Abstract
微機電技術是電機領域中極具發展潛能的新科技.如何運用微機電技術於各種領域, 已吸引國內外許多人才的投入. 以微機電技術製造的矽基微流量感測器, 是本文的研究對象. 在矽晶片蝕刻成的薄膜上, 中央製作一加熱元件, 加熱元件兩側製作感溫元件, 即構成矽基微流量感測器. 矽基微流量感測器在操作時薄膜的溫度分佈與流速的關係, 將在本文中探討. 文中提出矽基微流量感測器的一維操作模型, 以遞迴運算至收斂的模式, 採用數值計算軟體MATLAB編寫程式, 探討下列主題: 一' 流速與溫度分佈的關係. 二' 元件配置的影響. 三' 元件量測位置的影響. 四'輻射效應的影響. 五' 使用套裝軟體 ANSYS的困難. 計算結果證實輻射效應在理論計算上的可忽略性. 由元件的輸出曲線知, 矽基微流量感測器適合作低流速量取. 元件薄膜的溫度分佈, 取決於熱對流效應及熱傳導效應; 元件輸出訊號隨熱對流效應增大而變大, 隨熱傳導效應增大而變小. 熱對流效應隨加熱區增大而變大, 隨感溫區與加熱區間隔縮小而增大. 熱傳導效應隨感溫區面積縮小而增大, 隨感溫區與加熱區間隔縮小而增大. 將感溫區與加熱區' 基板間間隔薄 膜鏤空, 可以降低薄膜的熱傳導效應, 提升元件輸出訊號, 再縮小感溫區與加熱區間隔, 即可獲得元件最佳輸出特性. 本文計分四章, 第一章 簡介 第二章 操作原理 第三章 數值分析與計算模型第四章 結果與討論論文後面附有相關計算程式, 可供作參考.The temperature distribution on the membrane of thesilicon-based flow sensoris simulated by editing the MATLABprogram.A one-dimentional simulation model isproposed toestimate the influence of thefluid velocity on the temperaturedistribution.The silicon-based flow sensor is shown tobeexcellent at measuring the slow speed fluid.The radiationeffect is shown to be a minoreffect on the temperaturedistribution, andis to be neglected in the simulation.Thetemperature distribution on the membraneis influenced bythe conductive effect andthe convective effect.The outputsignal isenlarged by reducing the conductive effectthroughcutting off the membrane betweenthe heating and themeasure areas. The difficulty of the application of theANSYSprogram (a softwre package to solve the boundaryproblem ) to the temperature distribution is described atthe end.