Messung des Leiterbahn-Widerstandes 

Der Leiterbahnwiderstand ist meist kleiner einem Ohm, meist sogar kleiner 0.1 Ohm. Da die Verbindung zwischen der Prüfspitze und der Leiterbahnoberfläche sehr leicht den Leiterbahnwiderstand erreicht oder überschreitet, müssen bestimmte Techniken eingesetzt und Vorkehrungen bei der Messung getroffen werden. Diese setzen den Einsatz eines Vierdraht- oder Kelvin-Ohmmeters voraus.  

Warum können wir keine zuverlässige Messung des Leiterbahnwiderstandes mit einem normalen Zweidraht-Ohmmeter durchführen?

Ein Ohmmeter bestimmt den Widerstand normalerweise durch Messung der Spannung und des Stroms, welcher durch den Strompfad von Messgerät, Verbindungen, Prüfspitzen, den Kontaktwiderstand und das Messobjekt (DUT - Device under Test)) fließt. Siehe Abbildung 1 unten. Die Anzeige des Messgerätes ist einfach nach dem ohmschen Gesetz kalibriert. (R=U/I) und zeigt den Widerstandwert der gesamten Anordnung.  

Abbildung 1

Wenn der Widerstand des Messobjekts viel größer als die Summe der anderen Widerstände ist, so kann der resultierende Messfehler ignoriert werden. Der Widerstand des Messgerätes, der Prüfspitzen und der Kontakte liegt typisch im Bereich von einigen Zehntel Ohm. Da jedoch der Widerstand einer typischen Leiterbahn mit einigen Zentimeter Länge auch nur einige Zehntel Ohm oder darunter liegt, erreicht oder überschreitet der Widerstand des Meßsystems jenen der Leiterbahn. In diesem Fall kann der Fehler nicht mehr ignoriert werden und es muss eine andere Methode - die Vierdrahtmessung - eingesetzt werden.    

Bei dieser Methode - auch Kelvin-Methode genannt - wird das Messgerät mit speziellen Prüfspitzen mit dem Meßobjekt verbunden.

Ein bekannter Strom fließt durch das Messobjekt über zwei Verbindungen und Prüfspitzen. Siehe Abbildung 2 unten. Wie zuvor, wird das in Ohm kalibrierte Voltmeter zur Messung des Widerstandes an das Messobjekt angeschlossen. Diesmal wird das Messgerät jedoch über eigene Verbindungen und Prüfspitzen direkt an die Messpunkte am Messobjekt angelegt. Im Schema unten ist ersichtlich, dass der Strom nicht durch die Prüfspitzen oder Verbindungsleitungen des Messgerätes fließt. Der Widerstand der Prüfspitzen und der Verbindungskabel wird daher nicht in die Messung miteinbezogen.  

Abbildung 2

Weiters besitzt das Voltmeter (Ohmmeter) einen sehr hohen Innenwiderstand im Bereich von einigen Megaohm oder hunderten Megaohm. Es fließt daher nur ein extrem geringer Strom im Bereich einiger Pikoampere durch die Verbindungen und Prüfspitzen Der Strom, welcher durch das Messgerät fließt verursacht nur einen sehr kleinen Messfehler im Vergleich zu dem wesentlich größeren Strom (Mikroampere) durch das Messobjekt. Dieser extrem kleine Fehler ist zu klein, um vom Messgerät registriert zu werden und kann daher ignoriert werden. Das Messgerät zeigt daher den genauen Widerstandswert des Messobjektes. 

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