[实用新型]一种便携式半导体非接触电阻率测试仪探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量硅材料电阻率的技术领域，特别是涉及一种便携式半导体非接触电阻率测试仪探头。

背景技术

在光伏行业内多晶硅铸锭或是单晶拉制需要将一些细碎硅料作为原料，在使用之前，必须严格控制这些细碎硅料的电阻率，硅材料的电阻率是一项重要技术指标。通过检测导电材料的电阻率分布可以对材料的加工过程进行控制或者区分成品材料的应用范围。市场上常用的测量硅材料电阻率的技术设备属于台式设备，需要上位PC机，存在设备体积大、不方便、效率低等问题。

目前，测量硅料电阻率的改进方法多用接触式如四探针法，如公开号为 CN101852827A的中国专利公开了一种硅材料电阻率语音测试笔，该发明是由1342针四探针、电子电路部份及语音发声播放部分组成；电子电路部分由电源及升压电路部分、恒流源及探头电路部分、运算放大电路及语音发声播放部分所构成；本测试笔由于采用测量/校厚(转换开关)，所以测试时能根据硅材料的具体厚薄大小情况进行调试设定，采用集成运算放大电路芯片MAX4166具有低电压关闭模式，干电池供电，安全系数高，测得电阻率值可实时语音播报，且具制造简单，造价低廉等优点。传统的电阻率检测方法很难应用于各种高温高压的环境，也不能满足无接触检测的需求。所以迫切发展一种能够在恶劣环境下或者测量薄片的情况下无接触检测材料电阻率的检测方法。

倘若不考虑被测硅料不受大小、形状，表面平整度，表面粗糙度等因素的影响，需要采用非接触测量方法和设备或仪器，即只需将探头接近硅材料，就可得到被测硅材料的电阻率。涡流检测是建立在电磁感应基础上的一种无损检测方法，通常由３部分组成，即有交变电流通过的检测线圈、检测电流仪器和被检测的导电体。涡流检测的实质是检测线圈阻抗的变化。涡流法电阻率检测是一种通过计算涡流感应的反馈量对被检测物进行无接触检测的方法。此方法广泛用于非接触条件下的电阻率测量，其原理是：当载有交变电流的检测线圈靠近被测导体，由于线圈上交变磁场的作用，被测导体感应出涡流并产生与原磁场方向相反的磁场，部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感变化。线圈阻抗的变化包含了丰富的信息，所以如何从阻抗信号中提取出有用信息以推算被测半导体的电阻率是检测中的一个关键问题。根据涡流法电阻率检测具有无接触、精度高、成本低、检测速度快、能够在恶劣环境下工作等特点。关于非接触式检测半导体硅材料电阻率的测试设备及其仪器，目前也有文献报道，公开号为CN202052624U的中国专利一种硅料分选装置，该实用新型涉及光伏或半导体领域的一种硅料分选装置，尤其是一种将正常硅料与金属或重掺硅料分离的涡流装置；该装置设有涡流探测器和分离机构，当硅料中混有金属或重掺硅料时，会在其内部产生涡流，引发涡流探测器发出报警声，再通过分离机构将金属或重掺硅料与正常硅料分离；通过本实用新型提供的硅料分选装置，能够将硅料中混有的金属或重掺硅料彻底除去，分选得到的硅料可再次用作多晶硅铸锭的原料；又如公开号为CN203941234U的中国专利一种太阳能硅片电阻率电涡流测试装置，本实用新型涉及一种太阳能硅片电阻率电涡流测试装置，包括电涡流激励器f1，激励太阳能硅片并在太阳能硅片表面形成涡流；电涡流传感器，感应涡流生成电流信号和电压信号；电流信号和电压信号依次经过信号采集器、差频器、中频放大器、检波及低通电路、直流放大器处理，最后得到电流和电压的模拟量。本实用新型电涡流传感器感应硅片上形成的涡流生成电流信号和电压信号，然后依次经过传输、差频、中频放大、检波及低通、直流放大，最后得到电压和电流的模拟量计算出太阳能硅片的电阻率；本实用新型相较于现有技术，架构清晰、电路结构简单、系统调整、涉用仪器、仪表少、方便快捷，具有工作稳定、重复性好、使用寿命长和成本低的优点。

目前测量硅材料电阻率的技术设备存在的不足之处在于：