JP6319758B2 - 静電容量デバイス、共振回路及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、静電容量デバイス、共振回路及び電子機器に関し、特に、内部電極の積層方向に直列接続された複数のコンデンサを備える静電容量デバイスと、これを用いた共振回路及び電子機器に関する。

従来から、特許文献１に示すように、内部電極の積層方向に直列接続された複数の可変容量コンデンサからなる可変容量デバイスが提案されている。特許文献１に記載された技術では、誘電体層を介して各可変容量コンデンサを構成する内部電極を積層する構成とすることにより、１層当たりの内部電極の数を減らすことができ、電極や容量値などの設計自由度を広げることが可能となる。

特開２０１１−１１９４８２号公報

特許文献１に記載された可変容量デバイスにおいては、焼結時に誘電体層の収縮により内部応力が発生する。一方で、各層における内部電極の形状については、静電容量によって適宜設定されており、内部応力を考慮した形状とはされていない。また、特許文献１では、直列接続された各可変容量コンデンサを構成する内部電極の面積を変えることで、直列接続される各可変容量コンデンサ間にコンデンサを形成しない電極部分が形成され、この電極部分による電極抵抗が余分に増えるという問題がある。

ところで、電極の積層方向に積層数を増やしていけば、直列コンデンサ数を増大させることができ、複合デバイスとしてのバリエーションを増やすことができる。また、積層数を増大させることは、誘電体層を薄くして大容量化を図りつつ、高耐圧化を実現することにつながる。

しかしながら、単純に積層数を増大させると、最上層の電極と最下層の電極との物理的距離が長くなり、等価直列インダクタンス（Equivalent Series Inductance。以下、ＥＳＬという。）が大きくなり、特に高周波での使用において、特性の劣化を生ずることとなる。また、焼結時に発生する内部応力を固定化することによって（残留応力）、誘電体の単位面積当たりの誘電率を向上させることができるが、各層ごとに異なる残留応力が発生すると、積層した電極によるコンデンサの特性にばらつきを生ずることになる。

そこで、本発明は、内部電極の積層方向に直列接続された複数のコンデンサを備える静電容量デバイスにおいて、内蔵されるコンデンサの接続の構成のバリエーションを拡大し、電気的特性を向上させることを目的とする。

本発明の一実施の形態に係る静電容量デバイスは、誘電体層と、誘電体層を介して積層され、静電容量をなす電極本体の重心が積層方向の直線からなる軸上に配置された少なくとも３つ以上の内部電極とにより２つ以上のコンデンサが形成され、２つ以上のコンデンサが内部電極の積層方向に直列接続された容量素子本体と、容量素子本体の側面に形成され、静電容量をなす電極本体に電気的に接続された外部端子とを有する１つ以上の静電容量ユニットからなる静電容量ブロックを２つ以上含む。静電容量ブロックの１つを構成する静電容量ユニットは、同一の上記軸上に形成される。２つ以上の静電容量ブロックは、それぞれの軸が平行に配置される。隣接する静電容量ユニットに流れる電流の方向がそれぞれ逆方向である。

また、本発明の一実施の形態に係る共振回路では、誘電体層と、誘電体層を介して積層され、静電容量をなす電極本体の重心が積層方向の直線からなる軸上に配置された少なくとも３つ以上の内部電極とにより２つ以上のコンデンサが形成され、２つ以上のコンデンサが内部電極の積層方向に直列接続された容量素子本体と、容量素子本体の側面に形成され、静電容量をなす電極本体に電気的に接続された外部端子とを有する１つ以上の静電容量ユニットからなる静電容量ブロックを２つ以上含む静電容量デバイスと、静電容量デバイスに接続された共振コイルとを備える。静電容量ブロックの１つを構成する静電容量ユニットは、同一の上記軸上に形成される。２つ以上の静電容量ブロックは、それぞれの軸が平行に配置される。隣接する静電容量ユニットに流れる電流の方向がそれぞれ逆方向である。

本発明の一実施の形態に係る電子機器は、上述の静電容量デバイスと共振コイルとが接続された共振回路を含む。

本発明が適用された静電容量デバイスによれば、電極の積層方向に直列接続された複数のコンデンサを形成する内部電極の重心を一致させるように積層するので、残留応力の発生ばらつきが小さくなり、特性ばらつきが低減する。また、隣接する静電容量ユニットの積層方向に流れる電流の方向がそれぞれ逆向きになっているので、等価直列インダクタンスが低減する。また、製造時における焼成処理において発生する残留応力を増大させることができるため電気的特性の向上が図られる。

第１の実施の形態に係る可変容量デバイスの斜視図である。 （Ａ）は、第１の実施の形態に係る可変容量デバイスの端子配置を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）図のＡＡ線における断面図である。（Ｃ）は、可変容量デバイスの等価回路図である。 第１の実施の形態に係る可変容量デバイスの分解図である。 第１の実施の形態に係る可変容量デバイスを構成する誘電体層と、誘電体層に形成される内部電極の形状を示す図である。（Ａ）は、第１・第５の内部電極の形状を示す平面図であり、（Ｂ）は、その正面図である。（Ｃ）は、第２・第６の内部電極の形状を示す平面図であり、（Ｄ）は、その正面図である。（Ｅ）は、第３・第７の内部電極の形状を示す平面図であり、（Ｆ）は、その正面図である。（Ｇ）は、第４・第８の内部電極の形状を示す平面図であり、（Ｈ）は、その正面図である。 第１の実施の形態に係る可変容量デバイスの使用方法を説明するための図である。（Ａ）は、使用回路を示し、（Ｂ）及び（Ｃ）は、内部電極に流れる電流の方向を示す。 （Ａ）は、第１の実施の形態の変形例に係る可変容量デバイスの等価回路図を示し、（Ｂ）は、可変容量デバイスの構造を説明するための断面図であり、（Ｃ）は、可変容量デバイスの内部に流れる電流の方向を示す図である。 （Ａ）は、第１の実施の形態の変形例に係る可変容量デバイスの等価回路図を示し、（Ｂ）は、可変容量デバイスの構造を説明するための断面図であり、（Ｃ）は、可変容量デバイスの内部に流れる電流の方向を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係る可変容量デバイスのバリエーションを説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施の形態の他の変形例に係る可変容量デバイスの構造を説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、可変容量デバイスを構成する内部電極の形成パターンのバリエーションを説明するための図である。 第１の実施形態に係る可変容量デバイスを構成する内部電極の配置の組合せ例を表形式で示す図である。 （Ａ）は、第２の実施の形態に係る可変容量デバイスの端子配置を示す平面図である。（Ｂ）は、可変容量デバイスの構造を説明するための断面図である。（Ｃ）は、内部電極の形状を示す平面図である。（Ｄ）は、可変容量デバイスの等価回路図である。 第２の実施の形態の変形例に係る可変容量デバイスの構造を説明するための断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、可変容量デバイスのバリエーションを示す図である。 第２の実施の形態の変形例の可変容量デバイスのバリエーションを説明するための断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施の形態の変形例の可変容量デバイスのバリエーションを説明するための断面図である。 第２の実施の形態の変形例の可変容量デバイスのバリエーションを説明するための断面図である。 第２の実施の形態の変形例の可変容量デバイスのバリエーションを説明するための断面図である。 第２の実施の形態の可変容量デバイスにおいて、外部端子のバリエーションを説明するための図である。（Ａ）は、可変容量デバイスの斜視図であり、（Ｂ）は、可変容量デバイスの構造を説明するための断面図であり、（Ｃ）は、内部電極の形状を示す図であり、（Ｄ）は、可変容量デバイスの等価回路図である。 第２の実施の形態の可変容量デバイスにおいて、外部端子のバリエーションを説明するための図である。（Ａ）は、可変容量デバイスの斜視図であり、（Ｂ）は、可変容量デバイスの構造を説明するための断面図である。 （Ａ）は、第３の実施の形態に係る可変容量デバイスの斜視図であり、（Ｂ）は、可変容量デバイスの構造を説明するための断面図であり、（Ｃ）は、内部電極の形状を示す平面図である。 第３の実施の形態に係る可変容量デバイスのバリエーションを示す斜視図である。 第３の実施の形態に係る可変容量デバイスのための内部電極の形状を示す平面図である。 可変容量デバイスを用いた非接触通信システムの構成例を示すブロック図である。 共振回路の主要部を示すブロック図である。 可変容量デバイスを用いた非接触充電システムの構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明が適用された静電容量デバイス及びそれを備える共振回路及び電子機器の具体例を、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態については、以下の順序で説明する。また、以下に説明する実施形態では、印加電圧によって容量値が変化する可変容量デバイスを例として説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態の具体例に限定されるものではない。

１．第１の実施形態：直列接続された３つのコンデンサをそれぞれ含む２つの可変容量ユニットが平行に配置されている構成例
１−１ 可変容量デバイスの構成
１−２ 製造方法
１−３ 回路構成及び動作
２．第１の実施の形態の変形例：同一の可変容量ユニットが積層されて構成される可変容量ブロックが２つ平行に配置される構成例
３．第１の実施の形態の他の変形例：１つの可変容量ブロックにおいて隣接して積層される可変容量ユニット電極を共用する構成例
４．第２の実施の形態：隣接する可変容量ブロックの電極を共用する構成例
５．第２の実施の形態の変形例：隣接する可変容量ブロックの複数の電極を共用する構成例
６．第３の実施の形態
７．非接触通信システム及び非接触充電システムを構成する場合の具体例

１．第１の実施の形態
１−１．可変容量デバイスの構成例
以下では、後述する内部電極の積層方向をｚ方向、積層方向に直交する可変容量デバイス１の長辺に沿う方向をｘ方向、短辺に沿う方向をｙ方向とする。また、可変容量デバイス１のｘｙ面で構成される一方の面を「上面」、ｘｙ面で構成される他方の面を「下面」とし、上面及び下面に垂直な面を「側面」として説明する。

図１に示すように、本発明が適用された第１の実施の形態に係る可変容量デバイス１は、ほぼ立方体状の可変容量デバイス本体２と、可変容量デバイス本体２の長辺側の側面（ｘｚ平面）にそれぞれ形成された第１〜第８の外部端子２０〜２７とを備える。また、図２（Ａ）に示すように、第１〜第８の外部端子２０〜２７は、可変容量デバイス本体２の上面及び下面（ｘｙ平面）に延設される。

図２（Ｂ）に示すように、可変容量デバイス１では、誘電体層３と、誘電体層３に形成された８つの内部電極とが積層されている。８つの内部電極は、それぞれ第１〜第８の内部電極３０〜３７と称する。

第１の実施の形態に係る可変容量デバイス１は、第１の可変容量ユニット４０と、第２の可変容量ユニット４１とを備える。

第１の可変容量ユニット４０は、第１の内部電極３０と、第２の内部電極３１と、第３の内部電極３２と、第４の内部電極３３とが、誘電体層３を介して、この順でｚ方向に積層される。第１及び第２の内部電極３０，３１によって第１のコンデンサＣ１が形成され、第２及び第３の内部電極３１，３２によって第２のコンデンサＣ２が形成され、第３及び第４の内部電極によって第３のコンデンサＣ３が形成される。第１〜第４の内部電極３０〜３３は、後述するように、すなわち第１〜第４の電極本体３０ａ〜３３ａが、すべて同一の形状であり、それぞれの重心が同一直線上になるように配列される。なお、以下では、可変容量ユニットという場合には、特に断らない限り、積層された各内部電極は同一形状であるものとし、同一の内部電極とは、ｘｙ平面内で１８０度回転した形状、反転（鏡像）した形状を含むものとする。

同様に、第２の可変容量ユニット４１は、第５の内部電極３４と、第６の内部電極３５と、第７の内部電極３６と、第８の内部電極３７とが、この順でｚ方向に積層される。第５及び第６の内部電極３４，３５によって第４のコンデンサＣ４が、第６及び第７の内部電極３５，３６によって第５のコンデンサＣ５が、第７及び第８の内部電極３６，３７によって第６のコンデンサＣ６が形成される。第５〜第８の内部電極３４〜３７についても、すべて同一の形状であり、それぞれの重心が同一直線上になるように配列される。

第１の実施の形態に係る構成例においては、図２（Ｃ）に示すように、可変容量デバイス１は、３つの直列コンデンサからなる可変容量ユニットを２つ含む。

図３には、焼結前の可変容量デバイス本体２の分解図を示す。可変容量デバイス本体２は、所定の誘電体によってシート状にそれぞれ構成された誘電体層３の一方の面に、第１及び第５の内部電極３０，３４と、第２及び第６の内部電極３１，３５と、第３及び第７の内部電極３２，３６と、第４及び第８の内部電極３３，３７とがｚ方向に積層されてなる。さらに第１及び第５の内部電極３０，３４のｚ方向上部には、複数の誘電体層３が積層されて、上部誘電体層４を形成し、第４及び第８の内部電極３３，３７の下部にも、複数の誘電体層３が積層され、下部誘電体層５を形成する。

第１及び第５の内部電極３０，３４は、同一の誘電体層３に形成されるので、同一の平面（ｘｙ平面）に形成されることになる。第２及び第６の内部電極３１，３５も、同一平面に形成され、第１及び第５の内部電極３０，３４に平行に、第１及び第５の内部電極３０，３４から誘電体層３の厚さだけｚ方向に離間して配置される。同様にして、第３及び第７の内部電極３２，３６、第４及び第８の内部電極３３，３７もそれぞれ誘電体層３の厚さを隔てて各電極が平行になるように配置される。なお、誘電体層３の厚さは、可変容量デバイス本体２の焼結後には、変化することに留意する必要がある。

なお、上部及び下部誘電体層４，５は、可変容量デバイス本体２の機械的強度を補強するために設けられる。

図４（Ａ）〜図４（Ｈ）には、誘電体層３に形成される第１〜第８の内部電極３０〜３７の形状を示す。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、シート状に成形された誘電体層３の一方の面に第１及び第５の内部電極３０，３４が形成される。第１及び第５の内部電極３０，３４は、それぞれ第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａと、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂとからなる。

誘電体層３は、電極間に電圧を印加することによって静電容量が変化する可変容量コンデンサを構成するために、強誘電体材料で構成される。誘電体材料としては、イオン結晶材料からなり、正負のイオンが変異することによってイオン分極を生じる誘電体材料である。たとえばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ_３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）や、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等である。

また、強誘電体材料として、電子分極を生じる強誘電体材料を用いてもよい。この強誘電体材料では、プラスの電荷に偏った部分と、マイナスの電荷に偏った部分とに分かれて電気双極子モーメントが生じ、分極が生じる。そのような材料として、従来、Ｆｅ_２ ^＋の電荷面と、Ｆｅ_３ ^＋の電荷面の形成により、分極を形成して強誘電体的特性を示す希土類鉄酸化物が知られている。この系においては、希土類元素をＲＥとし、鉄族元素をＴＭとしたときに、分子式（ＲＥ）・（ＴＭ）_２・Ｏ_４（Ｏ：酸素元素）で表される材料が高誘電率を有することが知られている。なお、希土類元素としては、たとえば、Ｙ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ（特にＹと重希土類元素）が挙げられ、鉄族元素としては、たとえば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ（特にＦｅ）が挙げられる。また、（ＲＥ）・（ＴＭ）_２・Ｏ_４としては、たとえば、ＥｒＦｅ_２Ｏ_４、ＬｕＦｅ_２Ｏ_４、ＹＦｅ_２Ｏ_４等である。

第１〜第８の内部電極３０〜３７は、たとえばＰｄ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｎｉ等の金属微粉末を含む導電ペースト等によって形成される。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、第１及び第５の内部電極３０，３４を構成する第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａは、同一の誘電体層３の一方の面にｘ方向に所定の距離だけ離間してほぼ同一の長方形状に形成される。第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａは、それぞれの短辺がｘ方向に沿って、それぞれ長辺がｙ方向に平行になるように配置される。

第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの周囲には、可変容量デバイス本体２の焼結後の残留応力を緩和するために、誘電体の領域を残すようにする。したがって、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの面積の和は、これらが形成される誘電体層３の面の面積よりも小さくなる。ここで、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの周囲の誘電体の領域の面積は、残留応力を緩和するために、可変容量デバイス本体２の焼結時に第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの周辺に発生する残留応力に影響を及ぼさない程度の大きさに形成するのが好ましい。また、各コンデンサの等価直列抵抗（Equivalent Series Resistance、以下、ＥＳＲという。）をなるべく小さくする観点からは、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの側の誘電体の領域を狭く（短く）形成するのが好ましい。

第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂは、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａのｘ方向に沿う短辺に接続するように形成され、可変容量デバイス本体２の側面で、第１及び第５接続電極３０ｂ，３４ｂの端面が露出するように形成される。また、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂは、各コンデンサのＥＳＲを低減する観点からは、広い幅とすることが望ましいが、可変容量デバイス本体２の焼結後に第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの周辺に発生する残留応力を考慮する必要があり、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの部分に発生する残留応力に影響を及ぼさない程度に形成されることが好ましい。

ここで、残留応力とは、可変容量デバイス本体２の製造時の焼成処理での電極材料と誘電体材料の収縮率の違いで発生する応力をいう。したがって、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの周辺に発生する残留応力が、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの部分に発生する残留応力に影響を及ぼさないようにするためには、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの面積は、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの面積よりも十分に小さく形成されるのが好ましいことになる。この実施の形態の構成例では、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂのｘ方向の幅は、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａのｘ方向の幅よりも十分に小さく形成している。

たとえば、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの周辺に発生する残留応力が、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの部分に発生する残留応力に影響を及ぼさない程度とするためには、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂのｘ方向の幅は、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａのｘ方向の幅の４分の１以下に設定するのが好ましい。

可変容量デバイス本体２の側面に露出した第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの端部は、第１及び第５の外部端子２０，２４にそれぞれ電気的に接続される。

第２及び第６の内部電極３１，３５は、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、第１及び第５の内部電極３０，３４と同様に、同一の誘電体層３の一方の面にｘ方向に所定の距離だけ離間して形成される。第２及び第６の内部電極３１，３５は、それぞれ第２及び第６の電極本体３１ａ，３５ａと、第２及び第６の接続電極３１ｂ，３５ｂとからなっており、第１及び第５の内部電極３０，３４と同一のパターンを１８０度回転した形状を有している。

可変容量デバイス本体２の側面に露出した第２及び第６の接続電極３０ｂ，３３ｂの端部は、第２及び第６の外部端子２０，２５にそれぞれ電気的に接続される。

図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）に示すように、第３及び第７の内部電極３２，３６は、第３及び第７の電極本体３２ａ，３６ａと、第３及び第７の接続電極３２ｂ，３６ｂとからなる。

第３及び第７の電極本体３２ａ，３６ａの形状は、第１及び第５の電極本体３０ａ，３４ａの形状並びに第２及び第６の電極本体３１ａ，３５ａの形状と同一である。第３及び第７の接続電極３２ｂ，３６ｂの形状は、第１及び第５の接続電極３０ｂ，３４ｂの形状と同一であるが、外部端子への引出位置が異なるように、第３及び第７の電極本体３２ａ，３６ａへの接続位置が相違する。

可変容量デバイス本体２の側面に露出した第３及び第７の接続電極３２ｂ，３６ｂの端部は、第３及び第７の外部端子２２，２６にそれぞれ電気的に接続される。

第４及び第８の内部電極３３，３７の形状は、第３及び第７の内部電極３２，３６と同一のパターンを１８０度回転したものである。

可変容量デバイス本体２の側面に露出した第４及び第８の接続電極３３ｂ，３７ｂの端部は、第４及び第８の外部端子２３，２７にそれぞれ電気的に接続される。

ところで、交流電流が外部端子へ流れない電極については、接続電極における電気抵抗が高くてもよいため、電極本体に対する接続電極の幅を小さく形成しても構わない。具体的には、接続電極３１ｂ、３２ｂ、３５ｂ、３６ｂについては、その幅を小さくしてもよい。一方で、交流電流が流れる電極については、前述のように、ＥＳＲがなるべく小さくなるように配慮する必要がある。

ここで、図３に示すように、第１〜第４の内部電極３０〜３３の重心及び第５〜第８の内部電極３４〜３７の重心は、それぞれ同一の直線上に配置されるように積層される。これらの内部電極が重心をそろえて配置されることによって、可変容量デバイス本体２を焼結時に発生する内部応力に基づく残留応力のばらつきが小さくなり、各コンデンサの特性ばらつきを低減することができる。

なお、上述では、第１〜第４の内部電極と第５〜第８の内部電極とを同一形状で構成する場合について述べたが、第１〜第４の内部電極と、第５〜第８の内部電極との形状を異ならせて、すなわち、ｘｙ平面上で隣接する可変容量ユニットを構成するコンデンサの静電容量を異なるように設定してもよいのは言うまでもない。

１−２．製造方法
以上の構成を有する可変容量デバイス１の製造方法の一例を説明する。まず、所望の誘電体材料からなる誘電体シートを用意する。誘電体シートは、可変容量デバイス本体２の各誘電体層３を構成するものであり、たとえば厚さ約２．５μｍに成形される。これらの誘電体シートは、ペースト状にした誘電体材料を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのフィルム上に所望の厚さに塗布して形成することができる。図４（Ａ）〜図４（Ｈ）に示した第１〜第８の内部電極３０〜３７の形成領域に対応する領域が開口されたマスクを用意する。ここで、第１及び第５の内部電極３０，３４と第２及び第６の内部電極３１，３５は、同一のマスクを１８０度回転させることによって適用することができる。また、第３及び第７の内部電極３２，３６と第４及び第８の内部電極３３，３７についても、同一のマスクを１８０度回転させることで適用することができる。また、マスクを１８０度回転させて印刷する代わりに、後述する誘電体シートを積層する際に、誘電体シートを１８０度回転させてもよい。

次に、たとえば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ合金等の金属微粉末をペースト化した導電ペーストを調整し、その導電ペーストを、用意したそれぞれのマスクを介して誘電体シートの一方の面に塗布（シルク印刷）する。これにより、一方の面に第１及び第５の内部電極３０，３４、第２及び第６の内部電極３１，３５、第３及び第７の内部電極３２，３６、第４及び第８の内部電極３３，３７がそれぞれ形成された誘電体シートを作成する。このとき、各電極の電極本体の中心、すなわち重心が各層において一致するように形成する。

ＰＥＴなどのフィルム上に形成した電極が印刷されていない誘電体シートをフィルムから剥離し、あらかじめその複数枚を積層する。そして、ＰＥＴなどのフィルム上に第１〜第８の内部電極３０〜３７が形成されたそれぞれの誘電体シートをフィルムから剥離し、各電極が印刷された面の向きをそろえて、所望の順番に積層する。このとき、第１〜第４の電極本体３０ａ，３３ａの各辺がｘ方向、ｙ方向に整列し、中心（重心）がｚ方向に重なるように積層し、第５〜第８の電極本体３４ａ〜３７ａの各辺がｘ方向、ｙ方向に整列し、中心（重心）がｚ方向に重なるように積層する。さらに、この積層体に、電極が印刷されていない複数の誘電体シートを積層させて圧着する。

圧着した部材を適切な還元性の雰囲気中で高温焼成して、誘電体シートと導電ペーストで形成された各電極とを一体化する。これにより、可変容量デバイス本体２が作製される。その後、可変容量デバイス本体２の側面の所定位置に、第１外部端子２０〜第８外部端子２７を取り付ける。なお、焼成の際に還元性の雰囲気にするのは、内部電極の酸化を避ける必要があるからである。内部電極の酸化が進むにしたがって等価直列抵抗が増大し、内部電極としての機能を失ってしまうために、コンデンサが形成されなくなる。一方で、還元性の雰囲気が強すぎると、誘電体材料が還元されて半導体化してしまう。誘電体材料の還元が進むにしたがって、いわゆる漏れ電流の増大をもたらし、コンデンサのクオリティファクタ（Ｑ）が低下してしまう。また、耐電圧性能も低下する。

１−３．回路構成及び動作
図２（Ｃ）に示すように、可変容量デバイス１は、第１の可変容量ユニット４０と、第２の可変容量ユニット４１とを有する複合コンデンサ回路素子である。第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１は、それぞれ、Ｃ１〜Ｃ３が直列接続され、Ｃ４〜Ｃ６が直列接続されている。

ここで、図５（Ａ）に示すように、第１の外部端子２０と第３の外部端子２４間に信号源を接続し、第４の外部端子２３と、第８の外部端子２７間を外部配線により接続すると、Ｃ１〜Ｃ６の直列接続回路が構成される。信号源から交流信号を発生させると、ある特定の瞬間においてＣ１〜Ｃ６に流れる積層方向（ｚ方向）の電流は、図５（Ｂ）に示すように、Ｃ１〜Ｃ３に流れる電流の方向と、Ｃ４〜Ｃ６に流れる電流の方向とが図中の矢印のように互いに逆方向となる。したがって、図５（Ｂ）のように、隣接する第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１に流れる電流の方向を逆方向にすることによって、双方の電流が発生する磁界が、互いに相手方の磁界を打ち消すように働くので、ＥＳＬが低減される。

上述では、積層方向（ｚ方向）に流れる電流によって、ｘｙ平面内に発生する磁界を打ち消し合うようにすることによって、ＥＳＬを低減するものであるが、内部電極を流れる電流、すなわちｘｙ平面を流れる電流が発生する磁界を打ち消し合うようにすることによって、さらにＥＳＬを低減することができる。図５（Ａ）の回路構成において、内部電極の面に沿った方向（ｘｙ平面）に流れる電流は、信号源が接続される入出力端子である第１及び第５の外部端子２０，２４と、直列接続のために外部で接続する外部配線の入出力のための第４及び第８の外部端子２３，２７に流れる。図５（Ｃ）に示すように、内部電極の面に沿って流れる交流電流が発生する磁界は、隣接する同一平面内の内部電極、すなわち、第１の内部電極３０と第５の内部電極３４、第４の内部電極３３と第８の内部電極３７のそれぞれの面に沿って流れる電流は、逆方向（ある特定の瞬間において、◎印は、紙面の奥から手前の向きを示し、×印は紙面の手前から奥への向きを示す。）に流れる。したがって、ｘｙ平面内の同一面内において磁界を打ち消し合う方向に電流が流れることとなり、ＥＳＬがより低減される。

以上のようにして、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１に流れる電流の方向を逆方向にするように接続して用いることによって、ＥＳＬが低減された可変容量デバイス１として動作させることができる。また、交流電流の入出力端子を同一面内の電極とし、端子を流れる電流を逆方向とすることによって、さらにＥＳＬを低減することが可能になる。

なお、上述において、１つの可変容量ユニットは、３つのコンデンサの直列接続によって構成されるものとしたが、可変容量ユニットを構成するコンデンサの直列数は、２つであってもよく、４つあるいはそれ以上であってもよいのは言うまでもない。以下では、可変容量ユニットという場合には、３つのコンデンサの直列接続によって構成されるものとする。

上述において、可変容量デバイス１の静電容量、すなわちコンデンサＣ１〜Ｃ３及びＣ６〜Ｃ４の静電容量は、それぞれのコンデンサへ直流電圧を印加することで可変できる。その直流電圧値を変化させることで、それぞれのコンデンサＣ１〜Ｃ３及びＣ６〜Ｃ４の静電容量を可変させることができ、可変容量デバイス１の静電容量を可変できる。それぞれのコンデンサへ印加する直流電圧源は共通、すなわち、図５（Ａ）のように１つにすることができる。この際、交流電流が直流電圧の接続線を流れるのをできるだけ抑制する必要がある。このため、図５（Ａ）で示すように、それぞれのコンデンサの両端に抵抗Ｒ１〜Ｒ７を介して直流電圧を印加するように接続する。ここで、可変容量デバイス１のインピーダンス、すなわち外部端子２３と外部端子２７とは接続されている状態で外部端子２０と外部端子２４との間のインピーダンスよりも、抵抗Ｒ１〜Ｒ７のインピーダンス（抵抗値）を十分に大きくする。好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上、さらに好ましくは５０倍以上のインピーダンスにする。なお、コンデンサＣ_{ＤＣ-ＣＵＴ１}とＣ_{ＤＣ-ＣＵＴ２}とは直流電圧が交流信号へ入り込むのを阻止するために設けるものである。これらのコンデンサの静電容量は、可変容量デバイス１の静電容量よりも、十分に大きくする。好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上、さらに好ましくは５０倍以上に設定する。また、これらのコンデンサのＱは、可変容量デバイス１のＱよりも、なるべく高いものにする。好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上、さらに好ましくは５０倍以上の大きいものがよい。

２．第１の実施の形態の変形例
［可変容量ユニット×２からなる可変容量ブロックが２個］
本発明の第１の実施の形態に係る可変容量デバイス１は、さまざまな変形例を実現することが可能である。

図６（Ａ）に示すように、可変容量デバイス１ａは、第１の可変容量ユニット４０と、第２の可変容量ユニット４１とを有する第１の可変容量ブロック５０と、第３の可変容量ユニット４２と、第４の可変容量ユニット４３とを有する第２の可変容量ブロック５１とを備える。

図６（Ｂ）に示すように、第１の可変容量ユニット４０は、第１〜第４の内部電極３０〜３３が誘電体層３を介して積層されてなる。第２の可変容量ユニット４１は、第４〜第１の内部電極３３〜３０が誘電体層３を介して積層されてなる。すなわち、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１は、内部電極の積層の順序が逆となっている。第１〜第４の内部電極３０〜３３の形状は、図４（Ａ）〜図４（Ｈ）に示したものと同じものを用いる。

第１〜第４の内部電極３０〜３３は、第１〜第４の電極本体３０ａ〜３３ａと、第１〜第４の接続電極３０ｂ〜３３ｂを有しており、第１の可変容量ユニット４０の第１の接続電極３０ｂと、第２の可変容量ユニット４１の第１の接続電極３０ｂとは、第１の外部端子２０によって、電気的に接続される。

同様に第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１のそれぞれの第２〜第４の接続電極３１ｂ，３１ｂ〜３３ｂ，３３ｂは、第２〜第４の外部端子２１〜２３によってそれぞれ電気的に接続される。

したがって、第１の可変容量ブロック５０を構成する第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１は、並列接続されることになる。ここで、第１の可変容量ユニット４０の内部電極の重心が構成する軸は、第２の可変容量ユニット４１の内部電極が構成する軸と同一直線上に配置されるようにする。なお、以下では、可変容量ブロックという場合には、可変容量ブロックを構成する可変容量ユニットの内部電極の重心が構成する軸がすべて同一の直線上にあるものとする。すなわち、１つの可変容量ブロックを構成する内部電極の重心は、同一の軸上にある。

第３の可変容量ユニット４２は、第５〜第８の内部電極３４〜３７が誘電体層３を介して積層されてなる。第４の可変容量ユニット４３は、第８〜第５の内部電極３７〜３４が誘電体層３を介して積層されてなる。すなわち、第３及び第４の可変容量ユニット４２，４３は、内部電極の積層の順序が逆となっている。第５〜第８の内部電極３４〜３７の形状は、図４（Ａ）〜図４（Ｈ）に示したとおりである。

第５〜第８の内部電極３４〜３７は、第５〜第８の接続電極３４ｂ〜３７ｂを有しており、第３の可変容量ユニット４２の第５の接続電極３４ｂと、第４の可変容量ユニット４３の第５の接続電極３４ｂとは、第５の外部端子２４によって、電気的に接続される。

同様に第３及び第４の可変容量ユニット４２，４３のそれぞれの第６〜第８の接続電極３５ｂ，３５ｂ〜３７ｂ，３７ｂは、第６〜第８の外部端子２５〜２７によってそれぞれ電気的に接続される。

したがって、第２の可変容量ブロック５１を構成する第３及び第４の可変容量ユニット４２，４３は、並列接続されることとなる。

以上より、第１の実施の形態の変形例に係る可変容量デバイス１ａは、３つの直列コンデンサからなる可変容量ユニットを２つ並列接続した可変容量ブロックを２つ有している。

第１の可変容量ユニット４０の最上層にある第１の内部電極３０は、第２の可変容量ユニット４１の最下層にある第１の内部電極３０に電気的に接続されている。そこで、図５（Ａ）の場合と同様に、第１の外部端子２０と第５の外部端子２４に信号源を接続し、第４の外部端子２３と第８の外部端子２７間を接続すると、図６（Ｃ）に示すように、ある瞬間において、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１に流れる交流電流の流れる方向は、図中の矢印のように互いに逆向きになる。また、第３及び第４の可変容量ユニット４２，４３に流れる交流電流の方向も逆方向となる。さらに、ｘ方向に隣接する第１の可変容量ユニット４０と第３の可変容量ユニット４２に流れる交流電流も逆方向となる。このように、ｚ方向及びｘ方向に隣接するユニットに流れる交流電流の流れる方向が逆方向になることによって、それぞれのユニットに流れる交流電流が発生するｚ方向の磁界は互いに打ち消されて、ＥＳＬが低減される。

さらに、ｘｙ平面において、同一面内の内部電極に流れる交流電流を互いに逆向きにして、すなわち、外部端子から入出力する交流電流を逆方向にすることによって、さらにＥＳＬの低減を図ることが可能になる。また、内部電極の面の方向（ｘｙ平面）に沿う電流が発生する磁界も、隣接する内部電極同士で電流の向きを逆方向にすることによって、さらにＥＳＬを低減することができる。

［可変容量ユニット×３からなる可変容量ブロックが２個］
図７（Ａ）に示すように、３つの直列コンデンサからなる可変容量ユニットを３つ並列に接続した可変容量ブロックを２つ有する可変容量デバイス１ｂを構成することも可能である。

可変容量デバイス１ｂは、第１の可変容量ブロック５０と、第２の可変容量ブロック５１とを備える。

第１の可変容量ブロック５０は、第１の可変容量ユニット４０と、第１の可変容量ユニット４０の下方に積層される第２の可変容量ユニット４１と、第２の可変容量ユニット４１の下方に積層される第３の可変容量ユニット４２とを有する。

第１の可変容量ユニット４０は、第１〜第４の内部電極３０〜３３が誘電体層３を介して積層されてなる。第２の可変容量ユニット４１は、第４〜第１の内部電極３３〜３０が誘電体層３を介して積層されてなる。第３の可変容量ユニット４２は、第１〜第４の内部電極３０〜３３が誘電体層３を介して積層されてなる。すなわち、第１〜第３の可変容量ユニット４０〜４２では、内部電極の積層の順序が隣接するもの同士で逆となっている。第１〜第４の内部電極３０〜３３の形状は、図４（Ａ）〜図４（Ｈ）に示したものと同じものを用いる。

第１の可変容量ユニット４０の最上層に配置される第１の内部電極３０、第２の可変容量ユニット４１の最下層に配置される第１の内部電極３０、及び第３の可変容量ユニット４２の最上層に配置される第１の内部電極３０は、それぞれ第１の接続電極３０ｂ，３０ｂ，３０ｂによって引き出され、第１の外部端子２０によって電気的に接続される。

同様に、各ユニットの第２〜第４の内部電極３１〜３３は、それぞれ第２〜第４の外部端子２１〜２３によって電気的に接続される。

第２の可変容量ブロック５１は、第４の可変容量ユニット４３と、第４の可変容量ユニット４３の下方に積層される第５の可変容量ユニット４４と、第５の可変容量ユニット４４の下方に積層される第６の可変容量ユニット４５とを有する。

第４の可変容量ユニット４３は、第５〜第８の内部電極３４〜３７が誘電体層３を介して積層されてなる。第５の可変容量ユニット４４は、第８〜第５の内部電極３７〜３４が誘電体層３を介して積層されてなる。第６の可変容量ユニット４５は、第５〜第８の内部電極３４〜３７が誘電体層３を介して積層されてなる。すなわち、第４〜第６の可変容量ユニット４３〜４５は、内部電極の積層の順序が隣接するもの同士で逆となっている。第５〜第８の内部電極３４〜３７の形状は、図４（Ａ）〜図４（Ｈ）に示したものと同じである。第４の可変容量ユニット４３の最上層に配置される第５の内部電極３４、第５の可変容量ユニット４４の最下層に配置される第５の内部電極３４、及び第６の可変容量ユニット４５の最上層に配置される第５の内部電極３４は、それぞれ第５の接続電極３４ｂ，３４ｂ，３４ｂによって引き出され、第５の外部端子２４によって電気的に接続される。

同様に、各ユニットの第６〜第８の内部電極３５〜３７は、それぞれ第６〜第８の外部端子２５〜２７によって電気的に接続される。

図５（Ａ）の場合と同様に、第１の外部端子２０と第５の外部端子２４に信号源を接続し、第４の外部端子２３と第８の外部端子２７間を接続すると、図７（Ｃ）に示すように、同一の可変容量ブロック内で隣接する可変容量ユニットの積層方向（ｚ方向）に流れる電流は逆方向となる。また、隣接する可変容量ブロック同士では、隣接する可変容量ユニットに流れる積層方向（ｚ方向）の電流も逆方向となる。したがって、積層方向に流れる電流が発生する磁界を互いに打ち消すように電流が流れることによって、ＥＳＬが低減される。ｘｙ平面に平行な面内におけるＥＳＬ低減についても上述と同様である。

なお、上述においては、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１を直列に接続する場合のＥＳＬ低減の方法を説明したが、隣接するユニットに流れる電流を逆方向に流れるように外部の接続を変更することによって、他の接続の仕方においてもＥＳＬ低減の効果を得ることができる。たとえば、第１の外部端子２０と第８の外部端子２７を接続し、第４の外部端子２３と第５の外部端子２４を接続し（たすきがけ）、第１の外部端子２０と第８の外部端子２７間に信号源を接続すれば、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１の並列接続が実現できる。

また、ブロックを構成するユニットの数を変更することによって、さらに多様な組合せの可変容量デバイスを実現することができる。

３．第１の実施形態の他の変形例
［可変容量ユニット間の内部電極の共通化］
上述した可変容量デバイス１，１ａ，１ｂでは、すべての可変容量ユニットを４枚の内部電極を用いることによって直列コンデンサのユニットを構成したが、同一の可変容量ブロック内で隣接する可変容量ユニットには、常に同電位の最上層又は最下層の内部電極が存在する。この内部電極を共通化することによって、内部電極の枚数を減らすことが可能である。

図８に示すように、可変容量デバイス１ｃは、図７に示した可変容量デバイス１ｂと同様に、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１を備えており、第１の可変容量ブロック５０は、第１〜第３の可変容量ユニット４０〜４２を有している。ここで、図７（Ａ）に示すように、第２の可変容量ユニット４１の最下層を形成する第１の内部電極３０は、第３の可変容量ユニット４２の最上層を形成する第１の内部電極３０と同電位である。そこで、図８（Ａ）に示すように、第２及び第３の可変容量ユニット４１，４２の第１の内部電極３０が形成された誘電体層３を１枚にして、２つの第４の内部電極３３を１つに共通化する。同様に、第２の可変容量ブロックにおいても、第５及び第６の可変容量ユニット４４，４５の第５の内部電極３４を形成する誘電体層３を１枚にして、２つの第５の内部電極３４を１つに共通化する。

２つの内部電極を１つに共通化して、内部電極が形成される誘電体層３の数を削減することによって、可変容量デバイス１の薄型化、軽量化に寄与することができる。また、製造工数が削減されるので、製造コストの低減にも貢献し得る。

このような構成の可変容量デバイス１ｃは、電気的には、図７の構成と等価であるが、内部電極の厚さが実質的に１／２になるため、ＥＳＲが増大し、直流損失が増加することと等に留意する必要がある。

図９（Ａ）に示すように、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１の第４の内部電極３３と、第４及び第５の可変容量ユニット４３，４４の第８の内部電極３７とをさらに共通化して、内部電極が形成される誘電体層３の枚数を１枚にすることによって、全体として誘電体層３を図７の場合よりも２枚分削減することもできる。各可変容量ユニット及び各可変容量ブロックの構成は、図７の場合と同じなので、図９（Ｂ）に示すように、隣接する可変容量ユニット同士に流れる電流を逆方向にして、ＥＳＬの低減を図ることができる。

内部電極を削減することによって、さらなる薄型化、軽量化と、低コスト化を実現することができる。一方で、ＥＳＲが増大することに留意する必要がある。

上述した第１の実施の形態では、図１０に示すように、１つの可変容量ユニットを構成する４枚の内部電極の接続電極の形成位置について、いくつかのバリエーションがある。

内部電極を形成する電極本体と、接続電極とは、上述したように、１枚の内部電極当たり１回のシルク印刷工程によって形成される。可変容量デバイスの端子接続は、接続電極を形成する位置によって変更することができる。ここで、シルク印刷工程に用いられるマスクのパターン生成種類が多くなると、コスト高となるので、コスト、製造工数との兼ね合いで内部電極の形成パターンを設定する必要がある。

図１０（Ａ）に示す内部電極パターンは、上述した構成に用いたパターンであり、図４に示したものと同じものである。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）において、第１及び第５の内部電極３０，３４が形成されるパターンを３ａとし、第２及び第６の内部電極３１，３５が形成されるパターンを３ｂとし、第３及び第７の内部電極３２，３６が形成されるパターンを３ｃとし、第４及び第８の内部電極３３，３７が形成されるパターンを３ｄとする。

図１０（Ａ）では、パターン３ｂは、パターン３ａを１８０度回転したものであり、同一のパターンである。また、パターン３ｄは、パターン３ｃを１８０度回転したものであり、同一のものである。したがって、図１０（Ａ）の場合の電極パターンの種類は２種類である。

図１０（Ｂ）では、パターン３ｄが、パターン３ａの１８０度回転であり、同一である。また、パターン３ｂとパターン３ｃも同じものである。したがって、電極パターンの種類は、２種類である。

図１０（Ｃ）では、パターン３ｄは、パターン３ａを１８０度回転したものであり、同一である。一方、パターン３ｂとパターン３ｃは、いわゆる反転パターンであり、生成すべきパターンとしては、それぞれ生成する必要がある。したがって、電極パターンの種類は３種類である。

図１０（Ｄ）では、パターン３ａとパターン３ｄが１８０度回転パターンであり、同一である。また、パターン３ｂとパターン３ｃも１８０度回転パターンであり同一である。したがって、電極パターンの種類は、２種類である。

図１０（Ｅ）では、パターン３ａとパターン３ｄが反転パターンであり、パターン３ｂとパターン３ｃが反転パターンである。したがって、電極パターンの種類は４種類である。

また、電極の引き出し方は、内部電極の積層順序によっても変更することが可能である。

図１１には、上述した図１０（Ａ）の電極パターンの組合せにおいて、内部電極の積層順序を何種類変更できるかを表にして示したものである。たとえば、このように、７種類の電極の引き出し方のバリエーションがある。図１０（Ｂ）〜図１０（Ｅ）それぞれの場合についても同様に電極の引き出し方の変更が可能である。

４．第２の実施の形態
［可変容量ブロック間の内部電極の共通化］
図５（Ａ）等では、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１について、これらを外部配線で接続して直列接続構成とし、積層方向（ｚ方向）に流れる電流の方向を逆向きにして、発生する磁界を互いに打ち消し合うように接続することによって、ＥＳＬを低減させた。ここで、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１（又は第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１）の直列接続を、内部であらかじめ接続するようにしておけば、外部配線パターンの削減、これによる実装密度の向上を図ることができる。

図１２（Ａ）に示すように、外部端子の配置の互換性を維持しながら、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１が直列接続された可変容量デバイス１ｄを構成することができる。

第２の実施の形態に係る可変容量デバイス１ｄは、第１の可変容量ユニット４０と、第２の可変容量ユニット４１とを備える。

第１の可変容量ユニット４０は、誘電体層３を介して積層された第１〜第４の内部電極３０〜３３を有する。コンデンサＣ１〜Ｃ３は、それぞれ誘電体層３を介して、第１及び第２の内部電極３０，３１によって形成され、第２及び第３の内部電極３１，３２によって形成され、第３及び第４の内部電極３２，３３によって形成される。

第２の可変容量ユニット４１は、誘電体層３を介して積層された第５〜第７の内部電極３４〜３６と、第７の内部電極３６と誘電体層３を介して積層される、第４の内部電極３３とを有する。コンデンサＣ４〜Ｃ６は、それぞれ誘電体層３を介して、第５及び第６の内部電極３４，３５によって形成され、第６及び第７の内部電極３５，３６によって形成され、第７及び第４の内部電極３６，３３によって形成される。ここで、第４の内部電極３３は、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１のそれぞれの最下層の電極として、同一の電極で形成されており、図５（Ａ）の可変容量デバイス１においては、第４の外部端子２３と第８の外部端子２７とを外部配線によって接続したものを、内部での接続を実現するものである。

第１〜第３及び第５〜第７の内部電極３０〜３２，３４〜３６は、図４（Ａ）〜図４（Ｆ）に示したものと同一のものとすることができる。第１〜第３及び第５〜第７の内部電極３０〜３２，３４〜３６は、第１〜第３及び第５〜第７の電極本体３０ａ〜３２ａ，３４ａ〜３６ａと、第１〜第３及び第５〜第７の接続電極３０ｂ〜３２ｂ，３４ｂ〜３６ｂとからなる。そして、第４の内部電極３３は、図４（Ｃ）の誘電体層３に形成される２つの電極本体を接続するパターンを追加することによって構成される。このパターンには、交流電流が流れるため、図１２（Ｃ）に示すように、第４の電極本体３３ａのｙ方向の幅を有するパターンで接続させるのが好ましい。

上述の構成とすることによって、図１２（Ｃ）に示すように、直列接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ３と、直列接続されたコンデンサＣ６〜Ｃ４とが直列に接続され、６個のコンデンサが直列された回路を構成する。そして、第１の外部端子２０と第５の外部端子２４に信号源を接続することによって、隣接するユニットを流れるｚ方向の電流の方向が逆方向となるので、発生する磁界を互いに打ち消し合うように作用してＥＳＬを低減する。また、第１及び第５の外部端子２０，２４を入出力するｘｙ平面を流れる電流も互いに逆方向となるので、ＥＳＬのさらなる低減が可能である。なお、図５（Ａ）の回路では、第４及び第８の外部端子２３，２７を介して外部で接続されることによってｘｙ平面に流れる電流を逆方向とすることができたが、この例では、第４の内部電極と第８の内部電極とを共通化したので、これに相当するＥＳＬ低減の寄与がないことに留意する必要がある。一方、使用時のＥＳＲについては、可変容量デバイス１よりも可変容量デバイス１ｄの方が小さい利点を有する。なぜならば、可変容量デバイス１においては、すなわち図５（Ａ）の回路では、コンデンサＣ３の電極本体３３ａとコンデンサＣ６の電極本体３６ａとが、接続電極３３ｂと第４の外部端子２３と外部配線と第８の外部端子２７間と接続電極３７ｂとを経た接続となるのに対して、可変容量デバイス１ｄにおいては、コンデンサＣ３とコンデンサＣ６とが電極本体３３ａのｘ方向で直接に接続されているからである。

図１２（Ｄ）の等価回路で示すように、第４の外部端子２３が共通化される。なお、図１２（Ａ）に示すように、第４の外部端子２３は、図１の可変容量デバイス１の場合に第８の外部端子であったものを第４の外部端子２３とすればよい。

５．第２の実施の形態の変形例
［可変容量ユニット積層、可変容量ブロックの内部電極共通化］
第２の実施の形態に係る可変容量デバイスでは、可変容量ユニットをｚ方向に積層して、可変容量ユニットが並列接続された可変容量ブロックとすることもできる。

具体的には、図１３（Ａ）に示すように、第２の実施の形態の変形例に係る可変容量デバイス１ｅは、第１の可変容量ユニット４０と、第２の可変容量ユニット４１とを有する第１の可変容量ブロック５０と、第３の可変容量ユニット４２と、第４の可変容量ユニット４３とを有する第２の可変容量ブロック５１とを備える。

第１の可変容量ユニット４０は、第１〜第４の内部電極３０〜３３が誘電体層３を介して積層されてなる。第２の可変容量ユニット４１は、第４〜第１の内部電極３３〜３０が誘電体層３を介して積層されてなる。すなわち、第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１は、内部電極の積層の順序が逆となっている。第１〜第３の内部電極３０〜３３の形状は、図４（Ａ）〜図４（Ｆ）に示したものと同じものを用いる。第４の内部電極３３は、図１２（Ｃ）に示したものと同じものを用いる。

第１〜第４の内部電極３０〜３３は、第１〜第４の接続電極３０ｂ〜３３ｂを有しており、第１の可変容量ユニット４０の第１の接続電極３０ｂと、第２の可変容量ユニット４１の第１の接続電極３０ｂとは、第１の外部端子２０によって、電気的に接続される。

同様に第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１のそれぞれの第２〜第４の接続電極３１ｂ，３１ｂ〜３３ｂ，３３ｂは、第２〜第４の外部端子２１〜２３によってそれぞれ電気的に接続される。

したがって、第１の可変容量ブロック５０を構成する第１及び第２の可変容量ユニット４０，４１は、並列接続されてなる。

第３の可変容量ユニット４２は、第５〜第７の内部電極３４〜３６が誘電体層３を介して積層され、さらに第４の内部電極３３が積層されてなる。第４の可変容量ユニット４３は、第７〜第５の内部電極３６〜３４が誘電体層３を介して積層され、さらに第４の内部電極３３が積層されてなる。すなわち、第３及び第４の可変容量ユニット４２，４３は、内部電極の積層の順序が逆となっている。第５〜第８の内部電極３４〜３７の形状は、図４（Ａ）〜図４（Ｆ）及び図１２（Ｃ）に示したとおりである。

第１〜第４の内部電極３０〜３３と第５〜第７の内部電極の積層順は、図１３（Ａ）の場合に限らず、図１３（Ｂ）に示すように、これらを逆にするようにしてもよい。

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）の矢印で示すように、隣接するユニット同士にｚ方向に流れる交流電流は、逆方向とすることができ、それぞれが発生する磁界を互いに打ち消すように作用するのでＥＳＬが低減される。

さらに、図１４及び図１５に示すように、ｚ方向の積層数をさらに増やして、それぞれを並列接続することによって、コンデンサの容量値の増大を図ることができる。

図１４に示す可変容量デバイス１ｆでは、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１のそれぞれを３つの可変容量ユニットの並列接続により実現している。

図１５（Ａ）に示す可変容量デバイス１ｇでは、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１のそれぞれを４つの可変容量ユニットの並列接続により実現している。

図１５（Ｂ）では、図１５（Ａ）に示す可変容量デバイス１ｇと同一の機能、性能の可変容量デバイスを、これを構成する可変容量ユニットの内部電極の積層順を逆にしたものである。

さらに、図１６に示すように、積層方向（ｚ方向）に隣接する可変容量ユニットの最上層と最下層の内部電極を共通化して、薄型化、軽量化、低コスト化を図ることが可能である。図１６に示す可変容量デバイス１ｈでは、第１の内部電極３０と、第５の内部電極３４とをそれぞれ共通化したものである。

また、図１７に示すように、第１及び第２の可変容量ブロック５０，５１において共通化されている第４の内部電極３３についても、同一の可変容量ブロック内の積層方向（ｚ方向）に隣接するユニット間で共通化することもできる。図１７（Ａ）に示す可変容量デバイス１ｊでは、可変容量ブロック間で共通化される第４の内部電極３３を積層方向（ｚ方向）に隣接する可変容量ユニットでも共通化し、第１及び第５の内部電極３０，３４についても共通化した構成例である。図１７（Ｂ）では、可変容量ブロック間で共通化される第４の内部電極３３のみをユニット間も共通化した構成例である。

［外部端子配置のバリエーションの例］
図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、可変容量デバイス１ｋでは、図１２（Ａ）に示した外部端子の配置に対して、共通化された内部電極（第４の内部電極３３）について、１つの外部端子とすることももちろんできる。図１８（Ｃ）に示すように、可変容量デバイス１ｋは、第４の内部電極３３を構成する第４の接続電極３３ｂを１つのみとするこができる。このように構成しても、図１８（Ｄ）に示すように、図１２（Ｃ）の場合とまったく同じ回路構成を実現することができる。

さらに、可変容量デバイス本体２の４辺すべてに外部端子を設けるようにしてもよい。

具体的には、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、可変容量デバイス１ｍでは、第１の内部電極３０と、第５の内部電極３４とを他の外部端子が配置された辺とは異なる辺に対向するように配置してもよい。第１の外部端子２０と第５の外部端子２４間に、信号源が接続されると、主たる交流電流が第１及び第５の外部端子２０，２４間に流れる。主たる交流電流が大きな電流が流れることを想定する場合には、可変容量デバイス本体２の１つの辺を１つの外部端子のために用いて、外部端子の面積を大きくして外部回路との接続抵抗を下げることができる。また、接続電極の幅をより広くでき、ＥＳＲをより小さくできる。

３．第３の実施の形態
［可変容量ブロックを３個以上配置］
第１及び第２の実施の形態では、可変容量デバイスは、ｘｙ平面上に配置された２つの可変容量ブロック（又は可変容量ユニット）を備える。配置される可変容量ブロックは、２つに限らず、３つ以上であってもよい。

図２０に示すように、可変容量デバイス１ｎは、第１の可変容量ユニット４０と、第２の可変容量ユニット４１と、第３の可変容量ユニット４２とを備える。

第１の可変容量ユニット４０は、誘電体層３を介して積層された、第１の内部電極３０と、第２の内部電極３１と、第３の内部電極３２と、第４の内部電極３３とを有する。

第２の可変容量ユニット４１は、誘電体層３を介して積層された、第５の内部電極３４と、第６の内部電極３５と、第７の内部電極３６と、第８の内部電極３７とを有する。

第３の可変容量ユニット４２は、誘電体層３を介して積層された、第９の内部電極３８と、第１０の内部電極３９と、第１１の内部電極７０と、第１２の内部電極７１とを有する。

第１及び第２の実施の形態と同様に、第１の内部電極３０、第５の内部電極３４及び第９の内部電極３８は、同一の誘電体のシートに形成される（図２０（Ｃ））。なお、他の内部電極の配置については、図４等と同一に考えることができるので、重ねて説明はしない。

さらに、４つ、５つと可変容量ユニット（又は可変容量ブロック）を追加することも可能である。

ｘｙ平面上で可変容量ユニットの数を増やすと、可変容量デバイス本体２のｘｙ平面における縦横比が大きくなりすぎ、誘電体の焼結後の内部の残留応力にばらつきが生じやすい。そこで、ｙ方向のみに可変容量ユニットの配置を拡張するのみならず、ｘ方向にも拡張するとよい。

図２１に示すように、４つの可変容量ユニットをｘｙ平面に方形状に配置するようにして、可変容量デバイス本体２の１つの辺に２つの可変容量ユニットの各外部端子を形成し、対向する辺に、他の２つの可変容量ユニットの各外部端子を形成してもよい。

より具体的には、可変容量デバイス１ｐでは、可変容量デバイス本体２の中心をｘ方向とｙ方向に直交する線によって４分割し、便宜上、左上を（ｉ）領域、右上を（ｉｉ）領域、左下を（ｉｉｉ）領域、右下を（ｉｖ）領域とし、各領域に可変容量ユニットが配置される。各領域に配置された可変容量ユニットは、ｘ方向に沿った面に外部端子を有する。すなわち、（ｉ）領域に配置された可変容量ユニット（ｉ）では、左から、第２の外部端子２１、第４の外部端子２３、第１の外部端子２０、第３の外部端子２４と配置され、同様に、（ｉｉ）領域に配置された可変容量ユニット（ｉｉ）では、左から第６の外部端子２５、第８の外部端子２７、第５の外部端子２４、第７の外部端子２６と配置される。対向する長辺にも、同様に、２つの可変容量ユニット（ｉｉｉ），（ｉｖ）が配置され、外部端子は、左から、第６、第８、第５、第７、第２、第４、第１、第３の外部端子の順で配置される。

より具体的には、図２２に示すように、可変容量デバイス１ｐの内部電極は、各領域（ｉ）〜（ｉｖ）に対応する位置に、応力緩和のための誘電体領域をあけて配置される。１つの領域あたり、積層される内部電極に対応して、４つの外部端子を引き出すために、内部電極を構成する接続電極は、電極本体の位置で重ならないように配置、接続される。図２２（Ａ）に示すように、領域（ｉ）に対応する第１の内部電極３０の第１の接続電極３０ｂは、第１の電極本体３０ａの右端から、接続電極の幅１つ分以上、左にずらして配置される。図２２（Ｂ）に示すように、領域（ｉ）に対応する第２の内部電極３１の第２の接続電極３１ｂは、第２の電極本体３０ａの左端の位置に配置される。図２２（Ｃ）に示すように、領域（ｉ）に対応する第３の内部電極３２の第３の接続電極３２ｂは、第３の電極本体３２ａの右端に接続される。図２２（Ｄ）に示すように、領域（ｉ）に対応する第４の内部電極３３の第４の接続電極３３ｂは、第４の電極本体３３ａの左端から、接続電極の幅１つ分以上右にずらして配置される。

上述した第３の実施の形態においても、積層方向に、さらに可変容量ユニットを積層して可変容量ブロックを形成してもよく、隣接する同電位の内部電極を共通化するようにしてもうよいのは言うまでもない。

７．非接触通信システム及び非接触充電システムを構成する場合の具体例
［非接触通信装置］
＜非接触通信装置の構成例＞
本発明の実施の形態に係る可変容量デバイス１は、共振コンデンサとして、共振コイルとともに共振回路を構成することができる。そして、構成された共振回路は、非接触通信装置１４０に搭載して、これと他の非接触通信装置と非接触で通信を行う。非接触通信装置１４０は、たとえば非接触通信システムにおけるリーダライタである。他の非接触通信装置は、たとえば携帯電話に搭載されたＮＦＣ（Near Field Communication）等の非接触通信モジュールである。

図２３及び図２４に示すように、非接触通信システムのリーダライタとして機能する非接触通信装置１４０は、可変容量回路１１とコイル１１２とを有する共振回路を含む１次側アンテナ部１２０ａを備える。非接触通信装置１４０は、非接触通信装置１４０の動作を制御するシステム制御部１２１と、システム制御部１２１の指令に基づいて、送信信号の変調を行う変調部１２４と、変調部１２４からの送信信号により変調されたキャリア信号を１次側アンテナ部１２０ａに送出する送信信号部１２５とを備える。さらに、非接触通信装置１４０は、送信信号部１２５によって送出される変調されたキャリア信号を復調する復調部１２３を備える。

非接触通信装置１４０は、１次側アンテナ部１２０ａによって、２次側アンテナ部１６０を備える非接触通信モジュールに信号を送信する。信号を送信された非接触通信モジュールは、２次側アンテナ部１６０によって受信した信号を復調する復調部１６４と、復調された信号によって非接触通信モジュールの動作を制御するシステム制御部１６１と、受信した信号に基づいて、２次側アンテナ部１６０を構成する共振コンデンサやアンテナコイルのパラメータを調整して受信状態を制御する受信制御部１６５とを備える。非接触通信モジュールは、２次側アンテナ部１６０で受信した信号を整流する整流部１６６を備えており、整流された電圧によって定電圧部１６７を介して各部へ電力を供給する。なお、非接触通信モジュールが携帯電話等の電源（バッテリ１６９）を有する携帯端末装置の場合には、バッテリ１６９から各部へ電力を供給し、ＡＣアダプタ等の外部電源１６８によっても電源供給することができる。

図２４に１次側アンテナ部１２０ａの構成例を示す。この１次側アンテナ部１２０ａに用いる可変容量回路１１は、たとえば図２（Ｃ）に示した回路の可変容量デバイス１である。可変容量デバイス１は、Ｃ１とＣ２の直列コンデンサからなるＣＳ１、Ｃ３からなるＣＰ１、Ｃ４とＣ５の直列コンデンサからなるＣＳ２、Ｃ６からなるＣＰ２として、回路構成される。したがって、１次側アンテナ部１２０ａ部は、可変容量コンデンサＣＳ１，ＣＰ１，ＣＳ１，ＣＰ２とアンテナコイル１１２からなる直並列共振回路を含む。

可変容量回路１１の各コンデンサＣＳ１，ＣＰ１，ＣＳ２，ＣＰ２は、送受信制御部１２２によって直流バイアス電圧を制御され、適切な容量値に設定され、共振コイル１１２（Ｌａｎｔ）とともに共振周波数が調整される。

＜非接触通信装置の動作＞
次に、可変容量回路１１を含む共振回路からなる１次側アンテナ部１２０ａを備える非接触通信装置１４０の動作について説明する。

非接触通信装置１４０は、送信信号部２５によって送出されるキャリア信号に基づいて、１次側アンテナ部１２０ａとのインピーダンスマッチングを行い、受信側である非接触通信モジュールの受信状態に基づいて、共振回路の共振周波数の調整を行う。変調部１２４では、一般的なリーダライタで用いられる変調方式、符号化方式は、マンチェスタ符号化方式やＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調方式等である。キャリア周波数は、典型的には１３．５６ＭＨｚである。

送信されるキャリア信号は、送受信制御部１２２が、送信電圧、送信電流をモニタすることによって、インピーダンスマッチングが得られるよう１次側アンテナ部１２０ａの可変電圧Ｖｃを制御して、インピーダンス調整を行う。

非接触通信装置１４０から送信された信号は、２次側アンテナ部１６０で受信され、復調部１６４によって信号は復調される。復調された信号の内容がシステム制御部１６１によって判断され、システム制御部１６１は、その結果に基づいて応答信号を生成する。なお、受信制御部１６５は、受信信号の振幅や電圧・電流位相に基づいて、２次側アンテナ部１６０の共振パラメータ等を調整して、受信状態が最適になるように、共振周波数の調整をするようにしてもよい。

非接触通信モジュールは、応答信号を変調部１６３によって変調し、２次側アンテナ部１６０によって非接触通信装置１４０に送信する。非接触通信装置１４０は、１次側アンテナ部１２０ａで受信した応答信号を復調部１２３で復調し、復調された内容に基づいて、システム制御部１２１によって必要な処理を実行する。

［非接触充電装置］
本発明に係る可変容量回路１１を用いた共振回路１２０は、非接触で携帯電話等の携帯端末に内蔵される２次電池を充電する非接触充電装置１８０を構成することができる。非接触充電の方式としては、電磁誘導方式や磁気共鳴等が適応可能である。

図２５には、本発明が適用された非接触充電装置１８０と、非接触充電装置１８０によって充電制御される携帯端末等の受電装置とからなる非接触充電システムの構成例を示す。

非接触充電装置１８０は、上述した非接触通信装置１４０とほぼ同じ構成を備える。また、受電装置の構成は、上述した非接触通信モジュールとほぼ同じである。したがって、非接触通信装置１４０、非接触通信モジュールとして図２３に記載されたブロックと同じ機能を有するものについては、同じ符号で示す。ここで、非接触通信装置１４０では、送受信するキャリア周波数が多くの場合に１３．５６ＭＨｚであるのに対して、非接触充電装置８０では、１００ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの場合がある。

非接触充電装置１８０は、送信信号部１２５によって送出されるキャリア信号に基づいて、１次側アンテナ部１２０ａとのインピーダンスマッチングを行い、受信側である非接触通信モジュールの受信状態に基づいて、共振回路の共振周波数の調整を行う。

送信されるキャリア信号は、送受信制御部１２２が、送信電圧、送信電流をモニタすることによって、インピーダンスマッチングが得られるよう１次側アンテナ部１２０ａの可変電圧Ｖｃを制御して、インピーダンス調整を行う。

受電装置は、２次側アンテナ部１６０で受信された信号を整流部１６６で整流し、整流された直流電圧を充電制御部１７０にしたがって、バッテリ１６９を充電する。２次側アンテナ部１６０による信号の受信がない場合であっても、ＡＣアダプタ等の外部電源１６８によって充電制御部１７０を駆動してバッテリ１６９を充電することができる。

非接触通信装置１４０から送信された信号は、２次側アンテナ部１６０で受信され、復調部１６４によって信号は復調される。復調された信号の内容がシステム制御部１６１によって判断され、システム制御部１６１は、その結果に基づいて応答信号を生成する。なお、受信制御部１６５は、受信信号の振幅や電圧・電流位相に基づいて、２次側アンテナ部１６０の共振パラメータ等を調整して、受信状態が最適になるように、共振周波数の調整をするようにしてもよい。

１，１ａ〜１ｐ 可変容量デバイス、２ 可変容量デバイス本体、３ 誘電体層、４ 上部誘電体層、５ 下部誘電体層、２０〜２７ 第１〜第８の外部端子、３０〜３７ 第１〜第８の内部電極、３０ａ〜３７ａ 第１〜第８の電極本体、３０ｂ〜３７ｂ 第１〜第８の接続電極、４０〜４５ 第１〜第６の可変容量ユニット、５０〜５１ 第１〜第２の可変容量ブロック、１２０ａ １次側アンテナ部、１２１ システム制御部、１２２ 送受信制御部、１２３ 復調部、１２４ 変調部、１２５ 送信信号部、１４０ 非接触通信装置、１６０ ２次側アンテナ部、１６１ システム制御部、１６３ 変調部、１６４ 復調部、１６５ 受信制御部、１６６ 整流部、１６７ 定電圧部、１６８ 外部電源、１６９ バッテリ、１７０ 充電制御部、１８０ 非接触充電装置

Claims (15)

1. 誘電体層と、該誘電体層を介して積層され、静電容量をなす電極本体の重心が積層方向の直線からなる軸上に配置された少なくとも３つ以上の内部電極とにより２つ以上のコンデンサが形成され、該２つ以上のコンデンサが該内部電極の積層方向に直列接続された容量素子本体と、該容量素子本体の側面に形成され、静電容量をなす上記電極本体に電気的に接続された外部端子とを有する１つ以上の静電容量ユニットからなる静電容量ブロックを２つ以上含み、
   上記２つ以上の静電容量ブロックは、直列接続されるとともに、それぞれの上記軸が平行に配置されるように設けられ、
   隣接する静電容量ユニットに流れる、上記積層方向に沿う電流の方向がそれぞれ逆方向であることを特徴とする静電容量デバイス。
2. 隣接する静電容量ブロックのコンデンサを構成する各層の上記内部電極は、それぞれ同一平面内となるように配置されることを特徴とする請求項１記載の静電容量デバイス。
3. 上記各静電容量ユニットの最上層及び最下層の上記内部電極の平面に沿って流れる電流の方向は、隣接する上記静電容量ブロックで互いに逆方向であることを特徴とする請求項２記載の静電容量デバイス。
4. 上記内部電極は、上記電極本体と、該電極本体と上記外部端子とを電気的に接続するための接続電極とで構成され、積層される上記電極本体は、同一形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の静電容量デバイス。
5. １つの上記静電容量ブロックを構成する２つ以上の上記静電容量ユニットは、並列接続されることを特徴とする請求項１記載の静電容量デバイス。
   
   
   
6. 上記静電容量ブロックの１つを構成する隣接する上記静電容量ユニットの最上層及び最下層の内部電極は、あらかじめ同電位とされていることを特徴とする請求項２記載の静電容量デバイス。
7. 隣接する上記静電容量ブロックの最上層又は最下層の内部電極は、あらかじめ同電位とされていることを特徴とする請求項２又は６記載の静電容量デバイス。
8. 誘電体層と、
   上記誘電体層を介して積層され、静電容量をなす電極本体の重心が積層方向の直線からなる軸上に配置されるように配置された少なくとも３つ以上の内部電極とにより２つ以上のコンデンサが形成され、該２つ以上のコンデンサが該内部電極の積層方向に直列接続された容量素子本体と、
   上記容量素子本体の側面に形成され、静電容量をなす上記電極本体に電気的に接続された外部端子とを有する１つ以上の静電容量ユニットからなる静電容量ブロックを２つ以上含み、
   上記２つ以上の静電容量ブロックは、直列接続されるとともに、それぞれの上記軸が平行に配置されるように設けられ、
   隣接する静電容量ユニットに流れる、上記積層方向に沿う電流の方向がそれぞれ逆方向である静電容量デバイスと、
   上記静電容量デバイスに接続された共振コイルとを備える共振回路。
9. 隣接する静電容量ブロックのコンデンサを構成する各層の上記内部電極は、それぞれ同一平面内となるように配置されることを特徴とする請求項８記載の共振回路。
10. 上記各静電容量ユニットの最上層及び最下層の上記内部電極の平面に沿って流れる電流の方向は、隣接する上記静電容量ブロックで互いに逆方向であることを特徴とする請求項９記載の共振回路。
11. 上記内部電極は、上記電極本体と、該電極本体と上記外部端子とを電気的に接続するための接続電極とで構成され、積層される上記電極本体は、同一形状に形成されることを特徴とする請求項８記載の共振回路。
12. 上記静電容量ブロックを構成する上記静電容量ユニットは、並列接続されることを特徴とする請求項８記載の共振回路。
13. 上記静電容量ブロックの１つを構成する隣接する上記静電容量ユニットの最上層及び最下層の内部電極は、あらかじめ同電位とされていることを特徴とする請求項９記載の共振回路。
14. 隣接する上記静電容量ブロックの最上層又は最下層の内部電極は、あらかじめ同電位とされていることを特徴とする請求項９又は１３記載の共振回路。
15. 誘電体層と、該誘電体層を介して積層され、静電容量をなす電極本体の重心が積層方向の直線からなる軸上に配置された少なくとも３つ以上の内部電極とにより２つ以上のコンデンサが形成され、該２つ以上のコンデンサが該内部電極の積層方向に直列接続された容量素子本体と、該容量素子本体の側面に形成され、静電容量をなす上記電極本体に電気的に接続された外部端子とを有する１つ以上の静電容量ユニットからなる静電容量ブロックを２つ以上含み、
    上記２つ以上の静電容量ブロックは、直列接続されるとともに、それぞれの上記軸が平行に配置されるように設けられ、
    隣接する静電容量ユニットに流れる、上記積層方向に沿う電流の方向がそれぞれ逆方向である可変容量デバイスを備える電子機器。

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