KR101262606B1 - 커패시터 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
커패시터 및 이의 제조방법이 개시된다. 커패시터는 제 1 전극부; 상기 제 1 전극부과 이격 및 대향되는 제 2 전극부; 상기 제 2 전극부에 연결되고, 상기 제 2 전극부를 상기 제 1 전극부에 대해서 상대 이동시키는 구동부; 및 상기 구동부 및 상기 제 2 전극부 사이에 개재되는 절연 연결부를 포함한다.
Description
실시예는 커패시터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
통신장비가 동작함에 있어서는 다양한 주파수가 필요하다. 이를 위해, 통신장비는 다양한 주파수를 생성하는 주파수 생성 및 처리(증폭 등의)장치를 구비하고 있어야 하며, 이 주파수 생성 및 처리(증폭 등의)장치는 크리스탈 또는 LC 공진회로를 이용하여 구현가능하다.
LC 공진회로가 생성하는 주파수는 L과 C에 따라 달라지므로, LC 공진회로에서 L 또는 C를 변경함으로서 다양한 주파수를 생성할 수 있다. 대부분의 경우는 LC 공진회로의 C를 변경하여 주파수를 변경하는 방법을 채택하고 있다.
이에 따라서, 미세 전자기계 시스템(Micro Electro Mechanical Systems, 이하 MEMS라고 함)을 이용하여 커패시턴스를 연속적으로 가변하는 방법이 다양하게 연구 개발 중이다. 특히, MEMS의 구동수단의 연속적인 기계적 변위에 의해서, 커패시턴스 및 인덕턴스를 변화시키기 위한 연구가 진행 중이다.
실시예는 용이하게 커패시턴스를 조절할 수 있는 커패시터를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 커패시터는 제 1 전극부; 상기 제 1 전극부과 이격 및 대향되는 제 2 전극부; 상기 제 2 전극부에 연결되고, 상기 제 2 전극부를 상기 제 1 전극부에 대해서 상대 이동시키는 구동부; 및 상기 구동부 및 상기 제 2 전극부 사이에 개재되는 절연 연결부를 포함한다.
일 실시예에 따른 커패시터는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극부; 상기 기판 상에 배치되고, 상기 제 1 전극부와 중첩되는 제 2 전극부; 및 상기 기판에 고정되고, 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부 사이의 간격 및 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부가 서로 중첩되는 면적을 제어하는 구동부를 포함하고, 상기 제 1 전극부는 상기 제 2 전극부의 일부에 대향되는 제 1 전극; 및 상기 제 1 전극과 이격되고, 상기 제 2 전극부의 다른 일부에 대향되는 제 3 전극을 포함한다.
실시예에 따른 커패시터의 제조방법은 기판 상에 제 1 전극부를 형성하는 단계; 상기 제 1 전극부 상에 희생 스페이서층을 형성하는 단계; 상기 희생 스페이서층 상에 절연 연결부를 형성하는 단계; 상기 희생 스페이서층 상에 상기 절연 연결부와 연결되는 제 2 전극부를 형성하는 단계; 상기 절연 연결부와 연결되는 구동부를 형성하는 단계; 및 상기 희생 스페이서를 제거하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 커패시터는 상기 구동부를 사용하여, 상기 제 2 전극부를 상기 제 1 전극부에 대해서 상대 이동시킬 수 있다. 이에 따라서, 상기 구동부는 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부 사이의 간격을 미세하게 제어할 수 있다. 또한, 상기 구동부는 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부가 서로 중첩되는 면적을 미세하게 제어할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 커패시터는 상기 제 2 전극부를 기계적으로 구동하여, 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부 사이의 커패시터를 연속적으로 조절할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 가변 커패시터를 도시한 사시도이다.
도 2는 제 2 구동 전극, 제 4 구동 전극, 제 2 전극부, 제 1 절연 연결부 및 제 2 절연 연결부를 도시한 사시도이다.
도 3은 제 1 구동 전극, 제 3 구동 전극 및 제 1 전극부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1에서, C-C`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 21은 제 1 실시예에 따른 가변 커패시터를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 22는 제 2 실시예에 따른 가변 커패시터의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 23은 제 3 실시예에 따른 가변 커패시터를 도시한 사시도이다.
도 24는 제 3 실시예에 따른 제 2 전극부의 배면을 도시한 사시도이다.
도 25는 제 3 실시예에 따른 제 2 전극부의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 제 2 구동 전극, 제 4 구동 전극, 제 2 전극부, 제 1 절연 연결부 및 제 2 절연 연결부를 도시한 사시도이다.
도 3은 제 1 구동 전극, 제 3 구동 전극 및 제 1 전극부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1에서, C-C`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 21은 제 1 실시예에 따른 가변 커패시터를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 22는 제 2 실시예에 따른 가변 커패시터의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 23은 제 3 실시예에 따른 가변 커패시터를 도시한 사시도이다.
도 24는 제 3 실시예에 따른 제 2 전극부의 배면을 도시한 사시도이다.
도 25는 제 3 실시예에 따른 제 2 전극부의 일 단면을 도시한 단면도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 시트, 부재, 가이드 또는 유닛 등이 각 패널, 시트, 부재, 가이드 또는 유닛 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 가변 커패시터를 도시한 사시도이다. 도 2는 제 2 구동 전극, 제 4 구동 전극, 제 2 전극부, 제 1 절연 연결부 및 제 2 절연 연결부를 도시한 사시도이다. 도 3은 제 1 구동 전극, 제 3 구동 전극 및 제 1 전극부를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 5는 도 1에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 6은 도 1에서, C-C`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 가변 커패시터는 기판(10), 제 1 전극부(100), 제 2 전극부(200), 제 1 구동부(300), 제 2 구동부(400), 제 1 절연 연결부(500) 및 제 2 절연 연결부(600)를 포함한다.
상기 기판(10)은 상기 제 1 전극부(100), 상기 제 2 전극부(200), 상기 제 1 구동부(300), 상기 제 2 구동부(400), 상기 제 1 절연 연결부(500) 및 상기 제 2 절연 연결부(600)를 지지한다. 또한, 상기 기판(10)은 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)를 고정시킨다.
상기 기판(10)은 절연체이다. 상기 기판(10)은 리지드하거나, 플렉서블할 수 있다. 상기 기판(10)으로 사용되는 물질의 실리콘 또는 유리 등을 들 수 있다.
상기 제 1 전극부(100)는 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 1 전극부(100)는 상기 기판(10)에 고정된다. 상기 제 1 전극부(100)는 상기 제 1 구동부(300), 상기 제 2 구동부(400) 및 상기 제 2 전극부(200)와 이격될 수 있다.
상기 제 1 전극부(100)의 두께는 약 2.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.
상기 제 1 전극부(100)에는 신호가 입력되기 위한 입력 배선(101) 및 신호가 출력되기 위한 출력 배선(102)이 연결될 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극부(100)는 제 1 전극(110) 및 제 3 전극(120)을 포함한다. 상기 제 1 전극(110) 및 상기 제 3 전극(120)은 서로 이격된다. 상기 제 1 전극(110)은 상기 입력 배선(101)에 연결되고, 상기 제 3 전극(120)은 상기 출력 배선(102)에 연결될 수 있다.
상기 제 1 전극(110)은 제 1 연결 전극(111) 및 복수의 제 1 분기 전극들(112)을 포함한다. 상기 제 1 분기 전극들(112)은 상기 제 1 연결 전극(111)으로부터 연장된다. 더 자세하게, 상기 제 1 분기 전극들(112)은 상기 제 1 연결 전극(111)과 다른 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 분기 전극들(112)은 상기 제 1 연결 전극(111)과 수직으로 교차할 수 있다. 상기 제 1 연결 전극(111) 및 상기 제 1 분기 전극들(112)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 분기 전극들(112)의 두께는 약 2.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 1 분기 전극들(112)의 폭은 약 1.5㎛ 내지 약 2.5㎛일 수 있다.
또한, 상기 제 1 연결 전극(111)은 상기 입력 배선(101)과 연결된다. 상기 제 1 연결 전극(111)은 상기 입력 배선(101)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 제 1 연결 전극(111)은 제 1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 3 전극(120)은 제 3 연결 전극(121) 및 복수의 제 3 분기 전극들(122)을 포함한다. 상기 제 3 분기 전극들(122)은 상기 제 3 연결 전극(121)으로부터 연장된다. 더 자세하게, 상기 제 3 분기 전극들(122)은 상기 제 3 연결 전극(121)과 다른 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 분기 전극들(122)은 상기 제 3 연결 전극(121)과 수직으로 교차할 수 있다. 상기 제 3 연결 전극(121) 및 상기 제 3 분기 전극들(122)은 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3 연결 전극(121)은 상기 출력 배선(102)과 연결된다. 상기 제 3 연결 전극(121)은 상기 입력 배선(101)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 제 3 연결 전극(121)은 상기 제 1 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 제 3 연결 전극(121)은 상기 제 1 연결 전극(111)과 같은 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 3 분기 전극들(122)은 각각의 제 1 분기 전극(112)의 끝단으로부터 연장될 수 있다. 즉, 상기 제 3 분기 전극들(122)은 상기 제 1 분기 전극들(112)과 이격되고, 상기 제 1 분기 전극들(112) 및 상기 제 3 분기 전극들(122)은 각각 서로 대응되도록 배치될 수 있다. 즉, 각각의 제 1 분기 전극(112)의 끝단은 각각의 제 3 분기 전극(122)의 끝단에 대향될 수 있다.
상기 제 3 분기 전극들(122)의 두께는 약 2.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 3 분기 전극들(122)의 폭은 약 1.5㎛ 내지 약 2.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 전극부(200)는 상기 기판(10) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100) 상에 배치된다. 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100)와 이격된다. 예를 들어, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)가 구동되지 않을 때, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이의 간격은 약 3㎛ 내지 약 7㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100)와 대향된다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 기판(10)의 탑측에서 보았을 때, 상기 제 1 전극부(100)와 일부 또는 전부 중첩된다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100) 상에 부유(floating)할 수 있다.
상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 의해서, 구동된다. 더 자세하게, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 의해서, 상기 제 1 전극부(100)에 대해여 상대 이동될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 전극부(100)는 상기 기판(10)에 고정되고, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상하 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이의 거리는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 의해서 조절될 수 있다.
상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 절연 연결부(500) 및 상기 제 2 절연 연결부(600)에 연결된다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 절연 연결부(500)를 통하여, 상기 제 1 구동부(300)에 연결된다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)의 일부는 상기 제 1 절연 연결부(500)에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 2 절연 연결부(600)를 통하여, 상기 제 2 구동부(400)에 연결된다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 2 절연 연결부(600)에 삽입될 수 있다.
상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 절연 연결부(500) 및 상기 제 2 절연 연결부(600) 사이에 배치된다. 또한, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400) 사이에 배치된다.
상기 제 2 전극부(200)의 두께는 약 3㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 전극부(200)는 주 전극(210), 복수의 제 1 보조 전극들(220), 복수의 제 2 보조 전극들(230), 제 2 연결 전극(240) 및 제 4 연결 전극(250)을 포함한다.
상기 주 전극(210)은 상기 제 1 방향으로 연장된다. 상기 주 전극(210)은 상기 제 1 절연 연결부(500)로부터 상기 제 2 절연 연결부(600)로 연장된다. 상기 주 전극(210)은 상기 제 1 분기 전극들(112) 및 상기 제 2 분기 전극들의 사이의 영역에 대응하여 배치된다.
상기 제 1 보조 전극들(220)은 상기 주 전극(210)으로부터 연장된다. 상기 제 1 보조 전극들(220)은 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 더 자세하게, 상기 제 1 보조 전극들(220)은 상기 제 1 방향과 수직하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 보조 전극들(220)은 서로 나란히 연장된다.
상기 제 1 보조 전극들(220)은 상기 제 1 분기 전극들(112)에 각각 대응될 수 있다. 즉, 상기 제 1 보조 전극들(220)은 상기 제 1 분기 전극들(112)에 각각 대향될 수 있다. 즉, 각각의 제 1 보조 전극(220)은 각각의 제 1 분기 전극(112)과 이격되고, 각각의 제 1 분기 전극(112)과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제 1 보조 전극들(220)의 폭은 상기 제 1 분기 전극들(112)의 폭에 서로 대응될 수 있다. 즉, 상기 제 1 보조 전극들(220)의 폭은 상기 제 1 분기 전극들(112)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제 2 보조 전극들(230)은 상기 주 전극(210)으로부터 연장된다. 상기 제 2 보조 전극들(230)은 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 더 자세하게, 상기 제 2 보조 전극들(230)은 상기 제 1 방향과 수직하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 보조 전극들(230)은 서로 나란히 연장된다.
상기 제 2 보조 전극들(230)은 상기 제 3 분기 전극들(122)에 각각 대응될 수 있다. 즉, 상기 제 2 보조 전극들(230)은 상기 제 3 분기 전극들(122)에 각각 대향될 수 있다. 즉, 각각의 제 2 보조 전극(230)은 각각의 제 3 분기 전극(122)과 이격되고, 각각의 제 3 분기 전극(122)과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제 2 보조 전극들(230)의 폭은 상기 제 3 분기 전극들(122)의 폭에 서로 대응될 수 있다. 즉, 상기 제 2 보조 전극들(230)의 폭은 상기 제 3 분기 전극들(122)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제 2 연결 전극(240)은 상기 제 1 보조 전극들(220)에 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 2 연결 전극(240)은 상기 제 1 보조 전극들(220)의 끝 단에 연결된다. 상기 제 2 연결 전극(240)은 상기 제 1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 연결 전극(240)은 상기 제 1 보조 전극들(220)의 전기적 및 기계적인 특성을 보강한다. 즉, 상기 제 2 연결 전극(240)은 상기 제 1 보조 전극들(220)에 전기적 및 기계적으로 연결되어, 상기 제 2 전극부(200)의 전체적인 저항을 감소시키고, 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 제 2 연결 전극(240)은 상기 주 전극(210)과 연결될 수 있다.
상기 제 4 연결 전극(250)은 상기 제 2 보조 전극들(230)에 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 4 연결 전극(250)은 상기 제 2 보조 전극들(230)의 끝 단에 연결된다. 상기 제 4 연결 전극(250)은 상기 제 1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 4 연결 전극(250)은 상기 제 2 보조 전극들(230)의 전기적 및 기계적인 특성을 보강한다. 즉, 상기 제 4 연결 전극(250)은 상기 제 2 보조 전극들(230)에 전기적 및 기계적으로 연결되어, 상기 제 2 전극부(200)의 전체적인 저항을 감소시키고, 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 제 4 연결 전극(250)은 상기 주 전극(210)과 연결될 수 있다.
상기 주 전극(210), 상기 제 1 보조 전극들(220), 상기 제 2 보조 전극들(230), 상기 제 2 연결 전극(240) 및 상기 제 4 연결 전극(250)은 서로 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 유전체층(103)이 배치될 수 있다. 상기 유전체층(103)은 상기 제 1 전극부(100)의 상면에 배치될 수 있다. 즉, 상기 유전체층(103)은 상기 제 1 전극(110) 및 상기 제 3 전극(120)의 상면에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 유전체층(103)은 상기 제 1 전극(110) 및 상기 제 3 전극(120)의 측면에도 배치될 수 있다. 즉, 상기 유전체층(103)은 상기 제 2 전극부(200)와 이격되고, 상기 제 1 전극부(100)에 직접 접촉될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 유전체층(103)은 상기 제 2 전극부(200)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 유전체층(103)은 상기 제 2 전극부(200)의 하면에 직접 접촉될 수 있다. 즉, 상기 유전체층(103)은 상기 제 1 전극부(100)와 이격되고, 상기 제 2 전극부(200)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 유전체층(103)은 높은 유전율을 가질 수 있다 상기 유전체층(103)으로 사용되는 물질은 이리듐 옥사이드(iridium oxide), 티타늄 옥사이드(titanium oxide) 또는 루테늄 옥사이드(ruthenium oxide) 등과 같은 강유전성 물질들을 들 수 있다.
상기 제 1 구동부(300)는 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 1 구동부(300)는 상기 기판(10)에 고정된다. 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)에 연결된다. 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 1 절연 연결부(500)를 통하여, 상기 제 2 전극부(200)에 연결된다. 이에 따라서, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)와 절연되면서, 물리적으로 연결된다.
상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 구동한다. 더 자세하게, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 이동시킨다. 더 자세하게, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 전극부(100)에 대하여 상대 이동시킨다. 더 자세하게, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 기판(10)의 수평한 방향으로 이동시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 방향에 대해서 교차하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 구동부(300)는 제 1 구동 전극(310), 복수의 제 2 구동 전극들(320), 제 1 고정부(330), 제 3 구동 전극(340) 및 복수의 제 4 구동 전극들(350)을 포함한다.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 기판(10)과 이격된다. 또한, 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 제 2 구동 전극(320)과 서로 대향된다. 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 제 2 구동 전극(320)과 서로 이격된다. 예를 들어, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)가 구동되지 않을 때, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 2 구동 전극(320) 사이의 간격은 약 3㎛ 내지 약 7㎛일 수 있다.
상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 제 1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 제 1 절연 연결부(500)와 연결될 수 있다. 상기 제 1 구동 전극(310)의 일부는 상기 제 1 절연 연결부(500)에 삽입될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 제 1 구동 전극(310)으로부터 연장된다. 상기 제 2 구동 전극들(320)은 서로 나란히 연장될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 제 1 구동 전극(310)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 기판(10)에 대하여 이격된다. 즉, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 기판(10) 상에 부유될 수 있다. 또한, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 서로 이격될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 제 1 고정부(330)는 상기 기판(10)에 고정된다. 상기 제 1 고정부(330)는 상기 제 2 구동 전극들(320) 중 적어도 하나에 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 1 고정부(330)는 4개이고, 상기 제 2 구동 전극들(320) 중 4개에 각각 연결될 수 있다. 상기 제 1 고정부(330)는 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 2 구동 전극들(320)을 상기 기판(10)에 고정시킨다.
상기 제 1 구동 전극(310), 상기 제 2 구동 전극들(320) 및 상기 제 1 고정부(330)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 2 구동 전극들(320)의 두께는 약 7㎛ 내지 약 13㎛일 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 기판(10)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 기판(10)에 고정될 수 있다. 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 제 1 구동 전극(310)에 대응된다. 더 자세하게, 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 제 1 구동 전극(310)과 대향될 수 있다. 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 제 1 구동 전극(310)과 실질적으로 평행할 수 있다.
또한, 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 제 1 구동 전극(310)과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 제 1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 3 구동 전극(340)의 두께는 약 2.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 기판(10)에 고정된다. 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 제 3 구동 전극(340)과 이격될 수 있다. 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 제 3 구동 전극(340)과 따로 형성될 수 있다.
상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 제 2 구동 전극들(320)에 각각 대응하여 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 제 2 구동 전극들(320)에 각각 대향한다. 또한, 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 제 2 구동 전극들(320)과 서로 이격되면서, 상기 제 2 구동 전극들(320)에 각각 인접하여 배치된다. 예를 들어, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)가 구동되지 않을 때, 서로 인접하는 제 2 구동 전극(320) 및 제 4 구동 전극(350) 사이의 간격은 약 2.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 제 2 구동 전극들(320)과 서로 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 제 4 구동 전극들(350)의 두께는 약 15㎛ 내지 약 25㎛이고, 폭은 약 3㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 제 4 구동 전극들(350)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제 4 구동 전극들(350)은 각각 개별적으로 구동될 수 있다.
상기 제 1 전극부(100), 상기 제 2 전극부(200), 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)는 높은 전기 전도율을 가지는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 예룰 들어, 상기 제 1 전극부(100), 상기 제 2 전극부(200), 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)로 사용되는 전극 물질의 예로서는 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au), 코발트(Co), 텅스텐(W), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 또는 이들을 합금 등을 들 수 있다.
상기 제 1 구동부(300)는 정전기적 인력 및/또는 척력에 의해서, 상기 제 2 전극부(200)를 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 구동부(300) 자체가 스프링과 같은 탄성 부재 기능을 수행할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 탄성을 가지고, 탄성 부재 기능을 수행할 수 있다.
상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340) 사이에 정전기적 인력 또는 척력이 발생될 수 있다. 즉, 상기 제 1 구동 전극(310)에 소정의 전압이 인가되면, 상기 제 1 구동 전극(310)에 양전하 또는 음전하가 모인다. 이때, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340)은 서로 대향되므로, 상기 제 3 구동 전극(340)에는 정전기 유도 현상에 의해서, 상기 제 1 구동 전극(310)과 다른 전하가 모이게 된다. 이에 따라서, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340) 사이에 인력이 작용될 수 있다. 또한, 상기 제 3 구동 전극(340)에 소정의 전압이 인가되는 경우에도, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340) 사이에 인력이 작용될 수 있다. 또한, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340)에 각각 다른 전압이 인가되는 경우에서도, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340) 사이에 인력이 작용될 수 있다.
이와 같이, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340) 사이에 인력이 작용하는 경우, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100)와 가까워질 수 있다. 즉, 상기 제 3 구동 전극(340)은 상기 기판(10)에 고정되기 때문에, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100)를 기준으로 하방으로 이동될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 유전체층(103)에 직접 접촉될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전극부(100), 상기 제 2 전극부(200) 및 상기 유전체층(103)에 의해서, 커패시턴스가 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200)가 서로 가까워짐에 따라서 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 생성되는 커패시턴스가 커질 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 3 구동 전극(340)에 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 2 구동 전극들(320)의 탄성에 의해서, 상기 제 1 전극부(100)로부터 멀어질 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이의 커패시턴스가 작아질 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동 전극들(320) 및 상기 제 4 구동 전극들(350)에도 같은 방식으로 정전기적 인력 또는 척력이 작용할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 2 구동 전극들(320) 및 상기 제 4 구동 전극들(350) 사이의 간격이 벌어지거나, 가까워질 수 있다.
이때, 상기 제 4 구동 전극들(350)은 상기 기판(10)에 직접 고정되고, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 기판(10)과 이격되고, 상기 제 2 구동 전극들(320)은 상기 제 1 고정부(330)를 통하여, 상기 기판(10)에 간접적으로 고정된다.
따라서, 상기 제 2 구동 전극들(320) 및 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 정전기적 인력 또는 척력에 의해서, 수평 방향으로 이동될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동 전극들(320) 및 상기 제 4 구동 전극들(350)에 의해서, 상기 제 1 구동 전극(310)은 상기 제 1 방향으로, 상기 기판(10)에 대하여 상대 이동될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 기판(10)에 대하여 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 제 1 구동부(300)에 의해서, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100)에 대해서, 수평 방향으로, 상대 이동될 수 있다. 또한, 상기 제 1 구동부(300)에 의해서, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200)가 서로 어긋날 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200)가 중첩되는 면적이 조절될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 구동부(300)에 의해서, 상기 제 1 분기 전극들(112) 및 상기 제 1 보조 전극들(220)이 중첩되는 면적이 제어될 수 있다. 또한, 상기 제 1 구동부(300)에 의해서, 상기 제 3 분기 전극들(122) 및 상기 제 1 보조 전극들(220)이 중첩되는 면적이 제어될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이의 커패시턴스가 제어될 수 있다.
상기 제 2 구동부(400)는 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 기준으로, 상기 제 1 구동부(300)의 반대편에 배치된다. 즉, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400) 사이에 배치된다.
상기 제 2 구동부(400)는 상기 기판(10)에 고정된다. 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)에 연결된다. 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 절연 연결부(600)를 통하여, 상기 제 2 전극부(200)에 연결된다. 이에 따라서, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)와 절연되면서, 물리적으로 연결된다.
상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 구동한다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 이동시킨다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 전극부(100)에 대하여 상대 이동시킨다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 기판(10)의 수평한 방향으로 이동시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 방향에 대해서 교차하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 구동부(300)는 상기 제 2 전극부(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 중심으로 상기 제 1 구동부(300)와 대칭 구조를 가진다. 이때, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 1 구동부(300)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 1 구동부(300)와 실질적으로 동일한 기능을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 1 구동 전극(310), 상기 제 2 구동 전극들(320), 상기 제 1 고정부(330), 상기 제 3 구동 전극(340) 및 상기 제 4 구동 전극들(350)과 동일한 구성 및 동일한 기능을 각각 가지는 제 5 구동 전극(410), 제 6 구동 전극들(420), 제 2 고정부(430), 제 7 구동 전극(440) 및 제 8 구동 전극들(450)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 배치된다. 또한, 상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 1 구동부(300)에 연결되고, 상기 제 2 전극부(200)에 연결된다. 즉, 상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 1 구동부(300)에 물리적으로 연결시킨다.
상기 제 1 절연 연결부(500)는 절연체를 포함한다. 상기 제 1 절연 연결부(500)는 실리콘 옥사이드(silicon oxide) 등과 같은 산화물, 실리콘 나이트라이드(silicon nitride) 등과 같은 질화물 또는 폴리이미드(polyimide) 등과 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 전극부(200)를 절연시킨다. 즉, 상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 전극부(200)를 전기적으로 절연시키면서, 동시에, 기계적으로 연결시킨다.
상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 2 전극부(200)의 측면과 직접 접촉될 수 있다. 또한, 상기 제 1 절연 연결부(500)는 상기 제 2 전극부(200)의 상면의 일부 및 하면의 일부와 직접 접촉될 수 있다.
상기 제 1 절연 연결부(500)는 제 1 절연부(510) 및 제 2 절연부(520)를 포함한다. 상기 제 1 절연부(510)는 상기 제 2 전극부(200)의 일부분의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제 2 절연부(520)는 상기 제 2 전극부(200) 및 상기 제 1 구동부(300) 사이 및 상에 배치된다.
상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 구동부(400) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 배치된다. 또한, 상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 구동부(400)에 연결되고, 상기 제 2 전극부(200)에 연결된다. 즉, 상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 전극부(200)를 상기 제 2 구동부(400)에 물리적으로 연결시킨다.
상기 제 2 절연 연결부(600)는 절연체를 포함한다. 상기 제 2 절연 연결부(600)는 실리콘 옥사이드(silicon oxide) 등과 같은 산화물, 실리콘 나이트라이드(silicon nitride) 등과 같은 질화물 또는 폴리이미드(polyimide) 등과 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 구동부(400) 및 상기 제 2 전극부(200)를 절연시킨다. 즉, 상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 구동부(400) 및 상기 제 2 전극부(200)를 전기적으로 절연시키면서, 동시에, 기계적으로 연결시킨다.
상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 전극부(200)의 측면과 직접 접촉될 수 있다. 또한, 상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 2 전극부(200)의 상면의 일부 및 하면의 일부와 직접 접촉될 수 있다.
상기 제 2 절연 연결부(600)는 제 3 절연부(610) 및 제 4 절연부(620)를 포함한다. 상기 제 3 절연부(610)는 상기 제 2 전극부(200) 아래에 배치된다. 상기 제 4 절연부(620)는 상기 제 2 전극부(200) 및 상기 제 2 구동부(400) 사이 및 상에 배치된다.
상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 절연 연결부(500) 및 상기 제 2 절연 연결부(600)를 통하여, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 연결된다. 이에 따라서, 상기 제 1 절연 연결부(500) 및 상기 제 2 절연 연결부(600)는 상기 제 1 구동부(300) 또는 상기 제 2 구동부(400)로부터 발생되는 노이즈가 상기 제 2 전극부(200)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 의해서, 상기 제 2 전극부(200)는 하강하고, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 1 전극부(100)와 원하는 면적만큼 중첩될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전극(110) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 원하는 제 1 커패시턴스(C1)가 형성되고, 상기 제 2 전극부(200) 및 상기 제 3 전극(120) 사이에 원하는 제 2 커패시턴스(C2)가 형성된다.
이에 따라서, 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이의 전체 커패시턴스(C)는 다음과 같이 결정된다.
1/C = 1/C1 + 1/C2
이와 같이, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 의해서, 상기 입력 배선(101) 및 상기 출력 배선(102) 사이에 원하는 커패시턴스가 결정될 수 있다. 이때, 실시예에 따른 가변 커패시터는 상기 입력 배선(101)을 통하여 입력되는 RF(radio frequency) 신호를 필터링할 수 있다.
이때, 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 1 절연 연결부(500) 및 상기 제 2 절연 연결부(600)를 통하여, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에 각각 연결된다. 이에 따라서, 상기 입력 배선(101)을 통하여 입력되는 RF 신호의 왜곡이 최소화될 수 있다.
도 7 내지 도 21은 제 1 실시예에 따른 가변 커패시터를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 본 제조방법에 대한 설명에 있어서, 앞선 가변 커패시터에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 가변 커패시터에 대한 설명은 본 제조방법에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 기판(10) 상에 제 1 전극층(11)이 형성된다. 상기 제 1 전극층(11)은 높은 전기 전도율을 가지는 금속 또는 합금이 증착되어 형성된다. 예를 들어, 상기 제 1 전극층(11)은 도금 공정에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판(10) 상에 금을 포함하는 시드층이 형성되고, 상기 시드층에 금속 등이 도금되고, 패터닝 공정에 의해서, 상기 제 1 전극층(11)이 형성된다.
상기 제 1 전극층(11)은 제 1 전극부(100), 입력 배선(101), 출력 배선(102), 제 3 구동 전극(340), 제 7 구동 전극, 제 1 고정부(330)의 하부(331), 제 2 고정부(430)의 하부, 제 4 구동 전극들(350)의 하부(351) 및 제 8 구동 전극들(450)의 하부를 포함한다.
이후, 상기 제 1 전극층(11)은 금에 의해서 도금되고, 도금막이 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제 1 전극부(100) 상에 유전체층(103)이 형성된다. 상기 유전체층(103)은 진공 증착 공정 또는 코팅 공정에 의해서 형성될 수 있다. 또한, 상기 유전체층(103)은 패터닝 공정에 의해서 패터닝된다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 제 1 전극층(11) 상에 희생 스페이서층(20)이 형성된다. 상기 희생 스페이서층(20)은 상기 제 1 전극부(100)를 덮는다. 상기 희생 스페이서층(20)은 상기 제 3 구동 전극(340) 및 상기 제 7 구동 전극을 덮는다. 상기 희생 스페이서층(20)은 상기 제 1 고정부(330)의 하부(331), 상기 제 2 고정부(450)의 하부, 상기 제 4 구동 전극들(350)의 하부(351) 및 상기 제 8 구동 전극들(450)의 하부를 노출시킬 수 있다.
상기 희생 스페이서층(20)의 두께는 약 3㎛ 내지 약 7㎛일 수 있다. 상기 희생 스페이서층(20)으로 사용되는 물질의 예로서는 구리 등과 같은 금속, 폴리머 또는 질화물 또는 산화물 등과 같은 무기 물질 등을 들 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 희생 스페이서층(20) 상에 제 1 절연부(510) 및 제 3 절연부(610)가 형성된다. 상기 제 1 절연부(510)는 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 3 구동 전극(340) 사이의 영역에 형성된다. 상기 제 3 절연부(610)는 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 7 구동 전극(440) 사이의 영역 형성된다.
상기 제 1 절연부(510) 및 상기 제 3 절연부(610)의 두게는 약 3㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 상기 희생 스페이서층(20) 상에 제 2 전극층(12)이 형성된다. 상기 제 2 전극층(12)은 상기 제 1 절연부(510) 및 상기 제 3 절연부(610)를 덮는다. 상기 제 2 전극층(12)은 높은 전기 전도율을 가지는 금속 또는 합금이 증착되어 형성된다. 예를 들어, 상기 제 2 전극층(12)은 도금 공정에 의해서 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극층(12)은 제 2 전극부(200), 제 1 구동 전극(310), 제 2 구동 전극들(320), 제 5 구동 전극, 제 6 구동 전극들, 제 1 고정부(330)의 상부, 제 2 고정부의 상부, 제 4 구동 전극들(350)의 상부 및 제 8 구동 전극들(450)의 상부를 포함한다.
도 18을 참조하면, 상기 제 1 구동 전극(310) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 제 2 절연부(520)가 형성된다. 상기 제 2 절연부(520)는 상기 제 1 구동 전극(310)의 상면의 일부 및 상기 제 2 전극부(200)의 상면의 일부에도 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 5 구동 전극(410) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 제 4 절연부(620)가 형성된다. 상기 제 4 절연부(620)는 상기 제 5 구동 전극(510)의 상면의 일부 및 상기 제 2 전극부(200)의 상면의 일부에도 형성될 수 있다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 상기 희생 스페이서층(20)가 제거된다. 이후, 상기 전극층에 금 등이 도금되어 도금막이 형성될 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 가변 커패시터의 제조방법은 기계적이 구동에 의해서, 연속적으로 커패시터를 변화시킬 수 있는 가변 커패시터를 제공할 수 있다.
도 22는 제 2 실시예에 따른 가변 커패시터의 일 단면을 도시한 단면도이다. 본 실시예에서는 앞선 가변 커패시터 및 제조방법에 대한 설명을 참조한다. 앞선 가변 커패시터 및 제조방법에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 실시예에 따른 가변 커패시터에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 22를 참조하면, 본 실시예에 따른 가변 커패시터는 제 3 구동부를 포함한다. 상기 제 3 구동부는 제 9 구동 전극(700)을 더 포함한다. 더 자세하게, 상기 제 3 구동부는 상기 제 9 구동 전극(700)으로 구성될 수 있다.
상기 제 9 구동 전극(700)은 제 2 전극부(200)에 대응된다. 더 자세하게, 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 제 2 전극부(200)에 대향된다. 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 기판(10) 상에 배치된다. 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 기판(10) 및 제 1 전극부(100) 사이에 배치된다.
또한, 상기 제 9 구동 전극(700) 및 상기 제 1 전극부(100) 사이에는 절연층(104)이 개재된다. 즉, 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 기판(10) 상에 배치되고, 상기 절연층(104)은 상기 제 9 구동 전극(700)을 덮고, 상기 제 1 전극부(100)는 상기 절연층(104) 상에 배치된다.
상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 제 2 전극부(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 제 2 전극부(200)에 직접 정전기적 인력을 가하여, 하방으로 이동시킬 수 있다.
상기 제 9 구동 전극(700)은 제 1 구동부(300) 및 제 2 구동부(400)와 함께, 상기 제 2 전극부(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 제 9 구동 전극(700)으로만 상기 제 2 전극부(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)에서, 제 3 구동 전극 및 제 7 구동 전극이 생략될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 구동부(300) 및 상기 제 2 구동부(400)는 상기 제 2 전극부(200)를 제 1 방향으로만 이동시키고, 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 제 2 전극부(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 제 2 전극부(200)를 직접 제어한다. 이에 따라서, 본 실시예에 따른 가변 커패시터는 상기 제 2 전극부(200)를 정확하게, 기계적으로, 상하 방향으로, 제어할 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 가변 커패시터는 상기 제 2 전극부(200)을 유전체층(103)에 전체적으로 접촉시킬 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 가변 커패시터는 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에, 원하는 커패시턴스를 정확하게 형성할 수 있다.
도 23은 제 3 실시예에 따른 가변 커패시터를 도시한 사시도이다. 도 24는 제 3 실시예에 따른 제 2 전극부의 배면을 도시한 사시도이다. 도 25는 제 3 실시예에 따른 제 2 전극부의 일 단면을 도시한 단면도이다. 본 실시예에서는 앞선 가변 커패시터 및 제조방법에 대한 설명들을 참조한다. 앞선 가변 커패시터 및 제조방법에 대한 설명들은 변경된 부분을 제외하고, 본 실시예에 따른 가변 커패시터에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 23 내지 도 25를 참조하면, 제 2 전극부(200)는 지지 전극(260) 및 복수의 돌출 전극들(270)을 포함한다.
상기 지지 전극(260)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 지지 전극(260)은 제 1 전극부(100)에 대응된다. 더 자세하게, 상기 지지 전극(260)은 상기 제 1 전극부(100)에 대향된다. 상기 지지 전극(260)은 상기 제 1 전극부(100)에 중첩된다.
또한, 상기 지지 전극(260)은 제 9 구동 전극(700)에 대응된다. 상기 지지 전극(260)은 상기 제 9 구동 전극(700)에 대향된다. 또한, 상기 지지 전극(260)은 상기 제 9 구동 전극(700)에 중첩된다. 상기 지지 전극(260)은 상기 제 9 구동 전극(700)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 돌출 전극들(270)은 상기 지지 전극(260)으로부터 하방으로 돌출된다. 상기 돌출 전극들(270)은 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 돌출 전극들(270)은 제 1 방향에 대해서 수직으로 교차하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 돌출 전극들(270)은 상기 제 1 전극부(100)의 제 1 분기 전극들(112)에 각각 대응된다. 또한, 상기 돌출 전극들(270)은 상기 제 1 전극부(100)의 제 3 분기 전극들(122)에 각각 대응된다. 더 자세하게, 하나의 돌출 전극(270)에 하나의 제 1 분기 전극(112) 및 하나의 제 3 분기 전극(122)이 동시에 대응될 수 있다. 즉, 상기 돌출 전극들(270)은 상기 제 1 분기 전극들(112) 및 상기 제 3 분기 전극들(122)에 걸쳐서 배치될 수 있다.
또한, 상기 돌출 전극들(270)의 폭은 상기 제 1 분기 전극들(112)의 폭에 대응될 수 있다. 또한, 상기 돌출 전극들(270)의 폭은 상기 제 3 분기 전극들(122)의 폭에 대응될 수 있다.
상기 제 2 전극부(200)는 복수의 간극 절연부들(280)을 포함한다. 상기 간극 절연부들(280)은 상기 돌출 전극들(270) 사이에 각각 배치된다. 상기 간극 절연부들(280)은 상기 돌출 전극들(270) 사이를 각각 채울 수 있다.
상기 간극 절연부들(280)의 하면은 상기 돌출 전극들(270)의 하면과 동일한 평면에 배치될 수 있다. 상기 간극 절연부들(280)은 제 1 절연 연결부(500) 및 제 2 절연 연결부(600)와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 가변 커패시터는 상기 지지 전극(260)을 포함하기 때문에, 상기 제 2 전극부(200)의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 지지 전극(260)은 상기 제 2 전극부(200)의 전기적인 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 지지 전극(260)은 플레이트 형상을 가지기 때문에, 상기 제 2 전극부(200)는 상기 제 9 구동 전극(700)으로부터 정전기적 인력을 효율적으로 인가받을 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 9 구동 전극(700)은 상기 제 2 전극부(200)를 효과적으로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 간극 절연부들(280)은 상기 돌출 전극들(270)의 측면 및 상기 지지 전극(260)들의 하면을 절연시킨다. 이에 따라서, 본 실시예에 따른 가변 커패시터는 상기 제 1 전극부(100) 및 상기 제 2 전극부(200) 사이에 형성되는 커패시턴스의 오차를 최소화할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (20)
- 제 1 전극부;
상기 제 1 전극부과 이격 및 대향되는 제 2 전극부;
상기 제 2 전극부에 연결되고, 상기 제 2 전극부를 상기 제 1 전극부에 대해서 상대 이동시키는 구동부; 및
상기 구동부 및 상기 제 2 전극부 사이에 개재되는 절연 연결부를 포함하는 커패시터. - 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극부는 상기 절연 연결부를 통하여 상기 구동부에 연결되는 커패시터.
- 제 2 항에 있어서, 상기 절연 연결부는 금속 산화물을 포함하는 커패시터.
- 제 3 항에 있어서, 상기 절연 연결부는 산화물, 질화물 또는 폴리머를 포함하는 커패시터.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 전극부의 일부는 상기 절연 연결부의 내부로 삽입되는 커패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극부는 제 1 방향으로 연장되는 주 전극; 및
상기 주 전극으로부터 연장되는 복수의 보조 전극들을 포함하는 커패시터. - 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전극부는 상기 보조 전극들에 각각 대응되는 복수의 분기 전극들을 포함하는 커패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극부 및 상기 구동부를 고정시키는 기판을 포함하고,
상기 제 2 전극부는 상기 기판에 대하여 상대 이동하는 커패시터. - 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 상기 제 2 전극부를 이동시키는 커패시터.
- 기판;
상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극부;
상기 기판 상에 배치되고, 상기 제 1 전극부와 중첩되는 제 2 전극부; 및
상기 기판에 고정되고, 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부 사이의 간격 및 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부가 서로 중첩되는 면적을 제어하는 구동부를 포함하고,
상기 제 1 전극부는
상기 제 2 전극부의 일부에 대향되는 제 1 전극; 및
상기 제 1 전극과 이격되고, 상기 제 2 전극부의 다른 일부에 대향되는 제 3 전극을 포함하는 커패시터. - 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부 사이에 배치되는 유전체층을 포함하는 커패시터.
- 제 10 항에 있어서, 상기 구동부는
상기 제 2 전극부에 연결되는 제 1 구동 전극; 및
상기 제 1 구동 전극에 중첩되는 제 3 구동 전극을 포함하는 커패시터. - 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 전극부에 연결되는 절연 연결부를 포함하고,
상기 제 1 구동 전극은 상기 절연 연결부에 연결되는 커패시터. - 제 12 항에 있어서, 상기 구동부는
상기 제 1 구동 전극에 연결되는 제 3 구동 전극; 및
상기 기판에 고정되고, 상기 제 3 구동 전극과 연결되는 고정부를 포함하는 커패시터. - 제 10 항에 있어서, 상기 구동부 및 상기 제 2 전극부 사이에 개재되는 절연 연결부를 더 포함하고,
상기 제 2 전극부는 상기 절연 연결부를 통하여 상기 구동부에 물리적으로 연결되고,
상기 제 2 전극부 및 상기 구동부는 서로 전기적으로 절연되는 커패시터. - 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전극에 연결되는 입력 배선 및 상기 제 3 전극에 연결되는 출력 배선을 포함하는 커패시터.
- 제 10 항에 있어서, 상기 구동부는 서로 이격되는 제 1 구동부 및 제 2 구동부를 포함하고,
상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부는 상기 제 1 구동부 및 상기 제 2 구동부 사이에 배치되는 커패시터. - 기판 상에 제 1 전극부를 형성하는 단계;
상기 제 1 전극부 상에 희생 스페이서층을 형성하는 단계;
상기 희생 스페이서층 상에 절연 연결부를 형성하는 단계;
상기 희생 스페이서층 상에 상기 절연 연결부와 연결되는 제 2 전극부를 형성하는 단계;
상기 절연 연결부와 연결되는 구동부를 형성하는 단계; 및
상기 희생 스페이서를 제거하는 단계를 포함하는 커패시터의 제조방법. - 제 18 항에 있어서, 상기 절연 연결부를 형성하는 단계는
상기 희생 스페이서 및 상기 제 2 전극부 사이에 제 1 절연부를 형성하는 단계; 및
상기 제 2 전극부 및 상기 구동부 사이에 형성되고, 상기 제 1 절연부와 직접 접촉하는 제 2 절연부를 형성하는 단계를 포함하는 커패시터의 제조방법. - 제 18 항에 있어서, 상기 구동부를 형성하는 단계는
상기 기판 상에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극층 상에 상기 희생 스페이서층을 형성하는 단계; 및
상기 희생 스페이서층 상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 커패시터의 제조방법.
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