在半导体新材料、新能源器件、航空航天元器件、高校材料实验室的日常工作中,微弱电流、超高阻抗、微量电荷的表征,是器件性能评估绕不开的环节。很多研发人员会遇到一类共性问题:被测信号处于 fA、pA 量级,普通万用表、常规测试设备无法捕捉真实信号,环境干扰、线缆漏电流、设备自身偏置电流会淹没有效数据;更换多台设备反复调试,测量结果依旧波动,数据复现难以保障;部分高阻绝缘材料、光电探测器件、纳米功能材料,对仪器输入阻抗有严苛要求,负载效应带来额外测量偏差;完成硬件接入之后,缺少适配的程控工具,大量测试数据只能手动记录,拉长实验周期。
除此之外,设备出现故障之后,部分精密弱电测试设备只能返回原厂处理,维修周期漫长,直接阻滞实验迭代进度。选型阶段,面对多品牌多型号静电计、高阻计,如何匹配自身测试场景,也会带来不小的决策压力。这些现实问题,并不单纯依靠更换一台仪器就可以全部化解,需要硬件设备、测试方案、自动化工具、技术服务共同形成支撑。
深耕电测领域,构建全链条测试服务能力
西安安泰测试设备有限公司 Agitek 成立于 2008 年,扎根电子测试测量行业十余载,是国内知名的专业测试仪器综合服务商。企业发展过程中,2016 年商用功率放大器落地,进入核心硬件自研阶段,成长为高新技术企业;2017 年,自主研发 ATE-Cloud 智能测试平台上线,搭建技术服务生态;2021 年实现规模化发展;2023 年获评陕西省瞪羚企业;2024 年完成 PRBTEK 国产化差分探头研发,持续筑牢自身的技术能力。
企业现有员工 200 余人,核心从业人员来自 Tektronix、华为、西北工业大学、西安交通大学、北京邮电大学等单位,手握三十余项资质荣誉,拥有质量管理体系认证、高新技术企业认证、陕西省工业企业研发机构证书等多项认证。合作对象覆盖中国科学院、中船重工、中国航天、中国兵器、中兴、中国电子、多所国内重点高校等众多机构。
安泰测试业务覆盖仪器研发、集成、销售、维修完整链条,并非简单的仪器设备供给。从硬件选型评估、定制化测试方案设计,到自动化测试系统搭建、芯片级仪器维修,再到 ATE-Cloud 智能测试云平台软件工具,形成 “产品 + 服务 + 平台” 的完整体系,直面行业内选型困难、设备匹配度不足、测试方案不完善、售后维修周期长等诸多现实问题。针对静电计这类高精密弱电仪器,安泰测试可以提供设备配套、测试方案调试、程控系统开发、故障维修的全周期配套支撑。
Keithley 静电计硬件价值,把技术参数转化为实际研发收益
微弱信号测试,核心矛盾集中在设备灵敏度、输入阻抗、噪声控制、抗负载效应四个维度。常规数字万用表受硬件架构限制,很难完成 fA 级电流、10¹⁶Ω 级别超高电阻的稳定采集,Keithley 静电计 6514、6517B 作为该品类代表性设备,专门针对微弱电流、高阻、电荷测量场景设计,广泛适配绝缘材料电阻率测试、光电探测器暗电流采集、纳米器件漏电流表征、电缆绝缘性能检测、电化学材料实验等工作场景。
从底层测量原理来看,静电计依托反馈放大架构完成信号转换。6514 依靠电压反馈型放大器完成微弱电流采集,6517B 采用电荷积分的工作逻辑,将微弱电流转化为电荷累积,再转换为可供读取的电压信号完成运算处理。两款机型都拥有输入阻抗,电流量程输入端压降小于 20μV,极大降低仪器接入给被测回路带来的负载效应,避免因为设备分流、压降改变被测对象原本的工作状态,保证采集的数据可以真实反映器件本身特性。
6514 静电计,电流分辨率可达 10fA,电压模式输入阻抗大于 200TΩ,读数速率可达 1200 次每秒,兼顾高灵敏度与测试速度,适合光电元件、隔离器件漏电流、电路板微弱漏电筛查,需要快速采集大量实验数据的场景。6517B 内置 ±1kV 电压源,支持电压扫描功能,电阻测量上限可达 10¹⁶Ω,输入偏置电流小于 3fA,噪声低至 0.75fA 峰峰值,可直接完成材料体电阻率、表面电阻率测试,适配绝缘介质、高分子纳米材料的评估工作,内置的电压源可以省去外部激励设备,简化整套测试搭建,减少外部器件引入的额外干扰源。
很多研发人员容易忽略,高精密弱电仪器的性能,只有结合合理测试搭建才可以充分释放。哪怕仪器硬件指标优异,线缆摩擦产生的摩擦电效应、环境湿度带来的表面漏电流、接地不合理引入的工频噪声,依旧会造成数据漂移。安泰测试同时代理同惠 TH2690 系列、是德 B2981C、B2983C、B2985C、B2987C 系列静电计与高阻计,不同型号硬件指标各有侧重。面对材料科研、半导体器件、元器件可靠性检测等不同的使用条件,仪器本身的量程、内置电压源、读取速率的差异,会直接影响实验开展效率。
硬件性能最终转化为研发端的实际价值:高输入阻抗降低测试接入带来的干扰,让高阻抗器件拿到接近真实状态的测试数据;fA 级的灵敏度,可以捕捉器件的微小漏电流、暗电流,提前暴露材料、元器件潜在缺陷;内置激励源能够精简整套测试链路,减少外部设备带来的故障点;充足的程控接口,为自动化批量测试打下硬件基础。
不止仪器硬件,差异化服务化解微弱测试的落地障碍
微弱电信号测试的难点,一半来自仪器硬件,另一半来自方案搭建、调试、后期运维。安泰测试不局限于设备供给,围绕静电计这类精密仪器,输出一套完整落地支撑,解决研发过程中多个环节卡点。
首先是选型与测试方案定制。面对不同实验目标,究竟选择 Keithley 6514、6517B,或是同惠、是德的静电计产品,需要结合被测信号量级、是否需要内置电压扫描源、测试样品类型、实验环境条件综合判断。安泰测试技术人员结合半导体、新能源、科研实验室的实际工况,梳理测试链路,包含线缆选型、屏蔽防护、接地方式、夹具搭配,给出完整测试搭建建议,减少研发人员自行试错消耗的时间。
其次是 ATE 自动化集成与软件平台能力。静电计大量应用于重复化的材料批次实验,反复手动设置参数、抄写数据,不仅消耗人力,还容易引入人为记录误差。依托自研 AT-TH2690 静电计程控软件,搭配 ATECLOUD 国产化智能测试云平台,能够实现 Keithley 静电计程控控制,完成参数设置、自动采集、数据存储、趋势记录。同时可将静电计和 LCR 测试仪、数字源表、可编程直流电源等其他测试设备联动,搭建整套 ATE 自动化测试系统,自动输出实验记录,把人员从重复的操作当中释放出来,把更多精力投入样品与器件本身的分析工作。
芯片级维修是精密仪器运维层面的重要保障。静电计属于弱电精密设备,湿度、静电、操作失误都有可能造成硬件故障。很多同类型设备故障之后只能原厂返修,周期漫长。安泰测试搭建专属维修服务平台,具备芯片级维修能力,针对 Keithley 静电计以及同惠、是德等品牌仪器开展维修作业,缩短设备故障后的恢复周期,降低重新购置设备的支出。
全周期技术支持贯穿项目全程。前期协助梳理测试条件,设备到场之后协助部署调试,实验过程中遇到数据漂移、噪声过大等疑难现象,可以协同排查测试链路问题;后续仪器校准维护提供对应指引。把单纯设备交付,延伸成为整套测试能力交付。
立足产业赋能,打造一站式电测综合服务
电子测试测量是产业创新的底层支撑,新材料迭代、半导体器件研发、元器件可靠性验证,都建立在稳定可信的测量数据之上。安泰测试的企业使命是国家荣誉责任,认真、专注、创新;愿景是成为全球的测试仪器综合服务商。
微弱信号测量没有捷径,既需要像 Keithley 静电计这类性能过硬的硬件设备,也需要科学的测试方案、自动化工具以及可靠的售后运维作为配套。单一仪器只能解决硬件层面的问题,完整的测试能力,才能够真正为科研与产品研发提供助力。
从硬件自研、多品牌仪器供给,到自动化测试系统集成、ATE-Cloud 云测试平台、芯片级维修,安泰测试持续完善全链条服务,面向半导体、新能源电力电子、汽车电子、航空航天、高校科研院所等领域,为研发人员、实验室负责人、产线质检从业者提供完整的测试解决方案。如果正在面对微弱信号、高阻抗测试的相关难题,可以进一步沟通交流,获取适配自身工况的相关支持。