectroscopic unit 3 passes, and the light detection unit 41 that detects the light L2 that has been split and reflected by the spectroscopic unit 3, The light detection elements 4 are formed in a state of being positioned with high accuracy. Therefore, installation of another member for forming the light passage hole 42 and positioning between the light passage hole 42 and the light detection unit 41 are not required (that is, the spectroscopic unit 3 is positioned with respect to the light detection element 4). Just do it). Therefore, the spectral module 1 can be reduced in size and cost.

また、分光モジュール１では、光検出素子４は、本体部２の前面２ａ側に形成された配線９に対してフェースダウンボンディングによって電気的に接続され、光Ｌ１，Ｌ２を透過させるアンダーフィル材１２が光検出素子４の本体部２側に充填されている。このように、光検出素子４を、本体部２に形成された配線９を介して外部と電気的に接続する構成とすることで、例えばフレキシブルプリント基板１１と光検出素子４とを直接（機械的に）接続した場合のように、分光モジュール１の使用時にフレキシブルプリント基板４１に加えられた力が直接、光検出素子４に伝わらないので、光検出素子４に応力等の負荷が生じるのを防止することができると共に、光検出素子４の小型化を図ることができる。また、アンダーフィル材１２を光検出素子４の本体部２側に充填することで、本体部２及び光検出素子４の機械的強度を向上させることができると共に、本体部２と光検出素子４との間を進行する光Ｌ１，Ｌ２が伝播する経路の全てにおいて屈折率整合を実現することができる。   In the spectroscopic module 1, the light detection element 4 is electrically connected to the wiring 9 formed on the front surface 2 a side of the main body 2 by face-down bonding, and transmits the light L 1 and L 2. Is filled on the main body 2 side of the light detection element 4. In this way, by configuring the light detection element 4 to be electrically connected to the outside via the wiring 9 formed in the main body 2, for example, the flexible printed circuit board 11 and the light detection element 4 are directly (machined). As in the case of connection, the force applied to the flexible printed circuit board 41 during use of the spectroscopic module 1 is not directly transmitted to the light detection element 4, so that a load such as stress is generated on the light detection element 4. This can be prevented, and the photodetecting element 4 can be downsized. Further, by filling the underfill material 12 on the main body 2 side of the light detection element 4, the mechanical strength of the main body 2 and the light detection element 4 can be improved, and the main body 2 and the light detection element 4. Refractive index matching can be realized in all of the paths through which the light beams L1 and L2 traveling between are propagated.

また、分光モジュール１では、光検出素子４における本体部２側の後面４ａに、光通過孔４２の光出射開口４２ｂを囲むように凸部４３が形成されている。これにより、アンダーフィル材１２が凸部４３でせき止められて光通過孔４２へのアンダーフィル材１２の進入が防止されるため、アンダーフィル材１２によって屈折されたり拡散されたりすることなく、本体部２に光を入射させることができる。   Further, in the spectroscopic module 1, a convex portion 43 is formed on the rear surface 4 a of the light detection element 4 on the main body portion 2 side so as to surround the light emission opening 42 b of the light passage hole 42. As a result, the underfill material 12 is blocked by the convex portion 43 to prevent the underfill material 12 from entering the light passage hole 42, so that the main body portion is not refracted or diffused by the underfill material 12. 2 can be made to enter light.

また、分光モジュール１では、配線９が本体部２の前面２ａ側に光反射防止層９ｄを有している。これにより、本体部２に対する配線９の密着性を高めて配線９の断線等を防止するために本体部２の前面２ａに配線９を直接形成しても、光反射防止層９ｄによって、配線９に起因する迷光の乱反射等を防止することができる。   Further, in the spectroscopic module 1, the wiring 9 has a light reflection preventing layer 9 d on the front surface 2 a side of the main body 2. Accordingly, even if the wiring 9 is directly formed on the front surface 2a of the main body 2 in order to improve the adhesion of the wiring 9 to the main body 2 and prevent disconnection of the wiring 9, the light reflection preventing layer 9d causes the wiring 9 to It is possible to prevent stray light from being irregularly reflected due to the phenomenon.

また、分光モジュール１では、分光部３に進行する光Ｌ１が通過する光通過部６ａ、及び光検出素子４の光検出部４１に進行する光Ｌ２が通過する光通過部６ｂを有する光吸収層６が本体部２の前面２ａに形成されている。この光吸収層６によって、迷光の発生が抑制され、また、迷光が吸収されるため、光検出部４１に迷光が入射するのを抑制することができる。   Further, the spectroscopic module 1 has a light absorption layer having a light passing portion 6a through which the light L1 traveling to the spectroscopic portion 3 passes and a light passing portion 6b through which the light L2 traveling to the light detecting portion 41 of the light detecting element 4 passes. 6 is formed on the front surface 2 a of the main body 2. The light absorption layer 6 suppresses the generation of stray light and absorbs the stray light, so that the stray light can be prevented from entering the light detection unit 41.

更に、分光モジュール１では、凸部は、光通過孔４２の中心線ＣＬ方向から見て光通過部６ａを囲むように形成されている。これにより、光吸収層６の光通過部６aへのアンダーフィル材１２の進入が防止されるため、アンダーフィル材１２によって屈折されたり拡散されたりすることなく、本体部２に光を入射させることができる。   Further, in the spectroscopic module 1, the convex portion is formed so as to surround the light passage portion 6 a when viewed from the center line CL direction of the light passage hole 42. This prevents the underfill material 12 from entering the light passage portion 6a of the light absorption layer 6 so that light is incident on the main body 2 without being refracted or diffused by the underfill material 12. Can do.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、本体部２の前面２ａに光吸収層６を形成し、光吸収層６の前面に配線９を形成するようにしてもよい。この場合、配線９に光反射防止層９ｄを設けなくても、配線９に起因する迷光の乱反射等を防止することができる。   For example, the light absorption layer 6 may be formed on the front surface 2 a of the main body 2 and the wiring 9 may be formed on the front surface of the light absorption layer 6. In this case, stray light irregular reflection caused by the wiring 9 can be prevented without providing the light reflection preventing layer 9d on the wiring 9.

また、レンズとして機能する光透過部材２２と回折層１４とを、レプリカ成型用の光透過性低融点ガラス等によって一体的に形成してもよい。この場合、製造工程を簡略化することができると共に、光透過部材２２と回折層１４との相対的な位置関係にずれが生じるのを防止することができる。 Further, the light transmitting member 2 2 and the diffraction layer 14 that functions as a lens, may be integrally formed by a light transmitting low melting glass for replica molding. In this case, it is possible to prevent it is possible to simplify the manufacturing process, from the deviation in the relative positional relationship between the light transmitting member 2 2 and the diffraction layer 14 occurs.

本発明に係る分光モジュールの一実施形態の平面図である。It is a top view of one embodiment of a spectroscopic module concerning the present invention. 図１の分光モジュールのII−II線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of the spectroscopy module of FIG. 図１の分光モジュールの光検出素子を本体部側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the photon detection element of the spectroscopy module of Drawing 1 from the main part side. 図１の分光モジュールの光通過孔近傍の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the vicinity of the light passage hole of the spectroscopic module of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…分光モジュール、２…本体部、２ａ…前面（所定の面）、３…分光部、４…光検出素子、４ａ…後面（本体部側の面）、６…光吸収層、６ａ…光通過部（第１の光通過部）、６ｂ…光通過部（第２の光通過部）、９…配線、９ｄ…光反射防止層、１２…アンダーフィル材、１６…光透過板、４１…光検出部、４２…光通過孔、４２ｂ…光出射開口、４３…凸部、ＣＬ…中心線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spectroscopic module, 2 ... Main-body part, 2a ... Front surface (predetermined surface), 3 ... Spectroscopic part, 4 ... Photodetection element, 4a ... Rear surface (surface by the side of a main-body part), 6 ... Light absorption layer, 6a ... Light Passing portion (first light passing portion), 6b ... light passing portion (second light passing portion), 9 ... wiring, 9d ... light reflection preventing layer, 12 ... underfill material, 16 ... light transmitting plate, 41 ... Light detection part, 42... Light passage hole, 42 b .. light emission opening, 43... Convex part, CL.

Claims (4)

光を透過させる本体部と、
前記本体部の所定の面から前記本体部に入射した光を分光して前記所定の面側に反射する分光部と、
前記分光部によって分光されて反射された光を検出する光検出部を有し、前記所定の面側に形成された配線にフェースダウンボンディングによって電気的に接続された光検出素子と、
前記光検出素子の前記本体部側に充填され、光を透過させるアンダーフィル材と、を備え、
前記光検出素子は、前記分光部に進行する光が通過する光通過孔を有しており、
前記光検出素子における前記本体部側の面には、前記光通過孔の光出射開口を囲むように凸部が形成されていることを特徴とする分光モジュール。 A main body that transmits light;
A spectroscopic unit that splits light incident on the main body from a predetermined surface of the main body and reflects the light to the predetermined surface;
A light detecting element that detects light reflected and reflected by the spectroscopic part, and is electrically connected to the wiring formed on the predetermined surface side by face-down bonding;
An underfill material that fills the body of the photodetecting element and transmits light;
The light detection element has a light passage hole through which light traveling to the spectroscopic unit passes,
The spectral module according to claim 1, wherein a convex portion is formed on a surface of the light detection element on the main body portion side so as to surround a light emission opening of the light passage hole. 前記配線は、前記所定の面側に光反射防止層を有していることを特徴とする請求項１記載の分光モジュール。   The spectroscopic module according to claim 1, wherein the wiring has a light reflection preventing layer on the predetermined surface side. 前記所定の面には、前記分光部に進行する光が通過する第１の光通過部、及び前記光検出部に進行する光が通過する第２の光通過部を有する光吸収層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の分光モジュール。   A light absorption layer is formed on the predetermined surface. The light absorption layer includes a first light passage section through which light traveling to the spectroscopic section passes and a second light passage section through which light traveling to the light detection section passes. The spectroscopic module according to claim 1, wherein the spectroscopic module is provided. 前記凸部は、前記光通過孔の中心線方向から見て前記第１の光通過部を囲むように形成されていることを特徴とする請求項３記載の分光モジュール。   The spectroscopic module according to claim 3, wherein the convex portion is formed so as to surround the first light passage portion when viewed from a center line direction of the light passage hole.
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