静电容量可变素子可变电容器的产品化

前言

近年来利用13.56MHz左右频率的近距离无线通信技术(Near Field Communication:以下简称NFC)，以代表性的智能手机等小型移动设备为契机，逐渐向平板和PC市场以及可穿戴设备等延展开来。

可是，由于不同用途和不同地域的关系NFC通信规格的上升趋势导致每个规格的最佳共振频率范围不同。此外，根据NFC功能(卡模拟功能、读写功能等)的不同最佳共振频率范围也不同。另外也不得不考虑NFC天线电感值的变化。因此，为了相对简单地具备NFC的功能，共振频率匹配装置的必要性正在逐渐提高。

村田制作所通过特有的电容器技术和薄膜微细加工技术，利用控制电压达到控制静电容量的效果，将薄膜可变电容器产品化。

本产品是NFC的一种，使用于FeliCa应用中，不仅可以调整NFC/FeliCa的频率还可以作为静电容量可变素子用于各种应用。

何为薄膜可变电容器?

所谓薄膜可变电容器是指在Si电路板上通过薄膜法形成电介质，树脂封装。而电介质薄膜材料则采用了高介电常数系列的陶瓷材料钛酸钡(BaTiO3: 以下简称BT)系列材料。陶瓷电容器中使用的强电介质材料包含了BT系列材料等，因此当向电介质施加电场的时候，它具有相对介电常数变化(减少)的直流偏置特性。

薄膜可变电容器活用了直流偏置特性，是一种可以通过控制电压来调整静电容量的功能性设备。此外，通过薄膜法将电介质层变薄，从而提升了施加于电介质的电场强度，实现了通过低电压获得相对较大的静电容量变化率的目标。

另外，由于使用了高介电常数系列材料，可以通过反复施加电压来最佳地控制电介质的组成，例如像静电容量值的偏差(直流偏置老化特性)、静电容量变化的迟滞特性这样的课题。在NFC的场合下，通过调整共振频率的应用确保零问题使用。

薄膜可变电容器的优势

以下将对NFC中共振频率调整应用的代表示例进行说明。NFC是将天线跟电容器并联的，将共振频率调整在13.56MHz左右从而实现了良好的通信距离。在并联的电容器部分中通过使用薄膜可变电容器达到以下3个优点。

1. Fine tuning

不管天线的电感值如何变化，都可以调整每个终端的最佳频率。(现在大多是在FeliCa终端进行)

2. Dynamic matching

随时控制电压，自由变化的特点，不管是NFC通信规格还是NFC功能(卡模拟功能、读写功能等)，都可以调整到最佳匹配状态。

3. Standardization of matching circuit