專利名稱：電容可變型的電容器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電容可變型的電容器裝置，該電容器裝置利用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術制造，并適于使靜電容量可變，并適于通過引出布線而減小寄生電感分量。
背景技術：
隨著實現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化及/或數(shù)據(jù)壓縮技術的普及，例如，諸如音頻信息或圖象信息等的各種信息已經可以通過各種通信終端設備輕易處理，已經實現(xiàn)了用于數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)及/或服務系統(tǒng)的制備和普及。通信終端設備尺寸小且重量輕而便攜性優(yōu)異，并可以使用較長時間，且不需要中繼裝置等，因而，可以實現(xiàn)對各種通信系統(tǒng)的連接。在通信終端設備上，在發(fā)送/接收單元處，為了進行模擬高頻信號的調制/解調，例如提供了超外差系統(tǒng)或直接轉換系統(tǒng)的高頻發(fā)送/接收電路。
在高頻發(fā)送/接收電路處，提供有一個天線單元，該天線單元包括天線和轉換開關，用來接收或發(fā)送信號；用于在發(fā)送和接收之間進行切換的發(fā)送/接收切換單元；頻率轉換電路單元；解調電路單元；調制電路單元；和用于施加基準頻率的基準頻率發(fā)生電路單元，等。在高頻發(fā)送/接收電路處，在相應的各級之間提供了各種濾波器、電容被發(fā)生改變的用于本機振蕩的壓控振蕩器(VCO)、諸如表面聲波(SAW)濾波器等的功能性器件、匹配電路、偏壓電路以及諸如電感器、電阻器和/或電容器的無源器件，等。在高頻發(fā)送/接收電路中，由于上述原因，整體變得較大，且功耗也隨之增大。這成為通信終端設備小型化、輕量化、以及實現(xiàn)低功率的極大障礙。
相對于上述壓控振蕩器，例如，如日本專利公開82569/1997中所述，也采用可變電容器100，在其中使用MEMS技術，該技術可以通過薄膜工藝或厚膜工藝等在絕緣襯底上形成非常小的電極或可移動體，由此實現(xiàn)小型化。如圖1A所示，可變電容器100由絕緣襯底101、以及可移動元件102構成，可移動元件的一端懸臂支承在這個絕緣襯底101的一個表面101a上。
在絕緣襯底101處，如圖1B所示，在一個表面101a上，以彼此之間維持絕緣的狀態(tài)形成矩形驅動電極103和矩形探測電極104。而一對引出電極(draw-out electrode)105、106以對應于可移動元件102的支撐部分定位的方式形成?？梢苿釉?02具有絕緣特性和彈性，并由形成在一端部的支撐部分107、以凸出方式形成在這個支撐部分107上的支點部分108、以及沿著這個支點部分108的一側部分并以預定間距相對于絕緣襯底101的一個表面101a一體形成的可移動部分109。
如圖1C所示，可移動部分109具有足以覆蓋驅動電極103和探測電極104的外形，并改進成使得第一可移動電極110和第二可移動電極111分別與這些驅動電極103和104相對應地形成在與絕緣襯底101中的一個表面101a相對的內表面上。第一可移動電極110和第二可移動電極111從可移動部分109的內表面導通到支點部分108和支撐部分107，而支撐部分107在固定于絕緣襯底101的一個表面101a上的狀態(tài)下分別連接到引出電極105、106。
在如上所述構造的可變電容器100中，當外部偏壓施加到與第一可移動電極110連接的驅動電極103和引出電極105上時，在驅動電極103和可移動電極110之間產生靜電力。在可變電容器100中，可移動部分109由這個靜電力朝驅動電極103吸引，同時允許支點部分108經歷彈性變形。在可變電容器100中，探測電極104和第二可移動電極111之間的相對間距限定于靜電力和在支點部分108內存儲的彈性力平衡的狀態(tài)下。從而，去除這些電極之間的靜電容量。
在可變電容器100中，通過以如上所述方式調節(jié)外部偏壓，改變靜電力的大小。從而，探測電極104和第二可移動電極111之間的相對間距也得以變化。由于探測電極104和第二可移動電極111之間產生的靜電容量正比與相對間距的倒數(shù)，因此可變電容器100功能為電容可變型的電容器。
同時，在可變電容器100中，如上所述，外部偏壓從絕緣襯底101處形成的引出電極105施加到可移動元件102一側的第一可移動電極110。在可變電容器100中，在引出電極105和第一可移動電極110之間產生作用為線路電阻分量的寄生電感，并與探測電極104和第二可移動電極111所探測的電容器串聯(lián)。從而，整體上構成LC振蕩電路。于是，在可變電容器100中，由于寄生電感分量變大這個事實，整個共振頻率降低。從而，可變電容作為電容器工作的頻率區(qū)變窄。
另一方面，在可變電容器100中，為了實現(xiàn)設備的低功率，需要采用可移動元件102由較低的外加電壓驅動的構造，由此在探測電極104和第二可移動電極111之間產生大的電容變化。在可變電容器100中，如上所述，施加足以使得支點部分108經歷彈性變形的外部偏壓，由此探測電極104和第二可移動電極111之間的相對間距變化。在可變電容器100中，也要加以考慮，使得例如將支點部分108形成為窄束部分，由此減小彈性變形特性，以實現(xiàn)低電壓驅動。然而，在可變電容器100中，通過這種對策，帶來如下問題，即，在支點部分108處的引出電極105和第一可移動電極110之間的導線變窄，從而線路電阻分量變大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的電容可變型的電容器裝置，該裝置可以解決傳統(tǒng)可變電容器存在的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種微型構造的電容可變型的電容器裝置，該裝置減小了寄生電感，從而允許在高頻帶工作。
為了實現(xiàn)上述目的而提出的根據(jù)本發(fā)明的電容可變型電容器裝置包括一個絕緣襯底，其通過微機電系統(tǒng)技術制造，并改進成使得至少兩根電容器以彼此之間保持絕緣的狀態(tài)形成在一個表面上；一個絕緣致動器，其具有跨過相應的電容器電極的外部形狀，并改進成使得分別構成電容器的導體形成在導體和這些電容器電極之間；以及驅動裝置，用于進行操作，以允許這個致動器與絕緣襯底的主表面接觸，或允許這個致動器自該主表面離開。
在根據(jù)本發(fā)明的電容可變型的電容器裝置中，通過驅動裝置使致動器靠近絕緣襯底，由此在相應的電容器電極和導體之間分別構成電容器。在這個電容可變型的電容器中，由驅動裝置促使進行相對于絕緣襯底的靠近操作的致動器適當?shù)卣{節(jié)致動器和絕緣襯底之間的相對間距，由此，構成了具有預定電量的相應的電容器。在這種電容可變型的電容器中，使得布線相對于致動器處形成的導體變得不再需要，由此減小了寄生電感對相應電容器的影響。于是，電容可變型電感器裝置構成了其中整體共振頻率的降低得以抑制從而可以進行高頻帶工作的電容器。
根據(jù)本發(fā)明的另一種電容可變型電容器裝置通過用于驅動的固定電極在其相對于相應電容器電極的絕緣得以維持的狀態(tài)下形成在絕緣襯底的一個表面上、且用于驅動的可移動電極在其相對于導體的絕緣得以維持的狀態(tài)下對應于用以驅動的電極形成在致動器處，而構成致動器的驅動裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的另一種電容可變型電容器裝置中，預定的驅動電壓施加到驅動固定電極和驅動可移動電極上，由此在驅動固定電極和驅動可移動電極之間產生靜電力，從而致動器由這個靜電力驅動。在這種電容可變型的電容器裝置中，由于微小形狀的致動器在經歷高精度定位之后通過施加驅動電壓得以驅動，因此可以構成實現(xiàn)低功耗，且精度較高的電容器。在電容可變型的電容器裝置中，由于用于電容器的電信號系統(tǒng)和用于致動器驅動的電信號系統(tǒng)彼此電絕緣，因此減小了利用以非常小間隔形成的電容器的電信號系統(tǒng)和用于致動器的驅動信號系統(tǒng)之間的相互干涉，從而，精度可得以提高。
本發(fā)明的其他目的和由本發(fā)明帶來的實際益處將從下面參照附圖給出的實施例描述中變得更清楚。


圖1A是示出電容可變型的傳統(tǒng)電容器裝置的透視圖，圖1B是在其寬度方向的縱剖面圖，而圖1C是在長度方向的主要部分縱剖面圖；圖2A是示作本發(fā)明第一實施例的電容可變型電容器裝置的主要部分透視圖，而圖2B是其主要部分側視圖；圖3是示作本發(fā)明第二實施例的電容可變型電容器裝置的主要部分透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的電容可變型電容器裝置的主要部分分解透視圖；圖5是示作本發(fā)明第三實施例的電容可變型電容器裝置的主要部分透視圖；圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的電容可變型電容器裝置在致動器分離狀態(tài)下的主要部分透視圖，而圖6B是其主要部分縱剖面圖；圖7是示作本發(fā)明第五實施例的電容可變型電容器裝置的主要部分透視圖。
具體實施例方式
將參照附圖解釋根據(jù)本發(fā)明的電容可變型電容器裝置(以下簡稱為電容器裝置)。
首先，將解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容器裝置。
根據(jù)本發(fā)明的電容器裝置1是由MEMS技術制造，從而呈現(xiàn)出微觀形狀，并如圖2A和2B所示，由絕緣襯底2、致動器5和用于驅動這個致動器5的驅動部分7構成，在絕緣襯底2中，第一電容器電極3和第二電容器電極4作為薄膜以彼此保持其間的絕緣的狀態(tài)形成在一個表面2a上，而在致動器5中，導體6形成在與表面2a相對的一個表面5a上。應指出的是，并不局限于電容器裝置1由MEMS技術制造，而這種電容器裝置1可以由普通的襯底形成技術等制造。
絕緣襯底2由具有絕緣特性并可以以滿意的表面精度形成的例如玻璃襯底、陶瓷襯底或硅襯底構成。絕緣襯底2由具有高頻特性的有機堿材料形成，例如聚酚乙烯(polyphenol etylene)、雙馬來酰亞胺、三嗪、液晶聚合物、酚樹脂或聚烯烴等，并優(yōu)選使用其主要表面已經通過進行研磨加工等予以平整化的襯底。
在絕緣襯底2上，具有預定沖孔圖案的用于形成電極的掩膜設置在一個表面2a上，以進行低電阻金屬材料，例如鋁或金等的淀積或噴鍍工藝，由此形成為薄膜的第一電容器電極3和第二電容器電極4。如圖2A所示，分別形成第一電容器電極3和第二電容器電極4，以便呈現(xiàn)大致相同的矩形形狀，其中，一體地形成與外部電路相連接的引出部分3a、4a。如下面所述，第一電容器電極3和第二電容器電極4分別通過引出部分3a、4a將所產生的靜電容量傳輸?shù)酵獠侩娐?。在這個示例中，在形成第一電容器電極3和第二電容器電極4之后，用于形成電極的掩膜與絕緣襯底2分離。
致動器5在相對于一個表面2a間隔開預定相對間距的狀態(tài)與絕緣襯底2相結合。相對于致動器5，利用例如二氧化硅或適當有機材料作為材料的犧牲層8(見圖2B)形成在絕緣襯底2中的例如將第一電容器電極3和第二電容器電極4形成為薄膜的一個表面2a上，以利用這個犧牲層8形成這種致動器5。通過將具有預定沖孔圖案的用于形成犧牲層的掩膜布置在絕緣襯底2的一個表面2a，以進行例如等離子體CVD(化學蒸汽淀積)工藝或噴鍍工藝等，將犧牲層8形成為薄膜，以具有預定厚度。在這個示例中，在犧牲層8形成之后，用于形成犧牲層的掩膜與絕緣層2分離。
在犧牲層8處，形成沖孔圖案的掩膜布置在與第一電容器電極3和第二電容器電極4相對應的區(qū)域內，并進行低電阻的金屬材料、例如鋁或金等的淀積工藝和噴鍍工藝等，從而將導體6形成為薄膜。導體6以與絕緣襯底2的一個表面2a相對犧牲層8的厚度的方式間隔開，并具有尺寸足以覆蓋第一電容器電極3和第二電容器電極4的矩形形狀。在這個示例中，在形成導體6之后，用于形成導體的掩膜與絕緣襯底2分離。
在導體6處，形成薄板形致動器5，致動器的外部形狀稍大于導體6的外部形狀，并適于覆蓋整體。在致動器5處，用于形成致動器的掩膜通過導體6布置在犧牲層8上，以進行例如等離子體CVD工藝或噴鍍工藝等，由此形成預定厚度的二氧化硅層、氮化硅層或多晶硅等。通過除去用于形成致動器的掩膜，致動器5改進成使得上述導體6在相對于絕緣襯底2的表面上成為一體。
在致動器5處，在一側部分形成例如具有彈性的臂部分9。臂部分9通過適當?shù)倪B接裝置連接到驅動部分7上。雖然省略了其細節(jié)，但是致動器5改進成使得臂部分9和驅動部分7構成支承部分，并在相對于絕緣襯底由這個支承部分保持預定間隔的狀態(tài)下得以支承。應指出的是，致動器5改進成一側部分由多個臂部分9懸臂支承，致動器5可以由臂部分9雙固定支承或多點支承，而臂部分9適當?shù)囟ㄎ辉趦蓚缺砻嫔匣蛲庵軅炔糠稚稀?br> 雖然省略了細節(jié)，但是驅動部分7例如由靜電量驅動機構、電磁驅動機構或熱電驅動機構等構成，該驅動部分7執(zhí)行臂部分9的垂直操作。驅動部分7根據(jù)控制單元(未示出)輸出的控制信號將臂部分9下降到預定位置。如圖2A和2B所示，在驅動部分7處，構成用于電容器的電信號系統(tǒng)和獨立驅動信號系統(tǒng)，從而減少相互干涉，在電容器中，第一電容器電極3和第二電容器電極4得以連接。
在絕緣襯底2處，如上所述，第一電容器電極3、第二電容器電極3和其中一體地覆蓋這些電極的犧牲層8和導體6的致動器5以層疊方式形成在一個表面2a上。此后，在進行化學蝕刻工藝或反應離子蝕刻工藝(RIE)或氧氣等離子體蝕刻工藝等來形成電容器裝置之后，去除犧牲層8。電容器裝置1改進成致動器5通過臂部分9在保持預定間隔狀態(tài)下與絕緣襯底2的一個表面2a相對。電容器裝置1構成了第一電容器和第二電容器，其中第一電容器電極3和第二電容器電極4與作為公共電極板的導體6串聯(lián)。
在電容器裝置1中，第一電容器和第二電容器的靜電容量與第一、第二電容器電極3和4與導體6之間的相對間距成反比變化。在電容器裝置1中，當控制信號從控制單元(未示出)傳送到驅動部分7時，導致致動器5朝絕緣襯底2一側通過臂部分9進行移動操作。在電容器裝置1中，致動器5和絕緣襯底2之間的相對間距，即，第一和第二電容器電極3、4與導體6之間的相對間距根據(jù)控制信號來限定，而第一和第二電容器的靜電容量變化。
在電容器裝置1中，如上所述，可移動部分側的用于改變靜電容量的導體與電容器的電信號系統(tǒng)無關，并成為如下結構，即，其中由于引出相對于第一電容器和第二電容器的布線而不存在寄生電感。于是，在電容器裝置1中，使得第一電容器和第二電容器受寄生電感的影響減小，從而使得靜電容量不變。結果，抑制了整個共振頻率的降低。從而，可以進行高頻帶工作。
然后，將解釋本發(fā)明第二實施例，如圖3和圖4所示，這個實施例的電容器裝置10由MEMS技術制造，從而呈現(xiàn)出微小形狀，并且包括絕緣襯底11、致動器14的基本結構類似于上述電容器裝置1，在絕緣襯底11中，第一電容器電極12和第二電容器電極13在一個表面11a上以彼此之間保持絕緣的狀態(tài)形成為薄膜，而致動器14中，導體15形成在與所述一個表面11a相對的主要表面上。這個電容器裝置10特征在于它由致動器14和絕緣襯底11之間產生的靜電力所驅動。
絕緣襯底11也由玻璃襯底、陶瓷襯底或硅襯底構成。如圖4所示，在沿長度方向分隔成第一區(qū)域11b和第二區(qū)域11c的一個表面11a上的第一區(qū)域11b一側處，第一電容器電極12和第二電容器電極13在沿著一側邊緣平行布置的狀態(tài)下以彼此保持其間的絕緣的方式形成。第一電容器電極12和第二電容器電極13分別形成為呈現(xiàn)出基本相同的矩形形狀，其中，用于靜電容量的引出部分12a、13a分別拉出，并形成在外周邊緣處。第一和第二電容器電極12和13例如與電感元件(未示出)結合，并連接到后者上，由此構成變頻濾波器或變頻發(fā)送器。
在絕緣襯底11處，用來驅動的第一固定電極16在一個表面1a上形成為薄膜。在第一驅動固定電極16處，用于施加電壓的端子部分形成在其一側部分上，而從控制單元(未示出)傳輸?shù)尿寗与妷菏┘佑谶@個端子部分上。如圖3所示，第一驅動固定電極16在平行狀態(tài)下以定位在第一區(qū)域11b一側處同時保持相對于第一電容器電極12和第二電容器電極13的絕緣的方式形成。
在絕緣襯底11處，用來驅動的第二固定電極17在一個表面11a上形成為薄膜。第二驅動固定電極17在基本定位于寬度方向中央部分的狀態(tài)下形成于第二區(qū)域11c一端側的附近。如后面所描述的，第二驅動固定電極17對應于致動器14的固定位置而形成。在第二驅動固定電極17處，電壓施加引線17a形成在其一端部分處，而從控制單元(未示出)傳輸?shù)尿寗与妷菏┘拥皆撘€17a上。當然，第二驅動固定電極17改進成保持其相對于第一驅動固定電極16、第一電容器電極12和第二電容器電極13的絕緣。
在絕緣襯底11處，致動器14在一端部固定于第二區(qū)域11c一側的狀態(tài)下得以懸臂支承。致動器14由具有柔性的原材料形成，并改進成使得至少與絕緣襯底11相對的表面具有絕緣特性。如圖3和4所示，致動器14由一體形成的可移動部分18、臂部分19、以及支承部分20構成。在致動器14處，支撐部分20由直接層疊并形成在絕緣襯底11的一個表面11a上從而與之成一體的矩形板狀固定部分21、以升高方式一體形成在這個固定部分21的一側邊緣上的升高部分22、以及在水平方向從這個升高部分22的上端邊緣彎曲的支點部分23構成。在致動器14處，在相對于絕緣襯底11的內表面上，與導體15一同形成驅動電極圖案24。驅動電極圖案24由用于驅動的可移動電極部分25、引線部分26、升高的引線部分27和用于驅動的連接電極部分28構成。
可移動部分18由薄厚度的矩形板狀部分構成，后者具有尺寸足以基本在整個區(qū)域上覆蓋絕緣襯底11的第一區(qū)域11b的外部形狀。在可移動部分18，如圖4所示，與絕緣襯底11相對的表面在寬度方向上分隔成兩個區(qū)域18a、18b。在可移動部分18，導體15在與第一電容器電極12和第二電容器電極13相對應的第一區(qū)域18a內形成為薄膜。在可移動部分18，驅動可移動電極部分25在與第一驅動固定電極16相對應的第二區(qū)域18b內形成為薄膜。
導體15形成為采取矩形形狀，其外形尺寸足以以與第一電容器電極12和第二電容器電極13相對的方式覆蓋整體。如后面所述，導體15相對于第一電容器電極12和第二電容器電極13作用為公共電極板，以構成串聯(lián)的第一電容器和第二電容器。驅動可移動電極部分25也形成為采取矩形形狀，其尺寸足以以與第一驅動固定電極16相對的方式覆蓋整體。如后面將描述的，驅動電壓從控制單元(未示出)通過驅動電極圖案24施加到驅動可移動電極部分25上，以在驅動可移動電極部分25和第一驅動固定電極16之間形成靜電力。導體15和驅動可移動電極部分25改進成彼此保持其間的絕緣。
在可移動部分18處，如圖4所示，臂部分19以凸出方式在基本定位于一側邊緣部分寬度方向上的中央部分的狀態(tài)下一體形成。臂部分19長度稍短于絕緣襯底11一側的第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17之間的相對間距。在臂部分19處，已經從可移動部分18處形成的驅動可移動電極部分25引出的引線部分26在與絕緣襯底11相對的表面上沿長度方向作為薄膜形成于整個區(qū)域上。臂部分19改進成使得致動器14以可移動部分18變得與絕緣襯底11一側靠近的方式得以驅動，如后面所描述的，這減小了要存儲的彈性力，從而具有了通過小工作電壓獲得大位移的能力。在臂部分19處，支撐部分20的支點部分23一體設置在其前端部上，從而支點部分23連接于其上。
支撐部分20在使得上述固定部分21、升高部分22和支點部分23的橫截面形狀基本為曲柄形狀的狀態(tài)下一體形成。由于固定部分21的底面一體形成到絕緣襯底11的一個表面11a上這個事實，固定部分21懸臂支承致動器14。升高部分22固定固定部分21和支點部分23，即，支撐部分20和絕緣襯底11的一個表面11a，從而它們具有預定的相對間距。由于臂部分19的前端部相對于長度方向一側邊緣的大致中心部分成一體這個事實，支承部分23支承這個臂部分。在支承部分20處，形成在臂部分19處的驅動電極圖案24的引線部分26延伸到支點部分23。形成在升高部分22的內表面處的升高引線部分27連續(xù)到這個延伸端，從而它形成為薄膜。在支撐部分20處，與升高引線部分27連續(xù)的用于驅動的連接電極部分28在固定部分21的底面上形成為薄膜。
如圖3所示，如上所述構造的致動器14在固定部分21固定在一個表面11a上的狀態(tài)下由絕緣襯底11懸臂支承。致動器14由升高部分22保持在間隔預定間距的狀態(tài)下，從而，可移動部分18與絕緣襯底11的第一區(qū)域11b相對。在致動器14處，形成在可移動部分18內表面處的導體15與第一電容器電極12和第二電容器電極13以它跨過相應的電容器電極12和13進而覆蓋這些電極的方式相對，從而構成第一電容器和第二電容器。在致動器14處，驅動可移動電極部分25以覆蓋第一驅動固定電極16的方式相對。在這種情況下，驅動可移動電極部分25和驅動電極圖案24的引線部分26位于它們不與第一電容器電極12和第二電容器電極13相對的位置處。從而，形成對第一電容器和第二電容器沒有影響的結構。
在電容器裝置10處，從控制單元(未示出)傳輸?shù)尿寗与妷菏┘拥降谝或寗庸潭姌O16和第二驅動固定電極17上。在電容器裝置10中，傳輸?shù)降诙寗庸潭姌O17上的DC驅動電壓通過驅動電極圖案24可移動部分18處形成的驅動可移動電極部分25上，同時，支撐部分20一側的驅動連接電極部分28作為相對于致動器4的輸入單元，其中電極圖案24在與絕緣襯底11相對的表面處引出并形成在該處。
在電容器裝置10中，在第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分25之間產生靜電力，從而朝向絕緣襯底11一側吸引致動器14的可移動部分18。從而，在致動器14處，使得臂部分19進行彈性變形，從而可移動部分經歷向絕緣襯底11一側靠近的操作。在致動器14處，彈性力以伴隨這個可移動部分18操作的方式逐漸存儲在臂部分19中。在致動器14處，可移動部分18的操作在第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分25之間的靜電力與臂部分19處存儲的彈性力平衡的位置處終止，并保持這個狀態(tài)。
在電容器裝置10中，形成在可移動部分18處的導體15與形成在絕緣襯底11處的第一和第二電容器電極12、13之間的相對間距以伴隨上述致動器14的操作的方式限定，從而由這些其間構成的第一和第二電容器的靜電容量改變。
在電容器裝置10中，由于第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分25之間產生的靜電力隨所施加的驅動電壓的大小而變化，因此，可以控制致動器的操作量。于是，電容器裝置10控制驅動電壓，由此可以進行取出任意的靜電容量。
圖3和4所示的電容器裝置10具有如下結構，其中用于由第一電容器電極12、第二電容器電極13和導體15構成的電容器的電信號系統(tǒng)以及用于由第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分25構成的致動器14的驅動電信號系統(tǒng)彼此獨立。于是，電容器裝置10具有驅動電信號系統(tǒng)的引出布線未包括在用于電容器的電信號系統(tǒng)中的結構。從而，減小了引出布線相對于第一電容器和第二電容器的寄生電感。從而，在電容器裝置10中，第一電容器和第二電容器中的寄生電感的影響減小，結果，使得靜電容量可變，并且整體共振頻率的降低得以抑制。可以進行高頻帶下的工作。
在第二實施例的電容器裝置10中，使得通過利用薄膜形成技術或厚膜形成技術而在絕緣襯底11的一個表面11a上形成致動器14、導體15和相應的電極的基本方法與上述電容器裝置1中的相類似。
第二實施例的電容器裝置10特征在于致動器14和驅動電極圖案24的實際形成方法。即，在電容器裝置10的制造過程中，第一電容器電極12、第二電容器電極13、第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17在絕緣襯底11的一個表面11a上形成為薄膜，然后形成犧牲層。在這種情況下，犧牲層在絕緣襯底11的一個表面11a上在暴露處第二驅動固定電極17的狀態(tài)下形成為預定厚度的薄膜。犧牲層在暴露出致動器14中的對應于固定部分21的區(qū)域的狀態(tài)形成在絕緣襯底11上。
在電容器裝置10的制造過程中，其中形成沖孔圖案的電極形成掩膜分別布置在犧牲層周圍表面上的對應于第一電容器電極12、第二電容器電極13、第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17的區(qū)域內。在電容器裝置10的制造過程中，進行低電阻金屬材料，如鋁或金的淀積工藝或噴鍍工藝等，由此與第一電容器電極12和第二電容器電極13相對的導體15以及與第一驅動固定電極16相對的驅動電極圖案24在犧牲層的一個表面上形成為薄膜。在電容器裝置10中，由于第二驅動固定電極17如上所述從犧牲層中暴露出來，驅動電極圖案24的驅動連接電極部分28相對于這個第二驅動固定電極17一體形成。
在電容器裝置10的形成過程中，在去除電極形成掩膜的情況下，犧牲層覆蓋在絕緣襯底11上，并設置了其中以致動器14的外形為沖孔圖案的致動器形成掩膜，以進行例如噴鍍工藝或等離子體CVD工藝等，由此形成作為薄膜的預定厚度的二氧化硅、氮化硅或多晶硅的層。在電容器裝置10中，由于如上所述，使得固定部分21的相應區(qū)域為犧牲層的未形成區(qū)域，因此，這個固定部分21一體形成到絕緣襯底11的一個表面11a上，從而致動器14在犧牲層上形成為薄膜。
在電容器裝置10的制造過程中，在此之后除去致動器形成掩膜，以進行化學蝕刻工藝等，由此去除犧牲層而形成電容器裝置10。在電容器裝置10中，如上所述，固定部分21固定到一個表面11a上，而致動器14在它由絕緣襯底11懸臂支承的狀態(tài)下形成，在致動器14中，可移動部分18通過臂部分19以預定相對間距與一個表面11a相對。應指出的是，在電容器裝置10中，使用包含適當形狀的沖孔圖案的致動器形成掩膜，由此形成如下的致動器14，例如致動器雙固定支承或多點支承形成在可移動部分18的適當?shù)耐庵苓吘壧?，其中，多個臂部分19或支撐部分20一體形成。
然后，將即使根據(jù)本發(fā)明的第三實施例。如圖5所示，這個實施例的電容器部分30也由MEMS技術制造，從而采取微小的外形，并且包括絕緣襯底11的基本結構與上述電容器裝置10類似，在絕緣襯底中，第一電容器電極12和第二電容器電極13在表面11a上以彼此之間保持絕緣的狀態(tài)形成為薄膜。于是，相對于電容器裝置30，共同的附圖標記分別標示絕緣襯底11一側的相應部分，并將省略詳細描述。
第三實施例的電容器裝置30改進成其中致動器以相對于絕緣襯底11的一個表面11a保持預定間距的狀態(tài)懸臂支承的結構與電容器裝置10的類似，但還具有如下結構，即，導體32在相對于這個致動器31的絕緣襯底11的一個表面11a的相反側的另一表面上形成為薄膜，且驅動電極圖案33引出并形成。即，致動器31在由一體形成的可移動部分34、基本在這個可移動部分34的側邊緣中心部分一體凸出的臂部分35、以及在這個臂部分35另一端一體形成的支撐部分36所構成的主要結構方面與上述致動器14類似。
可移動部分34由薄厚度矩形部分構成，該矩形部分外形尺寸足以覆蓋大致在整個區(qū)域上的絕緣襯底11的第一區(qū)域11b，并改進成使得致動器31的一個表面在寬度方向上分隔成兩個區(qū)域34a、34b。在可移動部分34處，導體32在對應于絕緣襯底11側的第一和第二電容器電極12、13的第一區(qū)域34a內形成為薄膜。導體32采取矩形形狀，其外形尺寸足以以相對于第一電容器電極12和第二電容器電極13的方式覆蓋整體。導體32通過可移動部分34相對于第一電容器電極12和第二電容器電極13作用為公共電極板，從而構成串聯(lián)的第一電容器和第二電容器。
在可移動部分34處，用于驅動驅動電極圖案33的可移動電極部分37在保持相對于導體32彼此絕緣的狀態(tài)下在與第一驅動固定電極16相對應的第二區(qū)域34b內形成為薄膜。驅動電極圖案33由驅動可移動電極部分37、和形成在臂部分35和支撐部分36并從其引出的引線部分38構成。驅動可移動電極部分37采取矩形形狀，其尺寸足以以相對第一驅動固定電極16的方式覆蓋整體。驅動電壓從控制單元(未示出)通過驅動電極圖案33施加到驅動可移動電極部分37上。從而，驅動可移動電極部分37產生靜電力。
使得臂部分35寬度較窄，由此相對于厚度方向具有柔性，以在致動器31被驅動時減小所存儲的彈性力，從而具有通過小的工作電壓獲得較大位移的能力。在臂部分35處，支撐部分36的支點部分39一體連接并設置在其前端部上。類似于上述致動器14，支撐部分36由直接層疊并形成在絕緣襯底11的一個表面11a上以與之成一體的矩形板狀固定部分39、沿著這個固定部分39的一個側邊緣以升高方式一體形成的升高部分40、以及在水平方向從這個升高部分40的上端邊緣彎曲的支點部分41構成，并一體形成，從而其橫截面形狀基本采取曲軸形狀，以在相對于絕緣襯底11保持預定相對間距的狀態(tài)下固定可移動部分34。
在臂部分35處，已經從可移動部分34處形成的驅動可移動電極部分37引出的引線部分38沿長度方向在整個區(qū)域上形成為薄膜。在支撐部分36處，引線部分38以連接到固定部分、升高部分40和支點部分41的方式形成為薄膜。引線部分38在固定部分39外表面的下端部與絕緣襯底11一側的第二驅動固定電極17成為一體。
在電容器裝置30中，在第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分37之間產生靜電力，以朝向絕緣襯底11一側吸引致動器31的可移動部分34。從而，在電容器裝置30中，使得致動器31的臂部分35形成彈性變形，從而可移動部分34經歷靠近絕緣襯底11一側的操作。在電容器裝置30中，致動器31在第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分37之間的靜電力與臂部分35內存儲的彈性力平衡的位置處保持于穩(wěn)定狀態(tài)下。
在電容器裝置30處，形成在可移動部分34處的導體32和形成在絕緣襯底11處的第一和第二電極12和13之間的相對間距以伴隨上述致動器31的操作的方式得以限定，從而，由這些器件構成的第一和第二電容器的靜電容量可以改變。
同樣，在第三實施例的電容器裝置30中，由于第一驅動固定電極16和驅動可移動部分37之間產生的靜電力隨所施加的驅動電壓的大小而改變，因此可以控制致動器31的工作量。于是，電容器裝置30控制驅動電壓，由此可以引出任意的靜電容量。
圖5所示的電容器裝置30還具有用于第一電容器電極12、第二電容器電極13和導體32構成的電容器的電信號系統(tǒng)與用于第一驅動固定電極16和驅動可移動電極部分37構成的致動器31的驅動電系統(tǒng)彼此獨立。于是，電容器裝置30具有驅動電系統(tǒng)的引出布線不存在于用于電容器的電信號系統(tǒng)中的結構。結果，可以降低由引出布線相對于第一電容器和第二電容器形成的寄生電感。從而，在電容器裝置30處，在第一和第二電容器中減小了寄生電感的影響。結果，使得靜電容量可變，并且抑制了整個共振頻率的降低。從而可以進行高頻帶工作。
在電容器裝置30處，分別構成第一電容器和第二電容器的第一和第二電容器電容12和13以及導體32在由致動器31的可移動部分34電絕緣的狀態(tài)下設置。于是，即使在沖擊等施加到電容器裝置30上的情況下，第一電容器電極或第二電容器電極13與導體32也不可能直接接觸。從而，可以可靠地防止發(fā)生過流。另外，在電容器裝置30處，致動器31在可移動部分34的內表面與絕緣襯底11的一個表面11a形成接觸之前被驅動，由此可以通過可移動部分34的厚度限定第一和第二電容器的靜電容量的最大值。
在電容器裝置30處，在絕緣襯底11的一個表面11a上形成致動器31、導體32和相應電極的基本方法類似于上述電容器裝置10中的，但是，致動器31、導體32和驅動電極圖案33的實際形成方法與之不同。即，在電容器裝置30的制造過程中，第一電容器電極12、第二電容器電極13、第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17在絕緣襯底11的一個表面11a上形成為薄膜，并然后形成犧牲層。在這種情況下，這個犧牲層以預定厚度在暴露出第二驅動固定電極17的狀態(tài)下在絕緣襯底11的一個表面11a上形成為薄膜。另外，犧牲層在暴露出與致動器31的固定部分39相對應的區(qū)域的狀態(tài)下形成在絕緣襯底11上。
在第三實施例的電容器裝置30的制造過程中，犧牲層覆蓋在絕緣襯底11上，并布置致動器形成掩膜，以進行例如噴鍍工藝或等離子體CVD工藝等，由此形成預定厚度的作為薄膜的二氧化硅、氮化硅或多晶硅等構成的層，其中，在該致動器形成掩膜中，使得致動器31的外部形狀為穿孔圖案。在電容器30的制造過程中，由于如上所述使固定部分39的相應區(qū)域為犧牲層的非形成區(qū)域，因此，這個固定部分39與絕緣襯底11的一個表面11a成為一體，從而對應于致動器31的二氧化硅層在犧牲層上形成為薄膜。
在電容器裝置30的制造過程中，在去除致動器形成掩膜的情況下，其中形成沖孔的電極形成掩膜分別布置在致動器31一個表面上的與導體32和驅動電極圖案33相對應的區(qū)域內。在電容器裝置30的制造過程中，進行低電阻金屬材料，例如鋁或金的淀積工藝或噴鍍工藝等，由此與第一電容器電極12和第二電容器電極13相對的導體31以及與第一驅動固定電極16相對的驅動電極圖案33在致動器31的一個表面上形成為薄膜。
在電容器裝置30的制造過程中，在此之后去除電極形成掩膜，以進行化學蝕刻工藝等，由此去除犧牲層而形成電容器裝置30。在電容器裝置30處，如上所述，致動器31在它被絕緣襯底11懸臂支承的狀態(tài)下得以形成，其中固定部分39固定在一個表面11a上而可移動部分34通過臂部分35以預定相對間隔相對于一個表面11a。
在電容器裝置30中，包括導體35和驅動可移動電極圖案37的驅動電極圖案33在一個表面上引出并形成。在電容器裝置30中，驅動電極圖案33從在致動器31的可移動部分34處形成的驅動可移動電極部分37引出，并圍繞臂部分35的外表面和支撐部分36延伸。從而，驅動電極圖案33通過支點部分41與第二驅動固定電極17成一體。應指出的是，在電容器裝置30中，使用具有適當沖孔圖案的致動器形成掩膜，由此形成雙固定支承或多點支承的致動器31，其中，例如多個臂部分35或支撐部分36一體地形成在可移動部分34的外周邊緣上。
然后，將解釋本發(fā)明第四實施例。如圖6A所示，根據(jù)第四實施例的電容器裝置50也由MEMS技術制造，從而呈現(xiàn)出微小形狀，并在包括絕緣襯底11的基本機構方面類似于上述電容器裝置10，在該絕緣襯底11中，第一電容器電極12和第二電容器電極13在彼此之間保持絕緣的狀態(tài)下在一個表面11a上形成為薄膜。如圖6B所示，電容器裝置50特征在于如下結構，其中形成覆蓋絕緣襯底11一個表面11a上形成的第一電容器電極12、第二電容器電極13和第一驅動固定電極16的絕緣體51。由于其他結構包括類似于前述第一實施例的電容器裝置的結構，因此相同的附圖標記分別標示共同部分，并省略了詳細解釋。
在電容器裝置50處，如圖6A所示，第一電容器電極12和第二電容器電極13作為薄膜在彼此之間保持絕緣的狀態(tài)下形成在絕緣襯底11的一個表面11a上，而第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17在相對于相應的電極保持絕緣的狀態(tài)下形成為薄膜。在電容器裝置50中，雖然未示出，致動器11相對于絕緣襯底11懸臂支承。在致動器14處，在相對于絕緣襯底11的一個表面11a的內表面處，作為薄膜形成與第一電容器電極12和第二電容器電極13相對應的導體15，并且與第一驅動固定電極16相對應的包括驅動可移動電極部分25在內的驅動電極圖案24形成為薄膜。
在第四實施例的電容器裝置50的制造過程中，類似于上述電容器裝置10的制造過程，其中使與第一電容器電極12、第二電容器電極13、第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17相對應的部分成為沖孔圖案的電極形成掩膜布置在絕緣襯底11的一個表面11a上。在電容器裝置50的制造過程中，在這種狀態(tài)下進行低電阻金屬材料，如鋁或金的淀積工藝或噴鍍工藝等，從而在絕緣襯底11的一個表面11a上作為薄膜形成第一電容器電極12、第二電容器電極13、第一驅動固定電極16和第二驅動固定電極17。
在電容器裝置50的制造過程中，在去除電極形成掩膜的情況下，形成覆蓋第一電容器電極12、第二電容器電極13和第一驅動固定電極16的絕緣體51。絕緣體51例如通過將樹脂薄膜粘結到絕緣襯底11的一個表面11a上的方法，或布置形成有預定沖孔圖案的掩膜以覆蓋絕緣軟膏等來形成，在絕緣體51處，不需要完全覆蓋第一電容器電極12、第二電容器電極13和第一驅動固定電極16的整體。絕緣體51可以具有介于至少這些相應的電極與形成在致動器側的導體部分15或驅動可移動電極部分25之間的大小。應指出的是，雖然電容器裝置50改進成使得絕緣體51如上所述形成在絕緣襯底11一側，當然，絕緣體51也可以形成在致動器14一側。
在電容器裝置50的制造過程中，在進行絕緣體51的形成過程后，通過上述犧牲層形成過程、致動器14一側的相應電極的形成過程、致動器14的形成過程以及犧牲層的去除過程等，就形成了電容器裝置50。應指出的是，在進行化學蝕刻過程以去除犧牲層的情況下，將形成絕緣體51的材料選擇為同時不被蝕刻的材料。
在電容器裝置50處，構成第一電容器和第二電容器的第一電容器電極12、第二電容器電極13、導體15和驅動可移動電極部分25通過絕緣體51處于基本絕緣的狀態(tài)下。于是，即使在沖擊等施加到電容器裝置50的情況下，第一電容器電極12或第二電容器電極13與導體15或驅動可移動電極部分25也不可能彼此直接接觸。于是，可靠地防止了發(fā)生過流。另外，在電容器裝置50處，致動器14在可移動部分18的內表面與絕緣襯底11的一個表面11a形成接觸之前受到驅動，由此具有通過絕緣體51的厚度限制第一和第二電容器的靜電容量最大致的能力。
然后，將描述本發(fā)明第五實施例。如圖7所示，根據(jù)第五實施例的電容器裝置60由MEMS技術制造，從而呈現(xiàn)出微觀形狀，并在基本結構方面類似于上述電容器裝置10，在基本結構中，設置了絕緣襯底61，且致動器62相對于這個絕緣襯底61的一個表面61a組裝，從而它與該表面接觸或離開。電容器裝置60改進成使得用于驅動的第一驅動固定電極63和用于驅動的第二固定電極64作為薄膜以彼此之間保持絕緣的狀態(tài)形成在絕緣襯底61的一個表面61a上。在這種情況下，電容器裝置60特征在于如下的結構，其中，電容器電極由第一到第三電容器電極65到67構成，且相對于這些相應的電極要保持絕緣。
即，在電容器裝置60中，由玻璃襯底、陶瓷襯底或硅襯底構成的橫向伸長的絕緣襯底61在長度方向上分隔成第一區(qū)域61b和第二區(qū)域61c。絕緣襯底61改進成第一電容器電極65到第三電容器電極67以平行布置的方式在彼此之間保持絕緣的狀態(tài)下沿著第一區(qū)域61側的一條側邊緣形成在一個表面61a上。第一電容器電極65到第三電容器電極67分別采取大致相同的矩形形狀，并改進成使得用于靜電容量的引出部分65a到67a在外圓周邊緣處引出并形成，且例如與電感元件(未示出)結合，并連接于其上，從而構成變頻濾波器或變頻發(fā)送器。
在絕緣襯底61處，第一驅動固定電極63在定位于一個表面61a的第一區(qū)域61b的一側的狀態(tài)下形成為薄膜，第一驅動固定電極63在一個側部包括電壓施加引線63a，驅動電壓從控制單元(未示出)施加到該引線上。在絕緣襯底61處，第二驅動固定電極64在基本定位在在寬度方向中心部分處的狀態(tài)下作為薄膜形成在一個表面61a的第二區(qū)域61c的一端側附近。第二驅動固定電極64對應于致動器62的固定部分形成。在第二驅動固定電極64處，在一端部形成了電壓施加引線64a，從控制單元(未示出)傳輸?shù)尿寗与妷菏┘佑谠撘€64a上。
在絕緣襯底61處，致動器62在其一端部固定于第二區(qū)域61c側的狀態(tài)下得以懸臂支承。致動器62由具有柔性的原材料形成，并使得至少相對于絕緣襯底61的表面具有絕緣特性。致動器62由可移動部分68、臂部分69和支撐部分70構成。在致動器62處，支撐部分70由直接層疊并形成在絕緣襯底61的一個表面61a上的矩形板狀固定部分71、在這個固定部分71的一側邊緣以升高方式一體形成的升高部分72、以及沿水平方向從這個升高部分72的上端邊緣完全的支點部分73構成。在致動器62處，導體74和驅動電極圖案75作為薄膜形成在與絕緣襯底61相對的內表面處。驅動電極圖案75由用于驅動的可移動電極部分76、引線部分77、升高引線部分78和用于驅動的連接電極部分79構成。
可移動部分68由薄厚度矩形板狀部分構成，其外形尺寸足以基本在整個區(qū)域上覆蓋絕緣襯底61的第一區(qū)域61b。可移動部分68改進成使得相對于絕緣襯底61的表面在寬度方向上分隔成兩個區(qū)域68a、68b。在可移動部分68處，導體74作為薄膜形成在與第一電容器電極65到第二電容器電極67相對應的第一區(qū)域68a之內。在可移動部分68處，驅動電極圖案75的驅動可移動電極部分76作為薄膜形成在與第一驅動固定電極63相對應的第二區(qū)域68b之內。
導體74形成為呈現(xiàn)矩形形狀，其外形尺寸足以以相對于第一電容器電極65到第三電容器電極67的方式覆蓋整體。導體74相對于第一電容器電極65到第三電容器電極67作用為公共電極板，如后面所述，從而構成串聯(lián)的第一到第三電容器。驅動可移動電極部分76也形成為呈現(xiàn)矩形形狀，其尺寸足以以相對于第一驅動固定電極63的形式覆蓋整體。驅動電壓從控制單元(未示出)通過驅動電極圖案75施加到驅動可移動部分76上，在驅動可移動電極部分76和第一驅動固定電極63之間產生靜電力。導體74和驅動可移動電極部分76電絕緣。
使得臂部分69寬度變窄，由此相對于厚度方向具有柔性。在臂部分69處，在相對于絕緣襯底61的表面上，作為薄膜形成引線部分77，該引線部分從可移動部分68處形成的驅動可移動電極部分76引出，并沿長度方向在整個區(qū)域上延伸。臂部分69改進成當致動器62被驅動從而可移動部分68靠近絕緣襯底61一側時，它減小所存儲的彈性力，從而具有通過小操作電壓獲得大位移的能力。
支撐部分70一體連接到臂部分69的前端部上，并一體形成為使得固定部分71、升高部分72、和支點部分73橫截面采取大致曲軸形。由于固定部分71的底面一體形成在絕緣襯底61的一個表面61a上，從而支撐部分70懸臂支承致動器62。支撐部分70通過升高部分22以相對于絕緣襯底61的一個表面61a預定的相對間距固定固定部分71和支點部分73，即，可移動部分68。在支撐部分70處，在臂部分79處形成的驅動電極圖案75的引線部分77延伸到支點部分73，并且形成在升高部分72的內表面的升高引線部分78延續(xù)到這個延伸端，并形成為薄膜。在支撐部分70處，延續(xù)到升高引線部分78的用于驅動的連接電極部分79作為薄膜形成在固定部分71的底面上。
致動器62由絕緣襯底61在固定部分71與一個表面61a成一體的狀態(tài)下懸臂支承。致動器62改進成使得相對間距由升高部分72保持，從而可移動部分68與絕緣襯底61的一個表面61a相對。在致動器62，形成在可移動部分68的內表面處的導體74以跨過第一電容器電極65到第三電容器電極67以覆蓋這些電極的方式相對，從而構成第一電容器到第三電容器。另外，在致動器62，驅動可移動電極部分76以覆蓋第一驅動固定電極63的方式相對，但是驅動電極圖案75位于不與第一電容器電極65到第三電容器電極67相對的位置處。從而，采用了如此結構，以至于對第一電容器到第三電容器沒有影響。
在電容器裝置60處，從控制單元(未示出)傳輸?shù)尿寗与妷菏┘拥降谝或寗庸潭姌O65和第二驅動固定電極66上。在電容器裝置60處，傳輸?shù)降诙寗庸潭姌O66上的DC驅動電壓通過驅動電極圖案75施加到可移動部分68處形成的可移動電極圖案76上，同時，支撐部分70的驅動連接電極部分79相對于致動器62作為輸入單元，其中驅動電極圖案75圍繞與絕緣襯底61相對的表面并形成在該表面處。
在圖7所示的電容器裝置60中，在第一驅動固定電極65和驅動可移動電極部分66之間產生靜電力，從而朝向絕緣襯底61一側吸引致動器62的可移動部分68。從而，在致動器62，使得臂部分69進行彈性位移，使得可移動部分68經歷靠近絕緣襯底61一側的操作。在致動器62處，彈性力以伴隨這個可移動部分的工作的方式逐漸存儲在臂部分69中。在致動器62處，可移動部分68的工作在第一驅動固定電極64和驅動可移動電極部分76之間的靜電力與存儲在臂部分69和升高部分72處的彈性力平衡的位置處終止，并保持這個狀態(tài)。
在電容器裝置60處，在可移動部分68形成的導體74與絕緣襯底61處形成的第一到第三電容器電容65到67之間的相對間距以伴隨上述致動器62工作的方式得以限制。從而由這些電極構成的第一到第三電容器的靜電容量得以改變。
在電容器裝置60處，由于在第一驅動固定電極63和驅動可移動電極部分76之間產生的靜電力隨所施加的驅動電壓的大小來變化，因此，可以控制致動器62的工作量。于是，電容器裝置60控制驅動電壓，由此具有取出任意靜電容量的能力。
在電容器裝置60處，類似于上述相應的電容器裝置，采用了如下結構，即，用于由第一到第三電容器電極65到67和導體74構成的電容器的電信號系統(tǒng)與用于由第一驅動固定電極63和包括驅動可移動電極部分76在內的驅動電極圖案75構成的致動器62的驅動電系統(tǒng)彼此獨立。于是，電容器裝置60具有如下結構，即，驅動電系統(tǒng)的引出布線不存在于用于電容器的電信號系統(tǒng)中。從而，由引出布線相對于第一到第三電容器形成的寄生電感得以減小。從而，在電容器裝置60處，減小了寄生電感在第一到第三電容中的影響。結果，使得靜電容量可變，并且抑制了整個共振頻率的降低。從而可以進行高頻帶工作。
在電容器裝置60處，如上所述，第一到第三電容器由第一到第三電容器電極65到67以及導體74構成。在電容器裝置60處，例如使得第二電容器電極60為公共電極，而使得第一和第三電容器電極65和67為其他的電容器電極，由此也有可能構造出進行互鎖工作的雙工作模式電容器。
此外，在電容器裝置60處，如上所述，第一到第三電容器電極65到67分別形成為采取相同形狀。在電容器裝置60，例如，第一到第三電容器電極65到67形成為它們的面積彼此不同，由此也有可能構造處靜電容量可變且可變范圍不同的雙工作模式可變電容器。
此外，如上所述，雖然第一到第三電容器電極65到67作為薄膜形成在第五實施例的電容器裝置60的絕緣襯底61的一個表面61a上，但是可以形成更多數(shù)量的電容器電極。當然，在這種電容器裝置中，在致動器處形成以跨過多個電容器電極方式與致動器相對的一個導體，但是在致動器處可以形成多個導體，以構成獨立的多個多工作模式電容器。這種電容器裝置構成可以通過相應的電容器電極和導體改變多種靜電容量的電容器。
在根據(jù)本發(fā)明的電容器裝置中，使得多個電容器電極中的特定電容器電極為公共電極，而使其他的為電容器電極，由此構成多工作模式的可變電容器。于是，在電容器裝置中，各種電感元件與相應的電容器電極相結合，由此可以構成例如多重變頻濾波器、多重變頻振蕩器或超外差發(fā)送/接收電路等。
工業(yè)應用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電容可變型的電容器裝置適于使致動器構成靜電容量可變的電容器，在致動器中將導體形成為薄膜，該導體的尺寸可以跨過相應的電容器電極，從而通過驅動裝置進行靠近絕緣襯底的操作或與絕緣襯底遠離的操作，由此調節(jié)相應的電容器電極和導體之間的相對間距，其中在絕緣襯底的一個表面上作為薄膜形成至少兩個電容器電極。于是，根據(jù)這種電容可變型電容器裝置，相對于可移動主體側的電導線變得不再需要。由此，減小了寄生電感的影響，并抑制了整體共振頻率的下降。從而，構成了可以在高頻帶工作的電容器。
使得根據(jù)本發(fā)明的電容可變型電容器裝置為如下結構，其中，用于驅動的固定電極與相應的電容器電極一起在彼此之間保持絕緣的狀態(tài)下作為薄膜形成在絕緣襯底的主要表面上，而用于驅動的可移動電極作為薄膜與導體一起在相對于該導體保持絕緣的狀態(tài)下形成在致動器一側，以便通過驅動固定電極和驅動可移動電極之間產生的靜電力驅動致動器。于是，根據(jù)這種電容可變型的電容器裝置，由于在進行高精度定位后致動器由施加到驅動固定電極和驅動可移動電極上的驅動電壓驅動，因此，構成了實現(xiàn)的功耗且精度高的電容器。另外，根據(jù)這種電容可變型電容器裝置，由于用于電容器的電信號系統(tǒng)和用于驅動致動器的電信號系統(tǒng)電絕緣，因此降低了利用以非常小間隔形成的可變電容器的電信號系統(tǒng)和驅動信號系統(tǒng)之間的相互干涉。由此構成高精度電容器。
權利要求
1.一種電容可變型的電容器裝置，包括一個絕緣襯底，在其一個表面上以彼此之間保持絕緣的狀態(tài)形成至少兩個電容器電極；一個由絕緣材料形成致動器，其具有跨過所述一個表面上的相應的電容器電極的外部形狀，在該致動器中，分別構成各電容器的公共導體形成在導體和所述相應的電容器電極之間；以及驅動裝置，用于進行操作以允許致動器與絕緣襯底的主表面接觸，或允許致動器自該主表面離開，其中，致動器通過驅動裝置調節(jié)致動器和絕緣襯底之間的相對間距，由此進行相應電容器的電容調節(jié)。
2.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，驅動裝置由用于驅動的固定電極和用于驅動的可移動電極構成，固定電極以相對于電容器電極保持絕緣的狀態(tài)形成在絕緣襯底的主表面上，而可移動電極以相對于導體保持絕緣的狀態(tài)相對于驅動電極形成在致動器上，并且其中，致動器由通過施加驅動電壓而在固定電極和可移動電極之間產生的靜電力驅動。
3.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，驅動裝置包括用于驅動的第一固定電極和用于驅動的第二固定電極，它們分別以相對于電容器電極保持絕緣的狀態(tài)形成在絕緣襯底的主表面上；用于驅動的連接電極部分，其連接到第二驅動固定電極上；以及引線部分，它將驅動可移動電極部分和驅動連接電極部分相連接，其中，驅動器由通過施加驅動電壓而在第一驅動固定電極和驅動可移動電極部分之間產生的靜電力來驅動。
4.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，相應的電容器電極由絕緣材料覆蓋，而導體形成在致動器中與絕緣襯底主表面相對的主表面上。
5.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，導體形成在致動器中相對于絕緣襯底在與相對的主表面相反的一側上的主表面上。
6.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，致動器由固定在絕緣襯底主表面上的支撐部分、能夠以這個支撐部分作為支點而與絕緣襯底相接觸或與絕緣襯底分離的可移動部分；以及將支撐部分和可移動部分一體地連接的狹窄的臂部分構成。
7.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，致動器由固定在絕緣襯底主表面上的支撐部分、以及能夠以這個支撐部分作為支點而與絕緣襯底相接觸或與絕緣襯底分離的可移動部分構成，其中，支撐部分形成在可移動部分的一側部分上，并相對于絕緣襯底懸臂支承。
8.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，致動器由固定在絕緣襯底主表面上的支撐部分、以及能夠以這個支撐部分作為支點而與絕緣襯底相接觸或與絕緣襯底分離的可移動部分構成，其中，支撐部分形成在可移動部分兩側部分上，并相對于絕緣襯底雙固定支承。
9.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，相應的電容器電極形成為它們的面積彼此不同。
10.如權利要求2所述的電容可變型的電容器裝置，其中，至少三個或更多個電容器電極形成在絕緣襯底上，其中，使電容器電極中任一個為公共電極，以便由這個公共電極和其他電容器電極構成電容器，由此通過可移動電極構成進行互鎖工作的多工作模式電容器。
11.如權利要求10所述的電容可變型的電容器裝置，其中，相應的電容器電極形成為它們面積彼此不同。
12.如權利要求1所述的電容可變型的電容器裝置，其中，至少三個電容器電極或更多個電容器電極形成在絕緣層上，并且至少兩個可移動電極或更多個可移動電極以彼此之間保持絕緣的狀態(tài)形成在致動器上，其中，使得任兩個或更多個電容器電極為公共電極，從而通過所述公共電極和其他電容器電極構成電容器，由此通過可移動電極構成進行互鎖工作的多工作模式電容器。
13.如權利要求12所述的電容可變型的電容器裝置，其中，相應的電容器電極形成為它們面積彼此不同。
全文摘要
一種通過微機電系統(tǒng)技術制造的可變電容的電容器裝置，包括絕緣襯底(2)，其有一個側面(2a)，至少兩個電容器電極(3、4)在該側面上形成，同時彼此絕緣；絕緣材料形成的致動器(5)，其外形跨過相應的電容器電極(3、4)，且形成一導體(6)，以在導體(6)和電容器電極(3、4)之間構成電容器；以及驅動裝置(7)，用于使致動器(5)接觸絕緣襯底(1)的主表面(1a)或與后者分離。
文檔編號H01G7/00GK1476619SQ02803188
公開日2004年2月18日 申請日期2002年10月9日 優(yōu)先權日2001年10月18日
發(fā)明者中山典一 申請人:索尼公司