電阻溫度係數測量方法
2023-10-10 16:12:39
專利名稱：：電阻溫度係數測量方法
技術領域：
：本發明涉及一種電阻溫度係數測量方法。技術背景目前，為了測量電阻溫度係數(Temperaturecoefficientofresistance，TCR)，通常的做法是，利用一熱盤逐漸加熱電阻，並測量電阻在不同溫度下的阻值，獲得一RT曲線，例如圖l所示的曲線中，分別測量該電阻在25'C、50°C、100°C、150。C下的電阻值，通過直線擬合，獲得RT關係曲線，並求出R與T的函數關係R=0.1006T+27.485。因此例如25。C時的電阻溫度係數TCR(25°C)=AR/AT/R(25°C)=0.1006/(0.1006*25+27.485)"0.0033/°C這種方法需要耗費很多時間在熱盤溫度的上升、下降和穩定過程中，尤其是在目標的自動測量系統中更是如此。而由於即使對於同一個電阻，其TCR也並不是固定不變的，每次測量都需要使用熱盤加熱獲得RT曲線，這將耗費很多時間。鑑於此，有必要提出一種可以快速測量TCR的方法。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種可以快速測量電阻溫度係數的電阻溫度係數測量方法。本發明為解決上述技術問題而採用的技術方案是提供一種電阻溫度係數測量方法，包括以下步驟。首先，用電流I對待測電阻R加熱，記錄加熱過程中電阻阻值R隨電流I的變化；其次，利用電阻R和電流I査詢一第二表格，確定一與電阻R有關的第一變量I2^,再者，查找一第一表格，確定第一變量I211與溫度T的關係；以及査詢一預定的資料庫，確定電阻溫度係數TCR。該預定資料庫通過計算公式(1)來計算TCR。簡"-!*丄-^~*^^*丄(1)由於上述公式(1)中，可由TI2R斜率(又稱Rth，ThermalResistance,熱阻)導出，而Rth對於相同結構(相同長度和厚度)的電阻是相對固定的值，可以事先以與上述待測電阻相同結構的電阻進行測量獲得，藉此建立包含I2RT關係的預定的第一表格，以供後來測量TCR時使用。測量步驟包括利用熱盤(HotChuck)對所述電阻加熱，獲得其阻值與溫度的關係RT;利用電流I對所述電阻加熱，獲得其阻值與電流的關係RI;無論是採用熱盤加熱，還是採用電流加熱，相同的電阻總是對應相同的溫度，根據上述RT關係和RI關係就可獲得一組阻值、電流和溫度的對應關係，根據該對應關係，求出I&T的關係，即獲得對應溫度T的^^，上述R、I、T及^Q均可保存在第一表格中。第一表格建立後，可以供後來計算用，因此以後測量同種結構的電阻的TCR，只需採用電流加熱，求得t^T，再利用已知的^&，即可利用公式(1)求得TCR。由於電流加熱的過程十分迅速，且不需測量溫度，因此並沒有溫度升降和穩定的控制，因此採用電流加熱方法將能快速獲得電阻的TCR。為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明，其中圖1是現有的測量電阻溫度係數的曲線示意圖。圖2是本發明的電阻溫度係數測量方法的電流加熱曲線示意圖。圖3是利用圖2的電流加熱曲線獲得的RI2R曲線示意圖。圖4是依據本發明的電阻溫度係數測量方法事先獲得的I2RT曲線示意圖。具體實施方式圖2是本發明的電阻溫度係數測量方法的電流加熱曲線示意圖。如圖2所示，採用電流加熱電阻時，電阻阻值R與電流I的關係曲線RI分為三個階段，第一階段a為不穩定階段，因低電流、電壓條件下的設備精度導致；第二階段b為阻值穩定階段，沒有足夠的焦耳熱效應；第三階段c為阻值快速上升階段，由高焦耳熱效應引起。在本發明的第一個步驟中，採用第三階段的R1曲線段c作為獲得電阻溫度係數(TCR)的依據。由於TCR的下列推演7Q(n-^*1=^*牟2/)*1(i)本發明的第二步驟是根據圖2所示R1曲線段c，利用R、I查找第二表格，第二表格根據R、I來計算第一變量I211。其中1211表徵電阻的發熱量，R^R為線性關係，可以如圖3所示的RI2R曲線表示。因此公式(1)中的乘積因子:^可以求出。而公式(1)中的另一個乘積因子^^可以從PRT關係曲線中求出，I&T關係也是線性關係。對於相同結構(相同長度和厚度)的電阻，包括對於同一個電阻，其熱阻(ThermalResistance)Rth，g卩TI2R斜率(進而I2RT)關係保持相對固定，因此可以事先以與上述待測電阻相同結構的電阻(或者同一個電阻)進行測量獲得，並事先保存在一第一表格中，以供之後的每次TCR計算之用。舉例來說，^RT關係曲線的測量步驟包括利用熱盤對電阻加熱，獲得其阻值與溫度的關係RT，該RT關係曲線類似於圖1所示RT曲線；利用電流I對電阻加熱，獲得其阻值與電流的關係RI，該RI關係曲線類似於圖2所示RI曲線。無論是採用熱盤加熱，還是採用電流加熱，相同的阻值總是對應相同的溫度，而阻值R又一一對應於電流值I，因此根據上述RT關係和RI關係就可獲得一組阻值、電流和溫度的對應關係，該對應關係如下表l所示。tableseeoriginaldocumentpage5表1此外，表1還可進一步包括對應於溫度T的^R的值，以及對應溫度T的Rth和^^1值，由此組成上述的第一表格。因此本發明的第三個步驟是，根據第一表格所列出的對應關係，求出fRT的關係，該關係可以如圖4所示的I2RT曲線表示，根據該曲線，或者由溫度T查找第一表格，即可獲得^^1。最後，由^L、^3、R等已知的數據査找一預定資料庫，即可求出電阻溫度係數TCR，該預定資料庫是利用上述公式(1)來確定TCR的。在一個實施例中，該預定資料庫可包含上述的第一表格、第二表格，並自動由第一表格生成對應於溫度T的^^，由第二表格生成對應於溫度T的^^，由此，只要給定一溫度T，即可查詢資料庫求出電阻R對應於該溫度T的電阻溫度係數TCR。在本發明的一個實施例中，上述待測電阻是PCB(印刷電路板)中的金屬布線。本發明由於採用上述的方法，在建立上述表格後，要測量同種結構的電阻(包括同一電阻)的TCR，只需採用電流I加熱R，獲得RI曲線，進而求得~^，再利用已知的^^，即可利用公式(O求得TCR。由於電流加熱的過程十分迅速，且不需測量溫度，並沒有溫度升降和穩定的控制，因此採用電流加熱方法將能快速獲得TCR。以上的實施例說明僅為本發明的較佳實施例說明，本領域技術人員可依據本發明的上述實施例說明而作出其它種種等效的替換及修改。然而這些依據本發明實施例所作的種種等效替換及修改，屬於本發明的發明精神及由權利要求所界定的專利範圍內。權利要求1.一種電阻溫度係數測量方法，其特徵在於包括用電流I對待測電阻R加熱，記錄加熱過程中電阻阻值R隨電流I的變化；利用電阻R和電流I查詢一第二表格，確定一與電阻R有關的第一變量I2R；查找一第一表格，確定第一變量I2R與溫度T的關係；以及查詢一預定的資料庫，確定電阻溫度係數TCR。2.如權利要求l所述的電阻溫度係數測量方法，其特徵在於，在所述預定的資料庫中，是利用公式70(7)=^*丄=^~*^^*丄來計算TCR。3.如權利要求l所述的電阻溫度係數測量方法，其特徵在於，還包括通過測量與所述待測電阻同種結構的電阻的第一變量^R與溫度T的關係，來建立所述第一表格。4.如權利要求3所述的電阻溫度係數測量方法，其特徵在於，測量所述第一變量I2R與溫度T關係的步驟包括利用熱盤對所述電阻加熱並測量阻值R和溫度T，獲得該阻值與溫度的關係RT;利用電流I對所述電阻加熱並測量阻值R，獲得其阻值與電流的關係RI;以及根據上述阻值R、電流I和溫度T的對應關係確定I2RT的關係。全文摘要本發明公開一種電阻溫度係數測量方法，包括用電流I對待測電阻R加熱，記錄加熱過程中電阻阻值R隨電流I的變化；利用電阻R和電流I查詢一第二表格，確定一與電阻R有關的第一變量I2R；查找一第一表格，確定第一變量I2R與溫度T的關係；以及查詢一預定的資料庫，確定電阻溫度係數TCR。該預定資料庫利用公式TCR(T)＝dR/dT*1/R＝dR/d(I2R)*d(I2R)/dT*1/R求出電阻溫度係數TCR(T)。本發明只需使用一次熱盤加熱測得電阻的R～T曲線，此後就可利用電流快速加熱同種結構的電阻(包括同一電阻)而獲得R～I曲線，進而求出電阻的TCR，因此可省去每次熱盤加熱耗費的時間。文檔編號G06F19/00GK101329295SQ20071004239公開日2008年12月24日申請日期2007年6月22日優先權日2007年6月22日發明者柯周,朱月芹,範偉海申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司