- Grandeurs mesurées
- Résistance carrée, résistivité, conductivité et résistance simple, affichées ensemble
- Géométrie des pointes
- Quatre pointes alignées, entraxe de 1 mm, 2 mm ou 4 mm selon la tête montée
- Plage de résistance
- 100 µΩ à 100 kΩ sur le modèle compact ; 1 µΩ à 100 MΩ sur le plus large
- Exactitude en résistance carrée
- 3 % sur trois modèles ; 4 % sur le modèle basse résistance ; 5 % au-dessus de 2 MΩ
- Exactitude en résistance
- 0,05 % au milieu de la plage ; 0,2 % en bas ; jusqu'à 0,5 % en haut
- Courant d'essai
- ≤10 mA, ≤100 mA ou ≤500 mA selon le modèle
- Correction d'épaisseur
- Épaisseur de l'échantillon saisie une fois, pour que la résistivité soit calculée sans table de correspondance
- Mode de mesure double
- Monté sur trois modèles, pour corriger la dérive des pointes et les effets de bord
- Interfaces
- HANDLER, RS232, RS485, USB hôte et USB esclave
Une feuille de film conducteur n’a ni longueur ni largeur qui comptent. Ce qu’elle a, c’est une résistance par carré, et c’est ce nombre qu’une ligne de revêtement, une usine de plaquettes ou un procédé photovoltaïque contrôle réellement. Le mesurer demande quatre points sur la surface, et non deux pinces aux extrémités.
Présentation du produit
Ce sont des appareils de paillasse pour la résistance carrée, la résistivité et la conductivité, avec un mode de résistance simple pour les pièces massives. Chacun fait passer un courant par les deux pointes extérieures d’une tête alignée à quatre pointes et lit la tension entre les deux pointes intérieures.
Quatre modèles couvrent la gamme. Le compact lit 100 µΩ à 100 kΩ sur un écran de 4,3 pouces. Les trois plus grands vont de 10 µΩ à 1 MΩ, de 1 µΩ à 20 kΩ et de 1 µΩ à 100 MΩ, avec des écrans de 7 pouces et un mode de mesure double qui corrige la dérive des pointes et les effets de bord. L’exactitude en résistance carrée est donnée séparément de l’exactitude en résistance, à 3 % ou 4 %, parce qu’elle dépend de la géométrie autant que de l’électronique.
Les quatre acceptent les mêmes têtes de sonde et le même support, mesurent la température en même temps que le résultat électrique et portent HANDLER, RS232, RS485 et USB hôte en série.
Quatre pointes sont appliquées sur la surface en ligne, à entraxe égal. Les deux extérieures portent un courant connu ; les deux intérieures mesurent la tension que ce courant produit entre elles. Comme les pointes de tension n’appellent presque aucun courant, la résistance de contact sous ces deux pointes n’entre pas dans la lecture, et celle des pointes non plus.
Pour une couche mince par rapport à l’entraxe, la résistance carrée est proportionnelle à la tension mesurée divisée par le courant, avec une constante fixée par la géométrie. L’appareil applique cette constante, si bien que l’afficheur donne des ohms par carré. Lorsque la couche n’est pas mince par rapport à l’entraxe, ou que l’échantillon est petit, un facteur de correction s’applique, et c’est là que le mode de mesure double et le bon entraxe prennent leur valeur.
La résistivité découle de la résistance carrée multipliée par l’épaisseur. L’épaisseur est saisie avant l’essai, ce qui permet à l’appareil d’afficher directement la résistivité au lieu de demander à l’opérateur de multiplier ensuite. La conductivité en est l’inverse, affichée en siemens par unité de longueur.
Commencez par la fenêtre de résistance carrée. Le verre revêtu et les films métalliques minces se situent dans les faibles ohms par carré et conviennent au modèle basse résistance ; les couches semi-conductrices et les films faiblement dopés se situent plus haut et demandent le modèle large plage ; un laboratoire qui voit les deux a besoin du modèle large et doit accepter son exactitude plus grossière aux extrêmes.
Vient ensuite le matériau, parce qu’il fixe la tête de sonde. Carbure de tungstène à 1 mm pour les plaquettes dures, béryllium-cuivre à 2 mm pour les métaux et les panneaux photovoltaïques, 4 mm pour les échantillons plus grands, et une pointe en caoutchouc conducteur pour les films qu’une aiguille percerait. C’est la tête, et non l’appareil, qui décide si l’échantillon survit à la mesure.
Vient ensuite la taille de l’échantillon par rapport à l’entraxe. Une petite éprouvette par rapport à l’entraxe demande une correction, et les modèles à mode de mesure double la traitent mieux. Un panneau de 200 mm, non.
Vient ensuite la plage d’épaisseur. Une lecture de résistivité ne vaut que ce que vaut l’épaisseur saisie, et un échantillon dont l’épaisseur varie sur sa surface donnera une résistivité qui varie pour une raison que l’appareil ne peut pas voir.
Vient enfin la sortie. Un laboratoire a besoin de l’afficheur et de l’enregistrement USB ; une ligne de revêtement a besoin du HANDLER ou de la liaison série et d’un comparateur avec des limites par produit.
Limites de mesure et critères de choix
La mesure suppose une couche homogène. Un revêtement à peau résistive sur une base conductrice, ou une plaquette à profil d’implantation, n’est pas une couche unique, et la lecture à quatre pointes est une moyenne de ce que prélève le trajet du courant, pondérée vers la surface.
La pression des pointes compte. Trop faible, le contact est instable ; trop forte, un film souple est percé ou une plaquette mince est fissurée. Le document ne donne aucune valeur de pression, et la pression correcte dépend de la pointe et de l’échantillon : elle doit donc être établie sur le matériau lui-même.
La lecture se fait en surface, sous les pointes. Un échantillon qui vient d’être manipulé, nettoyé ou revêtu peut encore évoluer ; l’affichage de température et d’humidité est là pour rendre cela visible, et la compensation de température ne corrige qu’un nombre, pas la dérive.
Les effets de bord sont la plus grande source d’erreur sur les petits échantillons. L’étalement du courant près d’un bord abaisse la résistance carrée apparente, et la correction dépend de la distance entre les pointes et le bord. Un montage qui place les pointes à une distance répétable du bord vaut plus qu’un meilleur appareil.
Enfin, ce n’est pas un appareil de cartographie. Il mesure là où les pointes sont posées ; une plaquette ou un panneau présente une distribution, et caractériser cette distribution demande une platine qui déplace l’échantillon entre les lectures.
Chaque valeur ci-dessous provient de la documentation source. Lorsqu'un paramètre n'est pas indiqué dans les documents disponibles, il est marqué comme information requise plutôt qu'estimé.
