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一、 产品核心价值与市场定位
双电测电四探针电阻率/方阻测试仪专为测量半导体材料、金属涂层、导电薄膜、块状材料的方块电阻(Rs)、体电阻率(ρ)与电导率(σ) 而设计,同时具备高精度直流电阻(R) 测量功能,是科研开发、质量控制、生产分选环节不可或缺的核心检测设备。
市场定位明确:BEST-300C为高端精密型,以其0.01%的电阻基本精度、10档宽量程和丰富的智能化功能,满足前沿材料研究和高标准产线需求;BEST-300则为经济实用型,在保证核心测量功能的基础上,为用户提供高性价比解决方案。
二、 核心功能与独特技术优势
本产品技术集成了现代微电子测量技术的多项优势,其核心价值体现在以下几个方面:
- 双电测原理(四端子/开尔文测试法)与OVC功能:这是确保高精度的基石。仪器采用四端子测量法,通过独立的驱动(DRIVE)和感应(SENSE)回路,彻底消除了测试线电阻和接触电阻对测量的影响。内置的OVC(热电势补偿) 功能,可通过注入和切断测试电流,自动计算并消除由环境温差或不同金属接触产生的热电势,为微电阻(如μΩ级)测量提供了可能。
- 宽量程与高分辨率测量:电阻测量范围:覆盖20mΩ 至 10MΩ,共10个量程。方块电阻/电阻率测量范围:理论覆盖10⁻⁷ Ω/□ 至 10⁺⁸ Ω/□。最高分辨率:0.1μΩ,可精确捕捉材料电阻的微小变化。
- 双测试模式与智能化切换:四探针模式:标配直排与矩形四探针可选,适用于片状、块状材料的方块电阻和体电阻率测量。仪器内置算法,可根据输入的探针间距、样品厚度和样品模式(无限大/无限薄),自动计算并显示电阻率、方阻和电导率,单位自动换算,无需人工查表与计算。开尔文夹模式:使用开尔文测试夹,直接精确测量电阻、线圈、连接器等元器件的直流电阻。仪器通过自动电流换向功能进行正反向测量并取平均值,进一步消除热电势等系统误差,测薄片时自动进行厚度修正。
- 精密温度补偿与换算系统:温度补偿(TC):连接测温探头后,可将实测电阻值按用户设定的基准温度和材料温度系数,换算为标准温度下的电阻值,修正环境温漂带来的测试偏差。温度换算(ΔT):输入初始电阻与环境温度后,可自动计算材料通电后的温升值,用于评估马达、变压器绕组等在工作状态下的热性能。
- 高速自动化分选与多档比较器:测试周期:最快可达2.2ms(快速模式),满足高速产线需求。强大的分选功能:支持高达10档(BIN0-BIN9) 的多档分选,结合绝对值或百分比比较模式,可将被测件精准分类为超上限(HI)、合格(IN)、超下限(LO)、异常(ERR)及特定分选档。多重结果指示:结果可通过面板彩色LED灯、讯响报警、屏幕显著标识以及EXT I/O外部端口信号即时输出,极大提升自动化产线作业效率。
- 智能化操作与数据管理:4.3英寸高分辨率彩色TFT触摸屏,支持中/英文双语界面切换。面板保存功能:可将多达200组完整测试条件(参数设置)以文件形式存储和调用。丰富的数据接口:标配RS-232C/485、LAN(以太网)、USB Host(U盘)、EXT I/O接口,支持与PC软件联机,实现数据的自动记录、存储、图表生成及远程控制。
三、 典型应用场景与使用案例
本仪器的应用贯穿了从基础材料研究到终端产品质控的全链条。
案例一:新型透明导电薄膜(ITO/FTO)的研发与质量控制
- 应用:在柔性显示器、触摸屏、太阳能电池研发中,需要精确评估ITO薄膜的方块电阻(方阻),它直接关系到器件的导电性与透光性平衡。
- 操作:使用矩形四探针,在仪器上设置探针间距(如1mm)、样品模式(无限薄),将探针轻轻压在薄膜样品表面。
- 过程:仪器自动施加微小测试电流,双电测并电流换向,立即显示方阻值(Ω/□)及电阻率。研发人员可快速对比不同溅射工艺、退火温度下薄膜的性能。产线上,设置方阻上下限(如50-150 Ω/□),仪器自动分选,LED灯亮绿(IN)为合格,亮红(HI/LO)则报警,数据通过LAN口上传至MES系统。
案例二:半导体晶圆与硅片电阻率的在线分选
- 应用:半导体制造中,晶圆的体电阻率是判断掺杂浓度和均匀性的关键参数。
- 操作:将晶圆置于自动测试台,测试台带动直排四探针步进移动至测试点。
- 过程:仪器外部触发模式(EXT I/O) 接收测试台发出的TRG信号,在1ms内完成测量,并通过EXT I/O的EOC(测量结束) 和 BINx(分选档) 信号将结果(如P型,电阻率0.1-1 Ω·cm档)反馈给测试台和机械手,实现晶圆的自动分类与流转,测试速度满足产线节拍。
案例三:新能源电池极片涂层电阻率的均匀性检测
- 应用:锂电池正负极涂层的导电性直接影响电池内阻和倍率性能。需要检测涂层方阻的均匀性。
- 操作:在极片边缘和中心选取多个点,使用四探针进行测量。
- 过程:开启温度补偿功能,消除实验室环境温差影响。利用移动平均功能平滑测量跳动。将各点数据通过U盘导出,在电脑上用配套软件绘制电阻率分布图,分析涂布工艺的稳定性。
案例四:金属材料与合金导电性能的精确评估
- 应用:评估纯铜、铝合金线材、新型高导材料的电导率是否符合标准(如IACS%)。
- 操作:对块状样品,使用四探针法测量电阻率;对线材,使用开尔文夹法测量直流电阻,并通过几何尺寸计算电阻率。
- 过程:仪器直接显示电导率值(单位可选S/m, MS/m等)。通过高精度(基本精度0.01%) 的测量,可精确区分不同纯度或热处理状态的金属材料。对于新材料研发,高分辨率的测试数据是论文发表和性能对标的关键依据。
案例五:功率器件封装内部连接电阻的微欧级检测
- 应用:IGBT、MOSFET等功率模块内部键合线、焊接点的导通电阻(通常在mΩ级)是影响模块损耗和可靠性的关键。
- 操作:使用微型开尔文测试夹或专用探针,精准接触被测点。
- 过程:选择20mΩ或200mΩ量程,开启OVC功能和接触检测。仪器自动剔除热电势,并在接触不良时提示“CONTACT TERM”错误。精确测量毫欧级电阻,用于筛选焊接质量不佳的模块,预防早期失效。
四、 BEST-300C与BEST-300参数对照
为了使选型更清晰,现对两款仪器核心指标进行对照:
| 项目 | BEST-300C(高端型) | BEST-300(经济型) |
|---|---|---|
| 电阻基本准确度 | ±0.01% rdg. ±0.001% f.s. | ≤ ±3% |
| 方阻/电阻率基本准确度 | ±2% rdg. ±0.01% f.s. | ≤ ±3% |
| 整机不确定度/误差 | ≤±1% | ≤±3% |
| 电阻量程(手动) | 10档:20mΩ, 200mΩ, 2Ω, 20Ω, 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, 200kΩ, 2MΩ, 10MΩ | 6档:2Ω, 20Ω, 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, 200kΩ |
| 方块电阻测量范围 | 10⁻⁷ 至 10⁺⁸ Ω/□ | 10⁻⁴ 至 10⁺⁵ Ω/□ |
| 显示与语言 | 4.3寸彩色TFT,中/英文可切换 | 英文显示 |
| 分选功能 | 10档多档分选,带自动比较器 | 无(或基础分选) |
| 自动化功能 | 全量程自动/手动清零,自动电流换向,厚度修正 | 无 |
| 数据接口 | RS232/485, LAN, USB, EXT I/O(丰富) | 基础接口 |
| 软件支持 | 可选配功能完善的PC端数据管理软件 | 基础支持 |
五、 技术规格与详细参数
一般参数
- 测量参数:电阻(R)、方块电阻(Rsq)、电阻率(ρ)、电导率(σ)。
- 测量范围:电阻 20mΩ ~ 10MΩ (10档);方块电阻/电阻率理论范围 0.0001mΩ ~ 10.0000MΩ。
- 测量电流:DC 1μA ~ 1A,多档可选,可根据被测件允许功耗选择大小电流。
- 测试速度:快速(2.2ms),中速(21ms@50Hz),慢速1(102ms),慢速2(202ms)。
- 显示器:3.5英寸/4.3英寸高分辨率TFT液晶屏。
- 操作环境:温度0℃ ~ 40℃,湿度80%RH以下(无凝结)。
- 电源:AC 100V ~ 240V,50/60Hz,额定功率约40VA。
- 外形尺寸与重量:约325(L)×215(W)×96(H) mm,重量约2Kg。
精度参数(以BEST-300C为例)
在23±5℃,湿度<80%条件下,保证精度1年。
(以下为部分量程示例,OVC开启时精度更优)
- 20Ω量程 (22.0000Ω):
- 200kΩ量程 (220.000kΩ):
双电测四探针电阻率测试仪在半导体材料测试中应用广泛,尤其适合高精度测量需求。以下是具体应用领域:
1. 半导体材料测试
硅单晶、锗单晶、硅片:测量电阻率和方块电阻,评估导电性能。
扩散层、外延层:检测薄层电阻,判断扩散层质量。
太阳能电池:测量电阻率、少子寿命等参数,评估电池性能。
2. 科研与高校
材料科学:研究半导体材料的电阻率、掺杂类型及电子迁移率。
物理实验:教学演示四探针法原理及测量方法。
3. 工业生产
半导体器件厂:质量检测,确保产品性能达标。
陶瓷制造:测量陶瓷材料电阻率,优化配方。
金属加工:测试金属材料电阻率,改进工艺。
4. 其他领域
光伏行业:太阳能电池片电阻率与方阻测量。
合金与陶瓷:材料电阻率测试,支持研发。
5. 技术优势
自动修正:消除样品几何尺寸、边界效应等影响。
高精度:测量范围广(电阻率0.0001-19000Ω·cm)。
非破坏性:无需制备接触电极,保护样品。




