[发明专利]压电驱动型MEMS装置及便携终端

说明书

技术领域

本发明涉及具有压电驱动机构的压电驱动型MEMS装置及具有该MEMS装置的便携终端。

背景技术

作为可变电容元件，一直以来采用利用P/N结的耗尽层的厚度变化的变容二极管。但现状是，变容二极管由于容量变化幅度只达到5倍左右，而且表示损失小的Q值小，约20-30左右，故用途有限。

另一方面，最近引人注意的是用MEMS(微机电系统)技术制作的可变电容。亦即，在基板上架空支持的梁上制作可变电容的可动电极(作用部)，在基板上制作与此相对的可变电容固定电极，用静电力、热应力、电磁力、压电力等驱动梁，改变作用部和固定电极之间的距离，以此构成可变电容。

其中，特别是作为可动梁的驱动力，采用压电逆作用，作用部和固定电极的间隔可以连续地发生巨大的变化，故可以取得大的容量变化率，此外，由于使用空气或者气体作为介质，有可以取得非常大的Q值等的优点。

此外，原封不动地使用该可变电容结构，通过使作用部和固定电极相隔极薄介质膜而接触，也可以在高频(RF)领域起电容型开关的作用。用这样的MEMS技术制作的开关，与半导体开关比较，由于同时具有接通电阻低、截止时的高绝缘分离特性，非常引人注意。

但是，使用压电驱动机构的MEMS可变电容，架空支持，具有包含夹着上下电极的压电层的长薄梁构造，或宽阔的电极构造。因此，构造梁或作用部的材料有无少量残留应力，上下弯曲的问题严重。为了应对该问题，本发明人等提出具有折叠构造的压电驱动型MEMS装置(例如，参照专利文献1及非专利文献1)。在具有这种折叠结构的压电驱动型MEMS装置中，具备：一端固定在基板上，另一端变为连接端，具有夹在一对电极膜之间的压电膜的第1梁；一端作为连接端，从该连接端向与第1梁相反方向延伸，另一端变为作用部，具有与第1梁基本上同一结构及尺寸的第2梁；以及与上述作用部相对设置在基板上的固定电极。就是说，通过平行地设置构造和形状相同的2根梁而连接端部彼此的折叠结构，即使在由于成膜时残留的变形使梁弯曲的情况下，由于2根梁同样地弯曲，有可能被抵消了。因此，压电驱动型MEMS装置的作用端和固定在基板上的固定端的距离大体保持一定，故可期待能够产生稳定的动作。

专利文献1：日本特开2006-87231号公报

非专利文献1：Kawakubo et al，″RF-MEMS Tunable Capacitor With3V Operation Using Folded Beam Piezoelectric Bimorph Actuator″，Journal of Microelectromechanical Systems，VOl.15，NO.6，December2006，pp.1759-1765

但是，即使在作用端和固定在基板上的固定端大致保持一定的情况下，连接到作用端端部的作用部照旧呈抛物面状弯曲，以此使与平面状的固定电极接触时，接触面积小，即使压合在固定电极上，由于呈抛物面状，不易变形，所以产生最大电容值小的问题。这是妨碍MEMS可变电容工程应用的最大问题之一。

发明内容

本发明是考虑到上述情况而进行的，其目的是提供可以尽量使作用部和固定电极的接触面积增大的压电驱动型MEMS装置及具有该压电驱动型MEMS装置的便携终端。

按照本发明的第1形态的压电驱动型MEMS装置，其特征在于，具备：基板；支持部，其设置在上述基板上；固定电极，其设置在上述基板上；以及执行器，其具有第1电极、在上述第1电极上形成的压电膜和在上述压电膜上形成的第2电极，配置为一端经过上述支持部固定在上述基板上，另一端与上述固定电极相对并变为作用部；其中，上述作用部，被贯穿上述第1电极、上述压电膜和上述第2电极的多个缝隙分割为多个电极部，各电极部的至少一部分与相邻的电极部的一部分连接，各电极部可以个别地产生弯曲变形。

此外，按照本发明的第2形态的压电驱动型MEMS装置，其特征在于，具备：基板；第1支持部，其设置在上述基板上；第2支持部，其设置在上述基板上；执行器，其具有第1电极、在上述第1电极上形成的压电膜和在上述压电膜上形成的第2电极，一端经过上述第1支持部固定在上述基板上，另一端经过上述第2支持部固定在上述基板上，中央部变为作用部；以及固定电极，其以与上述作用部的上述第1电极相对的方式设置在上述基板上；其中，上述作用部，被贯穿上述第1电极、上述压电膜和上述第2电极的多个缝隙分割为多个电极部，各电极部的至少一部分与相邻的电极部的一部分连接，各电极部可以个别地产生弯曲变形。