[发明专利]对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪及其测试方法

权利要求书

1.对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，包括四探针头、测试架、主机、测量控制系统，主机内包括恒流源电路和电源电路，其特征在于，方块电阻测试仪还包括测试电压调节器，测试电压调节器设置在电源电路和四探针头之间，用于在测试开始前调节四探针头中两个外探针之间的测试电压。

2.根据权利要求1所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述方块电阻测试仪还包括恒流源通断切换开关，恒流源通断切换开关设置在恒流源电路和四探针头之间，用于控制在探针针尖完全压触在薄层材料表面后才接通恒流源电路。

3.根据权利要求2所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述主机的箱体上设置有人机交互界面，测试电压调节器调节旋钮和恒流源通断切换开关均设置在该界面上，该界面上还同时设置有显示屏，显示屏用于对外显示当前设置的各部件的参数、以及测量结果。

4.根据权利要求1或2或3所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述四探针头为红宝石四探针头，通过具有屏蔽功能的四芯电缆线与主机相连。

5.根据权利要求4所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述红宝石四探针头包括筒体、筒盖，在筒体和筒盖所形成的空腔内设置有锥座、探针、螺旋弹簧、弹簧座、导引柱、导引柱座、调压螺丝、上导引片、下导引片，所述导引柱座安装在锥座上，导引柱座上固定设置有若干个导引柱，弹簧座上设有若干个导引通孔，导引柱分别穿过此导引通孔，弹簧座可在导引柱上滑动；上导引片和下导引片分别设置于锥座的上下两端，4根探针分别穿过上导引片和下导引片后与对应螺旋弹簧通过金属毛细管拼接在一起，每根螺旋弹簧尾部均固定在弹簧座上；筒盖固定在筒体上，调压螺丝穿过筒盖后压在弹簧座上，旋进旋出以调节螺旋弹簧的压力。

6.根据权利要求5所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述红宝石四探针头的探针为碳化钨硬质合金探针，针尖曲率半径在25μm-900μm范围内，每根探针与每根螺旋弹簧通过毛细管拼接在一起，探针、金属毛细管与螺旋弹簧构成一个独立的弹簧探针系统，每个弹簧探针系统的压力范围在25-250g之间。

7.根据权利要求1所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述测试电压调节器的电压调节范围在5V-80V内。

8.根据权利要求1所述的对薄层材料进行无损测量的方块电阻测试仪，其特征在于，所述测试电压调节器包括一电位器，该电位器一端与电源电路相连，另一端与其中一个外探针相连。

9.一种基于权利要求4-6任一项所述方块电阻测试仪的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）开启主机电源，先通过测试电压调节器调节两个外探针之间的测试电压；然后调节悬臂位置，使红宝石四探针头的四根探针完全压触在待测薄层材料表面上；

（2）通过恒流源通断切换开关开启恒流源电路，并选择适当的电流值；

（3）测量控制系统中的电压检测电路检测到四根探针中内侧两探针间的电压，并将电压值发送到处理模块，处理模块将电压值换算成方块电阻值，并对方块电阻值做温度、直径、探针间距误差的自动修正，最终输出测量结果。