KR102255742B1

KR102255742B1 - 광검출 장치

Info

Publication number: KR102255742B1
Application number: KR1020167005468A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 시바야마; 다카시 가사하라; 마사키 히로세; 도시미츠 가와이
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2021-05-26
Also published as: US10184832B2; KR20160082964A; WO2015064758A1; CN105683726B; EP3064914A1; CN105683725A; EP3064914B1; US20160245696A1; US10175107B2; JP6467346B2; EP3064913B1; CN105683726A; CN105683725B; EP3064914A4; EP3064913A4; JP6466851B2; JPWO2015064749A1; EP3064913A1; KR102273850B1; WO2015064749A1

Abstract

분광 센서(1A)는, 제1 미러(31)와 제2 미러(41) 사이의 거리에 따라서 투과된 광을 대향 방향 D를 따라서 통과시키는 개구(50a)가 마련된 페브리 페로 간섭 필터(10)와, 개구(50a)를 통과한 광을 수광하는 수광부(3a)를 가지는 광검출기(3)와, 광검출기(3)가 실장된 배선 기판(2)과, 필터(10)와 배선 기판(2)의 사이에, 개구(50a) 내의 제1 공간(S1)과 연속하면서 또한 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제1 공간(S1)을 포함하는 제2 공간(S2)이 형성되도록, 배선 기판(2)상에 있어서 필터(10)를 지지하는 복수의 스페이서(4)를 구비한다. 광검출기(3)는, 제2 공간(S2) 내에 배치되어 있다. 수광부(3a)는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에 배치되어 있다.

Description

광검출 장치{LIGHT-DETECTING DEVICE}

본 발명은 페브리 페로(Fabry-Perot) 간섭 필터를 구비하는 광검출 장치에 관한 것이다.

거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지는 페브리 페로 간섭 필터와, 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광검출기를 구비하는 광검출 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본 특개 2005－106753호 공보

상술한 것 같은 광검출 장치에는, 페브리 페로 간섭 필터에서의 광의 투과 및 광검출기로의 광의 검출에 관해, 파장 분해능(分解能)의 향상, 파장 시프트의 억제, 분광 특성의 향상 등이 요구된다.

이에, 본 발명은 파장 분해능의 향상, 파장 시프트의 억제 및 분광 특성의 향상을 도모할 수 있는 광검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 따른 광검출 장치는, 거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지고, 제1 미러와 제2 미러의 사이의 거리에 따라서 투과된 광을 소정의 방향을 따라서 통과시키는 개구(開口)가 마련된 페브리 페로 간섭 필터와, 개구를 통과한 광을 수광하는 수광부를 가지는 광검출기와, 광검출기가 실장된 배선 기판과, 페브리 페로 간섭 필터와 배선 기판의 사이에, 개구 내의 제1 공간과 연속하면서 또한 소정의 방향에서 보았을 경우에 제1 공간을 포함하는 제2 공간이 형성되도록, 배선 기판상에 있어서 페브리 페로 간섭 필터를 지지하는 지지 부재를 구비하고, 광검출기는 제2 공간 내에 배치되어 있고, 수광부는 소정의 방향에서 보았을 경우에 제2 공간에 있어서 제1 공간에 대응하는 영역 내에 배치되어 있다.

이 광검출 장치에서는, 페브리 페로 간섭 필터와 배선 기판의 사이에 형성된 제2 공간 중, 페브리 페로 간섭 필터에 마련된 개구 내의 제1 공간에 대응하는 영역 내에, 광검출기의 수광부가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러 및 제2 미러에 있어서 평행화(平行化)가 도모된 영역을 투과한 광이 광검출기의 수광부에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상을 도모할 수 있다. 또, 제1 공간과 연속하는 제2 공간 내에, 광검출기의 수광부가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러 및 제2 미러로부터 광검출기의 수광부에 이르는 거리가 길어지고, 작은 입사각으로 페브리 페로 간섭 필터에 입사된 광이 광검출기의 수광부에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상 및 파장 시프트의 억제를 도모할 수 있다. 추가로, 페브리 페로 간섭 필터와 배선 기판의 사이에 형성된 제2 공간 내에, 광검출기가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러 및 제2 미러를 투과하여 개구를 통과한 광 이외의 미광(迷光)이, 광검출기의 수광부에 도달하기 어려워진다. 이것에 의해, 미광이 저감됨으로써, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 광검출 장치에서는, 광검출기는, 소정의 방향에서 보았을 경우에 제2 공간에 있어서 제1 공간에 대응하는 영역 내에 배치되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 광검출기의 소형화에 의한 광검출 장치의 저(低)비용화를 도모할 수 있다. 또, 페브리 페로 간섭 필터와 배선 기판의 사이에 형성된 제2 공간 내에, 서미스터 등의 온도 보상용 소자를 배치할 수 있어, 온도 보상용 소자 등의 실장 부품을 부가했을 경우에 있어서도, 광검출 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 광검출 장치는, 제2 공간 내에 있어서 배선 기판에 실장된 실장 부품을 추가로 구비하고, 실장 부품은, 소정의 방향에서 보았을 경우에 제2 공간에 있어서 제1 공간에 대응하는 영역 밖에 배치되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 실장 부품에서의 광의 반사 등을 억제할 수 있어, 미광이 저감됨으로써, 한층 더 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 광검출 장치는, 페브리 페로 간섭 필터, 광검출기, 배선 기판 및 지지 부재를 수용하고, 외부로부터 페브리 페로 간섭 필터에 광을 입사시키는 광입사부를 가지는 패키지를 추가로 구비하고, 광입사부는, 소정의 방향에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터에 포함되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 광입사부로부터 패키지 내에 입사된 광이 페브리 페로 간섭 필터의 주위로부터 광검출기의 수광부에 입사되는 것을 억제할 수 있어, 미광이 저감됨으로써, 한층 더 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 파장 분해능의 향상, 파장 시프트의 억제 및 분광 특성의 향상을 도모할 수 있는 광검출 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 광검출 장치인 분광 센서의 단면도이다.
도 2는 도 1의 분광 센서의 일부의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 III－III선을 따른 페브리 페로 간섭 필터의 단면도이다.
도 4는 도 1의 분광 센서에 있어서의 광입사부, 페브리 페로 간섭 필터 및 광검출기의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 분광 센서의 변형예에 있어서의 광입사부, 페브리 페로 간섭 필터 및 광검출기의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 제2 실시 형태에 따른 광검출 장치인 분광 센서의 단면도이다.
도 7은 도 1 및 도 6의 분광 센서의 광검출기의 변형예의 평면도이다.
도 8은 도 1 및 도 6의 분광 센서의 광검출기의 변형예의 평면도이다.
도 9는 도 1의 분광 센서의 변형예의 평면도이다.
도 10은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 일부의 분해 사시도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 페브리 페로 간섭 필터의 XI－XI선 단면도이다.
도 12는 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 13은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 14는 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 14 (B)에 대응하는 측면도이다.
도 16은 도 14 (B)에 있어서의 XVI－XVI선 단면도, 및 그 일부의 확대도이다.
도 17은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 18은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 변형예의 평면도이다.
도 19는 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 변형예의 평면도이다.
도 20은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 변형예의 평면도이다.
도 21은 제3 실시 형태에 따른 광검출 장치의 변형예의 평면도이다.
도 22는 제4 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 23은 제4 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 24는 제4 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 25는 제4 실시 형태에 따른 광검출 장치의 제조 공정을 나타내는 평면도, 및 제4 실시 형태에 따른 광검출 장치의 변형예의 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 부분을 생략한다.

［제1 실시 형태］

［분광 센서의 구성］

도 1 및 도 2에 도시되는 것처럼, 분광 센서(광검출 장치)(1A)는, 배선 기판(2)과, 광검출기(3)와, 서미스터 등의 온도 보상용 소자(실장 부품)(71)와, 복수의 스페이서(지지 부재)(4)와, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 구비하고 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 거리가 가변으로 된 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 가지고 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)에는, 제1 미러(31)와 제2 미러(41) 사이의 거리에 따라서 투과된 광을, 제1 미러(31)와 제2 미러(41)가 대향하는 대향 방향(소정의 방향) D에 따라서 통과시키는 개구(50a)가 마련되어 있다.

광검출기(3)는 페브리 페로 간섭 필터(10)의 개구(50a)를 통과한 광을 수광하는 수광부(3a)를 가지고 있다. 개구(50a)와 수광부(3a)는, 대향 방향 D에 있어서 대향하고 있다. 광검출기(3)는, 예를 들면, 적외선 검출기이다. 그 적외선 검출기로서는, InGaAs 등이 이용된 양자형(量子型) 센서, 또는, 서모 파일 혹은 볼로미터(bolometer) 등이 이용된 열형(熱型) 센서를 이용할 수 있다. 또한, 자외(UV), 가시, 근적외의 각 영역을 검출하는 경우에는, 광검출기(3)로서, 실리콘 포토 다이오드 등을 이용할 수 있다. 또, 광검출기(3)는, 1개의 수광부(3a)를 가지고 있어도 되고, 복수의 수광부(3a)를 어레이 모양으로 가지고 있어도 된다. 또, 복수의 광검출기(3)를 배선 기판(2)에 실장해도 된다.

배선 기판(2)에는, 광검출기(3) 및 온도 보상용 소자(71)가 실장되어 있다. 보다 구체적으로는, 배선 기판(2)에는, 광검출기(3)가 실장된 실장부(2a), 온도 보상용 소자(71)가 실장된 실장부(2c), 및 복수의 전극 패드(2b)가 마련되어 있다. 각 전극 패드(2b)는 실장부(2a, 2c)의 각각과 배선(2d)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 배선 기판의 재질은, 실리콘, 석영, 유리, 세라믹, 플라스틱 등이다.

복수의 스페이서(4)는, 배선 기판(2)상에 고정되어 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 복수의 스페이서(4)상에 고정되어 있다. 이와 같이, 복수의 스페이서(4)는 배선 기판(2)상에 있어서 페브리 페로 간섭 필터(10)를 지지하고 있다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 배선 기판(2)의 사이에는, 개구(50a) 내의 제1 공간(S1)과 연속하는 제2 공간(S2)이 형성되어 있다. 제2 공간(S2)은 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제1 공간(S1)을 포함하고 있다. 즉, 대향 방향 D에서 보았을 경우에, 제2 공간(S2)은 제1 공간(S1)의 외연(外緣)인 개구(50a)의 외연보다도 외측에까지 확장되어 있다.

페브리 페로 간섭 필터(10)로의 열 변형(thermal strain)의 영향을 억제하기 위해서, 복수의 스페이서(4) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 다이 본드(die bond) 수지에 의해서 서로 접착되는 것이 바람직하다. 그 다이 본드 수지로서는, 가요성(可撓性)을 가지는 수지 재료(예를 들면, 실리콘계, 우레탄계, 에폭시계, 아크릴계, 하이브리드 등의 수지 재료로서, 도전성이어도 비도전성이어도 됨)를 이용할 수 있다. 그 수지 재료는, 탄성률(또는 영률(Young's modulus))이 1000MPa 미만의 재료로부터 선택되는 것이 바람직하고, 탄성률(또는 영률)이 10MPa 미만의 재료로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하다. 또, 그 수지 재료는, 유리 전이 온도가 분광 센서(1A)의 사용 환경 온도로부터 벗어나 있는 수지 재료로부터 선택되는 것이 바람직하다.

여기서, 스페이서(4)와 페브리 페로 간섭 필터(10)를 접착하는 접착제로서의 다이 본드 수지(5)는, 경화 후의 경도(硬度)가, 스페이서(4)와 배선 기판(2)을 접착하는 접착제보다도 무르다. 예를 들면, 스페이서(4)와 페브리 페로 간섭 필터(10)의 고정은, 경화 후의 탄성률이 10MPa 미만인 실리콘계의 수지 재료로 이루어지는 접착제로 행하는 것이 매우 적합하다. 실리콘계의 수지 재료의 경우, 유리 전이 온도는 예를 들면 -10℃ 정도이고, 예를 들면 5~40℃와 같은 통상의 사용 환경 온도보다도 낮다. 또, 스페이서(4)와 배선 기판(2)의 고정은, 경화 후의 탄성률이 100MPa 이상인 에폭시계의 수지 재료로 이루어지는 접착제로 행하는 것이 매우 적합하다. 이것에 의해, 스페이서(4)와 배선 기판(2)의 고정이 강고(强固)하게 행해지는 한편으로, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재로부터의 열 변형이 접착제를 통해서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전해지는 것을 억제할 수 있다.

또한, 분광 센서(1A)에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 개구(50a)의 가장자리와 각 스페이서(4)의 사이에 거리가 두어져 있다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 실장시에 다이 본드 수지가 밀려나와도, 밀려나온 다이 본드 수지가 각 스페이서(4)측을 타고 흐르게 된다. 따라서 밀려나온 다이 본드 수지가 개구(50a) 내에 진입하는 것을 방지할 수 있다.

또, 복수의 스페이서(4)의 재료로서는, 예를 들면 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 특히, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서 복수의 스페이서(4)와 접하는 부분과의 열팽창 계수차를 완화시키기 위해서, 복수의 스페이서(4)의 재료는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 재료와 비교하여, 그 열팽창 계수가 동등 또는 작은 재료인 것이 바람직하다. 일례로서, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 실리콘 기판상에 형성하는 경우에는, 복수의 스페이서(4)는, 석영 또는 실리콘과 같은 열팽창 계수가 작은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 것 같이 배선 기판(2)과 스페이서(4)를 별체(別體)로 하여 형성하는 구성을 대신하여, 배선 기판(2)의 표면상에 스페이서(4)가 되는 부분을 일체(一體) 형성한 구성으로 해도 된다.

분광 센서(1A)는 배선 기판(2), 광검출기(3), 온도 보상용 소자(71), 복수의 스페이서(4), 및 페브리 페로 간섭 필터(10)를 수용하는 CAN 패키지(패키지)(81)를 추가로 구비하고 있다. CAN 패키지(81)는 스템(82) 및 캡(83)을 가지고 있다. 캡(83)에는, 광투과창(광입사부)(83a)이 마련되어 있다. 광투과창(83a)은, 캡(83)에 마련된 개구에 내측으로부터 판 모양의 창재(83b)가 수지 접착 또는 저융점 유리 등으로 접합(接合)됨으로써 구성되어 있다. 또, 용착유리를 캡에 형성함으로써 광투과창(83a)으로 해도 된다. 광투과창(83a)은 외부로부터 페브리 페로 간섭 필터(10)에 광을 입사시킨다.

배선 기판(2)은 스템(82)상에 고정되어 있다. 배선 기판(2)의 복수의 전극 패드(2b), 광검출기(3)의 단자, 온도 보상용 소자(71)의 단자, 및 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자(12, 13)의 각각은, 스템(82)을 관통하는 복수의 리드 핀(84)의 각각과 와이어(8)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 광검출기(3), 온도 보상용 소자(71) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)의 각각에 대한 전기신호의 입출력 등이 행해진다. 분광 센서(1A)에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 각 단자(12, 13)의 바로 아래에 스페이서(4)가 배치되어 있기 때문에, 와이어 본딩성이 향상되어 있다.

1개의 실시 형태에 있어서, 소정의 방향을 따르는 배선 기판(2)의 두께는 0.3mm이고, 스페이서(4B)의 높이는 0.4mm이고, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 두께는 0.6mm이다. 또, 리드 핀(6b)이 베이스(6a)의 상면(上面)으로부터 돌출되는 부분의 높이는 0.5mm이다. 즉, 리드 핀(6b)의 상면은, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 상면보다도 낮은 위치에 있다. 또, 리드 핀(6b)의 상면은, 스페이서(4B)의 상면보다도 낮은 위치에 있다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터(10), 혹은 광검출기(3)로부터 리드 핀(6b)으로의 와이어의 접속이 행하기 쉬위진다.

이상과 같이 구성된 분광 센서(1A)에서는, 광투과창(83a)을 통해서 외부로부터 페브리 페로 간섭 필터(10)에 측정광이 입사되면, 제1 미러(31)와 제2 미러(41) 사이의 거리에 따라서, 소정의 파장을 가지는 광이 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 투과한다. 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 투과한 광은, 개구(50a)를 통과하여 광검출기(3)의 수광부(3a)에 입사되어, 광검출기(3)에서 검출된다. 분광 센서(1A)에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가하는 전압을 변화시키면서(즉, 제1 미러(31)와 제2 미러(41) 사이의 거리를 변화시키면서), 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과한 광을 광검출기(3)에서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.

［페브리 페로 간섭 필터의 구성］

도 3에 도시되는 것처럼, 페브리 페로 간섭 필터(10)는 기판(14)을 구비하고 있다. 기판(14)의 광입사측의 표면(14a)에는, 반사 방지층(15), 제1 적층체(30), 희생층(犧牲層)(16) 및 제2 적층체(40)가 이 순서로 적층되어 있다. 제1 적층체(30)와 제2 적층체(40)의 사이에는, 테두리 모양의 희생층(16)에 의해서 공극(에어 갭)(S)이 형성되어 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제2 적층체(40)에 대해서 기판(14)의 반대측으로부터 측정광이 입사된다. 그리고 소정의 파장을 가지는 광은, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 중앙부에 정의된 광투과 영역(11)을 투과한다.

또한, 기판(14)은, 예를 들면 실리콘, 석영, 유리 등으로 이루어진다. 기판(14)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 반사 방지층(15) 및 희생층(16)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 희생층(16)의 두께는, 200nm~10㎛이다. 희생층(16)의 두께는, 중심 투과 파장(즉, 페브리 페로 간섭 필터(10)가 투과시키는 파장의 가변 범위의 중앙인 파장)의 1/2의 정수배인 것이 바람직하다.

제1 적층체(30) 중 광투과 영역(11)에 대응하는 부분은, 제1 미러(31)로서 기능한다. 제1 적층체(30)는, 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제1 미러(31)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장(가변 파장 범위의 중심 파장)의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다. 또한, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이어도 된다.

제2 적층체(40) 중 광투과 영역(11)에 대응하는 부분은, 공극(S)을 통해서 제1 미러(31)와 대향하는 제2 미러(41)로서 기능한다. 제2 적층체(40)는, 제1 적층체(30)와 마찬가지로, 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제2 미러(41)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장(가변 파장 범위의 중심 파장)의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다. 또한, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이어도 된다.

또한, 제2 적층체(40)에 있어서 공극(S)에 대응하는 부분에는, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 공극(S)에 이르는 복수의 관통공(40b)이 균일하게 분포되어 있다. 복수의 관통공(40b)은, 제2 미러(41)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 정도로 형성되어 있다. 각 관통공(40b)의 직경은, 100nm~5㎛이다. 또, 복수의 관통공(40b)의 개구 면적은, 제2 미러(41)의 면적의 0.01~10%를 차지한다.

페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)는, 기판(14)에 지지되어 있다. 그리고 제1 미러(31)는, 기판(14)의 광입사측에 배치되어 있다. 제2 미러(41)는, 공극(S)을 통해서 제1 미러(31)의 광입사측에 배치되어 있다.

제1 미러(31)에는, 광투과 영역(11)을 둘러싸도록 제1 전극(17)이 형성되어 있다. 또, 제1 미러(31)에는, 광투과 영역(11)을 포함하도록 제2 전극(18)이 형성되어 있다. 제1 전극(17) 및 제2 전극(18)은, 폴리 실리콘층에 불순물을 도프(dope)하여 저(低)저항화함으로써 형성되어 있다. 제2 전극(18)의 크기는, 광투과 영역(11)의 전체를 포함하는 크기인 것이 바람직하지만, 제2 전극(18)의 크기는, 광투과 영역(11)의 크기와 대략 동일해도 된다.

제2 미러(41)에는, 제3 전극(19)이 형성되어 있다. 제3 전극(19)은, 대향 방향 D에 있어서, 공극(S)을 통해서 제1 전극(17) 및 제2 전극(18)과 대향하고 있다. 제3 전극(19)은, 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다.

페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제2 전극(18)은, 대향 방향 D에 있어서, 제1 전극(17)에 대해서 제3 전극(19)의 반대측에 위치하고 있다. 즉, 제1 전극(17)과 제2 전극(18)은, 제1 미러(31)에 있어서 동일 평면상에 배치되어 있지 않다. 제2 전극(18)은, 제1 전극(17)보다도 제3 전극(19)으로부터 떨어져 있다.

단자(12)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전압을 인가하기 위한 것이다. 단자(12)는, 광투과 영역(11)을 사이에 두고 대향하도록 한 쌍 마련되어 있다. 각 단자(12)는, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제1 적층체(30)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(12)는, 배선(21)을 통해서, 제1 전극(17)과 전기적으로 접속되어 있다.

단자(13)는 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전압을 인가하기 위한 것이다. 단자(13)는, 광투과 영역(11)을 사이에 두고 대향하도록 한 쌍 마련되어 있다. 또한, 한 쌍의 단자(12)가 대향하는 방향과, 한 쌍의 단자(13)가 대향하는 방향은, 직교하고 있다. 각 단자(13)는, 배선(22)을 통해서, 제3 전극(19)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제3 전극(19)은, 배선(23)을 통해서, 제2 전극(18)과도 전기적으로 접속되어 있다.

제1 적층체(30)의 표면(30a)에는, 트렌치(tranch)(26, 27)가 마련되어 있다. 트렌치(26)는, 단자(13)로부터 대향 방향 D를 따라서 연장되는 배선(23)을 둘러싸도록 환상(環狀)으로 연장되어 존재하고 있다. 트렌치(26)는, 제1 전극(17)과 배선(23)을 전기적으로 절연하고 있다. 트렌치(27)는, 제1 전극(17)의 내연(內緣)을 따라서 환상으로 연장되어 존재하고 있다. 트렌치(27)는, 제1 전극(17)과 제1 전극(17)의 내측 영역을 전기적으로 절연하고 있다. 각 트렌치(26, 27) 내의 영역은, 절연 재료이어도, 공극이어도 된다.

제2 적층체(40)의 표면(40a)에는, 트렌치(28)가 마련되어 있다. 트렌치(28)는, 단자(12)를 둘러싸도록 환상으로 연장되어 존재하고 있다. 트렌치(28)의 저면은, 희생층(16)에 이르고 있다. 트렌치(28)는, 단자(12)와 제3 전극(19)을 전기적으로 절연하고 있다. 트렌치(28) 내의 영역은, 절연 재료이어도, 공극이어도 된다.

기판(14)의 광출사측의 표면(14b)에는, 반사 방지층(51), 제3 적층체(52), 중간층(53) 및 제4 적층체(54)가 이 순서로 적층되어 있다. 반사 방지층(51) 및 중간층(53)은, 각각, 반사 방지층(15) 및 희생층(16)과 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 제3 적층체(52) 및 제4 적층체(54)는, 각각, 기판(14)을 기준으로 하여 제1 적층체(30) 및 제2 적층체(40)와 대칭인 적층 구조를 가지고 있다. 이들 반사 방지층(51), 제3 적층체(52), 중간층(53) 및 제4 적층체(54)에 의해서, 응력 조정층(50)이 구성되어 있다. 응력 조정층(50)은, 기판(14)의 광출사측에 배치되어 있고, 기판(14)의 휨을 억제하는 기능을 가지고 있다.

응력 조정층(50)에는, 광투과 영역(11)을 포함하도록 개구(50a)가 마련되어 있다. 개구(50a)는, 기판(14)에 대해서 광출사측에 개구하고 있으며, 예를 들면, 원기둥 모양으로 형성되어 있다. 응력 조정층(50)의 광출사측의 표면(50b)에는, 차광층(29)이 형성되어 있다. 차광층(29)은, 알루미늄 등으로 이루어지고, 측정광을 차광하는 기능을 가지고 있다.

이상과 같이 구성된 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 단자(12, 13)를 통해서 제1 전극(17)과 제3 전극(19)의 사이에 전압이 인가되면, 당해 전압에 따른 정전기력이 제1 전극(17)과 제3 전극(19)의 사이에 발생한다. 당해 정전기력에 의해서, 제2 미러(41)는, 기판(14)에 고정된 제1 미러(31)측으로 끌어당겨지도록 구동된다. 이 구동에 의해서, 제1 미러(31)와 제2 미러(41)의 거리가 조정된다. 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은, 광투과 영역(11)에 있어서의 제1 미러(31)와 제2 미러(41)의 거리에 의존한다. 따라서 제1 전극(17)과 제3 전극(19)의 사이에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과되는 광의 파장을 적당히 선택할 수 있다. 이때, 제2 전극(18)은 전기적으로 접속된 제3 전극(19)과 동전위가 된다. 따라서 제2 전극(18)은, 광투과 영역(11)에 있어서 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.

［분광 센서에 있어서의 광투과창, 페브리 페로 간섭 필터 및 광검출기의 배치 관계］

도 4는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 있어서의 각 부품의 배치 관계를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 4에 도시되는 것처럼, 광검출기(3)의 전체는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역(즉, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2) 중 제1 공간(S1)과 겹치는 영역) 내에 배치되어 있다. 따라서 광검출기(3)의 수광부(3a)의 전체도, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에 배치되게 된다.

온도 보상용 소자(71)는, 광검출기(3)와 마찬가지로, 제2 공간(S2) 내에 배치되어 있다. 다만, 온도 보상용 소자(71)의 전체는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 밖에 배치되어 있다. CAN 패키지(81)의 광투과창(83a)의 전체는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)에 포함되어 있다.

［작용 및 효과］

분광 센서(1A)에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 배선 기판(2)의 사이에 형성된 제2 공간(S2) 중, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 마련된 개구(50a) 내의 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)에 있어서 평행화가 도모된 영역을 투과한 광이 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉬워진다. 즉, 제2 미러(41)를 제1 미러(31)의 방향으로 가동시켰을 때, 제2 미러(41)는 제1 미러(31)측으로 볼록하게 되도록 굴곡(屈曲)되지만, 비교적 굴곡이 작은(제1 미러(31)와 제2 미러(41)의 평행도가 높은) 중앙 부근의 영역을 투과한 광을 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉽게 할 수 있다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상을 도모할 수 있다. 또, 제1 공간(S1)과 연속하는 제2 공간(S2) 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)로부터 광검출기(3)의 수광부(3a)에 이르는 거리가 길어지고, 작은 입사각으로 페브리 페로 간섭 필터(10)에 입사된 광(대향 방향 D의 방향, 혹은 약간 경사진 방향으로 입사된 광)이 개구(50a)를 통과하여 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상 및 파장 시프트의 억제를 도모할 수 있다. 추가로, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 배선 기판(2)의 사이에 형성된 제2 공간(S2) 내에, 광검출기(3)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 투과하여 개구(50a)를 통과한 광 이외의 미광이, 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 어려워진다. 이것에 의해, 미광이 저감됨으로써, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1A)에서는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에, 광검출기(3)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 광검출기(3)의 소형화에 의한 분광 센서(1A)의 저비용화를 도모할 수 있다. 또, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 배선 기판(2)의 사이에 형성된 제2 공간(S2) 내에, 온도 보상용 소자(71)를 배치할 수 있어, 온도 보상용 소자(71) 등의 실장 부품을 부가했을 경우에 있어서도, 분광 센서(1A)의 소형화를 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1A)에서는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 밖에, 온도 보상용 소자(71)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 온도 보상용 소자(71)에서의 광의 반사 등을 억제할 수 있어, 미광이 저감됨으로써, 한층 더 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1A)에서는, CAN 패키지(81)의 광투과창(83a)이, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)에 포함되어 있다. 이것에 의해, 광투과창(83a)으로부터 CAN 패키지(81) 내에 입사된 광이 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주위로부터 광검출기(3)의 수광부(3a)에 입사되는 것을 억제할 수 있어, 미광이 저감됨으로써, 한층 더 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다. 추가로, 작은 입사각으로 페브리 페로 간섭 필터(10)에 입사된 광이 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상 및 파장 시프트의 억제를 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1A)에서는, 제1 공간(S1)과 연속하는 제2 공간(S2) 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)로부터 광검출기(3)의 수광부(3a)에 이르는 거리가 길어지고, 또, 개구(50a)(제1 공간(S1))가 있음으로써 페브리 페로 간섭 필터(10)의 하면(下面)(기판(14)의 하면)으로부터 수광부(3a)에 이르는 거리가 길어지기 때문에, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 광검출기(3)의 사이에서의 광학적 간섭의 영향이 생기기 어려워진다. 이것에 의해, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 열적 데미지, 물리적 데미지 등이 가해졌을 때에도, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 광검출기(3)의 사이에서의 물리적 간섭의 영향이 생기기 어려워진다. 또, 전압을 인가했을 때의 페브리 페로 간섭 필터(10)의 동작에 따라서 발생하는 열의 잔류(retention)가 저감되므로, 광검출기(3)의 특성으로의 온도의 영향이 완화된다.

또, 분광 센서(1A)에서는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제1 공간(S1)을 포함하는 제2 공간(S2) 내에(즉, 제1 공간(S1)보다도 큰 제2 공간(S2) 내에), 광검출기(3)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 와이어 본딩용의 공간이 확보되므로, 광검출기(3)에 특별한 구조를 채용할 필요가 없다. 또, 온도 보상용 소자(71)를 광검출기(3)의 근방에 배치하는 것이 가능해지므로, 보상의 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 열의 잔류가 저감되므로, 광검출기(3)의 특성으로의 온도의 영향이 완화된다. 또, 열에 의한 다이 본드 수지 등의 휘발 성분이 분산하는 공간이 넓어지기 때문에, 휘발 성분이 광로 내에 재부착되어 광로를 방해하는 리스크가 저감된다. 추가로, 광검출기(3)의 폭을 크게 하는 등, 사양의 자유도가 증가하기 때문에, 높은 성능의 분광 센서(1A)를 실현할 수 있다.

또한, 도 5에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)의 전체가 배치되어 있으면, 광검출기(3)의 전체가 당해 영역 내에 배치되어 있지 않아도 된다. 이 경우에도, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 배선 기판(2)의 사이에 형성된 제2 공간(S2) 내에, 광검출기(3)가 배치되어 있기 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 투과하여 개구(50a)를 통과한 광 이외의 미광이, 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 어려워진다. 이것에 의해, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

［제2 실시 형태］

［분광 센서의 구성］

도 6에 도시되는 것처럼, 분광 센서(1B)는, SMD(Surface Mount Device)로서 구성되어 있는 점에서, 상술한 분광 센서(1A)와 다르다. 분광 센서(1B)는, 광검출기(3), 온도 보상용 소자(71)(도시 생략) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)를 수용하는 SMD 패키지(패키지)(61)를 구비하고 있다. SMD 패키지(61)는 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65), 제5층 기판(66) 및 제6층 기판(69)을 가지고 있다.

제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65), 제5층 기판(66) 및 제6층 기판(69)은, 이 순서로 적층되어 있다. 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)의 각각의 중앙부에는, 개구가 마련되어 있다. 제3층 기판(64)의 개구는, 제2층 기판(63)의 개구보다도 크다. 제4층 기판(65)의 개구는, 제3층 기판(64)의 개구보다도 크다. 제5층 기판(66)의 개구는, 제4층 기판(65)의 개구보다도 크다. 이것에 의해, 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64) 및 제4층 기판(65)의 각각의 표면의 일부는, 제5층 기판(66)의 개구로부터 노출되게 된다.

노출된 제1층 기판(62)의 표면에는, 광검출기(3) 및 온도 보상용 소자(71)(도시 생략)가 고정되어 있다. 광검출기(3) 및 온도 보상용 소자(71)(도시 생략)의 각각의 한쪽의 단자는, 노출된 제1층 기판(62)의 표면에 마련된 본딩 패드와 도전성 페이스트 또는 땜납 등에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 광검출기(3) 및 온도 보상용 소자(71)(도시 생략)의 각각의 다른 쪽의 단자는, 노출된 제2층 기판(63)의 표면에 마련된 본딩 패드와 와이어(8)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 제1층 기판(62)의 본딩 패드 및 제2층 기판(63)의 본딩 패드의 각각은, 제1층 기판(62)의 이면(裏面)에 마련된 복수의 전극 패드(67)의 각각과 배선(도시 생략)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 제1층 기판(62) 및 제2층 기판(63)은, 광검출기(3) 및 온도 보상용 소자(71)(도시 생략)가 실장된 배선 기판으로서 기능하고 있다.

노출된 제3층 기판(64)의 표면에는, 페브리 페로 간섭 필터(10)가 고정되어 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)의 각 단자(12, 13)는, 노출된 제4층 기판(65)의 표면에 마련된 복수의 본딩 패드의 각각과 와이어(8)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 제4층 기판(65)의 복수의 본딩 패드의 각각은, 제1층 기판(62)의 이면에 마련된 복수의 전극 패드(67)의 각각과 배선(도시 생략)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 제3층 기판(64)은, 제1층 기판(62) 및 제2층 기판(63)상에 있어서 페브리 페로 간섭 필터(10)를 지지하는 지지 부재로서 기능하고 있다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터(10)와, 배선 기판으로서 기능하는 제1층 기판(62) 및 제2층 기판(63)의 사이에, 제2 공간(S2)이 형성되어 있다. 제2 공간(S2)은, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 개구(50a) 내의 제1 공간(S1)과 연속하고 있고, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제1 공간(S1)을 포함하고 있다.

또한, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 제3층 기판(64)의 상면에 고정하기 위해서 이용하는 접착제로서의 다이 본드 수지(5)는, 광검출기(3)를 제1층 기판(62)의 상면에 고정하기 위해서 이용하는 접착제보다도 무르다. 또, 각각 별체로서 형성된 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)을 적층하여 SMD 패키지(61)를 형성하는 경우에 있어서, 각각 인접하는 기판끼리를 접착하는 접착제보다도 무르다. 이것에 의해, 광검출기(3)와 제1층 기판(62)의 고정이나, SMD 패키지(61)의 형성이 강고하게 행해지는 한편으로, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재로부터의 열 변형이 접착제를 통해서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전해지는 것을 억제할 수 있다.

제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)의 재료에는, 예를 들면, 세라믹, 수지 등을 이용할 수 있다. 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)은, 각각이 별체로서 형성된 후에 적층된 것으로 한정되지 않고, 일체로서 성형된 것이어도 된다.

제6층 기판(69)은 광투과 기판(69a) 및 차광층(69b)을 가지고 있다. 광투과 기판(69a)의 재료에는, 분광 센서(1B)의 적용 파장 범위에 대응한 재료(예를 들면, 유리, 실리콘, 게르마늄 등)를 이용할 수 있다. 차광층(69b)은, 광투과 기판(69a)의 표면에 형성되어 있다. 차광층(69b)의 재료로서는, 예를 들면, 알루미늄, 산화 크롬 등의 금속 혹은 금속 산화물, 흑색 수지 등의 차광 재료 또는 광 흡수 재료를 이용할 수 있다. 차광층(69b)에는, 광통과구(광입사부)(69c)가 마련되어 있다. 광통과구(69c)는, 외부로부터 페브리 페로 간섭 필터(10)에 광을 입사시킨다. 이 차광층(69b)은, 광투과 기판(69a)의 표면측이 아니라 이면측에 형성해도 된다. 또한, 광투과 기판(69a)의 한 면 혹은 양면에, 광 반사 방지층을 형성해도 된다. 또, 광투과 기판(69a)으로서, 적용 파장 범위를 제한하는 밴드 패스 필터를 이용해도 된다.

［분광 센서에 있어서의 광통과구, 페브리 페로 간섭 필터 및 광검출기의 배치 관계］

분광 센서(1B)에서는, 광검출기(3)의 전체는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역(즉, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2) 중 제1 공간(S1)과 겹치는 영역) 내에 배치되어 있다. 따라서 광검출기(3)의 수광부(3a)의 전체도, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에 배치되게 된다.

온도 보상용 소자(71)(도시 생략)는, 광검출기(3)와 마찬가지로, 제2 공간(S2) 내에 배치되어 있다. 다만, 온도 보상용 소자(71)의 전체는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 밖에 배치되어 있다. 제6층 기판(69)의 광통과구(69c)의 전체는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)에 포함되어 있다.

［작용 및 효과］

분광 센서(1B)에서는, 제2 공간(S2) 중 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)에 있어서 평행화가 도모된 영역을 투과한 광이 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상을 도모할 수 있다. 또, 제1 공간(S1)과 연속하는 제2 공간(S2) 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)로부터 광검출기(3)의 수광부(3a)에 이르는 거리가 길어지고, 작은 입사각으로 페브리 페로 간섭 필터(10)에 입사된 광이 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상 및 파장 시프트의 억제를 도모할 수 있다. 추가로, 제2 공간(S2) 내에 광검출기(3)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 투과하여 개구(50a)를 통과한 광 이외의 미광이, 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 어려워진다. 이것에 의해, 미광이 저감됨으로써, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1B)에서는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에, 광검출기(3)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 광검출기(3)의 소형화에 의한 분광 센서(1B)의 저비용화를 도모할 수 있다. 또, 제2 공간(S2) 내에 온도 보상용 소자(71)를 배치할 수 있어, 분광 센서(1B)의 소형화를 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1B)에서는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 밖에, 온도 보상용 소자(71)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 온도 보상용 소자(71)에서의 광의 반사 등을 억제할 수 있어, 미광이 저감됨으로써, 한층 더 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1B)에서는, SMD 패키지(61)의 광통과구(69c)가, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)에 포함되어 있다. 이것에 의해, 광통과구(69c)로부터 SMD 패키지(61) 내에 입사된 광이 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주위로부터 광검출기(3)의 수광부(3a)에 입사되는 것을 억제할 수 있어, 미광이 저감됨으로써, 한층 더 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다. 추가로, 작은 입사각으로 페브리 페로 간섭 필터에 입사된 광이 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 파장 분해능의 향상 및 파장 시프트의 억제를 도모할 수 있다.

또, 분광 센서(1B)에서는, 제1 공간(S1)과 연속하는 제2 공간(S2) 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)가 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)로부터 광검출기(3)의 수광부(3a)에 이르는 거리가 길어져, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 광검출기(3)의 사이에서의 광학적 간섭의 영향이 생기기 어려워진다. 이것에 의해, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 열적 데미지, 물리적 데미지 등이 가해졌을 때에도, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 광검출기(3)의 사이에서의 물리적 간섭의 영향이 생기기 어려워진다.

또, 분광 센서(1B)에서는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제1 공간(S1)을 포함하는 제2 공간(S2) 내에(즉, 제1 공간(S1)보다도 큰 제2 공간(S2) 내에), 광검출기(3)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 와이어 본딩용의 공간이 확보되므로, 광검출기(3)에 특별한 구조를 채용할 필요가 없다. 또, 온도 보상용 소자(71)를 광검출기(3)의 근방에 배치하는 것이 가능해지므로, 보상의 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 열의 잔류가 저감되므로, 광검출기(3)의 특성으로의 온도의 영향이 완화된다. 또, 열에 의한 다이 본드 수지 등의 휘발 성분이 분산하는 공간이 넓어지기 때문에, 휘발 성분이 광로 내에 재부착되어 광로를 방해하는 리스크가 저감된다. 추가로, 광검출기(3)의 폭을 크게 하는 등, 사양의 자유도가 증가하기 때문에, 높은 성능의 분광 센서(1B)를 실현할 수 있다.

또한, 분광 센서(1B)에 있어서도, 상술한 분광 센서(1A)와 마찬가지로, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 제2 공간(S2)에 있어서 제1 공간(S1)에 대응하는 영역 내에, 광검출기(3)의 수광부(3a)의 전체가 배치되어 있으면, 광검출기(3)의 전체가 당해 영역 내에 배치되어 있지 않아도 된다. 이 경우에도, 제2 공간(S2) 내에 광검출기(3)가 배치되어 있기 때문에, 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 투과하여 개구(50a)를 통과한 광 이외의 미광이, 광검출기(3)의 수광부(3a)에 도달하기 어려워진다. 이것에 의해, 분광 특성의 향상을 도모할 수 있다.

이상, 본 발명의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 광검출기(3)가, InGaAs 등이 이용된 포토 다이오드인 경우에는, 도 7 (A)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 수광부(3a)가 다각형 모양이어도 좋고, 혹은, 도 7 (B)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 수광부(3a)가 원형 모양이어도 된다. 또한, 광검출기(3)의 표면에 마련된 단자(3b)는 애노드측의 전극 패드이고, 광검출기(3)의 이면에 마련된 단자(3c)는 캐소드측의 전극 패드이다.

도 7 (A)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 수광부(3a)가 다각형 모양이면, 광검출기(3)의 표면 중 큰 면적을 수광부로서 이용할 수 있다. 그 때문에, 광검출기(3)의 사이즈를 작게 해도, 수광부(3a)의 면적을 크게 하는 것이 가능해진다. 따라서 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)의 개구(50a)보다도 광검출기(3)의 사이즈가 작은 경우에도, 큰 감도를 얻는 것이 가능해진다.

한편, 도 7 (B)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 수광부(3a)가 원형 모양이면, 수광부(3a)를 작게 하여 고속 응답을 실현하는 것이 가능해져, 시간에 대한 분해능을 향상시킬 수 있다. 또, 이러한 광검출기(3)는, 바이어스에 대한 파괴 안정성이 좋기 때문에, 높은 바이어스로 동작시키는 경우에 매우 적합하다. 추가로, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)의 개구(50a)가 원형 모양일 때는, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 개구(50a)와 수광부(3a)가 닮은꼴 형상이 된다. 그 때문에, 대향 방향 D에 수직인 방향에 있어서, 개구(50a)와 수광부(3a)가 어긋나기 어려워진다.

또, 광검출기(3)가, 서모 파일 등의 열형 적외선 센서인 경우에는, 도 8 (A)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 멤브레인(membrane) 에어리어(3d)상의 수광부(3a)가 다각형 모양이어도 좋고, 혹은, 도 8 (B)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 멤브레인 에어리어(3d)상의 수광부(3a)가 원형 모양이어도 된다. 또한, 광검출기(3)의 표면에 마련된 단자(3b, 3c)는 한쌍의 전극 패드이다.

도 8 (A)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 수광부(3a)가 다각형 모양이면, 광검출기(3)의 표면 중 큰 면적을 수광부로서 이용할 수 있다. 그 때문에, 광검출기(3)의 사이즈를 작게 해도, 수광부(3a)의 면적을 크게 하는 것이 가능해진다. 따라서 대향 방향 D에서 보았을 경우에 페브리 페로 간섭 필터(10)의 개구(50a)보다도 광검출기(3)의 사이즈가 작은 경우에도, 큰 감도를 얻는 것이 가능해진다.

한편, 도 8 (B)에 도시되는 것처럼, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 수광부(3a)가 원형 모양이면, 대향 방향 D에서 보았을 경우에 개구(50a)와 수광부(3a)가 닮은꼴 형상이 된다(대향 방향 D에서 보았을 경우에 개구(50a)가 원형 모양일 때). 그 때문에, 대향 방향 D에 수직인 방향에 있어서, 개구(50a)와 수광부(3a)가 어긋나기 어려워진다.

또, 분광 센서(1A)에서는, 도 9 (A)에 도시되는 것처럼, 광검출기(3)와 리드 핀(6b)을 1개의 와이어(8)로 접속하지 않고, 배선 기판(2)에 마련된 전극 패드(2e)를 통해서, 광검출기(3)와 리드 핀(6b)을 2개의 와이어(8)로 접속해도 된다. 이 경우, 광검출기(3)의 소형화에 의해서 광검출기(3)와 리드 핀(6b) 사이의 거리가 길어져도, 불필요한 지점에서의 쇼트를 방지할 수 있어, 분광 센서(1A)의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 9 (A)에 있어서, 배선 기판(2)은, 정사각형의 평면 형상을 가지는 것으로서 기재되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 도 9 (B)에 도시되는 것처럼, 배선 기판(2A)은 광검출기(3)와 접속되는 리드 핀(6b)과 페브리 페로 간섭 필터(10)의 거리가 최단(最短)이 되는 방향으로 긴 직사각형의 평면 형상을 가지고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 리드 핀(6b)과 배선 기판(2)의 상면에 배치되는 광검출기(3) 등의 소자의 전기적 접속이 용이해진다.

［제3 실시 형태］

［분광 센서］

도 10에 도시되는 것처럼, 분광 센서(광검출 장치)(1C)는 배선 기판(2)과, 광검출기(3)와, 복수의 스페이서(지지 부재)(4)와, 다이 본드 수지(5)와, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 구비하고 있다. 배선 기판(2)에는, 실장부(2a), 복수의 전극 패드(2b), 및 실장부(2c)가 마련되어 있다. 실장부(2a)에는, 광검출기(3)가 실장되어 있다. 실장부(2c)에는, 예를 들면 서미스터 등의 온도 보상용 소자가 실장되어 있다. 전극 패드(2b) 중 1개는, 배선(2d)에 의해 실장부(2a)와 전기적으로 접속되어 있다. 전극 패드(2b) 중 다른 것은, 배선(2d)에 의해 배선 기판(2)상에 배치되는 서미스터 등과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 전극 패드(2b) 중 다른 것은, 이들 서미스터 등을, 분광 센서(1C)의 외부와 전기적으로 접속하고 있다. 광검출기(3)는, 예를 들면, 적외선 검출기이다. 이 적외선 검출기에는, InGaAs 등이 이용된 양자형 센서, 또는, 서모 파일 혹은 볼로미터 등이 이용된 열형 센서를 들 수 있다. 또한, 자외(UV), 가시, 근적외의 각 영역을 검출하는 경우에는, 광검출기(3)로서 실리콘 포토 다이오드 등을 이용할 수 있다. 스페이서(4) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 다이 본드 수지(5)를 통해서 서로 접착되어 있다. 또, 스페이서(4) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 접착부를 형성하고 있다.

복수의 스페이서(4)는 배선 기판(2)상에 고정되어 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)는 복수의 스페이서(4)상에 고정되어 있다. 이와 같이 하여, 복수의 스페이서(4)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 지지한다. 이때, 페브리 페로 간섭 필터(10)로의 열 변형의 영향을 억제하기 위해서, 복수의 스페이서(4) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 다이 본드 수지(5)에 의해서 고정되는 것이 바람직하다. 다이 본드 수지(5)는, 가요성을 가지는 수지 재료로 이루어진다. 다이 본드 수지(5)를 구성하는 수지 재료로서는, 예를 들면, 실리콘계, 우레탄계, 에폭시계, 아크릴계, 하이브리드 등의 각종의 수지 재료가 이용될 수 있다. 다이 본드 수지(5)에는, 바람직하게는, 수지 재료로서는, 탄성률(또는 영률)이 0.1GPa 이하의 재료가 이용된다. 추가로, 당해 수지 재료는, 실온 경화 또는 저온 경화의 것으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

또, 복수의 스페이서(4)의 재료로서는, 예를 들면 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등이 이용될 수 있다. 특히, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서 특히 복수의 스페이서(4)와 접하는 부분의 열팽창 계수차를 완화시키기 위해서, 복수의 스페이서(4)의 재료는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 재료와 비교하여, 그 열팽창 계수가 동등 또는 작은 재료인 것이 바람직하다. 일례로서, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 실리콘 기판상에 형성하는 경우에는, 복수의 스페이서(4)는, 석영 또는 실리콘과 같은 열팽창 계수가 작은 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 것 같이 배선 기판(2)과 스페이서(4)를 별체로 하여 형성하는 구성을 대신하여, 배선 기판(2)의 표면상에 스페이서(4)가 되는 부분을 일체 형성한 구성으로 해도 된다.

광검출기(3)는 배선 기판(2)과 페브리 페로 간섭 필터(10)의 사이에 있어서 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)과 대향하고 있다. 또, 광검출기(3)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과한 광을 검출한다. 또한, 서미스터 등의 온도 센서를 배선 기판(2)상에 마련해도 된다.

후술하는 것처럼, 배선 기판(2), 광검출기(3), 복수의 스페이서(4) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)는, CAN 패키지 내에 수용되어 있다. 이 수용 상태에서는, 배선 기판(2)이 스템상에 고정되면서 또한 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)이 캡의 광투과창에 대향하고 있다. 배선 기판(2)의 전극 패드(2b)는, 스템을 관통하는 리드 핀의 각각과 와이어 본딩에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 또, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자(12, 13)는, 스템을 관통하는 리드 핀의 각각과 와이어 본딩에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 광검출기(3)에 대한 전기신호의 입출력 등은, 리드 핀, 전극 패드(2b) 및 실장부(2a)를 통해서 행해진다. 페브리 페로 간섭 필터(10)로의 전압의 인가는, 리드 핀 및 단자(12, 13)를 통해서 행해진다.

이하, 스페이서(4) 및 다이 본드 수지(5)의 배치에 대해서 설명한다. 스페이서(4)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 광투과 영역(11)의 주위 영역(광투과 영역(11)을 포함하지 않는 영역으로서, 광투과 영역(11)을 둘러싸는 영역)의 내측과, 이 주위 영역의 외측을 연통(連通)하는 개구부(A1)를 가지도록 배치되어 있다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 어느 요소(예를 들면 스페이서(4) 또는 다이 본드 수지(5))가 개구부를 가진다는 것은, 당해 요소가 적어도 한 지점에 있어서 끊어진 곳을 가지고 있는 것을 의미한다. 바꾸어 말하면, 당해 요소는, 어느 영역(예를 들면 광투과 영역(11))을 간극없이 둘러싸는 환상의 것은 아니다. 당해 요소와 개구부의 길이의 관계는, 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 광투과 영역(11)을 둘러싸는 원, 다각형 등의 도형의 주상(周上) 중 일부에 스페이서(4)가 마련되어 있고, 또한 전부(全部)에 스페이서(4)가 마련되어 있는 것이 아니면, 스페이서(4)는 개구부(A1)를 가지고 있는 것으로 한다. 또한, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 안정적으로 설치하기 위해서, 스페이서(4)는, 광의 투과 방향에서 보았을 경우에 적어도 광투과 영역(11)의 양측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 개구부를 가지는 스페이서(4)의 구체예로서는, 직선 모양으로 연장되는 2개의 스페이서(4)를 서로 평행하게 배치한 경우(도 13 (A) 참조)이다. 다른 구체예로서는, 스페이서(4)를 U자 모양으로 배치한 경우(도 20 (B) 참조)이다. 추가로 다른 구체예로서는, 사각형의 4개의 꼭지점의 각각에 기둥 모양의 스페이서(4)를 배치한 경우(도 21 (A) 참조) 등이 있다.

본 실시 형태의 분광 센서(1C)에 있어서는, 스페이서(4)로서, 서로 평행하게 배치된 2개의 직선 모양의 스페이서(4A, 4B)가 이용되고 있다. 이들 스페이서(4A, 4B)는, 스페이서(4A, 4B)의 각각에 있어서의 같은 측의 단부끼리의 사이에, 2점 쇄선으로 도시되는 개구부(A1)를 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 스페이서(4A, 4B)와 2개의 개구부(A1, A1)에 의해, 광투과 영역(11)을 둘러싸는 사각형이 형성되어 있다. 이 사각형에 있어서의 2변에는, 스페이서(4A, 4B)가 마련되어 있다. 또, 다른 2변에는, 스페이서(4A, 4B)가 마련되어 있지 않다. 다른 2변에는, 개구부(A1, A1)가 형성되어 있다.

또, 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A, 4B) 중, 스페이서(4A)의 상면에만 마련되어 있다. 바꾸어 말하면, 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4B)의 상면에는 마련되어 있지 않다. 따라서 페브리 페로 간섭 필터(10)의 하면은, 스페이서(4A)의 상면에 대해서 다이 본드 수지(5)에 의해 접착되어 있다. 그러나 페브리 페로 간섭 필터(10)의 하면은, 스페이서(4B)의 상면에 대해서 접착되어 있지 않다.

다이 본드 수지(5)는, 상술한 스페이서(4A, 4B)와 마찬가지로, 주위 영역의 내측과 주위 영역의 외측을 연통하는 개구부를 가지고 있다. 즉, 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A)의 상면에 있어서, 스페이서(4A)의 대략 전체 길이에 걸쳐서 직선 모양으로 배치되어 있다. 이 다이 본드 수지(5)와, 도 10에 U자 모양의 2점 쇄선으로 도시되는 개구부(A2)에 의해, 광투과 영역(11)을 둘러싸는 사각형이 형성되어 있다. 이 사각형에 있어서의 1변에는, 다이 본드 수지(5)가 마련되어 있다. 또, 다른 3변에는, 다이 본드 수지(5)가 마련되어 있지 않다. 다른 3변에는, 개구부(A2)가 형성되어 있다.

이상과 같이 구성된 분광 센서(1C)에서는, 측정광이 입사되면, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되고 있는 전압에 따라서, 소정의 파장을 가지는 광이 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과한다. 그리고 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과한 광은, 광검출기(3)에서 검출된다. 분광 센서(1C)에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가하는 전압을 변화시키면서, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과한 광을 광검출기(3)에서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.

［페브리 페로 간섭 필터］

도 11에 도시되는 것처럼, 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 기판(14)을 구비하고 있다. 기판(14)의 광입사측의 표면(14a)에는, 반사 방지층(15), 제1 적층체(30), 희생층(16) 및 제2 적층체(40)가 이 순서로 적층되어 있다. 제1 적층체(30)와 제2 적층체(40)의 사이에는, 테두리 모양의 희생층(16)에 의해서 공극(에어 갭)(S)이 형성되어 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제2 적층체(40)에 대해서 기판(14)의 반대측으로부터 측정광이 입사된다. 그리고 소정의 파장을 가지는 광은, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 중앙부에 정의된 광투과 영역(11)을 투과한다. 또한, 기판(14)은, 예를 들면 실리콘, 석영, 유리 등으로 이루어진다. 기판(14)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 반사 방지층(15) 및 희생층(16)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 희생층(16)의 두께는, 200nm~10㎛이다. 희생층(16)의 두께는, 중심 투과 파장(즉, 페브리 페로 간섭 필터(10)가 투과시키는 파장의 가변 범위의 중앙인 파장)의 1/2의 정수배인 것이 바람직하다.

제1 적층체(30) 중 광투과 영역(11)에 대응하는 부분은, 제1 미러(31)로서 기능한다. 제1 적층체(30)는, 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제1 미러(31)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장(가변 파장 범위의 중심 파장)의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다.

제2 적층체(40) 중 광투과 영역(11)에 대응하는 부분은, 공극(S)을 통해서 제1 미러(31)와 대향하는 제2 미러(41)로서 기능한다. 제2 적층체(40)는, 제1 적층체(30)와 마찬가지로, 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써 구성되어 있다. 제2 미러(41)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장(가변 파장 범위의 중심 파장)의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다.

또한, 제2 적층체(40)에 있어서 공극(S)에 대응하는 부분에는, 복수의 관통공(40b)이 균일하게 분포되어 있다. 당해 관통공(40b)은, 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 공극(S)에 이른다. 관통공(40b)은, 제2 미러(41)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 정도로 형성되어 있다. 관통공(40b)의 직경은, 100nm~5㎛이다. 또, 관통공(40b)의 개구 면적은, 제2 미러(41)의 면적의 0.01~10%를 차지한다.

제1 미러(31)에는, 광투과 영역(11)을 둘러싸도록 제1 전극(17)이 형성되어 있다. 제1 전극(17)은, 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다.

제1 미러(31)에는, 광투과 영역(11)을 포함하도록 제2 전극(18)이 형성되어 있다. 제2 전극(18)은, 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다. 폴리 실리콘층에 있어서, 제2 전극(18)의 크기는, 광투과 영역(11)의 전체를 포함하는 크기인 것이 바람직하다. 또, 제2 전극(18)의 크기는, 광투과 영역(11)의 크기와 대략 동일해도 된다.

제2 미러(41)에는, 제3 전극(19)이 형성되어 있다. 제3 전극(19)은, 제1 전극(17) 및 제2 전극(18)과 대향하고 있다. 제3 전극(19)은 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써 형성되어 있다.

페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 제2 전극(18)은, 제1 미러(31)와 제2 미러(41)가 대향하는 대향 방향 D에 있어서, 제1 전극(17)에 대해서 제3 전극(19)의 반대측에 위치하고 있다. 즉, 제1 전극(17)과 제2 전극(18)은, 제1 미러(31)에 있어서 동일 평면상에 배치되어 있지 않다. 제2 전극(18)은 제1 전극(17)보다도 제3 전극(19)으로부터 떨어져 있다.

도 10 및 도 11에 도시되는 것처럼, 단자(12)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전압을 인가하기 위한 것이다. 당해 단자(12)는, 광투과 영역(11)을 사이에 두고 대향하도록 한 쌍 마련되어 있다. 각 단자(12)는 제2 적층체(40)의 표면(40a)으로부터 제1 적층체(30)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 단자(12)는 배선(21)을 통해서, 제1 전극(17)과 전기적으로 접속되어 있다.

도 10 및 도 11에 도시되는 것처럼, 단자(13)는 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전압을 인가하기 위한 것이다. 당해 단자(13)는, 광투과 영역(11)을 사이에 두고 대향하도록 한 쌍 마련되어 있다. 또한, 한 쌍의 단자(12)가 대향하는 방향과, 한 쌍의 단자(13)가 대향하는 방향은, 직교하고 있다. 각 단자(13)는, 배선(22)을 통해서, 제3 전극(19)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제3 전극(19)은 배선(23)을 통해서, 제2 전극(18)과도 전기적으로 접속되어 있다.

도 11에 도시되는 것처럼, 제1 적층체(30)의 표면(30a)에는 트렌치(26), 및 트렌치(27)가 마련되어 있다. 트렌치(26)는, 단자(13)로부터 대향 방향 D를 따라서 연장되는 배선(23)을 둘러싸도록 환상으로 연장되어 존재하고 있다. 트렌치(26)는, 제1 전극(17)과 배선(23)을 전기적으로 절연하고 있다. 트렌치(27)는 제1 전극(17)의 내연을 따라서 환상으로 연장되어 존재하고 있다. 트렌치(27)는 제1 전극(17)과 제1 전극(17)의 내측 영역을 전기적으로 절연하고 있다. 각 트렌치(26, 27) 내의 영역은, 절연 재료이어도, 공극이어도 된다.

기판(14)의 광출사측의 표면(14b)에는, 반사 방지층(51), 제3 적층체(52), 중간층(53) 및 제4 적층체(54)가 이 순서로 적층되어 있다. 반사 방지층(51) 및 중간층(53)은, 각각, 반사 방지층(15) 및 희생층(16)과 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 제3 적층체(52) 및 제4 적층체(54)는, 각각, 기판(14)을 기준으로 하여 제1 적층체(30) 및 제2 적층체(40)와 대칭인 적층 구조를 가지고 있다. 이들 반사 방지층(51), 제3 적층체(52), 중간층(53) 및 제4 적층체(54)에 의해서, 응력 조정층(50)이 구성되어 있다. 응력 조정층(50)은, 기판(14)의 광출사측에 배치되어 있고, 기판(14)의 휨을 억제하는 기능을 가지고 있다. 응력 조정층(50)에는, 광투과 영역(11)을 포함하도록 개구(50a)가 마련되어 있다. 응력 조정층(50)의 광출사측의 표면(50b)에는, 차광층(29)이 형성되어 있다. 차광층(29)은, 알루미늄 등으로 이루어지고, 측정광을 차광하는 기능을 가지고 있다.

이상과 같이 구성된 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 단자(12, 13)를 통해서 제1 전극(17)과 제3 전극(19)의 사이에 전압이 인가되면, 당해 전압에 따른 정전기력이 제1 전극(17)과 제3 전극(19)의 사이에 발생한다. 당해 정전기력에 의해서, 제2 미러(41)는, 기판(14)에 고정된 제1 미러(31)측으로 끌어당겨지도록 구동된다. 이 구동에 의해서, 제1 미러(31)와 제2 미러(41)의 거리가 조정된다. 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은, 광투과 영역(11)에 있어서의 제1 미러(31)와 제2 미러(41)의 거리에 의존한다. 따라서 제1 전극(17)과 제3 전극(19)의 사이에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과되는 광의 파장을 적당히 선택할 수 있다. 이때, 제2 전극(18)은, 전기적으로 접속된 제3 전극(19)과 동전위가 된다. 따라서 제2 전극(18)은, 광투과 영역(11)에 있어서 제1 미러(31) 및 제2 미러(41)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.

［분광 센서의 제조 공정］

다음으로, 도 12~17을 참조하여, 본 실시 형태에 따른 분광 센서의 제조 공정에 대해서 설명한다. 도 12~14 및 도 17은, 제조 공정을 나타내기 위한 평면도이다. 도 15는 도 14 (B)에 대응하는 측면도이다. 도 16은 도 14 (B)의 XVI－XVI선 단면도 및 그 일부 확대도이다. 도 12 (A)에 도시되는 것처럼, 먼저, 스템(6)을 준비한다. 스템(6)은, 예를 들면 TO－CAN 스템이다. 스템(6)은, 원반(圓盤) 모양의 베이스(6a)에, 도전성을 가지는 리드 핀(6b)이 관통한 구성을 가진다.

다음으로, 도 12 (B)에 도시되는 것처럼, 스템(6)의 베이스(6a)의 위에 배선 기판(2)을 배치한다. 그리고 베이스(6a)에 배선 기판(2)을 수지에 의해 접착한다. 배선 기판(2)의 위에는, 실장부(2a)와, 복수의 전극 패드(2b)와, 실장부(2c)가 배치되어 있다. 실장부(2a)에는, 광검출기(3)를 고정한다. 실장부(2c)에는, 서미스터(7)를 배치한다. 실장부(2a, 2c)는 각각 별개의 전극 패드(2b)와, 배선(2d)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

다음으로, 도 13 (A)에 도시되는 것처럼, 배선 기판(2)의 실장부(2a)상에, 광검출기(3)를 배치한다. 또, 배선 기판(2)의 실장부(2c)상에, 서미스터(7)를 배치한다. 또, 배선 기판(2)상에 2개의 막대 모양 부재인 스페이서(4A, 4B)를, 서로 평행하게 연장되도록 배치한다. 전술한 것처럼, 스페이서(4)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향(지면(紙面)에 수직인 방향)에서 보았을 경우에, 두개의 개구부(A1, A1)를 가지도록 마련된다.

2개의 스페이서(4A, 4B)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 광투과 영역(11)의 주위 영역에 배치된다. 즉, 스페이서(4A, 4B)는, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 광투과 영역(11)으로부터 떨어져서 배치된다. 또한, 서미스터(7)에 대해서는 생략해도 된다.

다음으로, 도 13 (B)에 도시되는 것처럼, 광검출기(3), 서미스터(7), 전극 패드(2b)와, 스템(6)의 리드 핀(6b)을, 와이어(8)를 이용하여 와이어 본딩에 의해 전기적으로 접속한다. 와이어(8)의 재질은, 예를 들면 금(Au)이다.

다음으로, 도 14 (A)에 도시되는 것처럼, 스페이서(4) 중 한쪽에 다이 본드 수지(5)를 도포한다. 전술한 것처럼, 다이 본드 수지(5)는, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 개구부(A2)를 가지도록 마련된다. 다이 본드 수지(5)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽측에만 배치되도록 도포된다. 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽측이란, 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 그 중심부로부터 방사상(放射狀)으로 구분했을 경우에, 중심부의 전체 둘레의 4분의 1 정도를 차지하는 영역의 측이다. 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽측이란, 예를 들면 페브리 페로 간섭 필터(10)가 사각형상인 경우에는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한 변측이다. 도 14 (A)에 도시되는 예의 경우에는, 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A)의 상면의 대략 전체 길이에 걸쳐서 도포된다. 바꾸어 말하면, 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4B)의 상면에는 도포되지 않는다.

다음으로, 도 14 (B)에 도시되는 것처럼, 스페이서(4)의 위에 페브리 페로 간섭 필터(10)를 배치한다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 다이 본드 수지(5)를 통해서 스페이서(4)의 위에 고정된다(광검출기(3)의 위에 떨어져서 페브리 페로 간섭 필터(10)가 배치된다). 이때, 단자(12, 13)에 대응하는 위치에는, 스페이서(4)가 배치되어 있다. 당해 단자(12, 13)는 페브리 페로 간섭 필터(10)의 본딩 패드로서 기능한다. 추가로, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자(12, 13)를, 스템(6)의 리드 핀(6b)에 와이어(8)에 의해 전기적으로 접속한다. 와이어(8)의 재질은, 예를 들면 금(Au)이다.

도 14 (B)에 대응하는 측면도를 도 15에 도시한다. 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 한쪽의 스페이서(4A)에 대해서 다이 본드 수지(5)에 의해 접착되어 있다. 한편, 다른 쪽의 스페이서(4B)에는, 다이 본드 수지(5)가 도포되어 있지 않다. 따라서 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 다른 쪽의 스페이서(4B)에 대해서 접착되어 있지 않다.

추가로, 도 14에 있어서의 XVI－XVI선 단면도를 도 16 (A)에 도시한다. 도 16 (A)에 있어서의 타원 EB에 둘러싸인 부분에 상당하는 확대도를 도 16 (B)에 도시한다.

스페이서(4A 및 4B)는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)으로부터 떨어져 있다. 또, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자(12, 13)에 대응하는 위치에는, 스페이서(4A, 4B)가 위치하고 있다. 구체적으로, 단자(12, 13)의 바로 밑에는, 스페이서(4A, 4B)가 위치하고 있다. 스페이서(4A, 4B)의 상면과, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 차광층(29)이 접하도록, 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 스페이서(4A)의 상면에 접착되어 있다. 추가로, 도 16 (B)에 도시되는 것처럼, 스페이서(4A)의 외측면(4Aa)은, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 외측면(10a)과 비교하여, 조금 외측에 위치하고 있다.

도 14 (B)에 이어지는 공정을 도 17에 도시한다. 도 17에 도시되는 것처럼, 스템(6)의 베이스(6a)의 위에, 금속으로 이루어지는 캡(9)을 장착한다. 이 캡(9)의 장착에 의해서, 페브리 페로 간섭 필터(10) 및 광검출기(3) 등을 씰링(sealing)한다. 캡(9)은, 대략 원기둥 모양이고, 그 상면에 원형의 투과창(9a)을 구비하고 있다. 투과창(9a)은, 분광 센서(1C)의 적용 파장 범위에 대응한 재료를 이용한 투과창이어도 된다. 당해 재료로서, 유리나 실리콘, 게르마늄 등을 들 수 있다.

또, 투과창(9a)은 반사 방지막이 부착된 창, 또는 적용 파장 범위를 제한하는 밴드 패스 필터이어도 된다. 도 12~17을 참조하여 상술한 제조 공정에 의해, 분광 센서(1C)가 얻어진다.

본 실시 형태의 분광 센서(1C)에 의하면, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 스페이서(4A)를 접착하는 다이 본드 수지(5)가, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 광투과 영역(11)의 주위 영역의 내측과, 이 주위 영역의 외측을 연통하는 개구부(A2)를 가진다. 이 때문에, 개구부(A2)에 있어서는, 예를 들면 배선 기판(2) 등의, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재로부터의 열 변형이 다이 본드 수지(5)를 통해서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전해지는 것을 억제할 수 있다. 따라서 페브리 페로 간섭 필터(10)의 투과 파장의 온도 특성의 열화를 억제할 수 있다. 또, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 스페이서(4A)의 상면에 접착할 때의, 다이 본드 수지(5)의 경화시의 수축에 의해 생길 수 있는 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재의 열 변형의 영향을 저감시킬 수 있다. 또, 다이 본드 수지(5)가 열경화성 수지인 경우에 있어서의 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재의 열 변형의 영향을 저감시킬 수 있다. 따라서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 변형이 생겨 투과 파장이 시프트하는 것을 억제할 수 있다.

또, 분광 센서(1C)에서는, 다이 본드 수지(5)가, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 개구부(A2)를 가진다. 이 때문에, 밀폐된 공간이 페브리 페로 간섭 필터(10), 스페이서(4A, 4B) 및 다이 본드 수지(5)에 의해서 형성되는 일이 없다. 따라서 분광 센서(1C)의 제조시에 있어서의 다이 본드 수지(5)의 열경화시에, 페브리 페로 간섭 필터(10), 스페이서(4A, 4B) 및 다이 본드 수지(5)에 의해서 둘러싸인 공기가 열팽창하여 다이 본드 수지(5)를 파열(破裂)시키는 일이 없어진다. 이것에 의해 페브리 페로 간섭 필터(10)의 얼라이먼트 어긋남이 생겨서 광학적 특성이 저하하는 것을 억제할 수 있다. 추가로, 광검출기(3)로서 예를 들면 서모 파일 등의 멤브레인 구조를 가지는 소자를 이용했을 경우에, 공기의 열팽창에 의해 광검출기(3)의 멤브레인 구조가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또, 분광 센서(1C)는, 배선 기판(2)을 추가로 구비하고, 광검출기(3) 및 스페이서(4A, 4B)는, 배선 기판(2)상에 고정되어 있다. 이 때문에, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재로부터의 열 변형이 배선 기판(2)으로부터 스페이서(4A, 4B) 및 다이 본드 수지(5)를 통해서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전해지는 것을 억제할 수 있다.

또, 분광 센서(1C)에서는, 접착부는, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽측에만 마련되어 있다. 이 때문에, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변에 배치된 부재, 예를 들면 배선 기판(2) 등으로부터 접착부를 통해서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 열 변형이 전해지는 것을 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽측 이외에 있어서는 억제할 수 있다. 또, 접착부가 페브리 페로 간섭 필터(10)의 한쪽측에만 마련되어 있다. 이 때문에, 다이 본드 수지(5)의 경화시의 수축에 의한 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재의 열 변형의 영향을 한층 저감시킬 수 있다. 또, 다이 본드 수지(5)가 열경화성 수지인 경우에 있어서의 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재의 열 변형의 영향을 한층 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 변형이 생겨 투과 파장이 시프트하는 것을 한층 억제할 수 있다.

또, 분광 센서(1C)에서는, 스페이서(4A, 4B)는, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 광투과 영역(11)의 주위 영역의 내측과, 이 주위 영역의 외측을 연통하는 개구부(A1)를 가지고 있다. 이 때문에, 스페이서(4A, 4B)가 가지는 개구부(A1)를, 광검출기(3) 등의 소자의 전기적 접속을 위한 와이어(8)를 통과시키기 위해서 이용할 수 있다. 이 때문에, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 겹치는 위치에 광검출기(3) 등의 소자의 전기적 접속을 위한 전극 패드(2b)를 배치할 수 있다. 따라서 분광 센서(1C) 전체를 소형화할 수 있다.

또, 페브리 페로 간섭 필터(10)는 단자(12, 13)를 가지고 있다. 스페이서(4A, 4B)는, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 단자(12, 13)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 분광 센서(1C)의 제조시에 있어서의 와이어 본딩 공정에 있어서, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자(12, 13)가, 단자(12, 13)에 대응하는 위치에 마련된 스페이서(4A, 4B)에 의해 지지된다. 이 때문에, 안정된 와이어 본딩이 가능해진다. 따라서 와이어 본딩성을 향상시킬 수 있다.

또, 스페이서(4A, 4B)는, 광투과 영역(11)에 있어서의 광의 투과 방향에서 보았을 경우에, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광투과 영역(11)으로부터 떨어져 있다. 이것에 의해, 스페이서(4A)와 광투과 영역(11)은 떨어져 있다. 따라서 분광 센서(1C)의 제조시에 있어서, 다이 본드 수지(5)가 스페이서(4A)와 페브리 페로 간섭 필터(10)의 사이로부터 밀려나온 경우에도, 다이 본드 수지(5)가 광투과 영역(11)에 침입(浸入)하는 것을 억제할 수 있다. 만일 다이 본드 수지(5)가 여분으로 도포되었을 경우라도, 여분의 다이 본드 수지(5)는 스페이서(4A)의 하측으로 타고 흐른다. 따라서 이것에 의해 광투과 영역(11)에 다이 본드 수지(5)가 타고 흐르는 것을 방지할 수도 있다.

또, 도 16 (B)에 도시한 것처럼, 스페이서(4A)의 외측면이 페브리 페로 간섭 필터(10)의 외측면과 비교하여 조금 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 다이 본드 수지(5)의 수지의 필렛(fillet)이 형성된다. 따라서 확실히 접착이 이루어진다.

［변형예］

또한, 도 14 (A)를 참조하여 설명한 스페이서(4) 및 다이 본드 수지(5)의 배치에 대해서는, 여러 가지의 변형을 할 수 있다. 예를 들면, 도 18 (A)에 도시되는 것처럼, 도트(dot) 모양으로 다이 본드 수지(5)를 도포해도 된다. 당해 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A)의 상면 중, 스페이서(4A)의 양단에 도포되어 있다. 또, 도 18 (B)에 도시되는 것처럼, 다이 본드 수지(5)를 도트 모양으로 도포해도 된다. 당해 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A, 4B)의 같은 측에 위치하는 단부에 도포되어 있다. 이러한 경우, 도트 모양의 다이 본드 수지(5)의 사이의 부분이, 광투과 영역의 주위 영역의 내측과 외측을 연통하는 개구부로서 기능한다.

또, 도 19 (A)에 도시되는 것처럼, 다이 본드 수지(5)를 도포해도 된다. 당해 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A, 4B)의 양쪽의 상면에 있어서, 스페이서(4A, 4B)의 대략 전체 길이에 걸쳐서 도포되어 있다. 도 19 (B)에 도시되는 것처럼, 다이 본드 수지(5)를 도포해도 된다. 당해 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A, 4B) 각각의 양단에 도트 모양으로 도포되어 있다. 또, 도 20 (A)에 도시되는 것처럼, 다이 본드 수지(5)를 도포해도 된다. 당해 다이 본드 수지(5)는, 스페이서(4A, 4B)의 단부 중, 다른 측에 위치하는 2개의 단부에 도포되어 있다.

추가로, 스페이서(4)의 형상 및 배치도 변경해도 된다. 예를 들면, 도 20 (B)에 도시되는 것처럼, 배선 기판(2)상에 U자 모양의 스페이서(4C)를 고정한다. 그리고 이 U자 모양의 스페이서(4C)의 상면의 대략 전체 길이에 걸쳐서 다이 본드 수지(5)를 도포해도 된다. 또, 도 21 (A)에 도시되는 것처럼, 사각형상의 배선 기판(2)의 4개의 꼭지점 각각에 기둥 모양의 스페이서(4D)를 고정한다. 그리고 4개의 스페이서(4D) 각각의 상면에 다이 본드 수지(5)를 도트 모양으로 도포해도 된다.

또, 스페이서(4)는 개구부(A1)를 가지지 않은 것이어도 된다. 즉, 스페이서(4)는, 환상의 것이어도 된다. 예를 들면 도 21 (B)에 도시되는 것처럼, 스페이서(4E)는, 배선 기판(2)상에 배치해도 된다. 당해 스페이서(4E)는 사각형상이고 개구부를 가지고 있지 않다. 이 경우에도, 스페이서(4E)의 상면에 도포되는 다이 본드 수지(5)가 개구부를 가지고 있으면 된다. 즉, 접착부가 개구부를 가지고 있으면 된다. 당해 접착부는, 스페이서(4)와 페브리 페로 간섭 필터(10)가 다이 본드 수지(5)에 의해서 접착됨으로써 형성되어 있다. 예를 들면 도 21 (B)에 도시되는 예에서는, 다이 본드 수지(5)는, U자 모양으로 도포되어 있다. 도 21 (B)에 도시한 경우에서는, 광검출기(3)는, 스페이서(4)로 둘러싸인 영역에 배치된 전극 패드(2e)와 와이어(8)에 의해서 접속되어 있다. 당해 전극 패드(2e)는, 전극 패드(2b)와 배선(2d)에 의해 접속되어 있다. 따라서 광검출기(3)는, 전극 패드(2b)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 전극 패드(2e)와 전극 패드(2b) 사이의 배선(2d)은, 배선 기판(2)의 상면과 스페이서(4)의 사이에 배치되어 있다. 여기서, 배선 기판(2)의 상면에는 절연층이 형성되어 있다. 이 절연층은, 배선(2d)이 스페이서(4)와 직접 접촉되지 않도록 보호하고 있다. 또한, 도 20 (B) 및 도 21 (B)에서는, 서미스터(7)와, 서미스터(7)에 접속되는 와이어(8)와, 배선(2d)을 생략하고 있다.

또한, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 하면에 도포된 다이 본드 수지(5)의 일부가 스페이서(4)와 페브리 페로 간섭 필터(10)의 접착에 기여하지 않아도 된다. 예를 들면, 도 21 (B)에 도시한 경우와는 반대로, 스페이서(4)가 개구부를 가지고, 또한 다이 본드 수지(5)가 개구부를 가지지 않은 구성이어도 된다. 일례로서, 다이 본드 수지(5)가 페브리 페로 간섭 필터(10)의 하면에 있어서 광투과 영역(11)의 주변에 환상으로 도포되어 있어도, 스페이서(4)가 개구부를 가지고 있으면 된다.

［제4 실시 형태］

다음으로, 제4 실시 형태에 따른 광검출 장치에 대해서 설명한다. 제4 실시 형태에 따른 분광 센서(1D)는, 제3 실시 형태에 따른 분광 센서(1C)와는, 패키지의 형상이 다르다. 즉, 분광 센서(1D)는, 그 패키지가 표면 실장용의 SMD(Surface Mount Device) 패키지인 점에서, 스템(6)을 이용한 분광 센서(1C)와 다르다.

이하, 분광 센서(1D)의 제조 공정에 대해서 설명한다. 먼저, 도 22에 도시되는 SMD 패키지(61)를 준비한다. 도 22 (A)는 SMD 패키지(61)의 평면도이고, 도 22 (B)는 SMD 패키지(61)의 저면도이다. SMD 패키지(61)는, 중공(中空)의 대략 직육면체 모양의 형상을 가진다. SMD 패키지(61)는, 예를 들면, 각각 사각형의 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)을 이 순으로 적층하여 형성된다. 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)의 재질은, 예를 들면 세라믹이나 수지로 할 수 있다. 또한, 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)은, 각각이 별체로서 형성된 후에 적층된 것이어도 되고, 일체로서 성형된 것이어도 된다.

제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)의 외주면(측면)은, 적층된 상태에 있어서 대략 같은 면이다. 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)의 각각의 중앙부에는, 사각형의 개구가 마련되어 있다. 제2층 기판(63)의 개구에 비하여 제3층 기판(64)의 개구는 크다. 제3층 기판(64)의 개구에 비하여 제4층 기판(65)의 개구는 크다. 제4층 기판(65)의 개구에 비하여 제5층 기판(66)의 개구는 크다. 이 구성에 의해, 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64), 제4층 기판(65) 및 제5층 기판(66)이 적층된 상태에 있어서, 제1층 기판(62), 제2층 기판(63), 제3층 기판(64) 및 제4층 기판(65)의 상면의 일부는, 제5층 기판(66)의 개구로부터 노출된다.

노출된 제1층 기판(62), 제2층 기판(63) 및 제4층 기판(65)의 상면에는, 본딩 패드 및 배선이 배치되어 있다. 도 22 (A)에 도시되는 예에서는, 제1층 기판(62)의 상면에는, 실장부(62a)와, 실장부(62c)가 배치되어 있다. 실장부(62a)는 광검출기(3)를 고정하기 위한 것이다. 실장부(62c)는 서미스터(7)를 배치하기 위한 것이다. 실장부(62a, 62c)는, 각각 별개의 전극 패드(67)와, 배선(62d)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 배선(62d)은, 제1층 기판(62)과 제2층 기판(63)의 사이를 통과하도록 배치된다.

제2층 기판(63)의 상면에는, 2개의 본딩 패드(63a)와, 본딩 패드(63a)의 각각에 접속된 배선(63b)이 배치되어 있다. 본딩 패드(63a)는, 각각 별개의 전극 패드(67)와, 배선(63b)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 배선(63b)은 제2층 기판(63)과 제3층 기판(64)의 사이를 통과하도록 배치된다.

제4층 기판(65)의 상면에는, 4개의 본딩 패드(65a)와, 본딩 패드(65a)의 각각에 접속된 배선(65b)이 배치되어 있다. 본딩 패드(65a)는, 각각 별개의 전극 패드(67)와, 배선(65b)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 배선(65b)은 제4층 기판(65)과 제5층 기판(66)의 사이를 통과하도록 배치된다.

제1층 기판(62)에는, 관통공(62e)이 마련되어 있다. 관통공(62e)은, 분광 센서(1D)의 제조시에 있어서, 열팽창한 공기를 배출시키기 위한 환기구로서 기능한다.

도 22 (B)에 도시되는 것처럼, SMD 패키지(61)의 저면의 각 변에는, 예를 들면 2개씩의 전극 패드(67)가 마련되어 있다. 또한, 전극 패드(67)의 배치는, 도 22 (B)에 도시되는 것으로 한정되지 않고, 분광 센서(1D)에 요구되는 기능에 따라 적당히 변경해도 된다.

상술한 SMD 패키지(61)를 준비한 후, 도 23 (A)에 도시되는 것처럼, 실장부(62a)의 위에 광검출기(3)를 실장한다. 또, 실장부(62c)의 위에 서미스터(7)를 실장한다. 그리고 광검출기(3)와 본딩 패드(63a)의 사이를, 와이어(8)를 이용하여 와이어 본딩에 의해 접속한다. 또, 서미스터(7)와 본딩 패드(63a)의 사이를, 와이어(8)를 이용하여 와이어 본딩에 의해 접속한다. 추가로, 제3층 기판(64)의 상면에 있어서의 제3층 기판(64)의 개구의 1변을 따른 부분에, 다이 본드 수지(5)를 직선 모양으로 도포한다. 따라서 제4 실시 형태의 분광 센서(1D)에 있어서도, 다이 본드 수지(5)는 개구부를 가지도록 배치되어 있게 된다.

다음으로, 도 23 (B)에 도시되는 것처럼, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 제3층 기판(64)의 상면에 고정한다. 이것에 의해 제3층 기판(64)은, 광투과 영역(11)의 주위 영역에 있어서 페브리 페로 간섭 필터(10)를 지지하는 지지 부재로서 기능한다. 이때, 다이 본드 수지(5)는, 제3층 기판(64)과 페브리 페로 간섭 필터(10)를 접착하는 접착부를 형성한다. 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 그 단자(12, 13)가 제3층 기판(64)의 개구의 가장자리부의 위에 위치하도록 배치된다.

그리고 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자(12, 13)를, 본딩 패드(65a)에 와이어(8)를 이용하여 와이어 본딩에 의해 접속한다.

마지막으로, 도 24 (A) 및 도 24 (B)에 도시되는 것처럼, 투과창(68)을 제5층 기판(66)의 위에 고정한다. 도 24 (A)는, 상술한 제조 공정에 의해 얻어진 분광 센서(1D)의 평면도이고, 도 24 (B)는 도 24 (A)의 B－B선 단면도이다. 투과창(68)은, 분광 센서(1D)의 적용 파장 범위에 대응한 재료를 이용한 투과창이어도 된다. 당해 재료에는, 유리나 실리콘, 게르마늄 등을 들 수 있다. 또, 투과창(68)은, 반사 방지막이 부착된 창, 또는 적용 파장 범위를 제한하는 밴드 패스 필터이어도 된다.

또한, 도포되는 다이 본드 수지(5)의 배치에 대해서는, 도 23 (A)에 도시된 것으로 한정되지 않고, 다양하게 변형해도 된다. 예를 들면, 도 25 (A)에 도시한 것처럼, 다이 본드 수지(5)를 도포해도 된다. 당해 다이 본드 수지(5)는, 제3층 기판(64)의 개구의 주변부 중 3변을 따르는 U자 모양으로 도포되어 있다. 이 경우, 제3층 기판(64)의 개구의 주변부 중 나머지 1변을 따른 부분이 개구부로서 기능한다.

또, 투과창(68)에 대해서는, 도 25 (B)에 도시한 것처럼, 막(68C)을 마련한 투과창(68A)를 이용해도 된다. 막(68C)은, 광이 투과하는 영역(68B) 이외의 부분에 광을 투과시키지 않는다. 이 경우에는, 미광을 저감시키는 것이 가능해진다. 막(68C)으로서는, 차광 기능을 가지는 것, 또는 광 흡수 기능을 가지는 것을 사용할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했다. 그러나 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제3 실시 형태의 분광 센서(1C)에 있어서, 스페이서(4)가 배선 기판(2) 위가 아니라, 광검출기(3)의 위에 고정되어 있어도 된다. 이 경우에는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 주변 부재로부터의 열 변형이 배선 기판(2)으로부터 광검출기(3) 및 다이 본드 수지(5)를 통해서 페브리 페로 간섭 필터에 전해지는 것을 억제할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 도 11에 도시되는 것처럼, 광투과 영역(11)이 개구(50a)보다 좁은 영역이라고 하여 설명을 행했다. 그러나 본 발명은, 이러한 형태로 한정되지 않는다. 미리 폭이 좁혀진 광을 입사광으로서 도입하는 경우에는, 도 11에 도시되는 것처럼, 광투과 영역(11)은 개구(50a)보다 좁아진다. 그렇지만, 예를 들면, 개구(50a)보다 폭이 넓은 광을 입사광으로서 도입하는 경우에는, 개구(50a)가 광투과 영역(11)을 정의한다. 본 발명은, 이러한 형태에도 적용 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

1A, 1B, 1C, 1D … 분광 센서(광검출 장치),
2 … 배선 기판, 3 … 광검출기,
3a … 수광부, 4 … 스페이서(지지 부재),
10 … 페브리 페로 간섭 필터, 31 … 제1 미러,
41 … 제2 미러, 50a … 개구,
61 … SMD 패키지(패키지), 62 … 제1층 기판(배선 기판),
63 … 제2층 기판(배선 기판), 64 … 제3층 기판(지지 부재),
69c … 광통과구(광입사부), 71 … 온도 보상용 소자(실장 부품),
81 … CAN 패키지(패키지), 83a … 광투과창(광입사부),
D … 대향 방향(소정의 방향), S1 … 제1 공간,
S2 … 제2 공간.

Claims

거리가 가변으로 된 제1 미러 및 제2 미러를 가지고, 상기 제1 미러와 상기 제2 미러 사이의 거리에 따라서 투과된 광을 소정의 방향을 따라서 통과시키는 개구(開口)가 마련된 페브리 페로(Fabry-Perot) 간섭 필터와,
상기 개구를 통과한 광을 수광하는 수광부를 가지는 광검출기와,
상기 광검출기가 실장된 배선 기판과,
상기 페브리 페로 간섭 필터와 상기 배선 기판의 사이에, 상기 개구 내의 제1 공간과 연속하면서 또한 상기 소정의 방향에서 보았을 경우에 상기 제1 공간을 포함하는 제2 공간이 형성되도록, 상기 배선 기판상에 있어서 상기 페브리 페로 간섭 필터를 지지하는 지지 부재를 구비하고,
상기 광검출기는, 상기 제2 공간 내에 배치되어 있고,
상기 수광부는, 상기 소정의 방향에서 보았을 경우에 상기 제2 공간에 있어서 상기 제1 공간에 대응하는 영역 내에 배치되어 있고,
상기 제1 공간 및 상기 제1 공간에 대응하는 상기 영역에서의 상기 페브리 페로 간섭 필터와 상기 배선 기판의 거리는, 상기 제2 공간 중 상기 제1 공간에 대응하는 상기 영역을 둘러싼 영역에서의 상기 페브리 페로 간섭 필터와 상기 배선 기판의 거리보다 큰 광검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 광검출기는, 상기 소정의 방향에서 보았을 경우에 상기 제2 공간에 있어서 상기 제1 공간에 대응하는 상기 영역 내에 배치되어 있는 광검출 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2 공간 내에 있어서 상기 배선 기판에 실장된 실장 부품을 추가로 구비하고,
상기 실장 부품은, 상기 소정의 방향에서 보았을 경우에 상기 제2 공간에 있어서 상기 제1 공간에 대응하는 상기 영역 밖에 배치되어 있는 광검출 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 페브리 페로 간섭 필터, 상기 광검출기, 상기 배선 기판 및 상기 지지 부재를 수용하고, 외부로부터 상기 페브리 페로 간섭 필터에 광을 입사시키는 광입사부를 가지는 패키지를 추가로 구비하고,
상기 광입사부는, 상기 소정의 방향에서 보았을 경우에 상기 페브리 페로 간섭 필터에 포함되어 있는 광검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 페브리 페로 간섭 필터, 상기 광검출기, 상기 배선 기판 및 상기 지지 부재를 수용하고, 외부로부터 상기 페브리 페로 간섭 필터에 광을 입사시키는 광입사부를 가지는 패키지를 추가로 구비하고,
상기 광입사부는, 상기 소정의 방향에서 보았을 경우에 상기 페브리 페로 간섭 필터에 포함되어 있는 광검출 장치.