CN114746360A - 压电元件、压电装置以及压电元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

压电元件具备支承体，以及振动部(20)，该振动部配置于支承体上，为包含压电膜、以及与压电膜连接而取出通过压电膜变形所产生的电荷的电极膜的构成，该振动部具有支承于支承体的支承区域(21a)、以及与支承区域(21a)相连并从支承体浮动的多个振动区域(22)，该振动部输出基于电荷的压力检测信号。电极膜形成于第一区域(R1)。而且，形成提高压力检测信号的检测精度的提高部(22)。

Description

压电元件、压电装置以及压电元件的制造方法
相关申请的相互参照
本申请基于2019年12月25日提出申请的日本专利申请2019-235224号、2020年7月24日提出申请的日本专利申请2020-125990号、2020年10月22日提出申请的日本专利申请2020-177170号、2020年10月28日提出申请的国际申请PCT/JP2020/040471号，在此通过参照其记载内容而组入本申请。
技术领域
本公开涉及振动区域被悬臂支承的压电元件、压电装置以及压电元件的制造方法。
背景技术
以往，提出了振动区域被悬臂支承的压电元件(例如参照专利文献1)。具体而言，振动区域采取具有压电膜、与压电膜连接的电极膜的构成。而且，这种压电元件由于声学压力(以下，也仅称作声压)等引起振动区域振动，从而压电膜变形而在压电膜产生电荷。因此，通过经由电极膜取出在压电膜产生的电荷，来检测对振动区域施加的声压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利5936154号公报
发明内容
然而，当前期望在具有这种被悬臂支承的振动区域的压电元件中，提高检测精度。
本公开的目的在于提供能够实现提高检测精度的压电元件、压电装置以及压电元件的制造方法。
根据本公开的一个观点，压电元件具备：支承体，以及振动部，配置于支承体上，该振动部为包含压电膜以及与压电膜连接而取出通过压电膜变形产生的电荷的电极膜的构成，上述振动部具有被支承于支承体的支承区域、以及与支承区域相连并从支承体浮动的多个振动区域，上述振动部输出基于电荷的压力检测信号，多个振动区域分别将成为与支承区域的边界的一端部设为固定端并且将另一端部设为自由端，一端部侧的区域被设为第一区域并且另一端部侧的区域被设为第二区域，电极膜形成于第一区域，压电元件形成有提高压力检测信号的检测精度的提高部。
据此，由于形成有提高压力检测信号的精度的提高部，因此能够实现检测精度的提高。
此外，根据本公开的另一观点，压电元件具备：支承体，以及振动部，配置于支承体上，具有压电膜以及与压电膜连接而取出通过压电膜变形产生的电荷的电极膜，上述振动部具有被支承于支承体的支承区域、以及与支承区域相连并从支承体浮动的多个振动区域，上述振动部输出基于电荷的压力检测信号，多个振动区域分别将成为与支承区域的边界的一端部设为固定端并且将另一端部设为自由端，一端部侧的区域被设为第一区域并且自由端侧的区域被设为第二区域，而且，被形成为至少一部分的振动区域中的共振频率相互不同，电极膜被配置在第一区域。
据此，由于至少一部分的振动区域其共振频率为不同的值，因此频率与灵敏度的关系成为分别不同的波形。因此，通过适当切换用于压力检测的振动区域，能够使检测灵敏度变高的频率为宽频带，例如也能够提高路面噪声等低频噪声的检测灵敏度。因此，能够实现检测精度的提高。
此外，根据本公开的另一观点，压电装置具备上述压电元件，以及外壳，具有搭载压电元件的被安装部件、以收容压电元件的状态被固定于被安装部件的盖部，上述外壳形成有与外部连通来导入压力的贯通孔。
据此，由于为具备具有提高部的压电元件的压电装置，因此能够提高压力检测信号的精度。
此外，根据本公开的另一观点，在压电元件的制造方法中进行如下工序：准备支承体、以及在支承体上形成振动部；在形成振动部的工序中，进行在支承体形成使振动区域浮动的凹部。
据此，由于可制造形成有提高部的压电元件，因此可制造能够实现检测精度提高的压电元件。
另外，附加于各构成要素等的带括号的参照附图标记，表示该构成要素等与后述的实施方式所记载的具体构成要素等的对应关系的一例。
附图说明
图1是第一实施方式中的压电元件的截面图。
图2是图1所示的压电元件的平面图。
图3是第一实施方式的变形例中的压电元件的平面图。
图4是第二实施方式中的压电元件的平面图。
图5是第三实施方式中的压电元件的平面图。
图6是第四实施方式中的压电元件的平面图。
图7是第五实施方式中的压电元件的截面图。
图8是第六实施方式中的压电元件的平面图。
图9是第七实施方式中的压电元件的平面图。
图10是用于说明各传感检测部的频率与灵敏度的关系的图。
图11是第八实施方式中的压电元件的截面图。
图12是第九实施方式中的压电元件的截面图。
图13A是表示图12所示的压电元件的制造工序的截面图。
图13B是表示图13A后续的压电元件的制造工序的截面图。
图14是第九实施方式中的压电装置的截面图。
图15是表示Cb/Cm与灵敏度比的关系的图。
图16是第十实施方式中的压电元件的平面图。
图17是第十实施方式中的压电装置的截面图。
图18是表示传感检测部、寄生电容以及电路基板的连接关系的电路图。
图19是表示第十一实施方式中的中间电极膜的形状的平面图。
图20是表示第十一实施方式的变形例中的中间电极膜的形状的平面图。
图21是表示第十二实施方式中的压电元件的应力分布的图。
图22是第十二实施方式中的压电元件的平面图。
图23是用于说明振动区域中的静电能量的概念的图。
图24是基于图23将振动区域划分为第一区域与第二区域的示意图。
图25是将第十二实施方式的变形例中的振动区域划分为第一区域与第二区域的示意图。
图26是用于说明第十三实施方式的振动区域中的静电能量的概念的图。
图27是基于图26将振动区域划分为第一区域与第二区域的示意图。
图28是第十四实施方式中的压电元件的截面图。
图29是构成压电装置的情况下的电路图。
图30A是对振动区域施加了声压的情况下的示意图。
图30B是对振动区域施加了声压的情况下的示意图。
图31是第十四实施方式的变形例中的构成压电装置的情况下的电路图。
图32是第十五实施方式中的压电元件的截面图。
图33是表示压电元件的制造工序的截面图。
图34是表示压电元件的制造工序的截面图。
图35是第十六实施方式中的压电装置的截面图。
图36是第十六实施方式中的压电元件的平面图。
图37是第十六实施方式中的压电装置的电路图。
图38是表示振动区域中的频率与共振倍率的关系的图。
图39是第十七实施方式中的压电元件的截面图。
图40是对振动区域施加了负荷时的示意图。
图41是表示与图40对应的侧面中的应力的示意图。
图42是表示沿着图40中的XXXXII-XXXXII线的截面中的应力的示意图。
图43A是表示第十八实施方式中的振动区域的长度为440μm的情况下的、电极区域的数量与灵敏度的关系的图。
图43B是表示第十八实施方式中的振动区域的长度为490μm的情况下的、电极区域的数量与灵敏度的关系的图。
图43C是表示第十八实施方式中的振动区域的长度为540μm的情况下的、电极区域的数量与灵敏度的关系的图。
图44是第十九实施方式中的压电装置的截面图。
图45是表示频率与灵敏度的关系的图。
图46是表示后部空间的声顺、与必要的声阻的关系的图。
图47是表示声阻与分离用缝隙的宽度的关系的图。
图48是表示后部空间的声顺与受压面空间的声顺之比、和信号强度比的关系的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式的彼此中，对于彼此相同或等同的部分标注相同的附图标记来进行说明。
(第一实施方式)
参照图1以及图2对第一实施方式的压电元件1进行说明。另外，本实施方式的压电元件1例如优选利用于麦克风。此外，图1相当于沿着图2中的I-I线的截面图。另外，在图2中，省略地示出后述的第一电极部71以及第二电极部72等。此外，在与图2对应的各图中，也适当省略地示出第一电极部71以及第二电极部72等。
本实施方式的压电元件1具备支承体10、以及振动部20。支承体10具有支承基板11、以及形成于支承基板11上的绝缘膜12。另外，支承基板11例如由硅基板(硅衬底)等构成，绝缘膜12由氧化膜等构成。
振动部20构成输出与声压等压力相应的压力检测信号的传感检测部30，振动部20被配置于支承体10上。而且，在支承体10形成有用于使振动部20中的内缘侧浮动的凹部10a。因此，振动部20成为具有配置于支承体10上的支承区域21a、以及与支承区域21a相连并且在凹部10a上浮动的浮动区域21b的构成。另外，凹部10a的振动部20侧的开口端(以下，也仅称作凹部10a的开口端)的形状设为平面矩形形状。因此，浮动区域21b设为平面大致矩形形状。
而且，本实施方式的浮动区域21b由分离用缝隙41、应力增加用缝隙42分割，以构成四个振动区域22。在本实施方式中，分离用缝隙41以穿过浮动区域21b的大致中心、向浮动区域21b的相对的角部延伸设置的方式形成有两根。但是，本实施方式的分离用缝隙41终止于浮动区域21b内。而且，之后进行具体叙述，浮动区域21b通过应力增加用缝隙42与分离用缝隙41连结并且延伸设置至浮动区域中的支承区域21a侧的端部，从而被分割为四个振动区域22。另外，虽不特别进行限定，但在本实施方式中，各振动区域22彼此的间隔(即，分离用缝隙41的宽度)设为1μm左右。
而且，各振动区域22如上述那样通过浮动区域21b被分割而构成，因此分别将一端部22a设为被支承于支承体10(即，支承区域21a)的固定端，将另一端部22b侧设为自由端。即，各振动区域22成为与支承区域21a相连的状态，并且成为被悬臂支承的状态。另外，各振动区域22中的一端部22a是指在相对于振动部20的表面方向的法线方向(以下，也仅称作法线方向)上，与凹部10a的开口端一致的部分，并且是成为与支承区域21a的边界的部分。因此，各振动区域22中的一端部22a的形状成为取决于凹部10a的开口端的形状。
振动部20为具有压电膜50、以及与压电膜50连接的电极膜60的构成。具体而言，压电膜50具有下层压电膜51、以及层叠于下层压电膜51上的上层压电膜52。此外，电极膜60具有配置于下层压电膜51的下方的下层电极膜61，配置于下层压电膜51与上层压电膜52之间的中间电极膜62，以及配置于上层压电膜52上的上层电极膜63。即，振动部20成为下层压电膜51夹在下层电极膜61与中间电极膜62之间，上层压电膜52夹在中间电极膜62与上层电极膜63之间的状态。另外，压电膜50通过溅射法等形成。
此外，各振动区域22将固定端侧设为第一区域R1，将自由端侧设为第二区域R2。而且，下层电极膜61、中间电极膜62、上层电极膜63分别形成于第一区域R1以及第二区域R2。但是，形成于第一区域R1的下层电极膜61、中间电极膜62、上层电极膜63，与形成于第二区域R2的下层电极膜61、中间电极膜62、上层电极膜63分离，成为绝缘的状态。此外，形成于第一区域R1的下层电极膜61、中间电极膜62、上层电极膜63适当延伸设置至支承区域21a。
在振动部20的支承区域21a形成有与形成于第一区域R1的下层电极膜61及上层电极膜63电连接的第一电极部71，以及与形成于第一区域R1的中间电极膜62电连接的第二电极部72。另外，图1是沿着图2中的I-I线的截面图，示出了纸面左侧的振动区域22与纸面右侧的振动区域22不同的截面。而且，在支承区域21a分别形成有与形成于第一区域R1的下层电极膜61及上层电极膜63电连接的第一电极部71，以及与形成于第一区域R1的中间电极膜62电连接的第二电极部72。
第一电极部71具有贯通电极71b，该贯通电极71b形成于将上层电极膜63、上层压电膜52、下层压电膜51贯通而使下层电极膜61露出的孔部71a，并与下层电极膜61以及上层电极膜63电连接。此外，第一电极部71具有形成于贯通电极71b上并与贯通电极71b电连接的焊盘部71c。第二电极部72具有贯通电极72b，该贯通电极72b形成于将上层压电膜52贯通而使中间电极膜62露出的孔部72a，并与中间电极膜62电连接。此外，第二电极部72具有形成于贯通电极72b上并与贯通电极72b电连接的焊盘部72c。
另外，本实施方式的传感检测部30构成为将四个振动区域22中的电荷的变化作为一个压力检测信号输出。即，四个振动区域22以串联的方式电连接。更详细地说，各振动区域22设为双压电晶片构造，形成于各振动区域22的各下层电极膜61、各中间电极膜62、各上层电极膜63分别以并联的方式连接，且各振动区域22之间以串联的方式连接。
此外，形成于第二区域R2的下层电极膜61、中间电极膜62、以及上层电极膜63不与各电极部71、72电连接，成为浮置状态。因此，形成于第二区域R2的下层电极膜61、中间电极膜62、以及上层电极膜63并非一定必须，但在本实施方式中，为了保护下层压电膜51以及上层压电膜52中的位于第二区域R2的部分而设置。
而且，在本实施方式中，下层压电膜51以及上层压电膜52使用氮化铝钪(ScAlN)、氮化铝(AlN)等无铅的压电陶瓷等而构成。下层电极膜61、中间电极膜62、上层电极膜63、第一电极部71以及第二电极部72等使用钼、铜、铂、白金、钛等而构成。
以上为本实施方式中的压电元件1的基本构成。这样的压电元件1，在对各振动区域22(即，传感检测部30)施加声压的情况下，各振动区域22振动。在该情况下，例如在振动区域22的另一端部22b侧(即，自由端侧)向上方位移时，在下层压电膜51产生拉伸应力，在上层压电膜52产生压缩应力。因此，通过从第一电极部71以及第二电极部72取出该电荷，来检测声压。
此时，在振动区域22(即，压电膜50)产生的应力，由于在自由端侧(即，另一端部侧)应力被释放，因此固定端侧与自由端侧相比变大。即，在自由端侧，电荷的产生变少，信号与噪声之比即SN比容易变小。因此，在本实施方式的压电元件1中，如上述那样，各振动区域22被分为应力容易变大的第一区域R1、以及应力容易变小的第二区域R2。而且，在压电元件1中，配置于第一区域R1的下层电极膜61、上层电极膜63、中间电极膜62与第一、第二电极部71、72连接，在位于第一区域R1的下层压电膜51以及上层压电膜52产生的电荷被取出。由此，能够抑制噪声的影响变大。
而且，在本实施方式中，在各振动区域22形成有被施加声压时促进位于第一区域R1的压电膜50变形的变形促进构造。另外，在本实施方式中，变形促进构造相当于提高部。
在本实施方式中，在各振动区域22形成有用于被施加声压时增大在第一区域R1产生的应力的应力增加用缝隙42。具体而言，应力增加用缝隙42形成为在第一区域R1中与分离用缝隙41连结，并且在与分离用缝隙41的连结部构成角部C1。因此，振动区域22成为在第一区域R1中的从支承体10浮动的部分形成有角部C1的状态，应力容易集中于角部C1并且应力容易增加。由此，振动区域22可能在一端部22a侧产生的应力也变大，整体的变形变大。因此，能够通过压电膜50的变形变大来实现压力检测信号的增加，能够实现检测灵敏度的提高。另外，在分离用缝隙41与应力增加用缝隙42的连结部分构成的角部C1，分离用缝隙41与应力增加用缝隙42之间所成的角度既可以设为锐角，也可以设为钝角，还可以设为直角。
在以上说明的本实施方式中，振动区域22在第一区域R1中的从支承体10浮动的部分形成有角部C1。而且，在该角部C1中，应力容易集中并且应力容易增加。因此，能够促进振动区域22中的第一区域R1的变形，能够实现压力检测信号的增加。因此，能够实现检测灵敏度的提高，能够实现检测精度的提高。
然而，如上述那样在被悬臂支承的振动区域22中，支承于支承体10的一端部22a被该支承体10支承而被拘束。因此，在振动区域22产生的应力，比一端部22a在稍向内缘侧偏离的部分的区域容易变得最大。然而，如上述那样通过在振动区域22形成角部C1，从而也能够将应力成为最大的部分向一端部22a侧偏离。因此，在这一点上，在本实施方式中，也能够增大振动区域22的整体的变形，能够实现检测灵敏度的提高。
(第一实施方式的变形例)
对上述第一实施方式的变形例进行说明。在上述第一实施方式中，如图3所示，应力增加用缝隙42也可以沿着分离用缝隙41的延伸设置方向延伸设置、并且以仅在应力增加用缝隙42构成角部C1的方式设为被弯折的形状。即，应力增加用缝隙42也可以设为所谓的波形状。
此外，应力增加用缝隙42也可以是在由该应力增加用缝隙42构成的角部C1处产生的应力变得过大而可能使振动部20被破坏的情况下，设为角部C1具有曲率的弯曲形状。
(第二实施方式)
对第二实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，变更了变形促进构造的构成。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图4所示，在振动区域22未形成应力增加用缝隙42，而是形成为分离用缝隙41到达浮动区域21b的角部。即，本实施方式的浮动区域21b仅通过分离用缝隙41分割为四个振动区域22。而且，在各振动区域22中，在一端部22a形成有角部C2。另外，在本实施方式中，角部C2相当于变形促进构造。
具体而言，在本实施方式中，支承体10中的凹部10a的开口端，在位于振动区域22的一端部22a中的两端部之间的部分，形成有使该开口端向支承体10的外缘侧凹陷的凹陷部10b。另外，换言之，振动区域22的一端部22a中的两端部是指一端部22a中的分离用缝隙41到达的部分。
而且，凹部10a的开口端成为在沿着该开口端的方向上通过凹陷部10b形成有凹凸构造的状态。由此，振动区域22的一端部22a成为构成了取决于凹部10a的开口端的形状的凹凸构造的状态，因此成为形成有角部C2的状态。
在以上说明的本实施方式中，振动区域22在一端部22a构成了角部C2，因此该一端部22a的应力变大。因此，能够促进振动区域22中的一端部22a的角部C2附近的变形，能够实现压力检测信号的增加。因此，能够实现灵敏度的提高。
(第二实施方式的变形例)
对上述第二实施方式的变形例进行说明。在上述第二实施方式中，角部C2也可以在凹部10a的开口端中，通过形成使该开口端向支承体10的内缘侧突出的凸部而构成。即，上述第二实施方式只要在振动区域22中的第一区域R1即一端部22a形成角部C2即可，能够适当变更凹部10a的开口端侧的形状。
此外，在第二实施方式中，如上述第一实施方式的变形例那样，在角部C2产生的应力变得过大而可能使振动部20被破坏的情况下，也可以使角部C2成为具有曲率的弯曲形状。
(第三实施方式)
对第三实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，变更了变形促进构造的构成。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图5所示，形成于支承体10的凹部10a的开口端设为以两个分离用缝隙41的交叉点为中心的平面圆形状。此外，凹部10a的开口端形成为在法线方向上，与应力增加用缝隙42的延伸设置方向上的两端部交叉。
因此，振动区域22中的浮动的区域的外形线上的支承区域21a侧的两个端部成为到达一端部22a的状态。而且，振动区域22成为相对于连结两个端部彼此之间的虚拟线K1、具有一端部22a向与另一端部22b相反的一侧鼓起的部分的形状。在本实施方式中，凹部10a的开口端设为平面圆形状，因此振动区域22的一端部22a设为圆弧状。因此，本实施方式的各振动区域22与上述第一实施方式那样凹部10a的开口端设为矩形形状、一端部22a与虚拟线K1一致的情况相比，第一区域R1变大。
另外，振动区域22的外形线是指形成振动区域22的外形的端部的线。而且，振动区域22中的浮动的区域的外形线是指振动区域22的外形线中的除去了支承于支承体10的一端部22a的部分的线。此外，在本实施方式中，一端部22a的形状相当于变形促进构造。
在以上说明的本实施方式中，振动区域22被设为具有一端部22与虚拟线K1相比向与另一端部22b相反侧鼓起的部分的形状，因此与将凹部10a的开口端设为矩形形状的情况相比，能够增大第一区域R1。而且，如上述那样，振动区域22，相比一端部22a稍靠内侧的部分的变形容易变大，因此虚拟线K1附近的变形也能够变大。即，将凹部10a的开口端设为矩形形状的情况下的成为一端部22a的部分的变形也能够变大。因此，能够实现压力检测信号的增加，能够实现灵敏度的提高。
(第四实施方式)
对第四实施方式进行说明。本实施方式相对于第三实施方式变更了变形促进构造的构成。关于其他方面与第三实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图6所示，在振动部20未形成有应力增加用缝隙42。而且，形成于支承体10的凹部10a的开口端设为以两个分离用缝隙41的交叉点为中心的平面圆形状。但是，在本实施方式中，凹部10a的开口端形成为不与分离用缝隙41交叉。
即，振动区域22中的浮动的区域的外形线上的支承区域21a侧的两个端部成为分别终止于浮动的区域的状态。因此，在本实施方式中，各振动区域22成为一端部22a侧的部分彼此相连的状态。
而且，振动区域22成为具有相对于连结两个端部彼此之间的虚拟线K2、一端部22a侧向与另一端部22b相反侧鼓起的部分的形状。因此，本实施方式的各振动区域22与上述第一实施方式那样凹部10a的开口端被设为矩形形状、一端部与虚拟线K2一致的情况相比，第一区域R1变大。另外，在本实施方式中，一端部22a的形状相当于变形促进构造。
在以上说明的本实施方式中，振动区域22被设为具有一端部22a相比虚拟线K2向与另一端部22b相反侧鼓起的部分的形状，因此与将凹部10a的开口端设为矩形形状的情况相比，能够增大第一区域R1。因此，能够获得与上述第三实施方式相同的效果。
(第五实施方式)
对第五实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式变更了变形促进构造的构成。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图7所示，在第二区域R2形成有贯通上层电极膜63、上层压电膜52、中间电极膜62、以及下层压电膜51而到达下层电极膜61的孔部81。而且，在孔部81嵌入(埋入)与压电膜50相比杨氏模量高的硬膜82。
在本实施方式中，硬膜82由与第一、第二电极部71、72或电极膜60相同的材料构成。另外，形成于第二区域R2的下层电极膜61、中间电极膜62、上层电极膜63不与第一、第二电极部71、72电连接，因此即使其彼此连接也不存在问题。而且，在本实施方式中，硬膜82相当于变形促进构造。
此外，在本实施方式中，孔部81以及硬膜82形成为在第二区域R2中与第一区域R1侧相比另一端部22b侧更密。更详细地说，在本实施方式中，硬膜82在第二区域R2中形成为从第一区域R1侧向另一端部22b侧逐渐变密。
如以上说明那样，在本实施方式中，在第二区域R2配置有硬膜82。因此，与未在第二区域R2配置硬膜82的情况相比，在被施加声压时，由于使第二区域R2较硬从而第二区域R2难以变形。因此，在本实施方式中，应力容易集中于第一区域R1，从而第一区域R1容易变形。由此，能够实现压力检测信号的增加，能够实现灵敏度的提高。
此外，在本实施方式中，硬膜82形成为第二区域R2侧中的另一端部22b侧比第一区域R1侧更密。因此，例如与硬膜82形成为第二区域R2侧中的另一端部22b侧比第一区域R1侧稀疏的情况相比，能够通过硬膜82抑制第一区域R1的变形被阻碍。因此，能够容易获得配置硬膜82带来的效果。
而且，硬膜82由与第一、第二电极部71、72或电极膜60相同的材料构成。因此，例如能够与形成第一、第二贯通电极71b、72b同时形成硬膜82，能够实现制造工序的简化。
(第六实施方式)
对第六实施方式进行说明。相对于第一实施方式，本实施方式在各振动区域22具备温度检测元件以及发热元件。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
首先，上述那样的压电元件1有时在暴露于外部空气的状态、或暴露于规定的油的状态下使用。在该情况下，在使用环境为低温的情况下，由于暴露于外部空气而振动区域22冻结，或与振动区域22接触的油的粘性降低等，从而振动区域22的振动可能受到阻碍。即，上述那样的压电元件1在使用环境为低温的情况下，检测灵敏度可能降低。
因此，在本实施方式中，如图8所示，在各振动区域22形成有输出与温度相应的温度检测信号的温度检测元件91、以及通过通电而发热的发热元件92。在本实施方式中，在各振动区域22中，在第二区域R2形成有温度检测元件91以及发热元件92。更详细地说，在本实施方式中，在第二区域R2未形成中间电极膜62。而且，温度检测元件91以及发热元件92形成于位于下层压电膜51与上层压电膜52之间的部分。即，温度检测元件91以及发热元件92形成于上述第一实施方式中的形成有中间电极膜62的部分。
此外，虽然未特别进行图示，但在第一区域R1以及支承区域21a形成有与温度检测元件91以及发热元件92电连接的引出布线。而且，在支承区域21a形成有与该引出布线电连接的电极部。由此，能够实现温度检测元件91以及发热元件92与外部电路的连接。
另外，对于第二区域R2而言，下层电极膜61以及上层电极膜63与上述第一实施方式相同，形成为夹着压电膜50。此外，温度检测元件91使用电阻值根据温度而变化的感温电阻体构成，发热元件92使用由于通电而发热的发热电阻体构成。在本实施方式中，温度检测元件91以及发热元件92例如由白金构成。此外，在本实施方式中，温度检测元件91以及发热元件92相当于提高部。
在以上说明的本实施方式中，形成有温度检测元件91以及发热元件92。因此，通过基于由温度检测元件91检测的温度来调整向发热元件92的通电量，从而能够将振动区域22的温度维持为规定温度。因此，能够抑制振动区域22冻结、或与振动区域22接触的油的粘性降低等，能够抑制检测灵敏度降低。即，能够抑制检测精度降低。
此外，温度检测元件91以及发热元件92形成于第二区域R2。因此，与将温度检测元件91以及发热元件92形成于第一区域R1的情况相比，能够抑制配置用于取出电荷的中间电极膜62的部分减少，并且能够有效地利用第二区域R2。
而且，温度检测元件91以及发热元件92形成于下层压电膜51与上层压电膜52之间，不暴露于外部空气。因此，能够实现温度检测元件91以及发热元件92的耐环境性的提高。
而且，温度检测元件91以及发热元件92形成于下层压电膜51与上层压电膜52之间，下层电极膜61以及上层电极膜63与第一实施方式相同，形成为夹着压电膜50。因此，也能够对于压电膜50抑制耐环境性降低。
(第七实施方式)
对第七实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式形成有多个传感检测部30。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
首先，上述那样的压电元件1存在声压经由用于划分各振动区域22的部分(即，分离用缝隙41、应力增加用缝隙42)而泄漏的可能性，与声阻抗并行进入的分离用缝隙41的声阻容易变小。而且，由于声阻变小，低频滚降频率增大，因此低频下的灵敏度容易变小。
因此，在本实施方式中，如图9所示，压电元件1通过将多个传感检测部30(即，浮动区域21b)一体化而构成。具体而言，在本实施方式的支承体10中，形成有用于使振动部20中的内缘侧浮动的四个凹部10a。即，在本实施方式的振动部20形成有四个浮动区域21b。而且，各浮动区域21b通过分别形成各个分离用缝隙41而被分离为四个振动区域22。
另外，在本实施方式中，未形成应力增加用缝隙42。即，在本实施方式中，分离用缝隙41形成为到达浮动区域21b的角部。
而且，在本实施方式中，各传感检测部30中的各个振动区域22以共振频率不同的方式构成。在本实施方式中，各传感检测部30中的各个振动区域22形成为，一端部22a与另一端部22b之间的长度、即梁的长度不同。因此，如图10所示，各传感检测部30的频率与灵敏度的关系按每个传感检测部30成为不同的波形。另外，在本实施方式中，共振频率不同的振动区域22的构成相当于提高部。
在以上说明的本实施方式中，压电元件1构成为形成有多个传感检测部30。而且，各传感检测部30设为共振频率为不同的值，因此频率与灵敏度的关系分别成为不同的波形。因此，根据本实施方式的压电元件1，通过适当切换用于声压的检测的振动区域22，能够使灵敏度变高的频率为宽频带，例如也能够提高路面噪声等低频噪声的检测灵敏度。
此外，本实施方式的压电元件1形成有多个传感检测部30，多个传感检测部30支承于共用的支承体10而构成。因此，例如与配置多个形成有一个传感检测部30的压电元件1的情况相比，容易缩窄相邻的传感检测部30的间隔。这里，例如对于20kHz的声波而言，波长约为17mm。因此，如本实施方式那样通过设为多个传感检测部30支承于共用的支承体10的状态，从而以比波长足够窄的间隔也容易配置各传感检测部30。因此，能够在各传感检测部30之间抑制声压衰减，也能够抑制容易衰减的高频区域的声压的检测灵敏度降低。
而且，各振动区域22通过使一端部22a与另一端部22b之间的长度不同而设为共振频率为不同的值。这里，各振动区域22通过浮动区域21b被蚀刻等而构成。在该情况下，一端部22a与另一端部22b之间的长度通过变更蚀刻等掩模而能够容易地变更。因此，根据本实施方式，能够抑制制造工序复杂化，并且能够容易地形成具有不同的共振频率的多个振动区域22。
(第八实施方式)
对第八实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，在支承体10的凹部10a配置了保护膜。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
首先，上述那样的压电元件1，形成于支承体10的凹部10a通过蚀刻而被形成。例如，凹部10a通过反复进行对于支承体10进行湿式蚀刻的工序、形成保护湿式蚀刻后的壁面的保护膜的工序、进行进一步挖掘湿式蚀刻后的壁面的干式蚀刻的工序等从而形成。在该情况下，凹部10a容易成为在侧面形成有细微的凹凸的状态。因此，在上述那样的压电元件1中，可能由于形成于凹部10a的侧面的细微的凹凸，产生湍流而导致检测灵敏度降低。
因此，在本实施方式中，如图11所示，在支承体10形成有保护膜100，该保护膜100在凹部10a的成为侧面10c的部分嵌入(埋入)细微的凹凸，并且与凹部10a相反侧的露出面100a比凹部10a的侧面10c平坦。此外，在本实施方式中，保护膜100也形成于各振动区域22中的支承体10侧的部分以及各振动区域22中的与相邻的振动区域22对置的部分。
保护膜100在本实施方式中，使用具有拒水性以及拒油性的材料而构成，以使水滴、油滴等异物难以附着，例如通过氟系聚合物等构成。而且，保护膜100通过涂覆法、浸渍法、蒸镀法等配置于包含凹部10a的侧面10c在内的部分。由此，保护膜100以露出面100a比凹部10a的侧面10c平坦的状态而配置。
此外，保护膜100优选的是使用不易阻碍振动区域22的振动的材料而构成。例如在通过氮化铝钪构成压电膜50的情况下，杨氏模量为250GPa左右。因此，保护膜100优选的是使用杨氏模量约1/500以下的材料，优选的是使用杨氏模量为0.1～0.5GPa左右的材料。
在以上说明的本实施方式中，在支承体10，在凹部10a的侧面10c配置有露出面100a比凹部10a的侧面10c平坦的保护膜100。因此，能够抑制在凹部10a内产生湍流，能够抑制检测精度降低。
此外，保护膜100也形成于振动区域22，通过具有拒水性以及拒油性的材料构成。因此，能够抑制水等异物附着于保护膜100，也能够抑制由于该异物而产生湍流。
而且，保护膜100通过不易阻碍振动区域22的振动的材料构成。因此，通过配置保护膜100能够抑制振动区域22难以振动，能够抑制检测灵敏度降低。
(第九实施方式)
对第九实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式变更了支承体10的形状。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，支承基板11如上述那样通过硅基板构成，具有绝缘膜12侧的一面11a以及与一面11a相反的一侧的另一面11b。而且，如图12所示，支承基板11为构成凹部10a的侧面11c设为凹陷构造。另外，在本实施方式中，侧面11c的凹陷构造相当于提高部。
具体而言，支承基板11的侧面11c设为以下的构成。首先，将与绝缘膜12相反侧的开口部设为第一开口部11d，将绝缘膜12侧的开口部设为第二开口部11e。在该情况下，侧面11c为从第一开口部11d向第二开口部11e侧侧面被切削后的第一锥部11f、与从第二开口部11e向第一开口部11d侧侧面被切削后的第二锥部11g相连的结构。即，支承基板11的侧面11c为第一开口部11d与第二开口部11e之间的部分相对于连结第一开口部11d与第二开口部11e的虚拟线K3凹陷的结构。
在本实施方式中，支承基板11的一面11a以及另一面11b设为(100)面，第一开口部11d以及第二开口部11e设为矩形形状。而且，第一锥部11f以及第二锥部11g分别设为(111)面。
另外，本实施方式的压电元件1如上述第七实施方式那样，未形成有应力增加用缝隙42。即，在本实施方式中，分离用缝隙41形成为到达浮动区域21b的角部。此外，在后述的各实施方式中，对未形成有应力增加用缝隙42的例子进行说明。但是，在本实施方式以及后述的各实施方式中，也可以适当形成应力增加用缝隙42。
以上为本实施方式中的压电元件1的构成。接下来，参照图13A以及图13B对上述压电元件1的制造方法进行说明。
首先，如图13A所示，准备在支承基板11上配置绝缘膜12，在绝缘膜12上形成压电膜50、电极膜60、第一电极部71、第二电极部72等。另外，支承基板11通过硅基板构成，一面11a以及另一面11b设为(100)面。此外，压电膜50、电极膜60、第一电极部71、第二电极部72等通过适当进行普通的溅射法、蚀刻法等而构成。
而且，使用未图示的掩模，以从支承基板11的另一面11b贯通绝缘膜12的方式进行各向异性干式蚀刻。另外，在该工序结束后，支承基板11的侧面11c与连结第一开口部11d与第二开口部11e的虚拟线K3一致。
接着，如图13B所示，使用未图示的掩模，对支承基板11的侧面11c进行各向异性湿式蚀刻，从而在支承基板11的侧面11c形成凹陷构造。详细而言，支承基板11通过硅基板构成，一面11a以及另一面11b设为(100)面。因此，通过进行各向异性湿式蚀刻，形成由硅的面方位之中蚀刻速度最慢的(110)面构成的第一锥部11f以及第二锥部11g。
之后，虽未特别图示，但通过适当形成分离用缝隙41，来制造图12所示的压电元件1。
另外，如图14所示，上述那样的压电元件1收容于外壳130而构成压电装置。具体而言，外壳130具有印刷基板131以及盖部132，该印刷基板131搭载有压电元件1以及进行规定的信号处理等的电路基板120，该盖部132以收容压电元件1以及电路基板120的方式固定于印刷基板131。另外，在本实施方式中，印刷基板131相当于被安装部件。
虽未特别图示，印刷基板131设为适当形成有布线部、通孔电极等的构成，根据需要也搭载有未图示的电容器等电子部件等。压电元件1的支承基板11的另一面11b经由粘合剂等接合部件2被搭载于印刷基板131的一面131a。电路基板120经由通过导电性部件构成的接合部件121被搭载于印刷基板131的一面131a。而且，压电元件1的焊盘部72c与电路基板120经由接合线133电连接。另外，压电元件1的焊盘部71c在与图14不同的截面中，经由接合线133与电路基板120电连接。盖部132通过金属、塑料、树脂等构成，以收容压电元件1以及电路基板120的方式，经由未图示的粘合剂等接合部件被固定于印刷基板131。而且，在本实施方式中，在盖部132中的与传感检测部30对置的部分形成有贯通孔132a。
在这种压电装置中，从贯通孔132a穿过传感检测部30与盖部132之间的空间对传感检测部30施加声压(即，压力)，从而检测声压。
根据以上说明的本实施方式，支承基板11设为凹陷构造。因此，在构成了图14所示那样的压电装置的情况下，能够实现检测精度的提高。
即，在外壳130中，将形成导入声压的贯通孔132a的部分、与传感检测部30之间的空间设为受压面空间S1。此外，将包含隔着传感检测部30位于与受压面空间S1相反侧的空间、且不经由分离用缝隙41而与该空间连续的空间设为后部空间S2。另外，后部空间S2也可以说是在外壳130内的空间中，与受压面空间S1不同的空间，也可以说是除了受压面空间S1之外的空间。进一步换言之，受压面空间S1也可以说是对于按压振动区域22中的形成于外壳130的贯通孔132a侧的面产生影响的空间。后部空间S2也可以说是对于按压振动区域22中的与形成于外壳130的贯通孔132a侧相反侧的面产生影响的空间。
在该情况下，这种压电装置中的低频滚降频率(roll-off frequency)在将基于分离用缝隙41的声阻(即，空气电阻)设为Rg、将后部空间S2的声顺(Acoustic compliance)设为Cb时，通过1/(2π×Rg×Cb)表示。因此，为了减小低频滚降频率，增大声阻Rg或者后部空间S2的声顺Cb即可。
而且，在本实施方式中，在支承基板11形成有凹陷构造，因此通过增大后部空间S2的空间能够增大声顺。因此，在本实施方式的压电装置中，通过减小低频滚降频率，能够实现低频带中的检测灵敏度的提高，能够实现检测精度的提高。
此外，这种压电装置中的灵敏度在将压电元件1的声顺设为Cm、将后部空间S2的声顺设为Cb时，通过1/{(1/Cm)+(1/Cb)}表示。因此，为了增大灵敏度，增大声顺Cb即可，声顺Cb与后部空间S2的空间的大小成比例。
而且，在本实施方式中，在支承基板11形成有凹陷构造，因此通过增大后部空间S2的空间能够增大电容。因此，在本实施方式的压电装置中，通过增大灵敏度能够实现检测精度的提高。
具体而言，如图15所示，通过增大后部空间S2的声顺Cb，能够抑制灵敏度比降低。在该情况下，若Cb/Cm为2以下，则灵敏度比急剧地降低，但通过形成凹陷构造能够使灵敏度比的降低缓慢。即，如上述那样在支承基板11形成凹陷构造对于Cb/Cm为2以下那样的压电装置特别有效。另外，图15以Cb/Cm极其大的情况为基准。
此外，支承基板11为侧面11c具有第一锥部11f与第二锥部11g的构成。因此，例如与侧面11c仅由第二锥部11g构成的情况相比，能够提高支承基板11的另一面11b与印刷基板131的粘合面积。即，根据本实施方式，能够抑制相对于印刷基板131的粘合性降低，且能够实现检测精度的提高。另外，侧面11c仅由第二锥部11g构成，换言之是指第二锥部11g形成至第一开口部11d的构成。
此外，支承基板11的侧面11c通过各向异性湿式蚀刻构成而被设为(111)面，形状偏差得到抑制。因此，能够抑制在振动区域22产生的应力出现偏差，能够抑制检测精度出现偏差。
另外，在本实施方式中，说明了第一开口部11d以及第二开口部11e为矩形形状，但第一开口部11d以及第二开口部11e的形状能够适当变更。例如，也可以将支承基板11的一面11a以及另一面11b设为(110)面，将第一开口部11d以及第二开口部11e设为八角形。
(第十实施方式)
对第十实施方式进行说明。本实施方式相对于第九实施方式变更了压电装置中的压电元件1的配置方式。关于其他方面与第九实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图16所示，压电元件1构成为在上层压电膜52上形成八个焊盘部701～708。具体而言，两个焊盘部设为与传感检测部30电连接的连接焊盘部701、702。另外，连接焊盘部701、702相当于上述第一实施方式中的焊盘部71c、72c。剩余的六个焊盘部设为不与传感检测部30电连接的虚设焊盘部703～708。
而且，八个焊盘部701～708从法线方向观察时，配置为相对于压电元件1的中心对称。即，八个焊盘部701～708以与支承基板11的一面11a的面方向平行的面的中心为基准，对称地配置。换言之，八个焊盘部701～708在压电元件1搭载于印刷基板131时，以压电元件1中的与印刷基板131的面方向平行的面的中心为基准，对称地配置。此外，连接焊盘部701、702以相互接近的方式配置。
以上为本实施方式中的压电元件1的构成。而且，如图17所示，压电装置构成为压电元件1被倒装芯片(flip chip)安装于印刷基板131。具体而言，压电元件1的各焊盘部701～708经由通过焊料等导电性部件构成的接合部件3连接于印刷基板131。此外，压电元件1以连接焊盘部701、702位于电路基板120侧的方式配置于印刷基板131。而且，压电元件1的连接焊盘部701、702经由形成于印刷基板131的布线部131c与电路基板120电连接。
另外，本实施方式的布线部131c以最短连结焊盘部701、702与电路基板120的方式形成。此外，在本实施方式中，各焊盘部701～708全部与印刷基板131电连接。即，各焊盘部701～708均不成为浮置状态。
此外，在本实施方式中，在印刷基板131形成有贯通孔131b。因此，在本实施方式中，穿过贯通孔131b对传感检测部30施加声压从而检测声压。因此，在本实施方式中，在外壳130内，形成贯通孔131b的部分与传感检测部30之间的空间成为受压面空间S1，隔着传感检测部30位于与受压面空间S1相反侧的空间成为后部空间S2。
另外，如上述那样，后部空间S2包含隔着传感检测部30位于与受压面空间S1相反侧的空间，也可以说是不经由分离用缝隙41与该空间连续的空间。因此，在图17那样的压电装置中，成为包含隔着传感检测部30位于与受压面空间S1相反侧的空间、以及不经由分离用缝隙41与该空间连续的压电元件1的周围的空间的空间。
根据以上说明的本实施方式，通过实现寄生电容的减少从而能够抑制检测精度降低。
即，如图18所示，压电装置在将传感检测部30的整体的电容设为Co、将压电元件1与电路基板120之间构成的寄生电容设为Cp时，成为在电容Co与电路基板120之间配置有寄生电容Cp的构成。而且，在寄生电容Cp较大的情况下，从传感检测部30流向寄生电容Cp的电荷的比率变大，检测精度降低。另外，寄生电容Cp为连接压电元件1(即，传感检测部30)与电路基板120的部分的电容、或在电路基板120的内部产生的电容等之和。
因此，本实施方式的压电元件1被倒装芯片安装于印刷基板131，并经由形成于印刷基板131的布线部131c与电路基板120连接。而且，压电元件1以连接焊盘部701、702成为电路基板120侧的方式配置于印刷基板131。因此，与通过接合线133连接压电元件1与电路基板120的情况相比，容易缩短连接压电元件1与电路基板120的布线部131c。因此，通过实现寄生电容Cp的减少从而能够抑制检测精度降低。
此外，在本实施方式中，将压电元件1倒装芯片安装于印刷基板131，并在印刷基板131形成有贯通孔131b。因此，与上述第九实施方式那样在盖部132形成贯通孔132a的情况相比，能够减小受压面空间S1，能够增大受压面空间S1中的空气弹簧。因此，能够抑制从贯通孔132a引导的声压分散，通过实现检测灵敏度的提高从而能够实现检测精度的提高。另外，在本实施方式中，也可以如上述第九实施方式那样在盖部132形成贯通孔132a。作为这种压电装置，虽然难以减小受压面空间S1，但能够实现寄生电容Cp的减少。
而且，在本实施方式中，焊盘部701～708相对于压电元件1的中心对称地配置。因此，在将压电元件1倒装芯片安装时，能够抑制压电元件1相对于印刷基板131倾斜。
另外，虚设焊盘部703～708不与传感检测部30连接，因此也可以通过粘合剂等与印刷基板131接合。但是，通过焊料等接合部件3将虚设焊盘部703～708与印刷基板131连接，从而虚设焊盘部703～708也能够维持为规定电位。因此，与虚设焊盘部703～708设为浮置状态的情况相比，能够抑制产生不必要的噪声。此外，通过在各焊盘部701～708与印刷基板131之间配置相同的材料，从而能够使压电元件1难以倾斜。因此，优选的是在虚设焊盘部703～708与印刷基板131之间配置相同的接合部件3。此外，也可以代替配置虚设焊盘部703～708而配置底部填料等，从而能够抑制压电元件1倾斜。
此外，在本实施方式中，虽然设为也能够抑制压电元件1倾斜，但例如也可以不配置虚设焊盘部703～708等。作为这种压电装置，压电元件1虽然容易倾斜，但能够减少寄生电容Rp。
(第十一实施方式)
对第十一实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式变更了中间电极膜62的形状。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，图19所示，中间电极膜62被分割为形成于第一区域R1的第一中间电极膜62a、以及形成于第二区域R2的第二中间电极膜62b。而且，第一中间电极膜62a进一步被分割为多个电荷区域620、以及虚设区域624、625。在本实施方式中，多个电荷区域620设为三个电荷区域621～623。因此，压电元件1成为在各振动区域22中，在多个电荷区域620、与对置于该电荷区域620的下层电极膜61以及上层电极膜63之间分别构成电容的状态。
另外，在图19中，示出了位于振动区域22的中间电极膜62的形状，但在支承区域21a中也适当延伸设置中间电极膜62。此外，在本实施方式中，被分割为多个电荷区域621～623的中间电极膜62相当于提高部。
多个电荷区域621～623分别设为相同的面积。即，虚设区域624、625以各电荷区域621～623成为相同的面积的方式构成。而且，虽未特别图示，但多个电荷区域621～623在位于支承区域21a上的部分中，经由未图示的布线等相互串联连接。因此，在各振动区域22中，成为多个电容串联连接的状态。与此相对，虚设区域624、625未与电荷区域621～623连接，被设为浮置状态。
此外，虽然未特别图示，但下层电极膜61以及上层电极膜63以与第一中间电极膜62a以及第二中间电极膜62b对置的方式分别形成。
根据以上说明的本实施方式，第一中间电极膜62a被分割为多个电荷区域621～623。而且，多个电荷区域621～623串联连接。因此，在一个第一区域R1中，成为多个电容串联连接的状态，实现电容的增加从而能够实现检测灵敏度的提高。此外，多个电荷区域621～623被设为相同的面积。因此，构成于一个第一区域R1的多个电容彼此相等。因此，能够抑制在各电容之间产生噪声，能够抑制检测精度降低。
另外，在本实施方式中，说明了将第一中间电极膜62a分割为三个电荷区域621～623的例子，但电荷区域621～623也可以为两个，也可以具备四个以上的多个电荷区域。
而且，在本实施方式中，说明了将第一中间电极膜62a分割为多个电荷区域621～623的例子，但也可以将下层电极膜61以及上层电极膜63分割为多个电荷区域与虚设区域。另外，即使将下层电极膜61以及上层电极膜63分割为多个电荷区域与虚设区域也能够获得相同的效果。但是，如上述那样在中间电极膜62配置于下层电极膜61与上层电极膜63之间，并将中间电极膜62分割的情况下，仅分割中间电极膜62即可，因此能够实现构成的简化。
(第十一实施方式的变形例)
对第十一实施方式的变形例进行说明。在上述第十一实施方式中，如图20所示，电荷区域621、623也可以不设为矩形形状。即，只要三个电荷区域621～623相等，则虚设区域624、625的形成位置、形状能够适当变更。而且，只要三个电荷区域621～623的面积相等，则也可以不形成虚设区域624、625。
(第十二实施方式)
对第十二实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，规定了第一区域R1与第二区域R2的划分方式。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
首先，在上述那样的压电元件1中，在对传感检测部30施加声压时，成为图21所示那样的应力分布。具体而言，应力容易在一端部22a侧的中心部附近成为最高，向另一端部22b侧逐渐地变小。因此，在本实施方式中，如图22所示，第一区域R1与第二区域R2基于应力分布来划分。
以下，对本实施方式中的第一区域R1与第二区域R2的划分方式进行说明。另外，本实施方式中的划分方式在通过电压来表示灵敏度输出的情况下特别有效。首先，为了提高压电元件1中的灵敏度，只要在第一区域R1中产生的静电能量E增加即可。这里，如图23所示，将沿着振动区域22中的一端部22a的方向设为Y方向，将与Y方向正交的方向设为X方向。而且，在将振动区域22沿X方向分割为多个而成的微小的虚拟区域M中，将虚拟区域M的电容设为C，将在虚拟区域M中产生的应力的平均值设为σ。此外，若将在虚拟区域M中产生的电压设为V，则静电能量E通过1/2×C×V2来表示。另外，产生电压V与产生应力σ成比例。
因此，在本实施方式中，如图23以及图24所示，计算各虚拟区域M的C×σ2成为最大的区域，通过连接各虚拟区域M的成为最大的区域的边界线来划分第一区域R1与第二区域R2。在该情况下，如图24所示，既可以将连接计算值的计算线作为边界线来划分第一区域与第二区域R2，也可以将基于计算线的近似线作为边界线来划分第一区域R1与第二区域R2。
另外，在本实施方式中，第一区域R1与第二区域R2的划分方式相当于提高部。此外，在图24中，示出了将振动区域22中的一端部22a沿着Y方向的长度设为850μm，将从一端部22a至另一端部22b为止的长度设为425μm的例子。在该情况下，近似式通过下述数式1表示。
(数式1)Y＝-0.0011X2+1.0387X-41.657
根据以上说明的本实施方式，第一区域R1与第二区域R2以第一区域R1的静电能量E变高的方式被划分。因此，能够实现检测灵敏度的提高，能够实现检测精度的提高。
(第十二实施方式的变形例)
对上述第十二实施方式的变形例进行说明。第一区域R1以及第二区域R2也可以如图25所示那样分割。即，由于振动区域22被设为平面三角形状，因此也可以以将一端部22a三等分的方式来分割三角形，通过连接三个三角形的各重心位置C和一端部22a的两端部的边界线来分割第一区域R1与第二区域R2。即使像上述这样划分第一区域R1与第二区域R2，也包含通过与上述第十二实施方式的近似线相近的区域划分第一区域R1与第二区域R2而静电能量E变高的区域。因此，能够实现检测灵敏度的提高，能够实现检测精度的提高。
此外，在上述第十二实施方式中，说明了振动区域22为平面三角形状的例子，但振动区域22的形状能够适当变更。例如，振动区域22既可以设为平面矩形形状，也可以设为平面扇状。即使作为上述那样的振动区域22，通过与上述第十二实施方式相同的方法来划分第一区域R1与第二区域R2，也能够获得与上述第十二实施方式相同的效果。
(第十三实施方式)
对第十三实施方式进行说明。本实施方式相对于第十二实施方式，规定了第一区域R1与第二区域R2的划分方式。关于其他方面与第十二实施方式相同，因此这里省略说明。
以下，对本实施方式中的第一区域R1与第二区域R2的划分方式进行说明。另外，本实施方式的划分方式在通过电荷表示灵敏度输出的情况下特别有效。本实施方式相对于上述第十二实施方式，将虚拟区域M的面积设为S、将在虚拟区域M中产生的应力之和设为σsum。而且，1/2×C×V2与S×(σsum/S)2成比例。即，1/2×C×V2与每单位面积的产生应力成比例。因此，在本实施方式中，如图26以及图27所示，计算各虚拟区域M的(σsum)2/S成为最大的区域，通过连接各虚拟区域M的成为最大的区域的边界线来划分第一区域R1与第二区域R2。在该情况下，如图27所示，既可以将连接计算值的计算线作为边界线来划分第一区域与第二区域R2，也可以将基于计算线的近似线作为边界线来划分第一区域R1与第二区域R2。另外，在图27中，示出了将振动区域22中的一端部22a的沿着Y方向的长度设为850μm，将从一端部22a至另一端部22b为止的长度设为425μm的例子。在该情况下，近似式通过下述数式2表示。
(数式2)Y＝241.11
如此，基于每单位面积的产生应力来划分第一区域R1与第二区域R2，也能够获得与上述第十二实施方式相同的效果。
(第十四实施方式)
对第十四实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，使各振动区域22翘曲并且以并联的方式连接。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图28所示，在压电元件1中，各振动区域22中的另一端部22b(即，自由端)设为翘曲的状态。在本实施方式中，各振动区域22中的另一端部22b设为沿着与支承基板11侧相反侧的状态。另外，各振动区域22中的翘曲量设为相同，例如构成为翘曲成压电膜50的厚度以上。
此外，如上述那样，各振动区域22设为层叠有下层压电膜51与上层压电膜52的双压电晶片构造，可获得图29所示的电路构成。而且，在构成压电装置的情况下，各振动区域22中的各电极膜60与电路基板120并联连接。即，在本实施方式中，从各振动区域22分别向电路基板120输出压力检测信号。另外，在本实施方式中，振动区域22为翘曲的形状，从各振动区域22向电路基板120输出压力检测信号相当于提高部。
以上为本实施方式中的压电元件1的构成。另外，这种压电元件1如以下那样制造。即，在绝缘膜12上通过溅射法等将压电膜50成膜时，穿过支承基板11对压电膜50施加规定的电压，并在成膜后的压电膜50产生规定的残留应力。之后，形成分离用缝隙41分离各振动区域22，并通过残留应力使各振动区域22的另一端部22b翘曲，从而制造图28所示的压电元件1。
这种压电元件1如上述那样从各振动区域22输出压力检测信号。此时，例如如图30A所示，在从与法线方向一致的方向对各振动区域22施加了声压的情况下，各振动区域22的变形方式相等，从各振动区域22输出的压力检测信号也相等。另一方面，例如如图30B所示，在从与法线方向交叉的方向对各振动区域22施加了声压的情况下，在各振动区域22中变形的方式不同，从各振动区域22输出的压力检测信号不同。即，从各振动区域22输出与施加声压的方向相应的压力检测信号。因此，在本实施方式的压电元件1中，也能够检测施加声压的方向。即，本实施方式的压电元件1设为具有指向性的构成。
此时，在本实施方式中，振动区域22被设为翘曲的状态。因此，在各振动区域22中，与施加声压的方向相应的变形之差容易变大。因此，也能够实现与指向性相关的灵敏度的提高。
根据以上说明的本实施方式，压电元件1以各振动区域22翘曲的状态配置。而且，在与电路基板120连接的情况下，各振动区域22与电路基板120并联连接。因此，能够具备指向性并且能够实现与指向性相关的灵敏度的提高。
(第十四实施方式的变形例)
对第十四实施方式的变形例进行说明。如图31所示，在上述第十四实施方式中，也可以是各振动区域22与电路基板120并联连接，并且彼此串联连接。
(第十五实施方式)
对第十五实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，在振动区域22形成了反射膜。关于其他方面与第一实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式中，如图32所示，在各振动区域22中，与压电膜50、或电极膜60、焊盘部71c、72c相比反射率高的反射膜140形成于最表层。在本实施方式中，反射膜140形成于上层电极膜63上。另外，换言之，反射率高也可以说是吸收率较低。此外，在本实施方式中，反射膜140由与压电膜50相比杨氏模量小的材料构成，例如由铝的单层膜或者多层膜构成。而且，反射膜140形成于第二区域R2。另外，在本实施方式中，反射膜140相当于提高部。
以上为本实施方式中的压电元件1的构成。接下来，对本实施方式中的压电元件1的制造方法进行说明。
在制造压电元件1时，在支承基板11上，依次将绝缘膜12、压电膜50、电极膜60、反射膜140等成膜并适当图案化。并且，在形成了凹部10a之后，形成分离用缝隙41。
之后，在本实施方式中，进行优劣判定。具体而言，如图33所示，准备检测装置150，该检测装置150具备照射激光束L的激光源151、以及检测接收到的激光束L的强度的检测器152。检测器152具有进行基于阈值的判定的未图示的控制部，控制部由微计算机等构成，该微计算机具备CPU、由ROM、RAM、闪存、HDD等非易失实体存储介质构成的存储部等。CPU为Central Processing Unit(中央处理单元)的简称，ROM为Read Only Memory(只读存储器)的简称，RAM为Random Access Memory(随机存取存储器)的简称，HDD为Hard Disk Drive(硬盘驱动器)的简称。ROM等存储介质为非易失实体存储介质。
在振动区域22中未产生翘曲的情况下接收到激光束L时的强度被作为阈值存储于存储部中。而且，控制部对由检测器152接收到的激光束L的强度与阈值进行比较来进行优劣判定。
具体而言，将沿着相对于被配置在振动区域22的反射膜140的法线方向的面设为基准面T，从相对于基准面T倾斜的方向对反射膜140照射激光束L。而且，检测由检测器152反射的激光束L。之后，检测器152比较检测到的激光束L的强度与阈值从而进行优劣判定。例如，检测器152在检测到的激光束L的强度小于阈值的50％的情况下，进行判定振动区域22的状态为异常的优劣判定。在该情况下，例如如图34所示，在振动区域22的翘曲较大而无法由检测器152检测出激光束L的情况下，也判定振动区域22的状态为异常。另外，激光束L优选的是反射率最大者，例如在通过铝构成反射膜140的情况下，优选的是使用1μm以下的可见光区域的波长。此外，在通过其他金属膜构成反射膜140的情况下，也有优选使用红外区域的波长的情况。
根据以上说明的本实施方式，由于在振动区域22配置有反射膜140，因此能够进行振动区域22的优劣判定。因此，能够制造可抑制检测精度降低的压电元件1。此外，在本实施方式中，通过对反射膜140照射激光束L来进行优劣判定，因此能够非接触地进行优劣判定。
此外，反射膜140由与压电膜50相比杨氏模量小的材料构成。因此，能够抑制反射膜140阻碍压电膜50的变形，能够抑制检测精度降低。
而且，反射膜140配置于第二区域R2。因此，能够抑制反射膜140影响振动区域22中的应力容易变大的第一区域R1。
另外，也能够将本实施方式应用于第十四实施方式。在该情况下，用于判定的阈值被设定为振动区域22的翘曲量成为希望的值的情况下的强度即可。
(第十六实施方式)
对第十六实施方式进行说明。本实施方式在如第九实施方式那样构成压电装置时进行自诊断。关于其他方面与第九实施方式相同，因此这里省略说明。
在本实施方式的压电装置中，如图35所示，压电元件1其支承基板11的另一面11b经由接合部件2搭载于印刷基板131的一面131a。而且，在本实施方式中，与参照上述第十实施方式的图17说明的压电装置相同，在印刷基板131形成有贯通孔131b。因此，在本实施方式中，通过穿过贯通孔131b对传感检测部30施加声压来检测声压。而且，在本实施方式中，在外壳130内，形成贯通孔131b的部分与传感检测部30之间的空间成为受压面空间S1。此外，包含隔着传感检测部30位于与受压面空间S1相反侧的空间，与该空间不经由分离用缝隙41而连续的空间成为后部空间S2。
另外，在本实施方式中，以图35那样构成的压电装置为例进行了说明，但对于如第九实施方式、第十实施方式那样构成的压电装置也能够应用下述的构成。
如图36以及图37所示，本实施方式的压电元件1具有与各振动区域22电连接的第一～第五焊盘部701～705。另外，第一～第五焊盘部701～705相当于上述第一实施方式中的焊盘部71c、72c。而且，压电元件1与在上述第十四实施方式的变形例中说明的图31相同，设为各振动区域22经由第一～第五焊盘部701～705与电路基板120并联连接，并且彼此串联连接的构成。
电路基板120进行规定的信号处理，在本实施方式中，配置有控制部120a。另外，控制部120a也可以与电路基板120独立地配置。
控制部120a与上述第十五实施方式的控制部相同，由微计算机等构成，该微计算机具备CPU、由ROM、RAM、闪存、HDD等非易失实体存储介质构成的存储部等。而且，本实施方式的控制部120a进行压电装置的自诊断。
具体而言，本实施方式的控制部120a进行压电元件1的异常判定。详细而言，控制部120a对第一焊盘部701与第五焊盘部705之间施加规定的电压，以异常判定信号使各振动区域22振动。更详细地说，控制部120a以在实际的声压检测中能够对振动区域22施加的声压的频率，使各振动区域22通常振动。在本实施方式中，如图38所示，以共振频率为13kHz的方式形成有振动区域22，作为能够对压电元件1施加的声压的频率假设为几kHz。
因此，控制部120a对第一焊盘部701与第五焊盘部705之间施加规定电压，以使各振动区域22以几kHz通常振动。另外，在本实施方式中，共振频率设为13kHz并且将能够对压电元件1施加的声压的频率假设为几kHz。因此，也可以说是控制部120a对第一焊盘部701与第五焊盘部705之间施加规定电压，使得以比共振频率低的频率通常振动。
由此，在各振动区域22正常的情况下，从第二～第四焊盘部702～704施加与规定电压对应的分压。与此相对，在各振动区域22之间发生短路等异常的情况下，从第二～第四焊盘部702～704输出的电压发生变化。此外，在各振动区域22之间发生断线等异常的情况下，不从第二～第四焊盘部702～704输出电压。因此，控制部120a比较第二～第四焊盘部702～704的电压与规定的阈值范围来进行异常判定。
此外，本实施方式的控制部120a进行推断后部空间S2的压力的自诊断。而且，控制部120a基于推断出的压力对从压电元件1输出的压力检测信号进行校正。
即，在上述那样的压电装置中，由于后部空间S2的压力变动，从而振动区域22的振动方式发生变化。具体而言，后部空间S2的压力根据周围的温度、湿度以及所使用的高度(即，场所)等而变化。而且，振动区域22在后部空间S2的压力越高时越难以振动，在后部空间S2的压力越低时越容易振动。即，在上述那样的压电装置中，存在检测灵敏度由于使用环境而变化的可能性。因此，在本实施方式中，推断后部空间S2的压力，基于推断出的压力对从压电元件1输出的压力检测信号进行校正。
具体而言，控制部120a为了推断后部空间S2的压力，对压电元件1施加压力推断信号从而使各振动区域22进行推断振动。在该情况下，控制部120a以各振动区域22的振动变大的方式，以共振频率使各振动区域22最大振动。而且，控制部120a基于施加压力推断信号时的第二～第四焊盘部702～704的电压、与施加异常判定信号时的第二～第四焊盘部702～704的电压之差，进行接下来的工作。即，控制部120a计算作为共振倍率的Q值并且进行根据Q值推断后部空间S2的压力的自诊断。
另外，在计算Q值的情况下，能够适当变更具体的计算方法。例如，也可以基于施加压力推断信号时的第二～第四焊盘部702～704的电压、与施加异常判定信号时的第二～第四焊盘部702～704的电压中的任一个差值，来计算Q值。此外，也可以基于施加压力推断信号时的第二～第四焊盘部702～704的电压、与施加异常判定信号时的第二～第四焊盘部702～704的电压之差的平均值，来计算Q值。
而且，控制部120a在检测声压的情况下，基于推断出的后部空间S2的压力，对从压电元件1输出的压力检测信号进行校正。具体而言，控制部120a以后部空间S2的压力为大气压的情况为基准，对压力检测信号乘以与后部空间S2的压力相应的校正系数。例如，控制部120a在后部空间S2的压力比大气压大的情况下，由于振动区域22难以振动，因此将大于1的值作为校正系数与压力检测信号相乘来进行校正。另一方面，控制部120a在后部空间S2的压力比大气压小的情况下，由于振动区域22容易振动，因此将小于1的值作为校正系数与压力检测信号相乘来进行校正。由此，压力检测信号成为与后部空间S2的压力(即，振动区域22的振动容易度)相应的值。另外，校正系数例如通过预先实验等导出，并与后部空间S2的压力建立对应地存储于控制部120a。
根据以上说明的本实施方式，由于进行自诊断，因此能够实现检测精度的提高。具体而言，由于进行压电元件1的异常判定，因此通过在有异常的情况下停止声压的检测等，能够实现检测精度的提高。此外，由于对后部空间S2的压力进行推断，因此通过基于推断出的压力进行校正，从而能够提高检测精度。
(第十六实施方式的变形例)
对上述第十六实施方式的变形例进行说明。在上述第十六实施方式中，控制部120a也可以作为自诊断仅进行异常判定以及后部空间S2的压力的推断中的一方。此外，在上述第十六实施方式中，控制部120a也可以在进行后部空间S2的压力的推断时，只要是与通常振动不同的振动，便不以共振频率使各振动区域22振动。但是，通过使各振动区域22以共振频率最大振动，从而能够增大与通常振动之差，能够提高后部空间S2的压力的推断精度。
(第十七实施方式)
对第十七实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式，规定了下层电极膜61、中间电极膜62、以及上层电极膜63的膜厚。关于其他方面与第九实施方式相同，因此这里省略说明。
如图39所示，本实施方式中的压电元件1设为与上述第一实施方式相同的构成。但是，在本实施方式中，在压电元件1没有形成应力增加用缝隙42。
而且，在本实施方式中，下层电极膜61的膜厚以及上层电极膜63的膜厚比中间电极膜62的膜厚薄。例如，在本实施方式中，下层电极膜61以及上层电极膜63的膜厚设为25nm，中间电极膜62的膜厚设为100nm。另外，下层压电膜51中的下层电极膜61与中间电极膜62之间的膜厚、以及上层压电膜52中的中间电极膜62与上层电极膜63之间的膜厚与上述第一实施方式相同，例如设为50μm。
此外，下层电极膜61与上层电极膜63的刚性设为相等。在本实施方式中，下层电极膜61与上层电极膜63由相同的材料构成，并且由于膜厚相等而刚性相等。
另外，在本实施方式中，配置于第一区域R1以及第二区域R2的下层电极膜61、中间电极膜62、以及上层电极膜63分别设为上述构成。但是，下层电极膜61、中间电极膜62、以及上层电极膜63的至少形成于第一区域R1的部分设为上述构成即可。此外，在本实施方式中，下层电极膜61、中间电极膜62、以及上层电极膜63的构成相当于提高部。
如以上说明那样，在本实施方式中，下层电极膜61的膜厚以及上层电极膜63的膜厚比中间电极膜62的膜厚薄，下层电极膜61与上层电极膜63的刚性设为相等。因此，通过实现灵敏度的提高从而能够提高检测精度。
即，各振动区域22如上述那样将一端部22a设为固定端，并且将另一端部22b设为自由端。因此，如图40所示，例如在各振动区域22中，在从上层电极膜63侧向下层电极膜61侧施加负荷(即，声压)时，在下层压电膜51侧被施加压缩应力，在上层压电膜52侧被施加拉伸应力。而且，各振动区域22在厚度方向上的中心部成为既不被施加压缩应力也不被施加拉伸应力的中立面Cs。
在该情况下，如图41以及图42所示，在下层压电膜51施加的压缩应力越从中立面Cs远离越变大。同样，在上层压电膜52施加的拉伸应力越从中立面Cs远离越变大。因此，下层压电膜51以及上层压电膜52通过形成为包含从中立面Cs远离的位置，从而能够为包含应力较大的部分在内的构成。即，下层压电膜51及上层压电膜52通过形成为包含从中立面Cs远离的位置，从而能够为包含电荷容易产生的部分在内的构成。但是，通过单纯地加厚下层压电膜51的膜厚从而包含从中立面Cs远离的位置的情况下，下层电极膜61与中间电极膜62的间隔变宽，因此下层电极膜61与中间电极膜62之间的电容降低。同样，在通过单纯地加厚上层压电膜52的膜厚从而包含从中立面Cs远离的位置的情况下，中间电极膜62与上层电极膜63的间隔变宽，因此中间电极膜62与上层电极膜63之间的电容降低。
因此，如本实施方式那样，通过加厚中间电极膜62并且减薄下层电极膜61，从而下层压电膜51能够不变更下层压电膜51的膜厚地包含从中立面Cs远离的位置。同样，通过加厚中间电极膜62并且减薄上层电极膜63，从而上层压电膜52能够不变更上层压电膜52的膜厚地包含从中立面Cs远离的位置。因此，能够增加在下层压电膜51以及上层压电膜52产生的电荷，能够通过提高灵敏度来提高检测精度。
此外，下层电极膜61以及上层电极膜63使用钼、铜、铂、白金、钛等而构成，与构成下层压电膜51以及上层压电膜52的氮化铝钪等相比杨氏模量较大。因此，下层电极膜61以及上层电极膜63越厚则越容易阻碍下层压电膜51以及上层压电膜52的变形。因此，如本实施方式那样，通过使下层电极膜61以及上层电极膜63的膜厚比中间电极膜62的膜厚薄，从而与下层电极膜61以及上层电极膜63的膜厚与中间电极膜62的膜厚相同的情况相比，能够抑制下层压电膜51以及上层压电膜52的变形受到阻碍。因此，能够抑制灵敏度降低，能够提高检测精度。
而且，下层电极膜61以及上层电极膜63的刚性设为相等。因此，在施加声压时能够抑制下层压电膜51与上层压电膜52的变形方式不同，能够抑制整体的变形受到阻碍。
(第十七实施方式的变形例)
对上述第十七实施方式的变形例进行说明。在上述第十七实施方式中，下层电极膜61与上层电极膜63只要膜厚比中间电极膜62薄并且刚性相等，则也可以如以下那样构成。即，下层电极膜61与上层电极膜63也可以由不同的材料构成，并构成为通过调整膜厚从而使刚性相等。
(第十八实施方式)
对第十八实施方式进行说明。本实施方式相对于第十一实施方式，基于寄生电容Cp规定了电荷区域620的数量。关于其他方面与第十一实施方式相同，因此这里省略说明。
本实施方式的压电元件1与上述第十一实施方式相同，第一中间电极膜62a被分割为多个电荷区域620，并且各电荷区域620串联连接。此外，各电荷区域620分别设为相同的面积，并且彼此串联连接。
这里，将压电元件1中的灵敏度(即，输出电压)设为ΔV，将传感检测部30的整体的电容设为Co，将寄生电容设为Cp，将声压转换为电压时的声电转换系数设为Γ，将电荷区域620的数量设为n时，下述数式3成立。
(数式3)ΔV＝Γ×{Co/(Co+Cp)}
另外，寄生电容Cp为连接压电元件1(即，传感检测部30)与电路基板120的部分的电容、或在电路基板120的内部产生的电容等之和。此外，由于各电荷区域620串联连接，因此传感检测部30的电容Co与1/n2成比例。
因此，如图43A～图43C所示，将振动区域22中的从一端部22a至另一端部22b为止的长度设为长度d时，灵敏度根据长度d、电荷区域620的数量以及寄生电容Cp而变化。而且，当前期望提高灵敏度，实用的是从最大灵敏度至90％左右的范围。因此，在本实施方式中，以成为最大灵敏度的90％以上的方式设定电荷区域620的数量。例如如图43B所示，在振动区域22中的从一端部22a至另一端部22b的长度d为490μm，寄生电容Cp为2.0×10-12F的情况下，通过整体的电荷区域620的数量形成为8～16，从而能够实现灵敏度的降低。即，通过将各振动区域22中的电荷区域620的数量设为2～4，从而能够实现灵敏度的降低。
在以上说明的本实施方式中，规定为电荷区域620的数量成为最大灵敏度的90％以上。因此，通过实现灵敏度的提高从而能够实现检测精度的提高。
(第十九实施方式)
对第十九实施方式进行说明。本实施方式对如第九实施方式那样构成压电装置时的受压面空间S1的声顺Cf、后部空间S2的声顺Cb、以及分离用缝隙41的声阻Rg等进行了调整。关于其他方面与第九实施方式相同，因此这里省略说明。
如图44所示，本实施方式的压电装置构成为通过压电元件1中的支承基板11的另一面11b经由接合部件2搭载于印刷基板131的一面131a。而且，在本实施方式中，与参照上述第十实施方式的图17说明的压电装置相同，在印刷基板131形成有贯通孔131b。因此，在本实施方式中，通过穿过贯通孔131b对传感检测部30施加声压来检测声压。此外，在本实施方式中，在外壳130内，形成贯通孔131b的部分与传感检测部30之间的空间成为受压面空间S1。包含隔着传感检测部30位于与受压面空间S1相反侧的空间，并且与该空间不经由分离用缝隙41而连续的空间成为后部空间S2。
另外，在本实施方式中，虽未在压电元件1的支承基板11形成凹陷构造，但也可以在支承基板11形成有凹陷构造。此外，在本实施方式的压电元件1也未形成上述第一实施方式那样的应力增加用缝隙42，但也可以形成应力增加用缝隙42等。以下，以图44那样构成的压电装置为例进行说明，但对于使用了上述各实施方式的压电元件1的压电装置也能够应用下述的构成。
首先，压电装置的灵敏度取决于低频滚降频率、压电元件1的共振频率、以及亥姆霍兹频率(Helmholtz frequency)。具体而言，将低频滚降频率设为fr时，低频滚降频率fr通过下述数式4表示。将压电元件1的共振频率设为fmb时，共振频率fmb通过下述数式5表示。将亥姆霍兹频率设为fh时，亥姆霍兹频率fh通过下述数式6表示。
[数式4]
Figure BDA0003665375950000361
[数式5]
Figure BDA0003665375950000362
[数式6]
Figure BDA0003665375950000363
另外，数式5中的Lm是与压电元件1的各振动区域22中的整体的质量成比例的常数。数式6中的Lf是贯通孔132a的声质量(inertance)。
而且，贯通孔132a的声质量Lf通过下述数式7表示。此外，受压面空间S1的声顺Cf通过下述数式8表示。后部空间S2的声顺Cb通过下述数式9表示。分离用缝隙41的声阻Rg通过下述数式10表示。
[数式7]
Figure BDA0003665375950000364
[数式8]
Figure BDA0003665375950000365
[数式9]
Figure BDA0003665375950000371
[数式10]
Figure BDA0003665375950000372
另外，在数式7～10中，ρ0为空气密度，a为贯通孔132a的半径，L1为印刷基板131的厚度(即，贯通孔132a的长度)。此外，Vf为受压面空间S1的容积，Vb为后部空间S2的容积，c为音速。μ为空气的摩擦阻力，h为振动区域22的厚度，g为分离用缝隙41的宽度，L2为各振动区域22中的分离用缝隙41的长度。分离用缝隙41的宽度g是指各振动区域22的侧面彼此对置的部分的间隔，例如为图36中所示的部分的宽度。分离用缝隙41的长度L2例如为图36中所示的部分的长度。
而且，如图45所示，本实施方式的压电装置构成为频率按照低频滚降频率fr、压电元件1的共振频率fmb、亥姆霍兹频率fh的顺序变大。具体而言，各频率如上述数式4～6所示，成为基于受压面空间S1的声顺Cf、后部空间S2的声顺Cb、分离用缝隙41的声阻Rg的值。因此，各频率的值通过调整受压面空间S1的声顺Cf、后部空间S2的声顺Cb、分离用缝隙41的声阻Rg来调整。
更详细地说，越增大声顺Cb以及声阻Rg则低频滚降频率fr变得越小。越增大声顺Cm以及声顺Cb则压电元件1的共振频率fmb变得越小。在本实施方式中，通过调整声顺Cb从而调整压电元件1的共振频率fmb。越增大声质量Lf以及声顺Cf则亥姆霍兹频率fh变得越小。在本实施方式中，通过调整声顺Cf从而调整亥姆霍兹频率fh。由此，与使亥姆霍兹频率fh小于压电元件1的共振频率fmb的情况相比，由于压电装置通常被用于检测低频滚降频率fr与共振频率fmb之间的频率的声压，因此能够增加可维持灵敏度的频率。
此外，在本实施方式中，以使低频滚降频率为20Hz以下并且亥姆霍兹频率成为20kHz的方式，调整声顺Cf、声顺Cb、以及声阻Rg。即，在本实施方式中，低频滚降频率fr以及亥姆霍兹频率fh设为可听域之外的值。因此，在本实施方式的压电装置中，能够增加可听域内的可维持灵敏度的频率。另外，压电元件1的共振频率fmb例如设为13kHz。
这里，为了将低频滚降频率设为20Hz以下，如下述那样即可。即，对低频滚降频率fr产生影响的声阻Rg如上述的数式10那样表示。因此，为了将低频滚降频率设为20Hz以下，将上述的数式4设为20Hz以下即可，声阻Rg满足Rg≥1/(40π×Cb)即可。因此，分离用缝隙41的宽度g以满足下述数式11的方式形成即可。
[数式11]
Figure BDA0003665375950000381
而且，将低频滚降频率fr设为20Hz以下所需的声阻Rg与后部空间S2的声顺Cb的关系如图46所示。在该情况下，实际的振动区域22的厚度h以及分离用缝隙41的长度L2、与分离用缝隙41的宽度g的关系如图47所示。因此，如图47所示，分离用缝隙41的宽度g为3μm以下便能够将低频滚降频率设为20Hz以下。
此外，在上述那样的压电装置中，在对受压面空间S1导入声压时，后部空间S2的容积越大则灵敏度越容易变高，信号与噪声之比即SN比越容易变大。在该情况下，如图48所示，声顺Cb与声顺Cf之比即Cb/Cf若为14以下，则信号强度比(dB)成为相对于基准一般来说噪声较大的-3dB以下。另外，这里的基准是将信号变为最大的情况下的SN比作为基准。此外，相对于基准-3dB以下是人的听觉难以感知变化的范围。因此，在本实施方式中，将Cb/Cf设为14以下。由此，能够实现噪声的减少。
而且，在上述那样的压电装置中，通过振动区域22振动来进行检测。此外，在上述那样的压电装置中，即使在受压面空间S1未导入声压的状态下，由于布朗运动，空气颗粒也从受压面空间S1侧以及后部空间S2侧对振动区域22碰撞。在该情况下，若来自受压面空间S1侧的空气颗粒的碰撞、与来自后部空间S2侧的空气颗粒的碰撞的方式不同，则振动区域22不必要地振动而成为噪声的重要因素。
因此，为了减少与不必要振动相关的噪声，优选的是将受压面空间S1的容积与后部空间S2的容积设为相等。由此，能够实现与不必要振动相关的噪声的减少。
如以上说明那样，在本实施方式中，以按照低频滚降频率fr、压电元件1的共振频率fmb、亥姆霍兹频率fh的顺序而频率变大的方式，调整声顺Cf、声顺Cb、声阻Rg。因此，与亥姆霍兹频率fh设为比压电元件1的共振频率fmb小的情况相比，能够增加可维持灵敏度的频率。
此外，在本实施方式中，将低频滚降频率fr设为20Hz以下，将亥姆霍兹频率fh设为20kHz以上。因此，能够维持可听域内的灵敏度。在该情况下，通过分离用缝隙41的宽度g设为3μm以下，从而能够将低频滚降频率fr设为20Hz以下。
而且，在本实施方式中，Cb/Cf设为14以下。因此，能够实现噪声的减少。
此外，在本实施方式中，通过将受压面空间S1的容积与后部空间S2的容积设为相等，从而能够实现与不必要振动相关的噪声的减少。
(其他实施方式)
本公开基于实施方式进行了记述，但应理解为本公开不限于该实施方式、构造。本公开也包含各种变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种组合、方式进而包含仅其一要素、其以上或者其以下的其他组合、方式也落入本申请的范围、思想范围内。
例如在上述各实施方式中，振动部20设为具有至少一层的压电膜50、以及一层的电极膜60的构成即可。
此外，在上述各实施方式中，振动部20中的浮动区域21b也可以不被分割为四个振动区域22，而是被分割为三个以下的振动区域22，或者也可以被分割为五个以上的振动区域22。
而且，在上述各实施方式中，传感检测部30也可以由一个振动区域22构成。即，例如在上述第一实施方式中，也可以通过由一个浮动区域21b构成的四个振动区域22，构成四个传感检测部30。在该情况下，在上述第七实施方式中，设为仅具有一个浮动区域21b的构成并且在该浮动区域21b构成多个振动区域22，各振动区域22的共振频率也可以不同。
此外，在上述第一实施方式中，也可以是不形成应力增加用缝隙42而是形成为分离用缝隙41到达浮动区域21b的角部，角部C1通过第一区域R1中的分离用缝隙41向内侧凹陷而构成。
而且，在上述第三实施方式中，振动区域22的一端部22a设为具有相对于虚拟线K1向与另一端部22b侧相反侧鼓起的部分的形状即可，也可以不设为圆弧状。同样，在上述第四实施方式中，振动区域22的一端部22a设为具有相对于虚拟线K2向与另一端部22b侧相反侧鼓起的部分的形状即可，也可以不设为圆弧状。
此外，在上述第五实施方式中，硬膜82既可以均等地形成于第二区域R2中的第一区域R1侧与另一端部22b侧之间，也可以是第一区域R1侧比另一端部22b侧更密地形成。此外，在上述第五实施方式中，被嵌入(埋入)硬膜82的孔部81也可以不贯通上层电极膜63、上层压电膜52、中间电极膜62、以及下层压电膜51地形成。例如，孔部81也可以仅贯通上层电极膜63以及上层压电膜52地形成。即，形成于第二区域R2的硬膜82的深度能够适当变更。而且，在上述第五实施方式中，硬膜82的材料也可以与第一、第二电极部71、72不相同，只要是与压电膜50相比杨氏模量较高的材料即可，不特别限定构成的材料。
而且，在上述第六实施方式中，也可以不形成应力增加用缝隙42。作为这种压电元件1，也能够抑制检测精度降低。而且，在上述第六实施方式中，温度检测元件91以及发热元件92既可以配置于形成有下层电极膜61的部分，也可以配置于形成有上层电极膜63的部分。此外，在上述第六实施方式中，温度检测元件91以及发热元件92也可以形成于第一区域R1。而且，如上述第七实施方式等中记载那样，在上述第七实施方式以后的各实施方式中，不形成应力增加用缝隙42。但是，在各实施方式中应力增加用缝隙42也可以适当形成。此外，在上述第十六实施方式中，能够通过控制部120a的工作实现检测精度的提高。因此，在上述第十六实施方式中，也可以不在压电元件1形成提高部。
而且，在上述第七实施方式中，各传感检测部30中的各个振动区域22的共振频率只要不同即可，振动区域22的构成能够适当变更。例如，各传感检测部30中的各个振动区域22也可以通过使膜厚、材料不同而使共振频率不同。
另外，在将各传感检测部30中的各个振动区域22的膜厚、材料设为不同的情况下，例如也可以在将构成振动区域22的压电膜50成膜时等，通过适当配置掩模从而使膜厚、材料不同。此外，例如也可以在将压电膜50成膜之后通过蚀刻等调整膜厚，或在蚀刻后的部分再次将其他压电膜50成膜，从而使膜厚、材料不同。其中，在蚀刻后的部分再次将其他压电膜50成膜的情况下，例如将蚀刻后的部分的侧面设为锥形，从而难以在与新成膜的其他压电膜50之间形成空隙，故而优选。如此，在使膜厚、材料不同的情况下，能够容易根据使用用途选择最适者。此外，各振动区域22也可以使一端部22a与另一端部22b之间的长度不同，并且也变更膜厚、材料。
而且，也能够适当组合上述各实施方式。例如也可以将上述第一实施方式与上述各实施方式适当组合，在第一区域R1中的从支承体10浮动的部分形成角部C1。也可以将上述第二实施方式与上述各实施方式适当组合，在第一区域R1的一端部形成角部C2。也可以将上述第三实施方式与上述各实施方式适当组合，将凹部10a的开口端设为圆形状。也可以将上述第四实施方式与上述各实施方式适当组合，将凹部10a的开口端设为圆形状，并且在浮动区域21b形成分离用缝隙41，该分离用缝隙41终止于浮动区域21b内。也可以将上述第五实施方式与上述各实施方式适当组合，在第二区域R2配置硬膜82。也可以将上述第六实施方式与上述各实施方式适当组合，配置温度检测元件91以及发热元件92。也可以将上述第七实施方式与上述各实施方式适当组合，设为具备多个传感检测部30的构成。也可以将上述第八实施方式与上述各实施方式适当组合，在凹部10a的侧面具备保护膜100。也可以将上述第九实施方式与上述各实施方式适当组合，在支承基板11的侧面11c形成凹陷构造。也可以将上述第十实施方式与上述各实施方式组合，将压电元件1倒装芯片安装于印刷基板131。也可以将上述第十一实施方式与上述各实施方式适当组合，变更中间电极膜62的形状。也可以将上述第十二、第十三实施方式与上述各实施方式组合，变更第一区域R1与第二区域R2的划分方式。也可以将上述第十四实施方式与上述各实施方式组合，使各振动区域22翘曲，并且各振动区域22与电路基板120并联连接。也可以将上述第十五实施方式与上述各实施方式组合，设为具备反射膜140的构成。也可以将上述第十六实施方式与上述各实施方式组合，在构成压电装置时进行自诊断。也可以将上述第十七实施方式与各实施方式组合，使下层电极膜61以及上层电极膜63的膜厚比中间电极膜62薄，并且下层电极膜61与上层电极膜63的刚性设为相等。也可以将上述第十八实施方式与各实施方式组合，将电荷区域620的数量调整为最大灵敏度的90％以上。也可以将上述第十九实施方式与各实施方式组合，调整为低频滚降频率fr、压电元件1的共振频率fmb、亥姆霍兹频率fh依次变大。而且，也能够将上述各实施方式组合而成的方式彼此进一步组合。另外，在上述各实施方式、组合各实施方式而成的方式中，也能够设为根据需要除去构成要件的一部分而成的构成。例如如上述那样，在上述第六实施方式等中，也可以不形成应力增加用缝隙42。

Claims (51)

1.一种压电元件，具有输出与压力相应的压力检测信号的振动部(20)，所述压电元件具备：
支承体(10)；以及
所述振动部，配置于所述支承体上，为包含压电膜(50)、以及与所述压电膜连接而取出通过所述压电膜变形所产生的电荷的电极膜(60)的构成，所述振动部具有被支承于所述支承体的支承区域(21a)、以及与所述支承区域相连并从所述支承体浮动的多个振动区域(22)，所述振动部输出基于所述电荷的所述压力检测信号，
所述多个振动区域分别将成为与所述支承区域的边界的一端部(22a)设为固定端，并且将另一端部(22b)设为自由端，所述一端部侧的区域被设为第一区域(R1)，并且所述另一端部侧的区域被设为第二区域(R2)，
所述电极膜形成于所述第一区域，
所述压电元件具备使所述压力检测信号的检测精度提高的提高部(11c、22、22a、61～63、82、91、92、140、R1、R2、C1、C2)。
2.如权利要求1所述的压电元件，
所述多个振动区域形成有促进所述第一区域的变形的变形促进构造(C1、C2、22a、82)作为所述提高部。
3.如权利要求2所述的压电元件，
所述变形促进构造是在所述第一区域之中的从所述支承体浮动的部分形成的角部(C1)。
4.如权利要求2或3所述的压电元件，
所述变形促进构造通过所述第一区域的一端部为具有角部(C2)的形状而构成。
5.如权利要求3或4所述的压电元件，
所述角部为具有曲率的弯曲形状。
6.如权利要求3～5中任一项所述的压电元件，
所述振动区域之中的浮动的区域的外形线上的所述支承区域侧的两个端部，到达所述一端部，
所述振动区域，作为所述变形促进构造，被设为所述一端部具有相对于连结所述两个端部彼此之间的虚拟线(K1)向与所述另一端部相反侧鼓起的部分的形状。
7.如权利要求2～5中任一项所述的压电元件，
所述振动区域之中的浮动的区域的外形线上的所述支承区域侧的两个端部，分别终止于所述浮动的区域，
对于所述振动区域而言，作为所述变形促进构造，所述一端部具有相对于连结所述两个端部彼此之间的虚拟线(K2)向与所述另一端部相反侧鼓起的部分。
8.如权利要求2～7中任一项所述的压电元件，
在所述第二区域形成有孔部(81)，并且在所述孔部配置有与所述压电膜相比杨氏模量高的硬膜(82)作为所述变形促进构造。
9.如权利要求8所述的压电元件，
所述硬膜被形成为所述另一端部侧比所述第一区域侧密。
10.如权利要求8或9所述的压电元件，
所述硬膜由与所述电极膜相同的材料构成。
11.如权利要求1～10中任一项所述的压电元件，
在所述振动区域形成有输出与温度相应的温度检测信号的温度检测元件(91)、以及由于通电而发热的发热元件(92)，作为所述提高部。
12.如权利要求11所述的压电元件，
所述温度检测元件以及所述发热元件形成于所述第二区域。
13.如权利要求11或12所述的压电元件，
所述压电膜从所述支承体侧层叠下层压电膜(51)与上层压电膜(52)而构成，
所述温度检测元件以及所述发热元件配置于所述下层压电膜与所述上层压电膜之间。
14.如权利要求2～13中任一项所述的压电元件，
所述振动区域形成有多个，至少一部分作为所述提高部以相互的共振频率不同的方式而形成。
15.如权利要求14所述的压电元件，
对于共振频率不同的至少一部分的所述振动区域而言，所述一端部与所述另一端部之间的长度不同。
16.如权利要求14所述的压电元件，
对于共振频率不同的至少一部分的所述振动区域而言，所述振动区域的厚度不同。
17.如权利要求14所述的压电元件，
对于共振频率不同的至少一部分的所述振动区域而言，构成所述振动区域的材料不同。
18.如权利要求1～17中任一项所述的压电元件，
所述支承体具有支承基板(11)、以及配置于所述支承基板上并被配置所述振动部的绝缘膜(12)，使所述振动区域浮动的凹部(10a)形成于所述支承基板以及所述绝缘膜，
将在所述支承基板形成的凹部中的与所述绝缘膜侧相反侧的开口部设为第一开口部(11d)、并且将所述绝缘膜侧的开口部设为第二开口部(11e)时，连接所述第一开口部与所述第二开口部的侧面(11c)，作为所述提高部，被设为相对于连结所述第一开口部与所述第二开口部的虚拟线(K3)凹陷的凹陷构造。
19.如权利要求18所述的压电元件，
所述支承基板为硅基板，所述绝缘膜侧的一面(11a)为(110)面，
所述支承基板的侧面为(111)面。
20.如权利要求1～19中任一项所述的压电元件，
所述电极膜以及所述压电膜以下层电极膜(61)、下层压电膜(51)、中间电极膜(62)、上层压电膜(52)、上层电极膜(63)从所述支承体侧依次层叠的方式而配置，
所述中间电极膜，作为所述提高部，被分割为面积相等的多个电荷区域(620、621～623)，并且所述电荷区域以串联的方式连接，
所述振动部输出所述压力检测信号，该压力检测信号基于所述下层电极膜与所述中间电极膜的电荷区域之间产生的电荷、以及所述上层电极膜与所述中间电极膜的电荷区域之间产生的电荷。
21.如权利要求20所述的压电元件，
所述多个电荷区域被设为成为最大灵敏度的90％以上的数量。
22.如权利要求1～21中任一项所述的压电元件，
在沿与所述一端部交叉的方向将所述振动区域分割成多个的虚拟区域(M)中，将所述虚拟区域的电容设为C，将该虚拟区域产生的应力的平均值设为σ时，所述多个振动区域中的第一区域以及第二区域，作为所述提高部，通过将各个所述虚拟区域中的C×σ2成为最大的区域连接的边界线而被划分。
23.如权利要求1～21中任一项所述的压电元件，
在沿与所述一端部交叉的方向将所述振动区域分割成多个的虚拟区域(M)中，将所述虚拟区域的面积设为S，将所述虚拟区域产生的应力之和设为σsum时，所述多个振动区域中的第一区域以及第二区域，作为所述提高部，通过将各个所述虚拟区域中的(σsum)2/S成为最大的区域连接的边界线而被划分。
24.如权利要求1～21中任一项所述的压电元件，
所述多个振动区域为平面三角形状，
所述多个振动区域中的第一区域以及第二区域，作为所述提高部，以所述一端部成为三等分的方式分割所述振动区域而构成三个三角形，所述多个振动区域中的第一区域以及第二区域通过将三个三角形的重心位置(C)与所述一端部的两端部连接的边界线而被划分。
25.如权利要求1～24中任一项所述的压电元件，
所述多个振动区域，作为所述提高部，所述另一端部相对于所述一端部翘曲，
所述振动部，作为所述提高部，从所述多个振动区域分别输出所述压力检测信号。
26.如权利要求1～25中任一项所述的压电元件，
所述多个振动区域，作为所述提高部，在所述第二区域配置有与所述压电膜相比反射率高的反射膜(140)。
27.如权利要求26所述的压电元件，
所述反射膜由与所述压电膜相比杨氏模量低的材料构成。
28.如权利要求1～27中任一项所述的压电元件，
所述电极膜以及所述压电膜以下层电极膜(61)、下层压电膜(51)、中间电极膜(62)、上层压电膜(52)、上层电极膜(63)从所述支承体侧依次层叠的方式而配置，
对于所述下层电极膜、所述中间电极膜、所述上层电极膜而言，作为所述提高部，所述下层电极膜以及所述上层电极膜的膜厚比所述中间电极膜的膜厚薄，所述下层电极膜与所述上层电极膜的刚性相等。
29.一种压电元件，具有输出与压力相应的压力检测信号的振动部(20)，所述压电元件具备：
支承体(10)；以及
所述振动部，配置于所述支承体上，具有压电膜(50)、以及与所述压电膜连接而取出通过所述压电膜变形所产生的电荷的电极膜(60)，所述振动部具有支承于所述支承体的支承区域(21a)、以及与所述支承区域相连并从所述支承体浮动的多个振动区域(22)，所述振动部输出基于所述电荷的所述压力检测信号，
多个所述振动区域分别将成为与所述支承区域的边界的一端部(22a)设为固定端，并且将另一端部(22b)设为自由端，所述一端部侧的区域被设为第一区域(R1)，并且所述自由端侧的区域被设为第二区域(R2)，而且，多个所述振动区域形成为至少一部分的所述振动区域的共振频率相互不同，
所述电极膜配置于所述第一区域。
30.如权利要求29所述的压电元件，
对于共振频率不同的至少一部分的所述振动区域而言，所述一端部与所述另一端部之间的长度不同。
31.如权利要求29所述的压电元件，
对于共振频率不同的至少一部分的所述振动区域而言，所述振动区域的厚度不同。
32.如权利要求29所述的压电元件，
对于共振频率不同的至少一部分的所述振动区域而言，构成所述振动区域的材料不同。
33.如权利要求29～32中任一项所述的压电元件，
在所述振动区域形成有输出与温度相应的温度检测信号的温度检测元件(91)、以及由于通电而发热的发热元件(92)。
34.如权利要求33所述的压电元件，
所述温度检测元件以及所述发热元件形成于所述第二区域。
35.如权利要求33或34所述的压电元件，
所述压电膜从所述支承体侧层叠下层压电膜(51)与上层压电膜(52)而构成，
所述温度检测元件以及所述发热元件配置于所述下层压电膜与所述上层压电膜之间。
36.一种压电装置，具备具有输出与压力相应的压力检测信号的振动部(20)的压电元件，所述压电装置具备：
如权利要求1～35中任一项所述的压电元件；以及
外壳(130)，具有搭载所述压电元件的被安装部件(131)、以及以收容所述压电元件的状态而被固定于所述被安装部件的盖部(132)，所述外壳形成有与外部连通来导入所述压力的贯通孔(131b、132a)。
37.如权利要求36所述的压电装置，
具备搭载于所述被安装部件的电路基板(120)，
所述压电元件在所述压电膜上形成与所述电极膜电连接的连接焊盘部(701、702)，所述压电元件被倒装芯片安装于所述被安装部件，所述连接焊盘部经由形成于所述被安装部件的布线部(131c)与所述电路基板电连接，
所述连接焊盘部配置于所述电路基板侧。
38.如权利要求37所述的压电装置，
所述压电元件在所述压电膜上具有为浮置状态的虚设焊盘部(703～708)，
所述连接焊盘部以及所述虚设焊盘部以所述压电元件中的与所述被安装部件的面方向平行的面的中心为基准，对称地配置。
39.如权利要求36～38中任一项所述的压电装置，
将所述外壳内的空间中的与位于所述贯通孔与所述振动部之间的受压面空间(S1)不同的空间设为后部空间(S2)，将所述压电元件的声顺设为Cm，将所述后部空间的电容设为Cb时，Cb/Cm为2以下。
40.如权利要求36～39中任一项所述的压电装置，
在所述振动部形成有划分所述多个振动区域的分离用缝隙(41)，
将所述外壳内的空间中的位于所述贯通孔与所述振动部之间的空间设为受压面空间(S1)，并且将与所述受压面空间不同的空间设为后部空间(S2)时，所述压电元件的声顺、所述受压面空间的声顺、所述后部空间的声顺以及所述缝隙的声阻被调整为频率按照低频滚降频率、所述压电元件的共振频率、亥姆霍兹频率的顺序而变大。
41.如权利要求40所述的压电装置，
所述低频滚降频率为20Hz以下，
所述亥姆霍兹频率为20kHz以上。
42.如权利要求41所述的压电装置，
所述分离用缝隙的宽度为3μm以下。
43.如权利要求36～42中任一项所述的压电装置，
将所述受压面空间的声顺设为Cf，并且将所述后部空间的声顺设为Cb时，Cb/Cf为14以下。
44.如权利要求36～43中任一项所述的压电装置，
将所述外壳内的空间中的位于所述贯通孔与所述振动部之间的空间设为受压面空间(S1)，并且将与所述受压面空间不同的空间设为后部空间(S2)时，所述受压面区间的容积与所述后部空间的容积为相等。
45.如权利要求36～44中任一项所述的压电装置，
具备进行规定的处理的控制部(120a)，
对于所述压电元件而言，所述多个振动区域与所述控制部并联连接，并且所述多个振动区域串联连接，
所述控制部通过施加规定电压使所述多个振动区域振动，从而进行所述压电元件的自诊断。
46.如权利要求45所述的压电装置，
所述控制部，作为所述自诊断，以成为基于能够施加于所述压电元件的压力的通常振动的方式，使所述多个振动区域振动，并基于串联连接的所述振动区域之间的电压来进行所述压电元件的异常判定。
47.如权利要求45或46所述的压电装置，
将所述外壳内的空间中的与位于所述贯通孔与所述振动部之间的空间(S1)不同的空间设为后部空间(S2)，
所述控制部，作为所述自诊断，计算两个电压之差来导出共振倍率，并且基于所述共振倍率推断所述后部空间的压力，所述两个电压为，以成为基于能够施加于所述压电元件的压力的通常振动的方式，使所述多个振动区域振动时的所述振动区域之间的电压，和以成为与所述通常振动不同的推断振动的方式使所述多个振动区域振动时的所述振动区域之间的电压，
所述控制部基于推断出的所述后部空间的压力，进行所述压力检测信号的校正。
48.如权利要求47所述的压电装置，
所述控制部，作为所述推断振动，使所述多个振动区域以共振频率振动。
49.一种压电元件的制造方法，所述压电元件具备：
支承体(10)；以及
振动部(20)，配置于所述支承体上，为包含压电膜(50)、以及与所述压电膜连接而取出通过所述压电膜变形所产生的电荷的电极膜(60)的构成，所述振动部具有支承于所述支承体的支承区域(21a)、以及与所述支承区域相连并从所述支承体浮动的多个振动区域(22)，所述振动部输出基于所述电荷的所述压力检测信号，
所述多个振动区域分别将成为与所述支承区域的边界的一端部(22a)设为固定端，并且将另一端部(22b)设为另一端部，所述一端部侧的区域被设为第一区域(R1)，并且所述另一端部侧的区域被设为第二区域(R2)，
所述电极膜形成于所述第一区域，
所述压电元件形成有提高所述压力检测信号的检测精度的提高部(11c、22、22a、62、82、91、92、140、R1、R2、C1、C2)，
所述压电元件的制造方法进行：
准备所述支承体；以及
在所述支承体上形成所述振动部，
在形成所述振动部中，在所述支承体形成使所述振动区域浮动的凹部(10a)。
50.如权利要求49所述的压电元件的制造方法，
在准备所述支承体中，准备具有由硅基板构成的支承基板(11)、以及配置于所述支承基板上的绝缘膜(12)的所述支承体，
在形成所述凹部中，进行：通过进行各向异性干式蚀刻，从而贯通所述支承基板以及所述绝缘膜使所述振动区域浮动；通过进行各向异性湿式蚀刻，从而成为将在所述支承基板形成的凹部中的与所述绝缘膜侧相反侧的开口部设为第一开口部(11d)、并且将所述绝缘膜侧的开口部设为第二开口部(11e)时，连接所述第一开口部与所述第二开口部的侧面(11c)相对于连结所述第一开口部与所述第二开口部的虚拟线(K3)呈凹陷的构成。
51.如权利要求49或50所述的压电元件的制造方法，
在形成所述振动部中，在所述第二区域配置与所述压电膜相比反射率高的反射膜(140)，
在形成所述振动部之后，基于向所述反射膜照射激光束(L)而反射的所述激光束的强度来判定所述振动区域的翘曲。
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