JP2013042024A - 可変容量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サージ耐圧が高く、ＥＳＤ破壊の発生を抑制できる可変容量装置を実現する。
【解決手段】可変容量装置１は、支持板２と、可動梁３と、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと、下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと、上側ＲＦ容量電極９と、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂと、誘電体膜４とを備える。上側ＲＦ容量電極９の端部と可動梁３の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆが設けられており、可動梁３が変形して可動梁３の先端が誘電体膜４に線接触する際に、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４とは接触しないように構成されている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、静電力により駆動するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）容量を変えることができる可変容量装置に関するものである。

様々なデバイスにおいて、静電力により駆動するＭＥＭＳが用いられることがある（例えば特許文献１参照。）。

図１（Ａ）は、静電力により駆動するＭＥＭＳスイッチ１０１の構成例について説明する図である。ＭＥＭＳスイッチ１０１は、固定部１０２と、可動部１０３と、接点電極１０４と、駆動容量電極１０５と、ストッパ１０６とを備える。固定部１０２は基板である。可動部１０３は、金属製の片持ち梁であり、固定部１０２に固定された固定端部１０３Ａと、固定部１０２の主面に一定間隔で対向する可動端部１０３Ｂとを備える。接点電極１０４と、駆動容量電極１０５と、ストッパ１０６とは、可動端部１０３Ｂに対向して設けられている。このＭＥＭＳスイッチ１０１では、駆動容量電極１０５と可動部１０３との間に駆動電圧が印加されることで可動部１０３が変形して、可動端部１０３Ｂが接点電極１０４に接触し、可動部１０３と接点電極１０４との間での電気的接点が得られる。

また、このような静電力により駆動するＭＥＭＳが用いられたデバイスとして、ＲＦ容量を変えることができる可変容量装置が開発されている。

図１（Ｂ）は、静電力により駆動するＭＥＭＳが用いられた可変容量装置２０１の構成例について説明する図である。

可変容量装置２０１は、固定部２０２と、可動部２０３と、固定部側ＲＦ容量電極２０４と、可動部側ＲＦ容量電極２０５と、誘電体膜２０６と、固定部側駆動容量電極と、可動部側駆動容量電極とを備える。固定部２０２は基板である。可動部２０３は、絶縁性材料からなる片持ち梁であり、固定部２０２に固定された固定端部２０３Ａと、固定部２０２の主面に一定間隔で対向する可動端部２０３Ｂとを備える。可動部側ＲＦ容量電極２０５は、可動端部２０３Ｂにおける固定部２０２との対向面に設けられている。固定部側ＲＦ容量電極２０４は、可動端部２０３Ｂおよび可動部側ＲＦ容量電極２０５に対向するように設けられている。可動部側駆動容量電極は、可動端部２０３Ｂにおける固定部２０２との対向面に、可動部側ＲＦ容量電極２０５と隣り合うように設けられている。固定部側駆動容量電極は、可動端部２０３Ｂおよび可動部側駆動容量電極に対向するように設けられている。なお、固定部側駆動容量電極と、可動部側駆動容量電極とは、図１（Ｂ）では図示されていない。誘電体膜２０６は、固定部側ＲＦ容量電極２０４と固定部側駆動容量電極とを覆うように設けられている。
この可変容量装置２０１では、固定部側駆動容量電極と可動部側駆動容量電極との間に駆動電圧を印加することで生じる駆動容量によって可動部２０３が変位して、可動部側ＲＦ容量電極２０５が誘電体膜２０６に接触する。可動部側ＲＦ容量電極２０５と誘電体膜２０６との接触面積は駆動電圧に応じて変化し、誘電体膜２０６を介して対向する固定部側ＲＦ容量電極２０４と可動部側ＲＦ容量電極２０５との間に、可動部側ＲＦ容量電極２０５と誘電体膜２０６との接触面積に応じた容量値のＲＦ容量が生じる。可変容量装置２０１では、誘電体膜２０６は、高い誘電率を有する材料からなり、極めて薄い膜厚で形成される。

特開２００９−１５２１９４号公報

上述したような従来の可変容量装置では、実装時などに外部からサージ電圧が印加されて、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）破壊が発生することがある。そのため、外部からサージ電圧が印加されてもＥＳＤ破壊が発生しない可変容量装置が望まれている。

そこで本発明の目的は、耐サージ特性に優れた可変容量装置を実現することにある。

本発明に係る可変容量装置は、支持板と、可動梁と、駆動容量部と、ＲＦ容量部とを備える。可動梁は、支持板に間隔を隔てて対向するように設けられる。駆動容量部は、可動梁に設けられる可動梁側駆動容量電極と、可動梁側駆動容量電極に対向するように支持板に設けられる支持板側駆動容量電極と、可動梁側駆動容量電極と支持板側駆動容量電極との間に形成される誘電体膜とからなる。駆動容量部は、可動梁側駆動容量電極と支持板側駆動容量電極との間に生じる駆動容量に基づいて可動梁を変形させる。ＲＦ容量部は、可動梁に設けられる可動梁側ＲＦ容量電極と、可動梁側ＲＦ容量電極に対向するように支持板に設けられる支持板側ＲＦ容量電極と、可動梁側ＲＦ容量電極と支持板側ＲＦ容量電極との間に形成される誘電体膜とからなる。可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と可動梁の端部との間の領域には、電極非形成領域が設けられている。可動梁が変形して可動梁の先端が誘電体膜に線接触する際に、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方と誘電体膜とは接触しないように構成されている。

一般に、可変容量装置では、実装時などに外部からサージ電圧が印加されると、可動梁側ＲＦ容量電極と支持板側ＲＦ容量電極との間や、可動梁側駆動容量電極と支持板側駆動容量電極との間にサージ電圧が印加されることになり、可動梁側ＲＦ容量電極と支持板側ＲＦ容量電極との間や、可動梁側駆動容量電極と支持板側駆動容量電極との間に、静電引力が発生する。この静電引力により可動梁は支持板側に引き付けられ、可動梁が変形する。このとき、可動梁側駆動容量電極または可動梁側ＲＦ容量電極と誘電体膜とが接触すると、そこに強い電界が作用して誘電体膜のＥＳＤ破壊が発生する恐れがある。
本発明に係る可変容量装置は、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と可動梁の端部との間の領域に電極非形成領域が設けられており、可動梁が変形して可動梁の先端が誘電体膜に線接触する際に、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方と誘電体膜とは接触しないように構成されている。このため、可動梁が変形して可動梁の先端が誘電体膜に線接触する際に、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方と誘電体膜との間に、確実にギャップ空間が介在する。このため、ＥＳＤ破壊の発生を防ぐことができる。このように、本発明では、耐サージ特性に優れた可変容量装置を実現することができる。

上述の可変容量装置において、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との一方の端部と可動梁の端部との間の領域に電極非形成領域が設けられており、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との他方の端部と可動梁の端部との間の領域に、他の電極から電気的に独立しているダミー電極が設けられていると好適である。

この構成では、ダミー電極の厚みにより、可動梁の先端が撓んだ状態で電極非形成領域が潰れることを防ぐことができ、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方と誘電体膜とがより確実に接触しないようにすることができる。

上述の可変容量装置において、可動梁側駆動容量電極と支持板側駆動容量電極との電極幅、または、可動梁側ＲＦ容量電極と支持板側ＲＦ容量電極との電極幅が異なると好適である。

この構成では、可動梁側駆動容量電極と支持板側駆動容量電極の端部と、可動梁側ＲＦ容量電極と支持板側ＲＦ容量電極の端部とが対向せず、より高いサージ耐圧を得ることができる。

この発明の構成では、サージ電圧が印加されても、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と可動梁の端部との間の領域に電極非形成領域を設けることにより、可動梁の先端が誘電体膜に線接触する際に、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と誘電体膜とは接触しないように構成されている。可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と可動梁の端部との間の領域に電極非形成領域を設けることにより、可動梁の先端が誘電体膜に線接触する際に、可動梁側駆動容量電極と可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と誘電体膜との間に、確実にギャップ空間が介在する。したがって、この発明によれば、実装時などに外部からサージ電圧が印加されてもＥＳＤ破壊が発生しない、耐サージ特性に優れた可変容量装置を実現することができる。

従来の静電力により駆動するＭＥＭＳが用いられたデバイスの構成例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置を分解した状態での平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置の断面図である。 可変容量装置における可動梁の変形態様を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る可変容量装置の構成を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る可変容量装置の構成を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係る可変容量装置の構成を説明する図である。 本発明の第５の実施形態に係る可変容量装置の構成を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、各図には直交座標形のＸ−Ｙ−Ｚ軸を付し、可動梁の厚み方向をＺ軸方向、可動梁の長さ方向をＸ軸方向、可動梁の幅方向をＹ軸方向としている。

《第１の実施形態》
まず、第１の実施形態に係る可変容量装置１について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１の平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。

図２に示すように、可変容量装置１は、支持板２と、可動梁３と、誘電体膜４とを備える。支持板２は、平面視して矩形状のガラス基板からなる。なお、支持板２は、シリコン単結晶基板などの他の絶縁性基板からなるものであってもよい。誘電体膜４は、支持板２の上面（Ｚ軸正方向の面）に、平面視して矩形状に形成されている。なお、誘電体膜４は、五酸化タンタルなどの高い誘電率を有する薄膜からなる。

可動梁３は、Ｘ−Ｚ面を視て略Ｌ字状の片持ち梁構造であり、支持部３Ａと、連結部３Ｂと、可動部３Ｃとを備える。なお、可動梁３は、高抵抗シリコン基板（絶縁材料）からなる。また、可動梁３は、片持ち梁構造ではなく両持ち梁構造であってもよい。
支持部３Ａは、平面視してＹ軸方向に長尺な矩形状であり、支持板２の上面からＺ軸方向に立設する。支持部３Ａは、可動梁３のＸ軸負方向端部に設けられている。
連結部３Ｂは、平面視して、それぞれＸ軸に対して蛇行するミアンダライン状であり、支持部３ＡのＹ軸方向両端からＸ軸正方向に立設する。
可動部３Ｃは、平面視して、Ｘ軸方向に長尺な平板状であり、可動梁３のＸ軸正方向端部に設けられている。可動部３Ｃは、Ｘ軸負方向の端部で連結部３Ｂに連結されている。
連結部３Ｂと可動部３Ｃとは、支持板２から離間した状態で支持部３Ａによって支持される。

また、可動部３Ｃは、２つの分割領域３Ｄ１，３Ｄ２と、３つの区画領域３Ｅ１，３Ｅ２，３Ｅ３とを備える。分割領域３Ｄ１，３Ｄ２は、それぞれＸ軸に沿って複数の貫通孔が配列された領域である。区画領域３Ｅ１，３Ｅ２，３Ｅ３は、分割領域３Ｄ１，３Ｄ２によって区画された、Ｘ軸方向に沿って長尺な領域である。

図３（Ａ）は、可動梁３と誘電体膜４とを除いた状態での可変容量装置１の分解平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。
図３（Ａ）に示すように、可変容量装置１は、下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂと、グランド電極７とを備える。下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂと、グランド電極７とは、それぞれ支持板２の上面に形成されている。

下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂとは、Ｘ軸方向に長尺な線路状電極であり、Ｙ軸方向に配列して設けられている。下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂは、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６ＢのＹ軸方向の両脇に設けられていて、一方の端部が駆動電圧端子ＤＣに接続されている。グランド電極７は、ミアンダライン状に形成されており、一方の端部が接地端子ＧＮＤに接続されている。

下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂは、下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂの間に設けられている。下側駆動容量電極５Ａの一方の端部はＲＦ信号の入力端子（または出力端子）に接続され、下側駆動容量電極５Ｂの一方の端部はＲＦ信号の出力端子（または入力端子）に接続されている。誘電体膜４は、下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂとを覆うように形成されている。

図３（Ｂ）は、支持板２と誘電体膜４とを除いて、可動梁３を裏返した状態での可変容量装置１の分解平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。
図３（Ｂ）に示すように、可変容量装置１は、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと、上側ＲＦ容量電極９と、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂとを備える。上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと、上側ＲＦ容量電極９と、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂとは、それぞれ可動梁３の下面に形成されている。

上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと、上側ＲＦ容量電極９とは、Ｘ軸方向に長尺な線路状電極であり、Ｙ軸方向に配列して設けられている。上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂは、上側ＲＦ容量電極９のＹ軸方向の両脇に設けられている。具体的には、上側駆動容量電極８Ａは、下側駆動容量電極５Ａおよび誘電体膜４と対向するように区画領域３Ｅ１に設けられており、一方の端部が接地端子ＧＮＤに接続されている。上側駆動容量電極８Ｂは、下側駆動容量電極５Ｂおよび誘電体膜４と対向するように区画領域３Ｅ３に設けられており、一方の端部が接地端子ＧＮＤに接続されている。ダミー電極１０Ａ，１０Ｂは、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂの他方の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間に設けられている。ダミー電極１０Ａ，１０Ｂは、他の電極から電気的に独立している。

上側ＲＦ容量電極９は、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂの間に設けられている。具体的には、上側ＲＦ容量電極９は、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂおよび誘電体膜４と対向するように区画領域３Ｅ２に設けられている。上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域は、電極非形成領域３Ｆとなっている。

図４（Ａ）は、図２中にＡ−Ａ’で示す位置での可変容量装置１の断面図（Ｘ−Ｚ面断面図）であり、図４（Ｂ）は、図２中にＢ−Ｂ’で示す位置での可変容量装置１の断面図（Ｘ−Ｚ面断面図）であり、図４（Ｃ）は、図２中にＣ−Ｃ’で示す位置での可変容量装置１の断面図（Ｙ−Ｚ面断面図）であり、図４（Ｄ）は、図２中にＤ−Ｄ’で示す位置での可変容量装置１の断面図（Ｙ−Ｚ面断面図）である。

上側駆動容量電極８Ａは、下側駆動容量電極５Ａとグランド電極７と誘電体膜４とに対向している。上側駆動容量電極８Ｂは、下側駆動容量電極５Ｂとグランド電極７と誘電体膜４とに対向している。上側駆動容量電極８Ａは、下側駆動容量電極５Ａおよび誘電体膜４の対向する領域とともに駆動容量部を構成している。上側駆動容量電極８Ｂは、下側駆動容量電極５Ｂおよび誘電体膜４の対向する領域とともに駆動容量部を構成している。上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂは可動梁側駆動容量電極であり、下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂは支持板側駆動容量電極である。駆動電圧端子ＤＣから下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂに駆動ＤＣ電圧が印加されると、駆動容量部において静電引力が発生する。駆動容量部は、その静電引力により可動梁３を支持板２側に引き付け、可動梁３を先端（Ｘ軸正方向側の端部）から誘電体膜４に接触させる駆動容量として機能する。駆動ＤＣ電圧が高電圧であるほど、可動梁３と誘電体膜４との接触面積は大きくなる。

グランド電極７は、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと同電位（グランド電位）に接続され、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂとが対向する領域の誘電体膜４に強い電界が作用することを防ぐ。したがって、グランド電極７を設けることで、誘電体膜４の帯電が抑制され、誘電体膜４に可動梁３が貼り付くスティッキング現象の発生を防ぐことができる。
誘電体膜４において、グランド電極７上に形成されている部分は、周囲から突出しており、ストッパ部４Ａを構成している。すなわち、誘電体膜４の表面には、ストッパ部４Ａが形成されている。ストッパ部４Ａは、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂとが対向する領域で、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂが誘電体膜４に直接接触することを防ぐ。このストッパ部４Ａを設けることでも、誘電体膜４の帯電が抑制され、スティッキング現象の発生を防ぐことができる。

上側ＲＦ容量電極９は、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂと誘電体膜４とに対向している。上側ＲＦ容量電極９は、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂおよび誘電体膜４の対向する領域とともにＲＦ容量部を構成している。上側ＲＦ容量電極９は可動梁側ＲＦ容量電極であり、下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂは支持板側ＲＦ容量電極である。ＲＦ容量部は、上側ＲＦ容量電極９と下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂとの間に形成され、可動梁３と誘電体膜４との接触面積に応じて容量の大きさが変化するＲＦ容量として機能する。

誘電体膜４において、上側ＲＦ容量電極９に対向している部分は、周囲から突出しており、突出部４Ｂを構成している。突出部４Ｂは、ストッパ部４Ａと同じ高さである。すなわち、誘電体膜４の表面には、突出部４Ｂが形成されている。突出部４Ｂは、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４との接触面積を大きくし、ＲＦ容量の最大値を大きくするために設けられている。

なお、駆動容量部は駆動電圧端子ＤＣと接地端子ＧＮＤとの間に並列接続されるため、両者を直列接続する構成に比べて単位面積当たりの静電引力が大きく、両者を直列接続する場合よりも電極面積の低減に有利である。一方、ＲＦ容量部はＲＦ信号の入力端子と出力端子との間に直列接続されるため、両者を並列接続する構成に比べて単位面積当たりの静電引力が小さく、両者を並列接続する場合よりもＲＦ信号による可動梁３の変形（セルフアクチエーション）の抑制に有利である。

図５は、可変容量装置１における可動梁３の変形態様を説明する図である。

駆動電圧端子ＤＣから下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂに印加される駆動ＤＣ電圧を大きくして、下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂとの間に形成される駆動容量を大きくしていくと、静電引力により可動梁３が支持板２側に引き付けられ、可動梁３の連結部３Ｂにおける撓みが大きくなり、可動部３Ｃが先端（Ｘ軸正方向側の端部）から誘電体膜４に接近する。そして、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂの先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜４に線接触する。この時には、図５（Ａ）に示すように、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４とは、まだ接触しておらず、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４との間にはギャップ空間が介在する。

駆動容量をさらに大きくしていくと、可動梁３の可動部３Ｃにおける撓みが大きくなり、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）近傍が支持板２と平行になるように、可動梁３が支持板２に近づく。そして、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂが誘電体膜４に線接触する状態から面接触する状態に移行する。この時には、図５（Ｂ）に示すように、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂの近傍は、支持板２と可動部３Ｃとが平行になって近接する近接状態であり、そして、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４とは、まだ接触していない状態、または、上側ＲＦ容量電極９の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜４に線接触する状態である。

駆動電圧をより大きくしていくと、可動梁３の可動部３Ｃにおける撓みが大きくなり、図５（Ｃ）に示すように、上側ＲＦ容量電極９が誘電体膜４に面接触する領域が拡大していくとともに可変容量が増加していく。

このような変形態様を持つ可変容量装置は、実装時などに外部からサージ電圧が印加されると、上側ＲＦ容量電極と下側ＲＦ容量電極との間にサージ電圧が印加されることになり、上側ＲＦ容量電極と下側ＲＦ容量電極との間に静電引力が発生する。この静電引力により可動梁は支持板側に引き付けられ、可動梁が変形する。このとき、上側ＲＦ容量電極と誘電体膜とが接触すると、そこに強い電界が作用して誘電体膜のＥＳＤ破壊が発生する恐れがある。
そこで、本実施形態では、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆを設けることにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜４に線接触する際に、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４とは接触しないように構成されている。具体的には、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆを設けることにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜４に線接触する際に、上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４との間に、確実にギャップ空間が介在する。すなわち、図５（Ｂ）で説明した駆動電圧よりも低いサージ電圧で上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜４とが接触することを防いでいる。また、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂの他方の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間に、他の電極から電気的に独立しているダミー電極１０Ａ，１０Ｂを設けることにより、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂの厚みにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が撓んだ状態で電極非形成領域３Ｆが潰れることを防ぎ、上側ＲＦ容量電極９を誘電体膜４に接触し難くしている。
このような構成を採用することで、可変容量装置１では高いサージ耐圧を得ることができる。

なお、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の距離が長いほど、すなわち、電極非形成領域３Ｆの面積が大きいほど、サージ耐圧は高いものになる。ただし、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の距離が長くなると、上側ＲＦ容量電極９が小さくなり、ＲＦ容量の最大値が小さくなる。このため、サージ耐圧とＲＦ容量の最大値との双方を考慮して、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の距離を設定することになる。

また、本実施形態では、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆを設けたが、上側駆動容量電極８Ａ，８ＢのＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域を設けてもよい。この場合、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜４に線接触する際に上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂと誘電体膜４とは接触しないように構成される。このような構成であっても、可変容量装置では高いサージ耐圧を得ることができる。

なお、本発明による効果を確認するために、比較例の可変容量装置を用意して、本実施形態の可変容量装置１と比較例の可変容量装置とに対してＥＳＤ試験を実施した。いずれの可変容量装置も、連結部と可動部とを合わせたＸ軸方向の寸法を９００μｍとした。そして、本実施形態の可変容量装置１は、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の距離を９０μｍとして、電極非形成領域３Ｆを形成した。比較例の可変容量装置は、上側ＲＦ容量電極のＸ軸正方向の端部と可動梁のＸ軸正方向の端部との間の距離を５μｍとして、電極非形成領域を形成した。比較例の可変容量装置では、上側ＲＦ容量電極のＸ軸正方向の端部と可動梁のＸ軸正方向の端部との間の距離が短いため、可動梁の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜に線接触する際に上側ＲＦ容量電極と誘電体膜とが接触することになる。ＥＳＤ試験の結果、本実施形態の可変容量装置１はサージ耐圧が約１８０Ｖであり、比較例の可変容量装置はサージ耐圧が約１３０Ｖであり、本実施形態の構成を採用することで、高いサージ耐圧が得られることを確認できた。

《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態に係る可変容量装置１１について説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る可変容量装置１１の構成を説明する図である。
なお、可変容量装置１１は、前述の第１の実施形態で示した構成と共通する構成を備えるため、図中では、前述の実施形態と共通する構成には同じ符号を付している。

可変容量装置１１は、第１の実施形態の構成からグランド電極とストッパ部と突出部とをなくすとともに、第１の実施形態の下側駆動容量電極５Ａ，５Ｂと誘電体膜４とに代えて、下側駆動容量電極１５Ａ，１５Ｂと誘電体膜１４とを備える構成である。下側駆動容量電極１５Ａ，１５Ｂは、第１の実施形態のグランド電極７の形成位置まで電極幅を広げた構成である。誘電体膜１４は、ストッパ部および突起部を設けずに上面を平坦にした構成である。図６（Ａ）は、可動梁３と誘電体膜１４を除いた状態での可変容量装置１１の分解平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。図６（Ｂ）は、支持板２および誘電体膜１４を除いて、可動梁３を裏返した状態での可変容量装置１１の分解平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。図６（Ｃ）は、図４（Ｃ）と同じ位置での可変容量装置１１の断面図（Ｙ−Ｚ面断面図）である。

このような構成の可変容量装置１１でも、前述の第１の実施形態と同様に、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆを設けることにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜１４に線接触する際に上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜１４とが接触しないように構成されている。また、上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂの他方の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間に、他の電極から電気的に独立しているダミー電極１０Ａ，１０Ｂを設けることにより、ダミー電極１０Ａ，１０Ｂの厚みにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が撓んだ状態で電極非形成領域３Ｆが潰れることを防ぎ、上側ＲＦ容量電極９を誘電体膜１４に接触し難くしている。このような構成を採用することで、可変容量装置１１では高いサージ耐圧を得ることができる。

《第３の実施形態》
次に、第３の実施形態に係る可変容量装置２１について説明する。

図７は、本発明の第３の実施形態に係る可変容量装置２１の構成を説明する図である。

なお、可変容量装置２１は、前述の第１および第２の実施形態で示した構成と共通する構成を備えるため、図中では、前述の実施形態と共通する構成には同じ符号を付している。

可変容量装置２１は、第２の実施形態の構成からダミー電極をなくすとともに、第２の実施形態の上側駆動容量電極８Ａ，８Ｂに代えて、上側駆動容量電極２８Ａ，２８Ｂを備える構成である。上側駆動容量電極２８Ａ，２８Ｂは、第２の実施形態のダミー電極１０Ａ，１０Ｂの形成位置まで電極の長さを伸ばした構成である。図７（Ａ）は、可動梁３と誘電体膜１４を除いた状態での可変容量装置２１の分解平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。図７（Ｂ）は、支持板２および誘電体膜１４を除いて、可動梁３を裏返した状態での可変容量装置２１の分解平面図（Ｘ−Ｙ面平面図）である。図７（Ｃ）は、図４（Ｃ）と同じ位置での可変容量装置２１の断面図（Ｙ−Ｚ面断面図）である。

このような構成の可変容量装置２１でも、前述の第１および第２の実施形態と同様に、上側ＲＦ容量電極９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆを設けることにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜１４に線接触する際に上側ＲＦ容量電極９と誘電体膜１４とは接触しないように構成されている。このような構成を採用することで、可変容量装置２１では高いサージ耐圧を得ることができる。

なお、本実施形態では、ＲＦ容量部のみに本発明の特徴構成を採用しているが、駆動容量部に本発明の特徴構成を採用するようにしてもよい。その場合には、少なくとも、接地端子ＧＮＤや駆動電圧端子ＤＣから印加されるサージ電圧に対するサージ耐圧を高いものにできる。

《第４の実施形態》
次に、第４の実施形態に係る可変容量装置３１について説明する。

図８は、本発明の第４の実施形態に係る可変容量装置３１の構成を説明するための図である。図８は、図４（Ｃ）と同じ位置での可変容量装置３１の断面図（Ｙ−Ｚ面断面図）である。
なお、可変容量装置３１は、前述の第１〜第３の実施形態で示した構成と共通する構成を備えるため、図中では、前述の実施形態と共通する構成には同じ符号を付している。

可変容量装置３１は、第３の実施形態の上側駆動容量電極２８Ａ，２８Ｂと上側ＲＦ容量電極９に代えて、上側駆動容量電極３８Ａ，３８Ｂと上側ＲＦ容量電極３９を備える構成である。上側駆動容量電極３８Ａ，３８Ｂと上側ＲＦ容量電極３９とは、第３の実施形態の上側駆動容量電極２８Ａ，２８Ｂと上側ＲＦ容量電極９よりも電極幅が狭い構成である。すなわち、上側駆動容量電極３８Ａ，３８Ｂと上側ＲＦ容量電極３９との電極幅方向の端部が、下側駆動容量電極１５Ａ，１５Ｂと下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂとの電極幅方向の端部よりも内側にオフセットされている。

このような構成の可変容量装置３１でも、前述の第１〜第３の実施形態と同様に、上側ＲＦ容量電極３９のＸ軸正方向の端部と可動梁３のＸ軸正方向の端部との間の領域に電極非形成領域３Ｆを設けることにより、可動梁３の先端（Ｘ軸正方向側の端部）が誘電体膜１４に線接触する際に上側ＲＦ容量電極３９と誘電体膜１４とは接触しないように構成されている。このような構成を採用することで、可変容量装置３１では高いサージ耐圧を得ることができる。

また、スパッタリング法などにより誘電体膜を形成した場合、下側駆動容量電極と下側ＲＦ容量電極との端部では誘電体膜が局所的に薄くなり、この部分でＥＳＤ破壊が起こりやすい。そこで、可変容量装置３１では、上側駆動容量電極３８Ａ，３８Ｂと上側ＲＦ容量電極３９との電極幅方向の端部が、下側駆動容量電極１５Ａ，１５Ｂや下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂの電極幅方向の端部よりも内側にオフセットされていて、これにより、下側駆動容量電極１５Ａ，１５Ｂと下側ＲＦ容量電極６Ａ，６Ｂの端部と、上側駆動容量電極３８Ａ，３８Ｂと上側ＲＦ容量電極３９の端部とを対向させないようにしている。これにより、可変容量装置３１ではより高いサージ耐圧を得ることができる。

《第５の実施形態》
次に、第５の実施形態に係る可変容量装置４１について説明する。

図９は、本発明の第５の実施形態に係る可変容量装置４１の構成を説明する図である。図９（Ａ）は、図４（Ａ）と同様の位置での可変容量装置４１の断面図（Ｘ−Ｚ面断面図）である。図９（Ｂ）は、図４（Ｃ）と同様の位置での可変容量装置４１の断面図（Ｙ−Ｚ面断面図）である。

可変容量装置４１は、第１の実施形態で示した構成にパッケージを付加した構成であり、前述の第１〜第４の実施形態で示した構成と共通する構成を備えるため、図中では、前述の実施形態と共通する構成には同じ符号を付している。

可変容量装置４１は、第１の実施形態の支持板２に代えて支持板４２Ａを備え、さらに、蓋板４２Ｂとスペーサ４３とを備える構成である。支持板４２Ａと蓋板４２Ｂとスペーサ４３とは、内部空間を備える筐体を構成する。このような構成であっても、本発明は好適に実施することができる。

本発明は以上に説明した実施形態の記載に制限されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されるものである。

１，１１，２１，３１，４１…可変容量装置
２，４２Ａ…支持板
３…可動梁
３Ａ…支持部
３Ｂ…連結部
３Ｃ…可動部
３Ｄ１，３Ｄ２…分割領域
３Ｅ１，３Ｅ２，３Ｅ３…区画領域
３Ｆ…電極非形成領域
４，１４…誘電体膜
４Ａ…ストッパ部
４Ｂ…突出部
５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ…下側駆動容量電極
６Ａ，６Ｂ…下側ＲＦ容量電極
７…グランド電極
８Ａ，８Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ…上側駆動容量電極
９，３９…上側ＲＦ容量電極
１０Ａ，１０Ｂ…ダミー電極
４２Ｂ…蓋板
４３…スペーサ

Claims (3)

1. 支持板と、
   前記支持板に間隔を隔てて対向するように設けられた可動梁と、
   前記可動梁に設けられる可動梁側駆動容量電極と、前記可動梁側駆動容量電極に対向するように前記支持板に設けられる支持板側駆動容量電極と、前記可動梁側駆動容量電極と前記支持板側駆動容量電極との間に形成される誘電体膜とからなり、前記可動梁側駆動容量電極と前記支持板側駆動容量電極との間に生じる駆動容量に基づいて前記可動梁を変形させる駆動容量部と、
   前記可動梁に設けられる可動梁側ＲＦ容量電極と、前記可動梁側ＲＦ容量電極に対向するように前記支持板に設けられる支持板側ＲＦ容量電極と、前記可動梁側ＲＦ容量電極と前記支持板側ＲＦ容量電極との間に形成される誘電体膜とからなるＲＦ容量部と、
   を備え、
   前記可動梁側駆動容量電極と前記可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方の端部と前記可動梁の端部との間の領域に電極非形成領域が設けられており、
   前記可動梁が変形して前記可動梁の先端が前記誘電体膜に線接触する際に、前記可動梁側駆動容量電極と前記可動梁側ＲＦ容量電極との少なくとも一方と前記誘電体膜とは接触しないように構成されている、可変容量装置。
2. 前記可動梁側駆動容量電極と前記可動梁側ＲＦ容量電極との一方の端部と前記可動梁の端部との間の領域に電極非形成領域が設けられており、
   前記可動梁側駆動容量電極と前記可動梁側ＲＦ容量電極との他方の端部と前記可動梁の端部との間の領域に、他の電極から電気的に独立しているダミー電極が設けられている、請求項１に記載の可変容量装置。
3. 前記可動梁側駆動容量電極と前記支持板側駆動容量電極との電極幅、または、前記可動梁側ＲＦ容量電極と前記支持板側ＲＦ容量電極との電極幅が異なる、請求項１または請求項２に記載の可変容量装置。

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