電阻率:
電阻率是半導體材料最重要的特性參數之一,通過對其測量,可以掌握樣品中雜質濃度的分布情況。因此,在半導體工業中,必須快速、準確地對硅晶圓片電阻率進行測量和分檔。 本文首先詳細分析了四探針電阻率測試原理,在比較了幾種測試方法的基礎上,確立了矩形四探針法,與國內廠家現在普遍采用的直線四探針法相比,用矩形四探針法可以獲得更小的測量微區,而且其游移偏差也小于直線四探針測量所產生的偏差。 在此基礎之上,將直流四探針測試方法與嵌入式系統相結合,設計出數字化智能四探針電阻率測試儀,詳細說明了各部分電路的組成及功能,以及相應的軟件設計。該系統依據直流四探針法原理,采用由16位單片機MSP430控制的高穩定度可編程恒流源電路和低溫漂、低噪聲可編程放大器電路,以及自動量程轉換電路等部分構成測量回路,使得該儀器能夠自動識別待測樣品的電阻率,并根據電阻率大小自動切換量程,既可以獨立工作,又可以通過RS-232接口與PC機通信,大大提高了該測試儀的數據處理能力和測量精度,而且操作十分方便高效。該測試儀有較高的實用價值和發展前景。
概述:
絕緣材料體積電阻率試驗儀(廠家)既可測量高電阻,又可測微電流。采用了美國In公司的大規模集成電路,使儀器體積小、重量輕、準確度高。以雙3.1/2 位數字直接顯示電阻的高阻計和電流。量限從1×104Ω ~1×1018 Ω,是目前國內測量范圍zui寬,準確度zui高的數字超高阻測量儀。電流測量范圍為2×10-4 ~1×10-16A。機內測試電壓為10/50/100/250/500/1000V任意可調。絕緣材料的體積電阻率和表面電阻率測試儀具有精度高、顯示迅速、性好穩定、讀數方便, 適用于防靜電產品如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計算機房防靜電活動地板等電阻值的檢驗以及絕緣材料和電子電器產品的絕緣電阻測量。除能測電阻外,還能直接測量微弱電流。
高阻計法測定高分子材料體積電阻率和表面電阻率
高分子材料的電學性能是指在外加電場作用下材料所表現出來的介電性能、導電性能、電擊穿性質以及與其他材料接觸、摩擦時所引起的表面靜電性質等。最基本的是電導性能和介電性能,前者包括電導(電導率γ,電阻率ρ=1/γ)和電氣強度(擊穿強度Eb);后者包括極化(介電常數εr)和介質損耗(損耗因數tgδ)。共四個基本參數。
種類繁多的高分子材料的電學性能是豐富多彩的。就導電性而言,高分子材料可以是絕緣體、半導體和導體,如表1所示。多數聚合物材料具有電絕緣性能,其電阻率高、介電損耗小,電擊穿強度高,加之又具有良好的力學性能、耐化學腐蝕性及易成型加工性能,使它比其他絕緣材料具有更大實用價值,已成為電氣工業的材料。高分子絕緣材料必須具有足夠的絕緣電阻。絕緣電阻決定于體積電阻與表面電阻。由于溫度、濕度對體積電阻率和表面電阻率有很大影響,為滿足工作條件下對絕緣電阻的要求,必須知道體積電阻率與表面電阻率隨溫度、濕度的變化。
表1 各種材料的電阻率范圍
材料 | 電阻率(Ω·m) | 材料 | 電阻率(Ω·m) |
超導體導體 | ≤10-810-8~10-5 | 半導體 絕緣體 | 10-5~107; 107~1018 |
除了控制材料的質量外,測量材料的體積電阻率還可用來考核材料的均勻性、檢測影響材料電性能的微量雜質的存在。當有可以利用的相關數據時,絕緣電阻或電阻率的測量可以用來指示絕緣材料在其他方面的性能,例如介質擊穿、損耗因數、含濕量、固化程度、老化等。表2為高分子材料的電學性能及其研究的意義。
表2 高分子材料的電學性能及測量的意義
電學性能 | 電導性能 | ①電導(電導率γ,電阻率ρ =1/γ) |
②電氣強度(擊穿強度Eb) | ||
介電性能 | ③極化(介電常數εr) | |
④介電損耗(損耗因數tanδ) | ||
測量的意義 | 實際意義 | ①電容器要求材料介電損耗小,介電常數大,電氣強度高。 |
②儀表的絕緣要求材料電阻率和電氣強度高,介電損耗低。 | ||
③高頻電子材料要求高頻、超高頻絕緣。 | ||
④塑料高頻干燥、薄膜高頻焊接、大型制件的高頻熱處理要求材料介電損耗大。 | ||
⑤紡織和化工為消除靜電帶來的災害要求材料具適當導電性。 | ||
理論意義 | 研究聚合物結構和分子運動。 |
絕緣材料體積電阻率試驗儀(廠家)參數配置:
序號 | 項目 | 參數 |
1 | 電阻測量范圍及誤差 | 1×104~1×1017 Ω |
1×104~1×108 Ω±2% | ||
1×108~1×1010 Ω±5% | ||
1×1010~1×1012 Ω±10% | ||
1×1012~1×1014 Ω±20% | ||
2 | 直流測試電壓 | 10/50/100/250/500/1000V |
3 | 直流電壓誤差 | ±2% |
4 | 電源 | 220V 10A 50Hz |
5 | 消耗功率 | 約10W |
6 | 環境溫度 | 0~40℃ |
7 | 相對溫度 | ≤70% |
8 | 外形尺寸 | 370mm×450mm×200mm |
9 | 重量 | 約13kg |
序號 | 配置 | 數量/單位 |
1 | 儀器主機 | 1臺 |
2 | 電源線 | 1根 |
3 | 測試線 | 3根 |
4 | 接地線 | 1根 |
5 | 說明書 | 1份 |
6 | 合格證 | 1張 |