(57)【要約】【課題】容量が可変であるとともに、印加電圧の制御に係る部品数を少なくして、これを搭載した電子装置が低背で安価なものとすることが可能な薄膜回路部品を提供する。【解決手段】支持基板１上に下部電極５となる薄膜導体を形成するとともに、下部電極５上に、上部電極６となる薄膜導体が形成された薄膜誘電体を形成し、薄膜誘電体と上部電極６と下部電極５とで構成する付加容量コンデンサを備えた薄膜回路部品１０において、支持基板１上に薄膜導体からなる電圧印加電極１４及び第１、第２の外部接続電極１１、１２を形成し、第１、第２の外部接続電極１１、１２の間に、容量可変である付加容量コンデンサ２と、付加容量コンデンサ３とが２つ直列に接続して配され、これらを接続する薄膜導体と電圧印加電極１４との間に、薄膜導体及び／又は薄膜誘電体からなる、高周波成分を除去するフィルタを配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に下部電極となる薄膜導体を形成するとともに、前記下部電極上に、上部電極となる薄膜導体が形成された薄膜誘電体を形成し、前記薄膜誘電体と上部電極と下部電極とで構成する付加容量コンデンサを備えた薄膜回路部品において、
前記支持基板上に前記薄膜導体からなる電圧印加電極及び第１、第２の外部接続電極を形成するとともに、該第１、第２の外部接続電極の間に、少なくとも何れか一方が容量可変可能な付加容量コンデンサが、２つ直列に接続して配され、前記２つの付加容量コンデンサを接続する薄膜導体と前記電圧印加電極との間に、高周波成分を除去するフィルタを配設したことを特徴とする薄膜回路部品。
【請求項２】
前記高周波成分を除去するフィルタが、薄膜導体からなるインダクタンス成分を有する伝送パターンを有していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜回路部品。
【請求項３】
前記高周波成分を除去するフィルタが、支持基板上に下部電極となる薄膜導体を形成するとともに、前記下部電極上に、上部電極となる薄膜導体が形成された薄膜誘電体を形成し、前記薄膜誘電体と上部電極と下部電極とで構成するバイパスコンデンサと、支持基板上に形成され該バイパスコンデンサに接続するグランド電極とから成ることを特徴とする請求項１に記載の薄膜回路部品。
【請求項４】
前記高周波成分を除去するフィルタが、前記インダクタンス成分を有する伝送パターン、バイパスコンデンサ、グランド電極とから成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の薄膜回路部品。
【請求項５】
前記第１、第２の外部接続電極、前記電圧印加電極、前記グランド電極が、前記支持基板の４角部に配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の薄膜回路部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子装置に組み込まれる薄膜回路部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄膜回路部品は、支持基板上に０．１〜５μｍという薄膜層を積層して成る低背な部品であり、特に低背化が求められる電子装置に搭載する構成部品として用いられる。
【０００３】
このような従来の薄膜電子部品としては、例えば図４に示すように、電気絶縁性の支持基板４１上に薄膜導体の下部電極４５、薄膜誘電体４２、薄膜導体の上部電極４６がこの順に積層している。この様なコンデンサでは薄膜導体がスパッタ、真空蒸着などで形成されており、薄膜誘電体がスパッタ、ゾルゲル法等で形成されている。誘電体材料として、外部電圧の印加により誘電率が変化するものを使用することによって、外部電圧を印加することによって静電容量が変化する、いわゆる可変容量コンデンサとなる。可変容量コンデンサは誘電体共振器等の容量成分を変化させて周波数を制御する為などに用いられている。
【０００４】
そして、このような可変容量コンデンサを電圧制御する場合において、高周波成分を除去する回路が必要であり、これまではチップインダクタやチップコンデンサを用いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄膜回路部品に比べて、従来のチップインダクタやチップコンデンサ等のチップ部品は、薄膜回路部品と同等か、もしくはそれ以上の厚みを有しているので、誘電体共振器等の電子装置の低背化を困難にしていた。
【０００６】
また、チップインダクタやチップコンデンサ等のチップ部品が必要である為に、搭載する部品数が多くなっており、構成される電子装置のコストダウンを困難にしていた。
【０００７】
本発明は、上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、容量が可変であるとともに、印加電圧の制御に係る部品数を少なくして、これを搭載した電子装置が低背で安価なものとすることが可能な薄膜回路部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置は、支持基板上に下部電極となる薄膜導体を形成するとともに、前記下部電極上に、上部電極となる薄膜導体が形成された薄膜誘電体を形成し、前記薄膜誘電体と上部電極と下部電極とで構成する付加容量コンデンサを備えた薄膜回路部品において、前記支持基板上に前記薄膜導体からなる電圧印加電極及び第１、第２の外部接続電極を形成し、該第１、第２の外部接続電極の間に、少なくとも何れか一方が容量可変である前記付加容量コンデンサが、２つ直列に接続して配され、前記２つの付加容量コンデンサを接続する薄膜導体と前記電圧印加電極との間に、高周波成分を除去するフィルタを配設したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記高周波成分を除去するフィルタが、薄膜導体からなるインダクタンス成分を有する伝送パターンを有していることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、前記高周波成分を除去するフィルタが、支持基板上に下部電極となる薄膜導体を形成するとともに、前記下部電極上に、上部電極となる薄膜導体が形成された薄膜誘電体を形成し、前記薄膜誘電体と上部電極と下部電極とで構成するバイパスコンデンサと、支持基板上に形成され該バイパスコンデンサに接続するグランド電極とから成ることを特徴とするものである。
【００１１】
また更に、前記高周波成分を除去するフィルタが、前記インダクタンス成分を有する伝送パターン、バイパスコンデンサ、グランド電極とから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
そして、前記第１、第２の外部接続電極、前記電圧印加電極、前記グランド電極が、前記支持基板の４角部に配設したことを特徴とするものである。
【作用】
本発明の薄膜回路部品によれば、第１、第２の外部接続電極の間に、少なくとも何れか一方が容量可変可能な付加容量コンデンサを、２つ直列に接続して配したことにより、この薄膜回路部品は、誘電体共振器等の容量を付加し、かつ容量が可変なコンデンサを備えている。そして、容量可変なコンデンサと高容量のコンデンサとを接続することで、高容量でありながら、容量可変な回路を構成している。更には、２つの付加容量コンデンサを接続する薄膜導体と電圧印加電極との間に、薄膜導体及び／又は薄膜誘電体からなる高周波成分を除去するフィルタを配設したことにより、電圧印加電極に印加される電圧に高周波成分が含まれていても、容量可変であるコンデンサにはその高周波成分が除去された電圧がかかるので、２つ直列に接続した付加容量コンデンサの容量は正確に実現できる。
【００１３】
一方、高周波成分を除去する回路を、薄膜回路部品の内部に構成しているので、容量を変化させるのに必要な部品数を少なくして、誘電体共振器等の電子装置を低背で安価なものとすることが可能となる。
【００１４】
また、薄膜導体からなるインダクタンス成分を有する伝送パターンを形成することにより、高周波成分が通過するのを阻止するので、高周波成分を除去する回路とすることができる。或は、下部電極、上部電極、薄膜誘電体により、バイパスコンデンサを形成することによっても、高周波成分はグランド電極へとバイパスすることになるので、高周波成分を除去する回路とすることができる。更に、これらインダクタンス成分を有する伝送パターンとバイパスコンデンサの両方を構成すれば、より確実に高周波成分を除去することができる。
【００１５】
そして、第１、第２の外部接続電極、電圧印加電極、グランド電極を、支持基板の４角部に配設すれば、小さな支持基板からなる薄膜回路部品であっても、安定した実装性を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る薄膜回路部品の平面図、図２は図１の薄膜回路部品のＡ−Ａ‘断面図であり、同図に示す薄膜電子部品は、支持基板１上に薄膜導体や薄膜誘電体を形成したものである。また、表面には保護膜７が形成され、外部端子８を備えている。
【００１７】
支持基板１は、絶縁性を有するものであれば何れでも良いが、高周波動作において誘電損失が小さいもの、例えば、Ａｌ２Ｏ３、サファイア、ガラス、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ３、ＳｒＴｉＯ３が好適である。また、シリコン、ゲルマニウム等の半導体基板及びＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体基板等を用いることもできる。
【００１８】
尚、後述するように表面に薄膜導体や薄膜誘電体を形成するので、支持基板１の表面は平滑であることが望ましく、例えば、単結晶基板が好適である。
【００１９】
薄膜導体５、６、１４の導体材料としては、ＡｕあるいはＡｇが好適であるが、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕなども適用でき、その厚みは０．１〜５μｍとなっている。例えば、０．１μｍよりも小さくなると、電極自身の抵抗が大きくなると同時に、電極の連続性がなくなり、信頼性が劣るようになる。一方、５μｍ以上にすると段差被覆不良（後述する薄膜誘電体との交差部分で薄膜誘電体が露出してしまう）が発生し、後述する下部電極と上部電極が短絡してしまう。
【００２０】
薄膜誘電体２、３、４は、材料としては、高い誘電率を持つものが好ましく、しかも、外部の印加電圧により、その誘電率が変化し得る誘電体材料、例えばＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、（Ｂａ　Ｓｒ）ＴｉＯ３などが挙げられる。製造方法としては、スパッタリング等の薄膜技術により作製される。薄膜技術とは、スパッタリング以外にも真空蒸着、ゾルゲル液を用いたスピンコート法を含むものである。不要部分はエッチングにより除去される。
【００２１】
保護膜７は、後述する外部接続電極やグランド電極の一部を露出するように形成されている。保護膜７としては、ＳｉＯ２，ＳｉＮ，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ポリイミドなどが好適である。また、これらの材料の多層構造にしても良い。この保護膜７は、外部からの機械的な衝撃からの保護の他、湿度による劣化、薬品の汚染、酸化等を防止する役割を持っている。
【００２２】
外部端子８は、半田ボールや金属バンプなどが例示できる。具体的には、保護膜７から露出する端子配置部に、例えば半田ボールを形成したり、また、金属ワイヤーのファーストボンディングを行い、所定長さで切断することにより、金などのバンプを形成しても構わない。
【００２３】
このようにして形成された薄膜回路部品１０は、薄膜誘電体２、３のうち、下部電極５と上部電極６とで挟持される対向領域を容量発生領域とするコンデンサＣ２、Ｃ３を構成している。また、支持基板１上に薄膜導体からなる電圧印加電極１４及び第１、第２の外部接続電極１１、１２を形成し、これらの電極上に上述した外部端子８を形成して第１の外部接続電極１１を誘電体共振器等の電子装置に接続し、第２の外部接続電極１２をグランド電位に接続し、電圧印加電極１４には制御電圧が印加される。
【００２４】
そして、本実施形態の薄膜回路部品１０においては、第１、第２の外部接続電極１１、１２の間に、少なくとも何れか一方が容量可変可能な付加容量コンデンサを、２つ直列に接続して配したことにより、この薄膜回路部品１０は、誘電体共振器等の容量を付加し、かつ容量が可変なコンデンサを備えている。そして、例えば、容量可変可能なコンデンサＣ２と高容量のコンデンサＣ３とを接続することで、高容量でありながら、容量可変な回路を構成している。更には、２つの付加容量コンデンサＣ２、Ｃ３を接続する薄膜導体５と電圧印加電極１４との間に、薄膜導体及び／又は薄膜誘電体からなる、例えはバイパスコンデンサ４と、インダクタンス成分を有する伝送パターン１５で構成される高周波成分を除去するフィルタ回路Ｆ（図３参照）を配設したことにより、電圧印加電極１４に印加される電圧に高周波成分が含まれていても、容量可変であるコンデンサＣ２にはその高周波成分が除去された電圧がかかるので、２つ直列に接続した付加容量コンデンサＣ２、Ｃ３の容量は正確に実現できる。
【００２５】
例えば、本実施形態においては、図３の回路図に示すように、薄膜回路部品１０をストリップライン共振器３０に接続すると、容量可変可能な付加容量コンデンサＣ２と付加容量コンデンサＣ３とがストリップライン共振器３０に並列に接続されるので、ストリップライン共振器３０は、容量成分を変化させて共振周波数を変化させることが可能となる。
【００２６】
尚、本実施形態の薄膜回路部品においては、第１の外部接続電極１１を誘電体共振器等の電子装置に、第２の外部接続電極１２をグランド電位に接続しているが、設計により逆に配置することも可能である。また、付加容量コンデンサにおいても、本実施形態では第１の外部接続電極１１側を容量可変なコンデンサとしているが、設計により第２の外部接続電極１２側を容量可変なコンデンサとすることも可能である。
【００２７】
そして一方では、高周波成分を除去する回路を、薄膜回路部品の内部に構成しているので、容量を変化させるのに必要な部品数を少なくして、誘電体共振器等の電子装置を低背で安価なものとすることが可能となる。
【００２８】
また、薄膜導体からなるインダクタンス成分を有する伝送パターン１５を形成することにより、高周波成分が通過するのが阻止されるので、高周波成分を除去するフィルタ回路Ｆとすることができる。或は、下部電極、上部電極、薄膜誘電体４により、バイパスコンデンサＣ１を形成することによっても、高周波成分はグランド電極１３へとバイパスすることになるので、高周波成分を除去するフィルタ回路とすることができる。更に、これらインダクタンス成分を有する伝送パターン１５とバイパスコンデンサＣ１の両方を構成すれば、より確実に高周波成分を除去することができる。そして、これらを形成するに至り、薄膜導体や薄膜誘電体を他と同じ工程で行なえるので、特に製造コストを追加する必要は無い。
【００２９】
このとき、本実施形態の薄膜回路部品においては、インダクタンス成分を有する伝送パターン１５を、単なる薄膜導体のパターンとしているが、これに限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。例えば、下部電極をグランド電位とした薄膜誘電体上に形成するストリップラインとすることも可能である。
【００３０】
そして、第１、第２の外部接続電極１１、１２、電圧印加電極１４、グランド電極を、支持基板の４角部に配設すれば、小さな支持基板からなる薄膜回路部品であっても、安定した実装性を得ることができる。例えば、一辺が１ｍｍ以下のサイズとした薄膜回路部品においても、支持基板の４角部に外部端子が形成されていることで、半田リフロー工程での接合のバランスが良くなり、薄膜回路部品が大きく傾いたりしないで、安定して実装される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の薄膜回路部品によれば、容量が可変な付加容量コンデンサを形成するとともに、薄膜回路部品内に高周波成分を高周波成分を除去するフィルタを形成することで、印加電圧の制御に係る部品数を少なくして、これを搭載した電子装置が低背で安価なものとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄膜回路部品の平面図である。
【図２】図１の薄膜回路部品のＡ−Ａ‘断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る薄膜回路部品の回路図である。
【図４】従来の薄膜回路部品の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・支持基板
２、２、４・・・・・薄膜誘電体
５・・・・・薄膜導体（下部電極）
６・・・・・薄膜導体（上部電極）
７・・・・・保護膜
８・・・・・外部端子
１０・・・・薄膜回路部品
１１・・・・第１の外部接続電極
１２・・・・第２の外部接続電極
１３・・・・グランド電極
１４・・・・電圧印加電極
１５・・・・インダクタンス成分を有する伝送パターン
Ｃ１・・・バイパスコンデンサ
Ｃ２・・・付加コンデンサ（容量可変コンデンサ）
Ｃ３・・・付加コンデンサ
Ｆ・・・フィルタ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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