CN103890884A - 静电电容元件及谐振电路 - Google Patents
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Abstract
由电介质层(3)和隔着电介质层(3)而层叠、并以使构成静电电容的电极主体的中心配置在层叠方向的直线上的方式配置的至少3个以上的内部电极形成的2个以上的电容器构成电容元件主体(2)。该电容元件主体(2)中,该2个以上的电容器沿内部电极的层叠方向串联连接。而且,在电容元件主体(2)的侧面形成与构成静电电容的电极主体电连接的外部端子(20~23)。
Description
技术领域
本发明涉及静电电容元件,尤其涉及具备沿电极的层叠方向串联连接而配置的多个电容器的静电电容元件。另外,涉及具备该静电电容元件的谐振电路。
背景技术
以前,本申请发明人提出了由沿内部电极的层叠方向串联连接的多个可变电容电容器构成的可变电容器件(专利文献1)。在专利文献1记载的技术中,通过采用将隔着电介质层构成各可变电容电容器的内部电极层叠的结构,能够减少单位层的内部电极的数,可以扩大电极、电容值等的设计自由度。
另一方面,本申请发明人提出了在层叠多个内部电极而形成的电容元件中,作为应力控制部,在形成静电电容的电容元件主体设置无关系的内部电极,通过在烧成时产生的残留应力来提高电特性的技术(专利文献2)。在专利文献2记载的技术中,通过在电容元件主体的上下设置层叠内部电极而形成的应力控制部,能够使在电容元件烧成时起因于电介质层的收缩的内部应力产生于电容元件主体的电介质层。其结果是,能够提高电容元件主体的电介质层的相对介电常数。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-119482号公报
专利文献2:WO2011/013658号公报。
发明内容
发明要解决的课题
此外,在专利文献1记载的可变电容器件中也因烧结时的电介质层的收缩而产生内部应力。然而,各层中的内部电极的形状是根据静电电容而适当设定的,并不是考虑内部应力的形状。另外,在专利文献1中,存在的问题是通过改变构成串联连接的各可变电容电容器的内部电极的面积积,形成在串联连接的各可变电容电容器间不形成电容器的电极部分,因该电极部分导致电极电阻过于增加。
鉴于上述点,本公开的目的是在具备沿电极的层叠方向串联连接的多个电容器的静电电容元件中提高电特性。另外,目的在于通过采用该静电电容元件来提供可靠性优异的谐振电路。
用于解决课题的方案
本公开的静电电容元件具备电容元件主体和外部端子。电容元件主体具备电介质层和隔着电介质层而层叠的、以使构成静电电容的电极主体的重心配置在层叠方向的直线上的方式配置的至少3个以上的内部电极。而且,在电容元件主体中,通过这些内部电极形成2个以上的电容器,该2个以上的电容器沿内部电极的层叠方向串联连接。另外,外部端子形成在电容元件主体的侧面,并电连接至构成静电电容的电极主体。
本公开的静电电容元件中,由于构成静电电容的电极主体的重心配置在层叠方向的直线上,所以以使电容元件主体烧成时的电极材料或电介质材料的收缩方向朝着其重心所配置的直线的方式产生收缩。由此,残留应力集中于内部形成的电容器的中心。
本公开的谐振电路,具备:包含上述的静电电容元件的谐振电容器;和与谐振电容器连接的谐振线圈。
依据本公开,在具备沿电极的层叠方向串联连接的多个电容器的静电电容元件中,能够增大制造时烧成处理中产生的残留应力,因此能谋求电特性的提高。
附图说明
图1A是本公开的第1实施方式所涉及的可变电容元件的概略立体图,图1B是可变电容元件的截面结构图;
图2是从长边方向的一个侧面观看本公开的第1实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图3A是从上表面观看第1电极时的平面结构图,图3B是从一个侧面观看第1电极时的结构图;
图4A是从上表面观看第2电极时的平面结构图,图4B是从一个侧面观看第2电极时的结构图;
图5A是从上表面观看第3电极时的平面结构图,图5B是从一个侧面观看第3电极时的结构图;
图6是本公开的第1实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图7A是比较例所涉及的可变电容元件的外观立体图,图7B是比较例所涉及的可变电容元件的截面构成;
图8A是从上表面观看比较例的可变电容元件中的第1电极时的平面结构图,图8B是从上表面观看比较例的可变电容元件中的第2电极时的平面结构图,图8C是从上表面观看比较例的可变电容元件中的第3电极时的平面结构图;
图9是比较例所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图10A是本公开的第2实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图10B是本公开的第2实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图11是从长边方向的一个侧面观看本公开的第2实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图12A是从上表面观看第1电极时的平面结构图,图12B是从一个侧面观看第4电极时的结构图;
图13是本公开的第2实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图14A是本公开的第3实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图14B是本公开的第3实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图15是从长边方向的一个侧面观看本公开的第3实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图16A是从上表面观看第5电极时的平面结构图,图16B是从一个侧面观看第5电极时的结构图;
图17是本公开的第3实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图18A是本公开的第4实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图18B是本公开的第4实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图19是从长边方向的一个侧面观看本公开的第4实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图20A是从上表面观看第1电极时的平面结构图,图20B是从一个侧面观看第6电极时的结构图;
图21是本公开的第4实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图22A是本公开的第5实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图22B是本公开的第5实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图23是从长边方向的一个侧面观看本公开的第5实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图24A是从上表面观看第7电极时的平面结构图,图24B是从一个侧面观看第7电极时的结构图;
图25是本公开的第5实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图26A是本公开的第6实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图26B是本公开的第6实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图27是从长边方向的一个侧面观看本公开的第6实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图28A是从上表面观看第8电极时的平面结构图,图28B是从一个侧面观看第8电极时的结构图;
图29是本公开的第6实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图30A是本公开的第7实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图30B是本公开的第7实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图31是从长边方向的一个侧面观看本公开的第7实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图32A是本公开的第7实施方式所涉及的可变电容元件的内部的电路结构图,图32B是本公开的第7实施方式所涉及的可变电容元件的等效电路图;
图33A是本公开的第8实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图33B是本公开的第8实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图34是从长边方向的一个侧面观看本公开的第8实施方式所涉及的可变电容元件主体时的分解图;
图35A是本公开的第9实施方式所涉及的可变电容元件的立体图,图35B是本公开的第9实施方式所涉及的可变电容元件的截面结构图;
图36是采用本公开的第10实施方式所涉及的谐振电路的非接触IC卡的接收系统电路部的块结构图。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边说明本公开的实施方式所涉及的静电电容元件及具备它的谐振电路的一个例子。按以下顺序说明本公开的实施方式。另外,在以下说明的实施方式中,以随着施加电压而电容值发生变化的可变电容元件为例进行说明。此外,本公开并不局限于以下的例子:
1. 第1实施方式:具备串联连接的两个电容器的可变电容元件的一个例子
1-1 可变电容元件的结构
1-2 制造方法
1-3 电路构成
2. 第2实施方式:具备串联连接的3个电容器的可变电容元件的一个例子
3. 第3实施方式:具备串联连接的4个电容器的可变电容元件的一个例子
4. 第4实施方式:具备串联连接的5个电容器的可变电容元件的一个例子
5. 第5实施方式:具备串联连接的6个电容器的可变电容元件的一个例子
6. 第6实施方式:具备串联连接的7个电容器的可变电容元件的一个例子
7. 第7实施方式:具备并联连接及串联连接的电容器的可变电容元件的一个例子
8. 第8实施方式:具备并联连接及串联连接的电容器的可变电容元件的一个例子
9. 第9实施方式:具备应力控制部的可变电容元件的一个例子
10. 第10实施方式:适用本公开的可变电容元件的谐振电路的一个例子。
<1. 第1实施方式>
[1-1 可变电容元件的结构]
图1A是本公开的第1实施方式所涉及的可变电容元件1的概略立体图,图1B是可变电容元件1的截面结构图。以下,以后述的内部电极的层叠方向为z方向、与层叠方向正交的可变电容元件1的长边方向为x方向、与层叠方向正交的可变电容元件1的短边方向为y方向进行说明。另外,以由可变电容元件1的xy面构成的一个面为“上表面”、由xy面构成的另一个面为“下表面”进行说明。另外,以垂直于可变电容元件1的上表面及下表面的面为“侧面”进行说明。
如图1A所示,本实施方式例的可变电容元件1由以xy面为长方形的长方体部件构成的可变电容元件主体2和6个外部端子(以下,分别称为第1外部端子20~第3外部端子22)构成。
第1外部端子20及第3外部端子22在由可变电容元件主体2的xz面构成的长边方向的一个侧面互相分开地形成。另外,第2外部端子21在由可变电容元件主体2的xz面构成的长边方向的另一个侧面形成,且在与第1外部端子20对置的位置形成。第1外部端子20~第3外部端子22的x方向的宽度分别形成为与后述的第1连接电极30b~第3连接电极32b的宽度相等的宽度。另外,第1外部端子20~第3外部端子22分别在z方向覆盖可变电容元件主体2的侧面,并且形成为在可变电容元件主体2的上表面及下表面伸出。
如图1B所示,可变电容元件主体2由电介质层3和隔着电介质层3而层叠的3个内部电极构成。在以下的说明中,方便起见,将3个内部电极分别称为第1电极30~第3电极32。本实施方式例的可变电容元件主体2为第1电极30、第2电极31、第3电极32按该顺序层叠的结构,成为在第1电极30的下层层叠下部电介质层4,在第3电极32的上层层叠上部电介质层5的结构。
图2是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体2时的分解图。另外,图3A是从上表面观看第1电极30时的平面结构图,图3B是从一个侧面观看第1电极30时的结构图。另外,图4A是从上表面观看第2电极31时的平面结构图,图4B是从一个侧面观看第2电极31时的结构图。另外,图5A是从上表面观看第3电极32时的平面结构图,图5B是从一个侧面观看第3电极32时的结构图。在图2~图5中,以虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。
如图2所示,可变电容元件主体2成为在一个面形成电极的片状的电介质层3层叠的构造,本实施方式例中,成为第1电极30、第2电极31、第3电极32从下表面侧到上表面侧按该顺序层叠的结构。形成为片状的各电介质层3平面形状为长方形,成为在呈长方形的平面上形成各电极的结构。
另外,本实施方式例中,在第1电极30的下层及第3电极32的上层,各设有多个层的未形成电极的电介质层3,该电介质层3构成下部电介质层4和上部电介质层5。通过由该多个层的电介质层3构成的下部电介质层4及上部电介质层5,能够防止在可变电容元件主体2的上表面及下表面露出电极。
本实施方式例中,为了构成按照施加电压而电容发生变化的可变电容元件1,电介质层3由强电介质材料构成。作为这种强电介质材料,具体而言,能够采用产生离子极化的电介质材料。产生离子极化的强电介质材料由离子晶体材料构成,是正离子和负离子的原子位移而电极化的强电介质材料。产生该离子极化的强电介质材料,在将既定两个元素设为A及B时,一般由化学式ABO3(O为氧元素)表示,具有钙钛矿构造。作为这样的强电介质材料,能举出例如钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾(KNbO3)、钛酸铅(PbTiO3)等。另外,作为电介质层3的形成材料,也可以采用对钛酸铅(PbTiO3)混合锆酸铅(PbZrO3)的PZT(钛锆酸铅)。
另外,作为强电介质材料,也可以采用产生电子极化的强电介质材料。该强电介质材料中,分成偏向正电荷的部分和偏向负电荷的部分而产生电偶极矩,产生极化。作为这种材料,以前报告有通过Fe2+的电荷面和Fe3+的电荷面的形成,形成极化并显示强电介质的特性的稀土类铁氧化物。有报告说该类中,将稀土类元素设为RE、铁族元素设为TM时,以分子式(RE)·(TM)2·O4(O:氧元素)表示的材料有高介电常数。此外,作为稀土类元素,能举出例如Y、Er、Yb、Lu(特别是Y和重稀土类元素),作为铁族元素,能举出例如Fe、Co、Ni(特别是Fe)。另外,作为(RE)·(TM)2·O4,能举出例如ErFe2O4、LuFe2O4、YFe2O4。
如图3A及图3B所示,第1电极30由第1电极主体30a和第1连接电极30b构成。第1电极主体30a平面形状为长方形,形成为比片状形成的电介质层3的面积、即可变电容元件主体2的xy面的面积小、且不在可变电容元件主体2的侧面露出。另外,第1电极主体30a形成为其中心与电介质层3的中心一致。
第1连接电极30b以与沿第1电极主体30a的x方向延伸的边连接的方式形成,并且以在可变电容元件主体2的侧面露出的方式形成。另外,第1连接电极30b优选形成为在可变电容元件主体2烧结时在第1连接电极30b周边产生的残留应力不对在第1电极主体30a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。
此外,在此所说的残留应力因在制造可变电容元件主体2时的烧成处理中的电极材料与电介质材料的收缩率的差异而产生。因此,为了使在第1连接电极30b周边产生的残留应力不对在第1电极主体30a部分产生的残留应力造成影响,优选使第1连接电极30b的面积形成为比第1电极主体30a的面积充分小。在本实施方式例中,将第1连接电极30b的x方向的宽度形成为比第1电极主体30a的x方向的宽度充分小。
而且,在可变电容元件主体2的侧面露出的第1连接电极30b的端部与第1外部端子20电连接。
在此,由于使在第1连接电极30b周边产生的残留应力为对在第1电极主体30a部分产生的残留应力不造成影响的程度,优选将第1连接电极30a的x方向的宽度设定为第1电极主体30a的x方向的宽度的1/4以下。
如图4A及图4B所示,第2电极31由第2电极主体31a和第2连接电极31b构成。第2电极主体31a成为与构成第1电极30的第1电极主体30a相同的形状,以使其中心与电介质层3的中心一致的方式形成。
第2连接电极31b以与沿第2电极主体31a的x方向延伸的边连接的方式形成,且以在可变电容元件主体2的侧面露出的方式形成。另外,第2连接电极31b优选形成为使在可变电容元件主体2烧成时在第2连接电极31b周边产生的残留应力对在第2电极主体31a部分产生的残留应力不造成影响的程度的大小。因此,优选使第2连接电极31b的面积形成为比第2电极主体31a的面积充分小,在本实施方式例中,将第2连接电极31b的x方向的宽度形成为比第2电极主体31a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第2电极31成为将第1电极30以z方向的轴为中心旋转180度后的结构。即,以xy面来看,第2连接电极31b形成为位于第1连接电极30b的对角上。而且,在可变电容元件主体2的侧面露出的第2连接电极31b的端部与第2外部端子21电连接。
如图5A及图5B所示,第3电极32由第3电极主体32a和第3连接电极32b构成。第3电极主体32a成为与第1电极主体30a及第2电极主体31a相同的形状,且形成为其中心与电介质层3的中心一致。
第3连接电极32b以与沿第3电极主体32a的x方向延伸的边连接的方式形成,并且以在可变电容元件主体2的侧面露出的方式形成。另外,第3连接电极32b优选形成为使在可变电容元件主体2烧结时在第3连接电极32b周边产生的残留应力不对在第3电极主体32a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。因此,优选将第3连接电极32b的面积形成为比第3电极主体32a的面积充分小,在本实施方式例中,将第3连接电极32b的x方向的宽度形成为比第3电极主体32a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第3电极32成为将第1电极30以y方向的轴为中心旋转180度后的结构。即,第3连接电极32b和第1连接电极30b形成在可变电容元件主体2的同一侧面,并形成为在x方向处于互相分开的位置。而且,在可变电容元件主体2的侧面露出的第3连接电极32b的端部,与第3外部端子22电连接。
第1电极30~第3电极32能够利用例如包含金属微粉末(Pd、Pd/Ag、Ni等)的导电膏来形成。此外,本实施方式例中,第1电极30~第3电极32用相同材料形成。但是,本公开并不局限于此,例如按照用途等,用互相不同的材料形成第1电极30~第3电极32也可。
通过以上的结构,第1电极30~第3电极32,如图2所示,以使同一形状的第1电极主体30a~第3电极主体32a的各边及中心在z方向重叠的方式层叠。由此,第1电极主体30a~第3电极主体32a的中心(重心)配置在z方向延伸的直线上。另外,本实施方式例中,第1电极主体30a~第3电极主体32a形成为其中心成为电介质层3的中心。因此,第1电极主体30a~第3电极主体32a的中心(重心)配置在通过可变电容元件主体2的重心的z方向的轴上。
[1-2 制造方法]
说明具有以上结构的可变电容元件1的制造方法的一个例子。首先,准备由期望的电介质材料构成的电介质片。电介质片在可变电容元件主体2中构成各电介质层3,例如厚度约2.5μm。这些电介质片可以在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜上以期望的厚度涂敷膏状的电介质材料而形成。另外,准备与图3~图5所示的第1电极30~第3电极32的形成区域对应的区域被开口的掩模。
接着,调整例如将Pt、Pd、Pd/Ag、Ni、Ni合金等的金属微粉末膏化的导电膏。而且,隔着在前一阶段准备的各自的掩模将该导电膏涂敷(丝网印刷)在电介质片的一个表面。由此,制成在一个表面形成有第1电极30~第3电极32的电介质片。此时,以使各电极的电极主体的中心与电介质片的中心一致的方式形成。
而且,将形成有第1电极30~第3电极32的各自的电介质片,调齐印刷有各电极的面的朝向,按期望的顺序层叠。此时,以使第1电极主体30a~第3电极主体32a的各边及中心与z方向重叠的方式层叠。进而,在该层叠体的上下,层叠未印刷电极的电介质片并加以压接。
而且,将压接后的部件在还元性的气氛中高温烧成,使电介质片和用导电膏形成的各电极一体化。由此,制作了可变电容元件主体2。随后,在可变电容元件主体2的侧面的既定位置,安装第1外部端子20~第3外部端子22。本实施方式例中,这样制作可变电容元件1。
[1-3 电路构成]
图6示出本实施方式例的可变电容元件1的等效电路。本实施方式例的可变电容元件1中,通过在z方向层叠的第1电极主体30a及第2电极主体31a形成第1电容器C1。另外,通过在z方向层叠的第2电极主体31a及第3电极主体32a形成第2电容器C2。而且,第1电极30~第3电极32分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第3外部端子22)连接。因此本实施方式例的可变电容元件1中,成为第1电容器C1及第2电容器C2在电极的层叠方向串联连接的结构。
在这种构成的可变电容元件1中,通过在第1外部端子20~第3外部端子22施加期望的DC电压,使第1电容器C1~第3电容器C3的电容可变。
此外,本实施方式例的可变电容元件1中,因电介质材料与电极材料在烧结时的收缩率的差异而产生残留应力。该残留应力在各层中沿电极材料及电介质材料收缩的方向产生。另一方面,本实施方式例的可变电容元件1中,构成第1电容器C1及第2电容器C2的第1电极主体30a~第3电极主体32a为同一形状,以使各边及中心与z方向重叠的方式层叠。而且,第1电极主体30a~第3电极主体32a以使其中心与电介质层3的中心一致的方式形成。因此,本实施方式例的可变电容元件1中,烧成时,各电极及电介质层沿通过可变电容元件主体2的重心的z方向的轴向收缩。由此,能够在第1电容器C1及第2电容器C2的中心集中产生在烧结时产生的残留应力。
[1-3 比较例]
图7A是比较例所涉及的可变电容元件200的外观立体图,图7B是比较例所涉及的可变电容元件200的截面构成。比较例所涉及的可变电容元件200是具备沿内部电极的层叠方向串联连接的电容器的可变电容元件,是采用按照用途或所需的电容等而自由变化各内部电极的面积的结构的可变电容元件。在图7A、图7B中,也以后述的内部电极的层叠方向为z方向、与层叠方向正交的可变电容元件200的长边方向为x方向、与层叠方向正交的可变电容元件200的短边方向为y方向而进行说明。
比较例所涉及的可变电容元件200由以长方体部件构成的可变电容元件主体201和3个外部端子(以下,分别称为第1外部端子202~第3外部端子204)构成。
第1外部端子202及第3外部端子204在可变电容元件主体201的xz面构成的长边方向的一个侧面互相分开地形成。另外,第2外部端子203在可变电容元件主体201的xz面构成的长边方向的另一个侧面形成,且形成在与第1外部端子202对置的位置。
可变电容元件主体201由隔着电介质层3而层叠的3个内部电极(以下,称为第1电极206~第3电极208)构成。比较例所涉及的可变电容元件主体201中,也为第1电极206、第2电极207、第3电极208按该顺序层叠的结构。
图8A是从上表面观看第1电极206时的平面结构图,图8B是从上表面观看第2电极207时的平面结构图,图8C是从上表面观看第3电极208时的平面结构图。
第1电极206如图8A所示形成为矩形状,且形成为一个端部在可变电容元件主体201的x方向的一个侧面露出。而且,第1电极206与第1外部端子202电连接。
如图8B所示,第2电极207形成为具有比第1电极206大的面积的矩形状,在z方向中,形成为一部分与第1电极206重叠。另外,第2电极207的一个端部形成为在可变电容元件主体201的x方向的另一个侧面露出。而且,第2电极207与第2外部端子203电连接。
第3电极208如图8C所示形成为矩形状,且形成为一个端部在可变电容元件主体201的x方向的一个侧面露出。另外,此时,第3电极208在z方向不与第1电极206重叠的位置、且与第2电极207的一部分重叠的区域形成。而且,第3电极208与第3外部端子204电连接。
比较例所涉及的可变电容元件200中,第1电极206~第3电极208或电介质层205也由本实施方式例的可变电容元件1中的电极材料及电介质材料构成。而且,在比较例所涉及的可变电容元件1中,z方向层叠的第1电极206~第3电极208也分别与不同的外部端子(第1外部端子202~第3外部端子204)连接。因此,形成沿内部电极的层叠方向串联连接的电容器。
图9是比较例所涉及的可变电容元件200的等效电路图。如图9所示,比较例中,通过第1电极206和第2电极207形成第1电容器Ca,通过第2电极207和第3电极208形成第2电容器Cb。而且,在比较例所涉及的可变电容元件200中,通过将第1电极206~第3电极208的面积按照用途或所需要的电容而适当改变,使之成为得到期望的电容的结构。
另一方面,比较例所涉及的可变电容元件200中,第1电极206及第3电极208面积小于第2电极207的面积,分别仅与第2电极207的一部分重叠的方式形成。因此,在这种构成的可变电容元件200中,等效电路中,图7B的以x1表示的部分的电极电阻会过于增加。
而且,在比较例所涉及的可变电容元件200中,第1电极206~第3电极208以不同的面积形成,且,各电极的中心位置配置在层叠方向的不同的轴上。因此,起因于烧结时的电极材料及电介质材料的收缩而产生的残留应力,在可变电容元件主体201内部以朝着各种方向的方式产生。因此,不会得到起因于残留应力的静电电容的增大等的效果。
与此相比,本实施方式例的可变电容元件1中,构成第1电容器C1及第2电容器C2的第1电极主体30a~第3电极主体32a全部为同一形状,且,以使各边及中心位置在层叠方向重叠的方式层叠。因此,各电容器间的电阻仅为在各电极层的厚度方向产生的电阻,能够将邻接的电容器间的电阻值抑制为最小。
另外,本实施方式例中,使第1电极主体30a~第3电极主体32a为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,本实施方式例的可变电容元件1中,能够使烧结时产生的残留应力集中产生在第1电容器C1及第2电容器C2的中心。其结果是,能通过残留应力来谋求静电电容的增大、电容可变率的增加等电特性的提高。
本实施方式例的可变电容元件1中,以使第1电极主体30a~第3电极主体32a的中心与电介质层3的中心一致的方式形成。由此,第1电极主体30a~第3电极主体32a的中心会趋于通过电介质层205与内部电极的层叠体即可变电容元件主体201的重心的直线上。这样,通过将第1电极主体30a~第3电极主体32a的重心设计成通过可变电容元件主体201的重心的直线上,能够产生更大的残留应力。
<2. 第2实施方式>
接着,对本公开的第2实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图10A是本实施方式例的可变电容元件51的立体图,图10B是本实施方式例的可变电容元件51的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件51为在第1实施方式所涉及的可变电容元件1的第3电极32上部还具备第4电极的结构。
图10A及图10B中,对于与图1A及图1B对应的部分标注同一标号并省略重复说明。
如图10A所示,本实施方式例的可变电容元件51由以长方体部件构成的可变电容元件主体52和第1外部端子20~第4外部端子23的4个外部端子构成。
第4外部端子23形成在可变电容元件主体52的xz面构成的长边方向的另一个侧面,在xy面观看时,形成在与第1外部端子20对置的位置。第4外部端子23的x方向的宽度形成为与后述的第4连接电极33b的宽度相等的宽度。另外,第4外部端子23与第1外部端子20~第3外部端子22同样,在z方向覆盖可变电容元件主体52的侧面,并且以在上表面及下表面伸出的方式形成。
图11是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体52时的分解图。另外,图12A是从上表面观看第4电极33时的平面结构图,图12B是从一个侧面观看第1电极30时的结构图。图11及在图12中,用虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。
可变电容元件主体52为第1电极30~第4电极33隔着电介质层3按该顺序层叠的结构,且为在第1电极30的下层层叠有下部电介质层4,在第4电极33的上层层叠有上部电介质层5的结构。
如图12A及图12B所示,第4电极33由第4电极主体33a和第4连接电极33b构成。第4电极主体33a与第1电极主体30a~第3电极主体32a为同一形状,且形成为其中心与电介质层3的中心一致。
第4连接电极33b形成为与在第4电极主体33a的x方向延伸的边连接,并且形成为在可变电容元件主体52的侧面露出。另外,第4连接电极33b优选形成为在可变电容元件主体52烧结时在第4连接电极33b周边产生的残留应力不对在第4电极主体33a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。因此,优选将第4连接电极33b的面积形成为比第4电极主体33a的面积充分小,本实施方式例中,将第4连接电极33b的x方向的宽度形成为比第4电极主体33a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第4电极33为将第3电极32以z方向的轴为中心旋转180度后的结构。即,以xy面来看,第4连接电极33b位于第3连接电极32b的对角上,另外,第4连接电极33b和第2连接电极31b形成在可变电容元件主体52的同一侧面,且在x方向形成为处于互相分开的位置。而且,在可变电容元件主体52的侧面露出的第4连接电极33b的端部,与第4外部端子23电连接。
作为构成第4电极33的电极材料,能够采用与构成第1电极30~第3电极32的电极材料同样的材料。另外,本实施方式例的可变电容元件51也可以采用与第1实施方式同样的制造方法进行制作。另外,本实施方式例中,第4电极33为将第3电极32以z方向的轴为中心旋转180度后的形状。因此,在将第4电极33形成为电介质片状的情况下,能够采用与第3电极32相同的掩模进行形成。
图13示出本实施方式例的可变电容元件的等效电路。本实施方式例的可变电容元件51中,通过在z方向层叠的第1电极主体30a及第2电极主体31a形成第1电容器C1。另外,通过在z方向层叠的第2电极主体31a及第3电极主体32a形成第2电容器C2。另外,通过在z方向层叠的第3电极主体32a及第4电极主体33a形成第3电容器C3。而且,第1电极30~第4电极33分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第4外部端子23)连接。因此本实施方式例的可变电容元件51中,成为第1电容器C1~第3电容器C3在电极的层叠方向串联连接的结构。
本实施方式例的可变电容元件51中,第1电极主体30a~第4电极主体33a也为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能够得到与第1实施方式同样的效果。
<3. 第3实施方式>
接着,对本公开的第3实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图14A是本实施方式例的可变电容元件61的立体图,图14B是本实施方式例的可变电容元件61的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件61为在第2实施方式所涉及的可变电容元件51的第4电极33上部还具备第5电极34的结构。
图14A及图14B中,对于与图10A及图10B对应的部分标注同一标号并省略重复说明。
如图14A所示,本实施方式例的可变电容元件61由以长方体部件构成的可变电容元件主体62和第1外部端子20~第5外部端子24的4个外部端子构成。
第5外部端子24形成在可变电容元件主体62的xz面构成的长边方向的一个侧面,且形成在与第1外部端子20及第3外部端子22分开的置。第5外部端子24的x方向的宽度形成为与后述的第5连接电极34b的宽度相等的宽度。另外,第5外部端子24与第1外部端子20~第4外部端子23同样,在z方向覆盖可变电容元件主体62的侧面,并且以在上表面及下表面伸出的方式形成。
图15是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体62时的分解图。另外,图16A是从上表面观看第5电极34时的平面结构图,图16B是从一个侧面观看第5电极34时的结构图。图15及图16以虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。
可变电容元件主体62为第1电极30~第5电极34隔着电介质层而按该顺序层叠的结构,且为在第1电极30的下层层叠有下部电介质层4,在第5电极34的上层层叠有上部电介质层5的结构。
如图16A及图16B所示,第5电极34由第5电极主体34a和第5连接电极34b构成。第5电极主体34a与第1电极主体30a~第4电极主体33a为同一形状,且形成为其中心与电介质层3的中心一致。
第5连接电极34b以与在第5电极主体34a的x方向延伸的边连接的方式形成,并且以在可变电容元件主体62的侧面露出的方式形成。另外,第5连接电极34b优选形成为在可变电容元件61烧结时在第5连接电极34b周边产生的残留应力不对在第5电极主体34a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。因此,优选将第5连接电极34b的面积形成为比第5电极主体34a的面积充分小,本实施方式例中,将第5连接电极34b的x方向的宽度形成为比第5电极主体34a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第5连接电极34b与第1连接电极30b及第3连接电极32b形成在可变电容元件主体62的同一侧面,且形成为在x方向中处于互相分开的位置。而且,在可变电容元件主体62的侧面露出的第5连接电极34b的端部,与第5外部端子24电连接。
作为构成第5电极34的电极材料,能够采用与构成第1电极30~第4电极33的电极材料同样的材料。另外,本实施方式例的可变电容元件61,也能采用与第1实施方式同样的制造方法来制作。
图17示出本实施方式例的可变电容元件61的等效电路。本实施方式例的可变电容元件61中,通过在z方向层叠的第1电极主体30a及第2电极主体31a形成第1电容器C1。另外,通过在z方向层叠的第2电极主体31a及第3电极主体32a形成第2电容器C2。另外,通过在z方向层叠的第3电极主体32a及第4电极主体33a形成第3电容器C3。另外,通过在z方向层叠的第4电极主体33a及第5电极主体34a形成第4电容器C4。而且,第1电极30~第5电极34分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第5外部端子24)连接。因此本实施方式例的可变电容元件61中,成为第1电容器C1~第4电容器C4沿电极的层叠方向串联连接的结构。
本实施方式例的可变电容元件61中,第1电极主体30a~第5电极主体34a也为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能够得到与第1实施方式同样的效果。
<4. 第4实施方式>
接着,对本公开的第4实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图18A是本实施方式例的可变电容元件71的立体图,图18B是本实施方式例的可变电容元件71的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件71为在第3实施方式所涉及的可变电容元件61的第5电极34上部还具备第6电极的结构。
图18A及图18B中,对于与图14A及图14B对应的部分标注同一标号并省略重复说明。
如图18A所示,本实施方式例的可变电容元件71由以长方体部件构成的可变电容元件主体72和第1外部端子20~第6外部端子25的6个外部端子构成。
第6外部端子25形成在可变电容元件主体72的xz面构成的长边方向的另一个侧面,且形成在与第2外部端子21及第4外部端子23分开的位置。第6外部端子25的x方向的宽度形成为与后述的第6连接电极35b的宽度相等的宽度。另外,第6外部端子25与第1外部端子20~第5外部端子24同样,在z方向覆盖可变电容元件主体72的侧面,并且以在上表面及下表面伸出的方式形成。
图19是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体72时的分解图。另外,图20A是从上表面观看第6电极35时的平面结构图,图20B是从一个侧面观看第6电极35时的结构图。图19及在图20中,以虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。
可变电容元件主体72为第1电极30~第6电极35隔着电介质层3按该顺序层叠的结构,且为在第1电极30的下层层叠有下部电介质层4,在第6电极35的上层层叠有上部电介质层5的结构。
如图20A及图20B所示,第6电极35由第6电极主体35a和第6连接电极35b构成。第6电极主体35a与第1电极主体30a~第5电极主体34a为同一形状,且以使其中心与电介质层3的中心一致的方式形成。
第6连接电极35b以与在第6电极主体35a的x方向延伸的边连接的方式形成,并且以在可变电容元件主体72的侧面露出的方式形成。另外,第6连接电极35b优选形成为在可变电容元件主体72烧结时在第6连接电极35b周边产生的残留应力不对在第6电极主体35a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。因此,优选将第6连接电极35b的面积形成为比第6电极主体35a的面积充分小,本实施方式例中,将第6连接电极35b的x方向的宽度形成为比第6电极主体35a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第6电极35为将第5电极34以z方向的轴为中心旋转180度后的结构。即,以xy面来看,第6连接电极35b位于第5连接电极34b的对角上。另外,第6连接电极35b、第4连接电极33b及第2连接电极31b形成在可变电容元件主体的同一侧面,且形成为在x方向中处于互相分开的位置。而且,在可变电容元件主体72的侧面露出的第6连接电极35b的端部,与第6外部端子25电连接。
作为构成第6电极35的电极材料,能够采用与构成第1电极30~第5电极34的电极材料同样的材料。另外,本实施方式例的可变电容元件71,也能采用与第1实施方式同样的制造方法来制作。另外,本实施方式例中,第6电极35为将第5电极34以z方向的轴为中心旋转180度后的形状,因此在将第6电极35形成为电介质片状的情况下,能够采用与用于形成第5电极34的掩模相同的掩模来形成。
图21示出本实施方式例的可变电容元件71的等效电路。本实施方式例的可变电容元件71中,通过在z方向层叠的第1电极主体30a及第2电极主体31a形成第1电容器C1。另外,通过在z方向层叠的第2电极主体31a及第3电极主体32a形成第2电容器C2。另外,通过在z方向层叠的第3电极主体32a及第4电极主体33a形成第3电容器C3。另外,通过在z方向层叠的第4电极主体33a及第5电极主体34a形成第4电容器C4。另外,通过在z方向层叠的第5电极主体34a及第6电极主体35a形成第5电容器C5。而且,第1电极30~第6电极35分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第6外部端子25)连接。因此本实施方式例的可变电容元件71中,成为第1电容器C1~第5电容器C5沿电极的层叠方向串联连接的结构。
本实施方式例的可变电容元件71中,第1电极主体30a~第6电极主体35a也为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能够得到与第1实施方式同样的效果。
<5. 第5实施方式>
接着,对本公开的第5实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图22A是本实施方式例的可变电容元件81的立体图,图22B是本实施方式例的可变电容元件的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件为在第4实施方式所涉及的可变电容元件71的第6电极35上部还具备第7电极36的结构。
图22A及图22B中,对于与图18A及图18B对应的部分标注同一标号并省略重复说明。
如图22A所示,本实施方式例的可变电容元件81由以长方体部件构成的可变电容元件主体82和第1外部端子20~第7外部端子26的7个外部端子构成。第7外部端子26形成在可变电容元件主体82的xz面构成的长边方向的一个侧面,且形成在与第1外部端子20、第3外部端子22及第5外部端子24分开的位置。第7外部端子26的x方向的宽度形成为与后述的第7连接电极36b的宽度相等的宽度。另外,第7外部端子26与第1外部端子20~第6外部端子25同样,在z方向覆盖可变电容元件主体82的侧面,并且以在上表面及下表面伸出的方式形成。
图23是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体82时的分解图。另外,图24A是从上表面观看第7电极36时的平面结构图,图24B是从一个侧面观看第7电极36时的结构图。图23及在图24中,以虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。
可变电容元件主体82为第1电极30~第7电极36隔着电介质层3按该顺序层叠的结构,且为在第1电极30的下层层叠有下部电介质层4,在第7电极36的上层层叠有上部电介质层5的结构。
如图24A及图24B所示,第7电极36由第7电极主体36a和第7连接电极36b构成。第7电极主体36a与第1电极主体30a~第7电极主体36a为同一形状,且以使其中心与电介质层3的中心一致的方式形成。
第7连接电极36b以与在第7电极主体36a的x方向延伸的边连接的方式形成,并且以在可变电容元件主体82的侧面露出的方式形成。另外,第7连接电极36b优选形成为在可变电容元件81烧结时在第7连接电极36b周边产生的残留应力不对在第7电极主体36a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。因此,优选将第7连接电极36b的面积形成为比第7电极主体36a的面积充分小,本实施方式例中,将第7连接电极36b的x方向的宽度形成为比第7电极主体36a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第7连接电极36b与第1连接电极30b、第3连接电极32b及第5连接电极34b,在可变电容元件主体82的同一侧面形成,且形成为在x方向中处于互相分开的位置。而且,在可变电容元件主体82的侧面露出的第7连接电极36b的端部,与第7外部端子26电连接。
作为构成第7电极36的电极材料,能够采用与构成第1电极30~第7电极36的电极材料同样的材料。另外,本实施方式例的可变电容元件81,也能采用与第1实施方式同样的制造方法来制作。
图25示出本实施方式例的可变电容元件81的等效电路。本实施方式例的可变电容元件81中,通过在z方向层叠的第1电极主体30a及第2电极主体31a形成第1电容器C1。另外,通过在z方向层叠的第2电极主体31a及第3电极主体32a形成第2电容器C2。另外,通过在z方向层叠的第3电极主体32a及第4电极主体33a形成第3电容器C3。另外,通过在z方向层叠的第4电极主体33a及第5电极主体34a形成第4电容器C4。另外,通过在z方向层叠的第5电极主体34a及第6电极主体35a形成第5电容器C5。另外,通过在z方向层叠的第6电极主体35a及第7电极主体36a形成第6电容器C6。而且,第1电极30~第7电极36分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第7外部端子26)连接。因此本实施方式例的可变电容元件81中,成为第1电容器C1~第7电容器C7沿电极的层叠方向串联连接的结构。
本实施方式例的可变电容元件81中,第1电极主体30a~第7电极主体36a也为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能够得到与第1实施方式同样的效果。
<6. 第6实施方式>
接着,对本公开的第6实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图26A是本实施方式例的可变电容元件91的立体图,图26B是本实施方式例的可变电容元件91的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件91是在第5实施方式所涉及的可变电容元件81的第7电极36上部还具备第8电极37的结构。
图26A及图26B中,对于与图22A及图22B对应的部分标注同一标号并省略重复说明。
如图26A所示,本实施方式例的可变电容元件91由以长方体部件构成的可变电容元件主体92和第1外部端子20~第8外部端子27的8个外部端子构成。
第8外部端子27形成在可变电容元件主体92的xz面构成的长边方向的另一个侧面,且形成在与第2外部端子21、第4外部端子23及第6外部端子25分开的位置。第8外部端子27的x方向的宽度形成为与后述的第8连接电极37b的宽度相等的宽度。另外,第8外部端子27与第1外部端子20~第7外部端子26同样,在z方向覆盖可变电容元件主体92的侧面,并且以在上表面及下表面伸出的方式形成。
图27是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体92时的分解图。另外,图28A是从上表面观看第8电极37时的平面结构图,图28B是从一个侧面观看第8电极37时的结构图。图27及在图28中,以虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。
可变电容元件主体92为第1电极30~第8电极37隔着电介质层3按该顺序层叠的结构,且为在第1电极30的下层层叠有下部电介质层4,在第8电极37的上层层叠有上部电介质层5的结构。
如图28A及图28B所示,第8电极37由第8电极主体37a和第8连接电极37b构成。第8电极主体38a与第1电极主体30a~第8电极主体37a为同一形状,且以使其中心与电介质层3的中心一致的方式形成。
第8连接电极37b以与在第8电极主体37a的x方向延伸的边连接的方式形成,并且以在可变电容元件主体92的侧面露出的方式形成。另外,第8连接电极37b优选形成为在可变电容元件主体92烧结时在第8连接电极37b周边产生的残留应力不对在第8电极主体37a部分产生的残留应力造成影响的程度的大小。因此,优选将第8连接电极37b的面积形成为比第8电极主体37a的面积充分小,本实施方式例中,将第8连接电极37b的x方向的宽度形成为比第8电极主体37a的x方向的宽度充分小。
另外,本实施方式例中,第8电极37为将第7电极36以z方向的轴为中心旋转180度后的结构。即,以xy面来看,第8连接电极38b位于第7连接电极36b的对角上。而且,第8连接电极37b形成在与形成有第6连接电极35b、第4连接电极33b及第2连接电极31b的可变电容元件主体92的侧面相同的侧面,且形成为在x方向中处于互相分开的位置。而且,在可变电容元件主体92的侧面露出的第8连接电极37b的端部,与第8外部端子27电连接。
作为构成第8电极37的电极材料,能够采用与构成第1电极30~第8电极37的电极材料同样的材料。另外,本实施方式例的可变电容元件91,也能采用与第1实施方式同样的制造方法来制作。另外,本实施方式例中,第8电极37为将第7电极36以z方向的轴为中心旋转180度后的形状,因此在将第8电极37形成为电介质片状的情况下,能够采用与用于形成第7电极36的掩模相同的掩模来形成。
图29示出本实施方式例的可变电容元件91的等效电路。本实施方式例的可变电容元件91中,通过在z方向层叠的第1电极主体30a及第2电极主体31a形成第1电容器C1。另外,通过在z方向层叠的第2电极主体31a及第3电极主体32a形成第2电容器C2。另外,通过在z方向层叠的第3电极主体32a及第4电极主体33a形成第3电容器C3。另外,通过在z方向层叠的第4电极主体33a及第5电极主体34a形成第4电容器C4。另外,通过在z方向层叠的第5电极主体34a及第6电极主体35a形成第5电容器C5。另外,通过在z方向层叠的第6电极主体35a及第7电极主体36a形成第6电容器C6。另外,通过在z方向层叠的第7电极主体36a及第8电极主体37a形成第7电容器C7。而且,第1电极30~第8电极37分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第8外部端子27)连接。因此本实施方式例的可变电容元件91中,成为第1电容器C1~第7电容器C7沿电极的层叠方向串联连接的结构。
本实施方式例的可变电容元件91中,第1电极主体30a~第8电极主体37a也为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能够得到与第1实施方式同样的效果。
<7. 第7实施方式>
接着,对本公开的第7实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图30A是本实施方式例的可变电容元件101的立体图,图30B是本实施方式例的可变电容元件101的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件101是具有层叠两层由第1电极30~第4电极33构成的层叠体的结构的例子。图30A及图30B中,对于与图10A及图10B对应的部分标注同一标号,并省略重复说明。
如图30A所示,本实施方式例的可变电容元件101由以长方体部件构成的可变电容元件主体102和第1外部端子20~第4外部端子23的4个外部端子构成。
可变电容元件主体102由第1层叠体6、第2层叠体7、下部电介质层4、和上部电介质层5构成。
图31是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体102时的分解图。在图31中,以虚线示出通过电介质层3及各内部电极的中心(重心)的线。如图31所示,第1层叠体6为第1电极30、第2电极31、第3电极32及第4电极33隔着电介质层3从下表面侧按该顺序层叠的结构。另外,成为第2层叠体7层叠在第1层叠体6的z方向的上部,第4电极33、第3电极32、第2电极31及第1电极30隔着电介质层3从下表面侧依次层叠的结构。即,在第1层叠体6和第2层叠体7中,构成为从下表面侧朝向上表面侧而层叠的第1电极30~第4电极33的层叠顺序相反。另外,在第1层叠体6的下层形成有下部电介质层4,在第2层叠体7的上层层叠有上部电介质层5。
在第1层叠体6及第2层叠体7形成的两个第1电极30与第1外部端子20连接,在第1层叠体6及第2层叠体7形成的两个第2电极31与第2外部端子21连接。另外,在第1层叠体6及第2层叠体7形成的两个第3电极32与第3外部端子22连接,在第1层叠体6及第2层叠体7形成的两个第4电极33与第4外部端子23连接。
本实施方式例的可变电容元件101也能用与第1实施方式同样的制造方法来制作。
图32A示出本实施方式例的可变电容元件101的内部的电路结构,图32B示出本实施方式例的可变电容元件101的等效电路。本实施方式例的可变电容元件101中,第1层叠体6中,第1电容器C1、第2电容器C2、第3电容器C3从下表面侧朝着上表面侧依次形成。另一方面,第2层叠体7中,第3电容器C3、第2电容器C2、第1电容器C1从下表面侧朝着上表面侧依次形成。此时,在第1层叠体6与第2层叠体7的边界部分形成的邻接的两个第4电极33与同一外部端子(第4外部端子23)连接,成为相同电位,因此在该两个第4电极33间不形成电容器。
而且,在第1层叠体6形成的第1电极30~第4电极33分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第4外部端子23)连接。另外,在第2层叠体7形成的第1电极30~第4电极33也同样分别与不同的外部端子(第1外部端子20~第4外部端子23)连接。因此,如图32A所示,在第1层叠体6及第2层叠体7中,分别成为第1电容器C1~第3电容器C3沿电极的层叠方向串联连接的结构。
另一方面,在第1层叠体6形成的第1电极30和在第2层叠体7形成的第1电极30,分别与共同的第1外部端子20连接。另外,在第1层叠体6形成的第2电极31和在第2层叠体7形成的第2电极31,分别与共同的第2外部端子21连接。另外,在第1层叠体6形成的第3电极32和在第2层叠体7形成的第3电极32,分别与共同的第3外部端子22连接。另外,在第1层叠体6形成的第4电极33和在第2层叠体7形成的第4电极33,分别与共同的第4外部端子23连接。因此,在第1层叠体6形成的第1电容器C1和在第2层叠体7形成的第1电容器C2并联连接。同样地,在第1层叠体6形成的第2电容器C2和在第2层叠体7形成的第2电容器C2并联连接,在第1层叠体6形成的第3电容器C3和在第2层叠体7形成的第3电容器C3并联连接。
因此,若将该可变电容元件101以等效电路表示,则如图32B所示,成为由两个第1电容器C1构成的电容器C1’和由两个第2电容器C2构成的电容器C2’和由两个第3电容器C3构成的电容器C3’串联连接的电路。
本实施方式例的可变电容元件101中,第1层叠体6及第2层叠体7中第1电极主体30a~第4电极主体33a也为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能够得到与第1实施方式同样的效果。另外,层叠多个与不同的外部端子连接的多个电极隔着电介质层3而层叠的层叠体,且,通过将这些层叠体电并联连接,能够增大各电容器的电容。
<8. 第8实施方式>
接着,对本公开的第8实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图33A是本实施方式例的可变电容元件111的立体图,图33B是本实施方式例的可变电容元件111的截面结构图。另外,图34是从长边方向的一个侧面观看可变电容元件主体112时的分解图。本实施方式例的可变电容元件111是具有层叠两层由第1电极30~第4电极33构成的层叠体的结构的例子。图33及在图34中,对于与图30及图31对应的部分标注同一标号,并省略重复说明。
如图33A所示,本实施方式例的可变电容元件111由以长方体部件构成的可变电容元件主体112和第1外部端子20~第4外部端子23的4个外部端子构成。
可变电容元件主体112由第1层叠体6、第2层叠体7、下部电介质层4、和上部电介质层5构成。另外,本实施方式例中,成为在第1层叠体6的最上层形成的第4电极33,兼作在第2层叠体7的最下层形成的第4电极33的结构。本实施方式例的可变电容元件111也能用与第1实施方式同样的制造方法来制作。
本实施方式例的可变电容元件111的电路构成为与图32A及图32B所示的第7实施方式同样的电路结构。本实施方式例的可变电容元件111中,成为在第1层叠体6的最上层形成的第4电极33兼作在第2层叠体7的最下层形成的第4电极33的结构,由此与第7实施方式相比能谋求可变电容元件111的低矮化,且可以小型化。此外,能得到与第1实施方式同样的效果。
<9. 第9实施方式>
接着,对本公开的第9实施方式所涉及的可变电容元件进行说明。图35A是本实施方式例的可变电容元件121的立体图,图35B是本实施方式例的可变电容元件121的截面结构图。本实施方式例的可变电容元件121是在电极的层叠方向设有应力控制部的例子。图35A及图35B中,对于与图33A及图33B对应的部分标注同一标号,并省略重复说明。
如图35A所示,本实施方式例的可变电容元件121由以长方体部件构成的可变电容元件主体122和第1外部端子20~第4外部端子23的4个外部端子构成。
可变电容元件主体122由第1层叠体6、第1应力控制部8、第2应力控制部9、下部电介质层4、和上部电介质层5构成。
第1应力控制部8由形成在第1层叠体6的下层侧、隔着电介质层3层叠多个的第1电极30构成。构成第1应力控制部8的第1电极30,与第1层叠体6的第1电极30同样,与第1外部端子20连接。因此,在第1层叠体6的最下层形成的第1电极30和构成第1应力控制部8的第1电极30为相同电位,因此该电极间不形成电容器。而且,在第1应力控制部8形成的多个第1电极30也为相同电位,因此在第1应力控制部8不形成电容器。
第2应力控制部9由形成在第1层叠体6的上层侧、隔着电介质层3层叠多个的第4电极33构成。构成第2应力控制部9的第4电极33,与构成第1层叠体6的第4电极33同样,与第4外部端子23连接。因此,在第1层叠体6的最上层形成的第4电极33和构成第2应力控制部9的第4电极33为相同电位,因此该电极间不形成电容器。而且,在第2应力控制部9形成的多个第4电极33也为相同电位,因此在第2应力控制部9不形成电容器。
而且,本实施方式例的可变电容元件121中,在第1应力控制部8、第1层叠体6及第2应力控制部9形成的内部电极,其电极主体的形状相同,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。本实施方式例的可变电容元件121也能用与第1实施方式同样的制造方法来制作。
本实施方式例的可变电容元件121的等效电路成为与图13所示的等效电路同样的结构。即,本实施方式例中,仅在形成在第1层叠体6的第1电极30~第4电极33形成电容器。因此,本实施方式例的可变电容元件121中也与图13同样,成为第1电容器C1、第2电容器C2、第3电容器C3按该顺序串联连接的电路。
本实施方式例的可变电容元件121中,在第1应力控制部8及第2应力控制部9也因电极材料和电介质材料烧成时的收缩率的差异而产生残留应力。因此,在第1应力控制部8及第2应力控制部9产生的残留应力影响在第1层叠体6形成的第1电容器C1~第3电容器C3,与不形成应力控制部的情况相比,能够谋求增加电容值及电容可变率。
另外,本实施方式例中,在第1应力控制部8、第2应力控制部9及第1层叠体6形成的内部电极的电极主体的形状为同一形状,且以使各边及中心在z方向重叠的方式层叠。因此,能得到与第1实施方式同样的效果。
此外,第1~第9实施方式例中,在第1电极30~第4电极33的各电极中,将连接电极的x方向的宽度形成为比电极主体的x方向的宽度充分小,但可以适当变更。例如,对于仅施加DC电压的电极,连接电极中的电阻较高也可,因此较小地形成相对于电极主体的连接电极的宽度也可,但是对于流过AC电流的电极,从电阻的观点来看优选将连接电极的宽度形成为较大。另外,在残留应力被应力控制部或层叠多层的电极支配的情况下,最外侧的电极的连接电极的宽度较宽也可。另外,作为降低连接电极的电极电阻的方法,除了扩大电极宽度之外,还可以举出缩短长度或加大厚度等的方法,此外能够采用组合这些而更加优选的方式。
在上述的第1~第9实施方式中,作为电容元件举例说明了按照施加的电压而电容发生变化的可变电容元件,但是本公开并不局限于此。在上述第1~第9实施方式说明的构成,对于与输入信号的种类及其信号电平无关系而电容几乎不变化的电容元件(以下,称为恒电容元件)也同样能适用。
但是,在该情况下,电介质层由相对介电常数低的顺电材料(常誘電体材料)形成。作为顺电材料,能够采用例如纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、TiO2、MgTiO2、MgTiO3、SrMgTiO2、Ai2O3、Ta2O5等。在这样的恒电容元件中,也能与上述第1实施方式的可变电容元件同样地制作。
另外,在上述实施方式中,设为各内部电极的中心配置在层叠方向的直线上的结构,但是本公开还包含制造时的配合偏差程度的偏差。而且,本实施方式例中,设为将各内部电极的中心对齐到电介质层的中心的结构,但是本公开还包含制造时的配合偏差程度的偏差。
另外,上述第1~第9实施方式中,使内部电极的形状为长方形状,但并不局限于此,也可为其他的多边形状、圆形状、椭圆形状。而且,作为本公开的电容元件,也可以组合上述第1~第9实施方式而构成,可进行在不脱离宗旨的范围内的各种变形。
此外,适合本公开的静电电容元件的电容C(F)还依赖于所使用的频率f(Hz)。本公开适合于阻抗Z(欧姆)(Z=1/2πfc)为2欧姆以上、优选为15欧姆以上、更优选为100欧姆以上的电容C(F)的电容元件。
<10. 第10实施方式:谐振电路>
接着,对本发明的第10实施方式所涉及的谐振电路进行说明。本实施方式例为将本发明的电容元件适用于谐振电路的例子,特别是,示出适用第1实施方式中的可变电容元件1的例子。另外,本实施方式例中,示出将谐振电路用于非接触IC卡的例子。
图36是采用本实施方式例的谐振电路的非接触IC卡130的接收系统电路部的块结构图。此外,本实施方式例中,为了简化说明,省略了信号的发送系统(调制系统)电路部。发送类电路部的结构为与现有的非接触IC卡等同样的结构。
如图36所示,非接触IC卡具备接收部131(天线)、整流部132、和信号处理部133。
接收部131由以谐振线圈134及谐振电容器135组成的谐振电路构成,用该谐振电路接收从非接触IC卡130的R/W(未图示)发送的信号。此外,在图36中,将谐振线圈134分为其电感分量134a(L)和电阻分量134b(r:数欧姆左右)而加以图示。
谐振电容器135中,电容Co的电容器135a和响应接收信号的电压值(接收电压值)而电容Cv发生变化的可变电容元件1并联连接。即,在本实施方式中,成为对现有的天线(由谐振线圈134和电容器135a构成的谐振电路)并联连接可变电容元件1的结构。另外,本实施方式例中,设为作为可变电容元件1采用图1所示的可变电容元件的例子。
与现有的天线同样,电容器135a采用以顺电材料形成的电容器。以顺电材料形成的电容器135a,相对介电常数较低,与输入电压的种类(交流或直流)及其电压值无关系而其电容几乎不变化。故,电容器135a具有对于输入信号非常稳定的特性。为了使天线的谐振频率无偏差,现有的天线中采用以对于这样的输入信号稳定性高的顺电材料形成的电容器。
此外,实际的电路上,存在谐振线圈134的电感分量L的偏差或信号处理部133内的集成电路的输入端子的寄生电容等造成的接收部131的电容变动(数pF左右),其变动量按每个非接触IC卡130而有所不同。故,在本实施方式中,为了抑制(修正)这些影响,微调电容器135a的电极图案而适当调整电容Co。
整流部132由以整流用二极管136和整流用电容器137组成的半波整流电路构成,将在接收部131接收的交流电压整流为直流电压并加以输出。
信号处理部133主要由半导体元件的集成电路(LSI:Large Scale Integration)构成,对由接收部131接收的交流信号进行解调。信号处理部133内的LSI利用从整流部132供给的直流电压来驱动。此外,作为LSI,能够采用与现有的非接触IC卡同样的电路。
本实施方式例中,接收部所使用的可变电容元件1中层叠的内部电极的中心(重心)配置在层叠方向的直线上,因此能获得更大的残留应力。由此,提高电特性,能以更低的电压得到较大的可变宽度。另外对应于可变宽度变大的量而减少对谐振电容器的变化负担,因此,如果加大谐振电容器的电介质厚度,则耐压提高,能够处理更大的AC电压。
本实施方式例中,作为谐振电路的可变电容元件,设为采用第1实施方式的可变电容元件1的例子,但是也可以采用第2~第9实施方式的可变电容元件的例子。
另外,本公开可采取以下的结构。
(1)
一种静电电容元件,具备:
电容元件主体,其中由电介质层和隔着所述电介质层而层叠、并以使构成静电电容的电极主体的重心配置在层叠方向的直线上的方式配置的至少3个以上的内部电极形成2个以上的电容器,该2个以上的电容器沿所述内部电极的层叠方向串联连接;以及
外部端子,形成在所述电容元件主体的侧面,与构成静电电容的所述电极主体电连接。
(2)
在(1)所述的静电电容元件中,所述内部电极的中心配置在通过所述电容元件主体的重心的直线上。
(3)
在(1)或(2)所述的静电电容元件中,所述内部电极由所述电极主体、和用于电连接所述电极主体与所述外部端子的连接电极构成,层叠的多个电极主体形成为同一形状。
(4)
在(1)~(3)的任一个所述的静电电容元件中,所述电容元件主体在层叠方向具备多个层叠体,该层叠体具备构成沿层叠方向串联连接的电容器的多个内部电极,由不同的层叠体形成的电容器彼此并联连接。
(5)
在(4)所述的静电电容元件中,在邻接的两个层叠体间,形成在一个层叠体的最上层的内部电极,兼作形成在另一个层叠体的最下层的内部电极。
(6)
在(1)~(5)的任一个所述的静电电容元件中,具备应力控制部,该应力控制部由在所述串联连接的电容器的上层和/或下层隔着电介质层而层叠、且不形成电容器的电极主体配置在层叠方向的直线上的多个内部电极构成,
在所述应力控制部形成的不形成电容器的电极主体的重心和构成所述电容器的电极主体的中心配置在直线上。
(7)
在(6)所述的静电电容元件中,所述应力控制部的内部电极与形成电容器的内部电极之中最邻接的内部电极为相同电位。
(8)
一种谐振电路,具备:
包含静电电容元件的谐振电容器;和
与所述谐振电容器连接的谐振线圈,
其中,所述静电电容元件具备:
电容元件主体,其中由电介质层、和隔着所述电介质层而层叠、并以使构成静电电容的电极主体的重心配置在层叠方向的直线上的方式配置的至少3个以上的内部电极形成2个以上的电容器,该2个以上的电容器沿所述内部电极的层叠方向串联连接;以及
外部端子,形成在所述电容元件主体的侧面,与构成静电电容的所述电极主体电连接。
Claims (8)
1. 一种静电电容元件,具备:
电容元件主体,其中由电介质层和隔着所述电介质层而层叠、并以使构成静电电容的电极主体的重心配置在层叠方向的直线上的方式配置的至少3个以上的内部电极形成2个以上的电容器,该2个以上的电容器沿所述内部电极的层叠方向串联连接;以及
外部端子,形成在所述电容元件主体的侧面,与构成静电电容的所述电极主体电连接。
2. 如权利要求1所述的静电电容元件,其中所述内部电极的重心配置在通过所述电容元件主体的重心的直线上。
3. 如权利要求2所述的静电电容元件,其中所述内部电极由所述电极主体、和用于电连接所述电极主体与所述外部端子的连接电极构成,层叠的多个电极主体形成为同一形状。
4. 如权利要求1所述的静电电容元件,其中所述电容元件主体在层叠方向具备多个层叠体,该层叠体具备构成沿层叠方向串联连接的电容器的多个内部电极,由不同的层叠体形成的电容器彼此并联连接。
5. 如权利要求4所述的静电电容元件,其中在邻接的两个层叠体间,形成在一个层叠体的最上层的内部电极,兼作形成在另一个层叠体的最下层的内部电极。
6. 如权利要求1所述的静电电容元件,其中,
具备应力控制部,该应力控制部由在所述串联连接的电容器的上层和/或下层隔着电介质层而层叠、且不形成电容器的电极主体配置在层叠方向的直线上的多个内部电极构成,
在所述应力控制部形成的不形成电容器的电极主体的重心和构成所述电容器的电极主体的中心配置在直线上。
7. 如权利要求6所述的静电电容元件,其中所述应力控制部的内部电极与形成电容器的内部电极之中最邻接的内部电极为相同电位。
8. 一种谐振电路,具备:
包含静电电容元件的谐振电容器;和
与所述谐振电容器连接的谐振线圈,
其中,所述静电电容元件具备:
电容元件主体,其中由电介质层和隔着所述电介质层而层叠、并以使构成静电电容的电极主体的重心配置在层叠方向的直线上的方式配置的至少3个以上的内部电极形成2个以上的电容器,该2个以上的电容器沿所述内部电极的层叠方向串联连接;以及
外部端子,形成在所述电容元件主体的侧面,与构成静电电容的所述电极主体电连接。
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