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技術(shù)文章

什么是方塊電阻

蒸發(fā)鋁膜、導(dǎo)電漆膜、印制電路板銅箔膜等薄膜狀導(dǎo)電材料，衡量它們厚度的*好方法就是測試它們的方阻。什么是方阻呢？方阻就是方塊電阻，指一個(gè)正方形的薄膜導(dǎo)電材料邊到邊“之”間的電阻，如圖一所示，即B邊到C邊的電阻值。方塊電阻有一個(gè)特性，即任意大小的正方形邊到邊的電阻都是一樣的，不管邊長是1米還是0.1米，它們的方阻都是一樣，這樣方阻僅與導(dǎo)電膜的厚度等因素有關(guān)。

　　方塊電阻如何測試呢，可不可以用萬用表電阻檔直接測試圖一所示的材料呢？不可以的，因萬用表的表筆只能測試點(diǎn)到點(diǎn)之間的電阻，而這個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)之間的電阻不表示任何意義。如要測試方阻，首先我們需要在A邊和B邊各壓上一個(gè)電阻比導(dǎo)電膜電阻小得多的圓銅棒，而且這個(gè)圓銅棒光潔度要高，以便和導(dǎo)電膜接觸良好。
　　這樣我們就可以通過用萬用表測試兩銅棒之間的電阻來測出導(dǎo)電薄膜材料的方阻。如果方阻值比較小，如在幾個(gè)歐姆以下，因?yàn)榇嬖诮佑|電阻以及萬用表本身性能等因素，用萬用表測試就會存在讀數(shù)不穩(wěn)和測不準(zhǔn)的情況。這時(shí)就需要用專門的用四端測試的低電阻測試儀器，如毫歐計(jì)、微歐儀等。測試方法如下：用四根光潔的圓銅棒壓在導(dǎo)電薄膜上，如圖二所示。四根銅棒用A、B、C、D表示，它們上面焊有導(dǎo)線接到毫歐計(jì)上，我們使BC之間的距離L等于導(dǎo)電薄膜的寬度W，至于AB、CD之間的距離沒有要求，一般在10--20mm就可以了，接通毫歐計(jì)以后，毫歐計(jì)顯示的阻值就是材料的方阻值。這種測試方法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）用這種方法毫歐計(jì)可以測試到幾百毫歐，幾十毫歐，甚至更小的方阻值，（2）由于采用四端測試，銅棒和導(dǎo)電膜之間的接觸電阻，銅棒到儀器的引線電阻，即使比被測電阻大也不會影響測試精度。（3）測試精度高。由于毫歐計(jì)等儀器的精度很高，方阻的測試精度主要由膜寬W和導(dǎo)**BC之間的距離L的機(jī)械精度決定，由于尺寸比較大，這個(gè)機(jī)械精度可以做得比較高。在實(shí)際操作時(shí)，為了提高測試精度和為了測試長條狀材料，W和L不一定相等，可以使L比W大很多，此時(shí)方阻Rs=Rx*W/L,Rx為毫歐計(jì)讀數(shù)。此方法雖然精度比較高，但比較麻煩，尤其在導(dǎo)電薄膜材料比較大，形狀不整齊時(shí)，很難測試，這時(shí)就需要用專用的四探針探頭來測試材料的方阻，如圖三所示。
探頭由四根探針阻成，要求四根探針頭部的距離相等。四根探針由四根引聯(lián)接到方阻測試儀上，當(dāng)探頭壓在導(dǎo)電薄膜材料上面時(shí)，方阻計(jì)就能立即顯示出材料的方阻值，具體原理是外端的兩根探針產(chǎn)生電流場，內(nèi)端上兩根探針測試電流場在這兩個(gè)探點(diǎn)上形成的電勢。因?yàn)榉阶柙酱?，產(chǎn)生的電勢也越大，因此就可以測出材料的方阻值。需要提出的是雖然都是四端測試，但原理上與圖二所示用銅棒測方阻的方法不同。因電流場中僅少部分電流在BC點(diǎn)上產(chǎn)生電壓（電勢）。所示靈敏度要低得多，比值為1：4.53。
影響探頭法測試方阻精度的因素：
（1） 要求探頭邊緣到材料邊緣的距離大大于探針間距，一般要求10倍以上。
（2） 要求探針頭之間的距離相等，否則就要產(chǎn)生等比例測試誤差。
（3）理論上講探針頭與導(dǎo)電薄膜接觸的點(diǎn)越小越好。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因針狀電極容易破壞被測試的導(dǎo)      電薄膜材料，所以一般采用圓形探針頭。
 
*后談?wù)剬?shí)際應(yīng)用中存在的問題
1、如果被測導(dǎo)電薄膜材料表面上不干凈，存在油污或材料暴露在空氣中時(shí)間過長，形成氧化層，會影   響測試穩(wěn)定性和測試精度。在測試中需要引起注意。
2、如探頭的探針存在油污等也會引起測試不穩(wěn)，此時(shí)可以把探頭在干凈的白紙上滑動幾下擦一擦可以   了。  
3、如果材料是蒸發(fā)鋁膜等，蒸發(fā)的厚度又太薄的話，形成的鋁膜不能均勻的連成一片，而是形成點(diǎn)狀　   分布，此時(shí)方塊電阻值會大大增加，與通過稱重法計(jì)算的厚度和方阻值不一樣，因此，此時(shí)就要考   慮到加入修正系數(shù)。
 
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