CN111386000B - 微机电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微机电加热装置，包括一中央部、一外围部、一缝隙及一第一连接部。中央部包含一质心、一加热器及一第一连接点。加热器设置于中央部内。第一连接点位于中央部的一边缘。当加热器加热中央部时，第一连接点产生一位移。外围部环绕中央部。缝隙环绕中央部。缝隙设置于该中央部与该外围部之间。第一连接部沿一轴线连接中央部及外围部，且包含一第一内连接端及一第一外连接端。第一内连接端连接第一连接点。第一外连接端连接外围部。轴线通过第一连接点，轴线与连接质心及第一连接点的一连接线不平行。

Description

微机电加热装置

技术领域

本发明涉及一种微机电加热装置，特别是涉及一种减低热应力的影响的微机电加热装置。

背景技术

在利用微机电传感器进行感测时，为了准确测量待测物的特性，有将微机电传感器及其周围环境加热至特定操作温度再进行感测的技术。现有将加热器埋设于电路板中，再将微机电传感器设置于电路板上且位置对应于加热器的装置，以实现对微机电传感器加热的技术。

由于加热器埋设于电路板中，在加热器对微机电传感器进行加热时，也会对电路板进行局部加热，使得电路板受热不均。加热器附近的局部电路板因升温而热膨胀，而周围的电路板则因仍处于低温而未同步膨胀。如此一来，升温膨胀的电路板会向外推挤周围的低温电路板，低温电路板受到压缩而对升温膨胀的电路板施加属于反作用力的热应力。升温膨胀的电路板可能因受到周围热应力向内集中无法释放，而导致非预期地变形，例如翘曲。

当升温膨胀的电路板非预期地变形时，微机电传感器也随之非预期地变形，如此会导致传感器的感测结果的准确度变差。变形过度时可能会导致传感器的材料被破坏，使传感器的可靠度降低，且结构微小破坏时，例如破裂、金属剥离等，也将造成传感器稳定度降低或甚至是失效。

发明内容

有鉴于以上的问题，本发明提出一种微机电加热装置，通过减低热应力的影响，以避免非预期地变形，进而提升设置于微机电加热装置的元件的可靠度与测量准确度。

本发明的一实施例提出一种微机电加热装置，包括一中央部、一外围部及一第一连接部。中央部包含一质心、一加热器及一第一连接点。加热器设置于中央部内。第一连接点位于中央部的一边缘。当加热器加热中央部时，第一连接点产生一位移。外围部环绕中央部。缝隙环绕中央部。缝隙设置于该中央部与该外围部之间。第一连接部沿一轴线连接中央部及外围部，且包含一第一内连接端及一第一外连接端。第一内连接端连接第一连接点。第一外连接端连接外围部。轴线通过第一连接点，轴线与连接质心及第一连接点的一连接线不平行。

根据本发明的一实施例的微机电加热装置，利用弯曲变形的等效刚性小于轴向变形的等效刚性的特性，故通过第一连接部的轴线与连接质心及第一连接点的连接线不平行，使第一连接部以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部。当加热器加热中央部而使第一连接点产生位移时，第一连接部能通过低的弯曲等效刚性的特性而较易形变，以避免中央部因热应力集中而发生翘曲，进而提升设置于中央部的元件的可靠度与测量准确度。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的微机电加热装置的立体剖面示意图；

图1B为图1A的微机电加热装置的立体示意图；

图1C为简化图1A的微机电加热装置的俯视示意图；

图1D为简化本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图；

图2A为本发明的另一实施例的微机电加热装置的中央部与外围部的俯视示意图；

图2B为图2A的微机电加热装置的俯视示意图；

图3为本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图；

图4为本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图；

图5为本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图。

符号说明

1、1’、2、3、4、5 微机电加热装置

10、20、30、40、50 缝隙

11 基板

12、12’、22、32、42、52 中央部

121 座体

122 薄膜层

123 加热器

13、23、33、43、53 外围部

131 座体

132 薄膜层

14、14’、24、34、44、54 第一连接部

14a、44a、54a 第一内连接端

14b、44b、54b 第一外连接端

14c、15c 内边

14d、15d 外边

15、15’、25、35、45、55 第二连接部

15a、45a、55a 第二内连接端

15b、45b、55b 第二外连接端

46、56 第三连接部

46a、56a 第三内连接端

46b、56b 第三外连接端

57 第四连接部

57a 第四内连接端

57b 第四外连接端

9 感测元件

AL1、AL2、AL3 轴线

C 质心

CL1、CL2、CL3 连接线

dC、d1、d2、d3、d4、dn-1、dn 位移量

H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8 作用力

H9、H10、H11、H12、H13 作用力

N1 第一接触点

N2 第二接触点

N3 第三接触点

N4 第四接触点

N5、N6 连线

PC1 第一连接点

PC2 第二连接点

PC3 第三连接点

P1、P2、P3、P4、Pn-1、Pn 点

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的实施例的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域中具通常知识者了解本发明的实施例的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及附图，任何本领域中具通常知识者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

在本说明书的所谓的示意图中，由于用以说明而可有其尺寸、比例及角度等较为夸张的情形，但并非用以限定本发明。在未违背本发明要旨的情况下能够有各种变更。实施例及附图的描述中所提及的上下前后方位为用以说明，而并非用以限定本发明。

请参照图1A及图1B，图1A绘示依照本发明的一微机电加热装置的立体剖面示意图，图1B绘示依照图1A的微机电加热装置的立体示意图。

在本实施例中，微机电加热装置1可包括基板11、中央部12、外围部13、第一连接部14及第二连接部15。

中央部12包含座体121及薄膜层122。中央部12的座体121悬置于基板11上方，中央部12的薄膜层122设置于中央部12的座体121上。中央部12的薄膜层122的俯视尺寸及形状涵盖中央部12的座体121的俯视尺寸及形状。中央部12的薄膜层122之内设置有加热器123。感测元件9设置于中央部12的薄膜层122上。

外围部13包含座体131及薄膜层132。外围部13的座体131设置于基板11上，外围部13的座体131的厚度大于中央部12的座体121的厚度。

外围部13的薄膜层132设置于外围部13的座体131上。外围部13环绕中央部12，且外围部13与中央部12之间具有一缝隙10。

如图1B所示，第一连接部14沿轴线AL1延伸，且第一连接部14连接中央部12的薄膜层122及外围部13的薄膜层132。第二连接部15沿轴线AL2延伸，且第二连接部15连接中央部12的薄膜层122及外围部13的薄膜层132。中央部12的薄膜层122、外围部13的薄膜层132、第一连接部14及第二连接部15可原自同一层薄膜层结构。

请参照图1C，绘示简化图1A的微机电加热装置的俯视示意图。中央部12包含质心C、第一连接点PC1及第二连接点PC2。第一连接点PC1及第二连接点PC2位于中央部12的边缘。更仔细地说，第一连接点PC1的位置可定义为连结第一接触点N1与第二接触点N2的连线N5的中点。第一接触点N1为内边14c向中央部12延伸时，内边14c与中央部12的接触点。第二接触点N2为外边14d向中央部12延伸时，外边14d与中央部12的接触点。相同地，第二连接点PC2的位置可定义为连结第三接触点N3与第四接触点N4的连线N6的中点。第三接触点N3为外边15d向中央部12延伸时，外边15d与中央部12的接触点。第四接触点N4为内边15c向中央部12延伸时，内边15c与中央部12的接触点。

第一连接部14包含第一内连接端14a及第一外连接端14b。第一内连接端14a连接第一连接点PC1。第一外连接端14b连接外围部13。轴线AL1通过第一连接点PC1。轴线AL1与连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1不平行。

当中央部12受热膨胀时，中央部12的边缘，会产生以质心为中心的径向位移。因此，第一连接点PC1沿连接线CL1对第一内连接端14a施加作用力H1，第一内连接端14a也沿连接线CL1对第一连接点PC1施加作用力H2。第一连接点PC1可沿连接线CL1产生位移，第一内连接端14a随着第一连接点PC1而沿连接线CL1产生位移。

就沿一轴线延伸的梁状结构而言，在梁状结构承受应力而变形时，若梁状结构具有沿垂直于所述轴线的方向的变形量，则表示梁状结构有弯曲变形的情形。梁状结构沿垂直于所述轴线的方向的作用力除以变形量的比值，正比于梁状结构的弯曲的等效刚性。在本说明书中，梁状结构的弯曲的等效刚性可定义为弯曲等效刚性。

另一方面，若梁状结构具有沿平行于所述轴线的方向的变形量，则表示梁状结构有压缩变形或拉伸变形的情形。梁状结构沿平行于所述轴线的方向的作用力除以变形量的比值，正比于梁状结构的压缩的等效刚性或拉伸的等效刚性。在本说明书中，梁状结构的压缩的等效刚性或拉伸的等效刚性可定义为轴向等效刚性。

比较弯曲情形与压缩情形时，梁状结构在产生相同的变形量的条件下，导致梁状结构弯曲的作用力小于导致梁状结构压缩的作用力，故可以说梁状结构于受弯曲时的弯曲等效刚性小于受压缩时的轴向等效刚性。

由于第一连接部14的轴线AL1与连接线CL1不平行，即轴线AL1的方向与作用力H1的方向不平行，故第一内连接端14a以不平行于轴线AL1的方向变形。换言之，当中央部12受热膨胀时，第一内连接端14a具有垂直于轴线AL1的方向的变形量，表示第一连接部14的变形方式有弯曲变形的情形。

因此，第一连接部14能以较低等效刚性的连接方式连接至中央部12。由于第一连接部14具较低等效刚性，故第一连接部14能通过低等效刚性的特性而较易形变，以避免中央部12因热应力集中而发生翘曲。

此外，在本实施例中，第一连接部14可包含内边14c及外边14d。内边14c朝向中央部12，外边14d朝向外围部13。于本实施例中，内边14c的长度可大于外边14d的长度，但不以此为限。

如同第一连接部14，第二连接部15包含第二内连接端15a及第二外连接端15b。第二内连接端15a连接第二连接点PC2且第二外连接端15b连接外围部13。轴线AL2通过第二连接点PC2。轴线AL2与连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2不平行。

同样地，当中央部12受热膨胀时，中央部12的边缘，会产生以质心为中心的径向位移。因此，第二连接点PC2沿连接线CL2对第二内连接端15a施加作用力H3，第二内连接端15a也沿连接线CL2对第二连接点PC2施加作用力H4。第二连接点PC2可沿连接线CL2产生位移，第二内连接端15a随着第二连接点PC2而沿连接线CL2产生位移。

由于第二连接部15的轴线AL2与连接线CL2不平行，即轴线AL2的方向与作用力H3的方向不平行，故第二内连接端15a以不平行于轴线AL2的方向变形。换言之，当中央部12受热膨胀时，第二内连接端15a具有垂直于轴线AL2的方向的变形量，表示第二连接部15的变形方式有弯曲变形的情形。

因此，第二连接部15以较低等效刚性的连接方式连接至中央部12。由于第二连接部15具较低等效刚性，故第二连接部15能通过低等效刚性的特性而较易形变，以避免中央部12因热应力集中而发生翘曲。

第二连接部15可包含内边15c及外边15d。内边15c朝向中央部12，外边15d朝向外围部13。在本实施例中，内边15c的长度可大于外边15d的长度，但不以此为限。

在本实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2的连线可通过质心C，即连接线CL1及连接线CL2可重合于同一直线，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2的连线也可不通过质心C。

在本实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2可配置成以质心C作为对称点的点对称，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2也可不配置成点对称。

当加热器123(图1A)运作时，中央部12的第一连接点PC1沿作用力H1的方向产生位移，第二连接点PC2沿作用力H3的方向产生位移。此时，通过第一连接部14及第二连接部15可易于弯曲变形的特性，中央部12受热后产生的热应力因而得以释放，使中央部12较不易产生翘曲变形。由于中央部12不易产生翘曲变形，设置于中央部12上的感测元件9(图1A)也不易产生翘曲变形，故可提升感测元件9的可靠度与测量准确度。

在上述图1A～图1C所示的实施例中，轴线AL1既不平行也不垂直于连接线CL1，轴线AL2既不平行也不垂直于连接线CL2，且轴线AL1及轴线AL2都并非中央部12的边缘的切线，但不以此为限。在其他实施例中，轴线也可垂直于连接线，且轴线也可为中央部的边缘的切线。

举例而言，请参照图1D，绘示简化依照本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图。在本实施例中，为了便于说明，是以粗线简易表示第一连接部14’及第二连接部15’，但并非用以限制第一连接部14’及第二连接部15’的尺寸与形状。本实施例的微机电加热装置1’与图1C所示的微机电加热装置1大致相似，但具有以下差异。

在本实施例中，中央部12’的俯视形状大致上呈圆形，但不以此为限。在其他实施例中，中央部12’的俯视形状也可为其他形状。

在本实施例中，第一连接部14’的轴线AL1可垂直于连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1。第一连接部14’的轴线AL1可为通过位于中央部12’的边缘的第一连接点PC1的切线，但不以此为限。当中央部12’受热膨胀时，因为轴线AL1为通过第一连接点PC1的切线，所以第一连接部14’弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第一连接部14’的弯曲等效刚性。第一连接部14’能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部12’因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第二连接部15’的轴线AL2可垂直于连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2。第二连接部15’的轴线AL2可为通过位于中央部12’的边缘的第二连接点PC2的切线，但不以此为限。当中央部12’受热膨胀时，因为轴线AL2为通过第二连接点PC2的切线，所以第二连接部15’弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第二连接部15’的弯曲等效刚性。第二连接部15’能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部12’因热应力集中而发生翘曲。

请参照图2A及图2B，图2A绘示依照本发明的另一实施例的微机电加热装置的中央部与外围部的俯视示意图，图2B绘示依照图2A的微机电加热装置的俯视示意图。

本实施例的微机电加热装置2包括中央部22、外围部23、第一连接部24及第二连接部25。外围部23环绕中央部22，且外围部23与中央部22之间具有一缝隙20。中央部22包含质心C、第一连接点PC1及第二连接点PC2。第一连接点PC1及第二连接点PC2位于中央部22的边缘。在本实施例中，中央部22的俯视形状为不规则的形状，但不以此为限。在其他实施例中，中央部22的俯视形状也可为其他形状。

如图2A所示，观察中央部22位于其边缘的第一连接点PC1及其他各点P1、P2、P3、P4、Pn-1、Pn在加热前后的差异。由实线所绘者为中央部22在加热前的俯视形状，由虚线所绘者为中央部22在加热后的俯视形状。相较于其他各点P1、P2、P3、P4、Pn-1、Pn于受热后的位移量d1、d2、d3、d4、dn-1、dn，第一连接点PC1于受热后的位移量dC可为最小。因此，在第一连接部24的变形的幅度为最小的情况下，可使第一连接部24施予第一连接点PC1的作用力达到最小，因而可充分释放中央部22的热应力，避免中央部22产生翘曲。

第一连接部24沿轴线AL1延伸，且连接第一连接点PC1及外围部23。轴线AL1通过第一连接点PC1。轴线AL1与连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1不平行。由此，第一连接部24以较低的弯曲等效刚性连接方式连接至中央部22。由于第一连接部24具较低的弯曲等效刚性，故当中央部22受热后，第一连接部24较易形变，以避免中央部22因热应力集中而发生翘曲。

连接线CL1的延伸线与中央部22的边缘相交于第二连接点PC2。第一连接点PC1与第二连接点PC2的连线通过质心C，即连接线CL1及连接线CL2重合于同一直线。

第二连接部25沿轴线AL2延伸，且连接中央部22边缘的第二连接点PC2及外围部23。轴线AL2通过第二连接点PC2。轴线AL2与连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2不平行。由此，第二连接部25以较低弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部22。由于第二连接部25具较低弯曲等效刚性，故当中央部22受热后，第二连接部25较易形变，以避免中央部22因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，轴线AL1可为通过位于中央部22的边缘的第一连接点PC1的切线，但不以此为限。当中央部22受热膨胀时，因为轴线AL1为通过第一连接点PC1的切线，所以第一连接部24弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第一连接部24的弯曲等效刚性。当中央部22被加热后，第一连接部24能通过更低的弯曲等效刚性，产生更大的形变，而更进一步避免中央部22因热应力集中而发生翘曲。在其他实施例中，轴线AL1也可不为中央部22的边缘的切线。

在本实施例中，轴线AL2可不为通过位于中央部22的边缘的第二连接点PC2的切线，但不以此为限。在其他实施例中，轴线AL2也可为通过位于中央部22的边缘的第二连接点PC2的切线。

如图2B所示，当加热中央部22时，第一连接点PC1沿作用力H5的方向产生位移，第二连接点PC2沿作用力H6的方向产生位移。此时，通过第一连接部24及第二连接部25可易于弯曲变形的特性，中央部22受热后产生的热应力因而得以释放，使中央部22较不易产生翘曲变形。由于中央部22不易产生翘曲变形，设置于中央部22上的感测元件也不易产生翘曲变形，故可提升感测元件的可靠度与测量准确性。

请参照图3绘示依照本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图。

本实施例的微机电加热装置3包括中央部32、外围部33、第一连接部34及第二连接部35。外围部33环绕中央部32，且外围部33与中央部32之间具有一缝隙30。中央部32包含质心C、第一连接点PC1及第二连接点PC2。第一连接点PC1及第二连接点PC2位于中央部32的边缘。在本实施例中，中央部32的俯视形状为椭圆形，但不以此为限。在其他实施例中，中央部32的俯视形状也可为其他点对称的形状，例如长方形、边数为偶数的等边多边形。边数为偶数的等边多边形可例如有正方形、等边六边形等。

在本实施例中，第一连接点PC1及第二连接点PC2可位于椭圆形的短轴的两端。当中央部32受热后，第一连接点PC1沿径向(连接线CL1的方向)的位移量及第二连接点PC2沿径向(连接线CL2的方向)的位移量可为最小。因此，在第一连接部34及第二连接部35沿径向的变形的幅度为最小的情况下，即可充分释放中央部32的热应力，而具有较佳避免中央部32翘曲的效果。

第一连接部34沿轴线AL1延伸，且连接第一连接点PC1及外围部33。轴线AL1通过第一连接点PC1。轴线AL1与连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1不平行。由此，第一连接部34以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部32。由于第一连接部34具较低的弯曲等效刚性，故第一连接部34能通过较易形变的特性，避免中央部32因热应力集中而发生翘曲。

第二连接部35沿轴线AL2延伸，且连接第二连接点PC2及外围部33。轴线AL2通过第二连接点PC2。轴线AL2与连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2不平行。由此，第二连接部35以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部32。由于第二连接部35具较低的弯曲等效刚性，故第二连接部35能通过较易形变的特性，避免中央部32因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2的连线通过质心C，即连接线CL1及连接线CL2重合于同一直线，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点与第二连接点的连线也可不通过质心C。

在本实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2可配置成以质心C作为对称点的点对称，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2也可不配置成点对称。

在本实施例中，轴线AL1可垂直于连接线CL1，轴线AL1可为通过位于中央部32的边缘的第一连接点PC1的切线，但不以此为限。当中央部32受热膨胀时，因为轴线AL1为通过第一连接点PC1的切线，所以第一连接部34弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第一连接部34的弯曲等效刚性。第一连接部34能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部32因热应力集中而发生翘曲。于其他实施例中，轴线AL1也可不为中央部32的边缘的切线。

在本实施例中，轴线AL2可垂直于连接线CL2，轴线AL2可为通过位于中央部32的边缘的第二连接点PC2的切线，但不以此为限。当中央部32受热膨胀时，因为轴线AL2为通过第一连接点PC2的切线，所以第二连接部35弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第二连接部35的弯曲等效刚性。第二连接部35能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部32因热应力集中而发生翘曲。在其他实施例中，轴线AL2也可不为中央部32的边缘的切线。

当加热中央部32时，第一连接点PC1沿作用力H7的方向产生位移，第二连接点PC2沿作用力H8的方向产生位移。此时，通过第一连接部34及第二连接部35可易于弯曲变形的特性，中央部32受热后产生的热应力因而得以释放，使中央部32较不易产生翘曲变形。由于中央部32不易产生翘曲变形，设置于中央部32上的感测元件也不易产生翘曲变形，故可提升感测元件的可靠度与测量准确度。

请参照图4绘示依照本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图。

本实施例的微机电加热装置4包括中央部42、外围部43、第一连接部44、第二连接部45及第三连接部46。外围部43环绕中央部42，且外围部43与中央部42之间具有一缝隙40。中央部42包含质心C、第一连接点PC1、第二连接点PC2及第三连接点PC3。第一连接点PC1、第二连接点PC2及第三连接点PC3位于中央部42的边缘。

在本实施例中，中央部42的俯视形状大致上呈圆形，但不以此为限。在其他实施例中，中央部42的俯视形状也可为其他点对称的形状，例如边数为三的倍数的等边多边形，例如是等边三角形、等边六边形等。

在本实施例中，第一连接点PC1、第二连接点PC2及第三连接点PC3可配置成以质心C作为对称点的点对称，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点PC1、第二连接点PC2及第三连接点PC3也可不配置成点对称。

在本实施例中，连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1、连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2及连接质心C与第三连接点PC3的连接线CL3，可大致上三等分中央部42。

第一连接部44沿轴线AL1延伸，且连接中央部42及外围部43。第一连接部44包含第一内连接端44a及第一外连接端44b。第一内连接端44a连接第一连接点PC1。第一外连接端44b连接外围部43。轴线AL1通过第一连接点PC1。轴线AL1与连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1不平行。由此，第一连接部44以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部42。由于第一连接部44具较低的弯曲等效刚性，故第一连接部44能通过较易形变的特性，避免中央部42因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第一连接部44的轴线AL1可垂直于连接线CL1。第一连接部44的轴线AL1可为通过位于中央部42的边缘的第一连接点PC1的切线，但不以此为限。当中央部42受热膨胀时，因为轴线AL1为通过第一连接点PC1的切线，所以第一连接部44弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第一连接部44的弯曲等效刚性。第一连接部44能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部42因热应力集中而发生翘曲。

第二连接部45沿轴线AL2延伸，且连接中央部42及外围部43。第二连接部45包含第二内连接端45a及第二外连接端45b。第二内连接端45a连接第二连接点PC2。第二外连接端45b连接外围部43。轴线AL2通过第二连接点PC2。轴线AL2与连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2不平行。由此，第二连接部45以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部42。由于第二连接部45具较低的弯曲等效刚性，故第二连接部45能通过较易形变的特性，避免中央部42因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第二连接部45的轴线AL2可垂直于连接线CL2。第二连接部45的轴线AL2可为通过位于中央部42的边缘的第二连接点PC2的切线，但不以此为限。当中央部42受热膨胀时，因为轴线AL2为通过第二连接点PC2的切线，所以第二连接部45弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第二连接部45的弯曲等效刚性。第二连接部45能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部42因热应力集中而发生翘曲。

第三连接部46沿轴线AL3延伸，且连接中央部42及外围部43。第三连接部46包含第三内连接端46a及第三外连接端46b。第三内连接端46a连接第三连接点PC3。第三外连接端46b连接外围部43。轴线AL3通过第三连接点PC3。轴线AL3与连接质心C与第三连接点PC3的连接线CL3不平行。由此，第三连接部46以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部42。由于第三连接部46具较低的弯曲等效刚性，故第三连接部46能通过较易形变的特性，避免中央部42因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第三连接部46的轴线AL3可垂直于连接线CL3。第三连接部46的轴线AL3可为通过位于中央部42的边缘的第三连接点PC3的切线，但不以此为限。当中央部42受热膨胀时，因为轴线AL3为通过第三连接点PC3的切线，所以第三连接部46弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第三连接部46的弯曲等效刚性。第三连接部46能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部42因热应力集中而发生翘曲。

当加热中央部42时，第一连接点PC1沿作用力H9的方向产生位移，第二连接点PC2沿作用力H10的方向产生位移，第三连接点PC3沿作用力H11的方向产生位移。此时，通过第一连接部44、第二连接部45及第三连接部46可易于弯曲变形的特性，中央部42受热后产生的热应力因而得以释放，使中央部42较不易产生翘曲变形。由于中央部42不易产生翘曲变形，设置于中央部42上的感测元件也不易产生翘曲变形，故可提升感测元件的可靠度与测量准确度。

请参照图5绘示依照本发明的另一实施例的微机电加热装置的俯视示意图。

本实施例的微机电加热装置5包括中央部52、外围部53、第一连接部54、第二连接部55、第三连接部56及第四连接部57。外围部53环绕中央部52，且外围部53与中央部52之间具有一缝隙50。中央部52包含质心C、第一连接点PC1及第二连接点PC2。第一连接点PC1及第二连接点PC2位于中央部52的边缘。

在本实施例中，中央部52的俯视形状大致上呈圆形，但不以此为限。在其他实施例中，中央部52的俯视形状也可为其他点对称的形状，例如是长方形、正方形、等边六边形以及边数为偶数的等边多边形等。

在本实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2的连线通过质心C，即延伸的连接线CL1及连接线CL2重合于同一直线，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点PC1与第二连接点PC2的连线也可不通过质心C。

在本实施例中，第一连接点PC1及第二连接点PC2可配置成以质心C作为对称点的点对称，但不以此为限。在其他实施例中，第一连接点PC1及第二连接点PC2也可不配置成点对称。

第一连接部54及第三连接部56都沿轴线AL1延伸，且各自连接中央部52及外围部53。第一连接部54包含第一内连接端54a及第一外连接端54b。第一内连接端54a连接第一连接点PC1。第一外连接端54b连接外围部53。第三连接部56包含第三内连接端56a及第三外连接端56b。第三内连接端56a连接第一连接点PC1。第三外连接端56b连接外围部53。轴线AL1通过第一连接点PC1。轴线AL1与连接质心C与第一连接点PC1的连接线CL1不平行。由此，第一连接部54及第三连接部56以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部52。由于第一连接部54及第三连接部56具较低的弯曲等效刚性，故第一连接部54及第三连接部56能通过较易形变的特性，避免中央部52因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第一连接部54及第三连接部56的轴线AL1可垂直于连接线CL1。轴线AL1可为通过位于中央部52的边缘的第一连接点PC1的切线，但不以此为限。当中央部52受热膨胀时，因为轴线AL1为通过第一连接点PC1的切线，所以第一连接部54及第三连接部56弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第一连接部54及第三连接部56的弯曲等效刚性。第一连接部54及第三连接部56能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部52因热应力集中而发生翘曲。

第二连接部55及第四连接部57都沿轴线AL2延伸，且各自连接中央部52及外围部53。第二连接部55包含第二内连接端55a及第二外连接端55b。第二内连接端55a连接第二连接点PC2。第二外连接端55b连接外围部53。第四连接部57包含第四内连接端57a及第四外连接端57b。第四内连接端57a连接第二连接点PC2。第四外连接端57b连接外围部53。轴线AL2通过第二连接点PC2。轴线AL2与连接质心C与第二连接点PC2的连接线CL2不平行。由此，第二连接部55及第四连接部57以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部52。由于第二连接部55及第四连接部57具较低的弯曲等效刚性，故第二连接部55及第四连接部57能通过较易形变的特性，避免中央部52因热应力集中而发生翘曲。

在本实施例中，第二连接部55及第四连接部57的轴线AL2可垂直于连接线CL2。轴线AL2可为通过位于中央部52的边缘的第二连接点PC2的切线，但不以此为限。当中央部52受热膨胀时，因为轴线AL2为通过第二连接点PC2的切线，所以第二连接部55及第四连接部57弯曲的变形量(沿径向的变形量)会增加，故可进一步降低第二连接部55及第四连接部57的弯曲等效刚性。第二连接部55及第四连接部57能通过更低的弯曲等效刚性，而更进一步避免中央部52因热应力集中而发生翘曲。

当加热中央部52时，第一连接点PC1沿作用力H12的方向产生位移，第二连接点PC2沿作用力H13的方向产生位移。此时，通过第一连接部54、第二连接部55、第三连接部56及第四连接部57可易于弯曲变形的特性，中央部52受热后产生的热应力因而得以释放，使中央部52较不易产生翘曲变形。由于中央部52不易产生翘曲变形，设置于中央部52上的感测元件也不易产生翘曲变形，故可提升感测元件的可靠度与测量准确度。

综上所述，本发明的一实施例的微机电加热装置，为了利用小于轴向等效刚性的弯曲等效刚性，故通过第一连接部的轴线与连接质心及第一连接点的连接线不平行，使第一连接部以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部。而且，通过第二连接部的轴线与连接质心及第二连接点的连接线不平行，使第二连接部以较低的弯曲等效刚性的连接方式连接至中央部。当加热器加热中央部而使第一连接点及第二连接点产生位移时，第一连接部及第二连接部能通过低的弯曲等效刚性的特性而较易形变，以避免中央部因热应力集中而发生翘曲，进而提升设置于中央部的元件的可靠度与测量准确度。

Claims (14)

1.一种微机电加热装置，其特征在于，包括：

中央部，包含：

质心；

加热器，设置于该中央部内；以及

第一连接点，位于该中央部的边缘，其中当该加热器加热该中央部时，该第一连接点产生一位移；

外围部，环绕该中央部；

缝隙，环绕该中央部，其中该缝隙设置于该中央部与该外围部之间；以及

第一连接部，沿第一轴线连接该中央部及该外围部，该第一连接部包含：

第一内连接端，连接该第一连接点；以及

第一外连接端，连接该外围部；

其中，该第一轴线通过该第一连接点，该第一轴线与连接该质心及该第一连接点的连接线不平行。

2.如权利要求1所述的微机电加热装置，其中该第一轴线为通过该第一连接点的切线。

3.如权利要求1所述的微机电加热装置，其中该第一连接点的该位移为最小位移。

4.如权利要求2所述的微机电加热装置，其中该第一连接部另包含内边及外边，该内边的长度大于该外边的长度。

5.如权利要求4所述的微机电加热装置，还包括第二连接部，其中该中央部还包含位于该边缘的第二连接点，该第二连接部连接该第二连接点及该外围部，该第一连接点与该第二连接点的连线通过该质心。

6.如权利要求1所述的微机电加热装置，还包括第二连接部及第三连接部，其中该中央部还包含位于该边缘的第二连接点及第三连接点，该第二连接部沿第二轴线连接该中央部及该外围部，该第二连接部包含第二内连接端及第二外连接端，该第二内连接端连接该第二连接点，该第二外连接端连接该外围部，该第三连接部沿一第三轴线连接该中央部及该外围部，该第三连接部包含第三内连接端及第三外连接端，该第三内连接端连接该第三连接点，该第三外连接端连接该外围部，该第一连接点、该第二连接点及该第三连接点连接至该质心的多个连线彼此不重合。

7.如权利要求1所述的微机电加热装置，还包括第二连接部、第三连接部及第四连接部，其中该中央部还包含位于该边缘的第二连接点，该第三连接部沿该第一轴线连接该中央部及该外围部，该第三连接部包含第三内连接端及第三外连接端，该第三内连接端连接该第一连接点，该第三外连接端连接及该外围部，该第二连接部及该第四连接部沿第二轴线连接该中央部及该外围部，该第二连接部包含第二内连接端及第二外连接端，该第二内连接端连接该第二连接点，该第二外连接端连接该外围部，该第四连接部包含第四内连接端及第四外连接端，该第四内连接端连接该第二连接点，该第四外连接端连接该外围部。

8.一种微机电加热装置，其特征在于，包括：

基板；

中央部，包含：

质心；

第一座体，悬置于该基板；

第一薄膜层，设置于该第一座体上；

加热器，设置于该第一薄膜层内；以及

第一连接点，位于该中央部的边缘，其中当该加热器加热该中央部时，该第一连接点产生一位移；

外围部，环绕该中央部，该外围部包含：

第二座体，设置于该基板；以及

第二薄膜层，设置于该第二座体上；

缝隙，环绕该中央部，其中该缝隙设置于该中央部与该外围部之间；以及

第一连接部，沿第一轴线连接该第一薄膜层及该第二薄膜层，该第一连接部包含：

第一内连接端，连接该第一连接点；以及

第一外连接端，连接该外围部；

其中，该第一轴线通过该第一连接点，该第一轴线与连接该质心及该第一连接点的连接线不平行。

9.如权利要求8所述的微机电加热装置，其中该第一轴线为通过该第一连接点的切线。

10.如权利要求8所述的微机电加热装置，其中该第一连接点的该位移为最小位移。

11.如权利要求10所述的微机电加热装置，其中该第一连接部另包含内边及外边，该内边的长度大于该外边的长度。

12.如权利要求11所述的微机电加热装置，还包括第二连接部，其中该中央部还包含位于该边缘的第二连接点，该第二连接部连接该第二连接点及该外围部，该第一连接点与该第二连接点的连线通过该质心。

13.如权利要求8所述的微机电加热装置，还包括第二连接部及第三连接部，其中该中央部还包含位于该边缘的第二连接点及第三连接点，该第二连接部沿第二轴线连接该中央部及该外围部，该第二连接部包含第二内连接端及第二外连接端，该第二内连接端连接该第二连接点，该第二外连接端连接该外围部，该第三连接部沿第三轴线连接该中央部及该外围部，该第三连接部包含第三内连接端及第三外连接端，该第三内连接端连接该第三连接点，该第三外连接端连接该外围部，该第一连接点、该第二连接点及该第三连接点连接至该质心的多个连线彼此不重合。

14.如权利要求8所述的微机电加热装置，还包括第二连接部、第三连接部及第四连接部，其中该中央部还包含位于该边缘的第二连接点，该第三连接部沿该第一轴线连接该中央部及该外围部，该第三连接部包含第三内连接端及第三外连接端，该第三内连接端连接该第一连接点，该第三外连接端连接该外围部，该第二连接部及该第四连接部沿第二轴线连接该中央部及该外围部，该第二连接部包含第二内连接端及第二外连接端，该第二内连接端连接该第二连接点，该第二外连接端连接该外围部，该第四连接部包含第四内连接端及第四外连接端，该第四内连接端连接该第二连接点，该第四外连接端连接该外围部。

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