四線式阻抗量測分析課件

四線式阻抗量測說明PresentedByVictory

2009/03

1/4/20231四線式阻抗量測說明PresentedByVictory接觸阻抗(ContactResistance)為連接器產(chǎn)業(yè)在可靠度測試中，一項最常進行也是最基本的電氣特性需求之ㄧ?目前整個產(chǎn)業(yè)所使用的接觸阻抗測試機(微歐姆計)大都為四線式量測的機臺，但是在進行測試的時候，卻都局限於夾具或是產(chǎn)品過小的關(guān)係而無法完全發(fā)揮機臺本身的功能!造成測試結(jié)果的不穩(wěn)定或是重現(xiàn)性不佳，甚至因為本身治具製程的問題，造成結(jié)果的誤判?四線式阻抗量測說明1/4/20232接觸阻抗(ContactResistance)為連接器產(chǎn)業(yè)接觸阻抗量測原理一般量測方式四線式量測方式的應(yīng)用四線式阻抗量測說明1/4/20233接觸阻抗量測原理四線式阻抗量測說明12/28/20223開爾文連接測試技術(shù)

接觸阻抗量測原理當(dāng)被測電阻阻值小於幾歐，測試引線的電阻和探針與測試點的接觸電阻與被測電阻相比已不能忽略不計時，若仍採用兩線測試方法必將導(dǎo)致測試誤差增大。此時可採用開爾文連接方式（或稱四線測試方式）來進行測試，開爾文連接有兩個要求：對於每個測試點都有一條激勵線F和一條檢測線S，二者嚴(yán)格分開，各自構(gòu)成獨立回路；同時要求S線必須接到一個有極高輸入阻抗的測試回路上，使流過檢測線S的電流極小，近似為零。上圖中r表示引線電阻和探針與測試點的接觸電阻之和。由於流過測試回路的電流為零，在r3，r4上的壓降也為零，而激勵電流I在r1、r2上的壓降不影響I在被測電阻上的壓降，所以電壓表可以準(zhǔn)確測出Rt兩端的電壓值，從而準(zhǔn)確測量出Rt的阻值。測試結(jié)果和r無關(guān),有效地減小了測量誤差。按照作用和電位的高低，這四條線分別被稱為高電位施加線（HF）、低電位施加線（LF）、高電位檢測線（HS）和低電位檢測線（LS）。r3r4r2r11/4/20234開爾文連接測試技術(shù)接觸阻抗量測原理當(dāng)被測電阻阻值小於幾歐，以HP4338B機型來說:在連接器測量接觸電阻時，標(biāo)準(zhǔn)四線式測量是將恆流源電流流入待測連接器相接端子R(CONN.)，並將兩根電流線和電壓端的兩根電壓線分離開，使得電壓測量端的電壓不在是恆流源兩端的直接電壓。從圖中細部來解說，四線式測量法比通常的二線式測量法多了兩根導(dǎo)線，分開了電壓測量端與恆流源兩端連線。由於電壓測量端與恆流源端為各自獨立迴路，恆流源與待測電阻R(CONN.)、導(dǎo)線H(CUR)、L(CUR)構(gòu)成一個迴路。送至電壓測量端的電壓只有R(CONN.)兩端的電壓，導(dǎo)線H(CUR)、L(CUR)電壓沒有送至電壓端。因此，導(dǎo)線電阻H(CUR)和L(CUR)對測量結(jié)果沒有影響。導(dǎo)線電阻H(POT)和L(POT)對測量有影響，但影響很小，由於電壓測試迴路的輸入阻抗（MΩ級）遠大於導(dǎo)線電阻（Ω級），因此四線測量法測量小電阻的準(zhǔn)確度很高，這是對量測阻值性能測試的最精確的方法。接觸阻抗量測原理1/4/20235以HP4338B機型來說:接觸阻抗量測原理12/28/202接觸阻抗量測原理1/4/20236接觸阻抗量測原理12/28/20226一般量測方式各式夾具介紹(1)H(POT)H(CUR)挾持式測試治具:一般常用CR測試夾頭,直接夾持較大型的測試點，也是較通用的測試夾頭?Ex.:AudioJackSeries、USBSeries…..1/4/20237一般量測方式各式夾具介紹(1)H(POT)H(CUR)挾持式一般量測方式各式夾具介紹(2)H(POT)H(CUR)勾線式測試治具:適合使用在Cable端的CR量測?亦可與其他夾具混合使用?Ex.:含Cable之產(chǎn)品(USBSeriesCable...)1/4/20238一般量測方式各式夾具介紹(2)H(POT)H(CUR)勾線式一般量測方式各式夾具介紹(3)H(POT)H(CUR)探棒式測試頭適合使用在平面可施加壓力的測試點上?Ex.:PCB端的測試點?1/4/20239一般量測方式各式夾具介紹(3)H(POT)H(CUR)探棒式一般量測方式各式夾具介紹(4)H(POT)H(CUR)四線式測試治具:此夾具可將測試起始點移至待測物的端子腳，故可真實的呈現(xiàn)產(chǎn)品的CR值?適合用於產(chǎn)品測試點過小或是規(guī)格較嚴(yán)謹(jǐn)時使用?Ex.:BBRSeries……產(chǎn)品?1/4/202310一般量測方式各式夾具介紹(4)H(POT)H(CUR)四線式一般量測方式1DUT的實際CR值應(yīng)為機臺實測值-(Line1+Line2+Line3+Line4)BBRSERIES為例:Line3Line4Line1Line2H(POT)H(CUR)L(POT)L(CUR)1/4/202311一般量測方式1DUT的實際CR值應(yīng)為BBRSERIES為例一般量測方式一般量測方法之示意圖Line1Line3Line2Line4可能影響的樣品實際CR值的因素：Line1&3–此部份有可能會因會PCB製程的不穩(wěn)定造成每一片PCB在相同的位置，會有不同的CR值?Line2&4–會因為夾持的位置不同而且些微的差異!!銲點的部份–不注意的空銲會造成CR值的偏高!!銲接點銲接點1/4/202312一般量測方式一般量測方法之示意圖Line1Line3Li一般量測方式優(yōu)點：夾持方便、快速適用大部分的待測樣品缺點：當(dāng)產(chǎn)品規(guī)格要求較嚴(yán)謹(jǐn)無法忽略細部阻抗時產(chǎn)品端子間距較小時當(dāng)測試板的線長不統(tǒng)一時，扣除線阻的時候容易出錯1/4/202313一般量測方式優(yōu)點：12/28/202213四線式量測方法的應(yīng)用PCB設(shè)計DUT銲板銲線or銲pin進行測試公端PCB母端PCBPCB設(shè)計1/4/202314四線式量測方法的應(yīng)用PCB設(shè)計DUT銲板銲線or銲pin四線式量測方法的應(yīng)用銲線or銲pin1/4/202315四線式量測方法的應(yīng)用銲線or銲pin12/28/2022四線式量測方法的應(yīng)用Note:此程序僅以PCB板端來說明!!進行測試自製快速測試治具H(CUR)H(POT)L(CUR)L(POT)1/4/202316四線式量測方法的應(yīng)用Note:此程序僅以PCB板端來說明!四線式量測方法的應(yīng)用電路跑法H(CUR)H(POT)L(CUR)L(POT)1/4/202317四線式量測方法的應(yīng)用電路跑法H(CUR)H(POT)L(CU四線式量測方法的應(yīng)用H(CUR)-1H(POT)-1L(CUR)-1&2L(POT)-1&2H(CUR)-2&3H(POT)-2&3L(CUR)-3&4L(POT)-3&4H(CUR)-4&5H(POT)-4&5四線式量測夾持方式:Pin1CR=H(CUR)-1&H(POT)-1+L(HUR)-1&L(POT)-1以此類推!!!範(fàn)例1:BBRSERIES1/4/202318四線式量測方法的應(yīng)用H(CUR)-1H(POT)-1L(CU四線式量測方法的應(yīng)用優(yōu)點：測試值準(zhǔn)確且穩(wěn)定量測速度快、提高測試效率後續(xù)可直接進行震動、衝擊..等需要串接迴路的測試適合微小型或是規(guī)格嚴(yán)謹(jǐn)之產(chǎn)品缺點：前端PCB的設(shè)計需事先將四線式量測概念納入不適合單純且規(guī)格較寬鬆之產(chǎn)品若PCB沒有回路設(shè)計，則前置作業(yè)需花費較多時間1/4/202319四線式量測方法的應(yīng)用優(yōu)點：12/28/202219Q&A1/4/202320Q&A12/28/202220四線式阻抗量測說明PresentedByVictory

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1/4/202321四線式阻抗量測說明PresentedByVictory接觸阻抗(ContactResistance)為連接器產(chǎn)業(yè)在可靠度測試中，一項最常進行也是最基本的電氣特性需求之ㄧ?目前整個產(chǎn)業(yè)所使用的接觸阻抗測試機(微歐姆計)大都為四線式量測的機臺，但是在進行測試的時候，卻都局限於夾具或是產(chǎn)品過小的關(guān)係而無法完全發(fā)揮機臺本身的功能!造成測試結(jié)果的不穩(wěn)定或是重現(xiàn)性不佳，甚至因為本身治具製程的問題，造成結(jié)果的誤判?四線式阻抗量測說明1/4/202322接觸阻抗(ContactResistance)為連接器產(chǎn)業(yè)接觸阻抗量測原理一般量測方式四線式量測方式的應(yīng)用四線式阻抗量測說明1/4/202323接觸阻抗量測原理四線式阻抗量測說明12/28/20223開爾文連接測試技術(shù)

接觸阻抗量測原理當(dāng)被測電阻阻值小於幾歐，測試引線的電阻和探針與測試點的接觸電阻與被測電阻相比已不能忽略不計時，若仍採用兩線測試方法必將導(dǎo)致測試誤差增大。此時可採用開爾文連接方式（或稱四線測試方式）來進行測試，開爾文連接有兩個要求：對於每個測試點都有一條激勵線F和一條檢測線S，二者嚴(yán)格分開，各自構(gòu)成獨立回路；同時要求S線必須接到一個有極高輸入阻抗的測試回路上，使流過檢測線S的電流極小，近似為零。上圖中r表示引線電阻和探針與測試點的接觸電阻之和。由於流過測試回路的電流為零，在r3，r4上的壓降也為零，而激勵電流I在r1、r2上的壓降不影響I在被測電阻上的壓降，所以電壓表可以準(zhǔn)確測出Rt兩端的電壓值，從而準(zhǔn)確測量出Rt的阻值。測試結(jié)果和r無關(guān),有效地減小了測量誤差。按照作用和電位的高低，這四條線分別被稱為高電位施加線（HF）、低電位施加線（LF）、高電位檢測線（HS）和低電位檢測線（LS）。r3r4r2r11/4/202324開爾文連接測試技術(shù)接觸阻抗量測原理當(dāng)被測電阻阻值小於幾歐，以HP4338B機型來說:在連接器測量接觸電阻時，標(biāo)準(zhǔn)四線式測量是將恆流源電流流入待測連接器相接端子R(CONN.)，並將兩根電流線和電壓端的兩根電壓線分離開，使得電壓測量端的電壓不在是恆流源兩端的直接電壓。從圖中細部來解說，四線式測量法比通常的二線式測量法多了兩根導(dǎo)線，分開了電壓測量端與恆流源兩端連線。由於電壓測量端與恆流源端為各自獨立迴路，恆流源與待測電阻R(CONN.)、導(dǎo)線H(CUR)、L(CUR)構(gòu)成一個迴路。送至電壓測量端的電壓只有R(CONN.)兩端的電壓，導(dǎo)線H(CUR)、L(CUR)電壓沒有送至電壓端。因此，導(dǎo)線電阻H(CUR)和L(CUR)對測量結(jié)果沒有影響。導(dǎo)線電阻H(POT)和L(POT)對測量有影響，但影響很小，由於電壓測試迴路的輸入阻抗（MΩ級）遠大於導(dǎo)線電阻（Ω級），因此四線測量法測量小電阻的準(zhǔn)確度很高，這是對量測阻值性能測試的最精確的方法。接觸阻抗量測原理1/4/202325以HP4338B機型來說:接觸阻抗量測原理12/28/202接觸阻抗量測原理1/4/202326接觸阻抗量測原理12/28/20226一般量測方式各式夾具介紹(1)H(POT)H(CUR)挾持式測試治具:一般常用CR測試夾頭,直接夾持較大型的測試點，也是較通用的測試夾頭?Ex.:AudioJackSeries、USBSeries…..1/4/202327一般量測方式各式夾具介紹(1)H(POT)H(CUR)挾持式一般量測方式各式夾具介紹(2)H(POT)H(CUR)勾線式測試治具:適合使用在Cable端的CR量測?亦可與其他夾具混合使用?Ex.:含Cable之產(chǎn)品(USBSeriesCable...)1/4/202328一般量測方式各式夾具介紹(2)H(POT)H(CUR)勾線式一般量測方式各式夾具介紹(3)H(POT)H(CUR)探棒式測試頭適合使用在平面可施加壓力的測試點上?Ex.:PCB端的測試點?1/4/202329一般量測方式各式夾具介紹(3)H(POT)H(CUR)探棒式一般量測方式各式夾具介紹(4)H(POT)H(CUR)四線式測試治具:此夾具可將測試起始點移至待測物的端子腳，故可真實的呈現(xiàn)產(chǎn)品的CR值?適合用於產(chǎn)品測試點過小或是規(guī)格較嚴(yán)謹(jǐn)時使用?Ex.:BBRSeries……產(chǎn)品?1/4/202330一般量測方式各式夾具介紹(4)H(POT)H(CUR)四線式一般量測方式1DUT的實際CR值應(yīng)為機臺實測值-(Line1+Line2+Line3+Line4)BBRSERIES為例:Line3Line4Line1Line2H(POT)H(CUR)L(POT)L(CUR)1/4/202331一般量測方式1DUT的實際CR值應(yīng)為BBRSERIES為例一般量測方式一般量測方法之示意圖Line1Line3Line2Line4可能影響的樣品實際CR值的因素：Line1&3–此部份有可能會因會PCB製程的不穩(wěn)定造成每一片PCB在相同的位置，會有不同的CR值?Line2&4–會因為夾持的位置不同而且些微的差異!!銲點的部份–不注意的空銲會造成CR值的偏高!!銲接點銲接點1/4/202332一般量測方式一般量測方法之示意圖Line1Line3Li一般量測方式優(yōu)點：夾持方便、快速適用大部分的待測樣品缺點：當(dāng)產(chǎn)品規(guī)格要求較嚴(yán)謹(jǐn)無法忽略細部阻抗時產(chǎn)品端子間距較小時當(dāng)測試板的線長不統(tǒng)一時，扣除線阻的時候容易出錯1/4/202333一般量測方式優(yōu)點：12/28/202213四線式量測方法的應(yīng)用PCB設(shè)計DUT銲板銲線or銲pin進行測試公端PCB母端PCBPCB設(shè)計1/4/202334四線式量測方法的應(yīng)用PCB設(shè)計DUT銲板銲線or銲pin四線式量測方法的應(yīng)用銲線or銲pin1/4/202335四線式量測方法的應(yīng)用銲線or銲pin12/28/2022四線式量測方法的應(yīng)用Note:此程序僅以PCB板端來說明!!進行