TW200916739A - Spectroscopic module - Google Patents

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200916739 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將光加以分光而進行檢測之分光模 組。 【先前技術】 作為以往之分光模組，例如已知有專利文獻^〜3所記載 之刀光模，且。在專利文獻j中，係揭示一種包含有下述構 件之77光模組，即：使光穿透之支撐體、使光入射於支撐 體之入射狹縫部、將入射於支撐體之光加以分光而反射之 凹面繞射光栅、及檢測藉由凹面繞射光拇加以分光而反射 之光之二極體。 專利文獻1:日本特開平4_294223號公報 專利文獻2:曰本特開2〇〇4_354176號公報 專利文獻3:日本特開2〇〇3_243444號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） …；而#專利文獻}所記載之分光模組中，將入射狹縫 部及二極體安裝於支撐體時，入射狹縫部與二極體之相對 的關係位置會發生偏移，而有造成分光模組之可靠性降低 之虞。 - 口此本《明係有鑑於此種情事而研發完成者，其目的 在於提供一種可靠性高之分光模組。 ' (解決問題之技術手段） 為達成上述目的’本發明之分光模組之特徵在於包含： 131940.doc 200916739 本體。p，使光穿透；分光部，將由本體部之特定面入射於 2部之光加以分光而向特定面側反射；光檢測元件，包 3 h測藉由分光部加以分光而反射之光之光檢測部，並藉 由倒裝焊接而電性連接於形成在特定面側之布線；及下填 材料’填充於光檢測元件之本體部側，並使光穿透；光檢 測元件具有使向分光部行進之光通過之光通過孔；在光檢 測元件中之本體部側之面，係以包圍光通過孔之光出射開 口之方式形成有凸部。 此分光模組中，在光檢測元件形成有使向分光部行進之 光通過之光通過孔、與檢測藉由分光部加以分光而反射之 光之光檢測部。因A，可防止光通過孔與光檢測部之相對 的關係位置發生偏移H光檢測元件係藉由倒裝焊接 而電性連接在形成於本體部之特定面側之布線，且使光穿 =下填材料係填充於光檢測元件之本體部側。因此，可 提高本體部與光檢測元件之機械性的強度，並可實現在本 體部與光檢測元件之間行進之光之折射率整合。在此，填 充於光檢⑽件與本體„之下填材料進人綠測元件之 光通過孔内時，有時人射於光通過孔之光會因光通過孔内 之下填材料的光人射側表面形狀而折射或擴散。在本發明 中，在光檢測元件之本體部側之面，係以包圍光通過礼之 光出射開口之方式形成有凸部。#此，可制凸部堆積搁 住下填材料，防止下填材料進入光通過孔，故可使光入射 至本體部，而不會因下填材料發生折射或擴散。從而，依 據此分光模組，可提高可靠性。 131940.doc 200916739 在本發明之分光模組中，布線宜在特定面側包含光吸收 層。例如，由於提高對於本體部之布線之密接性而防止布 線之斷線等，故即使在本體部之特定面直接形成布線時， 也可藉由光反射防止層而防止布線所引起之雜散光之亂反 射等。 上在本發明之分光模組中，宜在特定面形成有光吸收層， :光吸收層包含使向分光部行進之光通過之第i光通過 邛、及使向光檢測部行進之光通過之第2光通過部。此 時，可藉由光吸收層抑制雜散光之產生，且吸收雜散光， 故可抑制雜散光入射於光檢測元件之光檢測部。 在本發明之分光模組中，凸部從光通過孔之中心線方向 觀看時，宜以包圍第！光通過部之方式形成。此時，可防 止下填材料進入光吸收層之第1光通過部，故可使光入射 至本體部’而不會因下填材料發生折射或擴散。 (發明之效果） 依據本發明係可提高可靠性。 【實施方式】 以下，參照圖式詳細說明本發明之較佳實施型態。又， 在各圖中，對於同—或相當之部分，係附以相同的符號而 省略重複之說明。 圖1係本發明之分光模組之一實施型態之平面圖，圖2係 沿著圖1之分光模組之IMI線之剖面圖。如圖i及圖2所 不，v刀光梹組1係包含使光穿透之本體部2、將由本體部2 之剷面（特疋面）2a入射於本體部2之光[丨加以分光而向前 131940.doc 200916739 面2a側反射之分光部3、及檢測藉由分光部3加以分光而反 射之光L2之光檢測元件4。分光模組1係利用分光部3將光 L1加以分光成複數之光L2 ’並利用光檢測元件績測該光 L2’以測定光L1之波長分佈及特定波長成分之強产等。 纟體部2係包含有藉由BK7、派萊克斯玻雜冊商桿）、 石央等之光穿透性玻璃及光穿透性樹脂等而形成為長方形 板狀之光穿透構件2l、及設於光穿透構件之後面的特定 位置上之光穿透構件22。光穿透播姓。〆 ί ； #2..an ^ 光穿透構件22係利用與光穿透構 1為相同之材料、光穿透性之無機、有機混合材料、或 二處品成光穿透性低溶點破璃等而形成為特定形狀 半球狀之透鏡係在與其平面部分略正交且互相 為使到裁切掉而形成側面之形狀），且係作 分光部3加以分光而反射之光L2在光檢測元件4之 二:41成像之透鏡而加以作用。光穿透構 成=面與光穿透構料之長側_ j 材料而加以形成時，係利用光學樹脂 接熔接法而貼合於光穿透構件2丨。 射=部3係具有形成於光穿透構件ί之外側表面上之繞 ㈣光柵及广成於繞射層14之外側表面之反射層5上的反 面之雔，繞射層14係鋸齒狀剖面之閃耀光栅、矩形狀刊 透構件22之外側表面㈣感綠 之光穿透性❹#由石央專構成 成。繞勒思， ㈣）係使感光性樹脂UV硬化而形 均4在UV硬化後進行加熱固化時，係成為更穩 I3I940.doc 200916739 定，素材。反射層5呈膜狀，例如係在繞射層Μ之外側表 面蒸鍍A1或Au等而形成。又，也可在 及峡等之保護膜。又，上形成Si〇2 々4之材枓亚不限定於感光 二旨’也可為感光性玻璃、感光性之無機、有機混合材 、或遇熱變形之樹脂、玻璃或無機、有機混合材料等。 光檢測元件4係包含有：光檢測部41，其係將長條狀之 先電一極體—維地排列於與其長側方向略正交之方向而構 成，用於檢測以分光部3加以分光而反射之光L2;及光通 過孔42,其係在光電二極體之—維排列方向上與光檢測部 41亚列設置’且可使向分光部3行進之扣通過。光通過 孔42係在與光穿透構件2】之長側方向略正交之方向上延伸 之狹縫’且在對於光檢測部41高精度地加以定位之狀能 下，藉由餘刻或喷砂、雷射加工等而形成。光檢測元件: 係配置成使光電二極體之一維排列方向與光穿透構件1之 長側方向略一致，且光檢測部41朝向本體部2之前面2a 側。又’光檢測元件4不限定於光電二極體陣列，也可為 C-MOS衫像感測器或CCD影像感測器等。 在本體部2之前面2a(即光穿透構件2,之前面），形成由A1 或Au等單層膜、或Ti_Pt_Au、如Cr_Au等之積層膜 構成之布線9。布線9具有配置於光穿透構件21之中央部之 複數塾部9a、配置於光穿透構件長側方向之端部之複 數墊部9b '及連接對應之墊部％與墊部外之複數連 9c。又，布線9係在本體部2之前面2a側具有Cr〇等之單層 膜、或含o-Cr0等之積層臈構成之光吸收層9d。 s 13J940.doc -10- 200916739 又，在本體部2之前面2a，以露出布線9之墊部9a，9b且覆 盍布線9之連接部9c之方式形成有光吸收層6。光吸收層6 具有使向分光部3行進之光£1通過之光通過部（第丨光通過 部）6a、及使向光檢測元件4之光檢測部41行進之光通過 之光通過。卩（第2光通過部）6b。光通過部6a係在與光穿透構 件2〗之長側方向略正交之方向延伸之狹縫。光吸收層6係 加以圖案化而成特定形狀，且藉由Cr〇、含Cr〇之積層 膜、或黑光阻膜等而一體成型。

在由光吸收層6露出之墊部9a，以光通過孔42與光吸收 層6之光通過部6a對向且光檢測部41與光吸收層6之光通過 部6b對向之方式，藉由經由凸塊15之倒裝焊接而電性連接 光檢測元件4之外部端子。又，在由光吸收層6露出之墊部 9b，藉由金屬線接合而電性連接將光檢測元件*之輸出信 號取出至外部用之可撓性印刷基板n。而，在光檢測元件 4之本體部2側（在此，為光檢測元件4與光穿透構件&或光 吸收層6之間）’填充著至少使光。通過之下填材料η。 圖3係圖1之分光模組之光檢測元件由本體部側所視之立 體圖’圖4係圖i之分光模組之光通過孔附近之放大剖面 圖。如圖3及圖4所示’光通過孔η具有劃定光以入射之光 入射開口 42a之光入射側部42ι、及劃定光^出射之光出射 開口 42b之光出射側部％。光出射側部％係形成向與光穿 透構件2】之長側方向略正交之方向延伸之直方體狀，光入 射側部421係由光出射側部％向其相反側形成末端擴大之 四角鐘梯狀。亦即，光通過孔42由其中心線以方向觀看 131940.doc • 11 · 200916739 時，係形成為光入射開口42a包含光出射開口42b之狀態。 在光^«測元件4之本體部2側之後面4a，以包圍光出射開 口 42b之方式形成矩形環狀之凸部a。由光通過孔42之中 心線CL方向看時，凸部43所包圍之區域之面積大於光吸收 層6之光通過部6a之面積。 在如以上所構成之分光模組}中，光。經由光檢測元件4 之光通過孔42及光吸收層6之光通過部6a，而由本體部2之 前面2a入射於本體部2，且在光穿透構件2】，22内行進而到 達分光部3。到達分光部3之光u藉由分光部3而分光成複 數光L2。經分光後之光L2藉由分光部3反射至本體部2之前 面2a侧且在光牙透構件2^2〗内行進，經由光吸收層6之 光通過部6b而到達光檢測元件4之光檢測部41。到達光檢 測部41之光L2係藉由光檢測元件4進行檢測。 如以上所說明，在分光模組丨中，使向分光部3行進之光 L1通過之光通過孔42，及檢測藉由分光部3加以分光而反 射之光L2之光檢測部41，係以互相高精度地加以定位之狀 態而形成於光檢測元件4。因此，不需要形成光通過孔“ 用之個別構件之設置、及光通過孔42與光檢測部4ι之間之 定位（亦即，只要將分光器3定位於光檢測元件4即可卜因 此’可謀求分光模組1之小型化及低廉化。 又，在分光模組1中，光檢測元件4係藉由倒裝焊接而電 I1生連接於形成在本體部2之前面2a側之布線9上，且使光 L1，L2穿透之下填材料12係填充於光檢測元件4之本體部二 側。如此，將光檢測元件4形成經由形成在本體部2之布線 131940.doc 200916739 9而與外部電性連接之構成時，在分光模組ι之使用時施加 至可撓性印刷基板U之力不會如例如直接（機械性地）連接 可撓性印刷基板11與光檢測元件4之情形一般直接傳達至 光檢測元件4,故可防止光檢測元件4產生應力等之負荷， 且可謀求光檢測元件4之小型化。又，將下填材料12填充 於光檢測元件4之本體部2側時，可提高本體部2與光檢測 元件4之機械性的強度’並可在行進於本體部2與光檢測元 件4之間之光L1，L2傳播之所有經路中實現折射率整合。 又，在分光模組丨中，在光檢測元件4之本體部2側之後 面4a，以包圍光通過孔42之光出射開口仙之方式形成凸 部43。藉此，可利用凸部43攔住下填材料12，且防止下填 材料12進入光通過孔42，故可使光入射至本體部2，而不 會因下填材料12而發生折射或擴散。 又，在分光模組1中，布線9係在本體部2之前面2a側具 有光吸收層9d。藉此，由於提高對本體部2之布線9之密接 ;性而防止布線9之斷線等’即使在本體部2之前面2a直接形 成布Λ 9之凊形，也可藉由光吸收層^防止布線9引起之雜 散光之IL反射等。 又，在分光模組1中，在本體部2之前面2a，形成光吸收 層6，其係具有使向分光部3行進之光L1通過之光通過部 以及使向光檢測元件4之光檢測部41行進之光L2通過之 光通過部6b。可藉由此光吸收層6抑制雜散光之產生，且 吸收雜散光’故可抑制雜散光入射於光檢測部41。 另 夕卜

’在分光模組1中，凸部從光通過孔42之中心線CL 131940.doc 200916739 方向看時，係以包圍光通過部6a之方式形成。藉此，可防 止下填材料12進入光吸收層6之光通過部6a，故可使光入 射至本體部2，而不會因下填材料12發生折射或擴散。 本發明並不限定於上述之實施型態。 例如，也可在本體部2之前面2a形成光吸收層6，在光吸 收層6之前面形成布線9。此情形，即使不在布線9形成光 吸收層9d，也可防止布線9引起之雜散光之亂反射等。 又，執行作為透鏡功能之光穿透構件&與繞射層Μ也可 利用複製品成型用之光穿透性低熔點玻璃等一體地形成。 此情形，可簡化製造步驟，且可防止光穿透構私與繞射 層14之相對的關係位置發生偏移。 (產業上之可利用性） 依據本發明可提高可靠性。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之分光模組之一實施型態之平面圖。 圖2係沿著圖！之分光模組之π_π線之剖面圖。 圖3係圖1之分光模組之光檢測元件由本體部侧所視之立 體圖。 圖4係圖1之分光模組之光通過孔附近之放大剖面圊。 【主要元件符號說明】 1 分光模組 2 本體部 2a 前面（特定面） 3 分光部 131940.doc -14- 200916739 4 光檢測元件 4a 後面（本體部側之面） 6 光吸收層 6a 光通過部（第1光通過部） 6b 光通過部（第2光通過部） 9 布線 9d 光吸收層 12 下填材料 16 光穿透板 41 光檢測部 42 光通過孔 42b 光出射開口 43 凸部 CL 中心線 131940.doc -15-

Claims (1)

1. 200916739 十、申請專利範園： 1. 一種分光模組’其特徵在於包含： 本體部，使光穿透； 分光部’將由前述本體部之特定面入射於前述本體部 之光加以分光而向前述特定面側反射； 光檢測元件，包含檢測藉由前述分光部加以分光而反 射之光之光檢測部，並藉由倒裝悍接而電性連接於形成 在前述特定面側之布線，·及 下填材料，填充於前述光檢 υ你列70仟之刖述本體部側， 並使光穿透； 前述光檢測元件具有使向 光通過孔； 前述分光部行進之光通過之 在前述光檢測元件中 前述光通過孔之光出射 如請求項1之分光模組 包含光吸收層。 2. 之前述本體部側之面，係以包圍 開口的方式形成有凸部。 ，其中4述布線在前述特定面側 3. 士叫求項1之分光模組，其中在前述特定面形成有光吸 曰…4光吸收層包含使向前述分光部行進之光通過之 光、過。卩、及使向前述光檢測部行進之光通過之 光通過部。 4. 其中前述凸部從前述光通過孔 係以包圍前述第i光通過部之方 如請求項3之分光模組 之中心線方向觀看時， 式所形成。 131940.doc