CN1489158A - 可调电感器及其电感的调节方法 - Google Patents

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Abstract

一种可调电感器，包括绝缘基体(1)，设置在绝缘基体(1)上的能够受热软化的螺旋线圈(2)，以及各自电连接到线圈(2)的相应端的一对输入/输出端子(3，4)。优选地，线圈(2)由在过冷液相下软化的非晶态薄膜金属玻璃制成。

Description

可调电感器及其电感的调节方法
技术领域
本发明涉及一种可调电感器，更具体地，涉及一种用在移动通讯器件等中的可调电感器元件。另外，本发明还涉及一种调节可调电感器的电感的方法。
背景技术
随着电子器件在紧凑化和更高频率的操作方面的发展，对如电感器等的无源元件在紧凑化和更高频率的操作方面有了相应的要求。电感器的问题在于：(1)和其他无源元件相比它们更难被制造成线圈形状；(2)由于电感器和基体之间的寄生电容，提高操作频率难以达到。另外，如JP-A2000-223318(图1到3)中公开的，已知一种可以改变电感的电感器的结构，其中电感通过用激光等方法在线圈中割出(或剪出)一条微调线(trimming wire)来调节。
但是，在上述文献公开的这种方法中，由于电感是通过用激光等方法在线圈中割出(或剪出)一条微调线来调节的，一旦已经割过就无法还原这条微调线，由此产生了一个问题，就是此电感不能以可逆的方式被调节。另外，用割微调线的方法来调节电感仅允许电感以台阶状的方式变化，而不容许在给定范围内对电感的连续调节。
发明内容
因此本发明的主要目的是提供一种可调电感器，其中电感能以可逆和连续的方式改变。
本发明的另一个目的是提供调节这种可调电感器的电感的方法。
根据本发明的第一个方面，提供了一种可调电感器，其包括基体、设置在该基体上的能够受热软化的螺旋线圈和一对各自电连接到线圈的相应端的输入/输出端子。
采用上述结构，通过施加外力使能够受热软化的线圈弹性变形，在这个状态下，线圈被加热到其材料软化的温度，这样就减小了弹性形变所产生的应力。然后在冷却后，即使外力撤去线圈还维持其形状。所以，通过改变线圈的高度，磁通和线圈密度的状况变化，由此使电感变化。另外，因为线圈能通过加热而软化，于是即使在电感已经变化之后，还可以通过再使线圈发生弹性变形，然后加热以软化线圈，而来重调电感。
线圈可由在如下一组材料中选择的任一种形成：加热可软化的导电材料；形成有导电材料涂层的加热可软化的非导电材料；以及形成有另一种导电材料涂层的加热可软化的导电材料(优选的是，一种加热可软化的导电材料涂覆有另一种有较低电阻的导电材料)。
具体地说，线圈最好用一种在过冷液相下软化的非晶态薄膜金属玻璃制成。“金属玻璃”是一种在室温下具有优异机械性能的非晶态固体，当温度升高时这种金属玻璃依次从一种处于半固体状态的过冷液体状态(粘度为1013-108Pa·S的液体)(在玻璃态临界点Tg处的变化)，变到晶态固体状态(在初始结晶温度Tx处的变化)，再变到液体状态(在熔点Tm处的变化)。在这些状态变化中，非晶态固体状态和过冷液体状态之间的变化是可逆的，保持过冷液体状态的温度范围(过冷液相：玻璃态临界点Tg和初始结晶温度Tx之间)相对较宽，由此材料能被轻易加热到过冷液体状态。所以，该线圈处于弹性变形状态的同时，将由非晶态薄膜金属玻璃形成的线圈加热到过冷液相，则由弹性变形在内部产生的应力能完全被这种退火作用消除，随后再通过冷却线圈就使其恢复到最初的非晶态固体状态。另外，因为这个相变是可逆的，通过重复弹性变形、加热和软化的操作，线圈的高度能变化任意多次，由此电感的重调可以轻松完成。钯(Pd)基薄膜金属玻璃(Pd76Cu7Si17)或锆(Zr)基薄膜金属玻璃(Zr75Cu19A16)是非晶态薄膜金属玻璃的实例。
作为一种制造所述可调电感器的方法，首先，用能够受热软化的薄膜材料，例如薄膜金属玻璃，制造平面线圈。该平面线圈的预定部分被用外力向上抬起，从而使得线圈弹性变形成一个圆锥线圈或方锥的线圈，在此状态下，线圈被加热到形成其的薄膜材料软化的温度，从而减小线圈中的弹性应力。随后通过冷却线圈，得到所需的可调电感器。在调节线圈高度时，使用高度调节夹具或高度调节部件，在加热线圈时，使用公知的加热方法，例如红外或激光照射。
根据本发明的一个理想实施例，还在所述基体上设置了驱动电极，所述驱动电极经一绝缘层设置在所述线圈之下，使得通过在驱动电极和线圈之间加电压，线圈能通过静电方法被吸引，从而改变线圈的高度。通过这种结构，可以以动态的方式改变线圈的电感，另外，通过去掉所加电压，线圈由于其弹性性质而恢复到初始形式，电感也恢复到其初始值。
优选地，对着线圈设置多个驱动电极，并设置连接端子来分别给每个驱动电极加电压。从而，通过合适地选择一定数量的驱动电极并对其施加电压，可以以一种台阶状的方式在相对较宽的范围内控制线圈的电感。
优选地，驱动电极包括螺旋缝隙，缝隙的宽度随着其沿线圈的圆周方向的延伸而改变。或者，也可以让驱动电极本身具有带细尖的螺旋形状，其宽度随着其沿所述线圈的圆周方向的延伸而改变。通过合适地选择实际的驱动电极和缝隙的形状和位置，可以产生对应于线圈位置的理想的静电吸引力，由此电感能以连续的方式被调节。
根据本发明的另一个实施例，还设置了：紧靠着线圈的按压部件，以及用来沿线圈的高度方向驱动按压部件的驱动器或调节机构。通过这种结构，可以动态改变线圈的电感，另外可以使线圈恢复到其初始状态。
驱动器可以从线圈的相对一侧来支撑所述按压部件，或者从线圈的相同一侧来支撑所述按压部件。
根据本发明的另一个理想实施例，压电薄膜和驱动电极被形成于线圈之上，除此之外在绝缘基体上还设置有连接到所述驱动电极上的连接端子。通过这种结构，通过所述压电薄膜的变形，直接使得线圈弹性变形，从而调节电感。
根据本发明的另一个理想实施例，还设置了：连接到线圈一端的连接板，该连接板当线圈沿高度减小的方向弹性变形时，用来接触线圈上除了所述端的部分，从而减少线圈的有效圈数，以及当线圈沿高度增加的方向弹性变形时，反过来用来增加线圈的有效圈数。通过这种结构，线圈的有效圈数与线圈的高度同时变化，由此可以增加电感的变化速度。
优选地，所述连接板可以具有圆环的形状，并且其中还设置有多个沿圆周方向间隔排列的缝隙。这些缝隙具有促进磁通流过的效果。
本发明的第二方面提供了一种调节可调电感器电感的方法，该可调电感器包括绝缘基体、设置在所述绝缘基体上的能够受热软化的螺旋线圈以及各自电连接到线圈的相应端的一对输入/输出端子，该方法至少包括下列步骤：压缩或拉伸线圈，从而改变其高度；在高度变化之后加热线圈到其软化温度，接着冷却以设定线圈的初始高度。这种方法的优点和所描述的可调电感器的结构的优点相似。
此外，调节电感的方法还可以包括以下步骤：通过将线圈封在树脂中来固定为线圈设定的初始高度。通过这种方法，可以确保电感在已经正确地调节后不会随意变化。
或者，替代上面所述的，调节电感的方法还可以包括一个通过静电或压电的方法压缩或拉伸线圈，来动态改变已经被设定初始高度的线圈的高度的步骤。
本发明的第三方面提供了一种调节可调电感器电感的方法，该可调电感器包括：绝缘基体；设置在所述绝缘基体上的螺旋线圈；以及各自电连接到线圈的相应端的一对输入/输出端子；该方法包括下列步骤：压缩或拉伸线圈，从而改变其高度；在高度变化之后加热线圈到其软化温度，接着冷却以设定线圈的初始高度；以及通过将线圈封在树脂中来固定为线圈设定的初始高度。
从以下参照附图对优选实施例的描述，本发明的各种特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施例的在电感调节前的可调电感器的透视图。
图2是沿着图1中线II-II所取的剖视图。
图3是示出了同一可调电感器在电感调节后的透视图。
图4a到4d是示出了制造如图1所示可调电感器的过程步骤的类似于图2的剖视图。
图5a到5d是示出了制造可调电感器中紧接着图4所说明的过程步骤的剖视图。
图6a到6d是示出了调节根据第一实施例的可调电感器电感的过程的剖视图。
图7是示出了第一实施例中电感和线圈高度之间关系的图表。
图8是示出了根据第一实施例的重调电感的方法的透视图。
图9是示出了根据第二实施例的可调电感器的透视示意图。
图10是示出了根据第三实施例的可调电感器的一个主要部分的平面示意图。
图11是示出了根据第四实施例的可调电感器的一个主要部分的平面示意图。
图12是示出了根据第五实施例的可调电感器的一个主要部分的平面示意图。
图13是示出了根据第六实施例的可调电感器的一个主要部分的前视示意图。
图14是示出了在根据第六实施例的可调电感器中使用的压电驱动器的结构实例的图。
图15是示出了根据第七实施例的可调电感器的一个主要部分的前视示意图。
图16是示出了根据第八实施例的可调电感器的透视示意图。
图17a和17b是示出了根据第九实施例的可调电感器的视图。
图18是示出了根据第十实施例的可调电感器的平面示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。
[第一实施例]
图1到3示出了根据本发明的第一实施例的可调电感器。此处，图1是示出了可调电感器在电感调节前的状态的透视图，而图2是沿着图1中线II-II所取的剖视图。另外，图3是示出了可调电感器在电感调节后的状态的透视图。
如图1所示，根据本实施例的可调电感器具有一种结构，其中螺旋线圈2和一对输入/输出端子3、4通过后面将描述的制造过程被图形化(pattern)到绝缘基体1上。一种具有完全绝缘性质的材料，例如石英、微晶玻璃、氧化铝、铁酸盐等等，可用作绝缘基体1。另外，除了完全绝缘的材料，还可以用半导体材料，例如在其表面上层叠有氧化硅或氮化硅膜的硅，来作为形成基体1的材料。
各个输入/输出端子3、4由如铂(Pt)这样的材料制成，并通过如公知的光刻法这样的方法来图形化。其中一个端子3(下文中称为“第一端子”)包括外端子3a、从这个外端子3a向基体1的近似中心方向延伸的伸出段3b、以及在基体1的近似中心处和这个伸出段3b相连的内端子3c。另一个端子4(下文中称为“第二端子”)包括外端子4a和从这个外端子4a向所述螺旋线圈2的外圆周方向延伸的伸出段4b。为了按需要减小电阻，还可以通过公知的方法，例如电镀、溅射或气相沉积等，在各个端子3、4上另外再形成铝、合金或铜等等。
由图2所揭示的，所述螺旋线圈2被通过其内端子2a直接电连接到第一端子3。类似的，螺旋线圈2的外端子2b被直接电连接到第二端子4。但是，在除了前述的内端子2a和外端子2b的其他某个位置，螺旋线圈2和基体1稍许分开(例如，分开接近1μm)，使得它可以以浮动的方式移动。于是，可以通过抬起螺旋线圈2在内端子2a和外端子2b之间形成的中间圆环状部分2c(具体方法在下文中描述)，来改变线圈2的高度，从而使得电感变化。另外，除了需要通过电流的外端子3a、4a和内端子3b、4b，各个端子3、4被绝缘膜5覆盖，例如氧化硅等等(为方便起见，这在图1和图3中被省略了)。因此，即使在自身重量的作用下线圈2的一部分垂下来，它也不会和第一端子3的伸出段3b相连通。
螺旋线圈2用一种加热时软化但能够在软化之后保持形状的导电材料制成。在本实施例中，螺旋线圈2是通过形成钯基薄膜金属玻璃(Pd76Cu7Si17，其中下标表示原子百分比)膜来制造的，该钯基薄膜金属玻璃膜是通过先溅射到5μm厚，然后用光刻方法将其图形化(此方法的细节在下文中描述)而形成。钯基薄膜金属玻璃是非晶态的，并当加热到相应于过冷液相的温度时，具有被软化但维持半固体状态的过冷液相。因此，为了调节电感的目的，通过使由钯基薄膜金属玻璃形成的螺旋线圈2出现弹性变形，然后再加热线圈，可以减小由弹性变形产生的应力，同时在维持变形后的形状的情况下，消除任何出现于线圈中的缺陷，例如空隙。此外，如果钯基薄膜金属玻璃在被软化后被冷却，则它会可逆地恢复到初始的非晶态固体状态。因此，通过重复加热和冷却的操作，螺旋线圈2的电感可以被任意多次地重调。为了按需要减小电阻，还可以通过公知的技术，例如电镀、溅射或气相沉积等，在线圈2上另外再覆盖铝、金属或铜等等。
除了钯基薄膜金属玻璃，还可以用锆基薄膜金属玻璃(Zr75Cu19A16)。除了使用这种非晶态薄膜金属玻璃来作为加热时软化的导电材料外，还可以使用导电聚合物材料(例如聚乙炔、聚吡咯和聚噻吩等等)、金属、导电玻璃(ITO：铟锡氧化物)、沉积有导电材料的绝缘聚合物材料和沉积有导电材料绝缘玻璃等等，只要它有一个软化点。
下面，在图4和图6的基础上描述一种制造具有上述结构的可调电感器的方法和调节其电感的方法。
首先，如图4a所示，输入/输出端子3、4是通过一种公知的光刻法，以预定的形状(见图1)在绝缘基体1上图形化一层例如铂材料的薄膜而形成的。
随即，如图4b所示，通过图形化形成绝缘膜5，以覆盖除了外端子3a、4a、3c和4b的输入/输出端子3、4。例如，通过溅射在基体的整个面上形成氧化硅，由此形成的氧化硅膜再被刻蚀成预定的形状。
下面，如图4c所示，牺牲层6通过图形化形成到螺旋线圈2将以浮动状态和基体1分开的位置上。更具体地说，例如铬(Cr)作为一种构成牺牲层6的材料，被通过溅射到基体1的整个面上而被形成为一层膜，如此形成的铬膜被刻蚀成预定的形状。
下面，如图4d所示，用于以光刻法来形成螺旋线圈2的掩模图案7被形成。具体而言，例如聚酰亚胺树脂，被形成于基体1的整个面上，这通过例如反应离子刻蚀(RIE，Reactive Ion Etching)的方法被图形化。
随即，如图5a所示，要形成螺旋线圈2的材料借助于掩模图案7通过溅射而被气相沉积。更具体地说，一层钯基薄膜金属玻璃(Pd76Cu7Si17)膜通过溅射的方法形成到例如厚度为5μm。结果，钯基薄膜金属玻璃不仅粘合到所述输入/输出端子和牺牲层5的暴露区域，而且也粘合到掩模图案7的表面。
随即，如图5b所示，掩模图案7被用刻蚀溶液去除。于是，留在掩模图案7的表面上的钯基薄膜金属玻璃膜和掩模图案7一起被去掉。在此情况下，例如四甲基氢氧化铵(TMAH，Tetra Methyl AmmoniumHydroxide)或氢氧化钾用作刻蚀的溶液。
下面，如图5c所示，一束会聚红外光束IR被照射到所形成的螺旋线圈2上，并由此而对其加热。更具体地说，基体1被置入一抽到给定的真空度(例如10-4Pa)的真空加热炉中，然后在钯基薄膜金属玻璃软化的温度(例如639K)下加热给定长的时间(例如30秒)。于是，当钯基薄膜金属玻璃通过溅射形成时累积在螺旋线圈2中的应力通过加热和软化的过程所产生的退火作用而减小。附带地，除了照射红外光束IR之外，加热过程也可以通过照射激光来完成。
下面，如图5d所示，由铬制成的牺牲层6用刻蚀溶液的方法被除去。于是，螺旋线圈2上除内端子2a和外端子2b之外的部分上浮并和基体1隔开。此种情况下，使用例如硝酸二铵铈(cerium diammoniumnitrate)和高氯酸的混和刻蚀溶液。图5d中示出的结构和图2中的完全一样。
以这种方法制造的可调电感器中，电感通过以下方法调节。具体而言，如图6a所示，例如一种光敏的聚酰亚胺树脂10被填充在玻璃板9和基体1(其面向螺旋线圈2的那一侧)之间，紫外光束UV从玻璃板9的一侧，被选择性地照射在螺旋线圈2的圆环状中心部分2c上。于是，在填充的光敏聚酰亚胺树脂10中，只有对应于螺旋线圈2的圆环状中心部分2c的部分被硬化。
随即，如图6b所示，光敏聚酰亚胺树脂10中未被硬化的部分被用刻蚀溶液的方法去除。于是，光敏聚酰亚胺树脂10中被硬化的部分留作结合层10a，呈现出一种玻璃板9被结合到螺旋线圈2的圆环状中心部分2c上的状态。例如TMAH被用作去除未硬化的光敏聚酰亚胺树脂10的刻蚀溶液。
下面，如图6c所示，玻璃板9被向上移，从而拉伸螺旋线圈2并使其弹性变形成圆锥形。线圈2的高度可轻易通过调节它被玻璃板9拉高的高度来设置，高度可通过夹具(未图示)等来调节。此外，线圈2的可能制造的高度依赖于圈数和使用的材料，但在本实施例中使用的钯基薄膜金属玻璃具有优异的弹性，一般可以被拉伸到将近线圈外径的一半。在本实施例中，由于线圈2被形成为接近圆螺旋的形状，当受到弹性变形时它形成圆锥的形状，但如果方螺旋形状的线圈要弹性变形时，则它将形成方锥的形状。在本发明中，只要元件能够起到线圈的作用，具体的形状并不重要。
下面，如图6c也示出，弹性变形的螺旋线圈2通过在其上照射会聚的红外光束IR而被加热。更具体地说，基体1被置入一抽到给定的真空度(例如10-4Pa)的真空加热炉中，然后通过红外照射被加热到钯基薄膜金属玻璃软化的温度(例如639K)，保持给定长的时间(例如30秒)。于是，由于弹性变形在螺旋线圈2中产生的应力通过加热和软化的过程的退火作用而减小了。附带地，除了红外光束IR能量照射之外，加热也可以通过照射激光来完成。
最后，如图6d所示，剩下的粘合层10a用刻蚀溶液来溶解，玻璃板9被拿开。于是得到了如图3所示的可调电感器(其中电感已被调节)。根据本实施例实际制造的可调电感器中的螺旋线圈2的直径是855μm。
图7为示出了如上所述制造的可调电感器的电感随高度的变化的图表。如图所揭示的，通过让螺旋线圈2的高度从50μm变到150μm，可以将电感改变其最大值的3％左右。
在图6c和6d所示的阶段中，如果可调电感器的电感已经等于目标值，则应在基体1和玻璃板9之间填充不会粘到玻璃板9上的树脂(例如环氧树脂或聚氨基甲酸乙酯树脂)，同时避开端子3、4的外端子3a、4a，使得电感器的电感不会变化(见图6c和6d中的点划线11)。当树脂11被硬化(或固化)后，玻璃板9被拿开。
另一方面，如要在电感已经被调节后重调，如图8所示的，通过用玻璃板9压可调电感器中的螺旋线圈2，来使其弹性变形。在这种状态下，一束会聚的红外光束IR被照射到在真空或惰性气体气氛(例如稀有气体或氮气)中的螺旋线圈2上，从而加热线圈2到钯基薄膜金属玻璃软化的温度(例如639K)，保持给定长的时间(例如30秒)。于是，可以通过螺旋线圈2的弹性变形来重调可调电感器的电感，同时通过加热和软化过程的退火作用而减小在螺旋线圈2中由于弹性变形产生的应力。在重调电感之后，围绕可调电感器的区域被填充一种不会粘合到玻璃板9上的树脂，一旦该树脂被硬化，玻璃板9就被拿开，重调的螺旋线圈2被固定。
[第二实施例]
图9是示出了根据本发明第二实施例的可调电感器的透视示意图。
根据本实施例的可调电感器，将例如一个300μm厚的晶片作为基体21，该晶片有一层1μm厚的热氧化膜(未图示)形成到具有100晶向的单晶硅表面上，并在此基体上形成用于光刻的掩模图案之后，通过溅射形成一层2μm厚的铂膜，随后该掩模图案被去掉，从而形成一个近似圆环形的驱动电极25。该驱动电极被连接到一个连接端子25a上。
在驱动电极25上除了连接端子25a以外的区域上用CVD的方法形成例如一层1μm厚的氧化硅膜，作为绝缘层(未图示)。用钯基薄膜金属玻璃制成的螺旋线圈22和输入/输出端子23、24，通过类似于第一实施例的过程(见图4和5)形成到绝缘层或基体21的表面上。另外，用类似于第一实施例中的过程(见图6)，通过以圆锥的方式向上抬起线圈22来调节电感。
当高于线圈22的信号电压的电压被施加到驱动电极25上时，线圈22被吸向基体21，从而改变其高度并改变电感。另外，因为高度变化的量可根据施加到驱动电极25上的电压调节，所以可以以一种动态和连续的方式调节电感。形成动态变化的参考的初始电感(线圈没有被施加吸引力的状态时的电感)能被适当地设置，此外还能以第一实施例中描述的方法重调。
[第三实施例]
图10是示出了根据本发明第三实施例的可调电感器的主要部分的平面示意图。此图中，和图9中所示的相同或相似的元件用相同的标号标注。此外，在图10中，螺旋线圈22和输入/输出端子23、24用虚线表示。这种情况也适用于后面要描述的图11和12。
根据本实施例的可调电感器的基本结构和根据第二实施例的可调电感器(图9)的相同，和第二实施例的不同在于其包括多个分开的驱动电极25，它们分别被连接到连接端子25a。
在图9所示的根据第二实施例的可调电感器中，因为一个实际上均匀的电位被施加到整个驱动电极25上，由位置决定的静吸引力不可能有任何变化。在这种结构中，发现随着施加到驱动电极25上的电位的增加，螺旋线圈22的高度连续下降，直到一个给定的吸引阈值(例如160V)，但如果电位超过了这个阈值，则整个螺旋线圈22就突然被完全吸引到驱动电极25一侧，这个完全吸引的状态会保持住，直到电压随后被降低到给定的释放阈值(例如70V)。于是，这在增大电感的动态调节范围时是不利的。
在本实施例中，如图10所示，通过恰当的选择多个分开的驱动电极25并对其加电压，可以使得螺旋线圈22的高度(电感)以台阶状的方式改变。例如，一个或两个或三个驱动电极25可以以各种组合被选择并于其上施加电压。通过这种方法，螺旋线圈22被完全吸引到驱动电极25一侧就变成不可能了，由此能为电感设置大的动态调节范围。
[第四实施例]
图11是示出了根据本发明第四实施例的可调电感器的主要部分的平面示意图。
根据本实施例的可调电感器具有和根据第二实施例的可调电感器(图9)相同的基本结构，和第二实施例的不同在于其包括螺旋缝隙26，其中驱动电极25的宽度逐渐变窄。通过采用这种结构，在驱动电极25和螺旋线圈22之间产生的静电力会随位置改变，因此整个螺旋线圈22被完全吸引到驱动电极25一侧就变成不可能了。相应的，就有可能为电感设置大的动态和连续调节范围。
[第五实施例]
图12是示出了根据本发明第五实施例的可调电感器的主要部分的平面示意图。
根据本实施例的可调电感器也具有和根据第二实施例的可调电感器(图9)相同的基本结构，和第二实施例的不同在于其实际的驱动电极25的宽度逐渐变窄。通过这种结构，在驱动电极25和螺旋线圈22之间产生的静电力随位置改变，由此整个线圈22被完全吸引到驱动电极25一侧就变成不可能了。于是，就有可能为电感设置大的动态和连续调节范围。
[第六实施例]
图13和图14示出了根据本发明第六实施例的可调电感器。
在本实施例中，螺旋线圈32，以及电连接于其上的输入/输出端子(这些未在图13中出现)，通过和第一实施例中相似的过程制造在一个例如150μm厚的石英基体31上。一个绝缘按压部件33紧靠着这个线圈32的顶面，该按压部件33通过一个压电驱动器34和支撑部件35安装在基体31的上面。按压部件33由例如聚四氟乙烯的材料构成，这种材料介电常数接近于1。
压电驱动器34具有例如图14所示的结构。更具体地说，压电驱动器34具有一种结构，其中压电体34c被置于梳状的第一电极34a和有相似梳状的第二电极34b之间。在本实施例中，第一电极34a被固定到支撑部件35上而第二电极34b被固定到按压部件33上。电极34a和34b的各个梳齿之间的间距是例如25-100μm，压电体34c的层数是例如100层。
在上述结构的可调电感器中，当电压被加到压电驱动器34的电极34a和34b之间时，压电体34c变形，从而通过按压部件33使得线圈32被压向基体31。于是电感由于线圈32高度的变化而被改变了。
关于压电驱动器34和线圈32之间的绝缘不会有问题，并且只要压电驱动器34的介电常数对线圈32的电感的变化没有任何不利影响，那就可以不要按压部件33。另外，也可以使用公知的静电驱动器来代替压电驱动器34。此外，线圈32的高度也能通过用进给螺杆机构代替这种驱动器来压线圈32而手动调节。
[第七实施例]
图15示出了根据本发明第七实施例的可调电感器。在此图中，和图13和14中所示的相同或相似的元件用相同的标号标注。
在操作原理上，根据本实施例的可调电感器和根据第六实施例的是相同的，但它的不同在于多个压电驱动器34被置于基体31和按压部件33之间。另外，各个压电驱动器34的结构如图14所示。但是，在第七实施例中，所加电压的极性和第六实施例的相反，压电驱动器34被这样驱动以收缩。
[第八实施例]
图16是示出了根据本发明第八实施例的可调电感器的示意图的透视图。
如图16所示，和第二实施例相似，一个例如300μm厚的晶片被作为基体51，该晶片有一层1μm厚的热氧化膜(未图示)形成到具有100晶向的单晶硅表面上，用钯基薄膜金属玻璃制成的螺旋线圈52和输入/输出端子53、54，通过类似于第一实施例中的过程形成于其上。此外，在线圈52被抬起以形成圆锥形之前，压电薄膜(PZT)55和附加电极(铂)56用公知的溅射和刻蚀技术，被图形化和层叠在线圈52上从其内端到最高点的那部分上。驱动端子56a被连接到辅助电极56上。
在本实施例中，通过从驱动端子56a对附加电极56施加一个高于线圈52的信号电压的电压，夹在线圈52和附加电极56之间的压电薄膜55将被切向的压电效应压缩，压电薄膜55所在的那部分将朝着使它在基体51上被举高的方向移动，由此线圈52的高度将变化。于是线圈52的电感将动态变化。
在本实施例中，压电薄膜55形成于从线圈52的内端延伸到其最高点的区域上，但也可以形成于从线圈52的外圆周延伸到其最高点之间的区域上，或者形成于线圈52的整个表面上。
[第九实施例]
图17a和17b给出了根据本发明第九实施例的可调电感器的说明图。图17a是该可调电感器的平面图，而图17b是该可调电感器的侧视图。
如图17a和17b所示，和第二实施例相似，一个例如300μm厚的晶片被作为基体41，该晶片有一层1μm厚的热氧化膜(未图示)形成到具有100晶向的单晶硅表面上，使用光刻法在该基体上形成掩模图案，随即通过溅射形成一层2μm厚的铂膜，并去掉掩模图案，从而形成一个被连接到连接端子45a上的带细尖的线圈状的驱动电极45。例如一层1μm厚的氧化硅膜作为绝缘层46，用CVD的方法形成于驱动电极45上除了连接端子45a以外的部分上。用铂在此绝缘层46上面形成圆环状的连接板47。用钯基薄膜金属玻璃制成的螺旋线圈42和输入/输出端子43、44，通过类似于第一实施例中的过程形成到其上，并且进行调节以得到给定的初始电感。另外，连接板47和线圈42电连接到图17中示出的A部分。在此图中，螺旋线圈42和输入/输出端子43、44用虚线表示。
在本实施例中，如果高于线圈42的信号电压的电压被施加到驱动电极45上时，则静电力将在线圈42和驱动电极45之间起作用，线圈42被吸向基体41，且线圈42的高度将弹性变化。因为驱动电极42具有尺寸越靠近其尖端越小的线圈形状，所以电场强度不均匀，由此高度近似正比于所加电压而改变，而不是线圈42突然被吸引。当线圈42的外圆周被吸向基体41时，从线圈42的中心部分开始，线圈42逐渐地接近基体41并接触到连接板47。因为连接板47在A部分被电连接到线圈42上，线圈42的圈数相应于接触的长度而被大大减少，相应于前面所描述的实施例中线圈42的高度变化，电感能在更大范围内改变。因为线圈42的外圆周位于连接板47的外侧并且不与连接板相对，这样即使它被吸引到基体41一侧，它也不会和连接板47接触。
在本实施例中，驱动电极45的形状是带细尖的螺旋状，和第五实施例(图12)的相似，但也可以是和第三实施例(图10)或第四实施例(图11)相似的形状。另外，通过驱动电极45来使用静电力并不是必要的，也可以在如第六实施例(图13和14)或第七实施例(图15)或第八实施例(图16)中的使用压电驱动器34或压电薄膜55的驱动系统中采用连接板47。另外，根据本实施例，电感是通过线圈42朝着基体41的方向被变形(吸引或排斥)，从而接触到连接板47并减少线圈42的有效圈数而变化的，但反过来说，也可以使得线圈42在初始状态时接触连接板47，然后通过使线圈以离开基体41的方向变形(拉伸)，从而和连接板47分离并由此增加有效圈数来改变电感。
[第十实施例]
图18是根据本发明第十实施例的可调电感器的说明图。在此图中，和图17中所示的相同或相似的任何元件用相同的标号标注。
在基本结构上，本实施例的可调电感器和根据第九实施例的可调电感器是相似的，但其不同在于连接板47上设有多个沿圆周方向间隔排列的缝隙47a。通过采用这种结构，磁通更容易流过线圈42从而减小损耗。
如上所述，根据本发明，可以提供适合在移动通讯器件等中应用的小尺寸可调电感器，其中电感能以半固定或动态的方式变化。

Claims (18)

1.一种可调电感器，包括：基体；设置在所述基体上的能够受热软化的螺旋线圈；和电连接到所述线圈的各端的一对输入/输出端子。
2.如权利要求1所述的可调电感器，其中所述线圈由在一组材料中选择的至少一种形成，该组材料包括导电材料，形成有导电材料涂层的非导电材料，以及形成有另一种导电材料涂层的导电材料。
3.如权利要求2所述的可调电感器，其中所述线圈由一种在过冷液相下软化的非晶态薄膜金属玻璃制成。
4.如权利要求1所述的可调电感器，其中还在所述基体上设置了驱动电极，所述驱动电极经一绝缘层设置在所述线圈之下，使得所述线圈的高度能通过在所述驱动电极和所述线圈之间施加电压而通过静电方法被改变。
5.如权利要求4所述的可调电感器，其中相对着所述线圈设置有多个所述驱动电极，并且设置了连接端子来分别给每个所述驱动电极施加电压。
6.如权利要求4所述的可调电感器，其中所述驱动电极包括沿所述线圈的圆周方向延伸的螺旋缝隙。
7.如权利要求4所述的可调电感器，其中所述驱动电极是螺旋形的且其宽度随所述电极沿所述线圈的圆周方向的延伸而改变。
8.如权利要求1所述的可调电感器，还包括紧靠着所述线圈的按压部件，以及用来沿所述线圈的高度方向驱动该按压部件的驱动器或调节机构。
9.如权利要求8所述的可调电感器，其中所述驱动器从所述线圈的相对一侧来支撑所述按压部件。
10.如权利要求8所述的可调电感器，其中所述驱动器从所述线圈的相同一侧来支撑所述按压部件。
11.如权利要求1所述的可调电感器，其中压电薄膜和驱动电极被形成于所述线圈之上，连接到所述驱动电极上的连接端子被设置在所述绝缘基体上。
12.如权利要求4所述的可调电感器，还包括连接到所述线圈一端的连接板，该连接板当所述线圈沿高度减小的方向弹性变形时，用来接触所述线圈上除了所述端的部分，从而减少所述线圈的有效圈数，以及当所述线圈沿高度增加的方向弹性变形时，反过来用来增加所述线圈的有效圈数。
13.如权利要求12所述的可调电感器，其中所述连接板具有圆环形状。
14.如权利要求13所述的可调电感器，其中所述连接板上设置了多个在圆周上间隔排列的缝隙。
15.一种调节可调电感器的电感的方法，该可调电感器包括绝缘基体、设置在所述绝缘基体上的能够受热软化的螺旋线圈、以及电连接到所述线圈的相应端的一对输入/输出端子，所述方法至少包括下列步骤：
压缩或拉伸所述线圈，从而改变其高度；以及
在高度变化之后加热所述线圈到其软化温度，接着冷却以设定所述线圈的初始高度。
16.如权利要求15所述的调节电感的方法，还包括将所述线圈封在树脂中来固定为所述线圈设定的初始高度的步骤。
17.如权利要求15所述的调节电感的方法，还包括在设置初始高度之后，通过静电或压电的方法压缩或拉伸所述线圈，来动态改变所述线圈的高度的步骤。
18.如权利要求15所述的调节电感的方法，其中所述线圈由在过冷液相下软化的非晶态薄膜金属玻璃制成。
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