JP4542117B2 - 可変フィルタ素子、可変フィルタモジュール、およびこれらの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロマシニング技術により形成される微小な構造を有する高周波数帯域可変フィルタ素子、そのような可変フィルタ素子を含むモジュール、およびこれらを製造するための方法に関する。

近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により形成される微小構造を有する素子の応用化が図られている。そのような素子として、例えば、通過周波数を変化させることが可能な可変フィルタ素子を挙げることができる。携帯電話などの移動体通信機の市場が拡大するにつれてその提供サービスは多用化・高機能化しており、これに伴い、機器の利用周波数はＧＨｚ以上の高い周波数に次第にシフトし且つ多チェンネル化する傾向にあるところ、このような高周波数化および多チャンネル化の要請に応えるべく、可変フィルタ素子の開発が進められている。このような可変フィルタ素子については、例えば下記の特許文献１，２および非特許文献１に記載されている。

特開２００３−３３２８０８号公報 特開２００６−１２８９１２号公報 A.A. Tamijani et al, "Miniature and Tunable Filters Using MEMS Capacitors", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 51, No.7, p1878-1885, July 2003

図２３から図２６は、従来の可変フィルタ素子の一例である可変フィルタ素子Ｘ７を表す。図２３は、可変フィルタ素子Ｘ７の平面図である。図２４および図２５は、図２３の線XXIV−XXIVおよび線XXV−XXVに沿った拡大断面図である。図２６は、可変フィルタ素子Ｘ７のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図である。

可変フィルタ素子Ｘ７は、基板７１と、信号線７２と、二本のグラウンド線７３と、四本のシャントインダクタ７４と、可動キャパシタ電極７５と、駆動電極７６と、電極パッド７７とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。

基板７１は石英またはガラスよりなり、信号線７２、グラウンド線７３、シャントインダクタ７４、可動キャパシタ電極７５、駆動電極７６、および電極パッド７７は全て、基板７１上に設けられている。

信号線７２は、その両端に端子部７２ａ（入射端）および端子部７２ｂ（出射端）を有して当該端子部７２ａ，７２ｂ間を電気信号が通過する導体パターンであり、高周波フィルタたる本素子においてインダクタ成分を含む。端子部７２ａ，７２ｂを介して、本素子は図外の回路ないし他の素子と接続されることとなる。このような信号線７２は、例えば、インピーダンスが５０Ωの分布定数線路であり、Ａｕよりなる。

各グラウンド線７３は、信号線７２に沿って延び且つグラウンド接続されている導体パターンである。このようなグラウンド線７３は、信号線７２と協働して、容量固定キャパシタを構成する。また、信号線７２および各グラウンド線７３は、シャントインダクタ７４を介して接続されている。グラウンド線７３およびシャントインダクタ７４は、Ａｕよりなる。

可動キャパシタ電極７５は、図２４に示すように、グラウンド線７３間を架橋して信号線７２に対向する部位を有する。可動キャパシタ電極７５はＡｕ薄膜よりなる。可動キャパシタ電極７５と信号線７２は、容量可変キャパシタを構成する。

各駆動電極７６は、可動キャパシタ電極７５との間に静電引力を発生させて可動キャパシタ電極７５を変位させるためのものであり、信号線７２およびグラウンド線７３の間に配されて可動キャパシタ電極７５の一部に対向する。駆動電極７６はＳｉＣｒ薄膜よりなる。

電極パッド７７は、駆動電圧印加用の端子であり、グラウンド線７３とは空隙を介して分離されている。電極パッド７７および駆動電極７６は、図２４に示すように基板７１およびグラウンド線７３の間を通過する配線７８によって接続されている。配線７８とグラウンド線７３は、これらの間に介在する絶縁膜７９によって電気的に分離されている。

以上のような構造を有する可変フィルタ素子Ｘ７は、図２６に示すような、Ｋ₀₁インバータと、Ｋ₁₂インバータと、これらの間に配された共振回路部Ｒとからなる等価回路図で表すことができる。Ｋ₀₁インバータは、端子部７２ａ（入射端）側にて信号線７２に接続する一対のシャントインダクタ７４により構成される。Ｋ₁₂インバータは、端子部７２ｂ（出射端）側にて信号線７２に接続する一対のシャントインダクタ７４により構成される。共振回路部Ｒは、インダクタＬ（共振回路部Ｒ全体におけるインダクタ成分）および容量可変のキャパシタＣ（共振回路部Ｒ全体におけるキャパシタ成分）を含み、主に、基板１と、信号線７２と、グラウンド線７３とから構成される。キャパシタＣには、基板１上に形成された信号線７２およびグラウンド線７３により構成される上述の容量固定キャパシタと、信号線７２（不動キャパシタ電極）および可動キャパシタ電極７５により構成される上述の容量可変キャパシタとからなる。図２３に示す空間的長さＬ７は、図２６に示す共振回路部Ｒの伝送路長（即ち、両インバータ間の伝送路長）が例えばλ／２（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の整数倍となるように、設定されている。このような構成において、可変フィルタ素子Ｘ７では、例えば端子部７２ａから入力された混合電気信号がフィルタリングされ、特定高周波数帯域の電気信号が抽出されて端子部７２ｂから出力される。

可変フィルタ素子Ｘ７においては、駆動電極７６と可動キャパシタ電極７５の間に所定電圧（駆動電圧）を印加することによって、図２６に示すキャパシタＣの静電容量を変化させることができる。駆動電極７６への電位の付与は、電極パッド７７および配線７８を介して実現することができる。駆動電極７６と可動キャパシタ電極７５の間に駆動電圧を印加すると、両電極間に所定の静電引力が発生し、可動キャパシタ電極７５が駆動電極７６側へ所定量引き込まれ、その結果、信号線７２と可動キャパシタ電極７５の間の離隔距離、ないし、図２４および図２５に示すギャップＧ７が、小さくなる。ギャップＧ７が小さくなると、キャパシタＣの静電容量が増大し、可変フィルタ素子Ｘ７の全体の伝送路長が等価的ないし実質的に増大し、通過が許容される周波数帯域が低周波側へシフトする。このような可変フィルタ素子Ｘ７では、駆動電圧のオン・オフにより、図２６に示すキャパシタＣの容量を有意に切り替えて、高周波領域における通過周波数帯域を適宜にスイッチング（例えば１８ＧＨｚと２２ＧＨｚの間のスイッチング）することが可能である。

しかしながら、このような従来の可変フィルタ素子Ｘ７においては、通過周波数帯域のスイッチングにあたり、比較的大きな駆動電圧が要求される傾向にある。信号線７２とグラウンド線７３の間の図２３および図２４に示すギャップＧ８の寸法は、基板７１の構成材料の誘電率等との関係で決定されるところ、可変フィルタ素子Ｘ７では、ギャップＧ８は比較的小さく制限され、従って、駆動電極７６について図２３や図２４に示す長さＬ８が小さく制限されるからである（例えば、基板材料が石英であり、信号線材料がＡｕであり、信号線幅が１６０μｍであり、信号線がインピーダンス７７ΩのＣＰＷ伝送線路である場合、ギャップＧ８の寸法は８０μｍ程度である）。駆動電極７６の長さＬ８が小さく制限されることは、図２３にて矢印Ｄで示す方向における単位長さあたりの駆動電極７６の面積が制限されることを意味する。すなわち、可変フィルタ素子Ｘ７において駆動電極７６および可動キャパシタ電極７５の間に発生すべき充分な駆動力（静電引力）を確保するには、駆動電極７６の面積について充分な大きさを確保するという手法のみによることは困難であり、駆動電極７６および可動キャパシタ電極７５の間に印加する駆動電圧について充分な大きさを確保する必要があるのである。可変フィルタ素子Ｘ７において、例えば上述のような１８ＧＨｚと２２ＧＨｚの間のスイッチングを実行するためには、８０Ｖ程度の高駆動電圧が要求される。駆動電圧が高いことは好ましくなく、電池を電源とする携帯電話などの小型無線通信機器用途においては特に、低駆動電圧化の要請が強い。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであり、駆動電圧の低減に適した可変フィルタ素子および可変フィルタモジュール、並びに、これらの製造方法を提供することを、目的とする。

本発明の第１の側面によると可変フィルタ素子が提供される。この可変フィルタ素子は、基板と、基板上において並列して延びる、二本の基板上グラウンド線および当該基板上グラウンド線間の信号線と、二本の基板上グラウンド線を架橋し、信号線と対向する部位を有する、可動キャパシタ電極と、信号線および基板上グラウンド線の間に位置し、可動キャパシタ電極との間に静電引力を発生させるための、駆動電極と、基板内に設けられ、信号線と対向する部位を有し、二本の基板上グラウンド線と電気的に接続している、基板内グラウンド線とを備える。基板上グラウンド線、可動キャパシタ電極、および基板内グラウンド線は、グラウンド配線部を構成する。信号線およびグラウンド配線部は、分布定数伝送線路を構成する。このような本素子においては、信号線およびグラウンド配線部は単一の容量可変キャパシタを構成すると想定することができ、また、信号線および基板上グラウンド線は容量固定キャパシタ（第１キャパシタ）を構成し、信号線および可動キャパシタ電極は容量可変キャパシタ（第２キャパシタ）を構成し、信号線および基板内グラウンド線は容量固定キャパシタ（第３キャパシタ）を構成する。すなわち、本素子の分布定数伝送線路が単一の容量可変キャパシタを具備するものと想定することができ、信号線および基板上グラウンド線からなる第１キャパシタは当該容量可変キャパシタの一部を担い、且つ、信号線および可動キャパシタ電極からなる第２キャパシタが同容量可変キャパシタの一部を担うのに加え、信号線および基板内グラウンド線からなる第３キャパシタも同容量可変キャパシタの一部を担う。第３キャパシタは、当該容量可変キャパシタの静電容量について、第１キャパシタや第２キャパシタの寄与成分を補完する機能を有する。

本可変フィルタ素子においては、駆動電極と可動キャパシタ電極の間に所定電圧（駆動電圧）を印加することによって、容量可変キャパシタ（第１〜第３キャパシタを含む）の静電容量を変化させることができる。駆動電極と可動キャパシタ電極の間に駆動電圧を印加すると、両電極間に所定の静電引力が発生し、可動キャパシタ電極が駆動電極側へ所定量引き込まれ、その結果、信号線と可動キャパシタ電極の間の離隔距離ないしギャップが小さくなる。ギャップが小さくなると、当該容量可変キャパシタの静電容量が増大し、本素子の全体の伝送路長が等価的ないし実質的に増大し、通過が許容される周波数帯域が低周波側へシフトする。印加する駆動電圧を調節することによって、通過周波数帯域を制御することが可能である。

本可変フィルタ素子では、上述のように、第３キャパシタ（信号線と基板内グラウンド線からなる）は、本素子の分布定数伝送線路の容量可変キャパシタの静電容量について、第１キャパシタや第２キャパシタの寄与成分を補完する機能を有する。そのため、上述の従来の可変フィルタ素子Ｘ７において信号線７２とグラウンド線７３のギャップＧ８の寸法が比較的小さく制限されるのとは異なり、本素子においては、信号線と基板上グラウンド線のギャップの寸法について比較的大きく設定しやすい（当該ギャップ寸法を大きくするほど静電容量への第１キャパシタの寄与分は小さくなるが、当該減少分については、第３キャパシタの静電容量によって補うことができるのである）。信号線と基板上グラウンド線のギャップの寸法について比較的大きく設定しやすい本素子においては、可動キャパシタ電極を可動するための駆動電極の面積について充分な大きさを確保しやすい。したがって、本可変フィルタ素子は、信号線および可動キャパシタ電極の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。駆動電圧の低減は、例えば、電池を電源とする携帯電話などの小型無線通信機器用途において好ましい。

本発明の第２の側面によると可変フィルタ素子が提供される。この可変フィルタ素子は、基板と、基板上において並列して延びる信号線と、基板上に立設され、信号線と対向する部位を有する、可動キャパシタ電極と、基板上に設けられ、可動キャパシタ電極との間に静電引力を発生させるための、駆動電極と、基板内に設けられ、信号線と対向する部位を有し、可動キャパシタ電極と電気的に接続している、基板内グラウンド線とを備える。可動キャパシタ電極、および基板内グラウンド線は、グラウンド配線部を構成する。信号線およびグラウンド配線部は、分布定数伝送線路を構成する。このような本素子においては、信号線およびグラウンド配線部は単一の容量可変キャパシタを構成すると想定することができ、また、信号線および可動キャパシタ電極は容量可変キャパシタ（第１キャパシタ）を構成し、信号線および基板内グラウンド線は容量固定キャパシタ（第２キャパシタ）を構成する。すなわち、本素子の分布定数伝送線路が単一の容量可変キャパシタを具備するものと想定すると、信号線および可動キャパシタ電極からなる第１キャパシタが同容量可変キャパシタの一部を担うのに加え、信号線および基板内グラウンド線からなる第２キャパシタも同容量可変キャパシタの一部を担う。

第２の側面に係る可変フィルタ素子については、第１の側面に係る可変フィルタ素子と同様にして、駆動電極および可動キャパシタ電極の間に駆動電圧を印加することによって駆動することができる。

本素子は、並列して延びる二本の基板上グラウンド線の間に信号線が配された構成を具備しない。そのため、上述の従来の可変フィルタ素子Ｘ７において信号線７２とグラウンド線７３のギャップＧ８の寸法が比較的小さく制限されて駆動電極７６の面積が比較的小さく制限されたのとは異なり、本素子では、基板上において駆動電極を広面積で設けやすい。したがって、本可変フィルタ素子は、信号線および可動キャパシタ電極の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。駆動電圧の低減は、例えば低消費電力化の観点から好ましい。

本発明の第２の側面に係る可変フィルタ素子は、信号線に並列して基板上に設けられ且つ基板内グラウンド線と電気的に接続している基板上グラウンド線を更に備えてもよい。

本発明の第１および第２の側面に係る可変フィルタ素子は、好ましくは、信号線上に誘電体部を更に備える。この誘電体部は、信号線と可動キャパシタ電極とが短絡することを防止するのに資するとともに、信号線および可動キャパシタ電極により構成されるキャパシタの静電容量を増大するのに資する。当該静電容量の増大は、本素子について広い周波数可変域を確保するうえで好ましい。

好ましくは、基板は、複数段の絶縁層および各絶縁層間の配線パターンからなる積層構造を有する多層配線基板である。好ましくは、基板内グラウンド線は、多層配線基板において信号線に最も近い配線パターンに含まれる。好ましくは、絶縁層はセラミックよりなる。本発明に係る基板内グラウンド線は、このような多層配線基板内に設けられているのがよい。

好ましくは、第１および第２の側面に係る可変フィルタ素子は、基板における信号線とは反対側の表面に、外部接続用の電極パッドを更に備える。当該可変フィルタ素子は、基板を貫通する導電連絡部を更に備えるのがよい。

本発明の第３の側面によると可変フィルタ素子が提供される。この可変フィルタ素子は、上述の第１または第２の側面に係る複数の可変フィルタ素子を含み、当該複数の可変フィルタ素子は、直列に配されているか、或は、互いに並列に配されている。

本発明の第４の側面によると可変フィルタモジュールが提供される。この可変フィルタモジュールは、本発明の第１、第２、または第３の側面に係る可変フィルタ素子と、基板上に設けられた複数の受動素子とを含む。各受動素子は、インダクタ、キャパシタ、または抵抗である。

本発明の第５の側面によると、上述の第１、第２、または第３の側面に係る可変フィルタ素子を製造するための方法が提供される。この製造方法は、ウエハ作製工程と、素子形成工程と、分割工程とを含む。ウエハ作製工程では、各々が基板内グラウンド線を含む複数の可変フィルタモジュール形成区画を有する配線基板ウエハを作製する。素子形成工程では、複数の可変フィルタモジュール形成区画の各々において、配線基板ウエハ上に少なくとも信号線、駆動電極、および可変キャパシタ電極を形成する。分割工程では、配線基板ウエハを分割する。このような方法によると、可変フィルタモジュール形成区画を有する配線基板ウエハを用いることによって、本発明の第１、第２、または第３の側面に係る可変フィルタ素子を適切に大量生産することができる。

本発明の第６の側面によると、上述の第４の側面に係る可変フィルタモジュールを製造するための方法が提供される。この製造方法は、ウエハ作製工程と、素子形成工程と、分割工程とを含む。ウエハ作製工程では、各々が基板内グラウンド線を含む複数の可変フィルタモジュール形成区画を有する配線基板ウエハを作製する。素子形成工程では、複数の可変フィルタ素子形成区画の各々において、配線基板ウエハ上に少なくとも信号線、駆動電極、可変キャパシタ電極、および複数の受動素子群を形成する。分割工程では、配線基板ウエハを分割する工程とを含む。このような方法によると、可変フィルタモジュール形成区画を有する配線基板ウエハを用いることによって、本発明の第４の側面に係る可変フィルタモジュールを適切に大量生産することができる。

本発明の第５および第６の側面に係る製造方法は、好ましくは、分割工程より前に、形成区画ごとに封止キャップを搭載する工程を含む。このように、ウエハレベルパッケージを行ってもよい。

図１から図４は、本発明の第１の実施形態に係る可変フィルタ素子Ｘ１を表す。図１は、可変フィルタ素子Ｘ１の一部省略平面図である。図２および図３は、図１の線II−IIおよび線III−IIIに沿った拡大断面図である。図４は、可変フィルタ素子Ｘ１のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図である。

可変フィルタ素子Ｘ１は、配線基板１０と、信号線２１と、二本のグラウンド線２２と、四本のシャントインダクタ２３と、可動キャパシタ電極２４と、駆動電極２５と、誘電体ドット２６と、パッケージング部材２７（図１にて図示略）とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。

配線基板１０は、いわゆる多層セラミック配線基板であり、図２および図３に示すように、第１面１０ａおよび第２面１０ｂを有し、また、絶縁層１１と、配線パターン１２と、ビア１３と、外部接続用の電極パッド１４とを有する。各絶縁層１１は、例えばＡｌ₂Ｏ₃よりなるセラミック層である。各配線パターン１２は、例えばＣｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｍｏなどの低抵抗金属よりなり、所定のパターン形状を有して絶縁層１１間に埋設されている。最も第１面１０ａ側に位置する配線パターン１２の一部は、グラウンド接続されたグラウンド線１２ａをなす。グラウンド線１２ａは、本発明における基板内グラウンド線にあたる。各ビア１３は、例えばＣｕ，Ａ，Ｗ，Ｍｏなどの低抵抗金属よりなる。各電極パッド１４は、第２面１０ｂ上において例えばアレイ状に配されており、例えばＣｕよりなる。配線パターン１２間、配線パターン１２と電極パッド１４の間、配線パターン１２と信号線２１の間、および、配線パターン１２とグラウンド線２２の間は、ビア１３によって接続されている。

信号線２１は、その両端に端子部２１ａ（入射端）および端子部２１ｂ（出射端）を有して当該端子部２１ａ，２１ｂ間を電気信号が通過する導体パターンであり、高周波フィルタたる本素子においてインダクタ成分を含む。端子部２１ａ，２１ｂは、配線基板１０内の所定のビア１３および配線パターン１２を介して所定の電極パッド１４に電気的に接続されている。このような信号線２１は、例えばＣｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｍｏなどの低抵抗金属よりなる。

各グラウンド線２２は、信号線２１に沿って延び、配線基板１０内の所定のビア１３および配線パターン１２を介して所定の電極パッド１４に電気的に接続され、グラウンド接続されている。このようなグラウンド線２２は、本発明における基板上グラウンド線にあたり、信号線２１と協働して、容量固定キャパシタを構成する。また、信号線２１および各グラウンド線２２は、シャントインダクタ２３により接続されている。グラウンド線２２およびシャントインダクタ２３は、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌなどの低抵抗金属よりなる。

可動キャパシタ電極２４は、図２に示すように、グラウンド線２２間を架橋して（従ってグラウンド接続されており）信号線２１に対向する厚肉部２４ａを有する。可動キャパシタ電極２４は、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌなどの低抵抗金属よりなる。このような可動キャパシタ電極２４は、上述の信号線２１と協働して、容量可変キャパシタを構成する。また、可動キャパシタ電極２４および上述のグラウンド線１２ａ，２２は、本発明におけるグラウンド配線部を構成する。

各駆動電極２５は、可動キャパシタ電極２４との間に静電引力を発生させて可動キャパシタ電極２４を変位させるためのものであり、信号線２１およびグラウンド線２２の間に配されて可動キャパシタ電極２４の一部に対向する。駆動電極２５は、所定の金属薄膜（高周波信号の漏れ防止の観点から比較的高抵抗のＳｉＣｒ薄膜が望ましい）よりなる。

誘電体ドット２６は、図２や図３に示すように信号線２１上に設けられており、例えばＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＳｉｘＮｙ，ＳｉＯＣなどの誘電体材料よりなる。このような誘電体ドット２６は、信号線２１と可動キャパシタ電極２４とが短絡することを防止するのに資するとともに、信号線２１および可動キャパシタ電極２４により構成されるキャパシタの静電容量を増大するのに資する。当該静電容量の増大は、本素子について広い周波数可変域を確保するうえで好ましい。

パッケージング部材２７は、配線基板１０の第１面１０ａ上の諸構造を封止するためのものであり、第１面１０ａに接合されている。パッケージング部材２７は、例えば金属、Ｓｉ、または樹脂封止体よりなる。

以上のような構造を有する可変フィルタ素子Ｘ１は、図４に示すような、Ｋ₀₁インバータと、Ｋ₁₂インバータと、これらの間に配された共振回路部Ｒとからなる等価回路図で表すことができる。Ｋ₀₁インバータは、端子部２１ａ（入射端）側にて信号線２１に接続する一対のシャントインダクタ２３により構成される。Ｋ₁₂インバータは、端子部２１ｂ（出射端）側にて信号線２１に接続する一対のシャントインダクタ２３により構成される。共振回路部Ｒは、インダクタＬ（共振回路部Ｒ全体におけるインダクタ成分）および容量可変のキャパシタＣ（共振回路部Ｒ全体におけるキャパシタ成分）を含み、主に、配線基板１０ないし絶縁層１１と、信号線２１と、グラウンド配線部（グラウンド線１２ａ，２２および可動キャパシタ電極２４）とから構成される。キャパシタＣは、信号線２１とグラウンド配線部により構成され、具体的には、信号線２１およびグラウンド線２２（基板上グラウンド線）により構成される上述の容量固定キャパシタ（第１キャパシタ）と、信号線２１および可動キャパシタ電極２４により構成される上述の容量可変キャパシタ（第２キャパシタ）と、信号線２１およびグラウンド線１２ａ（基板内グラウンド線）により構成される上述の容量固定キャパシタ（第３キャパシタ）とを含む。すなわち、可変フィルタ素子Ｘ１のなす分布定数伝送線路が単一の容量可変キャパシタＣを具備するものと想定すると、信号線２１およびグラウンド線２２からなる第１キャパシタが当該キャパシタＣの一部を担い、且つ、信号線２１および可動キャパシタ電極２４からなる第２キャパシタが当該キャパシタＣの一部を担うのに加え、信号線２１およびグラウンド線１２ａからなる第３キャパシタも当該キャパシタＣの一部を担うのである。第３キャパシタは、当該キャパシタＣの静電容量について、第１キャパシタや第２キャパシタの寄与成分を補完する機能を有する。

可変フィルタ素子Ｘ１において、図１に示す空間的長さＬ１は、図４に示す共振回路部Ｒの伝送路長（即ち、両インバータ間の伝送路長）が例えばλ／２（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の整数倍となるように、設定されている。すなわち、可変フィルタ素子Ｘ１では、所定の電極パッド１４、ビア１３、および配線パターン１２を介して例えば端子部２１ａから入力された混合電気信号がフィルタリングされ、特定高周波数帯域の電気信号が抽出されて、端子部１２ｂないしこれに電気的に接続された所定の電極パッド１４から出力される。

また、図４の等価回路図においては、共振回路部ＲがＫ₀₁インバータおよびＫ₁₂インバータの間に配されているところ、このような構成によると、入射端（Ｋ₀₁インバータ側端子）から電磁波ないし高周波電気信号を反射なく共振回路部Ｒに入射させ、また、出射端（Ｋ₁₂インバータ側端子）へと伝搬する電磁波を当該出射端から反射なく出射させることができる。Ｋ₀₁インバータは特性インピーダンスＫ₀₁を有し、Ｋ₁₂インバータは特性インピーダンスＫ₁₂を有し、各々、所定周波数帯域において長さλ／４の分布定数線路として機能するものである。

可変フィルタ素子Ｘ１においては、駆動電極２５と可動キャパシタ電極２４の間に所定電圧（駆動電圧）を印加することによって、図４に示すキャパシタＣ（第１〜第３キャパシタ）の容量を変化させることができる。駆動電極２５への電位の付与は、所定の電極パッド１４、ビア１３、および配線パターン１２からなる導電経路を介して実現することができる。駆動電極２５と可動キャパシタ電極２４の間に駆動電圧を印加すると、両電極間に所定の静電引力が発生し、可動キャパシタ電極２４が駆動電極２５側へ所定量引き込まれ、その結果、信号線２１と可動キャパシタ電極２４の間の離隔距離、ないし、図２および図３に示すギャップＧ１が、小さくなる。ギャップＧ１が小さくなると、キャパシタＣの静電容量が増大し、可変フィルタ素子Ｘ１の全体の伝送路長が等価的ないし実質的に増大し、通過が許容される周波数帯域が低周波側へシフトする。このような可変フィルタ素子Ｘ１では、印加する駆動電圧を調節することによって、通過周波数帯域を制御することが可能である。例えば、駆動電圧のオン・オフにより、図４に示すキャパシタＣの容量を有意に切り替えて、高周波領域における通過周波数帯域を適宜にスイッチング（例えば１８ＧＨｚと２２ＧＨｚの間のスイッチング）することが可能である。また、駆動電圧をアナログ的に制御することで、通過周波数帯域を連続的に変化させることも可能である。

可変フィルタ素子Ｘ１では、上述のように、第３キャパシタ（信号線２１とグラウンド線１２ａからなる）は、本素子のなす分布定数伝送線路の容量可変キャパシタＣの静電容量について、第１キャパシタや第２キャパシタの寄与成分を補完する機能を有する。そのため、上述の従来の可変フィルタ素子Ｘ７において信号線７２とグラウンド線７３のギャップＧ８の寸法が比較的小さく制限されるのとは異なり、本素子においては、信号線２１とグラウンド線２２（基板上グラウンド線）の間の図１および図２に示すギャップＧ２の寸法について比較的大きく設定しやすい（当該ギャップ寸法を大きくするほど総静電容量への第１キャパシタの寄与分は小さくなるが、当該減少分については、第３キャパシタの静電容量によって補うことができるのである）。信号線２１とグラウンド線２２のギャップＧ２の寸法について比較的大きく設定しやすい本素子においては、可動キャパシタ電極２４を可動するための駆動電極２５の面積について充分な大きさを確保しやすい。したがって、本可変フィルタ素子Ｘ１は、信号線２１および可動キャパシタ電極２４の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。駆動電圧の低減は、例えば、電池を電源とする携帯電話などの小型無線通信機器用途において好ましい。

図５から図８は、可変フィルタ素子Ｘ１の製造方法の一例を表す。図５から図８においては、可変フィルタ素子Ｘ１の製造過程を断面の変化で表す。当該断面は、加工が施されるウエハにおける単一の可変フィルタ素子形成区画の断面（図２に示す断面に相当）を含む。

可変フィルタ素子Ｘ１の製造においては、まず、図５（ａ）に示すような配線基板ウエハ１０’を作製する。配線基板ウエハ１０’は、第１面１０ａおよび第２面１０ｂを有し、且つ、絶縁層１１、配線パターン１２（グラウンド線１２ａを含む）、およびビア１３を含む多層配線構造を有するウエハであり、また、複数の可変フィルタ素子形成区画を含む。配線基板ウエハ１０’の第１面１０ａの表面粗さＲｚは０.２μｍ以下である。

配線基板ウエハ１０’の作製においては、まず、グリーンシートたる複数のセラミック基板の各々において、ビア用の開口部を形成した後、当該ビア用開口部に導電ペーストを充填するとともに、セラミック基板表面に導電ペーストで配線パターンを印刷する。このような工程を経て用意された所定枚数のセラミック基板を積層し、当該積層体を加熱下にて厚み方向にプレスする。その後、所定の加熱処理により、当該積層体を一体焼成し、プリ配線基板ウエハ１０”を得る（一体焼成を経ることにより、配線パターン１２およびビア１３が形成される）。

配線基板ウエハ１０’の作製においては、次に、プリ配線基板ウエハ１０”の両面を研磨処理する。研磨処理の手法は、例えば、所定の研磨剤（薬液）を使用して行う機械的研磨を採用することができる。この研磨処理により、プリ配線基板ウエハ１０”の反り及びうねりを低減する。本研磨処理では、好ましくは、反りについては４０μｍ以下まで低減し、うねりについては充分になくなるまで低減する。

配線基板ウエハ１０’の作製においては、次に、プリ配線基板ウエハ１０”において上述の信号線２１やグラウンド線２２が形成される側の面すなわち第１面１０ａを平滑化処理する。上述のようにして得られたプリ配線基板ウエハ１０”の表面には凹凸（構成セラミック粒子のサイズや、セラミック粒子間のボイドの存在、研磨剤による研磨作用などに起因して生ずると考えられる）が存在するところ、セラミック材質の選定および研磨方法を最適化しても、実際上、深さ５μｍ程度の窪みがプリ配線基板ウエハ１０’表面に生ずることは避けられない。このような凹凸を有する表面には、小サイズのフィルタ素子等の受動素子を適切に形成することができないので、配線基板ウエハ１０”の作製においては、上述の研磨処理の後に所定の平滑化処理が必要なのである。

図９は平滑化処理の過程を表す。図９では、平滑化処理が施されるプリ配線基板ウエハ１０”の表面付近の部分拡大断面を示す。本平滑化処理では、上述の研磨処理を経たプリ配線基板ウエハ１０”ないし表面の絶縁層１１における図９（ａ）に示すような凹凸表面に、まず、図９（ｂ）に示すように、薄い絶縁膜１６’を形成する。絶縁膜１６’の形成においては、プリ配線基板ウエハ１０”の表面に絶縁コーティング液を薄く塗布して焼成する。絶縁コーティング液としては、例えばＳＯＧ（spin-on-glass）を用いることができる。塗布される絶縁コーティング液の厚さは例えば１μｍ以下である。このようして薄い絶縁膜１６’を形成することにより、プリ配線基板ウエハ１０”表面における凹みを低減することができる。この後、このような絶縁膜形成工程を所定回数繰り返し、図９（ｃ）に示すように、プリ配線基板ウエハ１０”のセラミック素地表面の凸部を、絶縁膜１６’を重ねて形成された絶縁膜１６に埋没させる（図９以外の図面では絶縁膜１６を表さない）。図９に示すこのような方法により、第１面１０ａの全体の表面粗さＲｚを０.０５μｍ以下に低減することができる。上述の研磨処理の後にこのような平滑化処理を行うことにより、配線基板ウエハ１０’を作製することができる。

可変フィルタ素子Ｘ１の製造においては、次に、上述のようにして作製した配線基板ウエハ１０’の第２面１０ｂ上に、図５（ｂ）に示すように電極パッド１４を形成する。例えば、スパッタリング法により所定の金属材料を配線基板ウエハ１０’の第２面１０ｂ上上に成膜した後、所定のウェットエッチングまたはドライエッチングにより当該金属膜をパターニングすることによって、電極パッド１４を形成することができる。或は、電極パッド１４の形成においては、無電解めっき法や電気めっき法を採用してもよい。

次に、図５（ｃ）に示すように、上述の駆動電極２５を配線基板ウエハ１０’上に形成する。例えば、スパッタリング法により所定の金属材料を配線基板ウエハ１０’上に成膜した後、所定のウェットエッチングまたはドライエッチングにより当該金属膜をパターニングすることによって、駆動電極２５を形成することができる。本工程の後、必要に応じて、駆動電極２５を覆うように所定領域に絶縁膜を形成する。

次に、図６（ａ）に示すように、上述の信号線２１を配線基板ウエハ１０’上に形成する。例えば、信号線２１に対応する開口部を有するレジストパターンを配線基板ウエハ１０’上にパターン形成した後、めっき法（無電解めっき又は電気めっき）により当該開口部内に所定の金属材料（例えばＡｕ）を堆積成長させることによって、信号線２１を形成することができる。

次に、図６（ｂ）に示すように、上述の誘電体ドット２６を信号線２１上に形成する。例えば、配線基板ウエハ１０’の第１面１０ａ側に所定の誘電体膜を形成した後、当該誘電体膜をパターンニングすることによって、誘電体ドット２６を形成することができる。

次に、図６（ｃ）に示すように、上述のグラウンド線２２を配線基板ウエハ１０’上に形成する。例えば、グラウンド線２２に対応する開口部を有するレジストパターンを配線基板ウエハ１０’上にパターン形成した後、めっき法（無電解めっき又は電気めっき）により当該開口部内に所定の金属材料（例えばＡｕ）を堆積成長させることによって、グラウンド線２２を形成することができる。

次に、図７（ａ）に示すように犠牲層１７を形成する。犠牲層１７は所定のレジスト材料よりなる。

次に、図７（ｂ）に示すように、上述の各可動キャパシタ電極２４の一部２４’を犠牲層１７上に形成する。例えば、スパッタリング法により所定の金属材料を犠牲層１７上に成膜した後、所定のウェットエッチングまたはドライエッチングにより当該金属膜をパターニングすることによって、可動キャパシタ電極２４の一部２４’を形成することができる。或は、当該一部２４’の形成においては、無電解めっき法や電気めっき法を採用してもよい。

次に、図７（ｃ）に示すように、可動キャパタ電極２４の厚肉部２４ａを形成する。例えば、厚肉部２４ａに対応する開口部を有するレジストパターンを可動キャパシタ電極２４の一部２４’および犠牲層１７上にわたってパターン形成した後、めっき法（無電解めっき又は電気めっき）により当該開口部内に所定の金属材料（例えばＡｕ）を堆積成長させることによって、厚肉部２４ａを形成することができる。この後、図８（ａ）に示すように、犠牲層１７を除去する。

次に、図８（ｂ）に示すように、配線基板ウエハ１０’の第１面１０ａ側にパッケージングウエハ２７’を接合する。接合手法としては、例えば、陽極接合法、直接接合法、常温接合法、および共晶接合法が挙げられる。パッケージングウエハ２７’は、所定のシリコンウエハを加工して作製されたものであり、配線基板ウエハ１０’の各可変フィルタ素子形成区画に対応する箇所に予め凹部２７ａが設けられている。パッケージングウエハ２７’は、複数の上述のパッケージング部材２７を実質的に含む。

次に、図８（ｃ）に示すように、配線基板ウエハ１０’およびパッケージングウエハ２７’よりなる積層構造体を切断する。以上のようにして、可変フィルタ素子Ｘ１を製造することができる。本方法によると、多数の可変フィルタ素子形成区画を有する配線基板ウエハ１０’を用いることによって、可変フィルタ素子Ｘ１を適切に大量生産することができる。

可変フィルタ素子Ｘ１については、充分に広面積の配線基板１０を採用したうえで、当該配線基板１０の第１面１０ａ上に、回路設計に応じた種々の受動素子（インダクタ，キャパシタ，抵抗など）を設けることによって、可変フィルタモジュールとして構成してもよい。このような可変フィルタモジュールは、図５（ｂ）から図７（ｃ）を参照して上述した過程において種々の受動素子を配線基板ウエハ１０’上に並行して形成する以外は、可変フィルタ素子Ｘ１に関して上述した方法と同様にして、製造することができる。可変フィルタモジュールとして構成することや、可変フィルタモジュールとして製造できることは、以降の第２から第６の実施形態に係る可変フィルタ素子についても同様である。

図１０から図１２は、本発明の第２の実施形態に係る可変フィルタ素子Ｘ２を表す。図１０は、可変フィルタ素子Ｘ２の一部省略平面図であり、図１１は、図１０の線XI−XIに沿った拡大断面図である。図１２は、可変フィルタ素子Ｘ２のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図（一部省略）である。

可変フィルタ素子Ｘ２は、配線基板１０と、信号線２１と、二本のグラウンド線２２と、シャントインダクタ２３と、可動キャパシタ電極２４と、駆動電極２５と、誘電体ドット２６と、パッケージング部材２７（図１０にて図示略）とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。実質的には、可変フィルタ素子Ｘ２は、全て直列に配されたｎ個の可変フィルタ素子Ｘ１を含むものであり、図１２に示すように、いわゆるＫインバータを介して直列に配されたｎ段の共振回路部Ｒからなる。各可変フィルタ素子Ｘ１の具体的構成、ないし、各共振回路部Ｒを構成するユニット（絶縁層１１やグラウンド線１２ａを含む配線基板１０，信号線２１，グラウンド線２２，可動キャパシタ電極２４，駆動電極２５，誘電体ドット２６）の具体的構成は、第１の実施形態に関して上述したのと略同様である。また、本実施形態においては、図１０に示す空間的長さＬ２は、伝送路長が例えばλ／２（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の整数倍となるように、設定されている。

このような構成を具備する可変フィルタ素子Ｘ２においても、可変フィルタ素子Ｘ１について上述したのと同様に、信号線２１および可動キャパシタ電極２４の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。

図１３から図１５は、本発明の第３の実施形態に係る可変フィルタ素子Ｘ３を表す。図１３は、可変フィルタ素子Ｘ３の一部省略平面図であり、図１４は、図１３の線XIV−XIVに沿った部分拡大断面図である。図１５は、可変フィルタ素子Ｘ３のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図（一部省略）である。

可変フィルタ素子Ｘ３は、配線基板１０と、信号線２１と、グラウンド線２２と、可動キャパシタ電極２４と、駆動電極２５と、誘電体ドット２６と、パッケージング部材２７（図１３にて図示略）とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。実質的には、可変フィルタ素子Ｘ３は、シャンクインダクタ２３が設けられていないｎ個の可変フィルタ素子Ｘ１が相互に並列に配されたものであり、図１５に示すように、いわゆるＪインバータを介して並列に配されたｎ段の共振回路部Ｒからなる。各共振回路部Ｒを構成するユニット（絶縁層１１やグラウンド線１２ａを含む配線基板１０，信号線２１，グラウンド線２２，可動キャパシタ電極２４，駆動電極２５，誘電体ドット２６）の具体的構成は、第１の実施形態に関して上述したのと略同様である。Ｊインバータは、隣り合う共振回路部Ｒに含まれる信号線２１の端部２１ｃ間にキャパシタとして生じたもの（容量結合）である。また、本実施形態においては、図１３に示す空間的長さＬ３は、伝送路長が例えばλ／４（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の偶数倍となるように、設定されている。

このような構成を具備する可変フィルタ素子Ｘ３においても、可変フィルタ素子Ｘ１について上述したのと同様に、信号線２１および可動キャパシタ電極２４の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。

図１６から図１８は、本発明の第４の実施形態に係る可変フィルタ素子Ｘ４を表す。図１６は、可変フィルタ素子Ｘ４の一部省略平面図である。図１７および図１８は、図１６の線XVII−XVIIおよび線XVIII−XVIIIに沿った拡大断面図である。可変フィルタ素子Ｘ４のなす分布定数伝送線路は、図４に示す等価回路図によって表される。

可変フィルタ素子Ｘ４は、配線基板１０と、信号線２１と、四本のシャントインダクタ２３と、可動キャパシタ電極２８と、駆動電極２５と、誘電体ドット２６と、パッケージング部材２７（図１６にて図示略）とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。可変フィルタ素子Ｘ４は、グラウンド線２２を備えない点、および、可変キャパシタ電極２４に代えて可変キャパシタ電極２８を備える点において、可変フィルタ素子Ｘ１と主に異なる。

配線基板１０は、第１の実施形態において上述したように、第１面１０ａおよび第２面１０ｂを有し、また、絶縁層１１と、配線パターン１２と、ビア１３と、外部接続用の電極パッド１４とを有する。また、最も第１面１０ａ側に位置する配線パターン１２の一部は、グラウンド接続されたグラウンド線１２ａである。配線パターン１２間、配線パターン１２と電極パッド１４の間、および、配線パターン１２と信号線２１の間は、ビア１３によって接続されている。

信号線２１は、第１の実施形態において上述したように、その両端に端子部２１ａ（入射端）および端子部２１ｂ（出射端）を有して当該端子部２１ａ，２１ｂ間を電気信号が通過する導体パターンであり、高周波フィルタたる本素子においてインダクタ成分を含む。端子部２１ａ，２１ｂは、配線基板１０内の所定のビア１３および配線パターン１２を介して所定の電極パッド１４に電気的に接続されている。

シャントインダクタ２３の一端は、図１８に示すように、配線基板１０における所定のビア１３、配線パターン１２、および電極パッド１４を介してグラウンド接続されている。

可動キャパシタ電極２８は、図１７に示すように、配線基板１０上に立設され、信号線２１と対向する厚肉部２８ａを有し、且つ、配線基板１０内のビア１３や配線パターン１２を介してグラウンド接続されている。可動キャパシタ電極２８は、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌなどの低抵抗金属よりなる。このような可動キャパシタ電極２８は、信号線２１と協働して、容量可変キャパシタを構成する。また、可動キャパシタ電極２８およびグラウンド線１２ａは、本発明おけるグラウンド配線部を構成する。

各駆動電極２５は、可動キャパシタ電極２８との間に静電引力を発生させて可動キャパシタ電極２８を変位させるためのものであり、信号線２１に隣接して配置され、可動キャパシタ電極２８の一部に対向する。駆動電極２５は、例えば、ＳｉＣｒ薄膜などの高抵抗金属薄膜よりなる。

誘電体ドット２６は、図１７に示すように信号線２１上に設けられており、例えばＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＳｉｘＮｙ，ＳｉＯＣなどの誘電体材料よりなる。このような誘電体ドット２６は、信号線２１と可動キャパシタ電極２８とが短絡することを防止するのに資するとともに、信号線２１および可動キャパシタ電極２８により構成されるキャパシタの静電容量を増大するのに資する。当該静電容量の増大は、本素子について広い周波数可変域を確保するうえで好ましい。

パッケージング部材２７は、第１の実施形態において上述したように、配線基板１０の第１面１０ａ上の諸構造を封止するためのものであり、第１面１０ａに接合されている。

以上のような構造を有する可変フィルタ素子Ｘ４は、図４に示すような、Ｋ₀₁インバータと、Ｋ₁₂インバータと、これらの間に配された共振回路部Ｒとからなる等価回路図で表すことができる。Ｋ₀₁インバータは、端子部２１ａ（入射端）側にて信号線２１に接続する一対のシャントインダクタ２３により構成される。Ｋ₁₂インバータは、端子部２１ｂ（出射端）側にて信号線２１に接続する一対のシャントインダクタ２３により構成される。共振回路部Ｒは、インダクタＬ（共振回路部Ｒ全体におけるインダクタ成分）および容量可変のキャパシタＣ（共振回路部Ｒ全体におけるインダクタ成分）を含み、主に、配線基板１０ないし絶縁層１１と、信号線２１と、グラウンド配線部（グラウンド線１２ａおよび可動キャパシタ電極２８）とから構成される。キャパシタＣは、信号線２１とグラウンド配線部により構成され、具体的には、信号線２１および可動キャパシタ電極２８により構成される上述の容量可変キャパシタ（第１キャパシタ）と、信号線２１およびグラウンド線１２ａ（基板内グラウンド線）により構成される上述の容量固定キャパシタ（第２キャパシタ）とを含む。すなわち、可変フィルタ素子Ｘ４のなす分布定数伝送線路が単一の容量可変キャパシタＣを具備するものと想定すると、信号線２１および可動キャパシタ電極２８からなる第１キャパシタが当該キャパシタＣの一部を担うのに加え、信号線２１およびグラウンド線１２ａからなる第２キャパシタも当該キャパシタＣの一部を担うのである。第２キャパシタは、当該キャパシタＣの静電容量について、第１キャパシタの寄与成分を補完する機能を有する。

可変フィルタ素子Ｘ４において、図１６に示す空間的長さＬ４は、図４に示す共振回路部Ｒの伝送路長（即ち、両インバータ間の伝送路長）が例えばλ／２（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の整数倍となるように、設定されている。すなわち、可変フィルタ素子Ｘ４では、所定の電極パッド１４、ビア１３、および配線パターン１２を介して例えば端子部２１ａから入力された混合電気信号がフィルタリングされ、特定高周波数帯域の電気信号が抽出されて、端子部１２ｂないしこれに電気的に接続された所定の電極パッド１４から出力される。

また、図４の等価回路図においては、共振回路部ＲがＫ₀₁インバータおよびＫ₁₂インバータの間に配されているところ、このような構成によると、入射端（Ｋ₀₁インバータ側端子）から電磁波ないし高周波電気信号を反射なく共振回路部Ｒに入射させ、また、出射端（Ｋ₁₂インバータ側端子）へと伝搬する電磁波を当該出射端から反射なく出射させることができる。

可変フィルタ素子Ｘ４においては、駆動電極２５と可動キャパシタ電極２８の間に所定電圧（駆動電圧）を印加することによって、図４に示すキャパシタＣ（第１および第２キャパシタ）の容量を変化させることができる。駆動電極２５への電位の付与は、所定の電極パッド１４、ビア１３、および配線パターン１２からなる導電経路を介して実現することができる。駆動電極２５と可動キャパシタ電極２８の間に駆動電圧を印加すると、両電極間に所定の静電引力が発生し、可動キャパシタ電極２８が駆動電極２５側へ所定量引き込まれ、その結果、信号線２１と可動キャパシタ電極２８の間の離隔距離ないしギャップＧ１が小さくなる。ギャップＧ１が小さくなると、キャパシタＣの静電容量が増大し、可変フィルタ素子Ｘ４の全体の伝送路長が等価的ないし実質的に増大し、通過が許容される周波数帯域が低周波側へシフトする。このような可変フィルタ素子Ｘ４では、印加する駆動電圧を調節することによって、通過周波数帯域を制御することが可能である。例えば、駆動電圧のオン・オフにより、図４に示すキャパシタＣの容量を有意に切り替えて、高周波領域における通過周波数帯域を適宜にスイッチング（例えば１８ＧＨｚと２２ＧＨｚの間のスイッチング）することが可能である。また、駆動電圧をアナログ的に制御することで、通過周波数帯域を連続的に変化させることも可能である。

可変フィルタ素子Ｘ４では、並列して延びる二本の基板上グラウンド線の間に信号線が配された構成を具備しない。そのため、上述の従来の可変フィルタ素子Ｘ７において信号線７２とグラウンド線７３のギャップＧ８の寸法が比較的小さく制限されて駆動電極７６の面積が比較的小さく制限されたのとは異なり、本素子では、配線基板１０上において駆動電極２５を広面積で設けやすい。したがって、可変フィルタ素子Ｘ４は、信号線２１および可動キャパシタ電極２８の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。駆動電圧の低減は、例えば、電池を電源とする携帯電話などの小型無線通信機器用途において好ましい。

図１９および図２０は、本発明の第５の実施形態に係る可変フィルタ素子Ｘ５を表す。図１９は、可変フィルタ素子Ｘ５の一部省略平面図であり、図２０は、図１９の線XX−XXに沿った拡大断面図である。可変フィルタ素子Ｘ５のなす分布定数伝送線路は、図１２に示す等価回路図（一部省略）で表される。

可変フィルタ素子Ｘ５は、配線基板１０と、信号線２１と、シャントインダクタ２３と、可動キャパシタ電極２８と、駆動電極２５と、誘電体ドット２６と、パッケージング部材２７（図１９にて図示略）とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。実質的には、可変フィルタ素子Ｘ５は、全て直列に配されたｎ個の可変フィルタ素子Ｘ４を含むものであり、図１２に示すように、いわゆるＫインバータを介して直列に配されたｎ段の共振回路部Ｒからなる。各可変フィルタ素子Ｘ４の具体的構成、ないし、各共振回路部Ｒを構成するユニット（絶縁層１１やグラウンド線１２ａを含む配線基板１０，信号線２１，可動キャパシタ電極２８，駆動電極２５，誘電体ドット２６）の具体的構成は、第１または第４の実施形態に関して上述したのと略同様である。また、本実施形態においては、図１９に示す空間的長さＬ５は、伝送路長が例えばλ／２（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の整数倍となるように、設定されている。

このような構成を具備する可変フィルタ素子Ｘ５においても、可変フィルタ素子Ｘ４について上述したのと同様に、信号線２１および可動キャパシタ電極２８の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。

図２１および図２２は、本発明の第６の実施形態に係る可変フィルタ素子Ｘ６を表す。図２１は、可変フィルタ素子Ｘ６の一部省略平面図であり、図２２は、図２１の線XXII−XXIIに沿った拡大断面図である。可変フィルタ素子Ｘ６のなす分布定数伝送線路は、図１５に示す等価回路図（一部省略）で表される。

可変フィルタ素子Ｘ６は、配線基板１０と、信号線２１と、可動キャパシタ電極２８と、駆動電極２５と、誘電体ドット２６と、パッケージング部材２７（図２１にて図示略）とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する共振器フィルタとして構成されている。実質的には、可変フィルタ素子Ｘ６は、シャンクインダクタ２３が設けられていないｎ個の可変フィルタ素子Ｘ４が相互に並列に配されたものであり、図１５に示すように、いわゆるＪインバータを介して並列に配されたｎ段の共振回路部Ｒからなる。各共振回路部Ｒを構成するユニット（絶縁層１１やグラウンド線１２ａを含む配線基板１０，信号線２１，可動キャパシタ電極２８，駆動電極２５，誘電体ドット２６）の具体的構成は、第１または第４の実施形態に関して上述したのと略同様である。Ｊインバータは、隣り合う共振回路部Ｒに含まれる信号線２１の端部２１ｃ間にキャパシタとして生じたもの（容量結合）である。本実施形態では、図２１および図２２に示すように、各共振回路部Ｒの信号線２１の端部２１ｄはビア１３を介してグラウンド線１２ａに電気的に接続され、従ってグラウンド接続されている。信号線２１については、このような態様でグラウンド接続せずに、電気的に開路をなすように設計してもよい（具体的には、信号線２１とグラウンド線１２ａを連絡するビア１３を設けない）。また、本実施形態においては、図２１に示す空間的長さＬ６は、伝送路長が例えばλ／４（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の偶数倍となるように、設定されている。

このような構成を具備する可変フィルタ素子Ｘ６においても、可変フィルタ素子Ｘ４について上述したのと同様に、信号線２１および可動キャパシタ電極２８の間に印加すべき駆動電圧を低減しやすい。

以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。

（付記１）基板と、
前記基板上において並列して延びる、二本の基板上グラウンド線および当該基板上グラウンド線間の信号線と、
前記二本の基板上グラウンド線を架橋し、前記信号線と対向する部位を有する、可動キャパシタ電極と、
前記信号線および前記基板上グラウンド線の間に位置し、前記可動キャパシタ電極との間に静電引力を発生させるための、駆動電極と、
前記基板内に設けられ、前記信号線と対向する部位を有し、前記二本の基板上グラウンド線と電気的に接続している、基板内グラウンド線と、を備え、
前記基板上グラウンド線、前記可動キャパシタ電極、および前記基板内グラウンド線は、グラウンド配線部を構成し、
前記信号線および前記グラウンド配線部は、分布定数伝送線路を構成する、可変フィルタ素子。
（付記２）基板と、
前記基板上において並列して延びる信号線と、
前記基板上に立設され、前記信号線と対向する部位を有する、可動キャパシタ電極と、
前記基板上に設けられ、前記可動キャパシタ電極との間に静電引力を発生させるための、駆動電極と、
前記基板内に設けられ、前記信号線と対向する部位を有し、前記可動キャパシタ電極と電気的に接続している、基板内グラウンド線と、を備え、
前記可動キャパシタ電極、および前記基板内グラウンド線は、グラウンド配線部を構成し、
前記信号線および前記グラウンド配線部は、分布定数伝送線路を構成する、可変フィルタ素子。
（付記３）前記信号線に並列して前記基板上に設けられ且つ前記基板内グラウンド線と電気的に接続している基板上グラウンド線を更に備える、付記２に記載の可変フィルタ素子。
（付記４）前記信号線上に誘電体部を更に備える、付記１から３のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子。
（付記５）前記基板は、複数の絶縁層および各絶縁層間の配線パターンからなる積層構造を有する多層配線基板である、付記１から４のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子。
（付記６）前記基板内グラウンド線は、前記多層配線基板において前記信号線に最も近い配線パターンに含まれる、付記５に記載の可変フィルタ素子。
（付記７）前記絶縁層はセラミックよりなる、付記５または６に記載の可変フィルタ素子。
（付記８）前記基板における前記信号線とは反対側の表面に電極パッドを更に備える、付記５から７のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子。
（付記９）前記基板を貫通する導電連絡部を更に備える、付記５から８のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子。
（付記１０）付記１から９のいずれかに記載された複数の可変フィルタ素子を含み、当該複数の可変フィルタ素子は、直列に配されているか、或は、互いに並列に配されている、可変フィルタ素子。
（付記１１）付記１から１０のいずれかに記載の可変フィルタ素子と、
前記基板上に設けられた複数の受動素子と、を含む可変フィルタモジュール。
（付記１２）前記複数の受動素子は、インダクタ、キャパシタ、または抵抗を含む、付記１１に記載の可変フィルタモジュール。
（付記１３）付記１から１０のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子を製造するための方法であって、
各々が基板内グラウンド線を含む複数の可変フィルタ素子形成区画を有する配線基板ウエハを作製する工程と、
前記複数の可変フィルタ素子形成区画の各々において、前記配線基板ウエハ上に少なくとも信号線、駆動電極、および可変キャパシタ電極を形成する工程と、
前記配線基板ウエハを分割する工程と、を含む可変フィルタ素子製造方法。
（付記１４）付記１１または１２に記載の可変フィルタモジュールを製造するための方法であって、
各々が基板内グラウンド線を含む複数の可変フィルタモジュール形成区画を有する配線基板ウエハを作製する工程と、
前記複数の可変フィルタモジュール形成区画の各々において、前記配線基板ウエハ上に少なくとも信号線、駆動電極、可変キャパシタ電極、および複数の受動素子群を形成する工程と、
前記配線基板ウエハを分割する工程と、を含む可変フィルタモジュール製造方法。
（付記１５）前記分割工程より前に、前記形成区画ごとに封止キャップを搭載する工程を含む、付記１３または１４に記載の方法。

本発明の第１の実施形態に係る可変フィルタ素子の一部省略平面図である。 図１の線II−IIに沿った拡大断面図である。 図１の線III−IIIに沿った拡大断面図である。 図１に示す可変フィルタ素子のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図である。 図１に示す可変フィルタ素子の製造方法における一部の工程を表す。 図５の後に続く工程を表す。 図６の後に続く工程を表す。 図７の後に続く工程を表す。 平滑化処理の過程を表す。 本発明の第２の実施形態に係る可変フィルタ素子の一部省略平面図である。 図１０の線XI−XIに沿った拡大断面図である。 図１０に示す可変フィルタ素子のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図（一部省略）である。 本発明の第３の実施形態に係る可変フィルタ素子の一部省略平面図である。 図１３の線XIV−XIVに沿った部分拡大断面図である。 図１３に示す可変フィルタ素子のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図（一部省略）である。 本発明の第４の実施形態に係る可変フィルタ素子の一部省略平面図である。 図１６の線XVII−XVIIに沿った拡大断面図である。 図１６の線XVIII−XVIIIに沿った拡大断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る可変フィルタ素子の一部省略平面図である。 図１９の線XX−XXに沿った拡大断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る可変フィルタ素子の一部省略平面図である。 図２１の線XXII−XXIIに沿った部分拡大断面図である。 従来の可変フィルタ素子の平面図である。 図２３の線XXIV−XXIVに沿った拡大断面図である。 図２３の線XXV−XXVに沿った拡大断面図である。 図２３に示す可変フィルタ素子のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図である。

符号の説明

Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，Ｘ７ 可変フィルタ素子
１０ 配線基板
１０’ 配線基板ウエハ
１０ａ 第１面
１０ｂ 第２面
１１ 絶縁層
１２ 配線パターン
１２ａ グラウンド線
１３ ビア
１４，７７ 電極パッド
１６ 絶縁膜
１７ 犠牲層
２１，７２ 信号線
２２，７３ グラウンド線
２３，７４ シャントインダクタ
２４，２８，７５ 可変キャパシタ電極
２４ａ，２８ａ 厚肉部
２５，７６ 駆動電極
２６ 誘電体ドット
２７ パッケージング部材

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上において並列して延びる、二本の基板上グラウンド線および当該基板上グラウンド線間の信号線と、
   前記二本の基板上グラウンド線を架橋し、前記信号線と対向する部位を有する、可動キャパシタ電極と、
   前記信号線および前記基板上グラウンド線の間に位置し、前記可動キャパシタ電極との間に静電引力を発生させるための、駆動電極と、
   前記基板内に設けられ、前記信号線と対向する部位を有し、前記二本の基板上グラウンド線と電気的に接続している、基板内グラウンド線と、を備え、
   前記基板上グラウンド線、前記可動キャパシタ電極、および前記基板内グラウンド線は、グラウンド配線部を構成し、
   前記信号線および前記グラウンド配線部は、分布定数伝送線路を構成する、可変フィルタ素子。
2. 基板と、
   前記基板上において延びる信号線と、
   前記基板上に立設され、前記信号線と対向する部位を有する、可動キャパシタ電極と、
   前記基板上に設けられ、前記可動キャパシタ電極との間に静電引力を発生させるための、駆動電極と、
   前記基板内に設けられ、前記信号線と対向する部位を有し、前記可動キャパシタ電極と電気的に接続している、基板内グラウンド線と、を備え、
   前記可動キャパシタ電極、および前記基板内グラウンド線は、グラウンド配線部を構成し、
   前記信号線および前記グラウンド配線部は、分布定数伝送線路を構成する、可変フィルタ素子。
3. 前記信号線上に誘電体部を更に備える、請求項１または２に記載の可変フィルタ素子。
4. 前記基板は、積層された複数の絶縁層と、絶縁層間に設けられた配線パターンを含む内部配線構造と、を有する多層配線基板である、請求項１から３のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子。
5. 前記基板における、前記信号線とは反対側の表面に、電極パッドを更に備え、当該電極パッドと前記駆動電極とは、前記基板の前記内部配線構造を介して電気的に接続されている、請求項４に記載の可変フィルタ素子。
6. 請求項１から５のいずれかに記載された複数の可変フィルタ素子を含み、当該複数の可変フィルタ素子は、直列に配されているか、或は、互いに並列に配されている、可変フィルタ素子。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の可変フィルタ素子と、
   前記基板上に設けられた複数の受動素子と、を含む可変フィルタモジュール。
8. 請求項１から６のいずれか一つに記載の可変フィルタ素子を製造するための方法であって、
   各々が基板内グラウンド線を含む複数の可変フィルタ素子形成区画を有する配線基板ウエハを作製する工程と、
   前記複数の可変フィルタ素子形成区画の各々において、前記配線基板ウエハ上に少なくとも信号線、駆動電極、および可変キャパシタ電極を形成する工程と、
   前記配線基板ウエハを分割する工程と、を含む可変フィルタ素子製造方法。
9. 請求項７に記載の可変フィルタモジュールを製造するための方法であって、
   各々が基板内グラウンド線を含む複数の可変フィルタモジュール形成区画を有する配線基板ウエハを作製する工程と、
   前記複数の可変フィルタモジュール形成区画の各々において、前記配線基板ウエハ上に少なくとも信号線、駆動電極、可変キャパシタ電極、および複数の受動素子群を形成する工程と、
   前記配線基板ウエハを分割する工程と、を含む可変フィルタモジュール製造方法。

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