TWI408372B - 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法 - Google Patents

應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI408372B
TWI408372B TW098127348A TW98127348A TWI408372B TW I408372 B TWI408372 B TW I408372B TW 098127348 A TW098127348 A TW 098127348A TW 98127348 A TW98127348 A TW 98127348A TW I408372 B TWI408372 B TW I408372B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
heater
temperature sensing
thermal bubble
axis
Prior art date
Application number
TW098127348A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201105972A (en
Inventor
Jium Ming Lin
Original Assignee
Univ Chung Hua
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Chung Hua filed Critical Univ Chung Hua
Priority to TW098127348A priority Critical patent/TWI408372B/zh
Priority to US12/767,597 priority patent/US8307708B2/en
Publication of TW201105972A publication Critical patent/TW201105972A/zh
Priority to US13/647,877 priority patent/US8580127B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI408372B publication Critical patent/TWI408372B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/006—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses
    • G01P15/008—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses by using thermal pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法
本發明係關於一種熱氣泡式加速儀，特別係關於一種運用無線識別標籤技術以及使用低溫製程製作之熱氣泡式加速儀。
傳統熱氣泡式加速儀是在矽晶片上進行製作，需要使用高溫製程，所以製造成本昂貴。而在矽晶片上製作之熱氣泡式加速儀通常是用二氧化矽來支撐其加熱器及熱敏電阻等的結構。但由於二氧化矽的熱傳導係數很小(1.5W/(m-K))，造成熱傳導效應不好，使得熱氣泡式加速儀的下方氣室溫度較低，而導致熱敏電阻的靈敏度會較差。同樣地，也會使熱敏電阻對加速度的感測靈敏度下降。因此為提高加速度的感測靈敏度，必須提供傳統熱氣泡式加速儀加熱器更多的能量，於是工作溫度也會較高。如此一來這種以二氧化矽來支撐加熱器及熱敏電阻的結構，在每次加熱器開機、關機時，就很容易產生熱脹冷縮的效應，材料很容易有疲勞而老化的現象，壽期縮短。
再者，傳統熱氣泡式加速儀中是灌入空氣，或其他易蒸發液體作為導熱的介質。但是因為空氣中有氧氣，所以加熱器會因氧化作用而老化；而若灌入的是易蒸發氣體，也可能對加速儀各部的材料，產生化學作用，使用久了加速度量測的性能會降低，壽期縮短。
綜上，傳統熱氣泡式加速儀製作要用高溫製程，成本 高，靈敏度較低，較不省電，且容易有材料氧化，老化及性能降低之問題。因此，有必要發展出新的熱氣泡式加速儀。
本發明揭示一種應用無線射頻識別標籤技術(RFID)之熱氣泡式加速儀及其製備方法，本發明揭示之熱氣泡式加速儀係將加速儀製作在一個可撓式基材上，因此可降低加速儀之製作成本。另外值得一提的是，熱氣泡式加速儀與RFID天線整合製作，可具有使用上之便利性。
本發明一實施例之應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀包含一撓性基板、一嵌入式單晶片系統單元、一RFID天線、至少一第一凹槽以及複數個第一感測組件。撓性基板具一基板面，該基板面平行於正交之X軸、Y軸和Z軸中該X軸與該Y軸所形成之XY平面。嵌入式單晶片系統單元係設於該撓性基板上，且包含一調變及解調模組。天線形成於該撓性基板上，並耦接於該調變及解調模組。該至少一第一凹槽形成於該基板面。複數個第一感測組件係沿X軸方向懸置於該至少一第一凹槽上，各該第一感測組件包含一第一加熱器與兩第一溫度感測元件，該第一加熱器與該兩第一溫度感測元件沿該X軸排列，其中各該第一感測組件中之該兩第一溫度感測元件，以實質上等距之方式分別設置於該第一加熱器兩相對側邊，且相互串聯。其中，各該第一感測組件中之該兩第一溫度感測元件間之串聯接點，耦接於該嵌入式單晶片系統單元，使該嵌入式單晶片 系統單元可自該些第一感測組件之該兩串聯接點間之電壓差，獲取X軸加速度信號，而該X軸加速度信號經該調變及解調模組調變與加密後，藉由天線送出。本發明揭示應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀之製備方法，其包含下列步驟：於一撓性基板之一基板面上形成一支撐層，其中該基板面平行於正交之X軸、Y軸和Z軸座標系中，該X軸與該Y軸所形成之XY平面；於該支撐層上形成一第一凹槽；於該第一凹槽底部形成一第一二氧化矽層(當做犧牲層)；於該第一二氧化矽層上，沿該X軸分別形成一第一加熱器和兩溫度感測元件，其中該兩溫度感測元件以實質上等距之方式，位於該第一加熱器兩相對側邊；以及蝕刻該第一二氧化矽層(故前面稱其為犧牲層)，使該第一加熱器和該些溫度感測元件懸置於該第一凹槽。
本發明揭示一種應用無線射頻識別標籤技術(RFID)之熱氣泡式加速儀及其製備方法，本發明將熱氣泡式加速儀製作於可撓式基材上之技術與無線射頻識別標籤技術結合，因此具有使用上之便利性，以及可降低加速儀之製作成本。
本發明的特色之一，在於更換傳統熱氣泡式加速儀用的支撐材料為氮化鋁或氮化矽，尤其是氮化鋁的熱導係數高達160-320W/(m-K)，接近銅的400 W/(m-K)。傳統方法是用二氧化矽，其熱傳導係數很小(約為1.5W/(m-K))。由於二氧化矽的熱傳導效應很差，所以空氣室下方的溫度會較低 ，因此會降低熱敏電阻對加速度的感測靈敏度。而為達到加速度所需的感測靈敏度，必需要提高熱氣泡式加速儀內氣室之溫度，故會較消耗能量，而將來加熱器開機、關機時，產生的熱膨脹收縮應力與老化效應，也會比較嚴重。
此外本發明的特色之二，是將密封加速儀的空間抽真空後，灌入高分子量的惰性氣體，如氬、氪及氙，可提升加速度感測的靈敏度，也不會對加熱器及溫度感測器造成氧化及老化效應。傳統的方法是灌入空氣或是易揮發的液體，會對加熱器及溫度感測器造成氧化及老化效應，而影響加熱器及溫度感測器的性能及壽期。
本發明的特色之三，是以電子槍蒸鍍法，蒸鍍含有P型摻雜(P-Type Impurity)及矽等粉末的混合物，形成含有P型摻雜非晶矽層。再以雷射進行退火(Laser Anneal)，使非晶矽層轉變成含有P型摻雜複晶矽層，以作為熱敏電阻或一般電阻的結構。這種以低溫製程在可撓式基材上，製作P型摻雜複晶矽的方法，還沒有人提出過。
圖1顯示本發明一實施例之應用無線射頻識別標籤技術之多軸向熱氣泡式加速儀102之系統示意圖。本發明揭示之應用無線射頻識別標籤技術之多軸向熱氣泡式加速儀102係建構於一撓性基板上，其包含一嵌入式單晶片系統單元104、一薄膜電阻及電容模組106、一RFID天線108、一X軸向感測加速儀110、一Y軸向感測加速儀112、一Z軸向感測加速儀114。本案實施例中，X軸、Y軸與Z軸為正交之座標系。嵌入式單晶片系統單元(Embedded System-On-Chip) 104另包含調變及解調模組116、整流模組118及放大器模組120。RFID天線108用於接收來自RFID收發裝置(RFID Reader)122之無線射頻信號，或發送無線射頻信號回於該RFID收發裝置122，RFID天線108耦接於調變及解調模組116、整流模組118與薄膜電阻及電容模組106，本案實施例中，RFID天線108係以微機電製程形成於撓性基板上。
調變及解調模組116用於解調發自收發裝置122之無線射頻信號，以及調變發送至RFID收發裝置122之無線射頻信號。此調變回傳動作即是注入一載波，而使其成為適合傳送之電波信號。
整流模組118建構是以利用RFID天線108接收無線射頻信號，並藉以產生一直流電源。當多軸向熱氣泡式加速儀102設定在被動模式(Passive Mode)時，該多軸向熱氣泡式加速儀102係以無線射頻信號及整流模組118產生之直流電源所驅動。一般而言，為了節省無線射頻信號的能量，當無線射頻信號不工作時，可將其工作模式由主動(Active Mode)切換為被動模式，待收到RFID收發裝置122的微波信號時才進行啟動喚醒工作。如收到的信號很弱且要發射信號回RFID收發裝置122時，才啟動主動工作模式。否則仍可以被動模式，將無線射頻信號回傳給RFID收發裝置122。
放大器模組120係用於放大X軸向感測加速儀110、Y軸向感測加速儀112和Z軸向感測加速儀114，所產生之電性信號。在本實施例中，放大器模組120可為複數個儀表放大器(Instrumentation Amplifiers)，又前述之調變及解調模組116 、整流模組118與放大器模組120等，可整合構裝於單一嵌入式單晶片系統單元上。
薄膜電阻及電容模組106亦形成於撓性基板上，其係用於提供該嵌入式單晶片系統單元104一時脈信號，藉以驅動該嵌入式單晶片系統單元104。薄膜電阻及電容模組106另可包含複數個薄膜電阻及電容，其中該複數個薄膜電阻可連接於該放大器模組120，藉此提供該放大器模組120外接之精密電阻；或和其他元件整合構成各種濾波器(Filter)，將雜訊濾除，並獲取加速度信號。
X軸向感測加速儀110、Y軸向感測加速儀112和Z軸向感測加速儀114，耦接於嵌入式單晶片系統單元104，其係使嵌入式單晶片系統單元104可分別獲得互為正交之X軸、Y軸及Z軸方向上之加速度信號。藉由X軸向感測加速儀110、Y軸向感測加速儀112、Z軸向感測加速儀114、RFID天線108與調變及解調模組116之組合，可將多軸向熱氣泡式加速儀102感測之加速度值，以無線微波的方式傳送回RFID收發裝置122，使連接至RFID收發裝置122之加速監測系統124，可即時獲知多軸向熱氣泡式加速儀102之加速度信號，而這些加速度信號可被一個RFID收發裝置所讀取，並送至一個監控中心。
圖2顯示本發明一實施例之應用無線射頻識別標籤技術之多軸向熱氣泡式加速儀102。一撓性基板202上可利用微機電製程形成如RFID天線108、電路圖案204、薄膜電阻206和薄膜電容208等之薄膜元件、X軸向感測加速儀110、 Y軸向感測加速儀112，和Z軸向感測加速儀114。每一個X軸向感測加速儀110、Y軸向感測加速儀112和Z軸向感測加速儀114，皆以信號線排210與嵌入式單晶片系統單元104耦合，各信號線排210可包含正負信號線與接地線。撓性基板202上更可提供一用於連接外部電源212(例如電池)之連接機構，使多軸向熱氣泡式加速儀102於主動模式操作時，可獲得足夠之電力。
圖3顯示本發明一實施例之一軸向熱氣泡式加速儀之示意圖。參照圖2、圖3與圖4，每一個X軸向感測加速儀110、Y軸向感測加速儀112和Z軸向感測加速儀114，可包含兩組之加熱器(214a和214b)及溫度感測元件(R1、R2、R3、R4)之感測組件，各感測組件中包含一加熱器(214a或214b)及兩溫度感測元件(R1、R2或R3、R4)。本案實施例中，溫度感測元件(R1、R2或R3、R4)係熱敏電阻。各感測組件之加熱器(214a或214b)及兩溫度感測元件(R1、R2或R3、R4)沿X軸、Y軸及Z軸方向中相對應之一軸向排列，其中加熱器(214a或214b)設置於兩溫度感測元件(R1、R2或R3、R4)間，藉此當相對應之軸向上存在一加速度時，則此加速度會使兩旁的溫度感測元件(R1、R2或R3、R4)分別接觸附近不同溫度的環境氣體，導致兩溫度感測元件(R1、R2或R3、R4)的電阻值產生相反的變化(Differential Change)。此種電阻值變化的大小，與加速度是成正比的關係，故可用此裝置來檢測該加速度。以圖3實施例而言，圖3揭示者為一X軸向感測加速儀110。
該些溫度感測元件(R1、R2、R3、R4)間的電路連接方式如下：例如溫度感測元件R1與溫度感測元件R2之間，以及溫度感測元件R4與溫度感測元件R3之間，分別是先串聯後再加以並連，以形成如圖4所示之雙差分式惠斯登電橋(Double Difference Wheatstone Bridge)218。並藉由雙差分式惠斯登電橋218上之電性檢測端220及221，測量由X軸向加速度引起的內部氣體溫度變化，所產生的差分輸出電壓，以換算X軸向加速度。
圖5顯示本發明一實施例之XY平面加速儀之佈局示意圖。XY平面加速儀中，X軸向上分別排列著兩加熱器(216a和216b)及四個溫度感測元件(R1、R2、R3、R4)；Y軸向上亦排列兩加熱器(222a和222b)及四個溫度感測元件(R1'、R2'、R3'、R4')，其中各加熱器(216a、216b或222a、222b)與各溫度感測元件((R1、R2)、(R3、R4)或(R1'、R2')、(R3'、R4'))均佈置於一四方形區域，靠近其相對應邊緣處。為方便說明，圖中是以條狀顯示加熱器及溫度感測元件，實際製作時可以為彎曲形狀，以符合加熱器溫度及感測感測器靈敏度的需求。各軸向之溫度感測元件(R1、R2、R3、R4或R1'、R2'、R3'、R4')分別以串、並聯方式電性連接，以形成雙差分式惠斯登電橋。以圖5之X軸方向為例，溫度感測元件(R1、R2、R3、R4)之連接方式為：溫度感測元件R1與溫度感測元件R2之間，以及溫度感測元件R4與溫度感測元件R3之間，先分別串聯，然後再並聯，形成雙差分式惠斯登電橋。
參照圖6與圖7，首先在撓性基板202之基板上、下兩面301a及301b上，各別先蒸鍍一層二氧化矽層304a及304b，作為後續加速儀及RFID天線的隔熱及防止濕氣滲透層，以免影響加速儀及RFID天線的性能。本案實施例中，基板面301平行於正交之X軸、Y軸和Z軸座標系中，該X軸與該Y軸所形成之XY平面。其後在基板上、下兩面各塗上一層正極性光阻306a及306b，而後烤乾。正極性光阻層306a及306b有保護二氧化矽304a及304b，及防止濕氣滲透的效用。接著，在可撓式基材正面上之正極性光阻層306a，塗上一層負極性之SU-8光阻層308，而後烤乾。之後，運用黃光製程，在SU-8光阻308上定義出凹槽310。經過顯影製程後，留下凹槽310外圍之負極性之SU-8光阻308，作為支撐後續連接加熱器(鉻及鎳之兩層金屬)、熱敏電阻(P型摻雜之非晶矽及複晶矽)，以及天線等導線結構的支撐層。然後，用電子槍蒸鍍一層二氧化矽層312，其目的是作為加速儀加熱器及熱敏電阻下方的犧牲層(這是因為在後續步驟中，會用氫氟酸緩衝溶液(Buffered HF Solution)，或用氣體電漿蝕刻法(如SF6)，將這層二氧化矽層蝕刻掉，使加熱器及熱敏電阻懸浮於凹槽310上方)。
參照圖8所示，在二氧化矽層312上塗佈上一層正極性光阻314，而後烤乾。接著，運用黃光製程，只在凹槽310位置處留下光阻314，其餘部份的光阻則去掉。
參照圖9所示，使用氫氟酸緩衝溶液(Buffered HF Solution)，或用活性離子乾式蝕刻法(Reaction Ion Etch)， 將沒有光阻314保護的外圍二氧化矽層312蝕刻掉，而留下位於凹槽310底面之二氧化矽層312'。最後，光阻314可用有機溶劑，如丙酮(Acetone)去除，露出凹槽310。
參照圖10所示，在凹槽310底部形成一二氧化矽層312'後，接著用電子槍蒸鍍一層熱傳導係數很大的氮化鋁層316，以作為支撐加熱器以及熱敏電阻的支撐結構，其中氮化鋁的熱導率高達160-320W/(m-K)，接近銅的400 W/(m-K)，所以本發明熱氣泡式加速儀內，下氣室之溫度會提升，熱敏電阻的靈敏度會更好(尤其是Z軸加速儀內，上、下氣室之溫度分布的對稱要求更是嚴格)。傳統熱氣泡式加速儀用的支撐材料是二氧化矽，其熱傳導係數很小(約為1.5W/(m-K))。所以空氣室下方的溫度會較低，因此會降低熱敏電阻對加速度的感測靈敏度。而傳統熱氣泡式加速儀熱敏電阻，為達到感測加速度所需的靈敏度，需要提高熱氣泡式加速儀內氣室之溫度，故會較消耗較多能量；而這麼一來，加熱器開、關機時，二氧化矽支撐材料產生的熱膨脹收縮應力與老化效應也會比較嚴重，壽期會有影響。
然後，在氮化鋁層316上，塗上一層負極性之SU-8光阻層318，而後烤乾。
參照圖11和圖12所示，運用黃光製程，在凹槽310所在之光阻層318上，定義出三條條狀光阻結構320(也可以為彎曲形狀，以符合加熱器溫度及感測感測器靈敏度的需求)。光阻結構320間之間距d是實質地相等。
接著，運用蝕刻溶液(如H3PO4：H2O=6：1，65℃)或活性 離子乾式蝕刻法(Reaction Ion Etch)，以條狀光阻結構320為掩膜對氮化鋁層316進行蝕刻，如此可獲得三條條狀氮化鋁結構322(若光阻為彎曲形狀，則此層氮化鋁結構也是為彎曲形狀)，及其他部分剩餘之氮化鋁層316'(可保護下方的308 SU-8光阻，不被後續製程蝕刻掉)。該些條狀氮化鋁結構322以橫向排列方式，沿該平面軸向排列，且各該氮化鋁結構322以其縱向方向，延伸至相對應之該凹槽310之周圍表面上。
參照圖13所示，用有機溶劑(如丙酮，Acetone)以濕式蝕刻法(Wet Etch)，或用臭氧灰化法(Ozone Ashing)去掉圖12所示之條狀光阻結構320與光阻層318'。然後，用電子槍蒸鍍含有P型摻雜(P-Type Impurity)及矽等粉末的混合物，形成含有P型摻雜非晶矽層。再以雷射進行退火(Laser Anneal)，使非晶矽層轉變成含有P型摻雜複晶矽層324，以作為熱敏電阻或一般電阻的結構，這種以低溫製程在可撓式基材上，製作P型摻雜複晶矽的方法，還沒有人提出過。之後，在P型摻雜複晶矽層324上塗上一層正極性光阻層326，而後烤乾。
參照圖14和圖15所示，運用黃光製程，在光阻326上定義出兩條長條狀光阻結構328(也可以為彎曲形狀，以符合感測感測器靈敏度的需求)，接著，進行顯影製程以去掉其他的光阻。
參照圖16與圖17所示，以長條狀正光阻結構328為掩膜，對P型摻雜複晶矽層324進行蝕刻(如可用加熱60至80℃之 氫氧化鉀溶液(KOH Solution))，最後留下兩條作為溫度感測元件330之P型摻雜複晶矽結構(此部份也可以為彎曲形狀，以符合感測感測器靈敏度的需求)。接著，用有機溶劑(如丙酮)以濕式蝕刻法(Wet Etch)或用臭氧灰化法(Ozone Ashing)，去掉長條狀正光阻結構328。
參照圖18所示，在溫度感測元件330完成後，用電子槍蒸鍍鉻層332及鎳層334等兩層金屬，以作為加熱器與RFID天線的結構，及二者連接電源與傳導信號之導線。然後，在鎳層334上塗上一層負極性之一般光阻層336(此光阻層也可以為彎曲形狀，以符合加熱器溫度及感測感測器靈敏度的需求)，而後烤乾。本案實施例中，溫度感測元件330與加熱器於長度上實質相同(但若為彎曲形狀，則可不等長)。
參照圖18圖、圖19和圖20所示，運用黃光製程將光阻336圖案化後，蝕刻掉(如用硫酸溶液)沒有光阻保護的鉻層332及鎳層334，以留下加熱器338與RFID天線340的部分結構，及用於連接加熱器338與RFID天線340等之電源與傳導信號之導線(未繪示)。最後，用有機溶劑(如丙酮)以濕式蝕刻法(Wet Etch)，或用臭氧灰化法(Ozone Ashing)，將光阻去掉。另一較佳之實施例中，加熱器338與RFID天線340等的結構，及用於連接加熱器338與RFID天線340等之電源與傳導信號之導線(未繪示)，可利用熟知之微機電掀離顯影製程(Lift-off Process)製作。其方法是在溫度感測元件330完成後，先塗上一層厚SU-8光阻，並定義出加熱器338、RFID 天線340及連接二者之電源及傳導信號導線等的圖案，而後才是蒸鍍鉻及鎳金屬。接著用掀離顯影製程(Lift-off Process)，去掉光阻，而附著在其上面的鉻及鎳金屬薄膜也可一併去除了，最後即可留下加熱器338、RFID天線340的結構，及二者連接電源及傳導信號導線等部份的鉻及鎳薄膜。
參照圖21所示，首先在加熱器338上方形成一正極性光阻層342。接著，用無電鍍方法(Electroless-Plating)在RFID天線340及電源及傳導信號導線(未繪示)之鎳層334'上鍍一金層344。由於金的附著性佳及電阻較小，因此適合為RFID天線340以及導線及焊墊(Pad)之材料。
參照圖22所示，完成金層的電鍍後，接著塗上一正極性光阻層346，而後烤乾。然後，用氫氟酸緩衝溶液(Buffer of Etch Solution)，或用氣體電漿蝕刻法(如SF6)，將凹槽310底部的二氧化矽犧牲層312'(如圖17所示)蝕刻掉。如此加熱器338(鉻及鎳之兩層金屬)以及溫度感測元件330(P型摻雜複晶矽結構)等結構即可懸浮於凹槽310。
另一實施例中，由於氫氟酸緩衝溶液不會蝕刻氮化矽，所以氮化矽可以取代氮化鋁，作為支撐加熱器338以及溫度感測元件330的材料，只是其熱傳導係數(約為35W/(m-K))低於氮化鋁(約為160-320W/(m-K))，但是仍比傳統的二氧化矽熱傳導係數(約為1.5 W/(m-K))為高。最後，用有機溶劑(如丙酮)濕式蝕刻法(Wet Etch)或用臭氧灰化法(Ozone Ashing)除去光阻層346。
參照圖23和圖24。接著，在凹槽310之周圍表面354上，以網印方式塗上一層黏膠348，並加以烤乾，以作為圍籬(Dam Bar)。然後用矩形封蓋350a(例如塑膠蓋)密封加熱器338以及溫度感測元件330等，先抽真空後，並灌入高分子量的惰性氣體如氬、氪或氙等。參照圖25，另外要特別說明的是本發明之矩形封蓋350b，內部還可以是半圓柱形或是半圓球形，這樣氣泡腔體內的溫度分佈，即可很快到達平衡，而不會有亂流(Turbulent Flow)，所以可以大幅提升本裝置的反應頻寬，加速度量測，線性度及範圍。而矩形封蓋350b外部仍須為平面矩形，以利打印商標、品名、生產序號及日期。
黏膠348烤乾後對密封的空間抽真空，並灌入高分子量的惰性氣體，如氬、氪及氙，可提升加速度感測的靈敏度，也不會對加熱器及溫度感測器造成氧化及老化效應。傳統的方法是灌入空氣或是易揮發的液體，但是會造成氧化及老化效應，影響加熱器及溫度感測器的性能及壽期。另一方面，將焊墊(Bonding Pad)上長有金屬凸塊(Under Bumped Metal，UBM)的RFID嵌入式單晶片單元352(Embedded System-On-Chip)，以覆晶式焊接(Flip Chip Bonding)技術，對準RFID天線饋送端(Feed Terminal)356、連接電源及傳導信號連線焊墊部分(未繪示)，運用熱摩擦擠壓法(Thermal Compression)，即可將嵌入式單晶片單元352焊接在RFID卡上，以完成此基本裝置。
參照圖26、圖27和圖28，Z軸向感測加速儀114之製作 ，可依上述圖6至圖24所揭示之製程方法，不同處僅在於Z軸向感測加速儀114之製作方法(如圖27)，係將加熱器338製作在上、下方溫度感測元件330之中間，方法是交替重複蒸鍍多層鉻、鎳層338，氮化鋁層358，氮化矽層701-706及二氧化矽犧牲層312'，成為三明治垂直排列結構，其中各氮化矽層701-706周設於相對應之空氣室凹槽388，以成為支撐層。
另一方面則是在空氣室凹槽388外圍，製作多數個以金/鎳/鉻三層金屬所形成的焊墊501-506，其目的是以金線801-806進行打線連接(Wire-Bond)，將連接加熱器338的焊墊(602及605)及連接溫度感測元件330的焊墊(601、606、603及604)連接到外圍的焊墊501-506，如圖29所示。為了要降低金線在加熱器338及溫度感測元件330等焊墊部份的弧度及高度(Wire loop and height)，打線時在基板202上的焊墊501-506為第一個焊點(First bond)，第二個焊點(Second bond)才是加熱器338及感測元件330的焊墊(編號為601-606)。當打線完成後，再以膠體384將金線601-606覆蓋，以保護該些金線601-606。而後用氫氟酸緩衝液，或用氣體電漿蝕刻法(如SF6)，將二氧化矽犧牲層蝕刻掉。如此，加熱器與上、下方熱敏電阻及其支撐結構氮化鋁層，彼此就可以分開並懸浮於凹槽310'內。如圖29矩形封蓋350c是以黏膠348將加熱器338及溫度感測元件330密封。如圖30所示，同水平式加速儀，要特別說明的是本發明之矩形封蓋350d內部，還可以是半圓柱形或是半圓球形，這樣氣泡腔體內 的溫度分佈，即可很快到達平衡，而不會有亂流，所以可以大幅提升本裝置的反應頻寬，加速度量測，線性度及範圍。而封蓋350b外部仍須為平面矩形，以利打印商標、品名、生產序號及日期。圖31顯示本發明一實施例之一內部為半圓柱形封蓋之Z軸向熱氣泡式加速儀與RFID卡片整合之示意圖，矩形封蓋350d密封後，將黏膠348烤乾，並抽真空及灌入高分子量的惰性氣體，如氬、氪及氙。另一方面，將RFID嵌入式單晶片單元352以覆晶式焊接(Flip Chip Bonding)技術，焊接至RFID天線饋送端356及電源及傳導信號連線焊墊部分，即完成此Z軸基本加速度感測裝置。由於氣體會受重力的影響，上下氣室中的溫度及分布情況會不相同，所以Z軸加速儀製作後要進行校準，以排除重力的影響。由於本Z軸加速儀的熱敏電阻感測器，是分別安置在加熱器的上、下方，並以四個熱敏電阻構成雙差分式的惠斯登電橋，所以即使其他X及Y軸有加速度，也不會對Z軸加速儀產生交連效應。
參照圖32和圖33，圖1所示之薄膜電阻及電容模組106中之薄膜電阻206，可製成”弓字”之彎曲部364，如此可較節省其所佔之面積。彎曲部364可以用前述形成加熱器的金屬鉻層及鎳層的兩層薄膜之製程一併製作。彎曲部364材料之另一實施例，是用P型摻雜複晶矽。以這種材料製作之薄膜電阻206的好處是，可比用鉻層及鎳層製作者具較大的電阻值範圍。故實作時可視薄膜電阻之大小需求及面積限制，選擇上述製程之材料。彎曲部364製作完成後，在彎曲部 364之兩端形成一金層焊墊366，如此便完成薄膜電阻206之製作。
參照圖34和35所示，圖1所示之薄膜電阻及電容模組106中之薄膜電容208可利用前述之製程步驟來製作，其係以P型摻雜複晶矽作為下層電極370，而以鉻層372、鎳層374及金層376等三層做為上層電極378，並以金導線380做為上、下層電極378和370對外連接導線，其中是以氮化矽382或其他絕緣介質材料(高誘電係數)，作為上、下層電極378和370間的絕緣介質。薄膜電容208可耦接於RFID天線以調整其共振頻率值；薄膜電容208亦可運用在電源及信號濾波之用。
綜上所述，相較於傳統電容式加速儀，本發明揭示之加速儀利用可移動的高分子量熱對流小氣團作為質量塊，並以四個熱敏電阻所組成的雙差分式惠斯登電橋，測量由加速度引起的內部氣體溫度變化，以所產生的差分輸出電壓來換算出加速度。由於本感測器中的質量塊是高分子量的氣體，氣態的質量塊比傳統的實體質量塊具有很大的優勢，沒有可移動的結構，這使得熱傳導氣泡式加速儀的損壞率和故障率可大幅降低。
此外，本發明有四個特點：第一個特點是將加速儀製作在一個可撓式基材上，而非是製作在傳統的矽晶片上。第二個特點是與主動式RFID天線整合製作在一個可撓式基材上。第三個特點是製程中支撐加熱器及溫度感測器的材料是用氮化鋁。第四個特點是封蓋內部還可以是半圓柱形 或是半圓球形。上述第一及第三個創新特徵，在於傳統電容式加速儀或是熱傳導氣泡式加速儀，都是在矽晶片上進行製作，要長二氧化矽當做支撐材料，所以要用到高溫製程且成本很貴。再之，傳統熱傳導氣泡式加速儀所用矽晶片基板的熱傳導係數，遠高於本發明所用的可撓式基材，如聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)，或聚醯亞胺(Polyimide，PI)等塑膠材料，所以本發明較傳統熱傳導氣泡式加速儀省電。而本發明支撐材料氮化鋁的熱傳噵性能，又遠大於傳統熱傳導氣泡式加速儀所用的二氧化矽，所以本發明較傳統熱傳導氣泡式加速儀省電，且靈敏度會較高。最後要特別提出的是，本發明的封蓋內部還可以是半圓柱形或是半圓球形，所以氣泡腔體內的溫度分佈，可很快到達平衡，而不會有亂流，所以可以大幅提升本裝置的反應頻寬，加速度量測，線性度及範圍。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
102‧‧‧多軸向熱氣泡式加速儀
104‧‧‧嵌入式單晶片系統單元
106‧‧‧薄膜電阻及電容模組
108‧‧‧RFID天線
110‧‧‧X軸向加速儀
112‧‧‧Y軸向加速儀
114‧‧‧Z軸向加速儀
116‧‧‧調變及解調模組
118‧‧‧整流模組
120‧‧‧放大器模組
122‧‧‧RFID收發裝置
124‧‧‧加速度監測系統
202‧‧‧撓性基板
204‧‧‧電路圖案
206‧‧‧薄膜電阻
208‧‧‧薄膜電容
210‧‧‧信號線排
212‧‧‧外部電源
214a、214b、216a、216b‧‧‧加熱器
218‧‧‧雙差分式惠斯登電橋
220、221‧‧‧電性檢測端
222a、222b‧‧‧加熱器
301a、301b‧‧‧基板上、下表面
304a、304b‧‧‧上、下二氧化矽層
306a、306b‧‧‧上、下正極性光阻層
308‧‧‧SU-8光阻層
310、310'‧‧‧凹槽
312、312'‧‧‧二氧化矽層
314‧‧‧正極性光阻層
316、316'‧‧‧氮化鋁層
318、318'‧‧‧光阻層
320‧‧‧條狀光阻結構
322‧‧‧氮化鋁結構
324‧‧‧P型摻雜複晶矽層
326‧‧‧正極性光阻層
328‧‧‧長條狀正光阻結構
330‧‧‧溫度感測元件
332‧‧‧鉻層
334、334'‧‧‧鎳層
336‧‧‧光阻層
338‧‧‧加熱器
340‧‧‧RFID天線
342‧‧‧正極性光阻層
344‧‧‧金層
346‧‧‧正極性光阻層
348‧‧‧黏膠
350a、350b、350c、350d‧‧‧矩形封蓋
352‧‧‧嵌入式單晶片系統單元
354‧‧‧周圍表面
356‧‧‧RFID天線饋送端
358‧‧‧氮化鋁層
364‧‧‧彎曲部
366‧‧‧金層焊墊
370‧‧‧下層電極
372‧‧‧鉻層
374‧‧‧鎳層
376‧‧‧金層
378‧‧‧上層電極
380‧‧‧金導線
382‧‧‧氮化矽
384‧‧‧膠體
388‧‧‧空氣室凹槽
501-506‧‧‧基板上的焊墊
601-606‧‧‧加熱器及溫度感測器上的焊墊
701-706‧‧‧氮化矽層
801-806‧‧‧金線
圖1顯示本發明一實施例之應用無線射頻識別標籤技術之多軸向熱氣泡式加速儀及監測系統之示意圖；圖2顯示本發明一實施例之應用無線射頻識別標籤技術之多軸向熱氣泡式加速儀之示意圖； 圖3顯示本發明一實施例之一軸向熱氣泡式加速儀之示意圖；圖4顯示本發明一實施例之溫度感測元件連接電路之等效電路示意圖；圖5顯示本發明一實施例之XY平面加速儀之佈局示意圖；圖6顯示本發明一實施例之撓性基板上形成凹槽之示意圖；圖7係圖6沿A-A'割面線之剖視圖；圖8和圖9顯示本發明一實施例之凹槽底面二氧化矽犧牲層形成之示意圖；圖10顯示本發明一實施例之氮化鋁層和光阻形成之示意圖；圖11顯示本發明一實施例之以光阻保護氮化鋁結構之示意圖；圖12係圖11沿B-B'割面線之剖視圖；圖13顯示本發明一實施例之P型摻雜複晶矽層形成之示意圖；圖14顯示本發明一實施例之用於形成溫度感測元件之P型摻雜複晶矽結構之長條狀光阻結構之示意圖；圖15係圖14沿C-C'割面線之剖視圖；圖16顯示本發明一實施例之去掉溫度感測器保護光阻前之溫度感測元件之示意圖；圖17係圖16沿D-D'割面線之剖視圖； 圖18顯示本發明一實施例之鉻層及鎳層形成之示意圖；圖19顯示本發明一實施例之加熱器與RFID天線結構整合之外觀示意圖；圖20係圖19沿E-E'割面線之剖視圖；圖21顯示本發明一實施例之金層形成之示意圖；圖22顯示本發明一實施例之金層、加熱器(鉻及鎳之兩層金屬)與溫度感測元件(P型摻雜複晶矽結構)等結構懸浮於凹槽之示意圖；圖23顯示本發明一實施例之一矩形封蓋之水平軸向熱氣泡式加速儀與RFID卡片整合之示意圖；圖24係圖23沿F-F'割面線之剖視圖；圖25顯示本發明一實施例之一矩形封蓋內部為半圓柱形或是半圓球形之水平軸向熱氣泡式加速儀之剖視圖；圖26顯示本發明一實施例之一矩形封蓋之Z軸向熱氣泡式加速儀與RFID卡片整合之俯(透)視圖；圖27係圖26沿G-G'割面線之剖視圖；圖28顯示本發明一實施例之Z軸向熱氣泡式加速儀構造剖視示意圖；圖29顯示本發明一實施例之一矩形封蓋之Z軸向熱氣泡式加速儀之構造側面剖視示意圖；圖30顯示本發明一實施例之一矩形封蓋內部為半圓球形或半圓柱形之Z軸向熱氣泡式加速儀之構造側面剖視示意圖； 圖31顯示本發明一實施例之一矩形封蓋內部為半圓球形之水平軸向熱氣泡式加速儀與RFID卡片整合之示意圖；圖32顯示本發明一實施例之之薄膜電阻之俯(透)視示意圖；圖33係圖32沿H-H，割面線之剖視圖；圖34顯示本發明一實施例之薄膜電容之示意圖；及圖35係圖34沿I-I'割面線之剖視圖。
102‧‧‧多軸向熱氣泡式加速儀
104‧‧‧嵌入式單晶片系統單元
108‧‧‧RFID天線
106‧‧‧薄膜電阻及電容模組
110‧‧‧X軸向加速儀
112‧‧‧Y軸向加速儀
114‧‧‧Z軸向加速儀
202‧‧‧撓性基板
204‧‧‧電路圖案
206‧‧‧薄膜電阻
208‧‧‧薄膜電容
210‧‧‧信號排線
212‧‧‧外部電源

Claims (37)

  1. 一種應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀，包含：一撓性基板，具一基板面，該基板面平行於正交之X軸、Y軸和Z軸中該X軸與該Y軸所形成之XY平面；一嵌入式單晶片系統單元，其係設於該撓性基板上，且包含一調變及解調模組；一RFID天線，形成於該撓性基板上，耦接於該調變及解調模組；至少一第一凹槽，形成於該基板面；以及複數個第一感測組件，用於感測X軸加速度，其係沿X軸方向懸置於該至少一第一凹槽上，各該第一感測組件包含一第一加熱器與兩第一溫度感測元件，該第一加熱器與該兩第一溫度感測元件沿該X軸排列，其中各該第一感測組件中之該兩第一溫度感測元件，以實質上等距之方式分別設置於該第一加熱器兩相對側邊，且相互串聯；其中，各該第一感測組件中之該兩第一溫度感測元件間之串聯接點，耦接於該嵌入式單晶片系統單元，使該嵌入式單晶片系統單元，可自該些第一感測組件之兩該串聯電阻接點間之電壓差，獲取一X軸加速度信號，而該X軸加速度信號，經該調變及解調模組調變與加密後，藉由該RFID天線送出。
  2. 根據請求項1之熱氣泡式加速儀，其中該至少一第一凹槽包含複數個第一凹槽，該複數個第一凹槽沿X軸方向形成於該基板面，各該第一感測組件懸置於不同的該些第一凹 槽上。
  3. 根據請求項2之熱氣泡式加速儀，其中該些第一感測組件之該些第一溫度感測元件間，可電性連接成一雙差分式惠斯登電橋。
  4. 根據請求項2之熱氣泡式加速儀，其中該第一加熱器之材料包含鎳及鉻。
  5. 根據請求項2之熱氣泡式加速儀，其中該RFID天線包含一鉻層、一鎳層及一金層，其中該金層以無電鍍金製程形成於該鉻層與該鎳層上。
  6. 根據請求項2之熱氣泡式加速儀，其更包含一高分子量之惰性氣體、及相對應於該些第一凹槽之複數個封蓋，各該封蓋將該高分子量之惰性氣體密封於該封蓋與相對應之該第一凹槽之間。
  7. 根據請求項6之熱氣泡式加速儀，其中該高分子量之惰性氣體為氬、氪或氙。
  8. 根據請求項2之熱氣泡式加速儀，其中各該第一加熱器及各該第一溫度感測元件分別更包含一支撐結構，其係設置於各該第一加熱器及各該第一溫度感測元件之下，並延伸至該第一凹槽外，以使各該第一加熱器及各該第一溫度感測元件，懸置於相對應之該第一凹槽。
  9. 根據請求項8之熱氣泡式加速儀，其中該支撐結構之材料為氮化鋁，或氮化矽。
  10. 根據請求項2之熱氣泡式加速儀，其更包含：複數個第二凹槽，形成於該基板面；以及複數個第二感測組件，用於感測Z軸加速度，各該第二 感測組件懸置於不同之該些第二凹槽上，各該第二感測組件包含一第二加熱器與兩第二溫度感測元件，該第二加熱器與該些第二溫度感測元件沿該Z軸方向上排列，其中各該第二感測組件中之該兩第二溫度感測元件，以實質上等距之方式分別設置於該第二加熱器兩相對側邊，且相互串聯；其中，各該第二感測組件中之該兩第二溫度感測元件間之串聯接點，耦接於該嵌入式單晶片系統單元，使該嵌入式單晶片系統單元可自該第二感測組件之兩該串聯接點間之電壓差，獲取Z軸加速度信號，而該Z軸加速度信號，經該調變及解調模組調變與加密後，藉由天線送出。
  11. 根據請求項10之熱氣泡式加速儀，其中該些第二感測組件之該些第二溫度感測元件間，可電性連接成一雙差分式惠斯登電橋。
  12. 根據請求項10之熱氣泡式加速儀，其更包含一高分子量之氣體，及相對應於該些第二凹槽之複數個第二封蓋，該第二封蓋將該高分子量之惰性氣體密封於該封蓋與相對應之該第二凹槽之間。
  13. 根據請求項12之熱氣泡式加速儀，其中該高分子量之惰性氣體為氬、氪或氙。
  14. 根據請求項10之熱氣泡式加速儀，其中各該第二加熱器及各該第二溫度感測元件分別更包含一支撐結構，其係設置於各該第二加熱器及各該第二溫度感測元件之下，並延伸至該第二凹槽外，以使各該第二加熱器及各該第二溫度感測元件，懸置於相對應之該第二凹槽。
  15. 根據請求項10之熱氣泡式加速儀，其更包含：複數個第三凹槽，形成於該基板面；以及複數個第三感測組件，用於感測Y軸加速度，各該第三感測組件懸置於不同之該些第三凹槽上，各該第三感測組件包含一第三加熱器與兩第三溫度感測元件，該第三加熱器與該些第三溫度感測元件沿該Y軸方向上排列，其中各該第三感測組件中之該兩第三溫度感測元件，以實質上等距之方式分別設置於該第三加熱器兩相對側邊，且相互串聯；其中，各該第三感測組件中之該兩第三溫度感測元件間之串聯接點，耦接於該嵌入式單晶片系統單元，使該嵌入式單晶片系統單元可自該第三感測組件之兩該串聯接點間之電壓差，獲取Y軸加速度信號，而該Y軸加速度信號，經該調變及解調模組調變與加密後，藉由天線送出。
  16. 根據請求項15之熱氣泡式加速儀，其中該些第三感測組件之該些第三溫度感測元件間，可電性連接成一雙差分式惠斯登電橋。
  17. 根據請求項15之熱氣泡式加速儀，其更包含一高分子量之氣體，及相對應於該些第三感測組件之複數個第三封蓋，該第三封蓋用以密封該高分子量氣體及相對應之該第三感測組件。
  18. 根據請求項17之熱氣泡式加速儀，其中該高分子量之惰性氣體為氬、氪或氙。
  19. 根據請求項15之熱氣泡式加速儀，其中各該第三加熱器及各該第三溫度感測元件分別更包含一支撐結構，其係設置 於各該第三加熱器及各該第三溫度感測元件之下，並延伸至該第三凹槽外，以使各該第三加熱器及各該第三溫度感測元件，懸置於相對應之該第三凹槽。
  20. 根據請求項15之熱氣泡式加速儀，其中該第一溫度感測元件、該第二溫度感測元件及該第三溫度感測元件之材料包含P型摻雜複晶矽。
  21. 根據請求項1之熱氣泡式加速儀，其更包含一電阻及電容模組，該電阻及電容模組形成於該撓性基板上，且與該嵌入式單晶片系統單元耦接，該電阻及電容模組係用於提供嵌入式單晶片系統單元一時脈信號，其中該電阻及電容模組包含至少一第一薄膜電阻及至少一薄膜電容。
  22. 根據請求項21之熱氣泡式加速儀，其中該電阻及電容模組更包含一第二薄膜電阻，而該嵌入式單晶片系統單元更包含一放大器模組，其中該第二薄膜電阻連接於該放大器模組。
  23. 根據請求項22之熱氣泡式加速儀，其中該薄膜電容包含一下層電極、一上層電極，及介於該上層電極與下層電極間之一絕緣層，其中該第一薄膜電阻與該第二薄膜電阻係以P摻雜複晶矽材料製作，該上層電極包含一鉻層、一鎳層和一金層所整合構成。
  24. 根據請求項22之熱氣泡式加速儀，其中該放大器模組為由複數個儀表放大器所構成。
  25. 根據請求項1之熱氣泡式加速儀，其更包含一電性連接至該天線之整流模組，該整流模組係利用該微波信號產生一直流電源。
  26. 根據請求項1之熱氣泡式加速儀，其中該撓性基板之材料為聚對苯二甲酸乙二酯或聚醯亞胺。
  27. 一種應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀之製備方法，包含下列步驟：於一撓性基板之一基板面上形成一支撐層，其中該基板面平行於正交之X軸、Y軸和Z軸中，該X軸與該Y軸所形成之XY平面；於該支撐層上形成一第一凹槽；於該第一凹槽底部形成一第一二氧化矽層；於該第一二氧化矽層上，沿該X軸分別形成一第一加熱器和兩溫度感測元件，其中該兩溫度感測元件以實質上等距之方式位於該第一加熱器兩相對側邊；以及蝕刻該第一二氧化矽層，使該第一加熱器和該些溫度感測元件懸置於該第一凹槽。
  28. 根據請求項27之製備方法，其更包含下列步驟：於該第一加熱器與該第一二氧化矽層和各該溫度感測元件與該第一二氧化矽層上，分別形成相對應之支撐結構，其中各該支撐結構以其縱向方向延伸至該第一凹槽之周圍表面上。
  29. 根據請求項27之製備方法，其更包含下列步驟：於該支撐層上形成一圖案化光阻層，其中該圖案化光阻層包含該第一加熱器、一RFID天線與電源和信號導線之圖案；依序沉積一鉻層與一鎳層於該圖案化光阻層上；以及以掀離顯影製程移除該圖案化光阻層。
  30. 根據請求項27之製備方法，其更包含下列步驟：於該支撐層上依序形成一鉻層與一鎳層；於該鎳層上形成一圖案化之光阻層，其中該圖案化之光阻層包含該第一加熱器、一RFID天線與電源和信號導線之圖案；對該鉻層與該鎳層進行蝕刻；以及移除該圖案化之光阻層。
  31. 根據請求項27之製備方法，其中該溫度感測元件係一P型摻雜複晶矽層。
  32. 根據請求項31之製備方法，其更包含下列步驟：以電子槍蒸鍍法，蒸鍍含有P型摻雜及矽等粉末的一混合物，以形成含有P型摻雜一非晶矽層；以及以雷射進行退火，使該非晶矽層轉變成含有P型摻雜之該複晶矽層。
  33. 根據請求項27之製備方法，其更包含下列步驟：在該第一凹槽之該周圍表面上塗一黏膠；以一矩形封蓋密封該第一凹槽，其中該矩形封蓋之內部為半圓柱型或是半圓球形；以及抽真空後，灌入一高分子量之惰性氣體於該矩形封蓋與該第一凹槽內。
  34. 根據請求項33之製備方法，其中該高分子之惰性氣體係氬、氪或氙。
  35. 根據請求項27之製備方法，其更包含下列步驟：於該支撐層上形成一第二凹槽；形成一第二二氧化矽層於該第二凹槽之底部； 於該第二二氧化矽層上形成一下支撐結構；於該下支撐結構上形成一下溫度感測元件；於該下溫度感測元件上，形成一第三二氧化矽層；於該第三二氧化矽層上形成一中支撐結構；於該中支撐結構上形成一第二加熱器；於該第二加熱器上，形成一第四二氧化矽層；於該第四二氧化矽層，形成一上支撐結構；於該上支撐結構上，形成上溫度感測元件；以及蝕刻該第二二氧化矽層、該第三二氧化矽層和該第四二氧化矽層，使該下溫度感測元件、該第二加熱器與該上溫度感測元件，可沿Z軸以懸置方式排列；其中該第二二氧化矽層、該第三二氧化矽層和該第四二氧化矽層實質上為等厚。
  36. 根據請求項35之製備方法，其更包含下列步驟：在該第二凹槽之該周圍表面上塗一黏膠；以一矩形封蓋密封該第二凹槽其中該矩形封蓋之內部為半圓柱型或是半圓球形；以及抽真空後，灌入一高分子量之惰性氣體於該矩形封蓋與該第二凹槽內。
  37. 根據請求項36製備方法，其中該高分子之惰性氣體係氬、氪或氙。
TW098127348A 2009-08-14 2009-08-14 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法 TWI408372B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098127348A TWI408372B (zh) 2009-08-14 2009-08-14 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法
US12/767,597 US8307708B2 (en) 2009-08-14 2010-04-26 RFID based thermal bubble type accelerometer and method of manufacturing the same
US13/647,877 US8580127B2 (en) 2009-08-14 2012-10-09 Method of manufacturing RFID based thermal bubble type accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098127348A TWI408372B (zh) 2009-08-14 2009-08-14 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201105972A TW201105972A (en) 2011-02-16
TWI408372B true TWI408372B (zh) 2013-09-11

Family

ID=43587776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098127348A TWI408372B (zh) 2009-08-14 2009-08-14 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8307708B2 (zh)
TW (1) TWI408372B (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8741394B2 (en) 2010-03-25 2014-06-03 Novellus Systems, Inc. In-situ deposition of film stacks
US9028924B2 (en) 2010-03-25 2015-05-12 Novellus Systems, Inc. In-situ deposition of film stacks
US20120202421A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-09 Research In Motion Limited Mobile wireless communications device to detect movement of an adjacent non-radiating object and associated methods
KR20130059003A (ko) * 2011-11-28 2013-06-05 삼성전자주식회사 반도체 테스트 보드 및 반도체 보드
TWI456201B (zh) 2011-11-29 2014-10-11 Univ Chung Hua 無線式熱氣泡式加速儀及其製備方法
US9165788B2 (en) * 2012-04-06 2015-10-20 Novellus Systems, Inc. Post-deposition soft annealing
US9117668B2 (en) 2012-05-23 2015-08-25 Novellus Systems, Inc. PECVD deposition of smooth silicon films
TWI456200B (zh) * 2012-07-03 2014-10-11 Univ Chung Hua 熱氣泡角加速儀
US9388491B2 (en) 2012-07-23 2016-07-12 Novellus Systems, Inc. Method for deposition of conformal films with catalysis assisted low temperature CVD
US8895415B1 (en) 2013-05-31 2014-11-25 Novellus Systems, Inc. Tensile stressed doped amorphous silicon
TWI477779B (zh) * 2013-06-11 2015-03-21 Univ Chung Hua 熱對流式線性加速儀
KR101819875B1 (ko) 2014-11-07 2018-01-17 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 열원을 갖는 열 특성용 무선 센서
US10323990B2 (en) 2014-11-07 2019-06-18 3M Innovative Properties Company Wireless sensing system using sensing device with excitation element
US10509002B2 (en) 2014-11-07 2019-12-17 3M Innovative Properties Company Wireless sensing devices and method for detecting hydration
EP3215986B1 (en) 2014-11-07 2019-07-03 3M Innovative Properties Company Tag assembly with multiple antennas, ics, and/or sensing elements
US20160131328A1 (en) 2014-11-07 2016-05-12 Lighthouse Technologies Limited Indoor smd led equipped for outdoor usage
EP3190553A1 (en) * 2016-01-05 2017-07-12 Tisular Safety, S.L.U. Radio frequency based control system for preventing occupational hazards
DE102017211179A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-03 Robert Bosch Gmbh Messeinrichtung und Messverfahren
CN109164274A (zh) * 2018-10-30 2019-01-08 北京信息科技大学 一种热膨胀式流体二维加速度计及其加工方法
CN112014596B (zh) * 2019-05-30 2022-10-28 武汉杰开科技有限公司 加速度计及其制作方法
CN111595314A (zh) * 2020-06-24 2020-08-28 北京信息科技大学 一种单热源对流式微机械z轴薄膜陀螺
CN113325199B (zh) * 2021-06-09 2022-04-29 东南大学 一种热电堆式高灵敏度柔性加速度传感器及其制备方法
CN113471660B (zh) * 2021-06-24 2023-02-28 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种soc控制天线升降装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6182509B1 (en) * 1996-06-26 2001-02-06 Simon Fraser University Accelerometer without proof mass
TW468035B (en) * 2000-01-04 2001-12-11 American Gnc Corp Micro inertial measurement unit
TW577975B (en) * 2000-07-25 2004-03-01 American Gnc Corp Core inertial measurement unit

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3889459A (en) * 1973-06-01 1975-06-17 Sun Lu Electronic timepiece and method of making the same
US5719333A (en) * 1994-01-20 1998-02-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Acceleration sensor
US6589433B2 (en) * 1996-06-26 2003-07-08 Simon Fraser University Accelerometer without proof mass
JP4379554B2 (ja) * 2000-09-01 2009-12-09 住友電気工業株式会社 光ファイバ母材の脱水焼結方法
TW574128B (en) * 2002-11-29 2004-02-01 Lightuning Tech Inc Thermal bubble type micro-machined inertial sensor
GB0305857D0 (en) * 2003-03-14 2003-04-16 Europ Technology For Business Accelerometers
US7795723B2 (en) * 2004-02-05 2010-09-14 Analog Devices, Inc. Capped sensor
JP3616088B1 (ja) * 2004-03-17 2005-02-02 独立行政法人科学技術振興機構 マイクロプラズマジェット発生装置
US7392703B2 (en) * 2004-06-09 2008-07-01 Memsic, Inc. Z-axis thermal accelerometer
US7956725B2 (en) * 2004-09-24 2011-06-07 Intel Corporation RFID tag with accelerometer
DE602006012478D1 (de) * 2005-05-19 2010-04-08 Nxp Bv Transponder mit einer verbesserten spannungsbegrenzerschaltung
JP4522939B2 (ja) * 2005-10-31 2010-08-11 アルプス電気株式会社 基板と部品間の接合構造及びその製造方法
US7424826B2 (en) * 2005-11-10 2008-09-16 Memsic, Inc. Single chip tri-axis accelerometer
WO2008027719A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 3M Innovative Properties Company Rfid tag including a three-dimensional antenna
JP2008227286A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US9788750B2 (en) * 2007-04-30 2017-10-17 Medtronic, Inc. Seizure prediction
JP4405537B2 (ja) * 2007-08-30 2010-01-27 富士通株式会社 キャパシタ内蔵インタポーザ、それを備えた半導体装置及びキャパシタ内蔵インタポーザの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6182509B1 (en) * 1996-06-26 2001-02-06 Simon Fraser University Accelerometer without proof mass
TW468035B (en) * 2000-01-04 2001-12-11 American Gnc Corp Micro inertial measurement unit
TW577975B (en) * 2000-07-25 2004-03-01 American Gnc Corp Core inertial measurement unit

Also Published As

Publication number Publication date
TW201105972A (en) 2011-02-16
US8307708B2 (en) 2012-11-13
US20110036168A1 (en) 2011-02-17
US8580127B2 (en) 2013-11-12
US20130034925A1 (en) 2013-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI408372B (zh) 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式加速儀及其製備方法
TWI405710B (zh) 應用無線射頻識別標籤技術之熱氣泡式角加速儀
TWI452287B (zh) 氣體感測元件及其製造方法
CN104535228B (zh) 一种无上下互连电极的lc无线无源压力传感器
CN106629578B (zh) 具有微桥结构的红外探测器及其制造方法
CN103213942B (zh) 一种无源无线电容式湿度传感器的制备方法
CN103983395B (zh) 一种微压力传感器及其制备与检测方法
JP2004132947A (ja) 圧力センサ
CN107089640A (zh) 一种mems芯片及制备方法
US6906392B2 (en) Micromechanical component
TW201321755A (zh) 無線式熱氣泡式加速儀及其製備方法
TWI477779B (zh) 熱對流式線性加速儀
CN102012437B (zh) 应用无线射频识别标签技术的热气泡式加速仪及制备方法
CN102053167B (zh) 应用无线射频识别标签技术的热气泡式角加速仪
US9182423B2 (en) Thermal convection type angular accelerometer
WO2016066090A1 (zh) 一种基于倒装焊封装的甲烷传感器及其制备方法与应用
CN105300573B (zh) 一种梁膜结构压电传感器及其制作方法
CN113433191B (zh) 环热式气体传感器及其制备方法
TWI740256B (zh) 感測裝置及其製作方法
CN111504477A (zh) 红外温度传感器及其制造方法、温度检测设备
CN114166402B (zh) 一种mems气流压力传感器及其制备方法
CN114720509B (zh) 一种气体检测组件及其制备方法
KR102190862B1 (ko) 마이크로 히터 제조방법 및 마이크로 센서 및 마이크로 센서 제조방법
CN212693086U (zh) 一种集成热敏电阻的红外热电堆传感器
JP2009047650A (ja) センサ装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees