四线式阻抗量测分析课件

四線式阻抗量測說明Presented By Victory Presented By Victory 2009/03 2009/03 7/9/20247/9/20241 1四線式阻抗量測說明Presented By Victory 接觸阻抗(Contact Resistance)為連接器產業在可靠度測試中，一項最常進行也是最基本的電氣特性需求之目前整個產業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台，但是在進行測試的時候，卻都局限於夾具或是產品過小的關係而無法完全發揮機台本身的功能!造成測試結果的不穩定或是重現性不佳，甚至因為本身治具製程的問題，造成結果的誤判四線式阻抗量測說明7/9/20247/9/20242 2接觸阻抗(Contact Resistance)為連接器產業接觸阻抗量測原理一般量測方式四線式量測方式的應用四線式阻抗量測說明7/9/20247/9/20243 3接觸阻抗量測原理四線式阻抗量測說明8/13/20233開爾文連接測試技術開爾文連接測試技術 接觸阻抗量測原理當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，二者嚴格分開，各自構成獨立回路；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，所以電壓表可以準確測出 Rt兩端的電壓值，從而準確測量出R t的阻值。測試結果和r無關,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）。r3r4r2r17/9/20247/9/20244 4開爾文連接測試技術 接觸阻抗量測原理當被測電阻阻值小於幾歐，以以HP4338BHP4338B機型來說機型來說:在連接器測量接觸電阻時，標準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.)、導線H(CUR)、L(CUR)構成一個迴路。送至電壓測量端的電壓只有R(CONN.)兩端的電壓，導線H(CUR)、L(CUR)電壓沒有送至電壓端。因此，導線電阻H(CUR)和L(CUR)對測量結果沒有影響。導線電阻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（M級）遠大於導線電阻（級），因此四線測量法測量小電阻的準確度很高，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7/9/20247/9/20245 5以HP4338B機型來說:接觸阻抗量測原理8/13/2023接觸阻抗量測原理7/9/20247/9/20246 6接觸阻抗量測原理8/13/20236一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.:Audio Jack Series、USB Series.7/9/20247/9/20247 7一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之產品(USB Series Cable.)7/9/20247/9/20248 8一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7/9/20247/9/20249 9一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，故可真實的呈現產品的CR值適合用於產品測試點過小或是規格較嚴謹時使用Ex.:BBR Series 產品7/9/20247/9/20241010一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值應為機台實測值-(Line1+Line2+Line 3+Line 4)BBR SERIES為例:Line 3Line 4Line 1Line 2H(POT)H(CUR)L(POT)L(CUR)7/9/20247/9/20241111一般量測方式1DUT的實際CR值應為BBR SERIES為例一般量測方式一般量測方法之示意圖Line 1Line 3Line 2Line 4可能影響的樣品實際CR值的因素：1.Line1&3此部份有可能會因會PCB製程的不穩定造成每一片PCB在相同的位置，會有不同的CR值2.Line 2&4 會因為夾持的位置不同而且些微的差異!3.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7/9/20247/9/20241212一般量測方式一般量測方法之示意圖Line 1Line 3Li一般量測方式優點：優點：夾持方便、快速夾持方便、快速適用大部分的待測樣品適用大部分的待測樣品缺點：缺點：當產品規格要求較嚴謹無法忽略細部阻抗時當產品規格要求較嚴謹無法忽略細部阻抗時產品端子間距較小時產品端子間距較小時當測試板的線長不統一時，扣除線阻的時候容易當測試板的線長不統一時，扣除線阻的時候容易出錯出錯7/9/20247/9/20241313一般量測方式優點：8/13/202313四線式量測方法的應用PCB設計DUT銲板銲線 or 銲pin進行測試公端PCB母端PCBPCB設計設計7/9/20247/9/20241414四線式量測方法的應用PCB設計DUT銲板銲線 or 銲pin四線式量測方法的應用銲線銲線 or 銲銲pin7/9/20247/9/20241515四線式量測方法的應用銲線 or 銲pin8/13/20231四線式量測方法的應用Note:此程序僅以PCB板端來說明!進行測試進行測試自製快速測試治具H(CUR)H(POT)L(CUR)L(POT)7/9/20247/9/20241616四線式量測方法的應用Note:此程序僅以PCB板端來說明!四線式量測方法的應用電路跑法電路跑法H(CUR)H(POT)L(CUR)L(POT)7/9/20247/9/20241717四線式量測方法的應用電路跑法H(CUR)H(POT)L(CU四線式量測方法的應用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:Pin1 CR=H(CUR)-1&H(POT)-1 +L(HUR)-1&L(POT)-1 以此類推!範例 1:BBR SERIES7/9/20247/9/20241818四線式量測方法的應用H(CUR)-1H(POT)-1L(CU四線式量測方法的應用優點：優點：測試值準確且穩定測試值準確且穩定量測速度快、提高測試效率量測速度快、提高測試效率後續可直接進行震動、衝擊後續可直接進行震動、衝擊.等需要串接迴路的測試等需要串接迴路的測試適合微小型或是規格嚴謹之產品適合微小型或是規格嚴謹之產品缺點：缺點：前端前端PCBPCB的設計需事先將四線式量測概念納入的設計需事先將四線式量測概念納入不適合單純且規格較寬鬆之產品不適合單純且規格較寬鬆之產品若若PCBPCB沒有回路設計，則前置作業需花費較多時沒有回路設計，則前置作業需花費較多時間間7/9/20247/9/20241919四線式量測方法的應用優點：8/13/202319Q&A7/9/20247/9/20242020Q&A8/13/202320