CN1316525C - 电容可变型的电容器装置 - Google Patents
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Abstract
一种通过微机电系统技术制造的可变电容的电容器装置，包括：绝缘衬底(2)，其有一个侧面(2a)，至少两个电容器电极(3、4)在该侧面上形成，同时彼此绝缘；绝缘材料形成的致动器(5)，其外形跨过相应的电容器电极(3、4)，且形成一导体(6)，以在导体(6)和电容器电极(3、4)之间构成电容器；以及驱动装置(7)，用于使致动器(5)接触绝缘衬底(1)的主表面(1a)或与后者分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容可变型的电容器装置，该电容器装置利用微机电系统(MEMS)技术制造，并适于使静电容量可变，并适于通过引出布线而减小寄生电感分量。
背景技术
随着实现数据数字化及/或数据压缩技术的普及，例如，诸如音频信息或图象信息等的各种信息已经可以通过各种通信终端设备轻易处理，已经实现了用于数据的通信系统及/或服务系统的制备和普及。通信终端设备尺寸小且重量轻而便携性优异，并可以使用较长时间，且不需要中继装置等，因而，可以实现对各种通信系统的连接。在通信终端设备上，在发送/接收单元处，为了进行模拟高频信号的调制/解调，例如提供了超外差系统或直接转换系统的高频发送/接收电路。
在高频发送/接收电路处，提供有：一个天线单元，该天线单元包括天线和转换开关，用来接收或发送信号；用于在发送和接收之间进行切换的发送/接收切换单元；频率转换电路单元；解调电路单元；调制电路单元；和用于施加基准频率的基准频率发生电路单元，等。在高频发送/接收电路处，在相应的各级之间提供了各种滤波器、电容被发生改变的用于本机振荡的压控振荡器(VCO)、诸如表面声波(SAW)滤波器等的功能性器件、匹配电路、偏压电路以及诸如电感器、电阻器和/或电容器的无源器件，等。在高频发送/接收电路中，由于上述原因，整体变得较大，且功耗也随之增大。这成为通信终端设备小型化、轻量化、以及实现低功率的极大障碍。
相对于上述压控振荡器，例如，如日本专利公开82569/1997中所述，也采用可变电容器100，在其中使用MEMS技术，该技术可以通过薄膜工艺或厚膜工艺等在绝缘衬底上形成非常小的电极或可移动体，由此实现小型化。如图1A所示，可变电容器100由绝缘衬底101、以及可移动元件102构成，可移动元件的一端悬臂支承在这个绝缘衬底101的一个表面101a上。
在绝缘衬底101处，如图1B所示，在一个表面101a上，以彼此之间维持绝缘的状态形成矩形驱动电极103和矩形探测电极104。而一对引出电极(draw-out electrode)105、106以对应于可移动元件102的支撑部分定位的方式形成。可移动元件102具有绝缘特性和弹性，并由形成在一端部的支撑部分107、以凸出方式形成在这个支撑部分107上的支点部分108、以及沿着这个支点部分108的一侧部分并以预定间距相对于绝缘衬底101的一个表面101a一体形成的可移动部分109。
如图1C所示，可移动部分109具有足以覆盖驱动电极103和探测电极104的外形，并改进成使得第一可移动电极110和第二可移动电极111分别与这些驱动电极103和探测电极104相对应地形成在与绝缘衬底101中的一个表面101a相对的内表面上。第一可移动电极110和第二可移动电极111从可移动部分109的内表面导通到支点部分108和支撑部分107，而支撑部分107在固定于绝缘衬底101的一个表面101a上的状态下分别连接到引出电极105、106。
在如上所述构造的可变电容器100中，当外部偏压施加到与第一可移动电极110连接的驱动电极103和引出电极105上时，在驱动电极103和可移动电极110之间产生静电力。在可变电容器100中，可移动部分109由这个静电力朝驱动电极103吸引，同时允许支点部分108经历弹性变形。在可变电容器100中，探测电极104和第二可移动电极111之间的相对间距限定于静电力和在支点部分108内存储的弹性力平衡的状态下。从而，去除这些电极之间的静电容量。
在可变电容器100中，通过以如上所述方式调节外部偏压，改变静电力的大小。从而，探测电极104和第二可移动电极111之间的相对间距也得以变化。由于探测电极104和第二可移动电极111之间产生的静电容量正比与相对间距的倒数，因此可变电容器100功能为电容可变型的电容器。
同时，在可变电容器100中，如上所述，外部偏压从绝缘衬底101处形成的引出电极105施加到可移动元件102一侧的第一可移动电极110。在可变电容器100中，在引出电极105和第一可移动电极110之间产生作用为线路电阻分量的寄生电感，并与探测电极104和第二可移动电极111所探测的电容器串联。从而，整体上构成LC振荡电路。于是，在可变电容器100中，由于寄生电感分量变大这个事实，整个共振频率降低。从而，可变电容作为电容器工作的频率区变窄。
另一方面，在可变电容器100中，为了实现设备的低功率，需要采用可移动元件102由较低的外加电压驱动的构造，由此在探测电极104和第二可移动电极111之间产生大的电容变化。在可变电容器100中，如上所述，施加足以使得支点部分108经历弹性变形的外部偏压，由此探测电极104和第二可移动电极111之间的相对间距变化。在可变电容器100中，也要加以考虑，使得例如将支点部分108形成为窄束部分，由此减小弹性变形特性，以实现低电压驱动。然而，在可变电容器100中，通过这种对策，带来如下问题，即，在支点部分108处的引出电极105和第一可移动电极110之间的导线变窄，从而线路电阻分量变大。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的电容可变型的电容器装置，该装置可以解决传统可变电容器存在的问题。
本发明的另一目的是提供一种微型构造的电容可变型的电容器装置，该装置减小了寄生电感，从而允许在高频带工作。
为了实现上述目的而提出的根据本发明的电容可变型电容器装置包括：一个绝缘衬底，其通过微机电系统技术制造，并改进成使得至少两个电容器电极以彼此之间保持绝缘的状态形成在一个表面上；一个绝缘致动器，其具有跨过相应的电容器电极的外部形状，在该致动器中，形成有公共导体，所述公共导体与所述至少两个电容器电极分别构成电容器；以及驱动装置，用于进行操作，以允许这个致动器与绝缘衬底的主表面接触，或允许这个致动器自该主表面离开。其中，致动器通过驱动装置调节致动器和绝缘衬底之间的相对间距，由此进行相应电容器的电容调节。其中，驱动装置包括：第一驱动固定电极和第二驱动固定电极，它们分别以相对于电容器电极保持绝缘的状态形成在绝缘衬底的主表面上；驱动连接电极部分，其连接到第二驱动固定电极上；驱动可移动电极部分；以及引线部分，它将驱动可移动电极部分和驱动连接电极部分相连接，其中致动器由通过施加驱动电压而在第一驱动固定电极和驱动可移动电极部分之间产生的静电力来驱动。
在根据本发明的电容可变型的电容器装置中，通过驱动装置使致动器靠近绝缘衬底，由此在相应的电容器电极和导体之间分别构成电容器。在这个电容可变型的电容器中，由驱动装置促使进行相对于绝缘衬底的靠近操作的致动器适当地调节致动器和绝缘衬底之间的相对间距，由此，构成了具有预定电量的相应的电容器。在这种电容可变型的电容器中，使得布线相对于致动器处形成的导体变得不再需要，由此减小了寄生电感对相应电容器的影响。于是，电容可变型电感器装置构成了其中整体共振频率的降低得以抑制从而可以进行高频带工作的电容器。
根据本发明的另一种电容可变型电容器装置通过用于驱动的固定电极在其相对于相应电容器电极的绝缘得以维持的状态下形成在绝缘衬底的一个表面上、且用于驱动的可移动电极在其相对于导体的绝缘得以维持的状态下对应于用以驱动的电极形成在致动器处，而构成致动器的驱动装置。
在根据本发明的另一种电容可变型电容器装置中，预定的驱动电压施加到驱动固定电极和驱动可移动电极上，由此在驱动固定电极和驱动可移动电极之间产生静电力，从而致动器由这个静电力驱动。在这种电容可变型的电容器装置中，由于微小形状的致动器在经历高精度定位之后通过施加驱动电压得以驱动，因此可以构成实现低功耗，且精度较高的电容器。在电容可变型的电容器装置中，由于用于电容器的电信号系统和用于致动器驱动的电信号系统彼此电绝缘，因此减小了利用以非常小间隔形成的电容器的电信号系统和用于致动器的驱动信号系统之间的相互干涉，从而，精度可得以提高。
本发明的其他目的和由本发明带来的实际益处将从下面参照附图给出的实施例描述中变得更清楚。
附图说明
图1A是示出电容可变型的传统电容器装置的透视图，图1B是在其宽度方向的纵剖面图，而图1C是在长度方向的主要部分纵剖面图；
图2A是示作本发明第一实施例的电容可变型电容器装置的主要部分透视图，而图2B是其主要部分侧视图；
图3是示作本发明第二实施例的电容可变型电容器装置的主要部分透视图；
图4是根据本发明的电容可变型电容器装置的主要部分分解透视图；
图5是示作本发明第三实施例的电容可变型电容器装置的主要部分透视图；
图6A是示出根据本发明第四实施例的电容可变型电容器装置在致动器分离状态下的主要部分透视图，而图6B是其主要部分纵剖面图；
图7是示作本发明第五实施例的电容可变型电容器装置的主要部分透视图。
具体实施方式
将参照附图解释根据本发明的电容可变型电容器装置(以下简称为电容器装置)。
首先，将解释根据本发明第一实施例的电容器装置。
根据本发明的电容器装置1是由MEMS技术制造，从而呈现出微观形状，并如图2A和2B所示，由绝缘衬底2、致动器5和用于驱动这个致动器5的驱动部分7构成，在绝缘衬底2中，第一电容器电极3和第二电容器电极4作为薄膜以彼此保持其间的绝缘的状态形成在一个表面2a上，而在致动器5中，导体6形成在与表面2a相对的一个表面5a上。应指出的是，并不局限于电容器装置1由MEMS技术制造，而这种电容器装置1可以由普通的衬底形成技术等制造。
绝缘衬底2由具有绝缘特性并可以以满意的表面精度形成的例如玻璃衬底、陶瓷衬底或硅衬底构成。绝缘衬底2由具有高频特性的有机碱材料形成，例如聚酚乙烯(polyphenol etylene)、双马来酰亚胺、三嗪、液晶聚合物、酚树脂或聚烯烃等，并优选使用其主要表面已经通过进行研磨加工等予以平整化的衬底。
在绝缘衬底2上，具有预定冲孔图案的用于形成电极的掩膜设置在一个表面2a上，以进行低电阻金属材料，例如铝或金等的淀积或喷镀工艺，由此形成为薄膜的第一电容器电极3和第二电容器电极4。如图2A所示，分别形成第一电容器电极3和第二电容器电极4，以便呈现大致相同的矩形形状，其中，一体地形成与外部电路相连接的引出部分3a、4a。如下面所述，第一电容器电极3和第二电容器电极4分别通过引出部分3a、4a将所产生的静电容量传输到外部电路。在这个示例中，在形成第一电容器电极3和第二电容器电极4之后，用于形成电极的掩膜与绝缘衬底2分离。
致动器5在相对于一个表面2a间隔开预定相对间距的状态与绝缘衬底2相结合。相对于致动器5，利用例如二氧化硅或适当有机材料作为材料的牺牲层8(见图2B)形成在绝缘衬底2中的例如将第一电容器电极3和第二电容器电极4形成为薄膜的一个表面2a上，以利用这个牺牲层8形成这种致动器5。通过将具有预定冲孔图案的用于形成牺牲层的掩膜布置在绝缘衬底2的一个表面2a，以进行例如等离子体CVD(化学蒸汽淀积)工艺或喷镀工艺等，将牺牲层8形成为薄膜，以具有预定厚度。在这个示例中，在牺牲层8形成之后，用于形成牺牲层的掩膜与绝缘层2分离。
在牺牲层8处，形成冲孔图案的掩膜布置在与第一电容器电极3和第二电容器电极4相对应的区域内，并进行低电阻的金属材料、例如铝或金等的淀积工艺和喷镀工艺等，从而将导体6形成为薄膜。导体6以与绝缘衬底2的一个表面2a相对牺牲层8的厚度的方式间隔开，并具有尺寸足以覆盖第一电容器电极3和第二电容器电极4的矩形形状。在这个示例中，在形成导体6之后，用于形成导体的掩膜与绝缘衬底2分离。
在导体6处，形成薄板形致动器5，致动器的外部形状稍大于导体6的外部形状，并适于覆盖整体。在致动器5处，用于形成致动器的掩膜通过导体6布置在牺牲层8上，以进行例如等离子体CVD工艺或喷镀工艺等，由此形成预定厚度的二氧化硅层、氮化硅层或多晶硅等。通过除去用于形成致动器的掩膜，致动器5改进成使得上述导体6在相对于绝缘衬底2的表面上成为一体。
在致动器5处，在一侧部分形成例如具有弹性的臂部分9。臂部分9通过适当的连接装置连接到驱动部分7上。虽然省略了其细节，但是致动器5改进成使得臂部分9和驱动部分7构成支承部分，并在相对于绝缘衬底由这个支承部分保持预定间隔的状态下得以支承。应指出的是，致动器5改进成一侧部分由多个臂部分9悬臂支承，致动器5可以由臂部分9双固定支承或多点支承，而臂部分9适当地定位在两侧表面上或外周侧部分上。
虽然省略了细节，但是驱动部分7例如由静电量驱动机构、电磁驱动机构或热电驱动机构等构成，该驱动部分7执行臂部分9的垂直操作。驱动部分7根据控制单元(未示出)输出的控制信号将臂部分9下降到预定位置。如图2A和2B所示，在驱动部分7处，构成用于电容器的电信号系统和独立驱动信号系统，从而减少相互干涉，在电容器中，第一电容器电极3和第二电容器电极4得以连接。
在绝缘衬底2处，如上所述，第一电容器电极3、第二电容器电极3和其中一体地覆盖这些电极的牺牲层8和导体6的致动器5以层叠方式形成在一个表面2a上。此后，在进行化学蚀刻工艺或反应离子蚀刻工艺(RIE)或氧气等离子体蚀刻工艺等来形成电容器装置之后，去除牺牲层8。电容器装置1改进成致动器5通过臂部分9在保持预定间隔状态下与绝缘衬底2的一个表面2a相对。电容器装置1构成了第一电容器和第二电容器，其中第一电容器电极3和第二电容器电极4与作为公共电极板的导体6串联。
在电容器装置1中，第一电容器和第二电容器的静电容量与第一、第二电容器电极3和4与导体6之间的相对间距成反比变化。在电容器装置1中，当控制信号从控制单元(未示出)传送到驱动部分7时，导致致动器5朝绝缘衬底2一侧通过臂部分9进行移动操作。在电容器装置1中，致动器5和绝缘衬底2之间的相对间距，即，第一和第二电容器电极3、4与导体6之间的相对间距根据控制信号来限定，而第一和第二电容器的静电容量变化。
在电容器装置1中，如上所述，可移动部分侧的用于改变静电容量的导体与电容器的电信号系统无关，并成为如下结构，即，其中由于引出相对于第一电容器和第二电容器的布线而不存在寄生电感。于是，在电容器装置1中，使得第一电容器和第二电容器受寄生电感的影响减小，从而使得静电容量不变。结果，抑制了整个共振频率的降低。从而，可以进行高频带工作。
然后，将解释本发明第二实施例，如图3和图4所示，这个实施例的电容器装置10由MEMS技术制造，从而呈现出微小形状，并且包括绝缘衬底11、致动器14的基本结构类似于上述电容器装置1，在绝缘衬底11中，第一电容器电极12和第二电容器电极13在一个表面11a上以彼此之间保持绝缘的状态形成为薄膜，而致动器14中，导体15形成在与所述一个表面11a相对的主要表面上。这个电容器装置10特征在于它由致动器14和绝缘衬底11之间产生的静电力所驱动。
绝缘衬底11也由玻璃衬底、陶瓷衬底或硅衬底构成。如图4所示，在沿长度方向分隔成第一区域11b和第二区域11c的一个表面11a上的第一区域11b一侧处，第一电容器电极12和第二电容器电极13在沿着一侧边缘平行布置的状态下以彼此保持其间的绝缘的方式形成。第一电容器电极12和第二电容器电极13分别形成为呈现出基本相同的矩形形状，其中，用于静电容量的引出部分12a、13a分别拉出，并形成在外周边缘处。第一和第二电容器电极12和13例如与电感元件(未示出)结合，并连接到后者上，由此构成变频滤波器或变频发送器。
在绝缘衬底11处，第一驱动固定电极16在一个表面1a上形成为薄膜。在第一驱动固定电极16处，用于施加电压的端子部分形成在其一侧部分上，而从控制单元(未示出)传输的驱动电压施加于这个端子部分上。如图3所示，第一驱动固定电极16在平行状态下以定位在第一区域11b一侧处同时保持相对于第一电容器电极12和第二电容器电极13的绝缘的方式形成。
在绝缘衬底11处，第二驱动固定电极17在一个表面11a上形成为薄膜。第二驱动固定电极17在基本定位于宽度方向中央部分的状态下形成于第二区域11c一端侧的附近。如后面所描述的，第二驱动固定电极17对应于致动器14的固定位置而形成。在第二驱动固定电极17处，电压施加引线17a形成在其一端部分处，而从控制单元(未示出)传输的驱动电压施加到该引线17a上。当然，第二驱动固定电极17改进成保持其相对于第一驱动固定电极16、第一电容器电极12和第二电容器电极13的绝缘。
在绝缘衬底11处，致动器14在一端部固定于第二区域11c一侧的状态下得以悬臂支承。致动器14由具有柔性的原材料形成，并改进成使得至少与绝缘衬底11相对的表面具有绝缘特性。如图3和4所示，致动器14由一体形成的可移动部分18、臂部分19、以及支承部分20构成。在致动器14处，支撑部分20由直接层叠并形成在绝缘衬底11的一个表面11a上从而与之成一体的矩形板状固定部分21、以升高方式一体形成在这个固定部分21的一侧边缘上的升高部分22、以及在水平方向从这个升高部分22的上端边缘弯曲的支点部分23构成。在致动器14处，在相对于绝缘衬底11的内表面上，与导体15一同形成驱动电极图案24。驱动电极图案24由用于驱动的可移动电极部分25、引线部分26、升高的引线部分27和用于驱动的连接电极部分28构成。
可移动部分18由薄厚度的矩形板状部分构成，后者具有尺寸足以基本在整个区域上覆盖绝缘衬底11的第一区域11b的外部形状。在可移动部分18，如图4所示，与绝缘衬底11相对的表面在宽度方向上分隔成两个区域18a、18b。在可移动部分18，导体15在与第一电容器电极12和第二电容器电极13相对应的第一区域18a内形成为薄膜。在可移动部分18，驱动可移动电极部分25在与第一驱动固定电极16相对应的第二区域18b内形成为薄膜。
导体15形成为采取矩形形状，其外形尺寸足以以与第一电容器电极12和第二电容器电极13相对的方式覆盖整体。如后面所述，导体15相对于第一电容器电极12和第二电容器电极13作用为公共电极板，以构成串联的第一电容器和第二电容器。驱动可移动电极部分25也形成为采取矩形形状，其尺寸足以以与第一驱动固定电极16相对的方式覆盖整体。如后面将描述的，驱动电压从控制单元(未示出)通过驱动电极图案24施加到驱动可移动电极部分25上，以在驱动可移动电极部分25和第一驱动固定电极16之间形成静电力。导体15和驱动可移动电极部分25改进成彼此保持其间的绝缘。
在可移动部分18处，如图4所示，臂部分19以凸出方式在基本定位于一侧边缘部分宽度方向上的中央部分的状态下一体形成。臂部分19长度稍短于绝缘衬底11一侧的第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17之间的相对间距。在臂部分19处，已经从可移动部分18处形成的驱动可移动电极部分25引出的引线部分26在与绝缘衬底11相对的表面上沿长度方向作为薄膜形成于整个区域上。臂部分19改进成使得致动器14以可移动部分18变得与绝缘衬底11一侧靠近的方式得以驱动，如后面所描述的，这减小了要存储的弹性力，从而具有了通过小工作电压获得大位移的能力。在臂部分19处，支撑部分20的支点部分23一体设置在其前端部上，从而支点部分23连接于其上。
支撑部分20在使得上述固定部分21、升高部分22和支点部分23的横截面形状基本为曲柄形状的状态下一体形成。由于固定部分21的底面一体形成到绝缘衬底11的一个表面11a上这个事实，固定部分21悬臂支承致动器14。升高部分22固定固定部分21和支点部分23，即，支撑部分20和绝缘衬底11的一个表面11a，从而它们具有预定的相对间距。由于臂部分19的前端部相对于长度方向一侧边缘的大致中心部分成一体这个事实，支承部分23支承这个臂部分。在支承部分20处，形成在臂部分19处的驱动电极图案24的引线部分26延伸到支点部分23。形成在升高部分22的内表面处的升高引线部分27连续到这个延伸端，从而它形成为薄膜。在支撑部分20处，与升高引线部分27连续的用于驱动的连接电极部分28在固定部分21的底面上形成为薄膜。
如图3所示，如上所述构造的致动器14在固定部分21固定在一个表面11a上的状态下由绝缘衬底11悬臂支承。致动器14由升高部分22保持在间隔预定间距的状态下，从而，可移动部分18与绝缘衬底11的第一区域11b相对。在致动器14处，形成在可移动部分18内表面处的导体15与第一电容器电极12和第二电容器电极13以它跨过相应的电容器电极12和13进而覆盖这些电极的方式相对，从而构成第一电容器和第二电容器。在致动器14处，驱动可移动电极部分25以覆盖第一驱动固定电极16的方式相对。在这种情况下，驱动可移动电极部分25和驱动电极图案24的引线部分26位于它们不与第一电容器电极12和第二电容器电极13相对的位置处。从而，形成对第一电容器和第二电容器没有影响的结构。
在电容器装置10处，从控制单元(未示出)传输的驱动电压施加到第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17上。在电容器装置10中，传输到第二驱动固定电极17上的DC驱动电压通过驱动电极图案24可移动部分18处形成的驱动可移动电极部分25上，同时，支撑部分20一侧的驱动连接电极部分28作为相对于致动器4的输入单元，其中电极图案24在与绝缘衬底11相对的表面处引出并形成在该处。
在电容器装置10中，在第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分25之间产生静电力，从而朝向绝缘衬底11一侧吸引致动器14的可移动部分18。从而，在致动器14处，使得臂部分19进行弹性变形，从而可移动部分经历向绝缘衬底11一侧靠近的操作。在致动器14处，弹性力以伴随这个可移动部分18操作的方式逐渐存储在臂部分19中。在致动器14处，可移动部分18的操作在第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分25之间的静电力与臂部分19处存储的弹性力平衡的位置处终止，并保持这个状态。
在电容器装置10中，形成在可移动部分18处的导体15与形成在绝缘衬底11处的第一和第二电容器电极12、13之间的相对间距以伴随上述致动器14的操作的方式限定，从而由这些其间构成的第一和第二电容器的静电容量改变。
在电容器装置10中，由于第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分25之间产生的静电力随所施加的驱动电压的大小而变化，因此，可以控制致动器的操作量。于是，电容器装置10控制驱动电压，由此可以进行取出任意的静电容量。
图3和4所示的电容器装置10具有如下结构，其中用于由第一电容器电极12、第二电容器电极13和导体15构成的电容器的电信号系统以及用于由第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分25构成的致动器14的驱动电信号系统彼此独立。于是，电容器装置10具有驱动电信号系统的引出布线未包括在用于电容器的电信号系统中的结构。从而，减小了引出布线相对于第一电容器和第二电容器的寄生电感。从而，在电容器装置10中，第一电容器和第二电容器中的寄生电感的影响减小，结果，使得静电容量可变，并且整体共振频率的降低得以抑制。可以进行高频带下的工作。
在第二实施例的电容器装置10中，使得通过利用薄膜形成技术或厚膜形成技术而在绝缘衬底11的一个表面11a上形成致动器14、导体15和相应的电极的基本方法与上述电容器装置1中的相类似。
第二实施例的电容器装置10特征在于致动器14和驱动电极图案24的实际形成方法。即，在电容器装置10的制造过程中，第一电容器电极12、第二电容器电极13、第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17在绝缘衬底11的一个表面11a上形成为薄膜，然后形成牺牲层。在这种情况下，牺牲层在绝缘衬底11的一个表面11a上在暴露处第二驱动固定电极17的状态下形成为预定厚度的薄膜。牺牲层在暴露出致动器14中的对应于固定部分21的区域的状态形成在绝缘衬底11上。
在电容器装置10的制造过程中，其中形成冲孔图案的电极形成掩膜分别布置在牺牲层周围表面上的对应于第一电容器电极12、第二电容器电极13、第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17的区域内。在电容器装置10的制造过程中，进行低电阻金属材料，如铝或金的淀积工艺或喷镀工艺等，由此与第一电容器电极12和第二电容器电极13相对的导体15以及与第一驱动固定电极16相对的驱动电极图案24在牺牲层的一个表面上形成为薄膜。在电容器装置10中，由于第二驱动固定电极17如上所述从牺牲层中暴露出来，驱动电极图案24的驱动连接电极部分28相对于这个第二驱动固定电极17一体形成。
在电容器装置10的形成过程中，在去除电极形成掩膜的情况下，牺牲层覆盖在绝缘衬底11上，并设置了其中以致动器14的外形为冲孔图案的致动器形成掩膜，以进行例如喷镀工艺或等离子体CVD工艺等，由此形成作为薄膜的预定厚度的二氧化硅、氮化硅或多晶硅的层。在电容器装置10中，由于如上所述，使得固定部分21的相应区域为牺牲层的未形成区域，因此，这个固定部分21一体形成到绝缘衬底11的一个表面11a上，从而致动器14在牺牲层上形成为薄膜。
在电容器装置10的制造过程中，在此之后除去致动器形成掩膜，以进行化学蚀刻工艺等，由此去除牺牲层而形成电容器装置10。在电容器装置10中，如上所述，固定部分21固定到一个表面11a上，而致动器14在它由绝缘衬底11悬臂支承的状态下形成，在致动器14中，可移动部分18通过臂部分19以预定相对间距与一个表面11a相对。应指出的是，在电容器装置10中，使用包含适当形状的冲孔图案的致动器形成掩膜，由此形成如下的致动器14，例如致动器双固定支承或多点支承形成在可移动部分18的适当的外周边缘处，其中，多个臂部分19或支撑部分20一体形成。
然后，将即使根据本发明的第三实施例。如图5所示，这个实施例的电容器部分30也由MEMS技术制造，从而采取微小的外形，并且包括绝缘衬底11的基本结构与上述电容器装置10类似，在绝缘衬底中，第一电容器电极12和第二电容器电极13在表面11a上以彼此之间保持绝缘的状态形成为薄膜。于是，相对于电容器装置30，共同的附图标记分别标示绝缘衬底11一侧的相应部分，并将省略详细描述。
第三实施例的电容器装置30改进成其中致动器以相对于绝缘衬底11的一个表面11a保持预定间距的状态悬臂支承的结构与电容器装置10的类似，但还具有如下结构，即，导体32在相对于这个致动器31的绝缘衬底11的一个表面11a的相反侧的另一表面上形成为薄膜，且驱动电极图案33引出并形成。即，致动器31在由一体形成的可移动部分34、基本在这个可移动部分34的侧边缘中心部分一体凸出的臂部分35、以及在这个臂部分35另一端一体形成的支撑部分36所构成的主要结构方面与上述致动器14类似。
可移动部分34由薄厚度矩形部分构成，该矩形部分外形尺寸足以覆盖大致在整个区域上的绝缘衬底11的第一区域11b，并改进成使得致动器31的一个表面在宽度方向上分隔成两个区域34a、34b。在可移动部分34处，导体32在对应于绝缘衬底11侧的第一和第二电容器电极12、13的第一区域34a内形成为薄膜。导体32采取矩形形状，其外形尺寸足以以相对于第一电容器电极12和第二电容器电极13的方式覆盖整体。导体32通过可移动部分34相对于第一电容器电极12和第二电容器电极13作用为公共电极板，从而构成串联的第一电容器和第二电容器。
在可移动部分34处，用于驱动驱动电极图案33的可移动电极部分37在保持相对于导体32彼此绝缘的状态下在与第一驱动固定电极16相对应的第二区域34b内形成为薄膜。驱动电极图案33由驱动可移动电极部分37、和形成在臂部分35和支撑部分36并从其引出的引线部分38构成。驱动可移动电极部分37采取矩形形状，其尺寸足以以相对第一驱动固定电极16的方式覆盖整体。驱动电压从控制单元(未示出)通过驱动电极图案33施加到驱动可移动电极部分37上。从而，驱动可移动电极部分37产生静电力。
使得臂部分35宽度较窄，由此相对于厚度方向具有柔性，以在致动器31被驱动时减小所存储的弹性力，从而具有通过小的工作电压获得较大位移的能力。在臂部分35处，支撑部分36的支点部分39一体连接并设置在其前端部上。类似于上述致动器14，支撑部分36由直接层叠并形成在绝缘衬底11的一个表面11a上以与之成一体的矩形板状固定部分39、沿着这个固定部分39的一个侧边缘以升高方式一体形成的升高部分40、以及在水平方向从这个升高部分40的上端边缘弯曲的支点部分41构成，并一体形成，从而其横截面形状基本采取曲轴形状，以在相对于绝缘衬底11保持预定相对间距的状态下固定可移动部分34。
在臂部分35处，已经从可移动部分34处形成的驱动可移动电极部分37引出的引线部分38沿长度方向在整个区域上形成为薄膜。在支撑部分36处，引线部分38以连接到固定部分、升高部分40和支点部分41的方式形成为薄膜。引线部分38在固定部分39外表面的下端部与绝缘衬底11一侧的第二驱动固定电极17成为一体。
在电容器装置30中，在第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分37之间产生静电力，以朝向绝缘衬底11一侧吸引致动器31的可移动部分34。从而，在电容器装置30中，使得致动器31的臂部分35形成弹性变形，从而可移动部分34经历靠近绝缘衬底11一侧的操作。在电容器装置30中，致动器31在第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分37之间的静电力与臂部分35内存储的弹性力平衡的位置处保持于稳定状态下。
在电容器装置30处，形成在可移动部分34处的导体32和形成在绝缘衬底11处的第一和第二电极12和13之间的相对间距以伴随上述致动器31的操作的方式得以限定，从而，由这些器件构成的第一和第二电容器的静电容量可以改变。
同样，在第三实施例的电容器装置30中，由于第一驱动固定电极16和驱动可移动部分37之间产生的静电力随所施加的驱动电压的大小而改变，因此可以控制致动器31的工作量。于是，电容器装置30控制驱动电压，由此可以引出任意的静电容量。
图5所示的电容器装置30还具有用于第一电容器电极12、第二电容器电极13和导体32构成的电容器的电信号系统与用于第一驱动固定电极16和驱动可移动电极部分37构成的致动器31的驱动电系统彼此独立。于是，电容器装置30具有驱动电系统的引出布线不存在于用于电容器的电信号系统中的结构。结果，可以降低由引出布线相对于第一电容器和第二电容器形成的寄生电感。从而，在电容器装置30处，在第一和第二电容器中减小了寄生电感的影响。结果，使得静电容量可变，并且抑制了整个共振频率的降低。从而可以进行高频带工作。
在电容器装置30处，分别构成第一电容器和第二电容器的第一和第二电容器电容12和13以及导体32在由致动器31的可移动部分34电绝缘的状态下设置。于是，即使在冲击等施加到电容器装置30上的情况下，第一电容器电极或第二电容器电极13与导体32也不可能直接接触。从而，可以可靠地防止发生过流。另外，在电容器装置30处，致动器31在可移动部分34的内表面与绝缘衬底11的一个表面11a形成接触之前被驱动，由此可以通过可移动部分34的厚度限定第一和第二电容器的静电容量的最大值。
在电容器装置30处，在绝缘衬底11的一个表面11a上形成致动器31、导体32和相应电极的基本方法类似于上述电容器装置10中的，但是，致动器31、导体32和驱动电极图案33的实际形成方法与之不同。即，在电容器装置30的制造过程中，第一电容器电极12、第二电容器电极13、第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17在绝缘衬底11的一个表面11a上形成为薄膜，并然后形成牺牲层。在这种情况下，这个牺牲层以预定厚度在暴露出第二驱动固定电极17的状态下在绝缘衬底11的一个表面11a上形成为薄膜。另外，牺牲层在暴露出与致动器31的固定部分39相对应的区域的状态下形成在绝缘衬底11上。
在第三实施例的电容器装置30的制造过程中，牺牲层覆盖在绝缘衬底11上，并布置致动器形成掩膜，以进行例如喷镀工艺或等离子体CVD工艺等，由此形成预定厚度的作为薄膜的二氧化硅、氮化硅或多晶硅等构成的层，其中，在该致动器形成掩膜中，使得致动器31的外部形状为穿孔图案。在电容器30的制造过程中，由于如上所述使固定部分39的相应区域为牺牲层的非形成区域，因此，这个固定部分39与绝缘衬底11的一个表面11a成为一体，从而对应于致动器31的二氧化硅层在牺牲层上形成为薄膜。
在电容器装置30的制造过程中，在去除致动器形成掩膜的情况下，其中形成冲孔的电极形成掩膜分别布置在致动器31一个表面上的与导体32和驱动电极图案33相对应的区域内。在电容器装置30的制造过程中，进行低电阻金属材料，例如铝或金的淀积工艺或喷镀工艺等，由此与第一电容器电极12和第二电容器电极13相对的导体31以及与第一驱动固定电极16相对的驱动电极图案33在致动器31的一个表面上形成为薄膜。
在电容器装置30的制造过程中，在此之后去除电极形成掩膜，以进行化学蚀刻工艺等，由此去除牺牲层而形成电容器装置30。在电容器装置30处，如上所述，致动器31在它被绝缘衬底11悬臂支承的状态下得以形成，其中固定部分39固定在一个表面11a上而可移动部分34通过臂部分35以预定相对间隔相对于一个表面11a。
在电容器装置30中，包括导体35和驱动可移动电极图案37的驱动电极图案33在一个表面上引出并形成。在电容器装置30中，驱动电极图案33从在致动器31的可移动部分34处形成的驱动可移动电极部分37引出，并围绕臂部分35的外表面和支撑部分36延伸。从而，驱动电极图案33通过支点部分41与第二驱动固定电极17成一体。应指出的是，在电容器装置30中，使用具有适当冲孔图案的致动器形成掩膜，由此形成双固定支承或多点支承的致动器31，其中，例如多个臂部分35或支撑部分36一体地形成在可移动部分34的外周边缘上。
然后，将解释本发明第四实施例。如图6A所示，根据第四实施例的电容器装置50也由MEMS技术制造，从而呈现出微小形状，并在包括绝缘衬底11的基本机构方面类似于上述电容器装置10，在该绝缘衬底11中，第一电容器电极12和第二电容器电极13在彼此之间保持绝缘的状态下在一个表面11a上形成为薄膜。如图6B所示，电容器装置50特征在于如下结构，其中形成覆盖绝缘衬底11一个表面11a上形成的第一电容器电极12、第二电容器电极13和第一驱动固定电极16的绝缘体51。由于其他结构包括类似于前述第一实施例的电容器装置的结构，因此相同的附图标记分别标示共同部分，并省略了详细解释。
在电容器装置50处，如图6A所示，第一电容器电极12和第二电容器电极13作为薄膜在彼此之间保持绝缘的状态下形成在绝缘衬底11的一个表面11a上，而第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17在相对于相应的电极保持绝缘的状态下形成为薄膜。在电容器装置50中，虽然未示出，致动器14相对于绝缘衬底11悬臂支承。在致动器14处，在相对于绝缘衬底11的一个表面11a的内表面处，作为薄膜形成与第一电容器电极12和第二电容器电极13相对应的导体15，并且与第一驱动固定电极16相对应的包括驱动可移动电极部分25在内的驱动电极图案24形成为薄膜。
在第四实施例的电容器装置50的制造过程中，类似于上述电容器装置10的制造过程，其中使与第一电容器电极12、第二电容器电极13、第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17相对应的部分成为冲孔图案的电极形成掩膜布置在绝缘衬底11的一个表面11a上。在电容器装置50的制造过程中，在这种状态下进行低电阻金属材料，如铝或金的淀积工艺或喷镀工艺等，从而在绝缘衬底11的一个表面11a上作为薄膜形成第一电容器电极12、第二电容器电极13、第一驱动固定电极16和第二驱动固定电极17。
在电容器装置50的制造过程中，在去除电极形成掩膜的情况下，形成覆盖第一电容器电极12、第二电容器电极13和第一驱动固定电极16的绝缘体51。绝缘体51例如通过将树脂薄膜粘结到绝缘衬底11的一个表面11a上的方法，或布置形成有预定冲孔图案的掩膜以覆盖绝缘软膏等来形成，在绝缘体51处，不需要完全覆盖第一电容器电极12、第二电容器电极13和第一驱动固定电极16的整体。绝缘体51可以具有介于至少这些相应的电极与形成在致动器侧的导体部分15或驱动可移动电极部分25之间的大小。应指出的是，虽然电容器装置50改进成使得绝缘体51如上所述形成在绝缘衬底11一侧，当然，绝缘体51也可以形成在致动器14一侧。
在电容器装置50的制造过程中，在进行绝缘体51的形成过程后，通过上述牺牲层形成过程、致动器14一侧的相应电极的形成过程、致动器14的形成过程以及牺牲层的去除过程等，就形成了电容器装置50。应指出的是，在进行化学蚀刻过程以去除牺牲层的情况下，将形成绝缘体51的材料选择为同时不被蚀刻的材料。
在电容器装置50处，构成第一电容器和第二电容器的第一电容器电极12、第二电容器电极13、导体15和驱动可移动电极部分25通过绝缘体51处于基本绝缘的状态下。于是，即使在冲击等施加到电容器装置50的情况下，第一电容器电极12或第二电容器电极13与导体15或驱动可移动电极部分25也不可能彼此直接接触。于是，可靠地防止了发生过流。另外，在电容器装置50处，致动器14在可移动部分18的内表面与绝缘衬底11的一个表面11a形成接触之前受到驱动，由此具有通过绝缘体51的厚度限制第一和第二电容器的静电容量最大致的能力。
然后，将描述本发明第五实施例。如图7所示，根据第五实施例的电容器装置60由MEMS技术制造，从而呈现出微观形状，并在基本结构方面类似于上述电容器装置10，在基本结构中，设置了绝缘衬底61，且致动器62相对于这个绝缘衬底61的一个表面61a组装，从而它与该表面接触或离开。电容器装置60改进成使得用于驱动的第一驱动固定电极63和用于驱动的第二固定电极64作为薄膜以彼此之间保持绝缘的状态形成在绝缘衬底61的一个表面61a上。在这种情况下，电容器装置60特征在于如下的结构，其中，电容器电极由第一到第三电容器电极65到67构成，且相对于这些相应的电极要保持绝缘。
即，在电容器装置60中，由玻璃衬底、陶瓷衬底或硅衬底构成的横向伸长的绝缘衬底61在长度方向上分隔成第一区域61b和第二区域61c。绝缘衬底61改进成第一电容器电极65到第三电容器电极67以平行布置的方式在彼此之间保持绝缘的状态下沿着第一区域61侧的一条侧边缘形成在一个表面61a上。第一电容器电极65到第三电容器电极67分别采取大致相同的矩形形状，并改进成使得用于静电容量的引出部分65a到67a在外圆周边缘处引出并形成，且例如与电感元件(未示出)结合，并连接于其上，从而构成变频滤波器或变频发送器。
在绝缘衬底61处，第一驱动固定电极63在定位于一个表面61a的第一区域61b的一侧的状态下形成为薄膜，第一驱动固定电极63在一个侧部包括电压施加引线63a，驱动电压从控制单元(未示出)施加到该引线上。在绝缘衬底61处，第二驱动固定电极64在基本定位在在宽度方向中心部分处的状态下作为薄膜形成在一个表面61a的第二区域61c的一端侧附近。第二驱动固定电极64对应于致动器62的固定部分形成。在第二驱动固定电极64处，在一端部形成了电压施加引线64a，从控制单元(未示出)传输的驱动电压施加于该引线64a上。
在绝缘衬底61处，致动器62在其一端部固定于第二区域61c侧的状态下得以悬臂支承。致动器62由具有柔性的原材料形成，并使得至少相对于绝缘衬底61的表面具有绝缘特性。致动器62由可移动部分68、臂部分69和支撑部分70构成。在致动器62处，支撑部分70由直接层叠并形成在绝缘衬底61的一个表面61a上的矩形板状固定部分71、在这个固定部分71的一侧边缘以升高方式一体形成的升高部分72、以及沿水平方向从这个升高部分72的上端边缘完全的支点部分73构成。在致动器62处，导体74和驱动电极图案75作为薄膜形成在与绝缘衬底61相对的内表面处。驱动电极图案75由用于驱动的可移动电极部分76、引线部分77、升高引线部分78和用于驱动的连接电极部分79构成。
可移动部分68由薄厚度矩形板状部分构成，其外形尺寸足以基本在整个区域上覆盖绝缘衬底61的第一区域61b。可移动部分68改进成使得相对于绝缘衬底61的表面在宽度方向上分隔成两个区域68a、68b。在可移动部分68处，导体74作为薄膜形成在与第一电容器电极65到第二电容器电极67相对应的第一区域68a之内。在可移动部分68处，驱动电极图案75的驱动可移动电极部分76作为薄膜形成在与第一驱动固定电极63相对应的第二区域68b之内。
导体74形成为呈现矩形形状，其外形尺寸足以以相对于第一电容器电极65到第三电容器电极67的方式覆盖整体。导体74相对于第一电容器电极65到第三电容器电极67作用为公共电极板，如后面所述，从而构成串联的第一到第三电容器。驱动可移动电极部分76也形成为呈现矩形形状，其尺寸足以以相对于第一驱动固定电极63的形式覆盖整体。驱动电压从控制单元(未示出)通过驱动电极图案75施加到驱动可移动部分76上，在驱动可移动电极部分76和第一驱动固定电极63之间产生静电力。导体74和驱动可移动电极部分76电绝缘。
使得臂部分69宽度变窄，由此相对于厚度方向具有柔性。在臂部分69处，在相对于绝缘衬底61的表面上，作为薄膜形成引线部分77，该引线部分从可移动部分68处形成的驱动可移动电极部分76引出，并沿长度方向在整个区域上延伸。臂部分69改进成当致动器62被驱动从而可移动部分68靠近绝缘衬底61一侧时，它减小所存储的弹性力，从而具有通过小操作电压获得大位移的能力。
支撑部分70一体连接到臂部分69的前端部上，并一体形成为使得固定部分71、升高部分72、和支点部分73横截面采取大致曲轴形。由于固定部分71的底面一体形成在绝缘衬底61的一个表面61a上，从而支撑部分70悬臂支承致动器62。支撑部分70通过升高部分22以相对于绝缘衬底61的一个表面61a预定的相对间距固定固定部分71和支点部分73，即，可移动部分68。在支撑部分70处，在臂部分79处形成的驱动电极图案75的引线部分77延伸到支点部分73，并且形成在升高部分72的内表面的升高引线部分78延续到这个延伸端，并形成为薄膜。在支撑部分70处，延续到升高引线部分78的用于驱动的连接电极部分79作为薄膜形成在固定部分71的底面上。
致动器62由绝缘衬底61在固定部分71与一个表面61a成一体的状态下悬臂支承。致动器62改进成使得相对间距由升高部分72保持，从而可移动部分68与绝缘衬底61的一个表面61a相对。在致动器62，形成在可移动部分68的内表面处的导体74以跨过第一电容器电极65到第三电容器电极67以覆盖这些电极的方式相对，从而构成第一电容器到第三电容器。另外，在致动器62，驱动可移动电极部分76以覆盖第一驱动固定电极63的方式相对，但是驱动电极图案75位于不与第一电容器电极65到第三电容器电极67相对的位置处。从而，采用了如此结构，以至于对第一电容器到第三电容器没有影响。
在电容器装置60处，从控制单元(未示出)传输的驱动电压施加到第一驱动固定电极65和第二驱动固定电极66上。在电容器装置60处，传输到第二驱动固定电极66上的DC驱动电压通过驱动电极图案75施加到可移动部分68处形成的可移动电极图案76上，同时，支撑部分70的驱动连接电极部分79相对于致动器62作为输入单元，其中驱动电极图案75围绕与绝缘衬底61相对的表面并形成在该表面处。
在图7所示的电容器装置60中，在第一驱动固定电极65和驱动可移动电极部分66之间产生静电力，从而朝向绝缘衬底61一侧吸引致动器62的可移动部分68。从而，在致动器62，使得臂部分69进行弹性位移，使得可移动部分68经历靠近绝缘衬底61一侧的操作。在致动器62处，弹性力以伴随这个可移动部分的工作的方式逐渐存储在臂部分69中。在致动器62处，可移动部分68的工作在第一驱动固定电极64和驱动可移动电极部分76之间的静电力与存储在臂部分69和升高部分72处的弹性力平衡的位置处终止，并保持这个状态。
在电容器装置60处，在可移动部分68形成的导体74与绝缘衬底61处形成的第一到第三电容器电容65到67之间的相对间距以伴随上述致动器62工作的方式得以限制。从而由这些电极构成的第一到第三电容器的静电容量得以改变。
在电容器装置60处，由于在第一驱动固定电极63和驱动可移动电极部分76之间产生的静电力随所施加的驱动电压的大小来变化，因此，可以控制致动器62的工作量。于是，电容器装置60控制驱动电压，由此具有取出任意静电容量的能力。
在电容器装置60处，类似于上述相应的电容器装置，采用了如下结构，即，用于由第一到第三电容器电极65到67和导体74构成的电容器的电信号系统与用于由第一驱动固定电极63和包括驱动可移动电极部分76在内的驱动电极图案75构成的致动器62的驱动电系统彼此独立。于是，电容器装置60具有如下结构，即，驱动电系统的引出布线不存在于用于电容器的电信号系统中。从而，由引出布线相对于第一到第三电容器形成的寄生电感得以减小。从而，在电容器装置60处，减小了寄生电感在第一到第三电容中的影响。结果，使得静电容量可变，并且抑制了整个共振频率的降低。从而可以进行高频带工作。
在电容器装置60处，如上所述，第一到第三电容器由第一到第三电容器电极65到67以及导体74构成。在电容器装置60处，例如使得第二电容器电极66为公共电极，而使得第一和第三电容器电极65和67为其他的电容器电极，由此也有可能构造出进行互锁工作的双工作模式电容器。
此外，在电容器装置60处，如上所述，第一到第三电容器电极65到67分别形成为采取相同形状。在电容器装置60，例如，第一到第三电容器电极65到67形成为它们的面积彼此不同，由此也有可能构造处静电容量可变且可变范围不同的双工作模式可变电容器。
此外，如上所述，虽然第一到第三电容器电极65到67作为薄膜形成在第五实施例的电容器装置60的绝缘衬底61的一个表面61a上，但是可以形成更多数量的电容器电极。当然，在这种电容器装置中，在致动器处形成以跨过多个电容器电极方式与致动器相对的一个导体，但是在致动器处可以形成多个导体，以构成独立的多个多工作模式电容器。这种电容器装置构成可以通过相应的电容器电极和导体改变多种静电容量的电容器。
在根据本发明的电容器装置中，使得多个电容器电极中的特定电容器电极为公共电极，而使其他的为电容器电极，由此构成多工作模式的可变电容器。于是，在电容器装置中，各种电感元件与相应的电容器电极相结合，由此可以构成例如多重变频滤波器、多重变频振荡器或超外差发送/接收电路等。
工业应用性
如上所述，根据本发明的电容可变型的电容器装置适于使致动器构成静电容量可变的电容器，在致动器中将导体形成为薄膜，该导体的尺寸可以跨过相应的电容器电极，从而通过驱动装置进行靠近绝缘衬底的操作或与绝缘衬底远离的操作，由此调节相应的电容器电极和导体之间的相对间距，其中在绝缘衬底的一个表面上作为薄膜形成至少两个电容器电极。于是，根据这种电容可变型电容器装置，相对于可移动主体侧的电导线变得不再需要。由此，减小了寄生电感的影响，并抑制了整体共振频率的下降。从而，构成了可以在高频带工作的电容器。
使得根据本发明的电容可变型电容器装置为如下结构，其中，用于驱动的固定电极与相应的电容器电极一起在彼此之间保持绝缘的状态下作为薄膜形成在绝缘衬底的主要表面上，而用于驱动的可移动电极作为薄膜与导体一起在相对于该导体保持绝缘的状态下形成在致动器一侧，以便通过驱动固定电极和驱动可移动电极之间产生的静电力驱动致动器。于是，根据这种电容可变型的电容器装置，由于在进行高精度定位后致动器由施加到驱动固定电极和驱动可移动电极上的驱动电压驱动，因此，构成了实现的功耗且精度高的电容器。另外，根据这种电容可变型电容器装置，由于用于电容器的电信号系统和用于驱动致动器的电信号系统电绝缘，因此降低了利用以非常小间隔形成的可变电容器的电信号系统和驱动信号系统之间的相互干涉。由此构成高精度电容器。
Claims (11)
1.一种电容可变型的电容器装置，包括：
一个绝缘衬底，在其一个表面上以彼此之间保持绝缘的状态形成至少两个电容器电极；
一个由绝缘材料形成的致动器，其具有跨过所述一个表面上的相应的电容器电极的外部形状，在该致动器中，形成有公共导体，所述公共导体与所述至少两个电容器电极分别构成电容器；以及
驱动装置，用于进行操作以允许致动器与绝缘衬底的主表面接触，或允许致动器自该主表面离开，
其中，致动器通过驱动装置调节致动器和绝缘衬底之间的相对间距，由此进行相应电容器的电容调节，
其中，驱动装置包括：
第一驱动固定电极和第二驱动固定电极，它们分别以相对于电容器电极保持绝缘的状态形成在绝缘衬底的主表面上；
驱动连接电极部分，其连接到第二驱动固定电极上；
驱动可移动电极部分；以及
引线部分，它将驱动可移动电极部分和驱动连接电极部分相连接，
其中，致动器由通过施加驱动电压而在第一驱动固定电极和驱动可移动电极部分之间产生的静电力来驱动。
2.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，相应的电容器电极由绝缘材料覆盖，而导体形成在致动器中与绝缘衬底主表面相对的主表面上。
3.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，导体形成在致动器中的与相对于绝缘衬底的主表面相反的一侧的主表面上。
4.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，致动器由固定在绝缘衬底主表面上的支撑部分、能够以这个支撑部分作为支点而与绝缘衬底相接触或与绝缘衬底分离的可移动部分；以及将支撑部分和可移动部分一体地连接的狭窄的臂部分构成。
5.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，致动器由固定在绝缘衬底主表面上的支撑部分、以及能够以这个支撑部分作为支点而与绝缘衬底相接触或与绝缘衬底分离的可移动部分构成，其中，支撑部分形成在可移动部分的一侧部分上，并相对于绝缘衬底悬臂支承。
6.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，致动器由固定在绝缘衬底主表面上的支撑部分、以及能够以这个支撑部分作为支点而与绝缘衬底相接触或与绝缘衬底分离的可移动部分构成，其中，支撑部分形成在可移动部分两侧部分上，并相对于绝缘衬底双固定支承。
7.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，相应的电容器电极形成为它们的面积彼此不同。
8.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，至少三个或更多个电容器电极形成在绝缘衬底上，其中，使电容器电极中任一个为公共电极，以便由这个公共电极和其他电容器电极构成电容器，由此通过可移动电极构成进行互锁工作的多工作模式电容器。
9.如权利要求8所述的电容可变型的电容器装置，其中，相应的电容器电极形成为它们面积彼此不同。
10.如权利要求1所述的电容可变型的电容器装置，其中，至少三个电容器电极或更多个电容器电极形成在绝缘层上，并且至少两个可移动电极或更多个可移动电极以彼此之间保持绝缘的状态形成在致动器上，其中，使得任两个或更多个电容器电极为公共电极，从而通过所述公共电极和其他电容器电极构成电容器，由此通过可移动电极构成进行互锁工作的多工作模式电容器。
11.如权利要求10所述的电容可变型的电容器装置，其中，相应的电容器电极形成为它们面积彼此不同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070516 Termination date: 20091109 |