一種高通量電阻率測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料測(cè)試裝置領(lǐng)域，具體涉及一種高通量電阻率測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著機(jī)械、電子、航空、能源等技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)材料的要求變得越來越高，材料的復(fù)雜程度亦更加高。由于材料科學(xué)設(shè)計(jì)眾多問題，因此準(zhǔn)確的計(jì)算材料的某種性質(zhì)并非易事。電學(xué)性能尤其是材料的電阻特性是材料的重要性質(zhì)，而目前已有多種用于材料的高通量制備和表征的儀器設(shè)備，但對(duì)于材料的電學(xué)性能的高通量表征設(shè)備仍然缺乏?，F(xiàn)有技術(shù)中材料的電阻性質(zhì)通常采用傳統(tǒng)的四探針方法測(cè)試，四探針法測(cè)量電阻率使用簡(jiǎn)單，不需要校準(zhǔn)，有時(shí)即使用其它方法測(cè)量電阻率還用四探針法校準(zhǔn)。四探針測(cè)試方法能夠規(guī)避探針與材料接觸電阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、成本低，是電阻率測(cè)試的重要方法。
[0003]然而這種傳統(tǒng)的四探針方法僅適用于單一的或少量的樣品測(cè)試，使用高通量制備方法得到的樣品通常是單一的基底不同區(qū)域呈現(xiàn)成千上萬個(gè)樣品，用傳統(tǒng)四探針方法測(cè)試需要反復(fù)的更換探針與樣品的接觸位置。
[0004]Klimentiy Shimanovich等人于 2014年在《REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS))雜志上發(fā)表文章 “Four-point probe electrical resistivity scanning system forlarge area conductivity and activat1n energy mapping，，，提出一種高通量四探針測(cè)試系統(tǒng)。盡管該系統(tǒng)采用自動(dòng)控制下的掃描的方法測(cè)試大量的樣品，一定程度上縮短了手工操作的時(shí)間，提高了測(cè)試效率，但該系統(tǒng)仍會(huì)在探針的升起、移動(dòng)、落下等機(jī)械動(dòng)作上消耗大量的時(shí)間，并且反復(fù)的如此操作會(huì)降低儀器壽命，阻礙測(cè)試效率的提升。因此，如何利用四探針測(cè)試方法測(cè)試大量樣品電阻率又無需反復(fù)移動(dòng)探針是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述傳統(tǒng)四探針測(cè)試材料電阻率的方法存在的問題，本發(fā)明提出一種高通量電阻率測(cè)試裝置；該裝置避免了傳統(tǒng)四探針測(cè)試方法中多個(gè)樣品測(cè)試或單個(gè)樣品不同區(qū)域測(cè)試時(shí)需要反復(fù)更換探針與樣品的接觸位置的問題，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品或單個(gè)樣品多個(gè)區(qū)域的快速測(cè)試，提高了高通量樣品的測(cè)試效率。具體裝置為:
[0006]一種高通量電阻率測(cè)試裝置，其特征在于，所述裝置包括:
[0007]基座，固定設(shè)置有若干探針，且每個(gè)所述探針均具有用于接觸測(cè)試樣品的尖端和相對(duì)于該尖端的連接端；
[0008]多通道開關(guān)，每個(gè)所述探針均通過其連接端與所述多通道開關(guān)的輸入端電連接，且該多通道開關(guān)的輸出端分別與電流源和電壓表連接，以對(duì)所述測(cè)試樣品的電阻率進(jìn)行量測(cè)。
[0009]上述裝置，其中，每個(gè)所述探針均貫穿固定設(shè)置于所述基座，且所述若干探針的尖端均凸起于該基座的同一表面，以使得每個(gè)所述探針的尖端均能與同一所述測(cè)試樣品的不同區(qū)域接觸和/或分別與不同測(cè)試樣品接觸。
[0010]上述裝置，其中，當(dāng)所述若干探針的尖端分別與不同測(cè)試樣品接觸時(shí)，對(duì)任一所述測(cè)試樣品進(jìn)行電阻率量測(cè)操作過程中，所述多通道開關(guān)將與其他測(cè)試樣品接觸的探針的電路斷開。
[0011]上述裝置，其中，所述多通道開關(guān)為手動(dòng)式機(jī)械開關(guān)的組合器件或電子電路控制的多路開關(guān)器件。
[0012]上述裝置，其中，所述裝置還包括一開關(guān)控制模塊；
[0013]所述開關(guān)控制模塊與所述多通道開關(guān)電連接，以自動(dòng)控制所述多通道開關(guān)中每個(gè)通道的開啟或閉合。
[0014]上述裝置，其中，所述多通道開關(guān)的輸入端上設(shè)置有若干探針接入端口，所述多通道開關(guān)的輸出端上設(shè)置有第一連接端口和第二連接端口；
[0015]每個(gè)所述探針均通過其連接端分別與一所述探針接入端口連接，所述電壓表通過所述第一連接端口與所述多通道開關(guān)電連接，所述電流源通過所述第二連接端口與所述多通道開關(guān)電連接。
[0016]上述裝置，其中，所述探針接入端口的數(shù)量大于所述探針的數(shù)量。
[0017]上述裝置，其中，所述電流源和電壓表可以為分立的電流源和電壓表器件，也可以是集成的數(shù)字源表器件。
[0018]上述發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)或者有益效果:
[0019]本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)四探針測(cè)電阻測(cè)試高通量樣品時(shí)出現(xiàn)的探針反復(fù)升降、移動(dòng)等操作帶來的時(shí)間消耗和儀器損耗，提出一種基于四探針方法的多探針高通量電阻率測(cè)試裝置。該裝置不需要反復(fù)操作探針升降和移動(dòng)，用多探針代替四探針，通過多通道開關(guān)的控制完成測(cè)試區(qū)域的切換，即用電學(xué)掃描代替探針的機(jī)械掃描因此電學(xué)測(cè)試可以在瞬間完成可以大大降低測(cè)試需要的時(shí)間，并且本發(fā)明可以根據(jù)樣品的集中程度或者感興趣區(qū)域的集中程度的不同，選擇性的“跳過”部分探針，這樣能夠進(jìn)一步縮短測(cè)試時(shí)間，實(shí)現(xiàn)樣品的準(zhǔn)確并行測(cè)試，提升測(cè)試效率。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明中高通量電阻率測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]實(shí)施方式
[0022]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是不作為本發(fā)明的限定。
[0023]針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明披露了一種解決傳統(tǒng)四探針測(cè)電阻方法在測(cè)試高通量樣品時(shí)出現(xiàn)的探針升降、移動(dòng)等操作帶來的時(shí)間消耗和儀器損耗問題的裝置，提出一種基于四探針方法的多探針高通量電阻率測(cè)試裝置，該裝置不需要反復(fù)操作探針升降和移動(dòng)，通過多通道開關(guān)的控制完成測(cè)試區(qū)域的切換，即用電學(xué)掃描代替探針的機(jī)械掃描，可以大大降低測(cè)試需要的時(shí)間，實(shí)際的測(cè)試可以在瞬間完成，并且，本發(fā)明可以根據(jù)樣品的集中程度或者感興趣區(qū)域的集中程度的不同，選擇性的“跳過”部分探針，這樣能夠進(jìn)一步縮短測(cè)試時(shí)間，實(shí)現(xiàn)樣品的準(zhǔn)并行測(cè)試，提升測(cè)試效率。
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例涉及一種高通量電阻率測(cè)試裝置，具體包括:
[0025]用于固定測(cè)試所用探針基座2和固定在探針基座2上的若干探針1，探針1包括與探針基座2接觸的連接端以及相對(duì)于連接端的尖端，其中，