JP2009059866A - 素子集合体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板22の上面には複数の凹部25を設ける。ある凹部では、凹部25の底面に平板状の固定電極30を設け、それに対向して蓋部23の裏面に平板状の可動電極31を設けることにより可変コンデンサ27を形成する。別な凹部では、凹部25の底面に固定電極33を設け、それに対向して蓋部23の裏面に可動電極34を設け、両電極間に高抵抗体35を設けて可変抵抗28を形成する。さらに別な凹部では、凹部25の底面に平板状の固定電極36を設け、それに対向して蓋部23の裏面にジグザグに蛇行した可動電極37を設けることにより可変インダクタ29を形成する。
【選択図】図3
Description
以下、図2〜図19を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。図2は本発明の第1の実施形態による素子集合体21の斜視図、図3は素子集合体21の基板22と蓋部23とを分離すると共に基板22の一部を破断した状態の斜視図、図4は図2のX−X線断面図である。
図20は、可変コンデンサ27の異なる形態、すなわち変形例1による可変コンデンサ27を表わす断面図である。この可変コンデンサ27では、凹部25内に大きな誘電率(比誘電率が10以上)を持つ、可圧縮性の弾性誘電体54(例えば、非アルコール系有機誘電弾性体)を充填している。
図21、図22及び図23は、変形例2による可変コンデンサ27を表わす。この可変コンデンサ27では、図21に示すように、固定電極30と可動電極31との間に誘電率の大きな誘電体56を保持している。この誘電体56は、誘電率の大きな液体(例えば、非アルコール系有機誘電液体)や誘電率の大きな弾性体である。この誘電体56も比誘電率が10以上のものが望ましい。この誘電体56は、可動電極31が撓んでいないときには、水平断面が固定電極33及び可動電極34の面積よりも小さくて中央に集まっている。また。誘電体56が弾性体などの場合には、誘電体56の上面又は下面を可動電極31か固定電極30に接合させておけばよく、誘電体56が液体の場合には、可動電極31と固定電極30の中央部を除く領域に誘電体56をはじくような処理を施しておけばよい。
図25は変形例3による素子集合体の分解斜視図である。図26(a)は変形例3における一素子の構造を示す平面図、図26(b)は図26(a)のY−Y線断面図、図26(c)は図26(a)のZ−Z線断面図である。図26においては、可変コンデンサ27を例にとって説明しているが、変形例3の構成は、可変抵抗28や可変インダクタ29、あるいは後述のこれら以外の素子についても同様である。
図27(a)は変形例4による可変コンデンサ27の断面図、図27(b)は蓋部23を取り除いた状態の平面図である。この変形例では、固定電極30及び可動電極31をそれぞれ複数の突起65、66の集合によって構成している。突起65、66の形状は、円錐状や角錐状などの錐状、円錐台状や角錐台状などの錐台状、半球状、断面三角形の突条(くさび状)などでもよい。さらに、凹部25内で、かつ、可動電極31の外側の領域において、蓋部23の裏面には突起66よりも高いストッパ67が突出している。なお、ストッパ67は、凹部25の内面で、固定電極30の外側の領域において、突起65よりも高くなるように設けてあってもよい。
図28は変形例5による素子集合体21の構造を示す断面図である。この素子集合体21にあっては、各素子領域で凹部25の深さが一定でなく、素子領域によって凹部25の深さが異なっている。よって、素子の種類の違いや、同じ素子であっても回路定数の違いなどによって最適な電極間距離となるように各素子領域毎で電極間距離を調整することができる。また、一度の製造プロセスで多様な特性の素子を得ることができ、素子集合体21の最適化が容易になる。
図29は本発明の第2の実施形態による素子集合体71を示す斜視図、図30はその分解斜視図である。また、図31は蓋部23の分解斜視図である。図32は蓋部23を分離した状態で示す素子集合体71の平面図である。この素子集合体71(あるいは、素子集合体の一部)は、可変コンデンサ27と可変インダクタ29の2つの素子によって構成されている。
図33は本発明の第3の実施形態による素子集合体76を示す平面図、図34は蓋部23を取り除いた状態で示す素子集合体76の平面図である。この素子集合体76(あるいは、素子集合体の一部)は、4つの可変コンデンサ27によって構成されている。図34に示すように、各可変コンデンサ27はいずれも固定電極30と可動電極31によって構成されており、2つの可変コンデンサ27がそれぞれ直列に接続され、直列に接続された2つの可変コンデンサ27どうしがさらに並列に接続されている。4つの可変コンデンサ27を直並列接続した素子集合体76の入力端子72と出力端子73は蓋部23の上面に設けられている。また、第2の実施形態と同様、蓋部23の上面には各素子領域毎に可動力発生部41が設けられている。
図35は第4の実施形態による素子集合体81を示す平面図、図36は蓋部23を取り除いた状態の平面図である。この素子集合体81は、1つの可変コンデンサ27と2つの可変インダクタ29(以下、2つの可変インダクタ29を区別して可変インダクタ29a、29bとする。)を備えており、これらの素子はスター結線されている。この第4の実施形態について、以下に説明する。
図39は第5の実施形態による素子集合体91を示す平面図、図40は蓋部23を取り除いた状態の平面図である。この素子集合体91は、第4の実施形態の素子集合体81にさらにスイッチ92を付け加えたものである。スイッチ92は、図40に示すように、可変コンデンサ27と可変インダクタ29bとの中間に直列に挿入されている。
図44(a)は本発明の第6の実施形態を示す断面図、図44(b)は蓋部23を取り除いて可動電極を示す平面図、図44(c)はさらに固定電極を示す平面図である。図44に示す第6の実施形態は、素子集合体の一素子である可変トランス101を示す。
図46(a)は本発明の第7の実施形態によるフィルタ111を示す平面図、図46(b)はその断面図である。
22 基板
23 蓋部
25 凹部
26 信号配線
27 可変コンデンサ
28 可変抵抗
29、29a、29b 可変インダクタ
30 固定電極
31 可動電極
33 固定電極
34 可動電極
35 高抵抗体
36 固定電極
37 可動電極
38、39、40 外部接続端子
38a、39a、40a バイアホール
41 可動力発生部
42 アース電極膜
44、45 駆動端子
46 駆動配線
48 スタンパ
49 凸部
53 インクジェットノズル
54 弾性誘電体
56 誘電体
57、58 外部接続端子
57a、58a バイアホール
65、66 突起
67 ストッパ
72 入力端子
73 出力端子
72a、73a バイアホール
74 絶縁膜
92 スイッチ
101 可変トランス
111 フィルタ
Claims (16)
- 複数の凹部を有する樹脂製の基板と、前記凹部の開口部を覆うように配置された蓋部とからなる素子集合体であって、
前記凹部のうち少なくとも一部の凹部の底面と前記蓋部の裏面に電極が配置され、
前記凹部の底面と前記凹部底面に対向する前記蓋部の裏面とに前記電極を備えた素子を構成することにより、複数の素子が設けられていることを特徴とする素子集合体。 - 前記凹部のうち一部の凹部は、他の凹部と深さが異なっていることを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。
- 前記蓋部は弾性的に屈曲可能であり、
少なくとも一部の前記素子は、前記蓋部の裏面に設けた電極が可動電極となり、前記凹部の底面に設けた電極が固定電極となって、両電極により可変コンデンサを構成したことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。 - 前記蓋部は弾性的に屈曲可能であり、
少なくとも一部の前記素子は、前記蓋部の裏面に設けた電極が可動電極となり、前記凹部の底面に設けた電極が固定電極となって、両電極により可変抵抗を構成したことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。 - 前記蓋部は弾性的に屈曲可能であり、
少なくとも一部の前記素子は、前記蓋部の裏面に設けた電極が可動電極となり、前記凹部の底面に設けた電極が固定電極となって、両電極により可変インダクタを構成したことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。 - 前記蓋部は弾性的に屈曲可能であり、
少なくとも一部の前記素子は、前記蓋部の裏面に設けた電極が可動電極となり、前記凹部の底面に設けた電極が固定電極となって、両電極により可変トランスを構成したことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。 - 前記蓋部は弾性的に屈曲可能であり、
一部の前記素子は、前記蓋部の裏面と前記凹部の底面のうちいずれか一方に一対の前記電極を設け、前記蓋部の裏面と前記凹部の底面のうちいずれか他方に、一対の前記電極間に対応するようにして前記電極を設けてスイッチを構成したことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。 - 前記凹部のうち少なくとも一部の凹部に、高誘電率材料を封止したことを特徴とする、請求項3に記載の素子集合体。
- 前記可動電極と前記固定電極にそれぞれ凹部又は凸部を設けたことを特徴とする、請求項3に記載の素子集合体。
- 前記可動電極と前記固定電極との間に、変形可能な高抵抗体を設けたことを特徴とする、請求項4に記載の素子集合体。
- 前記可動電極と前記固定電極のうち一方の電極が、蛇行するように形成されていることを特徴とする、請求項5に記載の素子集合体。
- 前記可動電極及び前記固定電極が、蛇行するように形成されていることを特徴とする、請求項6に記載の素子集合体。
- 前記蓋部の裏面又は前記基板の凹部内に、前記蓋部に設けた電極と前記凹部の底面に設けた電極が接触するのを防止するためのストッパを設けたことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。
- 前記蓋部の上面に、圧電性薄膜の両面に電極を形成したフィルタを設けたことを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。
- 前記複数の素子が互いに電気的に接続されて回路素子アレイを形成していることを特徴とする、請求項1に記載の素子集合体。
- スタンパを溶融または軟化状態の樹脂に押圧した状態で硬化させることにより、複数の凹部を有する樹脂製の基板を成形する工程と、
前記凹部の底面に固定電極を形成する工程と、
蓋部の裏面に可動電極を形成する工程と、
前記凹部の開口部を覆うようにして前記基板の上面に蓋部を配置し、前記凹部の底面と前記凹部底面に対向する前記蓋部の裏面との間に前記電極を備えた複数の素子を構成する工程と、
を有することを特徴とする素子集合体の製造方法。
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