專利名稱：分光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對光進(jìn)行分光并檢測的分光模塊。
背景技術(shù)：
作為以往的分光模塊，眾所周知的是例如具備雙凸透鏡的塊狀支撐體、并在支撐 體的一個(gè)凸面上設(shè)置有衍射光柵等的分光部、在支撐體的另一凸面?zhèn)仍O(shè)置有光電二極管等 光檢測元件的分光模塊(參照例如專利文獻(xiàn)1)。在這樣的分光模塊中，從另一凸面?zhèn)热肷?的光在分光部上被分光，由光檢測元件檢測已經(jīng)被分光的光。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平4-294223號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，對于如上所述的分光模塊而言，在相對于支撐體而安裝分光部時(shí)，大多情況 下由光固化性的光學(xué)樹脂將分光部的一個(gè)面粘結(jié)于支撐體的一個(gè)凸面上。在此情況下，在 將樹脂涂布于支撐體的凸面之后，一邊將分光部按壓于凸面上一邊沿著凸面往復(fù)移動以使 樹脂劑滲入，從而相對于支撐體高精度地粘結(jié)分光部。但是，在如上所述將分光部粘結(jié)于支 撐部時(shí)，可能存在分光部與支撐體接觸而產(chǎn)生傷痕的情況。這樣就存在如下問題，即如果傷 痕產(chǎn)生于分光部以及支撐體的光路上，則由于傷痕而導(dǎo)致光散射，使得分光模塊的可靠性 降低。在此，本發(fā)明正是鑒于這樣的情況，目的在于提供一種高可靠性的分光模塊。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的分光模塊的特征在于，具備基板，使從一個(gè) 面入射的光透過；透鏡部，具有與基板的另一面相對的入射面并使透過基板而入射于入射 面的光透過；分光部，被形成于透鏡部，將入射于透鏡部的光分光并反射；光檢測元件，被 配置于基板的一個(gè)面?zhèn)炔z測由分光部反射的光；以及支撐部，以另一面與入射面相分離 的方式相對于基板支撐透鏡部。在該分光模塊中，在將透鏡部安裝于基板時(shí)，因?yàn)橛芍尾慷诨宓牧硪幻媾c 透鏡部的入射面之間形成有間隙，所以能夠防止由于基板的另一面與透鏡部的入射面接觸 而產(chǎn)生傷痕。此外，因?yàn)榛搴屯哥R部被支撐部支撐，使得透鏡部的入射面被定位為相對于 基板的另一面具有規(guī)定的間隔，因此可以高精度地將透鏡部安裝于基板，從而可以提高分 光模塊的可靠性。在本發(fā)明所涉及的分光模塊中，優(yōu)選在入射面上設(shè)置有相對于分光部而具有規(guī) 定的位置關(guān)系的第1凹部；支撐部被設(shè)置于基板的另一面?zhèn)惹冶磺逗嫌诘?凹部，且相對于 用于將光檢測元件定位于基板的基準(zhǔn)部而具有規(guī)定的位置關(guān)系。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于支 撐部相對于用于將光檢測元件定位于基板的基準(zhǔn)部而具有規(guī)定的位置關(guān)系，所以僅通過使 支撐部嵌合于被設(shè)置于透鏡部的入射面的第1凹部，就可以將光檢測元件定位于透鏡部。 此時(shí)，由于第1凹部相對于分光部具有規(guī)定的位置關(guān)系，因此可以容易地進(jìn)行分光部與光 檢測元件的對準(zhǔn)。因此，根據(jù)該分光模塊，可以簡便地組裝分光模塊。
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在本發(fā)明所涉及的分光模塊中，優(yōu)選在另一面上設(shè)置有相對于用于將光檢測元件 定位于基板的基準(zhǔn)部而具有規(guī)定的位置關(guān)系的第2凹部；且支撐部被設(shè)置于透鏡部的入射 面?zhèn)炔⒈磺逗嫌诘?凹部，且相對于分光部具有規(guī)定的位置關(guān)系。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，因?yàn)橹?撐部相對分光部具有規(guī)定的位置關(guān)系，所以僅通過使支撐部嵌合于被設(shè)置于基板的另一面 上的第2凹部，就能夠相對于基板定位分光部。此時(shí)，由于第2凹部相對于用于將光檢測元 件定位于基板的基準(zhǔn)部具有規(guī)定的位置關(guān)系，因此可以容易地進(jìn)行分光部與光檢測元件的 對準(zhǔn)。因此，根據(jù)該分光模塊，可以簡便地組裝分光模塊。在本發(fā)明所涉及的分光模塊中，優(yōu)選支撐部在與所述分光部的光柵溝槽的延伸方 向大致一致的方向上延伸。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在相對于基板而定位透鏡部時(shí)，由于可以在與 光柵溝槽的延伸方向大致垂直的方向上高精度地進(jìn)行透鏡部與光檢測元件的對準(zhǔn)，因此可 以準(zhǔn)確地使由分光部進(jìn)行了分光的光入射于光檢測元件，從而進(jìn)一步提高分光模塊的可靠 性。 根據(jù)本發(fā)明，可以提高分光模塊的可靠性。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的分光模塊平面圖。圖2是沿著圖1所示的II-II線的截面圖。圖3是分光模塊的概略組裝圖。圖4是表示透鏡部的立體圖。圖5是表示第2實(shí)施方式所涉及的分光模塊的對應(yīng)于圖3的概略組裝圖。圖6是表示第2實(shí)施方式所涉及的分光模塊的變形例的對應(yīng)于圖2的截面圖。圖7是表示第3實(shí)施方式所涉及的分光模塊的對應(yīng)于圖4的立體圖。圖8是表示第4實(shí)施方式所涉及的分光模塊的對應(yīng)于圖3的概略組裝圖。圖9是表示第4實(shí)施方式所涉及的透鏡部的立體圖。圖10是表示第5實(shí)施方式所涉及的分光模塊的對應(yīng)于圖3的概略組裝圖。圖11是表示第5實(shí)施方式所涉及的透鏡部的立體圖。圖12是表示第5實(shí)施方式所涉及的分光模塊的變形例的對應(yīng)于圖3的概略組裝 圖。符號說明1，21，31，51，61 分光模塊；2，22，32，52，62，72 基板；2a, 22a, 32a, 52a, 62a, 72a 前表面(一個(gè)面)；2b, 22b, 32b, 52b, 62b, 72b 后表面(另一面)；3，43，53，63 透鏡部；4 分光部；5 光檢測部；6 :衍射層6a 衍射光柵溝槽；7 反射層；11 布線；12a，12b，12c，12d 對準(zhǔn)標(biāo)記(基準(zhǔn)部)；2(；，52(1，62(；，72(1:凹部(第2凹部)；3c，53c，63c 凹部(第 1 凹部)；22c，32c，43c 凸部(支撐部)；S 間隙
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的分光模塊的優(yōu)選實(shí)施方式。其中，在各個(gè) 附圖中，將相同的符號標(biāo)注于相同或者相當(dāng)?shù)牟糠?，省略重?fù)的說明。(第1實(shí)施方式)如圖1以及圖2所示，分光模塊1具備使從前表面(一個(gè)面)2a入射的光Ll透過 的基板2、使透過基板2而從入射面3a入射的光Ll透過的透鏡部3、將入射于透鏡部3的 光Ll分光并反射的分光部4、檢測由分光部4反射的光L2的光檢測元件5。分光模塊1為 利用分光部4將光Ll分光為多個(gè)光L2，通過利用光檢測元件5檢測該光L2，從而測定光Ll 的波長分布和特定波長成分的強(qiáng)度等的微型分光模塊?；?由BK7和Pyrex (登錄商標(biāo)，派熱克斯玻璃)以及石英等光透過性玻璃、塑 料等而被形成為長方形板狀(例如全長為15 20mm、寬為11 12mm、厚度為1 3mm)。 在基板2的前表面2a上形成有由Al和Au等單層膜、或者Cr-Pt-Au、Ti-Pt-Au、Ti-Ni-Au、 Cr-Au等層疊膜構(gòu)成的布線11。布線11具有被配置于基板2的中央部的多個(gè)焊墊部11a、 被配置于基板2的長邊方向上的一個(gè)端部的多個(gè)焊墊部lib、以及連接對應(yīng)的焊墊部Ila和 焊墊部lib的多個(gè)連接部11c。此外，布線11在基板2的前表面2a側(cè)具有由CrO等單層膜 或者Cr-CrO等層疊膜形成的光反射防止層lid。此外，在基板2的前表面2a上，由與布線11相同的結(jié)構(gòu)形成有用于將光檢測元件 5定位于基板2的十字狀的對準(zhǔn)標(biāo)記(基準(zhǔn)部)12a、12b、12c、12d。對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b分別 被形成于基板2的長邊方向的兩個(gè)端部，且被配置于基板2的與長邊方向大致垂直的方向 上的中央位置。此外，對準(zhǔn)標(biāo)記12c、12d分別被形成于基板2的與長邊方向大致垂直的方 向上的兩端部，且被配置于基板2的長邊方向的中央位置。如圖2以及圖3所示，在基板2的后表面(另一面)2b上。設(shè)置有2列在與基板 2的長邊方向大致垂直的方向上延伸的截面為矩形狀(例如寬度為50 500 μ m，深度為 50 200 μ m)的凹部(第2凹部)2c。凹部2c由平行于后表面2b的大致為長方形狀的底 面以及在大致垂直于底面且與基板2的長邊方向大致垂直的方向上延伸的側(cè)壁構(gòu)成，通過 蝕刻而被形成為相對于對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān)系。在各個(gè)凹部2c中，嵌合有棒狀的支撐部8。支撐部8是用于相對于基板2而支撐 透鏡部3從而使基板2的后表面2b與透鏡部3的入射面3a相分離的部件，由與基板2相 同的材料、石英等光透過性玻璃以及塑料等被形成為具有圓形(例如直徑0. 1 1. Omm)的 截面。作為支撐部8，例如可以使用光纖。支撐部8的一部分被嵌合于基板2的凹部2c，從 而在基板2的板厚方向上突出。如圖4所示，透鏡部3由與基板2相同的材料、光透過性樹脂、光透過性的無機(jī) 有 機(jī)混合材料或者復(fù)制成型用光透過性低熔點(diǎn)玻璃、塑料等而被形成為如下形狀，即利用與 其入射面(即底面)3a大致垂直且大致相互平行的2個(gè)平面切割半球狀的透鏡從而形成側(cè) 面3b的形狀(例如曲率半徑為6 10mm，入射面3a的全長為12 18mm，入射面3a的寬 度(即側(cè)面3b間距離)為6 10mm，高度為5 8mm)，其作用是作為使由分光部4進(jìn)行了 分光的光L2成像于光檢測元件5的光檢測部5a的透鏡。如圖2 圖4所示，在透鏡部3的入射面3a上，設(shè)置有2列嵌合支撐部8的截面 為矩形狀(例如寬度為50 500 μ m，深度為50 200 μ m)的凹部(第1凹部)3c。這些凹部3c由平行于入射面3a的大致為長方形狀的上表面、以及大致垂直于上表面并且在與 側(cè)面3b大致垂直的方向上延伸的側(cè)壁構(gòu)成，通過切割加工等而被形成為在大致垂直于側(cè) 面3b的方向上延伸、且相對于分光部4具有規(guī)定的位置關(guān)系。在此，透鏡部3的凹部3c以 及基板2的凹部2c被設(shè)置于不妨礙光Li、L2的通路的位置上。透鏡部3被支撐部8支撐，且入射面3a與基板2的后表面2b相對。在透鏡部3的 入射面3a與基板2的后表面2b之間，形成有在基板2的板厚方向上大致均勻的間隙S (例 如10 μ m 100 μ m)。這樣，在該間隙S中充填光學(xué)樹脂劑16。分光部4是反射型光柵，具有被形成于透鏡部3的外側(cè)表面的衍射層6和被形成 于衍射層6的外側(cè)表面的反射層7。通過沿著基板2的長邊方向并列設(shè)置多個(gè)光柵溝槽6a 而形成衍射層6，光柵溝槽6a的延伸方向與大致垂直于基板2的長邊方向的方向基本一致。 衍射層6例如可以使用鋸齒狀截面的閃耀光柵(blazed grating)、矩形狀截面的二元光柵 (binary grating)以及正弦波狀截面的全息光柵(holographicgrating)等，通過使光固 化性的環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂或者有機(jī)無機(jī)混合樹脂等復(fù)制用光學(xué)樹脂光固化而形成。反 射層7為膜狀，例如通過將Al和Au等蒸鍍于衍射層6的外側(cè)表面而被形成。如圖1以及圖2所示，光檢測元件5被形成為長方形板狀(例如全長為5 10mm， 寬為1. 5 3mm，厚度為0. 1 0. 8mm)。光檢測元件5的光檢測部5a為CXD圖像傳感器、PD 陣列或者CMOS圖像傳感器等，由多個(gè)通道被排列在與分光部4的光柵溝槽6a的延伸方向 大致垂直的方向(即光柵溝槽6a并列設(shè)置的方向)上而形成。在光檢測部5a為CCD圖像 傳感器的情況下，通過對入射于二維配置的像素的位置上的光強(qiáng)度信息實(shí)施線分塊(line binning)，將其作為一維位置上的光強(qiáng)度信息，從而時(shí)序性地讀出其一維位置上的光強(qiáng)度 信息。總之，被線分塊的像素線(pixel line)成為1個(gè)通道。在光檢測部5a為PD陣列或 者CMOS圖像傳感器的情況下，由于時(shí)序性地讀出入射于一維配置的像素的位置上的光強(qiáng) 度信息，所以1個(gè)像素成為1個(gè)通道。在此，在光檢測部5a為PD陣列或者CMOS圖像傳感器 且像素被二維排列的情況下，在任意的一維排列方向上排列的像素線成為1個(gè)通道。此外， 在光檢測部5a為C⑶圖像傳感器的情況下，例如排列方向上的通道彼此的間隔為12. 5μπκ 通道全長(被實(shí)施了線分塊的一維像素列的長度)為1mm、被排列的通道數(shù)為256的部件被 用于光檢測元件5。此外，在光檢測元件5中，在通道的排列方向上并列設(shè)置有光檢測部5a，并形成有 使在分光部4中行進(jìn)的光Ll通過的光通過孔5b。光通過孔5b為在與基板2的長邊方向大 致垂直的方向上延伸的狹縫(例如長度為0.5 1mm，寬度為10 100 μ m)，且在相對于光 檢測部5a而被高精度地定位的狀態(tài)下通過蝕刻等方法而被形成。此外，在基板2的前表面2a上，以使布線11的焊墊部IlaUlb以及對準(zhǔn)標(biāo)記12a、 12b、12c、12d露出且覆蓋布線11的連接部Ilc的方式形成有吸光層13。在吸光層13上， 以使通過基板2的凹部2c之間而在分光部4中行進(jìn)的光Ll通過的方式，在與光檢測元件 5的光通過孔5b相對的位置上形成有狹縫13a，且以使在光檢測元件5的光檢測部5a中行 進(jìn)的光L2通過的方式，在與光檢測部5a相對的位置上形成有開口部13b。吸光層13被圖 形化為規(guī)定的形狀，并由CrO、含有CrO的層疊膜或者黑色抗蝕劑(black resist)等一體成 型。在從吸光層13露出的焊墊部Ila上，利用經(jīng)由凸塊14的倒裝焊接而電連接光檢
6測元件5的外部端子。此外，焊墊部lib與外部的電氣元件(未圖示)電連接。而且，在光 檢測元件5的基板2側(cè)(在此為光檢測元件5與基板2或者吸光層13之間)，充填有至少 使光L2透過的底部填充劑(underfill) 15，由此，可以保持機(jī)械強(qiáng)度。接著，說明上述分光模塊1的制造方法。首先，在基板2的前表面2a上形成布線11以及對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d的圖 形。之后，以露出焊墊部IlaUlb以及對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d且形成有狹縫13a以及 開口部13b的方式形成吸光層13的圖形。該吸光層13是利用光刻進(jìn)行對準(zhǔn)而形成的。此 外，在基板2的后表面2b上，利用蝕刻法、半切穿切割(half-cut dicing)或者激光加工等 形成相對于對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d而具有規(guī)定的位置關(guān)系的凹部2c。在吸光層13上，利用表面倒裝焊接安裝光檢測元件5。此時(shí)，光檢測元件5被配 置為光檢測部5a的通道的排列方向與基板2的長邊方向大致一致且光檢測部5a朝向基板 2的前表面2a側(cè)，并通過圖像識別被安裝于以對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d為基準(zhǔn)的規(guī)定位 置。另一方面，將分光部4形成于透鏡部3。首先，使刻有對應(yīng)于衍射層6的光柵的光 透過性母光柵(master grating)(未圖示)與滴到透鏡部3的頂點(diǎn)附近的復(fù)制用光學(xué)樹脂 相接觸。接著，在使母光柵接觸于復(fù)制用光學(xué)樹脂的狀態(tài)下進(jìn)行曝光，使得復(fù)制用光學(xué)樹脂 固化，從而形成具有在與基板2的長邊方向大致垂直的方向上延伸的多個(gè)光柵溝槽6a的衍 射層6。在此，優(yōu)選在進(jìn)行固化之后通過進(jìn)行加熱固化而進(jìn)一步使其穩(wěn)定化。復(fù)制用光學(xué)樹 脂固化之后，剝離母光柵，通過將鋁或者金蒸鍍于衍射層6的外表面而形成反射層7。接著，分別使2根支撐部8嵌合于基板2上的2列凹部2c中，并分別使2根支撐 部8嵌合于透鏡部3上的2列凹部3c中。由此，透鏡部3以分光部4的光柵溝槽6a的延 伸方向與垂直于基板2的長邊方向的方向大致一致的方式被配置于基板2。之后，將光固化 性的光學(xué)樹脂劑16充填于基板2的后表面2b與透鏡部3的入射面3a之間的間隙S中，通 過沿著支撐部8使透鏡部3往復(fù)移動，從而使光學(xué)樹脂劑16滲入。然后，通過曝光使光學(xué) 樹脂劑16固化，從而將透鏡部3安裝于基板2。接著，說明上述分光模塊1的作用效果。在該分光模塊1中，在將透鏡部3安裝于基板2時(shí)，由于由支撐部8而在基板2的 后表面12b與透鏡部3的入射面3a之間形成有間隙S，因此可以防止由于基板2的后表面 2b與透鏡部3的入射面3a的接觸而產(chǎn)生的傷痕。此外，由于利用支撐部8支撐基板2和透 鏡部3從而使基板2的后表面2b與透鏡部3的入射面3a在基板2的板厚方向上形成有大 致均勻的間隙S,因此能夠高精度地將透鏡部3安裝于基板2。因此，可以提高分光模塊的 可靠性。此外，在分光模塊1中，基板2的凹部2c被形成為在光檢測元件5的通道的延伸 方向(與基板2的長度方向大致垂直的方向)上延伸，且透鏡部3的凹部3c被形成為在分 光部4的光柵溝槽6a的延伸方向上延伸。為此，通過使支撐部8嵌合于基板2的凹部2c 以及透鏡部3的凹部3c，從而可以在光檢測元件5的通道的排列方向(即分光部4的光柵 溝槽6a的并列方向)上高精度地將透鏡部3定位于基板2。因此，根據(jù)該分光模塊1，由于 被分光部4分光的光L2在通道的排列方向(通道的寬度方向)上未發(fā)生偏離而被適宜地 入射于通道內(nèi)，因此可以進(jìn)一步提高分光模塊的可靠性。
此外，在分光模塊1中，基板2的凹部2c相對于用于將光檢測元件5定位于基板 2的對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān)系，且透鏡部3的凹部3c相對于分光部 4具有規(guī)定的位置關(guān)系。為此，僅通過使支撐部8嵌合于基板2的凹部2c以及透鏡部3的 凹部3c，就可以在基板2的板厚方向以及基板2的長度方向上使透鏡部3相對于基板2定 位，從而容易進(jìn)行分光部4與光檢測元件5的對準(zhǔn)。因此，根據(jù)該分光模塊1，可以簡便地組 裝分光模塊。此外，在分光模塊1中，由于基板2的凹部2c以及透鏡部3的凹部3c在與基板2 的長邊方向大致垂直的方向上進(jìn)行了開口，因此在相對于基板2而安裝透鏡部3時(shí)，通過沿 著支撐部8往復(fù)移動透鏡部3，就能夠使被填充于間隙S的光學(xué)樹脂劑16滲入。因此，在分 光模塊1中，在相對于基板2安裝透鏡部3時(shí)，由于光學(xué)樹脂劑16滲入從而可以抑制在間 隙S中發(fā)生光學(xué)樹脂劑16偏向一方或產(chǎn)生氣泡，因此可以更加可靠地相對于基板2而固定 透鏡部3。(第2實(shí)施方式)第2實(shí)施方式所涉及的分光模塊21，其基板與第1實(shí)施方式所涉及的分光模塊1 有所不同。如圖5所示，在基板22的后表面(另一面)22b上，設(shè)置有被嵌合于透鏡部3的凹 部3c的2列凸部(支撐部)22c。這些凸部22c被形成為在與基板22的長邊方向大致垂直 的方向上延伸，且相對于對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān)系。利用被嵌合于凹部3c的凸部22c支撐透鏡部3，使得入射面3a與基板22的后表 面22b相對，在透鏡部3的入射面3a與基板22的后表面22b之間，在基板22的板厚方向 上形成有大致均勻的間隙S。根據(jù)該分光模塊21，由于透鏡部3的凹部3c相對于分光部4具有規(guī)定的位置關(guān) 系，因此僅通過使基板22的凸部22c嵌合于透鏡部3的凹部3c，就可以在基板22的板厚方 向以及基板22的長度方向上相對基板22對透鏡部3以及分光部4實(shí)施定位。此時(shí)，由于 基板22的凸部22c相對于用于定位光檢測元件5的對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定 的位置關(guān)系，因此可以在基板22的板厚方向以及基板22的長度方向上相對于光檢測元件 5實(shí)施對分光部4的定位，從而容易地地進(jìn)行分光部4與光檢測元件5的對準(zhǔn)。因此，根據(jù) 該分光模塊21，可以簡便地組裝分光模塊。在此，如圖6所示，基板32的凸部(支撐部)32c也可以具有被嵌合于透鏡部3的 凹部3c的前端部33、以及在基板32的長邊方向上比前端部33更寬的耳部34。在此情況 下，由耳部34而穩(wěn)定地形成透鏡部3的入射面3a與基板32的后表面32b的間隙S，從而可 以相對于基板32高精度地安裝透鏡部3。(第3實(shí)施方式)第3實(shí)施方式所涉及的分光模塊41，其透鏡部與第1實(shí)施方式所涉及的分光模塊 1有所不同。如圖7所示，在透鏡部43的入射面43a上，被嵌合于基板2的凹部2c的2列凸部 (支撐部)43c被設(shè)置為在與透鏡部43的側(cè)面43b大致垂直的方向上延伸。這些凸部43c 通過以相對于分光部4具有規(guī)定的位置關(guān)系的方式進(jìn)行模具成型或者切削而與透鏡部43 形成為一體。
透鏡部43被嵌合于基板2的凹部2c的凸部43c支撐，使得入射面43a與基板2 的后表面2b相對。在透鏡部43的入射面43a與基板2的后表面2b之間，在基板2的板厚 方向上形成有大致均勻的間隙S。根據(jù)該分光模塊41，由于透鏡部43的凸部43c相對于分光部4具有規(guī)定的位置關(guān) 系，因此僅通過使透鏡部43的凸部43c嵌合于基板2的凹部2c，就可以在基板2的板厚方 向以及基板2的長度方向上相對于基板2來定位分光部4以及透鏡部3。此時(shí)，由于基板2 的凹部2c相對于用于定位光檢測元件5的對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān) 系，因此通過在基板2的板厚方向以及基板2的長度方向上相對于光檢測元件5來定位分 光部4，可以容易地進(jìn)行分光部4與光檢測元件5的對準(zhǔn)。因此，根據(jù)該分光模塊41，可以 簡便地組裝分光模塊。(第4實(shí)施方式)第4實(shí)施方式所涉及的分光模塊51，其基板的凹部以及透鏡部的凹部與第1實(shí)施 方式所涉及的分光模塊1有所不同。如圖8以及圖9所示，在基板52的后表面(另一面)52b上，由抗蝕劑(resist) 等樹脂或者金屬掩模形成有在基板52的板厚方向上突出的2個(gè)凸部52c。這些凸部52c 被形成為在與基板52的長度方向大致垂直的方向上延伸，在凸部52c的前端面上，設(shè)置有 嵌合棒狀的支撐部58的截面為矩形狀的凹部(第2凹部)52d。凹部52d由平行于基板52 的后表面52b的大致為長方形的底面、以及以大致垂直于底面且環(huán)繞底面而形成的側(cè)壁構(gòu) 成，并被形成為相對于用于定位光檢測元件5的對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位 置關(guān)系。在透鏡部53的入射面53a上，設(shè)置有2列嵌合支撐部58的截面為矩形狀的凹部 (第1凹部)53c。這些凹部53c由平行于透鏡部53的入射面53a的大致為長方形的上表 面、以及以大致垂直于上表面且環(huán)繞上表面而形成的側(cè)壁構(gòu)成，并通過蝕刻加工和模具成 型或者切削等被形成為在大致垂直于側(cè)面53b的方向上延伸且相對于分光部4具有規(guī)定的 位置關(guān)系。在此，基板52的凸部52c以及透鏡部53的凹部53c被設(shè)置在不妨礙光Li、L2 的通路的位置上。透鏡部53被支撐部58支撐，使得入射面53a與基板52的后表面52b相對。在透 鏡部53的入射面53a與基板52的后表面52b之間形成有在基板52的板厚方向上大致均 勻的間隙S。根據(jù)該分光模塊51，由于基板52的凹部52d具有以大致垂直于其底面且環(huán)繞底 面的方式形成的側(cè)壁、且透鏡部53的凹部53c具有以大致垂直于其上表面且環(huán)繞上表面的 方式形成的側(cè)壁，因此僅通過使支撐部58嵌合于基板52的凹部52d以及透鏡部53的凹部 53c,就可以相對于基板52來定位透鏡部53。而且，由于基板52的凹部52d相對于用于定位 光檢測元件5的對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān)系、且透鏡部53的凹部53c 相對于分光部4具有規(guī)定的位置關(guān)系，因此被形成于透鏡部53的分光部4相對于被安裝于 基板52的光檢測元件5被定位，其結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)分光部4與光檢測元件5的對準(zhǔn)。如上 所述，根據(jù)該分光模塊51，可以實(shí)現(xiàn)所謂的被動對準(zhǔn)(passivealignment)，因此可以簡便 地組裝分光模塊。(第5實(shí)施方式)
第5實(shí)施方式所涉及的分光模塊61，其基板的凹部、透鏡部的凹部以及支撐部與 第1實(shí)施方式所涉及的分光模塊1有所不同。如圖10以及圖11所示，在基板62的后表面(另一面)62b上，以形成矩形的各個(gè) 頂點(diǎn)的方式設(shè)置4個(gè)凹陷成四棱錐狀的凹部(第2凹部)62c。這些凹部62c被形成為相對 于用于定位光檢測元件5的對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān)系。在凹部62c 中分別嵌合有球狀的支撐部68，支撐部68通過其一部分被嵌合于凹部62c而在基板62的 板厚方向上突出。在透鏡部63的底面63a上。以形成矩形的各個(gè)頂點(diǎn)的方式設(shè)置4個(gè)用于嵌合支 撐部68的凹陷成四棱錐狀的凹部(第1凹部)63c。這些凹部63c被形成為相對于分光部 4具有規(guī)定的位置關(guān)系。在此，基板62的凹部62c以及透鏡部63的凹部63c被設(shè)置于不妨 礙光L1、L2的通路的位置上。透鏡部63被支撐部68支撐，使得入射面63a與基板62的后表面62b相對。在透 鏡部63的入射面63a與基板62的后表面62b之間形成有在基板62的板厚方向上大致均 勻的間隙S。根據(jù)該分光模塊61，由于基板62的凹部62c相對于用于定位光檢測元件5的對 準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d具有規(guī)定的位置關(guān)系，因此僅通過相對于凹部62c而嵌合支撐部 68，就可以相對于基板62而定位支撐部68。而且，由于透鏡部63的凹部63c相對于分光 部4具有規(guī)定的位置關(guān)系，因此僅通過相對于凹部63c而嵌合支撐部68，就可以相對于透鏡 部63而定位支撐部68。因此，根據(jù)該分光模塊61，通過使支撐部68嵌合于基板62的凹部 62d以及透鏡部63的凹部63c，可以實(shí)現(xiàn)分光部4與光檢測元件5的對準(zhǔn)。這樣，根據(jù)該分 光模塊61，由于可以實(shí)現(xiàn)被動對準(zhǔn)(passive alignment)，因此可以簡便地組裝分光模塊。此外，根據(jù)該分光模塊61，在相對于基板62定位透鏡部63之后，一旦將光學(xué)樹脂 劑提供給基板62的后表面62b與透鏡部63的入射面63a之間的間隙S，則由于毛細(xì)管現(xiàn)象 使得光學(xué)樹脂劑流動而充滿間隙S，因此可以抑制在樹脂劑中產(chǎn)生氣泡，從而更加可靠地相 對于基板62固定透鏡部63。在此，如圖12所示，也可以在基板72的后表面(另一面)72b上以形成矩形的各 個(gè)頂點(diǎn)的方式由抗蝕劑或者金屬掩模形成4個(gè)凸部72c，且在這些凸部72c的前端面上設(shè)置 凹陷成四棱錐狀的凹部(第2凹部)72d。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式。例如，在第1 第4實(shí)施方式中，由于間隙S被支撐部等而分為透鏡部的兩端部和 中央部，因此也可以為僅在透鏡部的兩端部的間隙或者在透鏡部的中央部的間隙中充填光 學(xué)樹脂劑的結(jié)構(gòu)。此外，也可以將用于分開間隙S的凸部等設(shè)置于基板以及透鏡部當(dāng)中的 至少一方，從而形成可以選擇性地充填光學(xué)樹脂劑的區(qū)域。此外，在第1 第4實(shí)施方式中，凹部并不局限于矩形狀截面，也可以是V字形或 者U字形截面。在第5實(shí)施方式中，凹部并不局限于四棱錐狀，也可以凹陷為長方體狀或者 圓柱狀。此外，在第1 第4實(shí)施方式中，支撐部也可以具有半圓形、三角形、矩形、多邊形 等截面。在第5實(shí)施方式中，支撐部并不局限于球狀，也可以是長方體狀或者多面體狀。此外，在第1 第4實(shí)施方式中，支撐部的數(shù)量也可以為3列以上。在第5實(shí)施方
10式中，支撐部的數(shù)量既可以為3個(gè)也可以為5個(gè)以上。此外，基準(zhǔn)部并不局限于對準(zhǔn)標(biāo)記12a、12b、12c、12d，例如也可以將布線11作為 基準(zhǔn)部而進(jìn)行凹部20以及光檢測元件5的定位。此外，例如也可以將確定基板2的外形的 側(cè)面作為基準(zhǔn)部而使用。此外，可以組合上述各個(gè)實(shí)施方式中的基板、透鏡部以及支撐體的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，可以提高分光模塊的可靠性。
權(quán)利要求
一種分光模塊，其特征在于，具備基板，使從一個(gè)面入射的光透過；透鏡部，具有與所述基板的另一面相對的入射面，使透過所述基板而從所述入射面入射的光透過；分光部，被形成于所述透鏡部，將入射于所述透鏡部的光分光并反射；光檢測元件，被配置于所述基板的所述一個(gè)面?zhèn)?，檢測由所述分光部反射的光；以及支撐部，以所述另一面與所述入射面相分離的方式相對于所述基板支撐所述透鏡部。
2.如權(quán)利要求1所述的分光模塊，其特征在于，在所述入射面上設(shè)置有相對于所述分光部具有規(guī)定的位置關(guān)系的第1凹部， 所述支撐部被設(shè)置于所述基板的所述另一面?zhèn)炔⒈磺逗嫌谒龅?凹部，且相對于用 于將所述光檢測元件定位于所述基板的基準(zhǔn)部具有規(guī)定的位置關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的分光模塊，其特征在于，在所述另一面上設(shè)置有第2凹部，所述第2凹部相對于用于將所述光檢測元件定位于 所述基板的基準(zhǔn)部具有規(guī)定的位置關(guān)系，所述支撐部被設(shè)置于所述透鏡部的所述入射面?zhèn)炔⒈磺逗嫌谒龅?凹部，且相對于 所述分光部具有規(guī)定的位置關(guān)系。
4.如權(quán)利要求2所述的分光模塊，其特征在于，所述支撐部在與所述分光部的光柵溝槽的延伸方向大致一致的方向上延伸。
全文摘要
本發(fā)明提供高可靠性分光模塊(1)，其具備使從一個(gè)面(2a)入射的光透過的基板(2)、具有與基板(2)的另一面(2b)相對的入射面(3a)且使透過基板(2)入射于入射面(3a)的光透過的透鏡部(3)、被形成于透鏡部(3)且將入射于透鏡部(3)的光分光并反射的分光部(4)、檢測被分光部(4)反射的光的光檢測元件(5)、設(shè)置于另一面(2b)與入射面(3a)間并相對于基板(2)支撐透鏡部(3)的支撐部(8)。根據(jù)分光模塊(1)，由支撐部(8)在基板(2)的另一面(2b)與透鏡部(3)的入射面(3a)間形成間隙(S)，防止了基板(2)的另一面(2b)與透鏡部(3)的入射面(3a)接觸而產(chǎn)生傷痕，提高了分光模塊(1)的可靠性。
文檔編號G01J3/18GK101970993SQ200980108739
公開日2011年2月9日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者柴山勝己, 能野隆文 申請人:浜松光子學(xué)株式會社