感測器的角色感測器的角色

(1)

台灣師範大學機電科技學系 C. R. Yang, NTNU MT

-1-

微感測微感測器原理與應用技術器原理與應用技術

Principle of Microsensors and its Applications

楊啟榮博士

教授

國立台灣師範大學機電科技學系

Department of Mechatronic Technology National Taiwan Normal University

Tel: 02-7734-3506 E-mail:[email protected]

C. R. Yang, NTNU MT

-2-

綱綱要要

z認識感測器的角色與功能

z微感測材料之特性

z微感測器原理與應用

力感測器

熱感測器

流量感測器

微麥克風

微加速度計

生物感測器

(2)

台灣師範大學機電科技學系 -3-

感測器的角色感測器的角色

例：電風扇例：電風扇

例：冷氣例：冷氣

致動器 actuators

致動器

actuators

感測器陣列 sensors array

感測器陣列

sensors array

微處理器 microprocessor

微處理器

microprocessor

輸入/輸出 input/output

輸入/輸出

input/output

內部匯流排 internal bus

外部匯流排 external bus

微系統應用晶片模組

感測訊號

物理 Physical 化學 Chemical 生化 Biochemical

能源 Energy

熱能 Thermal 機械 Mechanical 流體 Fluidic 光學 Optical 電能 Electrical

情報資料

電氣 Electrical 光學 Optical 聲學 Acoustic

致動訊號

消費性電子生化醫療自動化半導體化工通訊與資訊環保與安全紡織

微機電系統之訊號傳輸與致動控制架構圖微機電系統之訊號傳輸與致動控制架構圖

運動能量

訊息其他

(3)

-5-

整合感測器、致動器及電子電路的微機電元件整合感測器、致動器及電子電路的微機電元件

感測器 sensors

致動器 actuators

電子電路 circuits

微結構 microstructure 致動器

actuators

驅動迴路 driver

力感測器 force sensor

電子電路 circuits

雷射偵測器 laser detector

訊息控制迴路 communication

-6-

感測原理感測原理

將一物理量(力、位移、角度、振動、音波、流量、溫 度)或化學量(化學成份、pH值、濃度、鹽度、黏度、

密度、比重)的變化轉換成電性輸出，如將力、位移或 角度的變化轉變成電壓、電容或電阻的變化量。

環境中的物理量或化學量

電性訊號轉換成可讀性物理或化學量

數位式溫度計

pH值量測計

(4)

生物感測器示意圖生物感測器示意圖

量測血糖濃度之生醫感測器

量測血糖濃度之生醫感測器(

(電化學式

電化學式)

)示意圖

示意圖

電化學氧化-還原反 應分為氧化與還原兩個步驟，前者是使葡萄糖失去電子變成葡萄糖酸，後者則由氧氣得到電子還原成水。

微感測材料之特性微感測材料之特性

一般外界環境之影響不外乎是熱、電、磁、輻射、機械與化學等六大類刺激，感測材料是對此六大類中之一種或多種刺激具有特別好的反應，其反應亦不外乎此六大類。刺激與反應之間的關係，即為其效 應(effect)。

在現今積體電路發達的時代，如果一種材料可以直接將非電參數轉 變(感測) 成電的信號，那麼在控制電路或資料的處理上，將最為省事

，成本最低。如機→電的壓電效應、壓阻效應與電阻效應(應變規)；

熱→電的熱電效應與焦電效應；磁→電的霍耳效應與磁阻效應；輻射

→ 電的光伏效應 (photovoltaic effect) 與光導效應 (photoconductive effect)；化學→電的位能效應與化學場效效應(chemFET) 等最被普遍 使用，其中大部分已經有商業化產品。

(5)

-9-

-10-

黑格曼關係圖(Heckmann diagram)：指出晶體之各種物理性質關係

所謂焦電性是指當周圍溫度變化時，

材料本身會產生表面電荷而形成電壓或電流，以表示溫度變化的一種現象

。焦電現象係一種熱能轉換為電能的現象，是經由外界溫度的變化所造成 材料本身自發極化量 (Spontaneous Polarization)的改變，進而誘導表面電 荷累積的現象。

(6)

各物理特性之代表性材料各物理特性之代表性材料

光電效應

電光效應(EO effect: Electrical optical effect)

「電光效應(EO effect：Electrical Optical effect)」是指外加電壓會使材料 的光學性質(折射率)發生改變的一種物理現象。科學家發現，某些特別的 晶體，例如：鈮酸鋰(LiNbO₃)、鉭酸鋰(TaNbO₃)，在外加電壓時，會使波 導的折射率增加或減少。金屬電極的正下方波導的折射率會因為外加電壓而變大或變小。

聲光效應(AO effect: Acoustic optical effect)

「聲光效應(AO effect： Acoustic Optical effect)」是以指叉狀電極外加電 場，使固體晶格原子振動產生聲波，聲波使光產生散射而改變前進的方向

，而改變指叉狀電極的間隔距離，可控制光前進的方向。

電光效應與聲光效應

(7)

-13-

Mechanical pressure sensors Mechanical pressure sensors

-14-

-

應變計應變計

全橋片玫瑰型應變片菊型應變片

直片

(8)

當轉換機械量如力、扭力和壓力到電子量時，應變片(應變計、應變規)因 其低廉的價格和優異的性能，是很好的選擇方案。

應變計/ 應變計 /應變規應變規

Pipe specimen made of carbon-fiber reinforced plastic in torsion fracture test

以應變片(應變計、應變規)進行測量時，

最普通的方法是黏貼到測量物體上，故需要清潔劑、黏貼材料、保護層、接線材料

、接線端子、電纜和信號線等材料，由於輸出訊號很小，必須加裝訊號放大器，最後進行訊號校正。(黏貼方向會影響實驗 結果的正確性！)

http://www.hbm.com.tw/productall.php

-

-應變計的電阻應變計的電阻

R L

=

ρ

A

R: 壓阻的電阻

ρ: 材料的阻值(resistivity) L : 壓阻的長度

A : 壓阻的截面積

Fig. p.142

電阻變化率

; ΔR Δ Δ Δ

R

L L

A

= ρ+ − A

ρ ^Δ_A^A⁼^Δ_w^w⁺^Δ_h^h

金屬膜應變規對壓力所產生的電阻變化很小，量規因子(gauge factor) 只在2 左右。在 小應力的應用上，靈敏度不夠，訊雜比(signal/noise ratio) 很低，感測上的誤差過高。

(9)

-17-

彈性力學

壓阻效應

幾何形狀改變

電阻值改變應變

應力電阻率改變

/ G dR R

≡ ε 計測因數

5 .

≈3 G

150

~

≈30 G ISO Elastic合金 : 壓阻材料 :

Semiconductor gage Semiconductor gage

Smith 在1954 年首先使用摻雜過的單晶鍺(Ge) 和矽(Si) 的桿狀試樣在單軸上施加應力，然後 測量垂直軸上的電阻變化，也發現了矽半導體的壓阻效應遠大於金屬片。

(量規因子(gauge factor))

壓阻效應：指材料的電阻係數受到施加在材料上的應力變化而改變。

-18-

壓阻式壓力計壓阻式壓力計

易於以摻雜方式製作出壓阻，配合惠氏電橋靈敏度高，精確度及穩定性亦不錯，最重要的是其製作成本低，但易受外界應力影響且較耗電。

壓阻式壓力感測器基本結構壓阻式壓力感測器基本結構

(10)

台灣師範大學機電科技學系 -19- 利用一般IC MOS 製程，在矽基板之正面製作壓阻及導線之後，以KOH 溶液及電化學蝕刻終止技 術，由矽晶片背面進行非等向性蝕刻成懸膜(厚度由磊晶層厚度決定)。接著晶背以RIE 除去當做 蝕刻遮罩之nitride/oxide 後，進行陽極晶片接合，接合上玻璃片的目的在緩和封裝上可能產生熱 應力，除此可以在接合時在真空環境下進行，藉此製作絕對壓力計。

(Brysek et. al., Silicon Sensors and Microstructures, Nova sensor, 1990 ) (Lee et. al., Transducers

(Lee et. al., Transducers ’’95, 37995, 379--C9, 1995) C9, 1995)

壓阻式壓力計的製作

壓阻式壓力計的製作(

(體型矽微加工技術

體型矽微加工技術)

)

S. Sugiyama, K. Shimaoka, and O. Tabata, 1991

壓阻式壓力計的製作

壓阻式壓力計的製作(

(面型矽微加工技術

面型矽微加工技術)

)

(11)

-21-

Toyota capacitive pressure sensor with CMOS electronics (Nagata et al. 1992a).

利用平行板電容原理製作已有悠久歷史，其主要是偵測位移量受應力之變化，故較不受外界溫度之干擾。靈敏度相當高且較不耗電

，但是由於響應的非線性及易受寄生電容影響，最好搭配校正電路一起設計。

電容式壓力感測器電容式壓力感測器

-22-

(能承受的)過壓力

(12)

Temperature Sensors Temperature Sensors

各種熱感測器與其感測原理

各種熱感測器與其感測原理 ^{接觸型：傳導或對流}

非接觸型：熱輻射

(愈靈敏者，星號愈多)

金屬導體線圈(Pt)為電阻，溫度愈高電阻增大

以熱敏電阻的電子元件取代金屬線圈，溫度愈高電阻變小

感測器性能參數感測器性能參數 (I) (I)

響應度(responsivity)：定義為感測器接收到每單位輻射功率P_d所產生的訊號電壓V_s或電流i_s，且不計雜訊的大小。電壓響應度R_v與電流響應度R_i分別表示如下

此處H_d 為落在感測器面積A_d 上的輻射照度(irradiance)。R_v 一般為波長之函數

，當考慮波長因素時，稱其為光譜響應度(spectral responsivity)。又R_v代表感測器的能量轉換效率，其值愈高則輸出愈高。

當感測器檢知物體的熱輻射後，必須轉換成可讀取訊號進行後續處理，處理的難易或快慢端賴此轉換訊號的好壞。因此，訊號的轉換特性是感測器性能的評估準則，以下四個參數即為評估的要素：

(13)

-25-

雜訊等效功率(noise equivalent power, NEP)：此參數的物理意義為感 測器所能檢知的最小輻射功率。亦即當感測器的輸出訊號等於其電壓 雜訊V_n或電流雜訊i_n(訊雜比等於1) 時所接收到的輻射功率，即

感測器性能參數感測器性能參數 (II) (II)

感測器之雜訊有許多來源，包括物理本質的、材料的與製程產生的等等

，皆與頻率有關，故通常以雜訊的功率頻譜(power spectrum) 表示。

(SNR= Signal / Noise)

響應度 (單位：W)

-26-

感測度(detectivity, D)：定義感測度D 為雜訊等效功率NEP 的倒數，

使其與感測器的性能成正比關係，以符合一般習慣。

感測器性能參數

感測器性能參數 (III) (III)

歸一化感測度(normalized detectivity, D*)：由於大多數感測器的雜訊 電壓正比於感測器面積A_d與電路頻寬Δf 的平方根，因此，可再定義一元件參數如下式

使得感測度無關於感測器面積與測試時的電路頻寬，可用來比較不同元件材料於製作時之優值。

1

_v _i

n n

R R

D = NEP = V = i

^{(單位：1/W)}

(14)

紅外線熱型感測器紅外線熱型感測器

紅外線熱型感測器可分為量子型與熱型兩大類，一般自然界物體所發出的熱輻射大都集中於紅外線區域(遠紅外區域(6–15 μm, far infrared (FIR)、近紅外(0.75–3 μm, near IR (NIR)) 或中紅外(3–6 μm, middle IR (MIR))，這也是感測熱輻射的元件通常被 稱為紅外線感測器的原因。

量子型(quantum)是利用感測材料吸收紅外輻射(或稱光子) 後，經由光電轉換產 生傳導電子或電洞(載子遷移)(光電效應)，或同時產生電子-電洞對，而引起電性的改變。由於材料的能隙可決定光電效率，因此其響應對波長有選擇性。

熱型(thermal)(又可分成熱阻、熱電與焦電等三種)則藉由吸收熱輻射，產生元件 的溫升，因而引發感測材料物性改變，並得以由儀器測量出訊號。其響應與表面材料吸收輻射之效率有關，與波長關係僅由此材料之特性決定。若為黑體薄膜，

如金黑、碳黑或石墨等，則反應波長範圍十分廣且平坦，與波長幾無關係。

光電效應光電效應

當照射在金屬上的光超過特定的最低頻率(臨閾頻率)，則金屬表面會射出電子。射出的電子數與光的強度成正比，但射出電子的能量與光的強度無關。當頻率低於臨閾值時

，不論光多強都沒有電子射出。

Incident light

Metal

(15)

-29-

中間的懸浮薄板吸收紅外輻射而升溫，其兩支撐腳細且長，可減少熱流經由支撐腳的固體熱傳散失

紅外線熱型感測器原理與結構示意

假設紅外輻射具有一峰值P₀ 與一調制頻率ω，且造成的溫升為ΔT，則由能量守恆原理，吸收的能量等於內能的增加與熱散失量之和，因此熱流方程式為

H、G 與ε各代表檢知器的熱容、熱導 以及吸收率(absorptivity)

式中τ = H/G，為感測器的熱響應時間 (thermal response time)，或稱為熱時間常 數(thermal time constant)。

解得

內能增加熱散失入射吸收能量

-30-

典型的單一熱阻型元件結構

熱阻(熱阻

(Thermoresistive Thermoresistive) ) 元件

元件 ^{原溫度為T}⁰ 的元件吸收紅外輻射後升溫

，造成原電阻R₀ 有一小變化dR，電阻溫 度係數 (temperature coefficient of resistance, TCR) α可表示為

α為一正值，簡稱PTCR (金屬材料) (溫度升高、電阻增加、導電率下降) α為一負值，簡稱NTCR (半導體材料) (溫度升高、電阻下降、導電率升高) 此種元件必須給一固定偏流i_b，輸出電壓可 寫成V_s= i_bΔR= i_bαRΔT，因此響應度可表示為

TCR α的定義：α= (△R/ R ) / △T

△ R是電阻的變化，△T 是溫度的變化，

R 是第一點之參考電阻值。

(前頁P_o代入)

(16)

熱阻型元件常用的半導體製程材料熱阻型元件常用的半導體製程材料

熱阻型元件常用的半導體製程材料，其熱導係數、比熱與密度，代入元件每一層的結構尺寸，加總後即可計算出支撐腳的總固體熱導與元件熱容。

白金感測元件的熱導與熱容計算白金感測元件的熱導與熱容計算

G H

截面積體積

(17)

-33-

由以下的熱阻型元件響應度公式，可以歸納出下面幾個元件設計重點：(1) 低熱導與低熱容

；(2) 高TCR 的材料；(3) 高吸收率的表面鍍膜；(4) 高固定偏流下操作；(5) 高電阻值等。

這五項其實都併隨著系統的考慮因素，關係錯綜複雜，如太高的阻值會造成電路的RC時間 常數增加，高偏流或偏壓的操作將影響元件設計準則或增加消耗功率，以及高TCR 材料的 雜訊可能亦高等。在實際製作的可行性考慮下，整體設計的理念應該是：經由元件的熱感測分析，選擇適當的結構與材料，設計低雜訊的讀取電路，以達到所需的響應度與感測度

，而在製程方面，則須充分考慮高良率與標準CMOS IC 的相容性。

由前頁表的數據，可計算出支撐腳的總熱導達23.36 × 10^–7W/K。若白金的TCR = 0.25%/°C

，表面鍍膜的吸收率為0.6，元件電阻1 kW，當定電流源為4 mA，利用上式，可算出於直 流下操作的響應度僅為2568 V/W。此響應度是否足夠，要視目標的偵測需求與系統的其他 規格而定，系統所收集的目標輻射功率必須大於檢知器的NEP，並且根據既定的訊雜比 (S/N) 來估算所需的輸出電壓。

-34-

(a) 焦電型元件感測原理，(b) 焦電型元件吸收一紅外輻射 變化時，於外部電路會存在一暫態電流。

焦電焦電(

(Pyroelectric Pyroelectric) ) 元件

元件

(來自於空氣中) 焦電材料會

不斷產生電荷於晶體表面，形成電偶極矩，其具有一自發性極化強度

，引發內在電場效應。

任何的溫度變化Δ T 皆能引 起正離子的擾動，而改變整體的極化強度

，此改變非常快速，使得原先與其抵銷的表面電荷不及反應而重新出現一電場。

(18)

焦電效應焦電效應 (Pyroelectric ( Pyroelectric Effect) Effect)

圖A. 焦電效應說明圖 圖B. 焦電材料吸收熱源與產生 訊號對應圖

http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb09/kenkyu/konnna/pyro/pyro_E.html

(19)

-37-

(a) 熱電型元件感測原理；(b) 熱電型元 件的半導體製程結構

熱電(Thermoelectric) 熱電

(Thermoelectric) 元件

元件

熱電元件主要是利用熱電效應，連結兩種熱電功率不同的金屬材料，在兩端點會產生電壓，

電壓大小正比於接點處溫度的高低，且其值與材料有關。

為了做室溫補償，接點有兩個，一個進行感測

，另一個遮蔽並製作於基板上。當串連n個此 種元件即構成熱電堆(thermopile)，其輸出電 壓將加倍，即

s₁與s₂為兩材料的熱電係數。

響應度因

-38-

典型的單一熱阻型元件結構：(a) 單層，(b) 雙層

熱阻型元件製作的重點在於形成一具有低熱導的感測懸浮薄板，主要是利用矽微細加工 中的非等向性蝕刻(anisotropic etching) 或犧牲層(sacrificial layer) 表面蝕刻等技術，分 別製作如圖 (a) 的V 形槽或圖 (b) 的懸浮橋，兩者各有其優缺點。當單一元件面積小至60

×60 μm²，為了提高填充比(fill factor)，大都使用後者，將多工掃描器的MOS開關製作於 感測元薄板下方。

(20)

單一白金熱阻感測元件製作流程

LTO層保護白金

NiCr Lift-off 白金電阻形成蛇狀圖樣白金厚度可依所需阻值而改變

增加紅外輻射能量的吸收率

白金感測元

白金感測元 IC 之 IC 之 CMOS 相容整合製程 CMOS 相容整合製程

對於紅外線面陣列感測元件(infrared focal plane array, IRFPA)，若將感測元與讀 取電路IC 整合製作於同一晶片上，不僅可減少雜訊，亦省去接合與封裝的繁複程 序，性能與成本皆具優勢。

長CMOS 標準製程的LOCOS (local oxidation of silicon) 與做 為浮板用的氮化矽。

形成氮化矽浮板圖樣；長 MOS 所需的薄氧化層。

製作多晶矽閘，並以離子佈植完成 源極與汲極，然後以BPSG 保護。

打開接觸區、連接金屬線

，再以氮化矽保護金屬。

(21)

-41-

去除蝕刻窗處的氧化層與氮化矽，進行白金電阻薄膜濺鍍。

長氧化層保護白金電阻薄膜。

鍍上黑體薄膜。

打開蝕刻窗，進行矽非等向性蝕刻。

-42-

白金感測元IC面陣列元件中，單一像素的布局與實際製作完成的晶片，多 工器之MOS 開關設計於感測元旁，單一像素尺寸為60 × 60 μm²。

(22)

流量感測器流量感測器

熱式流量感測器熱式流量感測器

熱式流量感測器主要是由加熱元件(heater) 及溫度感測元件(temperature sensor) 所組成之感測器，利用流體流動帶走加熱元件的熱量，造成加熱 元件週遭溫度的改變或加熱功率的變化，而可測量流體的流速或流量之感測器。依照感測器操作原理的不同，熱式流量感測器可歸納有熱線/熱 膜型流速計 (hot wire / hot film anemometer) 、熱量計型流量計 (calorimetric flow sensor) 及熱脈衝型流量計(time of flight flow sensor)。

當熱線與氣流的溫度差固定時，量測電功率的變化，即可得知流體的流速，此種量測方式稱為定溫控制模式；另一種量測方式則是控制電源功率的提供，經由量測溫度的改變，將可測得流體的速度，此種量測方式稱為定電源控制模式。

當熱線型流速計置入流場中，加熱絲的熱量將被流體以強制熱對 流(force convection)的方式帶走。

1. 假若加熱絲供給的熱量控制為固定時，隨著流體流速與被帶走熱量 的增加，加熱絲的溫度將隨之下降；再利用熱敏電阻的特性，經由 簡單的定電源電路的設計，則可將流速轉換成電訊號輸出(定電源控 制模式)。

2. 另一種操作模式則是控制加熱絲的供給熱量，固定加熱絲與氣流之 溫度差，則隨著流體流速的增加，加熱功率也隨之提升，再經由定 溫電路的設計，則可將流速轉換成電訊號輸出(定溫控制模式)。

(23)

-45-

傳統式熱線型流速計傳統式熱線型流速計

傳統熱線型流速計(hot wire anemometer)，主要量測結構為一熱阻式加熱絲，一般為 白金熱阻絲，尺寸約為直徑10 μm、長1 mm。當熱線型流速計置入流場中，加熱絲的 熱量將被流體以強制熱對流(force convection)的方式帶走。假若加熱絲供給的熱量控 制為固定時，隨著流體流速與被帶走熱量的增加，加熱絲的溫度將隨之下降；再利用熱敏電阻的特性，經由簡單的定電源電路的設計，則可將流速轉換成電訊號輸出。熱 線型流速計就是利用熱線的熱量消逝速率(thermal energy dissipation rate) 與流體的流 速成正相關而設計之流速感測器。

T_s時之電阻溫度係數

-46-

產品特色：

1. 耐溫：100°C，耐壓6.89 bar；

2. 屋外耐候型NEMA4 (IP65) ； 3. 可調整16種不同流速範圍0-1.25mps

至75mps (米/秒) ；

4. 4-20 mA電流輸出，可有或無數字顯示；

5. 可偵測低流速；

6. 精準度：+/-3% F.S.(0-50 Deg C) +/-4% F.S.(50-100 Deg C) 7. 風速管可選購6、12、18、24吋長。

641系列數字型風速傳送器(熱線式) www.sinom.com.tw/produt_image/641.jpg

傳統式熱線型流速計

(24)

傳統式熱線型流速計傳統式熱線型流速計

Span (input)

A dynamic range of stimuli (刺激) which may be converted by a sensor. Also called input full scale (FS). It represents the highest possible input value which can be applied to the sensor without causing unacceptably large inaccuracy.

For broad band and nonlinear response, the dynamic range of the input stimuli is often expressed in decibels (分貝):

1

log 2

10 P

dB= P , P: power

1

log

2

20 s

dB = s

, s: force, current, or voltage for example: P₂/P₁=100 => 20dB, s₂/s₁=10 => 20 dB.

Full scale output (FSO)

The difference between the output signals measured with maximum input stimulus and the lowest input stimulus applied.

(25)

-49-

Accuracy Accuracy

A ratio of the highest deviation of a value represented by the sensor to the ideal value.

It can be in terms of : 1. Directly measured value (Δ) 2. In % of input span (full scale) 3. In terms of output signal

-50-

For example:

FSO i

r

FSO

(%) = 100 ( S − S ) / S ε

S_i: ideal value, S_r: real value, FSO: full scale of output

The difference between Permissive limits and ideal transfer function: ±Δ The difference between real and ideal functions: ±δ

Accuracy is affected by part-to-part variation (Reproducibility)(零件變異 ),hysteresis(滯後現象), dead band, calibration and repeatability errors.

Use worst-case analysis to determine the worst possible performance of the system. (最劣狀況值分析)

To reduce the error from part-to-part variation, a multiple-point

calibration is required, as shown in the right hand side figure of previous page. Thus the permissive limits become narrower.

(26)

利用微機電系統技術，可直接將熱線或熱膜製作於矽晶圓基材上，而製作成熱線／熱膜型流速計。加熱元件可同時做為溫度或熱功率量測之元件，一般常用白金作為加熱絲與熱敏電阻。當然如前一節熱感測器的介紹，溫度量測有多種方法，如熱阻式 (thermoresistive) 、熱電偶式 (thermocouple) 、熱電堆式 (thermopiles) 、熱電力式 (thermalelectric)、熱電子式(thermalelectronic) 及焦電式(pyroelectric) 等，皆可應於熱式 微型流量計的溫度感測。

微型熱線型流速計微型熱線型流速計

微型熱線流速計必須注意到熱散失問題微型熱線流速計必須注意到熱散失問題…

…. .

方法一：

加熱電極和支撐的基座之間，

設計絕熱層減少熱傳導發生。

加熱電極所產出的熱部分將藉由電極的支撐基材，經熱傳導而流失。基材的熱容與熱傳導係數都將影響熱平衡達成的時間，

進而影響流速量測的反應時間 (response time) 及量測的靈敏度，因此設計微型熱 線流速計必須注意到熱傳問題。

多孔矽(porous silicon) 氧化成30 μm 厚度的 SiO₂

(27)

-53-

方法三：將加熱電極製作於微橋(micro bridge) 上面….並整合微流道方法二：加熱電極製作於懸浮薄膜上….並製作真空腔！

真空腔提供了非常良好的熱絕緣，進而大幅提升頻率響應速度與量測靈敏度。

-54-

熱量計型微流量計熱量計型微流量計

熱量計感測器(calorimetric sensor)其主要元件為兩個溫度感測單元，而其中一 個溫度感測單元上方鍍有可以與欲測物質反應的觸媒(catalyst)。當欲測物質 接觸感測器時，由於觸媒的催化作用而有燃燒生成熱產出，造成其中一個溫度單元溫度升高，經由兩個溫度感測單元所量得的溫度差即可量得熱量的產出，此即為熱量計感測器。

(28)

利用熱量計的觀念設計流量量測之感測器，則稱為熱量計型流量計。圖 (a) 為傳統熱量計型流量計設計示意圖，微管道外圍纏繞有兩組熱阻式溫度感測電阻絲及一組加熱電阻絲，加熱電阻絲提供熱量給予微管道內的流體。當流體靜止時，加 熱電組絲兩側的溫度成對稱分布，如圖 (b)；當流體流動時，則溫度分布將隨流速 的不同而改變。因此經由加熱電阻絲兩側溫度的比較，則可以得到一溫度差與流量關係圖，而構成一流量感測器。

靜止

高流速低流速

微型質流量感測器微型質流量感測器

溫度感測電極

加熱電極

熱量計型微流量計是利用熱擴散至流體後，隨著流體的流動而被帶走形成溫度分布，再藉由溫度分布的量測，則可得到流體的速度。而熱經由熱擴散至流體，其擴散能力又和 流體的熱容(heat capacity, m‧C_p) 及熱擴散係數成一正相關。其中熱容又與流體的質量 相關，因此熱量計型流量計又可稱為質量流量計(mass flow meter)。

(29)

-57-

傳統兩線式熱量計型流量計之設計，兩組加熱電阻絲同時做為溫度感測之用

微機電技術所設計製造之兩線式熱量計型流量感測器

-58-

Honeywell

Honeywell 公司開發

公司開發之微型流量計之微型流量計

(30)

隨著流速的增加，輸出電壓(相當於加熱絲上下游溫度差) 一開始和流速呈現正相關的關 係；到了一臨界速度點後，流速的增加反而降低了輸出電壓(加熱絲提供的熱量將來不 及擴散至微管道中)。因此，一般使用熱量計型微流量計或質量流量計時，皆操作於微 管道內且低流量的使用環境。不同於熱線型流速感測器可直接應用於外流場與高速流場

，熱量計型微流量感測器常需要搭配旁通管路(bypass) 的設計，以放大速度量測範圍。

微型質流量感測器使用上需注意事項微型質流量感測器使用上需注意事項

熱脈衝型流量計熱脈衝型流量計

熱脈衝型流量計量測原理示意圖熱脈衝型流量計量測原理示意圖

利用熱脈衝(heat pulse) 隨流體的 傳遞，量測熱脈衝行進的速度 (L/Δt)，則可計算流體的速度。此 種流體感測器的設計必須確定熱脈衝行進的速度是取決於流體的行進速度而不是熱擴散速度，因此量測距離與熱擴散速率的不同將影響速度量測範圍。

流速快

流速慢

(31)

-61-

如果溫度感測器與加熱器的距離太長、流速太慢或熱擴散速度太大時，將 造成感測不到訊號(如前頁圖t₃之訊號)。為了解決此一問題，因此多數的熱 脈衝型流量計，會於加熱器下游不同距離處，設計多個溫度感測器。

熱脈衝型流量計雖然有數位式感測器的優點，但也由於多個訊號的同時監控或輪流監控，造成時序控制邏輯電路的設計不易。另外，靜止流場與流場方向的判定都是熱脈衝型流量計設計的困難。

多線式熱脈衝型流量計多線式熱脈衝型流量計

-62-

熱式微型流量感測器雖然已有很成熟的商品產出，然而在某些特殊流場

，熱式流量計並不適用。尤其與生物相關之流體，由於熱的產生會破壞生物流體的生化特性，因此熱式微型流量感測器並不適用。

非熱式流量感測器非熱式流量感測器

Pyrex平板

Pyrex平板 感測晶片

流阻式微型液體流量計

流阻式微型液體流量計：：利用流體對懸臂樑(cantilever)的阻力(drag force) 造成 懸臂樑彎曲，再經由壓阻式應變計(piezo resistor strain gauge) 的量測，可得到 對應的流量值。

(32)

昆蟲毛髮風速計

昆蟲毛髮風速計：：利用人造毛髮因氣體流過而施力於毛髮的支撐基座，同樣經由應變計的量測，可以測出風的速度與方向。

壓力式微型流量計壓力式微型流量計

當流體流過孔口板

當流體流過孔口板(orifice)(orifice)時，時，

流體因突張而有一極劇的壓力流體因突張而有一極劇的壓力下降，孔口板的膜片下降，孔口板的膜片 (diaphragm)

(diaphragm) 因上下游的壓力因上下游的壓力差而變形。最後再經由壓阻式差而變形。最後再經由壓阻式應變計量測膜片的形變，可量應變計量測膜片的形變，可量出對應的流量。

出對應的流量。

(33)

-65-

皮托管(Pitot tube) 為大尺度 流場常用的簡易型流速計，

利用全壓(total pressure) 和 靜壓(static pressure) 的量測

，可推算出流體的流速。

流體由晶片的側方流入，形成全壓推動晶片下方的膜片。晶片的外側則受到流體靜壓的推擠，膜片最後會因流 體動壓( ρV²/2) 與膜片形變阻力的平衡 而達到一個力平衡點。最後經由電容式感測電極量測膜片位移量，則電容值與流速可得到一關係式，因此可做為流速量測。

-66-

壓差式微型流量感測器壓差式微型流量感測器

流體的流動必定伴隨著壓力梯度的發生，因此經由流道中壓力差的量 測，則可量出流量。上圖為Oosterbroek 等人所設計的壓差式微型流 量感測器，而其壓力的量測則是採用電容式壓力計。

(34)

Microphones (

Microphones (微型麥克風

微型麥克風)

)

以微機電技術製作之聲音傳感器，包含麥克風及揚聲器。其中麥克風主要是作為將聲音轉變為電子訊號之轉換器，而揚聲器則是將電子訊號轉變成聲音之轉換器。

微機電麥克風特性及可能應用：

麥克風之頻寬及動態響應範圍必須接近人耳。人耳所能感知的音波其頻率約在20 Hz 至20 kHz 之間，即所謂的聲音，頻率超過此範圍的音波稱為超音波。人類可聽到的聲壓程度可描述如下頁圖所示，

其中下曲線為人類聽力的極限值(threshold of audibility)，亦即人類無法聽見在此之下的聲壓。由圖中可知，此極限值依頻率不同會有 極大不同。當聲音是幾kHz 時，人耳是最敏感的，而聲音在此範圍 之外時，靈敏度逐漸下降。除此之外，聲壓太大亦會造成人體生理上不舒服，通常造成此種不舒服聲壓的最小值稱為苦痛極限 (threshold of pain)。而通常我們說話及音樂的範圍便是落在此一極 限值之內，另外可從圖上發現音樂的頻率及大小範圍皆比言語的範圍要大。

人類聽覺的生理特性

(35)

-69-

人類聽覺區人類聽覺區

-70-

為了解決聲音大小差異過大問題及配合人類耳朵感受特性，一般將聲 壓以相對的物理量音壓位準(sound pressure level, SPL) 定義。其定義 為

其中P_rms 為微小的壓力變化的均方根值，在空氣傳播的參考值為P_ref

= 2 ^× 10^–5 Pa (此值為人聽力極限)。因為聲音通常包括不同頻率的波

，而非一完美的正弦波形，故使用均方根值來描述其振幅。

音壓位準(sound pressure level, SPL) 音壓位準 (sound pressure level, SPL)

(36)

一般常見聲音來源的音壓位準大小一般常見聲音來源的音壓位準大小

評鑑麥克風性能的幾個重要指標評鑑麥克風性能的幾個重要指標

(1)靈敏度(M)

：感測器對所要感測的物理量敏感的程度，對麥克風而

言，靈敏度單位為mV/Pa，表示在受到1 Pa 音壓時所能產生之電壓訊 號輸出。

其中U 表示輸出電壓，P 為輸入聲壓。

(2) 線性響應頻率

在某一頻率範圍內，理想麥克風的頻率響應為線性，線性響應的低頻限與高頻限間為麥克風適合操作的頻域，超出此頻域後，麥克風的輸 出會有失真(distortion) 的現象。

(37)

-73-

(3) 自生雜訊及等效雜訊位準

即使在絕對安靜的環境中，聲音感測器也會產生輸出，此即自生雜訊 (self-noise)。此雜訊來自電阻等熱振動及前級放大器等內部干擾。一般 而言，前級放大器雜訊為主要自生雜訊來源。如果要偵測一聲音源，則其能量必須大於背景的自生雜訊能量，此時通常以等效雜訊位準 (equivalent noise level, ENL) 來表示此種能量。

其中U_noise 是麥克風及前級放大器之雜訊輸出，M 是麥克風靈敏度，而

P_ref = 20 μPa。一般低頻下限通常由等效雜訊位準來決定，上限則決定 於非線性失真。

-74-

(4) 訊雜比

由於整合IC 製程麥克風(如壓電或電容式) 都是高輸出阻抗，需要一匹配 的前級放大器，才能得到低阻抗的輸出。但是前級放大器也會產生雜訊

，若是訊雜比太小則雜訊亦隨著放大器而放大，即使得到很大的訊號輸出亦無價值，故感測器設計應儘量使其能有高訊雜比。一般雜訊來自熱 擾動(thermal agitation) 及前級放大器，其中放大器的雜訊通常較大，尤 其在1 kHz 頻率以下時。只有當聲音的訊號大於等效雜訊位準時才能被偵 測到，訊雜比則定義為

單位為dB，其中U (1 kHz、94 dB) 是麥克風在頻率f =1 kHz、音壓位準L_p

= 94 dB 之平面諧波(harmonic plane wave) 作用下所產生之輸出電壓。

(38)

(5) 操作最大音壓

麥克風的薄膜受到太大音壓之後，會使材料的應力與應變關係進入非線性範圍，因此會發生非線性響應。超出最大壓力後，甚至會破壞麥克風薄膜，使麥克風失效。

(6) 方向性

因聲波有反射和繞射等現象，麥克風對不同入射角度的聲波響應程度有所不同，此特性不僅與麥克風的型式有關，麥克風封裝的外形也會對方 向性有影響。理想中的麥克風封裝大小必須小於聲波波長(最好小於波長 的十分之一)，如下頁圖所示，則麥克風的輸出較不受音源方向的影響。

根據上述的評鑑指標，一般助聽器的規格為：大於10-15 mV/Pa 的靈敏 度，最大可量測之聲壓在105 dB，同時可容許之失真為0.5%，線性響應 範圍為100 Hz-10 kHz，必須維持在3 dB 變異範圍內，等效雜訊位準不 可超過22 dB。

(39)

-77-

壓阻式麥克風壓阻式麥克風

麥克風可以視作極低壓壓力感測器，而微機電技術第一個成功量產的商品就是壓阻式微壓力感測器。

Schellin 等人於1992 年利用多晶矽及體型微加工方式完成上圖之微型麥克風。其大小 為1× 1 mm²× 1 mm，靈敏度為25 μV/Pa，可操作頻率於100 Hz－5 kHz，等效雜訊位 準為60 dB。其最大優點為製作簡單且輸出為低阻抗，但輸出低、雜訊大，如要提高輸 出則需耗費相當能源。

早期電話中多採用石墨填充之麥克風，當隔膜受到聲壓影響時，石墨密度隨之改變 (阻抗改變) 而使得輸出隨之改變，這是最早的壓阻式產品。此種方式雖然易於製造，但是呈現高度非線性，

且等效雜訊位準相當大，已逐漸被淘汰。

-78-

(b) Converse piezoelectric effect (b) Converse piezoelectric effect

( Electric field

( Electric field →→Deformation )Deformation ) (a) Direct piezoelectric effect (a) Direct piezoelectric effect

( Stress

( Stress →→Electric charge )Electric charge )

Piezoelectric effect

(40)

壓電式麥克風壓電式麥克風

壓電式麥克風的原理是使用傳導機構將隔膜上之振動傳導至壓電板上

，或利用壓電高分子材料同時作為隔膜及壓電轉換材料。

壓電式麥克風最大缺點為等效雜 訊位準相當高(比電容式麥克風)，

且通常必須搭配前級放大器，以減少等效雜訊位準及輸出阻抗。

傳統典型之壓電式麥克風

1983 年Royer 等人利用3 μm 厚氧化鋅(ZnO) 在直徑3 mm、厚30 μm 的隔膜上製出第一個微機電麥克風，其零敏度為0.25 mV/Pa

，操作頻率可達10 kHz，但是等效雜訊位準高達66 dB。

(3μm)

(30μm)

(41)

-81-

矽壓電式聲音傳感器矽壓電式聲音傳感器

-82-

Parylene

Parylene (壓電高分子材料

(壓電高分子材料)

)麥克風

麥克風

Parylene

Parylene

揚聲器與其輸出訊號揚聲器與其輸出訊號

(42)

電容式麥克風的基本結構電容式麥克風的基本結構

電容式麥克風乃是利用平行電容板作為感測本體，其中一平行板即為感測隔膜，而另一 隔膜(通常稱為背板(back plate)) 通常固定住，當聲壓影響隔膜時，其輸出電容隨之改變

。在背板及其支撐物上所留之孔洞將提供一洩氣道，以避免隔膜兩面形成靜態壓力，造成隔膜承受過大壓力而破掉，此孔洞也決定了麥克風高頻響應之衰減型態。除此，在背板下方通常預留背室(back chamber)，以形成Helmholtz (赫姆霍茲)共振腔，此共振腔可以用來調整聲音阻抗及頻率響應。此種方式可以提供相當高的靈敏度、較低的雜訊、相當平的頻率響應、低失真，且對於環境影響較不敏感。

電容式麥克風電容式麥克風

為了求取其電容值C，我們必須提供其電荷量Q₀，然後量測所導致的電壓U = Q₀ /C。依照電荷提供的方式，電容式麥克風又可分為凝縮式(condenser) 及駐極體 式(electret) 兩種。凝縮式麥克風的極化電壓是利用外接之電壓源加上一電阻提 供，此電阻通常不會太小，以提供較大的時間常數。駐極體式麥克風的極化電壓則是由內部具有永久性電荷之材料層所提供，此種材料稱為駐極體材料。目前電容式麥克風可說是微細加工之麥克風中最成功的產品。

(43)

-85-

駐極體式麥克風及其搭配電路

駐極體材料是指一種可以永久維持電極化的介電材料，其具有永久性電偶極 (dipole) 排列。當在一面平行板加上電極後，介電材料中所捕捉之電荷將可提 供靜電場，如下圖所示。傳統上使用的駐極體材料為稱為鐵氟龍(Teflon) 的 PTFE 或FEP，屬於聚合物薄膜，鐵氟龍具有良好長期穩定性，但對溫度之 抵抗力相當差。然而此種有機駐極體式材料仍為駐極體式麥克風主流，主要因為無機材料無法提供良好長期穩定性。

-86-

微細加工凝縮式麥克風微細加工凝縮式麥克風

微細加工方式製作之凝縮式麥克風皆使用兩片晶片，其中一片用來製作隔膜，另一片則用來製作背板，再以鍵合方式接合起來。由於中間空隙大為縮小，其流體流動抗力 將遠比傳統式為大，可藉著開孔密度及大小來調整其抗力。上圖所示為Bergqvist 等人 於1990 年發表的凝縮式麥克風，其大小為2×2 mm²× 5-8 μm，靈敏度可達1.4 mV/Pa、

操作頻率可達16 kHz、等效雜訊位準只有31.5 dB，其電容約為3.5 pF。

由於微細加工可以提供非常小之間隙，所以比起傳統式麥克風電容值會較高，因此也造成搭配之前級放大器雜訊非常低，相對寄生電容效應亦較低，但是此小間隙也使其易受灰塵等影響。

(44)

麥克風大小2 × 2 mm²，其中隔膜直徑為0.8 mm，製程整合包含標準低電壓CMOS 製程，犧牲層材料為鋁，最後再以體型微加工製作背室。目前性能方面1 kHz 的 靈敏度可達10 mV/Pa，操作頻率從100 Hz 到50 kHz，等雜訊位準35 dB。

(a) Emkay 凝縮式麥克風，(b) 其頻率響

對以矽基材製作之微加工駐極體式麥克風而言，亦有無機及有機駐極體材料兩種研發路線

。無機材料通常使用SiO₂ 或Si₃N₄ 等薄膜材料，此種方式最大好處為與一般IC 製程相容，

可忍受高溫，具有良好之電機及機械特性，但長期穩定性尚待驗證，目前尚未有可商業化的產品。有機材料中最常用的當屬鐵氟龍，但是在矽基材上普遍表現出低附著性，不容易 達到小於1 μm 的厚度，且不容易以標準微影製程完成所需圖案，但卻具有良好的電荷儲存 特性。如前所述，由於等效之高電壓，使得其間隙不用太小(通常靜電吸引力決定其下限而 電荷容量決定其上限)，此也使得駐極體式麥克風較不受灰塵等影響。目前報導微機電製作

微細加工駐極體式麥克風微細加工駐極體式麥克風

加州理工學院駐極體式麥克風

(45)

-89-

加州理工學院駐極體式麥克風製程

大小為8 × 8 mm²，性能方面靈敏度可達45 mV/Pa，操作頻率從100Hz 到10 kHz，動態 範圍為30－110 dB。其製程相當簡單，主要 難度在掌握鐵氟龍植入電荷之能力及隔膜應力之控制。

-90-

貝爾實驗室(Bell Lab) 採用仿生(biomimic) 的觀念，利用面型微加工方式製作金字塔式立體 結構，以模擬蒼蠅的收音構造，如圖 (a) 所示。一般面型微加工方式製作麥克風有易與IC 製程整合之好處，但是由於犧牲層製作之極限，造成間隙過小而阻尼變大之缺點，而具有 此種結構將可克服上述缺點。此麥克風大小為300 × 300 μm²，可以忍受超過1000 g 的力量

。其頻率響應亦相當不錯，如圖 (b) 所示，可以達到50 mV/Pa 以上，表現非常突出。

(46)

揚聲器(Loudspeaker) 揚聲器 (Loudspeaker)

揚聲器是日常生活中最常見的傳感器，揚聲器微小化的需求來自手機、通訊系統縮小的趨勢。揚聲器的目的是將電的能量轉換成聲音的能量，微小 化對於驅動音頻訊號(人可聽頻率範圍20 Hz－20 kHz) 相當具有挑戰性，

因為系統微小化伴隨著可運動振幅變小，而空氣音阻 (radiation impedance) 與頻率成正比，低頻訊號不容易傳送到空氣中，因此微揚聲 器只適合於耳機(earphone) 的應用。微揚聲器的高附加價值應用是助聽器 市場。目前助聽器製造商正積極研發微機電技術來製作揚聲器，以真正整合成單一助聽器，其需求參見下表所示。設計時必須考慮揚聲器及耳道的體積，但是計算耳內容積及所需推動之隔膜振幅，目前可能仍以電磁式驅動方式較佳。但是如果採取外加電磁，勢必體積將無法縮小，且無法有效利用批次生產方式來降低成本。目前所發表的研究論文相當少，主要原因包含有：傳統電磁感應結構不易用平面微加工方式製作，且許多電磁薄膜新材料及特性都在研究中，離實際應用尚有段距離。

助聽器揚聲器之需求

(47)

-93-

電磁式微揚聲器電磁式微揚聲器

Cheng 提出一矽微加工電磁式揚聲器，利用彈性聚亞醯胺作為聲音產生源，通 入電流時，勞倫玆力會帶動面板產生位移，進而壓縮耳道空氣產生聲壓。其工作 電壓1.5 V，在體積2 cm³腔體測試，可得聲壓達95 dB (相對於20mPa)。

-94-

丹麥的Microtronic A/S 公司，其嘗試採取軟磁性材料FeSi (鐵磁材料，

ferromagnetic) 作為晶圓基材，在其上製作出所需之驅動結構、多層感 應平面線圈及隔離塊等。

感測器的角色 感測器的角色

微感測 微 感測器原理與應用技術 器原理與應用技術

Principle of Microsensors and its Applications

楊 啟 榮 博士

綱 綱 要 要

感測器的角色 感測器的角色

actuators

sensors array

microprocessor

input/output

整合感測器、致動器及電子電路的微機電元件 整合感測器、致動器及電子電路的微機電元件

感測原理 感測原理

(電化學式

)示意圖

微感測材料之特性 微感測材料之特性

電光效應與聲光效應

電光效應與聲光效應

Mechanical pressure sensors Mechanical pressure sensors

-

應變計/ 應變計 /應變規 應變規

-

ρ

壓阻式壓力計 壓阻式壓力計

(體型矽微加工技術

)

(面型矽微加工技術

)

Temperature Sensors Temperature Sensors

感測器性能參數 感測器性能參數 (I) (I)

感測器性能參數 感測器性能參數 (II) (II)

感測器性能參數

感測器性能參數 (III) (III)

1

R R

D = NEP = V = i

紅外線熱型感測器 紅外線熱型感測器

光電效應 光電效應

(Thermoresistive Thermoresistive) ) 元件

熱阻型元件常用的半導體製程材料 熱阻型元件常用的半導體製程材料

白金感測元件的熱導與熱容計算 白金感測元件的熱導與熱容計算

(Pyroelectric Pyroelectric) ) 元件

焦電效應 焦電效應 (Pyroelectric ( Pyroelectric Effect) Effect)

(Thermoelectric) 元件

白金感測元

白金感測元 IC 之 IC 之 CMOS 相容整合製程 CMOS 相容整合製程

流量感測器 流量感測器

傳統式熱線型流速計 傳統式熱線型流速計

傳統式熱線型流速計

傳統式熱線型流速計

傳統式熱線型流速計 傳統式熱線型流速計

Span (input)

log

20 s

dB = s

Full scale output (FSO)

Accuracy Accuracy

For example:

(%) = 100 ( S − S ) / S ε

微型熱線型流速計 微型熱線型流速計

…. .

熱量計型微流量計 熱量計型微流量計

微型質流量感測器 微型質流量感測器

Honeywell 公司開發

熱脈衝型流量計 熱脈衝型流量計

多線式熱脈衝型流量計 多線式熱脈衝型流量計

非熱式流量感測器 非熱式流量感測器

壓力式微型流量計 壓力式微型流量計

壓差式微型流量感測器 壓差式微型流量感測器

Microphones (

Microphones (微型麥克風

)

人類聽覺的生理特性

人類聽覺的生理特性

人類聽覺區 人類聽覺區

音壓位準(sound pressure level, SPL) 音壓位準 (sound pressure level, SPL)

評鑑麥克風性能的幾個重要指標 評鑑麥克風性能的幾個重要指標

(1)靈敏度(M)

(2) 線性響應頻率

(3) 自生雜訊及等效雜訊位準

(4) 訊雜比

感測器的角色感測器的角色

微感測微感測器原理與應用技術器原理與應用技術

楊啟榮博士

綱綱要要

感測器的角色感測器的角色

整合感測器、致動器及電子電路的微機電元件整合感測器、致動器及電子電路的微機電元件

感測原理感測原理

微感測材料之特性微感測材料之特性

應變計/ 應變計 /應變規應變規

壓阻式壓力計壓阻式壓力計

感測器性能參數感測器性能參數 (I) (I)

感測器性能參數感測器性能參數 (II) (II)

紅外線熱型感測器紅外線熱型感測器

光電效應光電效應

熱阻型元件常用的半導體製程材料熱阻型元件常用的半導體製程材料

白金感測元件的熱導與熱容計算白金感測元件的熱導與熱容計算

焦電效應焦電效應 (Pyroelectric ( Pyroelectric Effect) Effect)

流量感測器流量感測器

傳統式熱線型流速計傳統式熱線型流速計

傳統式熱線型流速計傳統式熱線型流速計

微型熱線型流速計微型熱線型流速計

熱量計型微流量計熱量計型微流量計

微型質流量感測器微型質流量感測器

熱脈衝型流量計熱脈衝型流量計

多線式熱脈衝型流量計多線式熱脈衝型流量計

非熱式流量感測器非熱式流量感測器

壓力式微型流量計壓力式微型流量計

壓差式微型流量感測器壓差式微型流量感測器

人類聽覺區人類聽覺區

評鑑麥克風性能的幾個重要指標評鑑麥克風性能的幾個重要指標

壓阻式麥克風壓阻式麥克風

壓電式麥克風壓電式麥克風

矽壓電式聲音傳感器矽壓電式聲音傳感器

電容式麥克風的基本結構電容式麥克風的基本結構

電容式麥克風電容式麥克風

微細加工凝縮式麥克風微細加工凝縮式麥克風

微細加工駐極體式麥克風微細加工駐極體式麥克風

電磁式微揚聲器電磁式微揚聲器