(57)【要約】      （修正有）【課題】無電源で加わった衝撃を検知し、記録することができ、しかも小型化を図り得る衝撃検知・記録装置を提供する。【解決手段】衝撃検知・記録装置１は、衝撃による機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し出力する圧電素子４を有する衝撃センサ２に並列に強誘電体メモリ３が接続されており、強誘電体メモリ３が、強誘電体層を介して対向する第１，第２の電極を有し、強誘電体メモリ３が衝撃が加わった際に圧電素子が変位する部分以外の衝撃センサ部分に一体化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃による機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、出力する圧電素子を有する衝撃センサと、
前記衝撃センサに一体に構成されており、強誘電体層と、強誘電体層を介して対向するように設けられた第１，第２の電極を有し、前記圧電素子に並列に接続されている強誘電体メモリとを備え、
前記強誘電体メモリが、前記圧電素子が圧電効果により変位する部分以外の衝撃センサ部分に一体に構成されている、衝撃検知・記録装置。
【請求項２】
前記衝撃センサが、前記圧電素子と、該圧電素子を直接または間接に支持している支持部材とを有し、前記支持部材の一面に前記強誘電体メモリの第１の電極及び第２の電極のうち少なくとも一方の電極が形成されて前記強誘電体メモリが前記衝撃センサに一体化されている、請求項１に記載の衝撃検知・記録装置。
【請求項３】
前記支持部材が、前記圧電素子を支持している第１の支持部材と、前記第１の支持部材に接合された第２の支持部材とを有し、前記強誘電体メモリの第１及び第２の電極のうち少なくとも一方の電極が前記第２の支持部材に形成されており、該第２の支持部材において強誘電体メモリが一体化されている、請求項２に記載の衝撃検知・記録装置。
【請求項４】
前記衝撃センサの前記圧電素子の検知面に対し、前記強誘電体メモリの前記強誘電体層の主面が非平行とされている、請求項１または２に記載の衝撃検知・記録装置。
【請求項５】
前記支持部材が、前記圧電素子を挟持している一対の第１の支持部材と、前記一対の第１の支持部材に接合された第２の支持部材とを有し、
前記一対の第１の支持部材を結ぶ方向と直交する方向に対し、前記検知面が交差する方向となるように前記圧電素子が前記一対の第１の支持部材に挟持されている、請求項４に記載の衝撃検知・記録装置。
【請求項６】
前記一対の第１の支持部材の前記圧電素子を挟持している面が一対の支持部材を結ぶ方向と直交する方向に対して傾斜しており、前記一対の支持部材のそれぞれにおいて、前記圧電素子を挟持している面とは反対側の面である外側面が、前記一対の支持部材を結ぶ方向と直交する方向と平行とされており、前記外側面に前記強誘電体メモリが一体に構成されている、請求項５に記載の衝撃検知・記録装置。
【請求項７】
前記衝撃センサと前記強誘電体メモリとの間に充填されたアンダーフィル層を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の衝撃検知・記録装置。
【請求項８】
前記圧電素子が、バイモルフ型の圧電素子である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の衝撃検知・記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から加わった衝撃を検知し、記録する衝撃検知・記録装置に関し、より詳細には、衝撃センサと、該衝撃センサで検知された衝撃を記録する強誘電体メモリとを有する衝撃検知・記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器や車両などにおいて、衝撃を検知し、記録するための様々なセンサが提案されている。下記の特許文献１には、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する電荷発生用圧電体と、発生した電荷により分極反転を繰り返す強誘電体メモリとを備える圧電振動エネルギーセンサが開示されている。衝撃等の振動が加わると、圧電体が電荷を発生する。この電荷により強誘電体メモリが分極反転する。多数の振動が繰り返し与えられた場合、分極反転が繰り返され、疲労により残留分極が低下する。そのとき、残留分極の低下度合いにより、加えられた振動の回数を求めることができる。また、上記圧電振動エネルギーセンサは、圧電体と強誘電体メモリとを備えるものであるため、無電源で加えられた振動の回数を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６１３４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、特許文献１には、無電源で、加えられた振動の回数を測定し得る圧電振動エネルギーセンサが開示されている。しかしながら、特許文献１では、電荷発生用圧電体により出力された電気エネルギーを強誘電体メモリに加えて記録を行う旨の原理が記載されているだけである。すなわち、特許文献１には、電荷発生用圧電体の具体的な構造、並びに強誘電体メモリ自体の具体的な構造については示されていない。また、電荷発生用圧電体と強誘電体メモリとを組み合わせた具体的な構造についても記載されていない。
【０００５】
衝撃を検知し、記録する装置においても他の電子部品と同様に小型化が強く求められているが、上記の通り、特許文献１には、このような要求を満たす具体的な構造は示されていない。
【０００６】
本発明の目的は、無電源で外部からの衝撃を検知し、記録することを可能とし、しかも小型化を図り得る衝撃検知・記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る衝撃検知・記録装置は、衝撃センサと、強誘電体メモリとを備える。衝撃センサは、衝撃による機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、出力する圧電素子を有する。強誘電体メモリは、衝撃センサに一体的に構成されており、強誘電体層と、強誘電体層を介して対向するように設けられた第１，第２の電極を有する。強誘電体メモリは、上記圧電素子に並列に接続されている。本発明では、上記強誘電体メモリは、圧電素子が圧電効果により変位する部分以外の衝撃センサ部分に一体に構成されている。
【０００８】
本発明に係る衝撃検知・記録装置のある特定の局面では、前記衝撃センサが、前記圧電素子と、該圧電素子を直接または間接に支持している支持部材とを有する。そして、前記支持部材の一面に前記強誘電体メモリの第１の電極及び第２の電極のうち少なくとも一方の電極が形成されて前記強誘電体メモリが前記衝撃センサに一体化されている。この場合には、衝撃センサにおいて、支持部材は衝撃が加わった際の圧電効果による変位の影響を受け難い。従って、圧電素子の変形による強誘電体メモリへの影響を効果的に抑制することができる。しかも、第１及び第２の電極のうち少なくとも一方の電極が支持部材の一面に形成されているため、衝撃検知・記録装置のより一層の小型化を図ることができる。
【０００９】
本発明に係る衝撃検知・記録装置の他の特定の局面では、前記支持部材が、前記圧電素子を支持している第１の支持部材と、前記第１の支持部材に接合された第２の支持部材とを有し、前記強誘電体メモリの第１及び第２の電極のうち少なくとも一方の電極が前記第２の支持部材に形成されており、該第２の支持部材において強誘電体メモリが一体化されている。このように、強誘電体メモリは、第２の支持部材に一体化されていてもよく、従って、強誘電体メモリは、圧電素子を間接的に支持している第２の支持部材に一体化されていてもよい。
【００１０】
本発明に係る衝撃検知・記録装置のさらに他の特定の局面では、前記衝撃センサの前記圧電素子の検知面に対し、前記強誘電体メモリの前記強誘電体層の主面が非平行とされている。圧電素子の検知面は、予想される外力を最も大きく受ける方向に位置することが望ましい。従って、検知面に対し、強誘電体層の主面が非平行である場合、強誘電体層に大きな外力が加わり難い。そのため、強誘電体メモリにおける記録状態の劣化を効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る衝撃検知・記録装置のさらに別の特定の局面では、前記支持部材が、前記圧電素子を挟持している一対の第１の支持部材と、前記一対の第１の支持部材に接合された第２の支持部材とを有し、前記一対の第１の支持部材を結ぶ方向と直交する方向に対し、前記検知面が交差する方向となるように前記圧電素子が前記一対の第１の支持部材に挟持されている。この場合には、検知面が一対の第１の支持部材を結ぶ方向と直交する方向に対して傾斜されているので、一対の第１の支持部材を結ぶ方向や、該結ぶ方向と直交する方向などの様々な方向から加わる衝撃を効果的に検知することができる。
【００１２】
本発明のさらに他の特定の局面では、前記一対の第１の支持部材の前記圧電素子を挟持している面が一対の支持部材を結ぶ方向と直交する方向に対して傾斜しており、前記一対の支持部材のそれぞれにおいて、前記圧電素子を挟持している面とは反対側の面である外側面が、前記一対の支持部材を結ぶ方向と直交する方向と平行とされており、前記外側面に前記強誘電体メモリが一体に構成されている。この場合には、圧電素子の検知面が一対の第１の支持部材を結ぶ方向と直交する方向に対して傾斜しているため、様々な方向から加わる外力を効果的に検知することができる。しかも、一対の支持部材のそれぞれにおいて、圧電素子を挟持している面と反対側の面である外側面が一対の支持部材を結ぶ方向と直交する方向と平行とされているので、外側面に強誘電体メモリを容易に一体化することが可能とされている。
【００１３】
本発明に係る衝撃検知・記録装置のさらに別の特定の局面では、前記衝撃センサと前記強誘電体メモリとの間に充填されたアンダーフィル層を有する。この場合には、衝撃検知・記録装置の機械的強度を高めることができる。
【００１４】
本発明に係る衝撃検知・記録装置に用いられる圧電素子は特に限定されないが、好ましくはバイモルフ型の圧電素子が用いられる。それによって、衝撃が加わった際に、より大きな出力を取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る衝撃検知・記録装置によれば、圧電素子を有する衝撃センサに、強誘電体メモリが、圧電素子が圧電効果により変位する部分以外の衝撃センサ部分に一体に構成されているため、１つの部品で衝撃を検知し、記録し得る衝撃検知・記録装置を提供することができる。しかも、強誘電体メモリが衝撃センサに一体に構成されているため、衝撃検知・記録装置の小型化を図ることができる。また、強誘電体メモリは、圧電効果により変位する部分以外の衝撃センサ部分に一体に構成されているため、衝撃を高感度で検知し、確実に記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の外観を示す斜視図及び衝撃センサ部分の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る衝撃検知・記録装置において、強誘電体メモリが支持部材に一体に構成されている部分の要部を示す部分切欠平面断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の衝撃検知・記録装置の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の正面断面図である。
【図６】第２の実施形態の衝撃検知・記録装置の変形例を示す正面断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の外観を示す斜視図である。
【図８】第３の実施形態の衝撃検知・記録装置の等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１８】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の外観を示す斜視図である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、衝撃検知・記録装置１は、衝撃センサ２と、強誘電体メモリ３とを有する。衝撃センサ２は、圧電バイモルフ素子からなる圧電素子４を有する。圧電素子４は、図１（ｂ）に示すように、一対の第１の支持部材５，６により挟持されている。圧電素子４は第１，第２の圧電体層４ａ，４ｂを積層した構造を有する圧電バイモルフ素子からなり、略板状の形状を有する。衝撃により外部から機械的エネルギーが加わった際に、圧電体層４ａ，４ｂがその主面と直交する方向において互いに逆方向に変位する。この変位に基づき、圧電効果によって圧電体層４ａ，４ｂに電荷が発生する。この電荷が、図示しない一対の電極により取り出される。一方の電極は、圧電素子４の長さ方向一端４ｃ側に引き出されている。他方の電極が、他端４ｄ側に引き出されている。
【００２０】
上記圧電素子４は、主面である検知面４ｅ，４ｆが、斜め方向に傾斜している。言い換えれば、第１の支持部材５，６を結ぶ方向と直交し、かつ圧電素子４の長さ方向と直交する方向Ｚに対して、検知面４ｅ，４ｆが傾斜している。上記圧電素子４を構成する材料は特に限定されない。圧電体層４ａ，４ｂは、例えばＰＺＴ系セラミックスなどの周知のセラミックスを用いて形成することができる。また上記電極についても、Ａｇ、Ａｕなどの適宜の金属により形成することができる。
【００２１】
一対の第１の支持部材５，６は、アルミナなどの絶縁性セラミックス、あるいは合成樹脂などの絶縁性材料により形成することができる。
【００２２】
第１の支持部材５は、検知面４ｅと空間を隔てて配置されており、かつ圧電素子４の長さ方向と平行に延びる本体部５ａを有する。本体部５ａの両端から、それぞれ、圧電素子４側に向かって挟持部５ｂ，５ｃが延ばされている。挟持部５ｂ，５ｃの先端面は、圧電素子４に接合されている。従って、この先端面は、上記方向Ｚに対して傾斜されている。他方、本体部５ａの外側面５ａ１は、上記方向Ｚ、すなわち上下方向に対して平行とされている。
【００２３】
よって、本実施形態では、衝撃検知・記録装置１の上下方向に延びる側面の一部が、外側面５ａ１で構成されている。そして、直方体状の衝撃センサ２内において、前述したように、上下方向に対して傾斜する検知面４ｅ，４ｆを有するように、バイモルフ素子からなる圧電素子４を支持することが可能とされている。
【００２４】
なお、第１の支持部材６も、第１の支持部材５と同様に構成されている。
【００２５】
第１の支持部材５，６の上面には、板状の第２の支持部材７が接合されている。同様に、第１の支持部材５，６の下面にも、板状の第２の支持部材８が接合されている。それによって、圧電素子４が衝撃センサ２内に内蔵されている。
【００２６】
第２の支持部材７，８は、アルミナなどの適宜の絶縁性セラミックスまたは合成樹脂により形成することができる。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、衝撃センサ２では、外部電極９，１０が形成されている。外部電極９は、圧電素子４の一端４ｃを覆うように形成されており、前述した圧電素子４の一方の電極に電気的に接続されている。外部電極１０は、圧電素子４の他端４ｄを覆うように形成されており、それによって、圧電素子４の前述した他方の電極に電気的に接続されている。
【００２８】
外部電極９，１０についても、前述した電極と同様の適宜の金属により形成することができる。
【００２９】
強誘電体メモリ３は、上記衝撃センサ２に一体に構成されている。
【００３０】
より具体的には、図２に示すように、強誘電体メモリ３は、強誘電体層１１を有する。強誘電体層１１は、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２、ＢｉＦｅＯ３などの適宜の強誘電体からなる。本実施形態では、強誘電体としてＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９が用いられる。
【００３１】
本実施形態では、強誘電体層１１は、シリコン基材１８の一方主面上に形成されている。シリコン基材１８の他方主面上には、電極１２が略全面に形成されている。強誘電体層１１のシリコン基材１８とは反対側の面上には、第１の電極１３が形成されている。第１の電極１３は、強誘電体層１１及びシリコン基材１８を介して電極１２と対向している。
【００３２】
シリコン基材１８には、強誘電体層１１が形成されていない部分において、シリコン基材１８を一方主面から他方主面へと貫通するビア導体１９が設けられている。シリコン基材１８の一方主面上には、ビア導体１９が設けられている部分をおおうように、第２の電極１４が形成されている。第２の電極１４は、シリコン基材１８を介して電極１２と対向しており、ビア導体１９を介して電極１２に電気的に接続されている。
【００３３】
第１の電極１３と第２の電極１４との間に電圧を印加することにより、強誘電体層１１の電子分極を反転させることができ、強誘電体層１１を一方方向に電子分極された「０」の状態または一方方向とは逆の方向に電子分極された「１」の状態とすることができる。それによって、記録を行うことができる。
【００３４】
電極１２、第１及び第２の電極１３，１４は、Ａｇ、Ａｕなどの適宜の金属もしくは合金により形成することができる。
【００３５】
なお、本発明において、シリコン基材１８及びビア導体１９は必須の構成ではなく、必ずしも設けずともよい。もっとも、シリコン基材１８及びビア導体１９が設けられている本実施形態の構成では、圧電体からの電圧を印加するだけで強誘電体層１１の電子分極を確実に反転させることができるため、好ましい。
【００３６】
他方、外部電極９，１０は、第２の支持部材７の外側面、第１の支持部材５，６の外側面及び第２の支持部材８の外側面にも至るように形成されている。図２に示すように、第１，第２の電極１３，１４は、外部電極９，１０と、それぞれ、第２の支持部材７の外側面において対向されている。第１，第２の電極１３，１４が導電性接着剤１５，１６を介して、外部電極９，１０に接合されている。
【００３７】
第１，第２の電極１３，１４は、図１（ａ）に示す導電性接着剤１５Ａ，１６Ａによっても、外部電極９，１０に接合されている。すなわち、本実施形態では、強誘電体メモリ３は、第２の支持部材７，８の外側面において、外部電極９，１０に第１，第２の電極１３，１４が接合されている。すなわち、圧電素子４の変位する部分以外において強誘電体メモリが一体化されている。よって、圧電効果によって変位するに圧電素子４に対して、電気的接続部分が遠ざけられている。従って、衝撃センサ２側の変形による影響を強誘電体層１１が受け難い。もっとも、第１，第２の電極１３，１４は、第１の支持部材５の外側面において外部電極９，１０に接合されていてもよい。
【００３８】
上記構成により、図３に示すように強誘電体メモリ３が、衝撃センサ２に並列に接続されている回路が形成されている。
【００３９】
図２に示すように、本実施形態では、アンダーフィル層１７が、強誘電体層１１と、第２の支持部材７との間に充填されている。アンダーフィル層１７は、第１の支持部材５及び第２の支持部材８と強誘電体層１１との間の空隙にも至るように充填されている。アンダーフィル層１７は、エポキシ樹脂などの適宜の接着剤硬化物からなる。それによって、強誘電体メモリ３と衝撃センサ２との接合強度が高められている。よって、衝撃検知・記録装置１全体の機械的強度が効果的に高められる。もっとも、アンダーフィル層１７は設けられずともよい。
【００４０】
また、本実施形態では、導電性接着剤１５，１６，１５Ａ，１６Ａを用いたが、金属バンプを用いてもよい。金属バンプとしては、Ａｕバンプ、半田バンプ、Ｃｕバンプなどの適宜の金属バンプを用いることができる。好ましくは、Ａｕバンプが望ましい。それによって、衝撃センサ２側の変形による影響が強誘電体層１１に至り難い。
【００４１】
もっとも、上記のように、Ａｕバンプなどの金属バンプよりも振動吸収性能に優れているため、導電性接着剤１５，１６，１５Ａ，１６Ａを用いることが望ましい。
【００４２】
上記導電性接着剤１５，１６，１５Ａ，１６Ａとしては、エポキシ樹脂などの接着剤に金属粉末などの導電性粉末を分散させてなる適宜の導電性接着剤を用いることができる。
【００４３】
本実施形態の衝撃検知・記録装置１では、上記のように強誘電体メモリ３が衝撃センサ２に一体化されている。従って、単一の部品として、衝撃を検知し、記録する装置を構成することができる。よって、衝撃検知・記録装置の小型化を図ることができる。
【００４４】
加えて、本実施形態では、圧電素子４の検知面４ｅ，４ｆが、衝撃検知・記録装置１の上下方向に対して斜め方向に傾斜している。従って、様々な方向から加わる衝撃を高感度で検出することができる。また、検知面４ｅ，４ｆの向きは、予想される衝撃が最も強く加わる方向とされていることが望ましい。それによって、衝撃センサ２において、検出感度を効果的に高めることができる。この場合、強誘電体層１１の主面は、検知面４ｅ，４ｆと非平行とされている。従って、予想される強い衝撃による強誘電体層１１の割れや欠けを効果的に抑制することができる。また、衝撃センサ２側から加わる応力による強誘電体層１１の変形等も効果的に抑制することができる。よって、衝撃を高感度で検知し、記録することができる。
【００４５】
図４及び図５は、本発明の第２の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の外観を示す斜視図及び正面断面図である。衝撃検知・記録装置２１では、直方体状の衝撃センサ２２の上面に強誘電体メモリ２３が一体化されている。
【００４６】
衝撃センサ２２は、バイモルフ型圧電素子からなる圧電素子２４を有する。圧電素子２４は、その主面すなわち検知面２４ａが図４において水平方向と平行とされている。バイモルフ型圧電素子からなる圧電素子２４は、検知面２４ａが水平方向とされており、矩形板状の形状を有することを除いては、第１の実施形態の圧電素子４と同様に構成されている。
【００４７】
すなわち、圧電素子２４は、圧電体層２４ｂ，２４ｃと、電極２４ｅ〜２４ｇを有する（図５）。
【００４８】
圧電素子２４の上面に、第１の支持部材２５が接合されている。第１の支持部材２５は、矩形板状の本体部２５ａと本体部２５ａの長さ方向両端から下方に延びる一対の脚部２５ｂ，２５ｂとを有する。脚部２５ｂ，２５ｂは、衝撃検知・記録装置２１の幅方向両端に至るように形成されている。本体部２５ａは、隙間Ａを隔てて圧電素子２４の検知面２４ａと対向している。脚部２５ｂ，２５ｂの下面が圧電素子２４に接合されている。
【００４９】
圧電素子２４の下面には、第１の支持部材２６が固定されている。第１の支持部材２６も、本体部２５ａと、本体部２５ａの長さ方向両端に設けられた脚部２６ｂ，２６ｂとを有する。
【００５０】
本体部２６ａも、空隙Ａを隔てて圧電素子２４に対向されている。従って、空隙Ａ，Ａにより、圧電素子２４の検知面である主面の変位が妨げられ難い。
【００５１】
上記圧電素子２４が、第１の支持部材２５，２６で挟持されて、衝撃センサ２２が構成されている。
【００５２】
本実施形態では、水平方向に延びる検知面を有する矩形板状の圧電素子２４を用意すればよい。従って、第１の実施形態の圧電素子４よりも、安価に圧電素子２４を得ることができる。加えて、圧電素子２４に、第１，第２の支持部材２５，２６を容易に接合し、衝撃センサ２２を形成することができる。それによっても、コストを低減することができる。
【００５３】
本実施形態の衝撃検知・記録装置２１では、長さ方向一端側に第１の外部電極２７が形成されており、他端側に第２の外部電極２８が形成されている。第１の外部電極２７は圧電素子２４の電極２４ｅ，２４ｇに接続されており、第２の外部電極２８は、電極２４ｆに接続される。
【００５４】
衝撃が加わった際に圧電効果により圧電素子２４に生じた電荷に基づく出力を第１，第２の外部電極２７，２８から取り出すことができる。
【００５５】
他方、衝撃センサ２２の上面、より具体的には、第１の支持部材２５の上面２５ｃの中央には、第２の外部電極２８に接続されている第１の電極２９が設けられている。第１の電極２９は、第２の外部電極２８と同じ材料で同一構成で形成することができる。
【００５６】
第１の電極２９は、矩形形状を有する。この第１の電極２９上に、強誘電体メモリ２３が搭載されている。
【００５７】
強誘電体メモリ２３は、シリコン基材３３と、このシリコン基材３３の一方主面上に形成された強誘電体層３０と、強誘電体層３０上に形成された第２の電極３１と、シリコン基材３３の他方主面上に形成された裏面電極３４を備えており、第１の電極２９上に導電性接着剤３５を介して裏面電極３４が接続されている。なお、本実施形態においては、強誘電体メモリ２３の表面電極が第２の電極３１を兼ねている。また、強誘電体層３０は、第１の実施形態で用いた強誘電体層１１と同様の材料で構成することができる。
【００５８】
本実施形態の衝撃検知・記録装置２１においても、外部から衝撃が加わった際に圧電効果により圧電素子２４に電荷が発生する。この電荷による出力が、第１，第２の外部電極２７，２８を介して強誘電体メモリ２３の第１の電極２９及び第２の電極３１に与えられる。従って、強誘電体メモリ２３において、衝撃に基づく出力を記録し、保持することができる。
【００５９】
本実施形態においても、強誘電体メモリ２３が、衝撃センサ２２に一体化されているため、小型化を図ることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、ボンディングワイヤ３２を用いて、第２の電極３１を第１の外部電極２７と電気的に接続している。しかしながら、ボンディングワイヤ３２に代えて、第１の電極２９と短絡しない電極パターンを第１の支持部材２５の上面２５ｃに形成して第１の外部電極２７との電気的接続を図ってもよい。
【００６１】
また、ボンディングワイヤ３２を保護するために、ボンディングワイヤ３２による接続部分を樹脂等により被覆してもよい。
【００６２】
なお、第２の実施形態では、強誘電体メモリ２３は、第１の支持部材２５の上面２５ｃ側に構成されていたが、図６に示す変形例のように、第１の支持部材２５の本体部２５ａの下面側に構成してもよい。この場合には、空隙Ａ内に強誘電体メモリ２３が構成される。従って、衝撃検知・記録装置のより一層の小型化、特に低背化を果すことができる。
【００６３】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る衝撃検知・記録装置の外観を示す斜視図であり、図８はその等価回路を示す図である。
【００６４】
第３の実施形態の衝撃検知・記録装置４１は、第１の実施形態の衝撃検知・記録装置１と同様に衝撃センサ４２が構成されている。第１の実施形態と異なるところは、第２の支持部材７の上面に第２の実施形態と同様にして強誘電体メモリ２３が構成されていることにある。また、本実施形態では、衝撃センサ４２の側面に第３の外部電極４３が形成されている。従って、第１，第２の外部電極９，１０と第３の外部電極４３とを有する３端子型の衝撃検知・記録装置が構成されている。第３の外部電極４３は、ボンディングワイヤ４４により第２の電極３１に電気的に接続されている。また、第３の外部電極４３は、衝撃検知・記録装置４１の側面中央において上下方向に延びるように形成されている。
【００６５】
図８に示すように、本実施形態によれば、強誘電体メモリ２３の記録状態を第１の外部電極９と第３の外部電極４３とにより読み取ることができる。
【００６６】
上述した第１〜第３の実施形態及び変形例では、圧電素子としてバイモルフ型圧電素子を用いたが、ユニモルフ型圧電素子などの他の圧電素子を用いてもよい。強誘電体メモリについても、強誘電体層を介して隣り合うように第１，第２の電極が重なり合うように対向されている構造を用いたが、この構造についても特に限定されない。例えば、強誘電体層の片面において、ギャップを隔てて対向するように、第１，第２の電極を設けて強誘電体メモリを構成してもよい。
【００６７】
なお、第２及び第３の実施形態では、強誘電体メモリの第１及び第２の電極の一方が支持部材の一面に形成されていたが、第１及び第２の電極の双方が支持部材の一面に形成さていてもよい。例えば、第１の実施形態の第１及び第２の電極１３，１４を、支持部材７，８の外表面に形成してもよい。
【００６８】
また、第１の実施形態において、強誘電体メモリ３は、第２の支持部材７，８及び第１の支持部材５にまたがるように配置されていたが、第２の支持部材７または第２の支持部材８の外表面にのみ、あるいは第１の支持部材５の外表面にのみ対向するように強誘電体メモリ３が配置されていてもよい。
【００６９】
本発明により得られる衝撃検知・記録装置は、衝撃検知・記録装置が搭載されている機器に加わった衝撃を記録し得る用途に好適に用いることができる。もっとも、このような用途に限定されず、例えば、電子機器を搬送する際のコンテナや梱包材に衝撃検知・記録装置を装着してもよい。それによって、間接的に電子機器に加わる衝撃を検出・記録することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…衝撃検知・記録装置
２…衝撃センサ
３…強誘電体メモリ
４…圧電素子
４ａ，４ｂ…圧電体層
４ｃ…一端
４ｄ…他端
４ｅ，４ｆ…検知面
５，６…第１の支持部材
５ａ…本体部
５ｂ，５ｃ…挟持部
７，８…第２の支持部材
９…第１の外部電極
１０…第２の外部電極
１１…強誘電体層
１２…電極
１３…第１の電極
１４…第２の電極
１５，１６，１５Ａ，１６Ａ…導電性接着剤
１７…アンダーフィル層
１８…シリコン基材
１９…ビア導体
２１…衝撃検知・記録装置
２２…衝撃センサ
２３…強誘電体メモリ
２４…圧電素子
２４ａ…検知面
２４ｂ，２４ｃ…圧電体層
２４ｅ〜２４ｆ…電極
２５，２６…第１の支持部材
２５ａ…本体部
２５ｂ…脚部
２５ｃ…上面
２６ａ…本体部
２６ｂ…脚部
２７…第１の外部電極
２８…第２の外部電極
２９…第１の電極
３０…強誘電体層
３１…第２の電極
３２…ボンディングワイヤ
３３…シリコン基材
３４…裏面電極
３５…導電性接着剤
４１…衝撃検知・記録装置
４２…衝撃センサ
４３…第３の外部電極
４４…ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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