專利名稱：機(jī)械共振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械式的共振器，特別涉及在高密度集成化的電路中實(shí)現(xiàn)小型、高性能的濾波電路或開關(guān)電路的共振器。
背景技術(shù)：
參照?qǐng)D22對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械共振器進(jìn)行說明。圖22是簡(jiǎn)略表示在文獻(xiàn)FrankD.Bannon III John R.Clark，and Clark T.-C.Nguyenc著“High-Q HFMicroelectromechanical Filters”(IEEE Journal of Solid-State Circuits，Vol.35，No.4，pp512-526，April 2000)中介紹的機(jī)械振動(dòng)濾波器的結(jié)構(gòu)的圖。
該濾波器通過在硅基板上進(jìn)行薄膜形成而形成。由輸入線路104、輸出線路105、與各個(gè)線路相對(duì)且具有1微米或以下的空隙而配置的雙支撐梁101、102和使該兩個(gè)梁結(jié)合的結(jié)合梁103構(gòu)成。從輸入線路104輸入的信號(hào)與梁101電容耦合，在梁101上發(fā)生靜電力。由于只在信號(hào)的頻率與由梁101、102和結(jié)合梁103組成的彈性構(gòu)造體的共振頻率附近一致時(shí)才激起機(jī)械振動(dòng)，通過進(jìn)一步將該機(jī)械振動(dòng)作為輸出線路105和梁102間的靜電電容的變化進(jìn)行檢測(cè)，可以取出輸入信號(hào)的濾波輸出。
在矩形截面的雙支撐梁的場(chǎng)合，假設(shè)彈性模量為E、密度為ρ、厚度為h、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，共振頻率f成為下式。
f=1.03hL2Eρ---(1)]]>若以多晶硅作材料，假設(shè)E＝160GPa、ρ＝2.2×103kg/m3、又假設(shè)尺寸L＝40μm、h＝1.5μm，則f＝8.2MHz，能構(gòu)成約8MHz頻帶的濾波器。與由電容器和線圈等無源電路構(gòu)成的濾波器相比，通過使用機(jī)械共振可以得到Q值高的急劇的頻率選擇特性。
但是，上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)對(duì)于進(jìn)一步構(gòu)成高波帶的濾波器，有以下的制約。即由(式1)可知，第一變更材料使E/ρ變大。但若E變大，即使使梁彎曲的力相同，梁的位移量也會(huì)變小，檢測(cè)梁的位移變得困難。另外，若假設(shè)表示梁彎曲容易度的指標(biāo)為在雙支撐梁的表面加靜載荷時(shí)的梁中心的彎曲量d和梁的長(zhǎng)度L的比d/L，則d/L由下式的比例關(guān)系表示。
dL∝L3h3·1E---(2)]]>因此，為了在保持d/L的值的同時(shí)提高共振頻率，至少需要不能改變E，而要密度ρ低的材料，而作為與多晶硅的楊氏模量相等、密度低的材料必須使用CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)等復(fù)合材料。該情況用半導(dǎo)體加工構(gòu)成微小機(jī)械振動(dòng)濾波器很困難。
不使用該復(fù)合材料的第二種方法是改變(式1)中梁的尺寸，加大h·L-2的方法。但是，h加大和L變小將使作為彎曲容易度指標(biāo)的(式2)的d/L變小，檢測(cè)梁的彎曲變得困難。
若關(guān)于(式1)和(式2)在圖23中表示log(L)和log(h)的關(guān)系，直線191是由(式1)求出的關(guān)系，直線192是由(式2)求出的關(guān)系。在該圖23中，若選擇比以現(xiàn)尺寸A點(diǎn)為起點(diǎn)傾斜「2」的直線靠上的范圍(區(qū)域A)的L和h，f就變大，若選擇比傾斜「1」的直線靠下的范圍(區(qū)域B)的L和h，d/L就變大。從而，圖中影線部分(區(qū)域C)是可以確保梁的彎曲量且提高共振頻率的L和h的范圍。
由圖23可知，對(duì)于機(jī)械振動(dòng)濾波器的高頻化，L和h雙方的尺寸微小化是必要條件，用相同的比例使L和h小型化，即在傾斜1的直線上并使L和h變小是圖23的影線部分的充分條件。
這樣，現(xiàn)有的機(jī)械共振器通過使機(jī)械振動(dòng)體的尺寸小型化，共振頻率被高頻化，但即使如此，由于梁的振動(dòng)變小，不可避免地檢測(cè)振動(dòng)的信號(hào)變?nèi)?，從而存在容易受外力干擾的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)濾波器等的電路部件的高性能化的微小的機(jī)械共振器。
為了解決該技術(shù)問題，本發(fā)明通過將電極表面形狀做成振動(dòng)體以共振模式變形時(shí)的形狀，實(shí)現(xiàn)使進(jìn)行共振振動(dòng)的振動(dòng)體的每單位位移量的電容變化加大，把電信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)的結(jié)構(gòu)或把機(jī)械振動(dòng)高效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明第一方式的機(jī)械共振器具有進(jìn)行機(jī)械共振振動(dòng)的振動(dòng)體和該振動(dòng)體在共振振動(dòng)時(shí)接近并向共振振動(dòng)的振幅方向彎曲配置的電極。由此，進(jìn)行共振振動(dòng)的振動(dòng)體的每單位位移量的電容變化加大，可以把電信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)或把機(jī)械振動(dòng)高效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
另外本發(fā)明第二方式的機(jī)械共振器是第一方式的彎曲的電極的表面形狀和振動(dòng)體以共振模式發(fā)生變形時(shí)的形狀相同。由此，由于相對(duì)該振動(dòng)體的靜電電容可以增加到最大限，故可以加大進(jìn)行共振振動(dòng)的振動(dòng)體的每單位位移量的電容變化，把電信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)或把機(jī)械振動(dòng)高效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
另外，本發(fā)明第三方式的機(jī)械共振器是本發(fā)明的第一方式或第二方式的振動(dòng)體相對(duì)的電極的表面積比振動(dòng)體的表面積小。由此，由于可以抑制在振動(dòng)體和電極的電容耦合中的過剩電荷發(fā)生，可以削減不需要的漏泄的交流電流。特別通過做成在與共振時(shí)振幅變?yōu)樽畲蟮恼駝?dòng)體的部分以及其附近相對(duì)的位置上不配置電極，電壓和力、位移和電流間的關(guān)系更接近線形，可以很容易地進(jìn)行控制?；蛲ㄟ^做成在與振動(dòng)體的端部相對(duì)的位置不配置電極，可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)抑制過剩電荷的發(fā)生。
另外，本發(fā)明第四方式的機(jī)械共振器具有進(jìn)行機(jī)械共振振動(dòng)的振動(dòng)體和與共振體接近、以相同的共振頻率的共振模式進(jìn)行振動(dòng)的電極。由此，在不振動(dòng)時(shí)，靜電電容和平行平板結(jié)構(gòu)都一樣小，在以共振頻率振動(dòng)時(shí)，由于相對(duì)該振動(dòng)子靜電電容成為最大，可以加大|ΔC/Δy|的值。結(jié)果可以減少不需要的交流電流，并可以高效地把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，或高效地把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
另外，本發(fā)明第五方式的機(jī)械共振器是還具有與本發(fā)明第一至第四方式的振動(dòng)體與電極連接并在它們之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)的偏壓電源，在振動(dòng)體與電極之間接收到共振頻率的電壓變化時(shí)，振動(dòng)體進(jìn)行共振振動(dòng)。由此，可以高效地把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)。
另外，本發(fā)明第六方式的機(jī)械共振器進(jìn)一步具有根據(jù)本發(fā)明第一至第四方式的電極與振動(dòng)體之間的電壓變化檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)部，通過振動(dòng)體振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)體與電極之間的靜電電容的變化，檢測(cè)部檢測(cè)從振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)。由此，可以高效地把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
本發(fā)明第七方式的機(jī)械共振器是在本發(fā)明第一至第四方式中，在電極和振動(dòng)體與電極相對(duì)的相對(duì)面的至少一方設(shè)置絕緣層。由此，可以避免振動(dòng)體和電極的電短路。特別地絕緣層是具有絕緣性及潤(rùn)滑性的高分子粒子。由此，由于絕緣層的厚度一定且氟化乙烯樹脂有潤(rùn)滑性，即使振動(dòng)體與氟化乙烯樹脂粒子5接觸，也可以使被稱為stiction的不能控制的吸附力減小。
本發(fā)明第八方式的機(jī)械共振器是在本發(fā)明第一至第四方式中，進(jìn)一步包括在與電極相對(duì)的振動(dòng)體的表面上與振動(dòng)體絕緣配置的第1接點(diǎn)電極和與該第1接點(diǎn)電極嵌合地、且與電極絕緣配置的第2電極。由此，由于由靜電力產(chǎn)生的振動(dòng)體的動(dòng)位移量和靜位移量相比成為Q值倍，可以用小電壓使接點(diǎn)電極接觸。
特別地進(jìn)一步具有與所述振動(dòng)體和所述電極連接并在它們間產(chǎn)生靜電場(chǎng)的偏壓電源，當(dāng)在振動(dòng)體和電極間接收到電壓變化時(shí)，振動(dòng)體共振振動(dòng)，在第1接點(diǎn)電極接近第2接點(diǎn)電極時(shí)，用偏壓電源的電壓進(jìn)行靜電吸附。由此，振動(dòng)體的共振振動(dòng)的位移量可以控制在與電極發(fā)生沖突的程度，由于在再接近的瞬間，通過在所述振動(dòng)體和所述電極間的靜電力的引入，所述振動(dòng)體吸附在所述電極上，從而可以接觸固定第1接點(diǎn)電極和第2接點(diǎn)電極，故可以實(shí)現(xiàn)利用此的開關(guān)功能。
另外，本發(fā)明第九方式的機(jī)械共振器是電并聯(lián)或串聯(lián)地配置多個(gè)本發(fā)明第一至第四方式的機(jī)械共振器，電極也可以以與振動(dòng)體相同的共振頻率的共振模式振動(dòng)。
這樣通過調(diào)整適當(dāng)濾波器的個(gè)數(shù)，特別是可以使由于在高頻電路中成為問題的阻抗不匹配產(chǎn)生的反射信號(hào)減少，從而可以高效地把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，且把機(jī)械振動(dòng)再作為電信號(hào)取出。
另外，本發(fā)明第十方式的機(jī)械共振器是把本發(fā)明第一至第九方式的機(jī)械共振器放置在將環(huán)境真空密封的殼內(nèi)。由此，由于可以排除空氣的粘性對(duì)振動(dòng)體產(chǎn)生的衰減效果，能使Q值提高。
另外，本發(fā)明第十一方式的濾波器是使用本發(fā)明第一至第七方式的機(jī)械共振器的濾波器。
另外，本發(fā)明第十二方式的開關(guān)是使用本發(fā)明第八方式的機(jī)械共振器的開關(guān)。
另外，本發(fā)明第十三方式的電路是使用本發(fā)明第一至第十二方式的機(jī)械共振器的電路。
根據(jù)上述的本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)高效地把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)的結(jié)構(gòu)及高效地把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的結(jié)構(gòu)。另外，使用本發(fā)明的機(jī)械共振器也可以在高密度集成化的電路內(nèi)實(shí)現(xiàn)小型且高性能的濾波器電路或開關(guān)電路。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、將電極表面形狀作成雙支撐梁的橫向振動(dòng)一次共振模式波形的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、電→機(jī)械轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是表示現(xiàn)有的、將電極做成平行平板狀的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、共振的振動(dòng)體的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系(δmax＝1μm)的特性圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、共振的振動(dòng)體的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系(δmax＝0.3μm)的特性圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、機(jī)械→電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、并列配置的機(jī)械共振濾波器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、六點(diǎn)固定型的梁結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、使用圖8的梁結(jié)構(gòu)、串聯(lián)配置的機(jī)械共振濾波器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、具有簡(jiǎn)單的電→機(jī)械→電轉(zhuǎn)換功能的機(jī)械共振濾波器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11A、圖11B是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、電極也具有共振結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、把電極兩端做成絕緣性的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、在圖12的結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系的特性圖；圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、把電極中央部做成絕緣性的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、在圖14的結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系的特性圖；圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、具有開關(guān)結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、使用了四氟乙烯樹脂粒子的絕緣層的示意圖；圖18A至圖18D是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)械共振器的制造工序的示意圖；圖19是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、將電極表面形狀做成懸臂梁的橫向振動(dòng)一次共振模式波形的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖20A是表示懸臂梁的橫向振動(dòng)二次共振模式波形的圖；圖20B是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、將電極表面形狀做成懸臂梁的橫向振動(dòng)二次共振模式波形的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖20C是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、將電極表面形狀做成懸臂梁的橫向振動(dòng)二次共振模式波形的機(jī)械共振器的另一結(jié)構(gòu)的示意圖；圖20D是表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的、使圖20B、圖20C組合的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖21A至圖21D是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的電極也具有共振結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的制造工序的示意圖；圖22是表示使用現(xiàn)有的機(jī)械共振器的濾波器的示意圖；
圖23是現(xiàn)有例的、機(jī)械共振器的尺寸和高頻化的關(guān)系的特性圖。
具體實(shí)施例方式
下面，用圖1至圖21對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的機(jī)械共振器的示意圖。
在圖1中，振動(dòng)體1是把其兩端作為固定的固定端的7的雙支撐梁，厚度為h、寬為W、長(zhǎng)度為L(zhǎng)。電極2靠近振動(dòng)體1而設(shè)置。為了避免由于兩者接觸而產(chǎn)生的電短路，在電極2的表面設(shè)有厚度為d、介電常數(shù)為εr的絕緣層3。此時(shí)若假設(shè)利用為雙支撐梁的振動(dòng)體1的橫向振動(dòng)一次共振模式，則振動(dòng)體1在共振模式下的形狀用圖中的xy座標(biāo)，由下式表示。
y(x)=ymax[11.6164{ζ(coskx-coshkx)+sinkx-sinhkx}]]]>ζ＝-1.01781 k＝4.730/L (3)其最大值ymax(x＝2/L時(shí))由振動(dòng)體激振力的大小、振動(dòng)體內(nèi)部的熱損失和周邊空氣的粘性等決定。
另外，電極2和絕緣層3的表面也做成具有(式3)的形狀的流暢的凹狀，其深度δmax取成比振動(dòng)體1的振動(dòng)幅度ymax大。具體而言，電極2的表面形狀如下式設(shè)定。
y(x)=-δmax[11.64164{ζ(coskx-coshkx)+sinkx-sinhkx}]-d---(4)]]>另外，如果不假設(shè)由于過度的激振力等產(chǎn)生的振動(dòng)體和電極的接觸，就沒必要設(shè)置絕緣層3。
圖2是把機(jī)械共振器用于電→機(jī)轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，在振動(dòng)體1和電極2之間施加偏壓Vb和交流信號(hào)Vi(Vi＜＜Vb)。若考慮把該振動(dòng)體1的彈性振動(dòng)換成為等價(jià)質(zhì)量m的彈簧質(zhì)點(diǎn)系，在該質(zhì)點(diǎn)上施加由下式表示的靜電力。
F=-12∂C∂y(Vb+vi)2≅-12∂C∂y(Vb2+2Vbvi)---(5)]]>
其中，F(xiàn)是靜電力，C是振動(dòng)體和電極間的靜電電容。另外，右邊第一項(xiàng)表示由偏壓Vb產(chǎn)生的偏壓力。
根據(jù)(式5)，振動(dòng)體每單位位移量的電容變化|ΔC/Δy|越大，交流信號(hào)電壓向激振力的轉(zhuǎn)換效率越高。因此，下面表示使用由(式4)表示的電極形狀的圖2的結(jié)構(gòu)與圖3那樣的現(xiàn)有的平行平板型電極結(jié)構(gòu)相比可以得到更大的|ΔC/Δy|。
圖4表示在圖2中假設(shè)d＝0.1μm、εr＝1、δmax＝1μm、L＝40μm、W＝20μm時(shí)，振動(dòng)體中央部的位移量y和靜電電容C的關(guān)系。在圖4中還一起表示用相同的d、εr、δmax、L、W的值的圖3的結(jié)構(gòu)的y和C的關(guān)系。即在圖4中特性曲線401表示做成圖2的結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的變化，特性曲線402表示做成圖3的結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的變化。
在y＝0附近，圖3的結(jié)構(gòu)是|ΔC/Δy|＝3.1×10-9[F/m]，而圖2的結(jié)構(gòu)被改善到|ΔC/Δy|＝9.8×10-9[F/m]。即，即使用相同的交流信號(hào)Vi，通過采用圖2的結(jié)構(gòu)也可以得到更大的共振振動(dòng)。另外，例如在振動(dòng)體的共振振幅為±0.1μm的范圍內(nèi)振動(dòng)，只要能保證從電路上或機(jī)械上抑制該振幅或該振幅以上的振幅，δmax的值就可以設(shè)定得更小。例如若假設(shè)δmax＝0.3μm，y和C的特性就成為圖5所示的特性曲線501和特性曲線502那樣，在圖2的結(jié)構(gòu)中可以進(jìn)一步改善到|ΔC/Δy|＝4.7×10-8[F/m]。
另外，在圖4中，在y和C的關(guān)系被看作成線性的區(qū)域中，ΔC/Δy成為定值，根據(jù)(式5)，交流電壓和激振力的關(guān)系可以作為線性進(jìn)行處理。
其次，在圖18A～圖18D中表示圖1所示的本實(shí)施方式的機(jī)械共振器的制作工序。
振動(dòng)體和電極在基板10上形成。例如基板10是在表面上堆積熱氧化的硅氧化膜和減壓CVD法的硅氮化膜的高阻抗硅基板。
首先，在基板10上旋壓覆蓋由感光性樹脂組成的犧牲層，曝光、顯影后，在加熱板上進(jìn)行烘干，形成犧牲層11(圖18A)。
其次，在基板的整個(gè)表面上通過濺射堆積鋁12(圖18B)。
接著，通過在鋁上形成感光性樹脂，用光刻法印刻圖形，把由所述感光性樹脂組成的圖形作為掩膜進(jìn)行鋁的干蝕刻，形成振動(dòng)體13和電極14(圖18C)。此時(shí)，電極14與振動(dòng)體13相對(duì)的面的形狀做成由(式4)表示的曲線。這可以通過把在光刻法中使用的掩膜上的圖形做成用(式4)表示的曲線來實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)而，用氧等離子體除去由感光性樹脂組成的圖形及犧牲層11。由此，振動(dòng)體13成為可振動(dòng)的雙支撐梁，另外在與電極14間形成電容器(圖18D)。振動(dòng)體13的振動(dòng)可以由振動(dòng)體13和電極14間的靜電力發(fā)生。該場(chǎng)合振動(dòng)體13的振動(dòng)方向相對(duì)基板成水平方向。
另外，本實(shí)施方式使用高阻抗硅基板，但也可以使用一般的硅基板、化合物半導(dǎo)體基板和絕緣材料基板。
另外，在高阻抗硅基板10上作為絕緣膜形成硅氧化膜及硅氮化膜，但在基板的阻抗足夠高的場(chǎng)合，也可以省略這些絕緣膜的形成。
另外，本實(shí)施方式作為形成振動(dòng)體和電極的材料，使用了鋁，但也可以使用其它的金屬材料Mo、Ti、Au、Cu和高濃度地導(dǎo)入不純物的半導(dǎo)體材料，如非晶硅、具有導(dǎo)電性的高分子材料等。而且，作為成膜方法使用了濺射法，但也可以使用CVD法、電鍍法等。
在本實(shí)施方式中，振動(dòng)體做成雙支撐梁，但由于對(duì)于懸臂梁也可以將電極的表面形狀做成與懸臂梁的模式形狀相同，故同樣可以得到|ΔC/Δy|變大的效果。
下面對(duì)把振動(dòng)體做成懸臂梁場(chǎng)合的機(jī)械共振器進(jìn)行說明。
圖19是把振動(dòng)體做成懸臂梁場(chǎng)合的機(jī)械共振器的示意圖。振動(dòng)體21是一個(gè)單面固定的懸臂梁，厚度為h、寬為W、長(zhǎng)為L(zhǎng)。電極22靠近振動(dòng)體21設(shè)置，在表面上設(shè)置厚度為d的絕緣層23。以一次共振模式激振懸臂梁的場(chǎng)合，電極22的表面形狀如下式設(shè)定。
y(x)=-δmax[12{coshkx-coskx-0.734096(sinhkx-sinkx)}]-d]]>k=1.875104L]]>另外，本發(fā)明的實(shí)施方式的雙支撐梁或懸臂梁的振動(dòng)模式為橫向振動(dòng)的一次模式，但即使對(duì)二次或以上的高次模式，由于把電極的表面形狀做成振動(dòng)體的共振模式波形，故也可以得到|ΔC/Δy|變大的效果。
圖20A在xy平面上描繪的實(shí)線曲線表示懸臂梁的橫向振動(dòng)的二次模式波形。即長(zhǎng)度為L(zhǎng)的懸臂梁在離固定端0.774L處具有一個(gè)波節(jié)。此時(shí)，若橫貫整個(gè)長(zhǎng)度L、把電極的表面形狀做成共振模式下的波形，則由于波節(jié)后自由端部的梁的共振被電極阻礙，如圖20B所示，將電極控制在從固定端到波節(jié)的長(zhǎng)度。
另外，除此之外，如圖20C所示，在從波節(jié)到自由端的長(zhǎng)度的位置上配置電極也可以收到同樣的效果。或者如圖20D所示，隔著振動(dòng)體、分別配置圖20B和圖20C的電極22，例如，也可以是電極22a用于振動(dòng)體21的激振、電極22b用于振動(dòng)體21的振動(dòng)的檢測(cè)。
根據(jù)上述本實(shí)施方式，由于通過把電極表面形狀做成振動(dòng)體共振模式的形狀，進(jìn)行共振振動(dòng)的振動(dòng)體的每單位位移量的電容變化變?yōu)樽畲?，從而可以高效地將電信?hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)、或高效地把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。而且，電極表面形狀不必與振動(dòng)體的共振模式的形狀完全一致，與其形狀越接近，可以得到的效果就越好。
另外，通過如上述那樣在懸臂梁上安裝激振用和檢測(cè)用的電極，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良、并小型化的機(jī)械振動(dòng)濾波器。
(實(shí)施方式2)圖6是將圖1的機(jī)械共振器用于機(jī)械→電轉(zhuǎn)換器的例子。
在圖6中，在y軸方向進(jìn)行橫向振動(dòng)的振動(dòng)體1的位移作為與電極2間的電容C的變化被檢測(cè)出。流過的電流i如下式，用振動(dòng)速度和ΔC/Δy的積表示。
i=dqdt≅dCdydydtV---(6)]]>若使用ΔC/Δy被看作大致為定值的位移區(qū)域，梁的位移信號(hào)通過電流信號(hào)通過積分器601被再生，這時(shí)|ΔC/Δy|越大，越可以得到大的電流信號(hào)。與圖2一樣，假設(shè)d＝0.1μm、εr＝1、δmax＝1μm、L＝40μm、W＝20μm時(shí)，采用已經(jīng)用圖4表示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以得到比圖3表示的現(xiàn)有的平行平板結(jié)構(gòu)大的|ΔC/Δy|。因此，本實(shí)施方式的機(jī)械→電轉(zhuǎn)換器可以高效地把微弱的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
(實(shí)施方式3)圖7是使用本實(shí)施方式的機(jī)械共振器的機(jī)械振動(dòng)濾波器的結(jié)構(gòu)圖。
在圖7中，機(jī)械振動(dòng)濾波器在為在圖22表示的濾波器結(jié)構(gòu)的電→機(jī)械轉(zhuǎn)換部的輸入線路104和雙支撐梁101的電容耦合部分以及為機(jī)械→電轉(zhuǎn)換部的輸入線路105和雙支撐梁102的電容耦合部分雙方使用具有作為本發(fā)明實(shí)施方式1和2、在圖1中表示的共振模式的形狀的電極。進(jìn)而，該機(jī)械振動(dòng)濾波器做成并列配置多個(gè)由一組電→機(jī)械轉(zhuǎn)換部和機(jī)械→電轉(zhuǎn)換部組成的濾波器，使輸入電壓分路并向各個(gè)濾波器輸入，并且將各濾波器的輸出電流信號(hào)統(tǒng)一取出的結(jié)構(gòu)。通過這樣適當(dāng)調(diào)整濾波器的個(gè)數(shù)，特別可以減少在高頻電路中成為問題的、阻抗不匹配產(chǎn)生的反射信號(hào)，可以高效地把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，并把機(jī)械振動(dòng)再作為電信號(hào)取出。
下面，表示串聯(lián)配置多個(gè)濾波器的例子。
圖8是梁結(jié)構(gòu)的俯視圖，是梁側(cè)面a1、a2、b1、b2、c1、c2部六處作為固定面而被固定的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)與長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為W的兩個(gè)雙支撐梁串聯(lián)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)大致等價(jià)。這是由于任一個(gè)雙支撐梁的振動(dòng)通過固定面b1、b2之間傳向另一雙支撐梁，該固定面b1、b2之間起到結(jié)合梁的作用。
圖9是使用所述梁結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的機(jī)械振動(dòng)濾波器的結(jié)構(gòu)圖。
在圖9中，圖8所示的梁結(jié)構(gòu)的一個(gè)雙支撐梁101和具有圖1表示的本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)的輸入線路104電容耦合，另一雙支撐梁102和具有圖1的電極結(jié)構(gòu)的輸出線路105電容耦合。進(jìn)而，做成該梁結(jié)構(gòu)的機(jī)械振動(dòng)濾波器形成串聯(lián)配置多個(gè)濾波器的結(jié)構(gòu)。這樣，通過采用圖8的梁結(jié)構(gòu)可以很容易地取得串聯(lián)連接的阻抗匹配。進(jìn)而，由于不必設(shè)置圖22的結(jié)合梁103那樣的極細(xì)的抗沖擊很弱的結(jié)構(gòu)體，故也可以提高強(qiáng)度，改善制造的成品率。
(實(shí)施方式4)圖10與分別具有電→機(jī)械轉(zhuǎn)換器和機(jī)械→電轉(zhuǎn)換器的圖22的濾波器結(jié)構(gòu)不同，是具有用一個(gè)振動(dòng)體實(shí)現(xiàn)兩種功能的機(jī)械共振器結(jié)構(gòu)的機(jī)械振動(dòng)濾波器。具體而言，本實(shí)施方式共有實(shí)施方式1的圖2所示的電→機(jī)械轉(zhuǎn)換器和實(shí)施方式2的圖6所示的機(jī)械→電轉(zhuǎn)換器的雙方共同的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單為特長(zhǎng)，但在伴隨由輸入信號(hào)vi激振的振動(dòng)體1的位移的電容變化而發(fā)生的交流電以外，也發(fā)生穩(wěn)定的通過電容量漏泄的不需要的交流電。即在圖4中，交流動(dòng)作點(diǎn)例如為y＝0時(shí)，若y＝0時(shí)的電容大，則也會(huì)流過不是由激振引起的不需要的交流電，因此濾波器的功能下降。從而，期望|ΔC/Δy|大盡管是如在實(shí)施方式1、2中所述的那樣，但必須盡可能降低C的值。
因此，本實(shí)施方式如圖11所示，機(jī)械共振器做成與振動(dòng)體1相對(duì)的電極2也和振動(dòng)體1一樣、以共振頻率的共振模式進(jìn)行振動(dòng)的結(jié)構(gòu)體，并且相對(duì)的位置只錯(cuò)開模式駐波波長(zhǎng)的1/2地設(shè)置。在此，由于使用一次共振模式，故使電極2在x方向只錯(cuò)開梁的長(zhǎng)度L的1/2。
該機(jī)械共振器是做成實(shí)施方式3所述的并聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)械振動(dòng)濾波器，在圖11A中只圖示了向x方向的往復(fù)結(jié)構(gòu)的一部分。另外，在圖11B中表示振動(dòng)體1和電極2的振動(dòng)狀態(tài)。在此，用圖4的403表示振動(dòng)位移y和每長(zhǎng)度L的電容器電容C的關(guān)系。圖11A的狀態(tài)，即振動(dòng)位移y＝0時(shí)，電容C可以采用與圖3的平行平板結(jié)構(gòu)相同程度小的值。另外，在表示共振狀態(tài)的圖11B中，電容非常接近鄰近的導(dǎo)電體間的電容，即本發(fā)明實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中所述的圖2和圖6中的結(jié)構(gòu)的電容。結(jié)果是在y＝0時(shí)，|ΔC/Δy|＝6.3×10-9[F/m]，比圖3所示的現(xiàn)有的平行平板結(jié)構(gòu)的值大，接近于圖2和圖6的結(jié)構(gòu)的值。從而，通過在圖10的機(jī)械振動(dòng)濾波器中使用圖11的結(jié)構(gòu)，可以減低不需要的交流電流，且可以構(gòu)成|ΔC/Δy|的值大的高效的濾波器。
圖5的503是δmax＝0.3μm的場(chǎng)合的y-C特性。在圖5中顯示y＝0時(shí)的具有圖11的結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振器的靜電電容C和圖3所示的現(xiàn)有的平行平板結(jié)構(gòu)都一樣小，而|ΔC/Δy|可以達(dá)到與圖2、圖6的結(jié)構(gòu)同樣大因此，本實(shí)施方式的機(jī)械共振器可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使振動(dòng)體的位移小時(shí)的靜電電容變小；振動(dòng)體在共振模式下位移大時(shí)的靜電電容變大。因此，可以降低不需要的交流電流，且將電信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)或?qū)C(jī)械振動(dòng)高效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。另外，使用該機(jī)械共振器的機(jī)械振動(dòng)濾波器通過把激振和檢測(cè)用的電極安裝在雙支撐梁上，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的轉(zhuǎn)換效率且小型化的機(jī)械振動(dòng)濾波器。
圖21A～圖21D是表示圖11所示的、本實(shí)施方式的機(jī)械共振器的制造工序的圖。
在圖21A～圖21D中，在基板10上形成振動(dòng)體。例如基板10是在表面上堆積由熱氧化產(chǎn)生的硅氧化膜和用減壓CVD法生成的氮化膜的高阻抗硅基板。
首先在基板10上旋壓覆蓋由感光性樹脂構(gòu)成的層，曝光、顯影后，在加熱板上進(jìn)行烘干，形成犧牲層11(圖21A)。此時(shí)，在犧牲層11上以一定的間距形成排列的微細(xì)孔15a和15b。微細(xì)孔15a、15b如圖所示在互相錯(cuò)開1/2間距的位置上形成。
其次，在基板的整個(gè)表面上通過濺射堆積鋁12(圖21B)。此時(shí)，鋁12也被埋入在微細(xì)孔15中。
接著，在鋁上形成感光性樹脂，用光刻法印刻圖形。之后，把由所述感光性樹脂構(gòu)成的圖形作為掩膜進(jìn)行鋁的干蝕刻，形成振動(dòng)體13a和振動(dòng)體13b(圖21C)。此時(shí)，在微細(xì)孔15a上形成振動(dòng)體13a，在微細(xì)孔15b上形成振動(dòng)體13b。
進(jìn)而，用氧等離子體除去由感光性樹脂構(gòu)成的圖形及犧牲層11。由此，振動(dòng)體13成為可振動(dòng)的梁。另外，由于振動(dòng)體13通過被埋入微細(xì)孔15的鋁固定器16固定在基板10上，成為把固定器16作為固定端的雙支撐梁連續(xù)地構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。由此可以實(shí)現(xiàn)圖11的機(jī)械共振器結(jié)構(gòu)。而在該場(chǎng)合，振動(dòng)體13的振動(dòng)方向相對(duì)基板成水平方向。
另外，在本實(shí)施方式中使用高阻抗硅基板，但也可以使用一般的硅基板、化合物半導(dǎo)體基板和絕緣材料基板等。
另外，在高阻抗硅基板10上作為絕緣膜形成硅氧化膜及硅氮化膜，但在基板的阻抗足夠高的場(chǎng)合，也可以省略這些絕緣膜的形成。
另外，在本實(shí)施方式中，作為形成梁的材料使用了鋁，但也可以使用其它的金屬材料Mo、Ti、Au、Cu和高濃度地導(dǎo)入不純物的半導(dǎo)體材料，如非晶硅、具有導(dǎo)電性的高分子材料等。進(jìn)而，作為成膜方法使用了濺射法，但也可以使用CVD法、電鍍法等。
(實(shí)施方式5)
本實(shí)施方式和實(shí)施方式4目的相同，涉及用于抑制不需要發(fā)生的交流電流力求降低機(jī)械共振器的電容器電容的方法。圖12是本實(shí)施方式的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)圖。
在圖12中，從電極2的兩端把ΔL的長(zhǎng)度部分的121的導(dǎo)電體置換成絕緣體，這一點(diǎn)與圖1的結(jié)構(gòu)不同。
圖13是表示把ΔL/L作為參數(shù)的場(chǎng)合的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系的特性圖。這里，設(shè)d＝0.1μm、εr＝1、δmax＝1μm、L＝40μm、W＝20μm。
電極的兩端的絕緣部越多，即ΔL/L越大，越可以降低靜電電容C。而此時(shí)|ΔC/Δy|也降低，甚至逐漸接近在該圖中作為參照所示的圖3所示的現(xiàn)有的平行平板結(jié)構(gòu)的|ΔC/Δy|的值。靜電電容C的降低和|ΔC/Δy|的增加存在折衷選擇的關(guān)系，可以在其中選擇適合使用條件、最適宜的y-C特性。
可以說對(duì)通過以上那樣、把電極的兩端換成絕緣體所收到的效果換句話說就是，為了使|ΔC/Δy|比做成現(xiàn)有的平行平板型的結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合更大，未必需要貫通全長(zhǎng)L、配置表面形狀為共振模式的波形的電極，全長(zhǎng)中一部分是共振模式的波形也可以收到同樣的效果。
并且，由此，本實(shí)施方式的機(jī)械共振器由于可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使振動(dòng)體的位移小時(shí)的靜電電容變小；振動(dòng)體是共振模式、位移大時(shí)的靜電電容變大，因此，可以降低不需要的交流電流，且將電信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)或?qū)C(jī)械振動(dòng)高效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
(實(shí)施方式6)本實(shí)施方式涉及改善振動(dòng)體的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系的非線性的方法。即若觀察圖4所示的y與C的關(guān)系，則與圖3所示的現(xiàn)有的平行平板結(jié)構(gòu)相比，通過使用具有圖2和圖6的共振模式的波形形狀的電極，雖然改善了為機(jī)電轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)的|ΔC/Δy|，但振動(dòng)體的負(fù)側(cè)位移，即振動(dòng)體接近電極側(cè)時(shí)的非線性變得顯著。從而，在(式5)、(式6)中很難把ΔC/Δy看作常數(shù)，從而電壓和力、位移和電流間的關(guān)系是非線形的復(fù)雜的表現(xiàn)。
圖14是本實(shí)施方式的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)圖。在圖14中，把從電極2的中心部沿x方向的兩側(cè)ΔL的長(zhǎng)度部分的導(dǎo)電體置換成絕緣體，這一點(diǎn)與圖1的結(jié)構(gòu)不同。
圖15是表示把ΔL/L作為參數(shù)的場(chǎng)合的振動(dòng)位移y和靜電電容C的關(guān)系的特性圖。這里，設(shè)d＝0.1μm、εr＝1、δmax＝1μm、L＝40μm、W＝20μm。
從電極的中心ΔL的絕緣體部分141越多，即ΔL/L越大，越能抑制振動(dòng)體1靠近電極2時(shí)的非線性。而此時(shí)，由于|ΔC/Δy|下降，通過兩者的折衷選擇，可以得到符合使用條件的最適宜的y-C特性。
可以說，對(duì)通過像以上那樣把電極中心部換成絕緣體所收到的效果換句話說就是，為了使|ΔC/Δy|比做成現(xiàn)有的平行平板型的結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合更大，未必需要貫通全長(zhǎng)L、配置表面形狀為共振模式的波形的電極，即使全長(zhǎng)中的一部分是共振模式的波形也可以收到同樣的效果。
并且，由此，本實(shí)施方式的機(jī)械共振器由于可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使振動(dòng)體的位移小時(shí)的靜電容量變小，振動(dòng)體是共振模式、位移大時(shí)的靜電電容變大，因此，可以降低不需要的交流電流，且將電信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)或?qū)C(jī)械振動(dòng)高效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。進(jìn)而，本實(shí)施方式的機(jī)械共振器的電壓和力、位移和電流間的關(guān)系更接近線形，可以很容易地進(jìn)行控制。
(實(shí)施方式7)本實(shí)施方式涉及利用通過把電極表面形狀做成共振模式的波形，輸入電壓即使是低電壓，也可以得到振動(dòng)體的大振幅的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
圖16是本實(shí)施方式的開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。
在圖16中，在電極2的中心部附近的絕緣層3a中作為第1接點(diǎn)電極，形成接點(diǎn)4a，在絕緣層3a上露出其表面。而在振動(dòng)體1的下面中心部通過絕緣層3b作為第2接點(diǎn)電極也形成接點(diǎn)4b，在振動(dòng)體1和電極2間施加直流偏壓Vb和交流電壓Vi。具有這些接點(diǎn)4a、4b與實(shí)施方式6的機(jī)械共振器的結(jié)構(gòu)不同。
一般的開關(guān)不用交流電壓Vi而只施加直流電壓Vb來對(duì)振動(dòng)體1施加靜電力。只要Vb超過吸附電壓，靜電力已經(jīng)比振動(dòng)體1的彈簧復(fù)原力占優(yōu)勢(shì)，振動(dòng)體1被急劇地向電極方向吸聚，接點(diǎn)4a、4b閉合。但由于吸附電壓通常為數(shù)十～數(shù)百伏的高壓，必須為高壓發(fā)生電路。
對(duì)此，本實(shí)施方式的開關(guān)用與振動(dòng)體1的共振頻率相同頻率的交流電壓Vi激振振動(dòng)體1。由于此時(shí)的振動(dòng)體的振動(dòng)位移也達(dá)到施加同等靜的靜電力的時(shí)的Q值倍，故振動(dòng)體1容易到達(dá)絕緣層3a附近，此后用偏壓Vb將振動(dòng)體1向電極2靜電吸附。另外，本實(shí)施方式中，為提高Q值的目的，將其放置在殼內(nèi)并將環(huán)境真空密封，極力排除由于空氣的粘性產(chǎn)生的對(duì)振動(dòng)體的衰減效果。
以上由于通過做成本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以提高從電信號(hào)向機(jī)械信號(hào)的轉(zhuǎn)換效率，從而得到大的共振振動(dòng)，使共振狀態(tài)的振動(dòng)體與電極接觸，可以實(shí)現(xiàn)用靜電力保持的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式8)圖17是本發(fā)明開關(guān)的電極2上的絕緣層3的詳圖，表示使粒徑為1μm的氟化乙烯樹脂粒子5與非電解鍍膜6一起以單層在電極上形成的狀態(tài)。通過這樣以單層形成粒徑一致的樹脂粒子，可以保持絕緣層的厚度一定，且利用氟化乙烯樹脂的潤(rùn)滑性，即使振動(dòng)體與氟化乙烯樹脂粒子5接觸，也可以減少被稱為stiction的不能控制的吸附力。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性上述的本發(fā)明對(duì)使用機(jī)械共振器的機(jī)械振動(dòng)濾波器或開關(guān)是有用的，適宜裝置的小型化和高性能化。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械共振器，其特征在于，包括進(jìn)行機(jī)械共振振動(dòng)的振動(dòng)體和在共振振動(dòng)時(shí)所述振動(dòng)體接近并在所述共振振動(dòng)的振幅方向上被彎曲配置的電極。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械共振器，其特征在于，所述彎曲的電極的表面形狀和所述振動(dòng)體以共振模式變形時(shí)的形狀相同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械共振器，其特征在于，與所述振動(dòng)體相對(duì)的所述電極的表面積比所述振動(dòng)體的表面積小。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械共振器，其特征在于，在與共振時(shí)振幅變?yōu)樽畲蟮乃稣駝?dòng)體的部分以及其附近相對(duì)的位置上不配置所述電極。
5.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械共振器，其特征在于，在與所述振動(dòng)體的端部相對(duì)的位置上不配置所述電極。
6.一種機(jī)械共振器，其特征在于，包括進(jìn)行機(jī)械共振振動(dòng)的振動(dòng)體和接近所述共振體并以相同的共振頻率的共振模式進(jìn)行振動(dòng)的電極。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器，其特征在于，還具有與所述振動(dòng)體和所述電極連接并在它們之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)的偏壓電源，在所述振動(dòng)體與所述電極之間接收到共振頻率的電壓變化時(shí)，所述振動(dòng)體進(jìn)行共振振動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器，其特征在于，還具有根據(jù)所述電極與所述振動(dòng)體之間的電壓變化來檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)部，通過所述振動(dòng)體振動(dòng)時(shí)的所述振動(dòng)體與所述電極之間的靜電電容變化，所述檢測(cè)部檢測(cè)從振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器，其特征在于，在所述電極和所述振動(dòng)體與所述電極相對(duì)的面的至少一方上設(shè)置絕緣層。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)械共振器，其特征在于，所述絕緣層是具有絕緣性及潤(rùn)滑性的高分子粒子。
11.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器，其特征在于，還包括在與所述電極相對(duì)的所述振動(dòng)體的表面上與所述振動(dòng)體絕緣配置的第1接點(diǎn)電極和與所述第1接點(diǎn)電極嵌合地、與所述電極絕緣配置的第2電極。
12.如權(quán)利要求11所述的機(jī)械共振器，其特征在于，還具有與所述振動(dòng)體和所述電極連接并在它們之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)的偏壓電源，在所述振動(dòng)體和所述電極之間接收到電壓變化時(shí)，所述振動(dòng)體進(jìn)行共振振動(dòng)，在所述第1接點(diǎn)電極接近所述第2接點(diǎn)電極時(shí)用所述偏壓電源的電壓進(jìn)行靜電吸附。
13.一種機(jī)械共振器械，其特征在于，電并聯(lián)配置多個(gè)如權(quán)利要求7或8所述的機(jī)械共振器。
14.一種機(jī)械共振器械，其特征在于，電串聯(lián)配置多個(gè)如權(quán)利要求7或8所述的機(jī)械共振器。
15.一種機(jī)械共振器械，其特征在于，將如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器放置在將環(huán)境真空密封的殼內(nèi)。
16.一種濾波器，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器。
17.一種開關(guān)，其特征在于，使用如權(quán)利要求11或12所述的機(jī)械共振器。
18.一種電路，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的機(jī)械共振器。
全文摘要
通過具有進(jìn)行機(jī)械共振振動(dòng)的振動(dòng)體(1)和位于靠近振動(dòng)體(1)的電極(2)，并且電極(2)的表面形狀成為振動(dòng)體(1)以共振模式變形時(shí)的形狀地構(gòu)成機(jī)械共振器，使每單位振動(dòng)位移量的靜電電容變化變大，由此可以實(shí)現(xiàn)高效地進(jìn)行電→機(jī)械轉(zhuǎn)換或機(jī)械→電轉(zhuǎn)換的機(jī)械共振器。另外，使用該機(jī)械共振器，在高密度集成化的電路中可以實(shí)現(xiàn)小型且高性能的濾波電路或開關(guān)電路。
文檔編號(hào)H01H59/00GK1723619SQ20048000176
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者中村邦彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社