JPH0714915Y2 - 抵抗測定器 - Google Patents
抵抗測定器Info
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- JPH0714915Y2 JPH0714915Y2 JP1988004153U JP415388U JPH0714915Y2 JP H0714915 Y2 JPH0714915 Y2 JP H0714915Y2 JP 1988004153 U JP1988004153 U JP 1988004153U JP 415388 U JP415388 U JP 415388U JP H0714915 Y2 JPH0714915 Y2 JP H0714915Y2
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 122
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
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- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は四探針法により導電性材料や半導電性材料等の
表面抵抗や抵抗率の測定を行う抵抗測定器に関するもの
である。
表面抵抗や抵抗率の測定を行う抵抗測定器に関するもの
である。
［従来の技術］ 一般に表面抵抗の測定に際しては、102Ω／口以下の表
面抵抗を測定する場合、２端子方式では被測定材料と接
触する電極の接触抵抗や、リード線抵抗が出はじめ、10
0Ω／口以下では四探針方式でないともはや正確な測定
は望めない。
面抵抗を測定する場合、２端子方式では被測定材料と接
触する電極の接触抵抗や、リード線抵抗が出はじめ、10
0Ω／口以下では四探針方式でないともはや正確な測定
は望めない。
従来のこのような四探針法による表面抵抗の測定は、第
４図に示したように、４本の針（電極）40〜43を直線状
に等間隔に配した四探針プローブを用い、サンプル上に
そのプローブを載置して、その両端の針に一定の電流を
流したときの中央部の２本の針間の電圧Ｖを測定し、そ
の電圧値や電流値等を基に数式を用いて表面抵抗を求め
ている。このような数式や、この数式を用いた抵抗率の
測定方法等は、昭和62年８月19日に特願昭62-204085号
として出願されており、これに使用される四探針プロー
ブは昭和62年７月13日に実願昭62-106344号として出願
されている。
４図に示したように、４本の針（電極）40〜43を直線状
に等間隔に配した四探針プローブを用い、サンプル上に
そのプローブを載置して、その両端の針に一定の電流を
流したときの中央部の２本の針間の電圧Ｖを測定し、そ
の電圧値や電流値等を基に数式を用いて表面抵抗を求め
ている。このような数式や、この数式を用いた抵抗率の
測定方法等は、昭和62年８月19日に特願昭62-204085号
として出願されており、これに使用される四探針プロー
ブは昭和62年７月13日に実願昭62-106344号として出願
されている。
［考案が解決しようとする課題］ しかし、このような四探針プローブでは、各探針の間隔
はプローブ作成の際の工作上の制限により余り近接させ
ることができない。即ち、リード線とプローブとを接続
する際のハンダ工程における手作業の限界により、プロ
ーブの各電極（探針）の間隔を約1.5mm以下にすること
が困難である。従つて、従来のプローブを用いると両端
の探針間の長さが約5mm程度になり、長さが5mm以下のサ
ンプルでは、四探針が全てサンプル上に載せられないた
め、その表面抵抗を測定するのが不可能であつた。
はプローブ作成の際の工作上の制限により余り近接させ
ることができない。即ち、リード線とプローブとを接続
する際のハンダ工程における手作業の限界により、プロ
ーブの各電極（探針）の間隔を約1.5mm以下にすること
が困難である。従つて、従来のプローブを用いると両端
の探針間の長さが約5mm程度になり、長さが5mm以下のサ
ンプルでは、四探針が全てサンプル上に載せられないた
め、その表面抵抗を測定するのが不可能であつた。
本考案は上記従来例に鑑みてなされたもので、四探針を
直線状に配置せずに、例えば四探針を正方形等に配する
ことにより少ないスペース内に四探針を収納して、小さ
なサンプルであつてもその表円抵抗等を測定できる抵抗
測定器を提供することを目的とする。
直線状に配置せずに、例えば四探針を正方形等に配する
ことにより少ないスペース内に四探針を収納して、小さ
なサンプルであつてもその表円抵抗等を測定できる抵抗
測定器を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本考案の抵抗測定器は以下の
様な構成からなる。即ち、 四探針を被測定体に接触させてその抵抗率を測定する抵
抗測定器であつて、被測定体に電流を通電する２本の通
電用探針と前記電流により生じる被測定体の表面電位を
計測する２本の電圧測定用探針とを備え、前記通電用探
針と前記電圧測定用探針とが同一直線上に存在せず、か
つ前記通電用探針の少なくとも一方と前記電圧測定用探
針のそれぞれが等距離に配置されていない測定用プロー
ブと、該プローブの探針配置形状と前記被測定体の形状
情報及び前記プローブの位置情報を基に算出した被測定
体の抵抗率補正係数と、前記通電用探針に通電する電流
値と前記表面電位を基に被測定体の抵抗率を算出する算
出手段とを備える。
様な構成からなる。即ち、 四探針を被測定体に接触させてその抵抗率を測定する抵
抗測定器であつて、被測定体に電流を通電する２本の通
電用探針と前記電流により生じる被測定体の表面電位を
計測する２本の電圧測定用探針とを備え、前記通電用探
針と前記電圧測定用探針とが同一直線上に存在せず、か
つ前記通電用探針の少なくとも一方と前記電圧測定用探
針のそれぞれが等距離に配置されていない測定用プロー
ブと、該プローブの探針配置形状と前記被測定体の形状
情報及び前記プローブの位置情報を基に算出した被測定
体の抵抗率補正係数と、前記通電用探針に通電する電流
値と前記表面電位を基に被測定体の抵抗率を算出する算
出手段とを備える。
［作用］ 以上の構成において本考案の抵抗測定器は、被測定体に
電流を通電する２本の通電用探針と電流により生じる被
測定体の表面電位を計測する２本の電圧測定用探針とを
備え、通電用探針と電圧測定用探針とが同一直線上に存
在せず、かつ通電用探針の少なくとも一方と電圧測定用
探針のそれぞれが等距離に配置されていない測定用プロ
ーブを使用し、そのプローブの探針配置形状と被測定体
の形状情報及びプローブの位置情報を基に算出した被測
定体の抵抗率補正係数を用い、通電用探針に通電する電
流値と表面電位を基に被測定体の抵抗率を算出するよう
に動作する。
電流を通電する２本の通電用探針と電流により生じる被
測定体の表面電位を計測する２本の電圧測定用探針とを
備え、通電用探針と電圧測定用探針とが同一直線上に存
在せず、かつ通電用探針の少なくとも一方と電圧測定用
探針のそれぞれが等距離に配置されていない測定用プロ
ーブを使用し、そのプローブの探針配置形状と被測定体
の形状情報及びプローブの位置情報を基に算出した被測
定体の抵抗率補正係数を用い、通電用探針に通電する電
流値と表面電位を基に被測定体の抵抗率を算出するよう
に動作する。
［実施例］ 以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
［抵抗測定器の説明］ 第１図は実施例の抵抗測定器の概略構成を示すブロツク
図である。
図である。
図中、11は測定対象物である試料の寸法や厚み等の形状
情報や、試料に対するプローブ16の位置情報を入力する
キーボードである。12は試料の補正係数の計算結果や表
面抵抗、体積抵抗等を表示するCRTや液晶等の表示部、1
3は表示部12に表示される各種結果等を、必要に応じて
制御部10の指示によりプリントするプリンタである。
情報や、試料に対するプローブ16の位置情報を入力する
キーボードである。12は試料の補正係数の計算結果や表
面抵抗、体積抵抗等を表示するCRTや液晶等の表示部、1
3は表示部12に表示される各種結果等を、必要に応じて
制御部10の指示によりプリントするプリンタである。
10は抵抗測定器全体の制御を行う制御部で、例えばマイ
クロプロセツサ等のCPUや各種演算用のLSI、及び第３図
のフローチヤートで示されたCPUの制御プログラムや各
種データ等を格納するROM、CPUのワーキングメモリとし
て各種データの一時保存等を行うRAM等を備え、入力さ
れた試料の形状等のデータを基に補正係数（Ｆ）を算出
し、プローブ16の所定の２本の電極に通電して、他の２
本の電極により試料の表面電位を検出しその表面抵抗、
体積固有抵抗等を算出している。
クロプロセツサ等のCPUや各種演算用のLSI、及び第３図
のフローチヤートで示されたCPUの制御プログラムや各
種データ等を格納するROM、CPUのワーキングメモリとし
て各種データの一時保存等を行うRAM等を備え、入力さ
れた試料の形状等のデータを基に補正係数（Ｆ）を算出
し、プローブ16の所定の２本の電極に通電して、他の２
本の電極により試料の表面電位を検出しその表面抵抗、
体積固有抵抗等を算出している。
14はプローブ16の探針17（Ａ）,18（Ｄ）に所定の一定
電流を通電する定電流源、15は探針19（Ｂ）,20（Ｃ）
の間に発生するアナログ電圧値を入力し、デジタル信号
に変換して制御部10に出力するA/D変換部である。プロ
ーブ16の架台21は絶縁体で構成されており、架台21には
４本の探針17〜20がほぼ正方形状に配置されている。こ
れら探針17〜20はスプリングコンタクトに構成されてお
り、試料で電極（探針）を一定圧力で接触できるように
なつている。
電流を通電する定電流源、15は探針19（Ｂ）,20（Ｃ）
の間に発生するアナログ電圧値を入力し、デジタル信号
に変換して制御部10に出力するA/D変換部である。プロ
ーブ16の架台21は絶縁体で構成されており、架台21には
４本の探針17〜20がほぼ正方形状に配置されている。こ
れら探針17〜20はスプリングコンタクトに構成されてお
り、試料で電極（探針）を一定圧力で接触できるように
なつている。
［補正係数の求め方の説明（第２図）］ 次に、第１図のプローブ16を用いたときの補正係数の求
め方を説明する。
め方を説明する。
一般に、電位Ｅは、Ｅ＝Ｒ・Ｉで表され、ここでＲは抵
抗値、Ｉは電流値を示す。従つて、表面抵抗率ρsは、
ρs＝Ｆ×ＲΩ／口で求められる（Ｆは補正係数）。ま
た、体積抵抗率ρvは、ρv＝Ｆ×Ｒ×ｔの式によつて求
めることができる（ｔは試料の厚みである）。
抗値、Ｉは電流値を示す。従つて、表面抵抗率ρsは、
ρs＝Ｆ×ＲΩ／口で求められる（Ｆは補正係数）。ま
た、体積抵抗率ρvは、ρv＝Ｆ×Ｒ×ｔの式によつて求
めることができる（ｔは試料の厚みである）。
第２図は実施例の四探針プローブ１を用いた矩形試料30
の抵抗測定法を示す図である。
の抵抗測定法を示す図である。
第２図において、図示したように座標系を設定し、この
座標系の原点を34とする。Ａ〜Ｄは第１図に示したプロ
ーブ16の探針17〜20との接点である。いま、接点Ａのｙ
座標をyA、接点Ｄのｙ座量をyDとし、ｙ座標が−b/2≦
ｙ≦yDの範囲を領域31、ｙ座量がyD≦ｙ≦yAの範囲を領
域32、ｙ座標がyA≦ｙ≦b/2の範囲を領域33とする。
座標系の原点を34とする。Ａ〜Ｄは第１図に示したプロ
ーブ16の探針17〜20との接点である。いま、接点Ａのｙ
座標をyA、接点Ｄのｙ座量をyDとし、ｙ座標が−b/2≦
ｙ≦yDの範囲を領域31、ｙ座量がyD≦ｙ≦yAの範囲を領
域32、ｙ座標がyA≦ｙ≦b/2の範囲を領域33とする。
いま探針17（Ａ）と18（Ｄ）間に電流IADを流したと
き、探針19（Ｂ）、20（Ｃ）間に生じる電位差をVBCと
すると、試料30の抵抗率ρは、ρ＝Fp（ｔ・VBC／IAB）
で表される。ここでFpは試料30の形状やプローブ16の置
かれた位置に依存する係数で、抵抗率補正係数と呼ばれ
る。
き、探針19（Ｂ）、20（Ｃ）間に生じる電位差をVBCと
すると、試料30の抵抗率ρは、ρ＝Fp（ｔ・VBC／IAB）
で表される。ここでFpは試料30の形状やプローブ16の置
かれた位置に依存する係数で、抵抗率補正係数と呼ばれ
る。
いま、領域31における電位を とすると、電位差VBCは から求めることができる。ここで、 はポアソンの式 の領域31における解である。従つて、第２図における補
正係数Fpの逆数Fp -1は以下の様に表すことができる。但
し、ここでξ＝ｍπ/a,η＝ｐπ/t,ζ＝（ξ2＋η2）
1/2である。
正係数Fpの逆数Fp -1は以下の様に表すことができる。但
し、ここでξ＝ｍπ/a,η＝ｐπ/t,ζ＝（ξ2＋η2）
1/2である。
上記式を基に計算ルーチンを作成し、例えば計算した項
が所定値以下になつたときに計算を終了するようにして
補正係数の逆数Fp -1を算出し、1/Fp -1より補正係数を得
ている。
が所定値以下になつたときに計算を終了するようにして
補正係数の逆数Fp -1を算出し、1/Fp -1より補正係数を得
ている。
［抵抗測定処理の説明（第３図）］ 第３図は実施例の抵抗測定器における抵抗測定動作を示
すフローチヤートである。
すフローチヤートである。
ステツプS1で被測定物である試料の縦横方向の長さや厚
み等の試料の形状情報を、キーボード11より入力してRA
Mに記憶する。ステツプS2では試料上におけるプローブ1
6の測定位置をキーボード11より入力してRAMに記憶す
る。これはプローブ16における４本の探針の中央の位置
が試料のどの点にくるかを（x,y）座標で指示するもの
である。ステツプS3ではキーボード11のスタートキー11
−１が押下されることにより、補正係数Fpの計算開始が
指示されたかをみる。
み等の試料の形状情報を、キーボード11より入力してRA
Mに記憶する。ステツプS2では試料上におけるプローブ1
6の測定位置をキーボード11より入力してRAMに記憶す
る。これはプローブ16における４本の探針の中央の位置
が試料のどの点にくるかを（x,y）座標で指示するもの
である。ステツプS3ではキーボード11のスタートキー11
−１が押下されることにより、補正係数Fpの計算開始が
指示されたかをみる。
計算の開始が指示されるとステツプS4に進み、第２図を
参照して説明した計算式により補正係数を計算する。こ
の計算は全てプログラムにより実行しても良く、演算用
のLSI等を用いてハードウエアにより実行しても良い。
参照して説明した計算式により補正係数を計算する。こ
の計算は全てプログラムにより実行しても良く、演算用
のLSI等を用いてハードウエアにより実行しても良い。
こうしてその試料に対する補正係数Fpが算出されると、
その結果をRAMに記憶してステツプS5に進む。ステツプS
5では定電流源14を駆動して探針17（Ａ）,18（Ｄ）間に
所定の定電流（IAD）を流し、探針19（Ｂ）,20（Ｃ）間
に生じる電位をA/D変換部15でデジタル変換してデジタ
ル値（VBC）で入力する。
その結果をRAMに記憶してステツプS5に進む。ステツプS
5では定電流源14を駆動して探針17（Ａ）,18（Ｄ）間に
所定の定電流（IAD）を流し、探針19（Ｂ）,20（Ｃ）間
に生じる電位をA/D変換部15でデジタル変換してデジタ
ル値（VBC）で入力する。
ステツプS6では表面抵抗ρsと体積抵抗率ρvの計算を行
う。これらの計算式は、 ρs＝Fp・VBC／IADΩ／口 ρv＝Fp・ｔ・VBC／IADΩ・cm で示される。
う。これらの計算式は、 ρs＝Fp・VBC／IADΩ／口 ρv＝Fp・ｔ・VBC／IADΩ・cm で示される。
そしてステツプS7で補正係数や表面抵抗、体積抵抗等を
表示部12に表示する。このとき、キーボード11等よりプ
リント指示が入力されると、プリント13にこれら計算結
果を出力して印刷出力を行う。
表示部12に表示する。このとき、キーボード11等よりプ
リント指示が入力されると、プリント13にこれら計算結
果を出力して印刷出力を行う。
尚、本実施例ではプローブにおける探針の配置をほぼ正
方形としたがこれに限定されるものでなく、４本の探針
が全て１本の直線上になく、探針B,Cが共に探針A,Dより
等距離になくて、探針BC間に電位差が発生するような形
状であれば良い。また、各探針の機能を変更し、例えば
探針B,Cに電流を流し、探針A,D間に発生する電圧を検出
するようにしても良い。
方形としたがこれに限定されるものでなく、４本の探針
が全て１本の直線上になく、探針B,Cが共に探針A,Dより
等距離になくて、探針BC間に電位差が発生するような形
状であれば良い。また、各探針の機能を変更し、例えば
探針B,Cに電流を流し、探針A,D間に発生する電圧を検出
するようにしても良い。
以上説明したように本実施例の抵抗測定器によれば、小
さなサンプルであつても、そのサンプルの補正係数やそ
のサンプルの表面抵抗や体積固有抵抗等を求めることが
できる。
さなサンプルであつても、そのサンプルの補正係数やそ
のサンプルの表面抵抗や体積固有抵抗等を求めることが
できる。
また本実施例の測定プローブによれば、小さなサンプル
であつてもその上に載置できるため、従来測定できなか
つた小さなサンプルであつても測定できる効果がある。
また、探針の配置情報に対応する抵抗率補正係数を採用
することにより、サンプルの形状に適合した四探針プロ
ーブを用いた測定が可能になるという効果がある。
であつてもその上に載置できるため、従来測定できなか
つた小さなサンプルであつても測定できる効果がある。
また、探針の配置情報に対応する抵抗率補正係数を採用
することにより、サンプルの形状に適合した四探針プロ
ーブを用いた測定が可能になるという効果がある。
［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、小さな形状を有す
る被測定体であつてもその被測定体上に４本の探針を載
置できるので、その表面抵抗や体積固有抵抗等の抵抗を
求めることができる効果がある。
る被測定体であつてもその被測定体上に４本の探針を載
置できるので、その表面抵抗や体積固有抵抗等の抵抗を
求めることができる効果がある。
第１図は実施例の抵抗測定器の概略構成を示すブロツク
図、 第２図は実施例の四探針法による試料の補正係数を求め
る原理を説明する図、 第３図は実施例の測定器における抵抗測定処理を示すフ
ローチヤート、 第４は従来の四探針プローブの形状を示す図である。 図中、10……制御部、11……キーボード、11−１……ス
タートキー、12……表示部、13……プリンタ、14……定
電流源、15……A/D変換部、16……プローブ、17〜20…
…探針、21……架台、30……試料である。
図、 第２図は実施例の四探針法による試料の補正係数を求め
る原理を説明する図、 第３図は実施例の測定器における抵抗測定処理を示すフ
ローチヤート、 第４は従来の四探針プローブの形状を示す図である。 図中、10……制御部、11……キーボード、11−１……ス
タートキー、12……表示部、13……プリンタ、14……定
電流源、15……A/D変換部、16……プローブ、17〜20…
…探針、21……架台、30……試料である。
Claims (1)
- 【請求項１】四探針を被測定体に接触させてその抵抗率
を測定する抵抗測定器であつて、 被測定体に電流を通電する２本の通電用探針と前記電流
により生じる被測定体の表面電位を計測する２本の電圧
測定用探針とを備え、前記通電用探針と前記電圧測定用
探針とが同一直線上に存在せず、かつ前記通電用探針の
少なくとも一方と前記電圧測定用探針のそれぞれが等距
離に配置されていない測定用プローブと、該プローブの
探針配置形状と前記被測定体の形状情報及び前記プロー
ブの位置情報を基に算出した被測定体の抵抗率補正係数
と、前記通電用探針に通電する電流値と前記表面電位を
基に被測定体の抵抗率を算出する算出手段とを備えるこ
とを特徴とする抵抗測定器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988004153U JPH0714915Y2 (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 抵抗測定器 |
| US07/209,988 US4989154A (en) | 1987-07-13 | 1988-06-22 | Method of measuring resistivity, and apparatus therefor |
| KR1019880007741A KR960006868B1 (ko) | 1987-07-13 | 1988-06-25 | 저항율의 측정방법 및 그 장치 |
| EP88401838A EP0299875B1 (en) | 1987-07-13 | 1988-07-13 | Method of measuring resistivity, and apparatus therefor |
| DE3851587T DE3851587T2 (de) | 1987-07-13 | 1988-07-13 | Verfahren und Apparatur zur Widerstandsmessung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988004153U JPH0714915Y2 (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 抵抗測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01110377U JPH01110377U (ja) | 1989-07-25 |
| JPH0714915Y2 true JPH0714915Y2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=31206411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988004153U Expired - Lifetime JPH0714915Y2 (ja) | 1987-07-13 | 1988-01-19 | 抵抗測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714915Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5525382A (en) * | 1978-08-14 | 1980-02-23 | Suzuki Shiyoukai Kk | Preparation of plastic product |
| JPH0648283B2 (ja) * | 1985-03-22 | 1994-06-22 | 株式会社東芝 | 電界効果トランジスタの直列抵抗測定法 |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP1988004153U patent/JPH0714915Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01110377U (ja) | 1989-07-25 |
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