TW201715228A - 熱型感測元件 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種熱型感測元件，包含基材、第一絕緣層、至少一第一感測電阻、至少一第二感測電阻、複數個電連接線、複數個穿孔與一空腔。第一絕緣層設置於基材上。第一感測電阻與第二感測電阻設置於第一絕緣層上。穿孔設置於電連接線的兩側，空腔位於第一感測電阻與第二感測電阻下方。當此熱型感測元件應用於量測電路時，可提升量測電路輸出的感測訊號，改善感測元件因微小化過程中訊號亦隨之變小的問題。

Description

熱型感測元件

本創作係有關於一種感測元件，特別是一種可提升量測電路輸出之感測訊號的熱型感測元件。

熱型感測元件的感測機制為熱型感測元件的感測材料會因溫度變化而使感測材料特性改變，再藉由量測電路將感測材料特性變異量轉換為訊號輸出。熱型感測元件的製作方式是在具有良好隔熱效果之半導體材料的懸浮結構上設置一個具有電阻溫度係數的感測電阻。當電流通過懸浮結構上的感測電阻時，因熱不易散失，將使感測電阻之溫度高於室溫，感測電阻的溫度將隨其感測的物理量變化而改變，進而改變其電阻值。

請參閱圖12，現有的熱型感測元件120包含一基板121、一絕緣層122、一感測電阻123與一空腔124。絕緣層122設置於該基板121上，感測電阻123設置於絕緣層122上，在熱型感測元件120的基板121內部鏤空形成空腔124，使位於空腔124上方的絕緣層122與感測電阻123形成一懸浮結構125，由於懸浮結構125僅透過懸浮結構125的連接部126連接設於該基板121上的絕緣層122，可降低感測電阻123與基板121之間的熱傳導效果，減少感測電阻123所產生的熱傳遞至基板121而改善感測效果。

請參閱圖13，熱型感測元件常應用於由四個電阻所組成的量測電路，例如惠斯登電橋(Wheatstone Bridge)130等，來進行量測。惠斯登電橋130包含第一電阻131、第二電阻132、第三電阻133與第四電阻134，因感測元件之電阻值會隨溫度改變而變化，藉由惠斯登電橋130中間電位差變化來量測物理量。如圖13所示，在此惠斯登電橋130中，以熱型感測元件作為第三電阻133，而第一電阻131、第二電阻132與第四電阻134為一般不會隨溫度改變的電阻，第一電阻131、第二電阻132、第三電阻133與第四電阻134的電阻值分別為R₁ 、R₂ 、R₃ (T)與R₄ 。惠斯登電橋的公式如下：

，，

V12為第一電阻131與第二電阻132之間的節點的電壓，V34為第三電阻133與第四電阻134之間的節點的電壓，Vb為惠斯登電橋130的操作電壓。若第三電阻133具有正電阻溫度係數(positive temperature coefficient of resistance，PTCR)，其電阻值R₃ (T)與溫度呈正比。當所感測之物理量產生變化時，例如當氣體壓力上升使得感測元件的氣體熱導(thermal conductance)增加，因而引起感測元件之溫度下降而致使第三電阻133電阻值R₃ (T)亦隨之變小，此時V34的電壓增加，而V12的電壓因為與溫度無關維持不變，因此輸出電壓的變化量Vs將增加，即可藉由輸出電壓的變化量計算出對應的感測物理量之讀值。

然而，隨著微機電技術的進步，感測元件的尺寸越來越小，導致上述之惠斯登電橋在操作時，根據感測電阻123的電阻變化量所能計算出的感測訊號不高。若能提高所能量測的感測訊號，可改善因感測元件微小化過程中訊號亦隨之變小的問題。因此，存在需求設計一種熱型感測元件，可提升量測電路所輸出的感測訊號，改善上述之問題。

本創作之目的在提供一種熱型感測元件，透過此熱型感測元件可以提升量測電路所輸出的感測訊號，改善感測元件因微小化過程中訊號亦隨之變小的問題。

根據上述目地，本創作提供一種熱型感測元件，包含： 一基材； 一第一絕緣層，設置於該基材上； 至少一第一感測電阻，設置於該第一絕緣層的上方； 至少一第二感測電阻，設置於該第一絕緣層的上方，且與該第一感測電阻分離設置； 複數個穿孔，設置於該些電連接線的兩側； 一空腔，形成於該第一感測電阻與該第二感測電阻下方； 其中該第一感測電阻與該第二感測電阻係應用於一惠斯登電橋，該惠斯登電橋包含一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻與一第四電阻，該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻取代該惠斯登電橋之該第一電阻、該第二電阻、該第三電阻與該第四電阻中至少兩個電阻。

透過在同一個熱型感測元件上增加感測電阻的數量，並配合惠斯登電橋之量測電路的電阻位置配置，可大幅提升感測訊號，改善感測元件在微小化的過程中訊號亦隨之變小的問題。

圖1A為本創作熱型感測元件之第一實施例的平面示意圖，圖1B為圖1A的A-A剖面示意圖。如圖1A與圖1B所示，熱型感測元件10主要包含基材11、空腔12、第一絕緣層13、至少一第一感測電阻14、至少一第二感測電阻15、複數個電連接線17與複數個穿孔18。

第一絕緣層13設置於基材11上，第一感測電阻14與第二感測電阻15設置於第一絕緣層13的平面上，第一感測電阻14與第二感測電阻15皆為具正電阻溫度係數的感測電阻，第一感測電阻14與第二感測電阻15為分離設置。另外，設置電連接線17於第一感測電阻14與第二感測電阻15的周圍，每條電連接線17電連第一感測電阻14或第二感測電阻15，且透過所述電連接線17將第一感測電阻14以及第二感測電阻15與外部電路電性連接。因為第一感測電阻14與第二感測電阻15皆為具正電阻溫度係數的感測電阻，第一感測電阻14與第二感測電阻15所使用材料可為相同，且電連接線17的材料和第一感測電阻14與第二感測電阻15的材料可為相同。在本創作的不同實施例中，如圖1C所示，更可以在第一絕緣層13、第一感測電阻14、第二感測電阻15與電連接線17上設置第二絕緣層19，使第二絕緣層19覆蓋第一絕緣層13、第一感測電阻14、第二感測電阻15與電連接線17。另外，在不同實施例中，熱型感測元件10更含一第三絕緣層16，此第三絕緣層16覆蓋第一感測電阻14與一部分的第一絕緣層13，而第二感測電阻15設置於第三絕緣層16上，防止第一感測電阻14與第二感測電阻15做電性接觸，如圖1D所示。穿孔18設置於電連接線17的兩側，且空腔12形成於第一感測電阻14與第二感測電阻15下方的基材11上。透過上述的結構，部分的第一絕緣層13、第一感測電阻14、第二感測電阻15與部分的第二絕緣層19形成一懸浮結構18，減少第一感測電阻14與第二感測電阻15傳導熱至基材11的熱傳導途徑。

本創作的第一感測電阻14、第二感測電阻15與電連接線17的形成方式是在第一絕緣層13上沉積形成一材料層，再蝕刻材料層以分別形成第一感測電阻14、第二感測電阻15與電連接線17。另外，進一步蝕刻第一絕緣層13形成穿孔18，並於從穿孔18的位置蝕刻基材11以形成空腔12。透過上述的製程方式完成形成第一感測電阻14與第二感測電阻15於基材11上的製作。另外，在此實施例中，第一感測電阻14與第二感測電阻15的形狀為連續彎曲的線條狀，但在不同實施例中，第一感測電阻14與第二感測電阻15可以為不同的形狀如平面狀等，在此並不侷限。

圖2A為本創作第二實施例之熱型感測元件的平面示意圖，圖2B為圖2A的B-B剖面圖。如圖2A與圖2B所示，熱型感測元件20主要包含基材21、空腔22、第一絕緣層23、至少一第一感測電阻24、至少一第二感測電阻25、複數個電連接線27與複數個穿孔28。

第一絕緣層23設置於基材21上，第一感測電阻24與第二感測電阻25皆為具有負電阻溫度係數的感測電阻，第一感測電阻24與第二感測電阻25設置於第一絕緣層23的平面上，第一感測電阻24與第二感測電阻25為分離設置，而其餘元件(如電連接線27、穿孔28與空腔22等)的設置方式與設置位置皆與第一實施例相同，在此不再贅述。在本創作的不同實施例中，如圖2C所示，同樣可以在第一絕緣層23、第一感測電阻24、第二感測電阻25與電連接線27上設置第二絕緣層29，使第二絕緣層29覆蓋第一絕緣層23、第一感測電阻24、第二感測電阻25與電連接線27。同樣藉由在第一感測電阻24與第二感測電阻25的下方包含一空腔22，以降低第一感測電阻24與第二感測電阻25熱傳導至基材21的途徑。另外，在此實施例中，第一感測電阻24與第二感測電阻25的形狀為平面狀，但在不同實施例中，第一感測電阻24與第二感測電阻25可以為不同的形狀如彎曲狀等，在此並不侷限。

圖3A為應用圖1A與圖1B之第一實施例的熱型感應元件的量測電路圖。如圖3A所示，此量測電路30較佳為一惠斯登電橋，且包含一第一電阻31、一第二電阻32、一第三電阻33與一第四電阻34。將圖1A與圖1B之具有正電阻溫度係數的第一感測電阻14與第二感測電阻15應用於量測電路30的第二電阻32與第三電阻33。其中，該第一電阻31與第二電阻32(第一感測電阻14)串接於一操作電壓Vb與接地點之間，該第三電阻33(第二感測電阻15)與第四電阻34串接於該操作電壓Vb與接地點之間而與串接的第一電阻31與第二電阻32形成並聯。以惠斯登電橋為量測電路30的量測公式如下：

，，

第一電阻31、第二電阻32、第三電阻33與第四電阻34的電阻值分別為R₁ 、R₂ (T)、R₃ (T)與R₄ 。Vs為量測電路整體的訊號變化量，V12為第一電阻31與第二電阻32之間的節點電壓，V34為第三電阻33與第四電阻34之間的節點電壓。因為第二電阻32與第三電阻33皆包含正電阻溫度係數，當壓力增加時，第二電阻32與第三電阻33的電阻值會隨溫度下降而變小，第三電阻33與第四電阻34之間的節點電壓V34的電壓值會增加，而第一電阻31與第二電阻32之間的節點電壓V12會減少，因此量測電路整體的訊號變化量Vs會大幅增加。另一方面來說第二電阻32與第三電阻33皆製作在同一隔熱良好的懸浮結構上，當操作在相同的操作電壓Vb下，若第二電阻32與第三電阻33同時被加熱，感測元件的溫度亦會明顯增加而提升訊號變化量，因此整體的訊號變化量Vs比習知具有單一感測元件的量測電路的訊號變化量大幅增加。另外，當第二電阻32與第三電阻33為包含負電阻溫度係數的第一感測電阻14與第二感測電阻15時，訊號變化量為負值，同樣具有量測電路的訊號變化量大幅增加的效果。

於第二實施例中，請參考圖2A、2B與3B，具正電阻溫度係數的第一感測電阻24與第二感測電阻25分別視為量測電路30的一第一電阻31與一第四電阻34。其中該第一電阻31(第一感測電阻14)與第二電阻32串接於一操作電壓Vb與接地之間，該第三電阻33與第四電阻34(第二感測電阻15)串接於該操作電壓Vb與接地之間而與串接的第一電阻31與第二電阻32形成並聯。因為第一感測電阻24(第一電阻31)與第二感測電阻25(第四電阻34)皆具有正電阻溫度係數，當壓力增加時，第一電阻31與第四電阻34的電阻值R₁ (T)與R₄ (T)會隨溫度下降而變小，第三電阻33與第四電阻34之間的節點電壓V34的電壓值會增加，而第一電阻31與第二電阻32之間的節點電壓V12會減少，因此訊號變化量Vs同樣具有增加的效果，如圖3B所示。另外，當第二電阻32與第三電阻33為包含負電阻溫度係數的第一感測電阻14與第二感測電阻15時，同樣具有量測電路的訊號變化量大幅增加的效果。

圖4A為本創作第三實施例之熱型感測元件的平面圖，圖4B為圖4A的C-C剖面圖。如圖4A與圖4B所示，熱型感測元件40主要包含基材41、空腔42、第一絕緣層43、至少一第一感測電阻44、至少一第二感測電阻45、複數個電連接線47與複數個穿孔48。

第一絕緣層43設置於基材41的平面上，第一感測電阻44與第二感測電阻45設置於第一絕緣層43的平面上，第一感測電阻44與第二感測電阻45為分離設置。第一感測電阻44與第二感測電阻45分別為具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數的感測電阻，然而，在不同實施例中，第一感測電阻44與第二感測電阻45可分別為具有負電阻溫度係數與正電阻溫度係數的感測電阻，在此並不侷限。電連接線47設置於第一絕緣層43的周圍以及第二感測電阻45上。在不同實施例中，更包含第二絕緣層49，第二絕緣層49覆蓋在第一絕緣層43、第一感測電阻44、第二感測電阻45與電連接線47上方，如圖4C所示。其餘元件(如穿孔48與空腔42等)的設置方式與設置位置皆與第一實施例和第二實施例相同，在此不再贅述。藉由在第一感測電阻44與第二感測電阻45的下方包含一空腔42，以降低第一感測電阻44與第二感測電阻45熱傳導至基材41途徑。

圖5A-圖5D為應用圖4A與圖4B之第三實施例的熱型感應元件的量測電路圖。如圖5A所示，此量測電路50同樣為一惠斯登電橋，其包含一第一電阻51、一第二電阻52、一第三電阻53與一第四電阻54，該第一電阻51與第二電阻52串接於一操作電壓Vb與接地點之間，該第三電阻53與第四電阻54串接於該操作電壓Vb與接地點之間而與串接的第一電阻51與第二電阻52形成並聯。

本創作圖4A與圖4B的熱型感測元件的第一感測電阻44與第二感測電阻45分別作為該第三電阻53與第四電阻54。以惠斯登電橋為量測電路50的量測公式如下：

，，

其中，第一電阻51、第二電阻52、第三電阻53與第四電阻54的電阻值分別為R₁ 、R₂ 、R₃ (T)與R₄ (T)，第三電阻53與第四電阻54分別為正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，當壓力增加時，第三電阻53的電阻值會隨溫度下降而變小，第四電阻54的電阻值隨溫度下降而變大，第三電阻53與第四電阻54之間的節點電壓V34的電壓值會增加，因此量測電路整體的訊號變化量Vs會增加。

另外，在不同實施例中，不同量測電路50的電路結構也可達到使量測電路50整體的訊號變化量Vs增加的目的，分別如圖5B~5D所示。請參考圖5B，本創作圖4A與圖4B的熱型感測元件的第一感測電阻44與第二感測電阻45分別視為該第一電阻51與第二電阻52，第一電阻51與第二電阻52分別具有負電阻溫度係數與正電阻溫度係數；請參考圖5C，本創作圖4A與圖4B的熱型感測元件的第一感測電阻44與第二感測電阻45分別視為該第一電阻51與第三電阻53，第一電阻51與第三電阻53分別具有負電阻溫度係數與正電阻溫度係數；請參考圖5D，本創作圖4A與圖4B的熱型感測元件的第一感測電阻44與第二感測電阻45分別視為該第二電阻52與第四電阻54，第二電阻52與第四電阻54分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數。

圖6A為本創作第四實施例之熱型感測元件的平面圖，圖6B為圖6A的D-D剖面圖。如圖6A與圖6B所示，熱型感測元件60主要包含基材61、空腔62、第一絕緣層63、兩個第一感測電阻64、一第二感測電阻65、複數個電連接線67與複數個穿孔68。

第一絕緣層63設置於基材61的平面上，第一感測電阻64與第二感測電阻65分別為具正電阻溫度係數與負電阻溫度係數的感測電阻，然而，在不同實施例中，第一感測電阻64與第二感測電阻65可以分別為具有負電阻溫度係數與正電阻溫度係數，在此並不侷限。第一感測電阻64與第二感測電阻65設置於第一絕緣層63的平面上，第一感測電阻64與第二感測電阻65為分離設置，第二感測電阻65位於第一感測電阻64之間。電連接線67設置於第一絕緣層63的表面周圍以及第二感測電阻65上。在不同實施例中，同樣可包含一第二絕緣層69，第二絕緣層69覆蓋在第一絕緣層63、第一感測電阻64、第二感測電阻65與電連接線67上方。其餘元件(如穿孔68與空腔62等)的設置方式與設置位置皆與上述之實施例相同，在此不再贅述。藉由在第一感測電阻64與第二感測電阻65的下方包含一空腔62，以降低第一感測電阻64與第二感測電阻65熱傳導至基材61的途徑。

圖7A為本創作第五實施例之熱型感測元件的平面圖，圖7B為圖7A的E-E剖面圖。如圖7A與圖7B所示，熱型感測元件70主要包含基材71、空腔72、第一絕緣層73、一個第一感測電阻74、兩個第二感測電阻75、複數個電連接線77與複數個穿孔78。

第一絕緣層73設置於基材71的平面上，第一感測電阻74與第二感測電阻75設置於第一絕緣層73的平面上，第一感測電阻74與第二感測電阻75為分離設置。第一感測電阻74與第二感測電阻75分別具正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，然而，在不同實施例中，第一感測電阻74與第二感測電阻75可以分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，在此並不侷限。電連接線77設置於第一絕緣層73的周圍以及第二感測電阻75上。在不同實施例中，更包含第二絕緣層79，第二絕緣層79覆蓋在第一絕緣層73、第一感測電阻74、第二感測電阻75與電連接線77上方。其餘元件(如穿孔78與空腔72等)的設置方式與設置位置皆與上述之實施例相同，在此不再贅述。藉由在第一感測電阻74與第二感測電阻75的下方包含一空腔72，以降低第一感測電阻74與第二感測電阻75熱傳導至基材71的途徑。

圖8A-圖8D為應用圖6A或圖7A之的熱型感應元件的量測電路圖。如圖8A所示，此量測電路80同樣為一惠斯登電橋，其包含一第一電阻81、一第二電阻82、一第三電阻83與一第四電阻84，其中相鄰的第二電阻82、第三電阻83與第四電阻84為應用本創作圖7A與圖7B中熱型感測元件的兩個第一感測電阻74與第二感測電阻75。將圖7A與圖7B之熱型感測元件的兩個第一感測電阻74分別取代惠斯登電橋上的第二電阻82與第三電阻83，而將第二感測電阻75取代第四電阻84。該第一電阻81與第二電阻82串接於操作電壓Vb與接地點之間，該第三電阻83與第四電阻84串接於該操作電壓Vb與接地點之間而與串接的第一電阻81與第二電阻82形成並聯。以惠斯登電橋為量測電路80的量測公式如下：

，，

其中，第一電阻81、第二電阻82、第三電阻83與第四電阻84的電阻值分別為R₁ 、R₂ (T)、R₃ (T)與R₄ (T)，第二電阻82與第三電阻83為正電阻溫度係數，第四電阻84為負電阻溫度係數，當壓力增加時，第二電阻82與第三電阻83的電阻值會隨溫度下降而變小，第四電阻84的電阻值隨溫度下降而變大，第一電阻81與第二電阻82之間的電壓差V12會減少，而第三電阻83與第四電阻84之間的電壓差V34的電壓值會增加，因此量測電路整體的訊號變化量Vs會增加。另外，在不同實施例中，如圖8B所示，第一電阻81與第三電阻83具有負電阻溫度係數，第二電阻82具有正電阻溫度係數，如圖8C所示，第一電阻81與第四電阻84具有負電阻溫度係數，第三電阻83具有正電阻溫度係數，或如圖8D所示，第一電阻81具有負電阻溫度係數，第二電阻82與第三電阻83具有正電阻溫度係數，訊號變化量Vs同樣較習知的訊號變化量大。

圖9A為本創作第六實施例之熱型感測元件的平面圖，圖9B為圖9A的F-F剖面圖。如圖9A與圖9B所示，熱型感測元件90主要包含基材91、空腔92、第一絕緣層93、至少一第一感測電阻94、至少一第二感測電阻95、複數個電連接線97與複數個穿孔98。

第一絕緣層93設置於基材91的平面上，第一感測電阻94與第二感測電阻95分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數的感測電阻，至少一第一感測電阻94與至少一第二感測電阻95設置於第一絕緣層93的平面上，至少一第一感測電阻94與至少一第二感測電阻95為分離設置。在此實施例中，至少一第一感測電阻94的數量為兩個，至少一第二感測電阻95的數量也為兩個，兩個第二感測電阻95設置於兩個第一感測電阻94之間。其餘元件(如電連接線97、穿孔98與空腔92等)的設置方式與設置位置皆與第四實施例相同，在此不再贅述。在不同實施例中，更包含一第二絕緣層99，使第二絕緣層99覆蓋第一絕緣層93、第一感測電阻94、第二感測電阻95與電連接線97，如圖9C所示。在第一感測電阻94與第二感測電阻95的下方包含一空腔92，以降低第一感測電阻94與第二感測電阻95熱傳導途徑。

圖10為應用圖9A與圖9B之第六實施例的熱型感應元件的量測電路圖。如圖10所示，此量測電路100同樣可為一惠斯登電橋，其包含一第一電阻101、一第二電阻102、一第三電阻103與一第四電阻104，其中以具有相同電阻溫度係數的感測電阻以對接方式設置，並以具有相反電阻溫度係數的感測電阻以鄰接方式設置。惠斯登電橋中的第一電阻101、第二電阻102、第三電阻103與第四電阻104為應用本創作圖9A與圖9B中熱型感測元件的兩個第一感測電阻94與兩個第二感測電阻95。將圖9A與圖9B之熱型感測元件的兩個第一感測電阻94分別取代惠斯登電橋上的第二電阻102與第三電阻103，而將兩個第二感測電阻95取代第一電阻101與第四電阻104。該第一電阻101與第二電阻102串接於一操作電壓Vb與接地點之間，該第三電阻103與第四電阻104串接於該操作電壓Vb與接地點之間而與串接的第一電阻101與第二電阻102形成並聯。以惠斯登電橋為量測電路100的量測公式如下：

，，

其中，第一電阻101、第二電阻102、第三電阻103與第四電阻104的電阻值分別為R₁ (T)、R₂ (T)、R₃ (T)與R₄ (T)，第一電阻101與第四電阻104為負電阻溫度係數，第二電阻102與第三電阻103為正電阻溫度係數，當壓力增加時，第二電阻102與第三電阻103的電阻值會隨溫度下降而變小，第一電阻101與第四電阻104的電阻值隨溫度下降而變大，第一電阻101與第二電阻102之間的節點電壓V12會減少，而第三電阻103與第四電阻104之間的節點電壓V34的電壓值會增加，因此量測電路整體的訊號變化量Vs會增加，在此實施例的訊號變化量Vs比習知的訊號變化量大。

圖11A為本創作之量測電路應用兩個、三個與四個感測電阻以及習知量測電路應用一個感測電阻的溫度與壓力變化的曲線圖。如圖11A所示，當壓力增加時，四個感測電阻之特性曲線111、三個感測電阻之特性曲線112或兩個感測電阻之特性曲線113的溫度相對於壓力的變化都較習知使用一個感測電阻之特性曲線114的溫度變化大。溫度變化大表示訊號變化量Vs也較大。如圖11B所示，四個感測電阻之特性曲線111、三個感測電阻之特性曲線112、兩個感測電阻之特性曲線113與習知使用一個感測電阻之特性曲線114顯示本創作使用四個感測電阻、三個感測電阻與兩個感測電阻所量測到的輸出電壓變化量均較習知使用一個感測電阻所量測的輸出電壓變化量大，因此可改善由於感測元件微小化過程中訊號亦隨之變小的問題。

透過在一熱型感測元件上增加感測電阻的數量，並配合惠斯登電橋之量測電路的電阻位置配置，可大幅提升感測訊號，因此可改善感測元件在微小化的過程中訊號亦隨之變小的問題。

10,20,40,60,70,90‧‧‧熱型感測元件
11,21,41,61,71,91‧‧‧基材
12,22,42,62,72,92‧‧‧空腔
13,23,43,63,73,93‧‧‧第一絕緣層
14,24,44,64,74,94‧‧‧第一感測電阻
15,25,45,65,75,95‧‧‧第二感測電阻
16‧‧‧第三絕緣層
17,27,47,67,77,97‧‧‧電連接線
18,28,48,68,78,98‧‧‧穿孔
19,29,49,69,79,99‧‧‧第二絕緣層
30,50,80,100‧‧‧量測電路
31,51,81,101‧‧‧第一電阻
32,52,82,102‧‧‧第二電阻
33,53,83,103‧‧‧第三電阻
34,54,84,104‧‧‧第四電阻
111‧‧‧四個感測電阻特性曲線
112‧‧‧三個感測電阻特性曲線
113‧‧‧兩個感測電阻特性曲線
114‧‧‧一個感測電阻特性曲線
120‧‧‧熱型感測元件
121‧‧‧基板
122‧‧‧絕緣層
123‧‧‧感測電阻
124‧‧‧空腔
125‧‧‧懸浮結構
126‧‧‧連接部
130‧‧‧惠斯登電橋
131‧‧‧第一電阻
132‧‧‧第二電阻
133‧‧‧第三電阻
134‧‧‧第四電阻
V12,V34‧‧‧節點電壓
Vs‧‧‧訊號變化量
Vb‧‧‧操作電壓

圖1A為本創作第一實施例之熱型感測元件的平面示意圖。 圖1B為圖1A之熱型感測元件的A-A剖面示意圖。 圖1C與圖1D分別為不同於圖1B之實施例的熱型感測元件的剖面示意圖。 圖2A為本創作第二實施例之熱型感測元件的平面示意圖。 圖2B為圖2A之熱型感測元件的B-B剖面示意圖。 圖2C為不同於圖2B之實施例之熱型感測元件的剖面示意圖。 圖3A與圖3B為應用圖1A或圖1B之第一實施例的熱型感應元件的量測電路圖。 圖4A為本創作第三實施例之熱型感測元件的平面示意圖。 圖4B為圖4A之熱型感測元件的C-C剖面示意圖。 圖4C為不同於圖4B之實施例之熱型感測元件的剖面示意圖。 圖5A-圖5D為應用圖4A與圖4B之第三實施例的熱型感應元件的量測電路圖。 圖6A為本創作第四實施例之熱型感測元件的平面示意圖。 圖6B為圖6A之熱型感測元件的D-D剖面示意圖。 圖6C為不同於圖6B之實施例之熱型感測元件的剖面示意圖。 圖7A為本創作第五實施例之熱型感測元件的平面示意圖。 圖7B為圖7A之熱型感測元件的E-E剖面示意圖。 圖7C為不同於圖7B之實施例之熱型感測元件的剖面示意圖。 圖8A-圖8D為應用圖6A或圖7A之的熱型感應元件的量測電路圖。 圖9A為本創作第六實施例之熱型感測元件的平面示意圖。 圖9B為圖9A之熱型感測元件的F-F剖面示意圖。 圖9C為不同於圖9B之實施例之熱型感測元件的剖面示意圖。 圖10為應用圖9A與圖9B之第六實施例的熱型感應元件的量測電路圖。 圖11A為本創作之量測電路應用兩個、三個與四個感測元件以及習知的量測電路的感測元件溫度與壓力變化的曲線圖。 圖11B為本創作之應用兩個、三個與四個感測元件的量測電路以及習知的感測元件的量測電路的輸出電壓比較的曲線圖。 圖12為現有的熱型感應元件的立體示意圖。 圖13為現有的應用熱型感應元件之惠斯登電橋的電路圖。

10‧‧‧熱型感測元件

11‧‧‧基材

12‧‧‧空腔

13‧‧‧第一絕緣層

14‧‧‧第一感測電阻

15‧‧‧第二感測電阻

17‧‧‧電連接線

18‧‧‧穿孔

Claims (10)

1. 一種熱型感測元件，包含： 一基材； 一第一絕緣層，設置於該基材上； 至少一第一感測電阻，設置於該第一絕緣層的上方； 至少一第二感測電阻，設置於該第一絕緣層的上方，且與該至少一第一感測電阻分離設置； 複數個穿孔，設置於該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻的周圍； 一空腔，形成於該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻下方； 其中該熱型感測元件係用於一量測電路，該量測電路包含一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻與一第四電阻，該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻分別作為該量測電路之該第一電阻、該第二電阻、該第三電阻與該第四電阻中的至少兩個電阻。
2. 如請求項1所述之熱型感測元件，其中該量測電路係為一惠斯登電橋，該量測電路的該第一電阻與該第二電阻串接於一操作電壓與一接地點之間，該第三電阻與該第四電阻串接於該操作電壓與該接地點之間而與串接的該第一電阻與該第二電阻並聯。
3. 如請求項2所述之熱型感測元件，其中該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻皆具有正電阻溫度係數，且分別作為該量測電路的該第二電阻與該第三電阻或該第一電阻與該第四電阻。
4. 如請求項2所述之熱型感測元件，其中該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻皆具有負電阻溫度係數，且分別作為該量測電路的該第二電阻與該第三電阻或該第一電阻與該第四電阻。
5. 如請求項2所述之熱型感測元件，其中該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，且分別作為該量測電路的該第三電阻與該第四電阻、該第三電阻與該第一電阻、該第二電阻與該第一電阻或該第二電阻與該第四電阻。
6. 如請求項2所述之熱型感測元件，其中該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，該至少一第一感測電阻的數量為兩個，該至少一第二感測電阻的數量為一個，且該至少一第一感測電阻作為該量測電路的該第二電阻與該第三電阻，而該至少一第二感測電阻作為該量測電路的該第一電阻或該第四電阻。
7. 如請求項2所述之熱型感測元件，其中該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，該至少一第一感測電阻的數量為一個，該至少一第二感測電阻的數量為兩個，且該至少一第一感測電阻作為該量測電路的該第二電阻或該第三電阻，該至少一第二感測電阻作為該量測電路的該第一電阻與該第四電阻。
8. 如請求項2所述之熱型感測元件，其中該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻分別具有正電阻溫度係數與負電阻溫度係數，該至少一第一感測電阻的數量為兩個，該至少一第二感測電阻的數量為兩個，且該至少一第一感測電阻作為該量測電路的該第二電阻與該第三電阻，該至少一第二感測電阻作為該量測電路的該第一電阻與該第四電阻。
9. 如請求項1所述之熱型感測元件，更包含： 一第二絕緣層，該第二絕緣層覆蓋部分該第一絕緣層、該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻； 複數個電連接線，設置於該第一絕緣層的上方，並用於將該至少一第一感測電阻與該至少一第二感測電阻和外部電路電性連接； 其中該至少一第一感測電阻、該至少一第二感測電阻與部分該第一絕緣層形成位於該空腔上的一懸浮結構。
10. 如請求項1所述之熱型感測元件，更包含： 一第三絕緣層，其覆蓋該至少一第一感測電阻與一部分的該第一絕緣層。