流体自動搬送機能を持つ高周波可変キャパシタの開発

摘要

近年、様々なモノとモノとをインターネットを介して接続するIoT（Internet of Things）に非常に注目が集まっている。これに伴って、通信端末の高機能·多機能·マルチバンド化が進展している。しかし、現在主流のSAW（Surface Acoustic Wave）フィルタはマルチバンド対応への限界が明確になってきた。我々はキャパシタの両電極間に水（比誘電率：80）を出し入れすると80倍もの大きな静電容量変化が生じることに着目し、これを利用した大きな周波数可変率をもつ高周波フィルタの研究を進めてきた。流体フィルタに使用した純水は時間経過とともに蒸発して急速に特性が劣化するが、外気と触れないように実装を適当に行うと長く高周波特性を維持させることが可能である。現在までに、UHF帯において4.9倍の可変率をもつ広帯域可変フィルタの実証に成功した（図1）。しかし、この試作デバイスは純水を手動で充填してキャパシタンスを変化させるものであることから、純水を自動搬送することが次の課題であり、我々はEWOD（Electrowetting on Dielectric）を利用した純水の電気的駆動方法の研究を行った。しかし、二つの電極に挟まれた構造をもつ立体キャパシタは20μm以下の狭ギャップにすることが必要であり、この中で液滴駆動を行うと、170Vもの大きな駆動電圧が必要になることがわかった。