可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭的製作方法

2023-05-05 16:14:57 1

本實用新型涉及測量矽材料電阻率的技術領域，特別是涉及一種可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭。

背景技術：

矽料包括 P型矽料、N 型矽料以及電阻率低的重摻矽料，用作多晶矽鑄錠或是單晶拉制的原料時，必須嚴格測試這些矽料的導電類型和電阻率。目前，關於檢測半導體矽材料電阻率及導電類型的測試設備、測量端頭，已有相關的文獻報導，如公開號為 CN101852827A的中國專利公開了一種矽材料電阻率語音測試筆，該實用新型是由探頭、電子電路部份及語音發聲播放部分組成；電子電路部分由電源及升壓電路部分、恆流源及探頭電路部分、運算放大電路及語音發聲播放部分所構成；本實用新型由於採用測量/校厚(轉換開關)，所以測試時能根據矽材料的具體厚薄大小情況進行調試設定，採用集成運算放大電路晶片MAX4166具有低電壓關閉模式，乾電池供電，安全係數高，測得電阻率值可實時語音播報，且具製造簡單，造價低廉等優點；另有公開號為CN201311457的中國專利矽材料電阻率檢測裝置，該實用新型矽材料電阻率檢測裝置包括電壓表，電流表，電壓表連接有航空插座，航空插座還與電流表相連接，電流表連接放大器的集電極，放大器的發射極連接有固定電阻和發光二極體，放大器的基極與滑動變阻器相連接，滑動變阻器還連接有供電電源，放大器採用三級管放大器9013，供電電源為45V恆流源。目前測量矽材料PN型的技術設備和探測儀器存在的不足之處在於：

（1）市場上普遍採用的測量矽材料電阻率現有設備屬於臺式設備，普遍採用臺式設備，不易攜帶，探頭維護、使用不便，工作效率低，功耗較大，並且存在安全問題；工人在測量時，必須點一下矽材料然後再抬頭看主機顯示，很不方便，且影響測量精度。（2）已公開專利中的矽材料電阻率測量端頭及其裝置、測試筆探頭不同時具備測試電阻率和PN型功能，也不具備PN型和重摻功能辨別，同時探針頭功能單一，用時不方便；(3)目前大多產品和測量端頭精度大多達到0.1%~1%，精度不高，因此有必要提出一種便矽材料電阻率的四針探頭解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是把功能單一、精度不高、體積過大且不易攜帶的測量矽材料電阻率及PN型測量端頭集成為手持式的可攜式探針，讓使用者更高效的測量矽材料電阻率及PN型，同時操作更安全，更低耗。

為克服上述現有技術設備的不足，本實用新型提供了一種可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，解決其技術問題的技術方案為：所述可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，包括筆型殼體、四探針、探針導線、集成電路板、LED燈、語音孔、固線器、導線組、數碼管，其特徵在於所述筆型殼體包括探針座筒、十字凸緣筒、握竿筒、信號筒、線帽筒，所述握竿筒一端螺紋連接設置信號筒，所述信號筒另一端螺紋連接設置線帽筒，所述線帽筒另一端螺紋連接設置固線器；所述握竿筒另一端內部側壁上設置十字凹槽，十字凹槽上設置十字凸緣筒，所述十字凸緣筒另一側螺紋連接設置探針座筒，所述探針座筒與握竿筒螺紋連接，所述探針座筒另一端的圓臺型側面上設置四探針；所述信號筒一側面中部設置矩形平面，矩形平面上並排設置數碼管和紅藍綠三個LED燈，靠近線帽筒和矩形平面的信號筒一端圓柱面側壁上設置語音孔，所述信號筒內部設置集成電路板；所述集成電路板與四探針、語音孔、LED燈、數碼管均電連接，所述集成電路板通過導線組貫穿固線器後與外部電源和信號控制電路電連接。

本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於所述集成電路板包括電源模塊、兩個八位數碼管、兩個矽結構CMOS器件、語音電路模塊、LED電路模塊、9位端子排，所述兩個矽結構CMOS器件包括8位移位寄存器和8位存儲器，均與兩個八位數碼管電連接，所述八位數碼管通過連接分壓電阻連接電源模塊+5V電壓端子得到所需電壓；所述兩個矽結構CMOS器件相關引腳電連接後，連接電源模塊+5V電壓端子得到所需電壓，同時與9位端子排第一、二、三引腳電連接；所述9位端子排第四、五、六、七引腳均同時連接LED電路模塊、語音電路模塊和四探針的四個探針端子；9位端子排和語音電路模塊與電源模塊+5V電壓端子電連接。

本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於所述語音電路模塊包括三極體Q1、喇叭LS1、電阻R5、電阻R6，所述三極體Q1發射極接地，集電極連接喇叭LS1負極；喇叭LS1負極串聯電阻R5後，連接喇叭LS1正極，再連接+5V電源；三極體Q1基極串聯電阻R6後，連接9位端子排第七引腳；

所述LED電路模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3和LED燈，所述LED燈包括LED燈1、LED燈2、LED燈3，所述LED燈1、LED燈2、LED燈3負極均接地，正極分別串聯電阻R1、電阻R2、電阻R3；所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的另一端依次連接9位端子排第四、五、六引腳；

所述9位端子排第九引腳接地，第八引腳與電源模塊+5V電壓端子電連接。

本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於所述電源模塊的電壓通過導線組連接外部測量矽材料電阻率的裝置提供。

本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於四探針的金屬探針採用接觸電阻小的直徑0.5mm的鎢鋼針；四探針的金屬探針與集成電路板連接的探針導線採用1.5mm銅線。

本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於其對於矽材料電阻率測試方法如下：第一步，將四探針的導線組連接測量矽材料電阻率的外部裝置；第二步，四探針的四個金屬探針以一定的壓力壓在方塊電阻或其它半導體材料上；第三步，調節測量矽材料電阻率的外部裝置，獲取到不同的電壓，自動計算出電阻、電阻率；第四步，一手持終端，一手持探頭，可數碼管顯示矽材料電阻率，通過LED燈點亮提示或語音播報矽材料類型，即分析LED燈的顏色和語音孔聲音，通過LED燈紅藍綠的顏色可辨別矽材料的PN型，通過語音可辨別重摻型；第五步，記錄、分析、使用測試數據。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：本實用新型金屬探針採用直徑0.5mm的鎢鋼針、探針導線採用1.5mm銅線，具有較小的電阻值，提高了測試精度，當金屬探針測試方塊電阻半導體材料時，可數碼管顯示矽材料電阻率，通過LED燈點亮提示或語音播報矽材料類型；使用本實用新型所述的四探針探頭，測量精度可達到0.01%，等級遠高於現有技術產品1%的標準。

附圖說明

圖1 為本實用新型的結構示意圖。

圖2 為本實用新型的電路模塊結構示意圖。

圖3 為本實用新型的LED及語音電路模塊原理圖。

附圖1中：1.四探針，2.探針座筒，3.十字凸緣筒，4.握竿筒，5.信號筒，6.線帽筒，7.探針導線，8.集成電路板，9.LED燈，10.語音孔，11.固線器，12.導線組，13.數碼管。

具體實施方式

結合附圖1至圖3對本實用新型進一步詳細描述，以便公眾更好地掌握本實用新型的實施方法，本實用新型具體的實施方案為：

如圖 1所示，本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，包括筆型殼體、四探針1、探針導線7、集成電路板8、LED燈9、語音孔10、固線器11、導線組12、數碼管13，其特徵在於所述筆型殼體包括探針座筒2、十字凸緣筒3、握竿筒4、信號筒5、線帽筒6，所述握竿筒4一端螺紋連接設置信號筒5，所述信號筒5另一端螺紋連接設置線帽筒6，所述線帽筒6另一端螺紋連接設置固線器11；所述握竿筒4另一端內部側壁上設置十字凹槽，十字凹槽上設置十字凸緣筒3，所述十字凸緣筒3另一側螺紋連接設置探針座筒2，所述探針座筒2與握竿筒4螺紋連接，所述探針座筒2另一端的圓臺型側面上設置四探針1；所述信號筒5一側面中部設置矩形平面，矩形平面上並排設置數碼管13和紅藍綠三個LED燈9，靠近線帽筒6和矩形平面的信號筒5一端圓柱面側壁上設置語音孔10，所述信號筒5內部設置集成電路板8；所述集成電路板8與四探針1、語音孔10、LED燈9、數碼管13均電連接，所述集成電路板8通過導線組12貫穿固線器11後與外部電源和信號控制電路電連接。

如圖 1、圖 2所示，本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於所述集成電路板8包括電源模塊、兩個八位數碼管、兩個矽結構CMOS器件、語音電路模塊、LED電路模塊、9位端子排，所述兩個矽結構CMOS器件包括8位移位寄存器和8位存儲器，均與兩個八位數碼管電連接，所述八位數碼管通過連接分壓電阻連接電源模塊+5V電壓端子得到所需電壓；所述兩個矽結構CMOS器件相關引腳電連接後，連接電源模塊+5V電壓端子得到所需電壓，同時與9位端子排第一、二、三引腳電連接；所述9位端子排第四、五、六、七引腳均同時連接LED電路模塊、語音電路模塊和四探針1的四個探針端子；9位端子排和語音電路模塊與電源模塊+5V電壓端子電連接。

如圖 3所示，本實用新型所述的可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於所述語音電路模塊包括三極體Q1、喇叭LS1、電阻R5、電阻R6,所述三極體Q1發射極接地，集電極連接喇叭LS1負極；喇叭LS1負極串聯電阻R5後，連接喇叭LS1正極，再連接+5V電源；三極體Q1基極串聯電阻R6後，連接9位端子排第七引腳；

所述LED電路模塊包括電阻R1、R2、R3和LED燈，所述LED燈包括LED燈1、LED燈2、LED燈3，所述LED燈1、LED燈2、LED燈3負極均接地，正極分別串聯電阻R1、電阻R2、電阻R3；所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的另一端依次連接9位端子排第四、五、六引腳；

所述9位端子排第九引腳接地，第八引腳與電源模塊+5V電壓端子電連接。

如圖 1所示，所述可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於所述電源模塊的電壓通過導線組12連接外部測量矽材料電阻率的裝置提供。

如圖 1所示，所述可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於四探針1的金屬探針採用接觸電阻小的直徑0.5mm的鎢鋼針；四探針1的金屬探針與集成電路板8連接的探針導線7採用1.5mm銅線。

如圖 1所示，所述可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，其特徵在於其對於矽材料電阻率測試方法如下：第一步，將四探針1的導線組12連接測量矽材料電阻率的外部裝置；第二步，四探針1的四個金屬探針以一定的壓力壓在方塊電阻或其它半導體材料上；第三步，調節測量矽材料電阻率的外部裝置，獲取到不同的電壓，自動計算出電阻、電阻率；第四步，一手持終端，一手持探頭，可數碼管顯示矽材料電阻率，通過LED燈點亮提示或語音播報矽材料類型，即分析LED燈9的顏色和語音孔10聲音，通過LED燈9紅藍綠的顏色可辨別矽材料的PN型，通過語音可辨別重摻型；第五步，記錄、分析、使用測試數據。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：本實用新型所述可攜式測量矽材料電阻率的四針探頭，包括筆型殼體、四探針、探針導線、集成電路板、LED燈、語音孔、固線器、導線組、數碼管，所述筆型殼體包括探針座筒、十字凸緣筒、握竿筒、信號筒、線帽筒；集成電路板包括電源模塊、兩個八位數碼管、兩個矽結構CMOS器件、語音電路模塊、LED電路模塊、9位端子排；本實用新型金屬探針採用直徑0.5mm的鎢鋼針、探針導線採用1.5mm銅線，當金屬探針測試方塊電阻半導體材料時，可數碼管顯示矽材料電阻率，通過LED燈點亮提示或語音播報矽材料類型；使用本實用新型所述的四探針探頭，測量精度可達到0.01%，等級遠高於現有技術產品1%的標準，效果顯著。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本本實用新型的保護範圍之內。