专利名称：可变电容器部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用于调谐电路等能低成本制作的可变电容器部件。
背景技术：
过去，在AM/FM调谐电路等中使用变容二极管，该变容二极管为由半导体制作的可变电容器部。如图5所示，例如为了构成由并联的电感器部LO和可变电容器部CO组成的调谐电路，如图6所示，使用变容二极管1来构成调谐电路。在该电路中，由电源V外加控制电压时，由于噪声抑制等，需要在变容二极管1连接一对去耦电感器部件2、旁路电容器部件3及耦合电容器部件4。即，需要去耦电感器，以免高频流入直流侧，同时需要耦合电容器，以免直流流入高频侧。这些皆作为分立部件安装于电路基板上。在上述调谐电路中，除了电感器部LO之外，需要搭载至少5个分立部件，导致安装面积及部件成本的增大，同时也增加了杂散电容成分。就可变电容器1而言，不易内置耦合电容器。因此期望使包含电容器的电路小型化及低成本化。例如，作为集成电容器而使其小型化的技术，过去在专利文献1中提出有如下电容器内置电子部件其搭载于硅基板上或玻璃基板上，并在这些基板上形成的金属层之间具备金属氧化物层，而通过在邻接于其上下的金属层形成的电极来内置ESL(等效串联电感)较小的电容器。专利文献1 日本专利公开2007-158164号公报(权利要求书)在上述过去的技术中留有以下课题。S卩，在上述专利文献1记载的技术中，在基板上不易将调谐电路等中需要的电容较小的电容器(可变电容器)和较大的电容器(耦合电容器)混在一起来制作，并且为了形成多个电容器或电感器而需要多个层压构造。因此，存在制造工序变得复杂而导致制造成本增大的不良情况。而且，还存在如下问题作为可变电容器，使变容二极管集成化来搭载时，还需要半导体层，进一步导致层构造及制造工序的复杂化。
发明内容
本发明是鉴于前述的课题而完成的，其目的在于，提供一种不使用变容二极管而层构造较少且具有耦合电容器和可变电容器的装置成本较低的可变电容器部件。本发明为了解决所述课题采用以下结构。即，本发明的可变电容器部件的特征在于，具备绝缘性基板；一对下部电极，图案形成于该绝缘性基板上；强电介质薄膜，图案形成于所述绝缘性基板上及所述下部电极上；一对端子电极，图案形成于一对所述下部电极的正上方且形成于所述强电介质薄膜上，并且构成一对耦合电容器；上部电极，横跨一对所述下部电极双方的正上方而配置，并图案形成于所述强电介质薄膜上并构成可变电容器； 及一对控制电压电极，图案形成于所述强电介质薄膜上或所述绝缘性基板上并连接于一对所述下部电极。
在该可变电容器部件中，由于具备绝缘性基板上的一对下部电极、连接于这些下部电极的一对控制电压电极、及横跨一对下部电极的双方的正上方而配置的强电介质薄膜上的上部电极，因此，通过在控制电压电极连接电源而外加控制电压来改变强电介质薄膜的介电常数，可以将在一对耦合电容器之间形成的电容器设为可变电容器。即，可以通过相同的强电介质薄膜在绝缘性基板上集成容量大不相同的耦合电容器和可变电容器，同时可以构成带通滤波器。然而，通过基于较少的层构造的集成化，可以使杂散电容成分最小化。而且，以较少的层构造构成并且也不使用半导体层，因此可以以更小的面积集成化，同时可以简化制造工序，可以降低装置成本。另外，当使用过去的变容二极管时有极性，需要考虑了极性的安装，与之相反，在本发明的可变电容器部件中，由于无极性，所以在安装方面不需要极性的确认等。而且，本发明的可变电容器部件的特征在于，具备有一对电感器布线部，所述一对电感器布线部被所述强电介质薄膜覆盖而图案形成于所述绝缘性基板上，一端连接于所述控制电压电极，同时另一端连接于所述下部电极，而构成去耦电感器。即，该可变电容器部件具备有一对电感器布线部，所述一对电感器布线部被强电介质薄膜覆盖而图案形成于绝缘性基板上，一端连接于控制电压电极，同时另一端连接于下部电极，而构成去耦电感器，因此，通过强电介质薄膜得到较高的电容及电感，同时也可以包括去耦电感器而集成化。而且，本发明的可变电容器部件的特征在于，在一对所述控制电压电极连接外加控制电压的电源，并设成由并联的电感器部和可变电容器部构成的调谐电路的所述可变电容器部。即，在该可变电容器部件中，在一对控制电压电极上连接外加控制电压的电源，并设成由并联的电感器部和可变电容器部构成的调谐电路的所述可变电容器部，因此，可以以低成本构成调谐电路。而且，优选本发明的可变电容器部件的所述强电介质薄膜为通过电场外加而获得非线性介电特性的电压非线性强电介质薄膜。S卩，在该可变电容器中，强电介质薄膜为通过电场外加而获得非线性介电特性的电压非线性强电介质薄膜，因此，可以通过非线性介电特性并基于电压外加(电场外加)较大地改变介电常数，可以获得电容变化量较大的可变电容器。根据本发明，取得以下效果。S卩，根据本发明所涉及的可变电容器部件，由于其具备绝缘性基板上的一对下部电极、连接于这些下部电极的一对控制电压电极、及横跨一对下部电极的双方的正上方而配置的强电介质薄膜上的上部电极，因此，可以使杂散电容成分最小化，同时可以简化制造工序。而且，过去为了构成调谐电路而基本上需要安装5个分立部件，与之相反，根据本发明，搭载1个电容可变电容器部件即可，可以实现安装工序的消减、安装面积的节省空间化及装置成本的消减。
图1是表示本发明所涉及的可变电容器部件的一实施方式的平面图。图2是图1的A-A线剖视图及B-B线剖视图。图3是在本实施方式中表示可变电容器部件的等效电路图。图4是在本实施方式中表示使用可变电容器部件的调谐电路的等效电路图。图5是表示使用可变电容器的调谐电路的电路图。图6是表示在图5所示的调谐电路中以包括变容二级管的分立部件来构成可变电容器时的等效电路图。符号说明10-可变电容器部件，11-绝缘性基板，12-下部电极，13-强电介质薄膜，14-端子电极，15-上部电极，16-控制电压电极，17-通路连接部，18-电感器布线部，CO-可变电容器部，Cl-耦合电容器，C2-可变电容器，C3-电容器，LO-电感器部，Ll-去耦电感器，V-电源。
具体实施例方式以下，参照图1至图5说明本发明所涉及的可变电容器部件的一实施方式。此外， 在以下说明使用的各附图中，为了将各部件设为可识别或易识别的大小而适宜变更了缩尺。如图5所示，本实施方式的可变电容器部件10为使用于调谐电路的可变电容器部 CO的电容器部件，该调谐电路由并联的电感器部LO和可变电容器部CO构成。作为上述调谐电路，例如可应用如下的各种电路S卩，汽车导航仪或组合音响等中使用的AM/FM调谐电路、收发机或业务无线电等中使用的FM发射机、便携电话机或便携音频设备等中使用的FM调谐器IC或便携TV用电路、TV或录像机等中使用的TV调谐器、及便携电话机或无线LAN等中使用的VCO (Voltage Controlled Oscillator 压控振荡器)等。如图1至图3所示，该可变电容器部件10具备绝缘性基板11 ；一对下部电极12， 图案相互邻接地形成于该绝缘性基板11上；强电介质薄膜13，图案形成于绝缘性基板11 上及下部电极12上；一对端子电极14，图案形成于一对下部电极12的正上方且形成于强电介质薄膜13上，并且构成一对耦合电容器Cl ；上部电极15，横跨一对下部电极12双方的正上方而配置，并且图案形成于强电介质薄膜13上并构成可变电容器C2 ；及一对控制电压电极16，图案形成于强电介质薄膜13上并连接于一对所述下部电极12。而且，可变电容器部件10具备有一对电感器布线部18，所述一对电感器布线部被强电介质薄膜13覆盖而且图案形成于绝缘性基板11上，一端通过通路连接部17连接于在强电介质薄膜13上形成的控制电压电极16，同时另一端连接于下部电极12，而构成去耦电感器Ll及电容器C3。而且，这些电感器布线部18形成为旋涡状。上述绝缘性基板11例如为氧化铝基板。上述下部电极12、控制电压电极16、上部电极15及端子电极14通过溅射由Pt、 Ti、Ir等形成。上述强电介质薄膜13为具有高介电常数，同时基于外加的电压来变化介电常数的薄膜，尤其，优选通过电场外加(电压外加)得到非线性介电特性的电压非线性强电介质薄膜。例如，作为强电介质薄膜13，可采用由溅射等成膜的(Bai_x、Srx) TiO3薄膜。该(Bai_x、Srx)Ti0j^膜为通过电场外加得到显著的非线性介电特性的电压非线性强电介质薄膜。上述去耦电感器Ll及电容器C3构成并联共振电路，由基于图案形成为旋涡状的电感器布线部18的电感器成分和电容器成分构成。上述一对耦合电容器Cl分别由夹着强电介质薄膜13的一对下部电极12和一对端子电极14构成。即，耦合电容器Cl通过具有高介电常数的强电介质薄膜13得到较高的电容。上述去耦电感器Ll为避免来自端子电极14的高频流入作为外加直流电压的端子的控制电压电极16的去耦电感器。上述电容器C3为用于将高频电路的频带设为抑制带的电容器，与仅有去耦电感器Ll时相比，能得到较大的衰减。此外，在宽带去耦时，仅有去耦电感器Ll为佳，因此，此时也可以变更为尽量不构成电容器C3的电感器布线部18的形状图案。而且，上述耦合电容器Cl为避免直流电压流入连接于端子电极14的高频电路的耦合电容器。上述可变电容器C2由通过作为活动电极的上部电极15夹住强电介质薄膜13的一对下部电极12之间构成，该强电介质薄膜通过控制电压电极16由电源V来外加控制电压。即，由一对下部电极12的一方和上部电极15夹住强电介质薄膜13，同时由一对下部电极12的另一方和上部电极15夹住强电介质薄膜13，由此得到较大电容的可变电容器C2。例如，可变电容器C2为IOOpF左右，并且一对耦合电容器Cl为可变电容器C2的 10倍至1000倍，即1 μ F左右 100 μ F左右。从而，该可变电容器部件10的等效电路构成为如图3所示。如图4所示，该可变电容器部件10在一对控制电压电极16连接外加控制电压的电源V，设成由并联的电感器部LO和可变电容器部CO构成的调谐电路的可变电容器部CO。即，若通过一对控制电压电极16由电源V在强电介质薄膜13外加控制电压，则强电介质薄膜13的介电常数基于控制电压而变化。因此，改变通过上部电极15并由一对下部电极12夹住的强电介质薄膜13的介电常数，由此，可变电容器C2的电容基于控制电压而变化。此外，图中的符号19为模拟GND (地)，符号20为数字GND (地)。如此，本实施方式的可变电容器部件10由于具备绝缘性基板11上的一对下部电极12、连接于这些下部电极12的一对控制电压电极16、及横跨一对下部电极12双方的正上方而配置的强电介质薄膜13上的上部电极15，因此，通过在控制电压电极16连接电源V 而外加控制电压来改变强电介质薄膜13的介电常数，可以将在一对耦合电容器Cl之间形成的电容器设为可变电容器C2。即，可以通过相同的强电介质薄膜13在绝缘性基板11上集成容量大不相同的耦合电容器Cl和可变电容器C2，同时可以构成带通滤波器。从而，通过一次性集成包含可变电容器C2的周边电路的层构造，可以使杂散电容成分最小化。而且，以较少的层构造构成，同时还不使用半导体层，因此，可以以更小的面积来集成化，并且可以简化制造工序，可以降低装置成本。另外，当使用过去的变容二极管时有极性，因此需要考虑极性的安装，与之相反， 在本实施方式的可变电容器部件10中无极性，所以在安装方面不需要极性的确认等。而且，具备有一对电感器布线部18，所述一对电感器布线部被强电介质薄膜13覆盖而图案形成于绝缘性基板11上，一端连接于控制电压电极16，同时另一端连接于下部电极12，而构成去耦电感器Ll及电容器C3，因此，通过强电介质薄膜13得到较高的电容及电感，同时可以包括去耦电感器Ll及电容器C3而集成化。另外，强电介质薄膜13为通过电场外加而获得非线性介电特性的电压非线性强电介质薄膜，因此，可以通过非线性介电特性并基于电压外加(电场外加)较大地改变介电常数，可以获得电容变化量较大的可变电容器C2。如此，在该可变电容器部件10中，在一对控制电压电极16连接外加控制电压的电源V，设成由并联的电感器部LO和可变电容器部CO构成的调谐电路的可变电容器部C0，因此可以以低成本构成调谐电路。此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内施加各种变更。例如，在上述实施方式中，通过贯穿强电介质薄膜13的通路连接部17，将连接于电感器布线部18的控制电压电极16形成于强电介质薄膜13上，但也可以将控制电压电极 16形成于绝缘性基板11上，以使可直接连接于电感器配线部18。而且，作为本实施方式的可变电容器部件10的其它用途，可作为在移相器、滤波器、天线等中使用的可变电容器来应用。
权利要求
1.一种可变电容器部件，其特征在于，具备 绝缘性基板；一对下部电极，图案形成于该绝缘性基板上； 强电介质薄膜，图案形成于所述绝缘性基板上及所述下部电极上； 一对端子电极，图案形成于一对所述下部电极的正上方且形成于所述强电介质薄膜上，并且构成一对耦合电容器；上部电极，横跨一对所述下部电极双方的正上方而配置，并且图案形成于所述强电介质薄膜上并构成可变电容器；及一对控制电压电极，图案形成于所述强电介质薄膜上或所述绝缘性基板上并连接于一对所述下部电极。
2.如权利要求1所述的可变电容器部件，其特征在于，具备一对电感器布线部，所述一对电感器布线部被所述强电介质薄膜覆盖并且图案形成于所述绝缘性基板上，一端连接于所述控制电压电极，同时另一端连接于所述下部电极，而构成去耦电感器。
3.如权利要求1或2所述的可变电容器部件，其特征在于，在一对所述控制电压电极上连接外加控制电压的电源，并设成由并联的电感器部和可变电容器部构成的调谐电路的所述可变电容器部。
4.如权利要求1或2所述的可变电容器部件，其特征在于，所述强电介质薄膜为通过电场外加而获得非线性介电特性的电压非线性强电介质薄膜。
5.如权利要求3所述的可变电容器部件，其特征在于，所述强电介质薄膜为通过电场外加而获得非线性介电特性的电压非线性强电介质薄
全文摘要
本发明提供一种不使用变容二极管而层构造较少且具有耦合电容器和可变电容器的低成本的可变电容器部件。其具备绝缘性基板(11)；一对下部电极(12)，图案形成于该绝缘性基板(11)上；强电介质薄膜(13)，图案形成于绝缘性基板(11)上及下部电极(12)上；一对端子电极(14)，图案形成于一对下部电极(12)的正上方且形成于强电介质薄膜(13)上，并且构成一对耦合电容器；上部电极(15)，横跨一对下部电极(12)双方的正上方而配置，并且图案形成于强电介质薄膜(13)上并构成可变电容器；及一对控制电压电极(16)，图案形成于强电介质薄膜(13)上，并连接于一对下部电极(12)。
文档编号H01G15/00GK102403137SQ201010287799
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者中村贤蔵, 石川元贵 申请人:三菱综合材料株式会社