CN108700613B - 压电器件 - Google Patents

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Abstract

压电器件(101)具备：铁电体层(1)，具有第1面(41)以及第2面(42)；第1电极(21)，覆盖第1面(41)的一部分且由烧结金属形成；第2电极(22)，从第1电极(21)分离并且覆盖第1面(41)的未被第1电极(21)覆盖的区域中的一部分，且由烧结金属形成；第3电极(23)，覆盖第2面(42)的一部分使得包含第2面(42)中的与第1电极(21)对置的区域，且由烧结金属形成；以及第4电极(24)，从第3电极(23)分离并且覆盖第2面(42)的未被第3电极(23)覆盖的区域中的一部分，第4电极(24)相对于第2电极(22)的至少一部分隔着铁电体层(1)而对置。

Description

压电器件
技术领域
本发明涉及压电器件，特别涉及能够作为冲击传感器来使用的压电器件。
背景技术
在JP特开2013-96931号公报(专利文献1)中，记载了被称为“冲击探测/记录装置”的无电源且能够探测并记录所施加的冲击的装置。在专利文献1中，为了得到该装置，分别单独制作冲击传感器和铁电体存储器，之后，通过利用导电性粘接剂将两者的电极相接合从而一体化。冲击传感器一般通过对成形为期望的厚度的压电陶瓷板形成电极等来制作。另一方面，铁电体存储器通过使用薄膜工艺在Si晶片上进行成膜、图案形成来制作。
因此，在实际制作专利文献1的装置时，需要实施以下工序：以烧结后的压电陶瓷板的加工为主的冲击传感器的制造工序；以薄膜工艺为主的铁电体存储器的制造工序；以及使两者电接合以及机械接合的一体化的工序。
在JP特开2007-329393号公报(专利文献2)中，记载了混合搭载有传感器和铁电体存储器的半导体装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2013-96931号公报
专利文献2：JP特开2007-329393号公报
专利文献3：国际公开第2015/166914号
发明内容
发明想要解决的课题
在专利文献1记载的这样的冲击传感器中使用的压电体也是铁电体，所以只要制作利用了该压电体的极化反转的铁电体存储器，就有可能能大幅缩短上述的工序。但是，冲击传感器中使用的压电体的厚度是100μm以上，使该厚度的压电体极化反转所需的电压估计是100V以上。若在铁电体存储器的两端子间产生的电极成为100V特别是超过40V的高电压，则需要使外围电路可耐受高电压，在可靠性设计方面需要很多的劳力。另一方面，若想要对冲击传感器中使用的压电体进行加工而减薄到能以10V程度进行极化反转，则压电体的厚度就需要设为20μm以下。这样的话，在包含用于减薄压电体的处理的元件的制造过程中，压电体本身发生破损的可能性高，元件无法耐受实际上的操作。
如以上这样，即使为了简化制造工序而想要使冲击传感器中使用的压电体和铁电体存储器中使用的铁电体公共化，可靠性设计、制造工序也会变难，从而无法实施。
在专利文献2中，由于都以薄膜工艺来制作压力传感器和铁电体存储器，所以可期待将专利文献1所担忧的制造工序的烦杂性消除。另一方面，为了制作产生使铁电体存储器极化反转的程度的电荷的压力传感器，会出现与压电体的尺寸相关的制约条件，若想要以薄膜工艺来制作符合该条件的厚度的压力传感器，则会需要很多劳力。
因此，本发明的目的在于，提供一种具备能以低的电压进行极化反转的铁电体存储器且具有可操作的程度的厚度并能简便地制作的压电器件。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，基于本发明的第1方面的压电器件具备：铁电体层，具有彼此朝向相反侧的第1面以及第2面；第1电极，覆盖上述第1面的一部分且由烧结金属形成；第2电极，从上述第1电极分离并且覆盖上述第1面的未被上述第1电极覆盖的区域中的一部分，且由烧结金属形成；第3电极，覆盖上述第2面的一部分使得包含上述第2面中的与上述第1电极对置的区域，且由烧结金属形成；以及第4电极，从上述第3电极分离并且覆盖上述第2面的未被上述第3电极覆盖的区域中的一部分，且由烧结金属形成。上述第4电极相对于上述第2电极的至少一部分隔着上述铁电体层而对置。
在上述发明中，优选的是，上述铁电体层的厚度是1μm以上且100μm以下。
在上述发明中，优选的是，上述第1电极是圆形，上述第2电极配置为包围上述第1电极。
在上述发明中，优选的是，上述第1电极和上述第2电极经由二极管彼此电连接。
在上述发明中，优选的是，第1焊盘电极与上述第3电极电连接，第2焊盘电极与上述第4电极电连接，上述第1焊盘电极和上述第2焊盘电极彼此电连接的有无能够被切换。
在上述发明中，优选的是，具备覆盖上述第1电极以及上述第2电极的至少一部分的绝缘膜。
为了达成上述目的，基于本发明的第2方面的压电器件是一种压电器件，在将n设为2以上的整数时，具备铁电体层，该铁电体层具有彼此朝向相反侧的第1面以及第2面的铁电体层，进一步地，关于1到n的整数k的每一个，上述压电器件具有：第k第1电极，由烧结金属形成在上述第1面；第k第2电极，由烧结金属形成在上述第1面；第k第3电极，由烧结金属形成在上述第2面；以及第k第4电极，由烧结金属形成在上述第2面，上述第k第3电极包含相对于上述第k第1电极隔着上述铁电体层而对置的区域，上述第k第4电极包含相对于上述第k第2电极的至少一部分隔着上述铁电体层而对置的区域，上述第1第1电极、上述第2第1电极、上述第3第1电极、...、上述第n第1电极、上述第1第2电极、上述第2第2电极、上述第3第2电极、...、上述第n第2电极彼此分离且配置在彼此不同的区域，上述第1第3电极、上述第2第3电极、上述第3第3电极、...、上述第n第3电极、上述第1第4电极、上述第2第4电极、上述第3第4电极、...、上述第n第4电极彼此分离且配置在彼此不同的区域，关于从1到n的整数之中任意选择的彼此不同的两个整数k1、k2，上述第k1第1电极和上述第k2第1电极的面积不同。
在上述发明中，优选的是，上述铁电体层的厚度是1μm以上且100μm以下。
在上述发明中，优选的是，关于1到n的整数k的每一个，上述第k第1电极是圆形，上述第k第2电极配置为包围上述第k第1电极。
在上述发明中，优选的是，关于1到n的整数k的每一个，上述第k第1电极和上述第k第2电极经由二极管彼此电连接。
发明效果
根据本发明，由于以一个铁电体层1的不同的部位来形成存储器部和传感器部，所以在组装时不需要单独准备存储器和传感器，能够实现具备能以低的电压进行极化反转的铁电体存储器且具有能操作的程度的厚度并能简便地制作的压电器件。
附图说明
图1是基于本发明的实施方式1中的压电器件的立体图。
图2是关于图1中的II-II线的箭头方向剖视图。
图3是从基于本发明的实施方式1中的压电器件取下绝缘膜等的状态的立体图。
图4是为了制造基于本发明的实施方式1中的压电器件而准备的压电陶瓷片的立体图。
图5是为了制造基于本发明的实施方式1中的压电器件而准备的第1导电性片的立体图。
图6是为了制造基于本发明的实施方式1中的压电器件而准备的第2导电性片的立体图。
图7是为了制造基于本发明的实施方式1中的压电器件而准备的层叠体的立体图。
图8是在制造基于本发明的实施方式1中的压电器件的中途阶段得到的共烧结体的立体图。
图9是在制造基于本发明的实施方式1中的压电器件的中途阶段得到的共烧结体的剖视图。
图10是制造基于本发明的实施方式1中的压电器件的中途的第1状态下的立体图。
图11是与图10对应的剖视图。
图12是制造基于本发明的实施方式1中的压电器件的中途的第2状态下的立体图。
图13是与图12对应的剖视图。
图14是制造基于本发明的实施方式1中的压电器件的中途的第3状态下的立体图。
图15是与图14对应的剖视图。
图16是制造基于本发明的实施方式1中的压电器件的中途的第4状态下的立体图。
图17是与图16对应的剖视图。
图18是基于本发明的实施方式2中的压电器件的立体图。
图19是基于本发明的实施方式2中的压电器件的剖视图。
图20是基于本发明的实施方式3中的压电器件的立体图。
图21是基于本发明的实施方式3中的压电器件的剖视图。
图22是表示基于本发明的实施方式3中的压电器件的电路图。
图23是表示在基于本发明的实施方式3中的压电器件中，在第2电极和第4电极之间产生的电位差大的情况下的冲击施加前后的磁滞回线的曲线图。
图24是表示在基于本发明的实施方式3中的压电器件中，在第2电极和第4电极之间产生的电位差小的情况下的冲击施加前后的磁滞回线的曲线图。
图25是基于本发明的实施方式4中的压电器件的立体图。
图26是从基于本发明的实施方式4中的压电器件取下绝缘膜等的状态下的平面图。
图27是基于本发明的实施方式4中的压电器件的底视图。
图28是基于本发明的实施方式5中的压电器件的立体图。
图29是从基于本发明的实施方式5中的压电器件取下绝缘膜等的状态的立体图。
具体实施方式
附图中所示的尺寸比不一定忠实地表现现实的情况，有时为了说明方便而夸张地示出尺寸比。在以下的说明中，在提及上或者下的概念时，并不意味着绝对的上或者下，而是意味着图示的姿势之中的相对的上或者下。
(实施方式1)
参照图1～图3，说明基于本发明的实施方式1中的压电器件。图1示出本实施方式中的压电器件101的立体图。图2示出关于图1中的II-II线的箭头方向剖视图。
本实施方式中的压电器件101具备：铁电体层1，具有彼此朝向相反侧的第1面41以及第2面42；第1电极21，覆盖第1面41的一部分且由烧结金属形成；第2电极22，从第1电极21分离并覆盖第1面41的未被第1电极21覆盖的区域当中的一部分，且由烧结金属形成；第3电极23，覆盖第2面42的一部分使得包含第2面42当中与第1电极21对置的区域，且由烧结金属形成；以及第4电极24，从第3电极23分离并覆盖第2面42的未被第3电极23覆盖的区域当中的一部分，且由烧结金属形成。第4电极24相对于第2电极22的至少一部分隔着铁电体层1而对置。
压电器件101具备绝缘膜5以便覆盖第1电极21以及第2电极22。压电器件101具备引出电极3a、3b以便覆盖绝缘膜5的一部分。引出电极3a、3b彼此分离地设置，但是通过布线25而彼此电连接。图3示出从图1取下引出电极3a、3b、布线25以及绝缘膜5的状态。第2电极22具有开口部22c。第1电极21配置在开口部22c的内部。第1电极21是圆形形状，且相对于开口部22c配置成同心圆状。第1电极21与第2电极22分离。第4电极24隔着间隙6从第3电极23分离。另外，第1电极21并不限于圆形形状，例如也可以是椭圆形形状、多边形形状。
铁电体层1能够按照国际公开第2015/166914号(专利文献3)记载的技术来形成。根据该技术，能够制作厚度为100μm以下的铁电体层1。铁电体层1能够通过烧成而得到。
第1电极21、第2电极22、第3电极23、第4电极24也能够通过烧成来得到。铁电体层1、第1电极21、第2电极22、第3电极23、第4电极24通过在将材料层叠的状态下一并进行烧成，从而能够将这些各部分同时制作为烧结体。
在本实施方式中的压电器件101中，成为同一铁电体层1兼作铁电体存储器和冲击传感器这两者的构造。一个铁电体层1当中处于第1电极21的投影区域内的部分作为铁电体存储器起作用。以下将该部分称为“存储器部”。另一方面，铁电体层1当中处于由第2电极22和第4电极24夹着的区域的部分作为冲击传感器起作用。以下将该部分称为“传感器部”。在本实施方式中，由于像这样以一个铁电体层1的不同的部位来形成存储器部和传感器部，所以在组装时不需要单独准备存储器和传感器。因此，本实施方式中的压电器件能够不经过将存储器部和传感器部电连接、机械连接的工序来制作。不需要连接的工序也能够避免与连接部相关的可靠性的问题。由于能够通过薄的烧结体来实现存储器部分和传感器部分这两者，因此与专利文献1的技术相比能够实现压电器件的薄型化。根据本实施方式，能够实现具备能以低的电压进行极化反转的铁电体存储器且具有能操作的程度的厚度并能简便地制作的能作为冲击传感器来使用的压电器件。
关于本实施方式中的压电器件101，铁电体层1的一部分成为传感器部，能够以在该传感器部在冲击时产生的电荷对存储器部进行信息的写入，所以不必从外部供给电源，能够自己对冲击进行探测并记录。
在专利文献2中为了实现与本实施方式同样的结构，需要将涂敷工序、干燥工序、脱脂热处理工序重复若干次，但是在本实施方式中，能够通过准备厚度1μm程度的片并将它们层叠、烧成来制作期望厚度的铁电体，能够大幅简化制造方法。
在本实施方式中，假设冲击传感器部为单层压电片构造而进行了说明，但是并不限于单层压电片构造。只要压电器件的总厚度是100μm以下即可，也可以是多层压电片构造。
优选铁电体层1的厚度是1μm以上且100μm以下。通过采用该结构，能够以上述的方法通过烧成来制作兼作铁电体存储器和冲击传感器这两者的铁电体层1。
如本实施方式中所示，优选第1电极21是圆形形状且第2电极22配置为包围第1电极21。通过采用该结构，能够通过直径而唯一地决定第1电极21的面积。此外，通过采用该结构，能够减小铁电体层1当中未被第1电极21以及第2电极22的任意一者覆盖的区域。铁电体层1被任意一个电极覆盖只不过是指，在该区域中具有脆性的陶瓷被具有展性的金属覆盖从而铁电体层1的机械强度被增强，而若将第2电极22配置为包围第1电极21，就能够增大像这样被增强的区域，所以所产生的应力得到缓和，能够降低电极加工时铁电体层1发生破损的风险。
优选具备覆盖第1电极21以及第2电极22的至少一部分的绝缘膜5。通过采用该结构，由于第1电极21以及第2电极22的至少一部分被绝缘膜5覆盖，所以能够减少不期望的短路发生的概率。
(制造方法)
说明本实施方式中的压电器件的具体的制造方法。
首先，准备陶瓷生原料。例如，在由铌酸碱系化合物来形成应成为铁电体层1的压电陶瓷基体的情况下，准备K化合物、Na化合物、Li化合物、Nb化合物等。或者，在由PZT系化合物来形成应成为铁电体层1的压电陶瓷基体的情况下，准备Pb化合物、Ti化合物、Zr化合物等，并根据需要准备各种添加物。
接着，称量陶瓷生原料，使得成为给定的配合摩尔比。将该称量物投入到在内部配置了PSZ球等粉碎介质的罐磨机中。在溶媒存在的情况下使罐磨机旋转给定时间。这样，以湿式将陶瓷生原料充分混合粉碎。进而，在使粉碎物干燥后，进行预烧处理，由此得到陶瓷原料粉末。
在将该陶瓷原料粉末弄碎后，将有机粘合剂、有机溶剂、分散剂、增塑剂同先前的粉碎介质一起，再次投入到罐磨机中，在使该罐磨机旋转的同时以湿式充分进行混合粉碎，由此得到陶瓷浆料。
利用刮刀法对陶瓷浆料进行成形加工，并制作压电陶瓷片使得烧成后的厚度优选成为100μm以下。图4示出压电陶瓷片10。这里，例示为压电陶瓷片10是正方形，但是压电陶瓷片10的形状并不限于此。
同样，准备Ni、Cu等导电性材料。将该导电性材料同有机粘合剂、有机溶剂、分散剂、增塑剂一起投入到在内部配置了粉碎介质的罐磨机中，在使罐磨机旋转的同时以湿式充分进行湿式混合。这样，制作导电性浆料。接着，利用刮刀法，对导电性浆料进行成形加工，如图5以及图6所示，制作2枚导电性片，使得烧成后的厚度优选成为1～40μm。图5示出第1导电性片11。图6示出第2导电性片12。
如图7所示，通过由第1导电性片11以及第2导电性片12将压电陶瓷片10夹入，从而得到这三层重叠而成的层叠体。对该层叠体进行烧成。将烧成后的层叠体切分成期望的形状。这样，得到图8以及图9所示这样的共烧结体15。共烧结体15例如平面来看被制作成40mm×10mm的长方形。图9是图8所示的共烧结体15的剖视图。在共烧结体15中，在铁电体1的第1面41形成第1导体层16，在第2面42形成第2导体层17。
接着，使用光刻技术在第1导体部层16实施图案形成处理。在该图案形成处理中，在第1导体层16的表面涂敷了光致抗蚀剂后，进行预烘焙，之后，将具有给定图案的掩模配置在上方，照射紫外线进行曝光，将掩模图案转印到光致抗蚀剂。接着，在对其进行显影后，以纯水清洗。之后，将其浸渍到氯化铁溶液等蚀刻液中进行湿蚀刻。使用剥离溶液将显影后的光致抗蚀剂剥离。进行这样的图案形成处理的结果是，第1导体层16被分成两个部分，如图10所示，形成第1电极21以及第2电极22。图11示出该状态的剖视图。
接着，形成绝缘膜5使得覆盖第1电极21以及第2电极22。铁电体层1在第2电极22的开口部22c内露出的部分也被绝缘膜5覆盖。其中，如图12所示，在绝缘膜5形成开口部5a、5b，使得第1电极21的一部分以及第2电极22的一部分分别露出。图13示出该状态的剖视图。
为了形成绝缘膜5，例如，准备含有感光性环氧树脂等感光性绝缘性材料的绝缘性溶液。利用旋涂法等涂敷方法，涂敷该绝缘性溶液。之后，进行预烘焙，经由给定图案的掩模进行曝光、显影。进而，通过对其进行烘烤，从而能够得到具有开口部5a、5b的绝缘膜5。
接着，形成引出电极3a、3b。即，首先，在形成了绝缘膜5的层叠体的表面应用溅射法等薄膜形成方法来形成导电层。之后，对该导电层，利用上述的光刻技术，如图14所示形成引出电极3a、3b。图15示出该状态的剖视图。
接着，利用光刻技术在第2导体层17实施图案形成处理。由此，将第2导体层17分割成两个。这样，如图16以及图17所示，形成第3电极23和第4电极24。
接着，用适当的方法将引出电极3a、3b间电连接。若要将从传感器部产生的信号保持交流不变地施加到存储器部，则为了该连接，也可以安装低电阻的电阻片使得横跨引出电极3a、3b间。这样，能够得到图1以及图2所示那样的压电器件101。这里，关于引出电极3a、3b间的连接手段，作为布线25而示意性地示出。
在可以将信号保持交流不变地施加到存储器部的情况下，也可以取代利用布线25连接引出电极3a、3b，在制作引出电极3a、3b时不将引出电极3a、3b形成为分别的电极，而是形成为相连的一体的电极。
另外，这里，虽然在将烧成后的层叠体切分成期望的形状后进行使用光刻技术的各种电极加工，但是也可以不对烧成后的层叠体进行切分，而是保持大尺寸不变地进一步从电极加工进行到连接为止，并在之后切分成期望的形状。在该情况下，能够实现制造成本的降低。
(实施方式2)
参照图18以及图19，说明基于本发明的实施方式2中的压电器件。图18示出本实施方式中的压电器件102。图19示出压电器件102的剖视图。
在实施方式1中说明过的压电器件101中，利用布线25将引出电极3a、3b间连接，但是在本实施方式中的压电器件102中，引出电极3a、3b间由二极管31连接。二极管31是片形状的部件。在压电器件102中，第1电极21和第2电极22经由二极管31而彼此电连接。
在本实施方式中，由于第1电极21和第2电极22经由二极管31来连接，因此从传感器部产生的交流信号在由二极管31进行了整流后的状态下被施加到存储器部。
(实施方式3)
参照图20～图22说明基于本发明的实施方式3中的压电器件。图20示出本实施方式中的压电器件103。图21示出关于图20中的XXI-XXI线的箭头方向剖视图。压电器件103具备基板32。在基板32的表面配置有第1焊盘电极33和第2焊盘电极34。在压电器件103中，将第1焊盘电极33与第3电极23电连接，将第2焊盘电极34与第4电极24电连接，第1焊盘电极33和第2焊盘电极34能对彼此有无电连接进行切换。
如图20所示，在第1焊盘电极33和第2焊盘电极34之间配置有开关35。通过操作开关35，能够对第1焊盘电极33和第2焊盘电极34之间有无电连接进行切换。在压电器件103中，从基板32如悬臂梁这样突出的部分在对压电器件103整体施加了冲击时引起振动。在该部分产生的振动由铁电体层1当中的传感器部转换成电信号。该电信号被二极管31整流，成为第1电极21和第3电极23之间的电位差，输入到铁电体层1当中的存储器部。
若以电路图示出本实施方式中的压电器件103，则成为图22这样。压电器件103具备传感器部51和存储器部52。
在发明者所制作的压电器件103中，压电膜的厚度是15μm，第1导体层16以及第2导体层17的厚度分别是约2μm。在压电器件103的第2电极22和第2焊盘电极34之间施加一定的电压，将与铁电体层1当中的传感器部相当的区域极化。之后，在将开关35设为接通(ON)的状态下，通过用镊子的柄的部分敲击冲击传感器部从而人为地施加冲击。因该冲击，在第1电极21和第3电极23之间产生了电位差。施加了几种大小的冲击，其结果是，根据所给予的冲击的大小而检测到1～20V程度的电位差。
将发明者制作出的压电器件103在将开关35设为断开(OFF)的状态下与Sawyer-Tower电路连接，对第1电极21和第3电极23之间的磁滞回线进行测定。若将冲击施加时产生的电信号设为利用二极管31在负方向上进行了整流的电信号来定义电压的正负，则磁滞测定时的电压的扫描按照0→负→正→0的顺序来进行。其结果是，在施加了冲击时在第2电极22和第4电极24之间产生的电位差大的情况下，如图23所示，冲击施加前后的磁滞形状有很大不同，相对于此，在第2电极22和第4电极24之间产生的电位差小的情况下，如图24所示，在冲击施加前后的磁滞形状中未看到差异。
根据该实验，确认了通过对传感器部施加强的冲击能产生大的电位差并能以该电位差来变更存储器部的极化状态。
这里例示了传感器部为单层压电片构造的情况，但是并不一定限定于单层压电片构造。只要铁电体层1的总厚度为100μm以下，则也可以是多层压电片构造。
(实施方式4)
参照图25～图27说明基于本发明的实施方式4中的压电器件。图25示出本实施方式中的压电器件104。压电器件104具备多个存储器部。在图25所示的例子中，压电器件104具备第1到第n的总计n个存储器部。压电器件104与n个存储器部相对应地具备n个传感器部。在压电器件104中，铁电体层1可以遍及n个存储器部以及n个传感器部而公共地为单一的层。对于绝缘膜5，也同样可以作为单一的膜一并来形成。
图26示出在从压电器件104取下绝缘膜5等的状态下从图25中的上侧观察到的情形。在图26中，可看到铁电体层1的第1面41侧。如图26所示，在铁电体层1的第1面41，第1第1电极1021、第1第2电极1022、第2第1电极2021、第2第2电极2022、第3第1电极3021、第3第2电极3022、...、第n第1电极n021、第n第2电极n022分别以分离的状态而配置。第1第1电极1021在被第1第2电极1022包围的状态下形成为岛状。第2第1电极2021在被第2第2电极2022包围的状态下形成为岛状。以下同样地继续，第n第1电极n021在被第n第2电极n022包围的状态下形成为岛状。第1第1电极1021、第2第1电极2021、第3第1电极3021、...、第n第1电极n021都是圆形，各自直径不同。若从第1第1电极1021、第2第1电极2021、第3第1电极3021、...、第n第1电极n021之中取出任意两个电极来关注，则该两个电极的面积始终是不同的。
图27示出从图25中的下侧观察压电器件104的情形。与图26相比，相当于表里相反的状态，所以图26中的左端在图27中成为右端。在图27中，可看到铁电体层1的第2面42侧。如图27所示，在铁电体层1的第1面42，第1第3电极1023、第1第4电极1024、第2第3电极2023、第2第4电极2024、第3第3电极3023、第3第4电极3024、...、第n第3电极n023、第n第4电极n024分别以分离的状态而配置。第1第3电极1023、第2第3电极2023、...、第n第3电极n023可以都是相同的形状。第1第4电极1024、第2第4电极2024、...、第n第4电极n024可以都是相同的形状。
若对以上叙述的压电器件104的结构进行整理，则能够如以下这样来表现。
本实施方式中的压电器件104是一种压电器件，若将n设为2以上的整数，则具备具有彼此朝向相反侧的第1面41以及第2面42的铁电体层1。进而，压电器件104关于1到n的整数k的每一个，具有：第k第1电极，由烧结金属形成在第1面41；第k第2电极，由烧结金属形成在第1面41；第k第3电极，由烧结金属形成在第2面42；以及第k第4电极，由烧结金属形成在第2面42，所述第k第3电极包含相对于所述第k第1电极隔着铁电体层1对置的区域，所述第k第4电极包含相对于所述第k第2电极的至少一部分隔着铁电体层1对置的区域。所述第1第1电极、所述第2第1电极、所述第3第1电极、...、所述第n第1电极、所述第1第2电极、所述第2第2电极、所述第3第2电极、...、所述第n第2电极彼此分离且配置在彼此不同的区域。所述第1第3电极、所述第2第3电极、所述第3第3电极、...、所述第n第3电极、所述第1第4电极、所述第2第4电极、所述第3第4电极、...、所述第n第4电极彼此分离且配置在彼此不同的区域。关于从1到n的整数之中任意选择的彼此不同的两个整数k1、k2，所述第k1第1电极和所述第k2第1电极的面积不同。
在本实施方式中，在一个压电器件之中构成n个存储器部和n个传感器部。在一个冲击施加到该压电器件时，在n个传感器部的每一个产生电荷。该电荷会使得在对应的存储器部中的第1电极和第3电极之间产生电位差。即使在通过各传感器部而分别产生了同等的电荷的情况下，由于存在n个的存储器部各自第1电极的面积不同，因此施加到各存储器部的电压不同。由于施加到各存储器部的每一个的电压不同，因此在存在多个的存储器部之中可能存在能进行极化反转的串联电路和不能进行极化反转的串联电路。通过随后确认每个存储器部有无极化反转，从而能够定量地确认施加到该压电器件的冲击的大小。
在本实施方式中，铁电体层1的厚度也可以是1μm以上且100μm以下。
如本实施方式所示，关于1到n的整数k的每一个，可以是，所述第k第1电极是圆形，所述第k第2电极配置为包围所述第k第1电极。通过采用该结构，从而容易调整第1电极的面积。此外，通过采用该结构，能够减小铁电体层1当中未被第k第1电极以及第k第2电极的任意一者覆盖的区域。铁电体层1被任意一个电极覆盖只不过是指，在该区域中具有脆性的陶瓷被具有展性的金属覆盖从而铁电体层1的机械强度被增强，但是由于若第k第2电极配置为包围第k第1电极，则能够增大像这样被增强的区域，所以所产生的应力得到缓和，能够降低电极加工时铁电体层1发生破损的风险。
如图25所示，关于1到n的整数k的每一个，也可以是，所述第k第1电极和所述第k第2电极经由二极管31彼此电连接。通过采用该结构，从而从各传感器部产生的交流信号在由二极管31进行了整流后的状态下被施加到对应的存储器部。
(实施方式5)
参照图28～图29说明基于本发明的实施方式5中的压电器件。图28示出本实施方式中的压电器件105。本实施方式中的压电器件105相当于在实施方式4中的压电器件104中设为n＝2且进一步追加了几个部件的压电器件。图29示出从图28取下绝缘膜5等几个要素后的状态。
本实施方式中的压电器件105是一种压电器件，具备具有彼此朝向相反侧的第1面41以及第2面42的铁电体层1。进而，压电器件105具有：第1第1电极1021，由烧结金属形成在第1面41；第1第2电极1022，由烧结金属形成在第1面41；第1第3电极1023，由烧结金属形成在第2面42；以及第1第4电极，由烧结金属形成在第2面42，第1第3电极1023包含相对于第1第1电极1021隔着铁电体层1对置的区域，第1第4电极包含相对于第1第2电极1022的至少一部分隔着铁电体层1对置的区域。进而，压电器件105具有：第2第1电极2021，由烧结金属形成在第1面41；第2第2电极2022，由烧结金属形成在第1面41；第2第3电极2023，由烧结金属形成在第2面42；以及第2第4电极2024，由烧结金属形成在第2面42。第2第3电极2023包含相对于第2第1电极2021隔着铁电体层1对置的区域。第2第4电极2024包含相对于第2第2电极2022的至少一部分隔着铁电体层1对置的区域。第1第1电极1021、第2第1电极2021、第1第2电极1022、第2第2电极2022彼此分离且配置在彼此不同的区域。第1第3电极1023、第2第3电极2023、所述第1第4电极、第2第4电极2024彼此分离且配置在彼此不同的区域。第1第1电极1021和第2第1电极2021的面积不同。
如图28所示，第1第1焊盘电极1033与第1第3电极1023连接。第1第2焊盘电极1034与未图示的第1第4电极连接。第2第1焊盘电极2033与第2第3电极2023连接。第2第2焊盘电极2034与第2第4电极2024连接。
在本实施方式中，在一个压电器件105之中构成两个存储器部和两个传感器部。在本实施方式中，在第1第1电极1021和第2第1电极2021中面积不同，因此在一个冲击施加到该压电器件时，施加到两个存储器部的电压不同。在对压电器件105施加了冲击时，可能存在两个存储器部都发生极化反转、仅在一个存储器部发生极化反转、两个存储器部都不发生极化反转这三种状态，通过随后调查是其中哪个状态，从而能够识别施加到压电器件105的冲击的大小是何种程度。
另外，也可以将上述实施方式当中的多个适当组合来采用。
另外，本次公开的上述实施方式在所有方面都是例示，并不是限制性的。本发明的范围不由上述的说明示出而是由权利要求书来示出，包含与权利要求书均等的意思以及范围内的所有变更。
符号说明
1铁电体层，3a，3b引出电极，5绝缘膜，5a，5b(绝缘膜的)开口部，6间隙，10压电陶瓷片，11第1导电性片，12第2导电性片，15共烧结体，16第1导体层，17第2导体层，21第1电极，22第2电极，22c(第2电极的)开口部，23第3电极，24第4电极，25布线，31二极管，32基板，33第1焊盘电极，34第2焊盘电极，35开关，41第1面，42第2面，51传感器部，52存储器部，101，102，103，104，105压电器件，1021第1第1电极，1022第1第2电极，1023第1第3电极，1033第1第1焊盘电极，1034第1第2焊盘电极，2021第2第1电极，2022第2第2电极，2023第2第3电极，2024第2第4电极，2033第2第1焊盘电极，2034第2第2焊盘电极。

Claims (10)

1.一种压电器件，具备：
铁电体层，具有彼此朝向相反侧的第1面以及第2面；
第1电极，覆盖所述第1面的一部分且由烧结金属形成；
第2电极，从所述第1电极分离并且覆盖所述第1面的未被所述第1电极覆盖的区域中的一部分，且由烧结金属形成；
第3电极，覆盖所述第2面的一部分使得包含所述第2面中的与所述第1电极对置的区域，且由烧结金属形成；以及
第4电极，从所述第3电极分离并且覆盖所述第2面的未被所述第3电极覆盖的区域中的一部分，且由烧结金属形成，
所述第4电极相对于所述第2电极的至少一部分隔着所述铁电体层而对置，
所述第2电极配置为包围所述第1电极，并且配置为连续地覆盖所述第1面的周缘。
2.根据权利要求1所述的压电器件，其中，
所述铁电体层的厚度是1μm以上且100μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的压电器件，其中，
所述第1电极是圆形。
4.根据权利要求1或2所述的压电器件，其中，
所述第1电极和所述第2电极经由二极管彼此电连接。
5.根据权利要求1或2所述的压电器件，其中，
第1焊盘电极与所述第3电极电连接，第2焊盘电极与所述第4电极电连接，所述第1焊盘电极和所述第2焊盘电极彼此电连接的有无能够被切换。
6.根据权利要求1或2所述的压电器件，其中，
该压电器件具备覆盖所述第1电极以及所述第2电极的至少一部分的绝缘膜。
7.一种压电器件，在将n设为2以上的整数时，
具备铁电体层，该铁电体层具有彼此朝向相反侧的第1面以及第2面，
关于1到n的整数k的每一个，所述压电器件具有：
第k第1电极，由烧结金属形成在所述第1面；
第k第2电极，由烧结金属形成在所述第1面；
第k第3电极，由烧结金属形成在所述第2面；以及
第k第4电极，由烧结金属形成在所述第2面，
所述第k第3电极包含相对于所述第k第1电极隔着所述铁电体层而对置的区域，
所述第k第4电极包含相对于所述第k第2电极的至少一部分隔着所述铁电体层而对置的区域，
所述第1第1电极、所述第2第1电极、所述第3第1电极、...、所述第n第1电极、所述第1第2电极、所述第2第2电极、所述第3第2电极、...、所述第n第2电极彼此分离且配置在彼此不同的区域，
所述第1第3电极、所述第2第3电极、所述第3第3电极、...、所述第n第3电极、所述第1第4电极、所述第2第4电极、所述第3第4电极、...、所述第n第4电极彼此分离且配置在彼此不同的区域，
关于从1到n的整数之中任意选择的彼此不同的两个整数k1、k2，所述第k1第1电极和所述第k2第1电极的面积不同，
所述第k第2电极配置为包围所述第k第1电极，并且配置为连续地覆盖所述第1面的周缘。
8.根据权利要求7所述的压电器件，其中，
所述铁电体层的厚度是1μm以上且100μm以下。
9.根据权利要求7或8所述的压电器件，其中，
关于1到n的整数k的每一个，所述第k第1电极是圆形。
10.根据权利要求7或8所述的压电器件，其中，
关于1到n的整数k的每一个，所述第k第1电极和所述第k第2电极经由二极管彼此电连接。
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