CN103543290B - 热气泡角加速仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热气泡角加速仪，包含一绝热基板，及一角加速度感测装置。角加速度感测装置，设置于绝热基板上。角加速度感测装置，用于量测绕一转轴的角加速度。角加速度感测装置包含一温度感测元件组，温度感测元件组包含两个温度感测元件、和设置于两个温度感测元件之间的一加热器，其中两个温度感测元件靠近该转轴的两端间的距离大于远离该转轴的两端间的距离。

Description

热气泡角加速仪

技术领域

本发明关于一种角加速仪，特别关于一种热气泡角加速仪。

背景技术

美国专利公告号第6,182,509号，公开一种热气泡型加速仪(ThermalBubble Accelerometer)。热气泡型加速仪包含一绝热基板、一加热器和两个温度感测元件。绝热基板具一凹槽，加热器与两个温度感测元件，悬置于凹槽上，且两个温度感测元件，分别等距置放于加热器的相对两侧。

为形成悬置的加热器与两个温度感测元件，首先在绝热基板上，形成二氧化硅层。然后，在二氧化硅层上，形成一多晶硅层。之后，进行氧化工艺，在多晶硅层上，形成另一氧化层。接着，图案化该多晶硅层，以获得3条多晶硅桥梁(Polysilicon Bridge)。然后，再次进行氧化工艺，以便在多晶硅桥梁的侧边，形成氧化层。之后，绝热基板以EDP(乙二胺(Ethylenediamine)、儿茶酚(Pyrocatechol)和水的混合物)，蚀刻出深凹槽。

从上述的工艺描述可看出，悬置的加热器与两个温度感测元件的制作步骤繁复，因而导致此热气泡型加速仪的制造成本高。再者，纤细的多晶硅桥梁，容易在制造及长时间工作时损坏，造成热气泡型加速仪的低良率。此外，元件通常是作在硅基板上，由于硅的热传导系数(1.48W/(cm-K)较高，容易散逸加热器产生的热能，因此加热器需悬置于凹槽上，以节省能量消耗。虽然如此，硅基板仍会散逸加热器可观的能量，而导致此类热气泡型加速仪，会消耗较大的能量。再者，此种热气泡型加速仪空腔中，是充入二氧化碳或是空气，容易使加热器及温度感测器，产生氧化效应，影响其性能及寿期。

此外，传统角加速仪包含压电的转换器(piezoelectric transducer)，或机械式的陀螺仪元件。这些传统角加速仪，体积较大又相当复杂，并且需要长时间且昂贵的维修。随着微机电技术的发展，小体积的微机电式(mems-based)陀螺仪被开发出来。微机电式陀螺仪可包含一梳状结构(Comb Structure)元件，通过量测梳状结构的寄生电容(Parasitic Capacitance)，或共振频率(ResonantFrequency)的改变，即可计算出这些微机电式陀螺仪的角加速率。然而，可动的梳状结构，容易疲劳老化，所以会限制了微机电式陀螺仪的寿期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热气泡角加速仪，用以解决上述问题。

本发明一实施例揭示一种热气泡角加速仪，其包含一第一绝热基板，及一第一角加速度感测装置。第一角加速度感测装置，设置于第一绝热基板上。第一角加速度感测装置，用于量测绕一第一转轴的角加速度。第一角加速度感测装置，包含一温度感测元件组，温度感测元件组，包含两个温度感测元件，和设置于两个温度感测元件之间的一加热器，其中该两个温度感测元件，靠近该第一转轴的两端间的距离，大于远离该第一转轴的两端间的距离。

本发明实施例公开的热气泡角加速仪，制作步骤简单、不易损坏，且寿期较长。

附图说明

图1显示本发明一实施例的角加速度量测系统的示意图；

图2显示本发明一实施例的热气泡角加速仪的示意图；

图3是沿图2割面线1-1的截面图；

图4为本发明一实施例的晶片的功能方块示意图；

图5为本发明一实施例的电容的截面示意图；

图6为本发明另一实施例的热气泡角加速仪的示意图；

图7为本发明另一实施例的热气泡角加速仪的示意图；

图8是图7沿割面线8-8的剖示图；

图9例示角加速度感测装置的温度感测元件，与晶片的电性连接的示意图；

图10为本发明另一实施例的热气泡角加速仪的示意图；

图11为本发明一实施例的两个温度感测元件，与减法器的接线电路图案的示意图；

图12为本发明另一实施例的热气泡角加速仪的示意图；

图13为沿图12的割面线13-13的剖示图；

图14为以现有感测装置，所产生的温差与角速率的关系曲线图；以及

图15为本发明一实施例的角加速度感测装置，所产生的温差与角加速率的关系曲线图。

其中，附图标记说明如下：

1    角加速度量测系统；

2    热气泡角加速仪；

4    热气泡角加速仪；

6    热气泡角加速仪；

7    热气泡角加速仪；

9    热气泡角加速仪；

11   监控设备；

12   热气泡角加速仪；

13   第一角加速度感测装置；

14   第二角加速度感测装置；

15   第三角加速度感测装置；

21   绝热基板；

22   角加速度感测装置；

22'  角加速度感测装置；

23   支撑层；

24   盖体；

25   电源；

26   晶片；

27   天线；

28   电容；

29      电阻；

30      震荡器电路；

31      隔离层；

40      角加速度感测装置；

41      温度感测元件组；

42      凹槽；

43      光阻层；

51      下电极；

52      上电极；

53      介电层；

71a     角加速度感测装置；

71b     角加速度感测装置；

72      插座；

73a     温度感测元件组；

73b     温度感测元件组；

88      导线；

89      导线；

91      导线；

92      导线；

101     减法放大器；

111     无线模块；

124     控制及放大器；

125     无线模块；

221a    温度感测元件组；

221a'    温度感测元件组；

221b     温度感测元件组；

221b'    温度感测元件组；

222      温度感测元件；

222'     温度感测元件；

223      加热器；

261      处理器；

262      存储器；

263      模拟/数字转换器；

411      温度感测元件；

412      加热器；

521      铬层；

522      镍层；

523      金层；

711a     温度感测元件；

711b     温度感测元件；

711c     温度感测元件；

711d     温度感测元件；

712      加热器；

713      绝热基板；

714      接触垫。

具体实施方式

在一些实施例中，一种热气泡角加速仪，包含至少一加热器与多个温度感测元件，其中至少一加热器与多个温度感测元件，并非悬置，因此本发明的热气泡角加速仪，容易制造及不易损坏。

在一些实施例中，一种热气泡角加速仪，包含多个温度感测元件及一封装盖体，封装盖体只覆盖多个温度感测元件的部分，使得多个温度感测元件的露出部分，可位在室温的环境下，因而可获得较准确的温度校准及量测值。

图1显示本发明一实施例的角加速度量测系统1的示意图。参照图1所示，角加速度量测系统1，包含一监控设备11，和一热气泡角加速仪12。热气泡角加速仪12，可至少量测绕一转轴的角加速度。在本实施例中，热气泡角加速仪12，包含一第一角加速度感测装置13、一第二角加速度感测装置14，和一第三角加速度感测装置15，其中第一角加速度感测装置13、第二角加速度感测装置14，和第三角加速度感测装置15，用于量测绕不同转轴的角加速度。在一些实施例中，第一角加速度感测装置13、第二角加速度感测装置14，和第三角加速度感测装置15，可分别用来量测在笛卡儿座标系统(Cartesian Coordinate System)上，绕X轴的角加速度、绕Y轴的角加速度、和绕Z轴的角加速度。在一些实施例中，第一角加速度感测装置13、第二角加速度感测装置14，及第三角加速度感测装置15，可耦接一控制及放大器124，以控制、放大及传送第一角加速度感测装置13、第二角加速度感测装置14，及第三角加速度感测装置15的信号。热气泡角加速仪12，可另包含一无线模块125，无线模块125可根据一通信标准及协定(CommunicationStandard and Protocol)，和监控设备11的无线模块111，进行信号传输，藉此使监控设备11可监控或取得热气泡角加速仪12，所量测得的角加速度，其中通信标准及协定，可包含RFID(Radio Frequency IDentification)标准、ZigBee标准，或蓝牙标准。

图2显示本发明一实施例的热气泡角加速仪2的示意图。图3是沿图2割面线1-1的截面图。参照图2与图3所示，热气泡角加速仪2，包含一绝热基板21、一角加速度感测装置22，以及一支撑层23，其中支撑层23设置于绝热基板21上，并支撑角加速度感测装置22。由于无需凹槽，热气泡角加速仪2的制作程序，非常简单。

如图2所示，角加速度感测装置22，包含至少一温度感测元件组(sensingelement group)221a或221b，温度感测元件组221a或221b，用于量测绕垂直于图面的一转轴而转的角加速度，在本实施例中，该转轴为Z轴。在本实施例中，角加速度感测装置22，包含两温度感测元件组221a和221b，其中两温度感测元件组221a和221b，可相对设置，但本发明不以此种设置方式为限。

每一温度感测元件组221a或221b，可包含两个温度感测元件222和一加热器223。加热器223设置于两个温度感测元件222之间，两个温度感测元件222，靠近Z轴的两端间的距离，大于远离Z轴的两端间的距离。换言之，各温度感测元件222，相对于加热器223，有夹一角度θ，其中θ可介于25度至35度之间。较佳地，θ可为30度。

在本案，当为"实质的"或"实质上"所修饰时，受修饰的受词会被此领域技术人员，视为足够类似或属于前述受词类似者(such objects)，所共同构成的一上位概念(general genus)范围内。例如，"实质上是球形"意指一物件，虽非为数学上完整的球，但仍会被此领域技术人员视作为属于在合理的"球形"范围内。

参照图2所示，两温度感测元件组221a和221b，可相对设置。温度感测元件组221a的加热器223，可和温度感测元件组221b的加热器223串接。感测元件组221a的每一温度感测元件222，可和温度感测元件组221b的一对应温度感测元件222串接，以便形成惠斯通电桥(Wheatstone bridge)。在一些实施例中，角加速度感测装置22，包含一封装盖体24，封装盖体24可以阻隔外界环境，对角加速度感测装置22的影响。封装盖体24可以黏胶黏着。在一些实施例中，封装盖体24，可完全覆盖两温度感测元件组221a和221b。在一些实施例中，热气泡角加速仪2，可更包含一惰性气体，其中惰性气体，填充于封装盖体24内。在一些实施例中，惰性气体可包含氩(Ar)、氪(Kr)，或氙(Xenon)。

封装盖体24可具矩形外形，其内部空间可为方形、半圆柱形或半球形，后两者的气体流动性会更顺畅，角加速度感测的灵敏度会更高，为本发明首先提出的观念。一般传统角加速度仪的内部空间，是采用前者方形的结构。

在一些实施例中，热气泡角加速仪2，可更包含一电源25，其中电源25可至少提供角加速度感测装置22电能。在本实施例中，电源25耦接晶片26，而两个温度感测元件组221a和221b的四个温度感测元件222，是分别以惠斯通电桥的电路，连接至晶片26。详细方法说明如下：将加热器同侧两温度感测元件组221a和221b，靠内部对应的两个温度感测元件222端点，分别先串接在一起，而两个温度感测元件组221a和221b的温度感测元件222，靠外部对应的两端，则是先和两个加热器223，靠外部对应的两端并联后，再分别连接至晶片26的两个接触垫，如此即可形成惠斯通电桥。而电能是经由晶片26的同步控制，提供给两个温度感测元件组221a和221b，和两个加热器223，以量测绕Z轴的角加速度。这么做的好处是可以随需要，控制电力输出的形态，如脉冲式(Pulse Type)，则可节省大量的电力。

在本实施例中，晶片26可含模拟/数字转换器(Analog-to-DigitalConverter)263(如图4所示)，可耦接至温度感测元件组221a的温度感测元件222，和温度感测元件组221b的温度感测元件222等两点之间，即耦接至惠斯通电桥两边电桥中间点连接导线，藉此获取热气泡角加速仪2在转动时，因温度感测元件组221a，和温度感测元件组221b的温度感测元件222的电阻值的改变，造成感测元件组221a的温度感测元件222，和感测元件组221b的温度感测元件222等两点之间，即惠斯通电桥两边电桥中间点，产生的电压差。利用此电压差，即可计算热气泡角加速仪2的角加速度。

在一些实施例中，晶片26可包含前述的控制及放大器124，和前述的无线模块125。

在一些实施例中，温度感测元件222可为电阻。在一些实施例中，每一温度感测元件222，可包含多个串联电阻。在一些实施例中，温度感测元件222，可包含P型半导体。在一些实施例中，温度感测元件222，可包含P型掺杂多晶硅。

在一些实施例中，加热器223可包含镍及/或铬。

参照图4所示，在一些实施例中，晶片26可包含处理器261及存储器262，处理器261可根据量测的角加速度，加以积分，计算出载具旋转角速度及/或转动角度，如此若热气泡角加速仪2安装在一物件上时，即可决定物件绕Z轴向的转动角度和角速度。

参照图1与图2所示，在本实施例中，热气泡角加速仪2可更包含一天线27。透过天线27，热气泡角加速仪2可与监控设备11进行通信，以传送量测值或接收指令。在一些实施例中，热气泡角加速仪2是以RFID协定进行通信。在此种设计下，热气泡角加速仪2可具备被动模式(passive mode)。在被动模式下，热气泡角加速仪2的整流器(可设置于晶片26内)，将天线27接收到的微波信号加以整流，而获得热气泡角加速仪2操作所需的电能。为维持整流后电能供应的稳定度，可在热气泡角加速仪2上，另设置电容28，如图2所示。再者，热气泡角加速仪2上的晶片26控制及放大器124，可另包含一震荡器(Oscillator)电路30，震荡器电路可产生钟波信号(Clock)。此外，震荡器电路可额外耦接电阻29及另一电容。在一些实施例中，电阻29可包含至少一金属。在一些实施例中，电阻29可包含铬、镍及金。在一些实施例中，电阻29可包含P型掺杂多晶硅。

天线27可包含至少一金属。在一些实施例中，天线27可包含铬及镍。在一些实施例中，铬及镍层的表面上可镀金，以提升其灵敏度性能。

参照图5所示，电容28可为一薄膜电容，其可包含一下电极51、一上电极52，以及一介电层53。在一些实施例中，下电极51可包含P型掺杂多晶硅。在一些实施例中，上电极52可包含至少一金属。在一些实施例中，上电极52可包含铬层521、镍层522及金层523。在一些实施例中，介电层53可包含氮化硅，或其他类似介电材料。

参照图2和图3所示，较佳地，支撑层23支持角加速度感测装置22。温度感测元件组221a和221b的温度感测元件222及加热器223，可直接形成或固定于支撑层23上，而不需如传统作法，是将其悬浮在一个气室(Chamber)的上方，如此本公开的温度感测元件222及加热器223，不易在制造及长时间工作时损坏。在一些实施例中，支撑层23包含高分子材料。在一些实施例中，支撑层23包含绝热高分子材料，如此可降低加热器223，因热传导发生的热散逸，故本申请较省电。在一些实施例中，支撑层23包含一正极性光阻。在一些实施例中，支撑层23可包含厚度为5至100微米的正极性光阻。

如图3所示，热气泡角加速仪2，可更包含隔离层31，隔离层31可直接形成在绝热基板21上。隔离层31用于隔热及防湿。在一些实施例中，隔离层31可包含厚度为1至10微米的二氧化硅。支撑层23可直接形成于隔离层31上。

在一些实施例中，绝热基板21包含高分子材料。在一些实施例中，绝热基板21为可挠性。在一些实施例中，绝热基板21包含聚噻吩、聚对苯二甲酸乙二酯，或聚酰亚胺。

再参照图4所示，晶片26可另包含一存储器262。在一些实施例中，存储器262可储存与角加速度感测装置22，相关的角加速度偏差(Bias)的补偿值。在一些实施例中，存储器262可储存角加速度感测装置22的转动角度值。

存储器262可为易失性存储器，或非易失性存储器。存储器262可包含动态随机存取存储器、静态随机存取存储器、快闪存储器，或其他类似者。

图6为本发明另一实施例的热气泡角加速仪6的示意图。比较图2实施例的热气泡角加速仪2，图6实施例的热气泡角加速仪6，具有四个不同且分别属于温度感测元件组221a'和221b'的温度感测元件222'。角加速度感测装置22'的温度感测元件222'，可为热电堆(thermopile)。温度感测元件222'可包含多个串联的热电偶，其中热电偶包含E型热电偶、K型热电偶、J型热电偶或T型热电偶。在一些实施例中，热电偶包含以镍和铬等元素，所构成的克铬美(Chromel)合金。在一实施例中，克铬美合金包含90~91%的铬和10~9%的镍。在一实施例中，热电偶包含镍、铝、锰和硅等元素，所构成的亚铝美(Alumel)合金。在一些实施例中，亚铝美合金包含16~17%的镍、34~33%的铝、34~33%的锰，和16~17%的硅。

在一些实施例中，热电偶可包含由镍和铜，所构成的康铜(Constantan)合金。在一些实施例中，康铜合金包含45~46%的镍，及55~54%的铜。

温度感测元件222'可包含单一金属元素。在一些实施例中，温度感测元件222'包含铜。在一些实施例中，温度感测元件222'包含铁。

在一些实施例中，封装盖体24可完全覆盖温度感测元件222'。在一些实施例中，封装盖体24部分覆盖温度感测元件222'，如此温度感测元件222'的露出部分，可在室温环境之下，从而产生温度补偿效果。在一些实施例中，温度感测元件222'露出封装盖体24的部分的长度，小于温度感测元件222'的总长度的一半。在一些实施例中，温度感测元件222'露出盖体24的部分的长度，小于温度感测元件222'的总长度的四分之一。在一些实施例中，温度感测元件222'露出盖体24的部分的长度，介于温度感测元件222'的总长度的四分之一至二分之一。

图7为本发明另一实施例的热气泡角加速仪7的示意图。图8是图7沿割面线8-8的剖示图。图7的实施例例示热气泡角加速仪7，可用于量测绕X轴及/或Y轴的角加速度，但本发明不限于量测绕X轴及/或Y轴的角加速度。参照图7与图8所示，热气泡角加速仪7根据使用需求，可含量测绕X轴角加速度的一角加速度感测装置71a，及/或量测绕Y轴角加速度的一角加速度感测装置71b。角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b，可插置在一插座72上。插座72可设置于一绝热基板21上，插座72上可设有多个端子，端子电性连接角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b，与设置于绝热基板21上的一电路。

如图8所示，角加速度感测装置71a或角加速度感测装置71b，可包含至少一温度感测元件组73a或73b。在本实施例中，热气泡角加速仪7包含两温度感测元件组73a和73b。每一温度感测元件组73a或73b，可包含两温度感测元件((711a和711b)或(711c和711d))，及一加热器712，其中加热器712位于两温度感测元件((711a和711b)，或(711c和711d))之间。各温度感测元件(711a、711b、711c或711d)，相对于加热器712，有夹一角度θ，其中θ可介于25度至35度之间。较佳地，θ可为30度。温度感测元件((711a和711b)或(711c和711d))，可类似前述的温度感测元件222，或温度感测元件222'。加热器712可类似前述的加热器223。

角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b，可包含一绝热基板713。绝热基板713上可设置一支撑层23，温度感测元件组73a和73b，固定在支撑层23上。封装盖体24可覆盖感测元件组73a和73b，或部分覆盖温度感测元件711a、711b、711c或711d。

角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b，可另包含多个接触垫714，接触垫714对应温度感测元件组73a和73b的温度感测元件(711a、711b、711c或711d)和加热器712。接触垫714可沿绝热基板713的一边缘排列，如图8所示。各接触垫714可电性连接对应的温度感测元件(711a、711b、711c或711d)或加热器712。在本实施例中，温度感测元件(711a、711b、711c或711d)，或加热器712中，每一者的每一末端部，皆电性连接至一连接接触垫714，如此温度感测元件(711a、711b、711c或711d)或加热器712中，每一者各连接着两个不同的接触垫714。

参照图4所示，在一些实施例中，存储器262可储存与角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b，相关的角加速度、角速度，或角位移偏差的补偿值。在一些实施例中，角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b中的热气泡，会因重力场的影响而产生上、下温度分布不对称现象，而存储器262可储存与角加速度感测装置71a，或角加速度感测装置71b，相关的重力补偿值(gravity compensation value)，以补偿上、下温度分布不对称，所造成的误差。

图9例示角加速度感测装置71a的温度感测元件711a至711d，与晶片26的惠斯通电桥的电性连接(electrical connection)方法。参照图8与图9所示，以下说明，温度感测元件组73a和73b可互相对应。温度感测元件组73a的温度感测元件711a，可串联温度感测元件组73b的温度感测元件711d，而温度感测元件组73a的温度感测元件711b，可串联温度感测元件组73b的温度感测元件711c。温度感测元件组73a的温度感测元件711a，和温度感测元件711b，以导线88电性连接至晶片26，温度感测元件组73b的温度感测元件711c，和温度感测元件711d，亦以导线89电性连接至晶片26，如此电流可经由晶片26，供应给温度感测元件组73a和73b的温度感测元件(711a、711b、711c和711d)。

在一些实施例中，一导线91可连接两温度感测元件(711a和711d)，在电桥的串接处至晶片26，如此晶片26可获取该串接处的电压值。另一导线92可连接另两温度感测元件(711b和711c)，在电桥的串接处至晶片26，如此晶片26可获取该串接处的电压值。晶片26利用此两电压间的差值，即可计算出角加速度。

图10为本发明另一实施例的热气泡角加速仪9的示意图。参照图10所示，热气泡角加速仪9，可为图2实施例的热气泡角加速仪2，与图7实施例的热气泡角加速仪7的整合，或者为图6实施例的热气泡角加速仪6，与图7实施例的热气泡角加速仪7的整合，如此热气泡角加速仪9，可同时量测绕X轴、Y轴及Z轴的角加速度。

参照图1、图6与图11所示，在一些实施例中，两组温度感测元件222'的输出电压V2(+)及V1(+)，可连接至图1所示的控制及放大器124。控制及放大器124可包含一减法放大器(Substracter)101。各温度感测元件组221a'或221b'的两温度感测元件222'，分别经由电阻Ro，连接到减法放大器101的正极输入端和负极输入端。这样可补偿环境温度的偏差，消除热电堆布线时，产生的几何偏差，及传输过程中共模噪声(Common-Mode Noise)的干扰，而获得纯粹由于角加速度所产生的温度差，及正确的电压输出。

前述实施例可利用中国台湾专利申请号第100143669号专利申请案所公开的方法，于此第100143669号专利申请案的所有揭示，均并入本案中以作为参考(fully incorporated herein by reference)。

图12为本发明另一实施例的热气泡角加速仪4的示意图。图13为沿图12的割面线13-13的剖示图。参照图12与图13所示，热气泡角加速仪4，可用于量测X、Y或Z轴的角加速度。热气泡角加速仪4，可具有连接插座端子的接触垫。热气泡角加速仪4，包含由两温度感测元件组41，所构成的角加速度感测装置40，各温度感测元件组41，包含两温度感测元件411与一加热器412，各温度感测元件，可相对于加热器412，有夹一角度θ，其中θ可介于25度至35度的间。较佳地，θ可为30度。角加速度感测装置40，可设置于凹槽42上。在本实施例中，各两温度感测元件组41，设置于一凹槽42上。类似地，热气泡角加速仪4包含一绝热基板21，一光阻层43可形成于绝热基板21，然后利用微影工艺形成凹槽42。在一实施例中，光阻层43包含SU-8光阻。至于角加速度感测装置40，悬置于凹槽42的制备方法，可参考美国专利第12/767,597号申请案，其内容于此并入本案中以作为参考。

图14为以现有的相关感测装置，所产生的温差与角速度的关系曲线图，其中现有感测装置的加热器与温度感测元件，是互为平行设置。图15为本发明一实施例的角加速度感测装置，所产生的温差与角加速率的关系曲线图。比较图14与图15可知，现有感测装置的输入(角速率ω)，及温度感测器输出温度差，不是呈线性关系；而本发明一实施例的角加速度感测装置的输入(角加速率α)，及温度感测器输出温度差，则是呈线性关系。由于呈线性关系，因此本发明一实施例的角加速度感测装置，可更准确量测角加速度，及积分后的角速度。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域技术人员，仍可能基于本发明的教示及揭示，而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围，应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为申请专利权利要求范围所涵盖。

Claims (21)

1.一种热气泡角加速仪，包含：

一第一绝热基板；以及

一第一角加速度感测装置，设置于该第一绝热基板上，用于量测绕一第一转轴的角加速度，该第一角加速度感测装置包含至少一温度感测元件组，该温度感测元件组包含两个温度感测元件、和设置于该两个温度感测元件之间的一加热器，其中该两个温度感测元件靠近该第一转轴的两端间的距离大于远离该第一转轴的两端间的距离。

2.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其中各该温度感测元件与该加热器间的夹角，介于25至35度。

3.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，更包含一第一支撑层，设置于该第一绝热基板上，并支撑该第一角加速度感测装置。

4.根据权利要求3所述的热气泡角加速仪，其中该第一支撑层包含一正极性光阻。

5.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其中该第一角加速度感测装置位于一第一凹槽上。

6.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，更包含一封装盖体及一惰性气体，其中该封装盖体覆盖部分的该两个温度感测元件，而该惰性气体在该封装盖体内。

7.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其中该加热器包含镍或铬。

8.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其中各该温度感测元件包含至少一电阻，或多个串联的热电偶。

9.根据权利要求8所述的热气泡角加速仪，其中各该热电偶，包含克铬美合金，或亚铝美合金。

10.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其中各该温度感测元件包含P型掺杂多晶硅。

11.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其更包含多个接触垫，该多个接触垫对应该两个温度感测元件及该加热器，其中该多个接触垫再分别连接至一控制晶片，以便由该控制晶片同步启动加热器及两个温度感测元件的电源，进行角加速度的量测，其中该控制晶片提供脉冲式输出电力，以节省能源。

12.根据权利要求11所述的热气泡角加速仪，其中该两个温度感测元件和该加热器的每一者，各连接两不同的接触垫。

13.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，其包含两温度感测元件组，其中该两温度感测元件组的加热器是串联，该两温度感测元件组中对应的温度感测元件是串联。

14.根据权利要求1所述的热气泡角加速仪，更包含：

一第一插座，设置于该第一绝热基板上；

一第二绝热基板，插置于该第一插座；

多个接触垫，设置于该第二绝热基板；以及

一第二角加速度感测装置，设置于该第二绝热基板，用于量测绕一第二转轴的角加速度，该第二角加速度感测装置包含至少一温度感测元件组，而该第二角加速度感测装置的该温度感测元件组包含：

两温度感测元件，耦接至相对应的接触垫；及

一加热器，设置于该第二角加速度感测装置的该两温度感测元件之

间，其中该第二角加速度感测装置的该两温度感测元件靠近该第二转轴

的两端间的距离大于远离该第二转轴的两端间的距离。

15.根据权利要求14所述的热气泡角加速仪，其中该第二角加速度感测装置的各该温度感测元件与该第二角加速度感测装置的该加热器间的夹角，介于25至35度。

16.根据权利要求14所述的热气泡角加速仪，更包含一第二支撑层，附着该第二绝热基板，并支撑该第二角加速度感测装置。

17.根据权利要求14所述的热气泡角加速仪，其中该第二角加速度感测装置设置于一第二凹槽上。

18.根据权利要求14所述的热气泡角加速仪，其中该第二角加速度感测装置包含相对应设置的两温度感测元件组。

19.根据权利要求14所述的热气泡角加速仪，更包含：

一第二插座，设置于该第一绝热基板上，其中该第一插座与该第二插座的延伸方向是垂直；

一第三绝热基板，插置于该第二插座；

多个接触垫，设置于该第三绝热基板；以及

一第三角加速度感测装置，设置于该第三绝热基板，用于量测绕一第三转轴的角加速度，该第三角加速度感测装置包含一温度感测元件组，而该第三角加速度感测装置的该温度感测元件组包含：

两温度感测元件，相应地耦接至设置于该第三绝热基板上的接触

垫；及

一加热器，设置于该第三角加速度感测装置的该两温度感测元件之

间，其中该第三角加速度感测装置的该两温度感测元件，靠近该第三转

轴的两端间的距离，大于远离该第三转轴的两端间的距离。

20.根据权利要求19所述的热气泡角加速仪，更包含一第三支撑层，附着该第三绝热基板，并支撑该第三角加速度感测装置的该两温度感测元件及该加热器。

21.根据权利要求19所述的热气泡角加速仪，其中该第三角加速度感测装置设置于一第三凹槽上。