刚开始接触PCB热设计。那个PCB方块电阻是什么意思?请教,谢谢!

方阻又称膜阻,是用来间接表征薄膜、玻璃镀膜等样品上真空镀膜的热红外性能的测量值,该值可以直接换算成热红外发射率。方块电阻与样本大小无关,单位为西门子/平方。增加欧姆/平方表征方法后,单位直接转化为方块电阻或表面电阻,用于薄膜测量时也称为薄膜电阻。

方块电阻有一个特点,就是任意大小的方块的测量值都是一样的,无论边长是1m还是0.1m,它们的方块电阻都是一样的,这样方块电阻只与导电膜的厚度等因素有关,表示膜的致密性,同时表示热红外光谱的透过率。方块电阻测量值越大,热红外隔离性能越差,方块电阻测量值越小,热红外隔离。对于建筑行业,快速测量低辐射玻璃的热红外性能必须选用方形电阻测量仪。测量值越小,建材就越节能,在建材行业起着很大的作用。

计算方法

方块电阻:Rs=ρ/t(其中ρ是块体的电阻率,t是块体的厚度)

或者写成电导率的表达式:Rs = 1/(σt)

这样,在计算方块电阻时,我们可以将方块电阻乘以长宽比,计算过程与维数无关:

R=Rs*L/W(L是块的长度,W是块的宽度)

如何测试方块电阻?可以用万用表电阻档直接测试图1所示的材料吗?不能,因为万用表的探头只能测点到点的电阻,这个点到点的电阻并不能说明什么。测试方形电阻,我们首先需要在A面和B面压一根电阻比导电膜小很多的圆铜棒,圆铜棒光洁度要高,以便与导电膜接触良好。这样,我们就可以用万用表测量两根铜条之间的电阻来测量导电膜材料的方块电阻。

如果方块电阻比较小,比如几欧姆以下,因为接触电阻和万用表本身的性能,用万用表测试时读数会不稳定,不准确。这时候就需要使用专用的四端低阻测试仪器,比如毫欧表、微欧表等。测试方法如下:在导电膜上压四根光滑的圆铜棒,如图2所示。四根铜条分别用A、B、C、D表示,用导线连接在毫欧计上焊接而成。我们使BC之间的距离L等于导电膜的宽度W。至于AB和CD之间的距离,没有要求,一般是10-20 mm,接好毫欧计后,毫欧计显示的电阻就是材料的方块电阻。这种测试方法的优点是:(1)用这种方法可以测量几百毫欧、几十毫欧甚至更小的方块电阻;(2)由于是四端测试,铜棒与导电膜的接触电阻和铜棒到仪器的引线电阻即使大于被测电阻也不会影响测试精度。(3)测试精度高。由于毫欧计等仪器的精度较高,方块电阻的测量精度主要由膜宽W和导电棒BC间距离L的机械精度决定。由于尺寸大,这种机械精度可以做得更高。在实际操作中,为了提高测试精度,为了测试条形材料,W和L不一定相等,L可以远大于W,这时的方块电阻RS = Rx * W/L,Rx就是毫欧计的读数。

这种方法虽然精度高,但比较麻烦,尤其是导电膜材料较大且形状不规则时,需要使用专用的四探针探头来测试材料的方阻,如图3所示。

探头由四个探头组成,要求四个探头头部之间的距离相等。四个探针通过四根导线连接到方形电阻测试仪。当探针压在导电膜材料上时,材料的方块电阻可以立即显示出来。具体原理是外端的两个探针产生电流场,内端的两个探针测试电流场在这两个探针点形成的电位。因为方块电阻越大,电位越大,所以可以测出材料的方块电阻。需要指出的是,虽然都是四端测试,但与图2所示的用铜条测方块电阻的方法在原理上是不同的。因为电流场中只有一小部分电流在BC点产生电压(电势)。显示的灵敏度要低很多,比例是1: 4.53。