CN117980731A - 界面信息确定装置、界面信息确定方法、程序、内部信息确定装置以及光加热装置 - Google Patents

界面信息确定装置、界面信息确定方法、程序、内部信息确定装置以及光加热装置 Download PDF

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CN117980731A
CN117980731A CN202280063657.5A CN202280063657A CN117980731A CN 117980731 A CN117980731 A CN 117980731A CN 202280063657 A CN202280063657 A CN 202280063657A CN 117980731 A CN117980731 A CN 117980731A
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长野方星
石崎拓也
藤田凉平
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Abstract

本公开的界面信息确定装置具备：光源，射出光，该光对具有第一层和与第一层重叠的第二层的试样进行加热；照射部，使来自光源的光的强度分布均匀，使光照射到试样中的第一层侧的整个表面；感测部，对试样中的第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及确定部，基于通过感测部感测到的温度分布，确定与试样中的第一层和第二层的界面相关的信息。

Description

界面信息确定装置、界面信息确定方法、程序、内部信息确定 装置以及光加热装置
技术领域
本发明涉及界面信息确定装置、界面信息确定方法、程序、内部信息确定装置以及光加热装置。
背景技术
专利文献1中公开了如下技术：在对层叠有仅由第一物质构成的单层试样和仅由第二物质构成的单层试样的两层试样的层叠板间或薄膜间的界面部分的界面热阻进行测定时，对将仅由第一物质构成的单层试样的表面进行脉冲加热后的温度响应和将仅由第二物质构成的单层试样的表面进行脉冲加热后的温度响应进行观测。
专利文献2中公开了一种热电材料测定装置。该热电材料测定装置具备：光学摄像机，拍摄被测定材料的测定表面；探针，装备有加热器；载台机构，载置被测定材料并定位测定点；控制装置，对它们进行驱动；以及数据处理装置，进行测定数据的数据处理，通过一次测定收集被测定试样的局部的热传导率、热电势以及表面光学图像，解析二维平面位置信息与热物性值的相关性。在该热电材料测定装置中，根据由组装于加热后的探针的微型热流计测定出的热流，准确地推定探针接触点的被测定试样的表面温度，由此进行被测定试样的局部的热传导率和热电势的测定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－116711号公报
专利文献2：日本特开2008－51744号公报
发明内容
发明所要解决的问题
再者，例如，为了减少界面热阻，需要理解界面热阻的产生机理。而且，为了明确该产生机理，例如有时会要求通过新的方法获取与试样的界面相关的信息。
本说明书所公开的技术的目的在于，通过新的方法获取与试样的界面相关的信息。
用于解决问题的方案
基于该目的，本说明书所公开的技术是一种界面信息确定装置，其具备：光源，射出光，所述光对具有第一层和与所述第一层重叠的第二层的试样进行加热；照射部，使来自所述光源的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样中的所述第一层侧的整个表面；感测部，对所述试样中的所述第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及确定部，基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样中的所述第一层和所述第二层的界面相关的信息。
在此，优选的是，所述照射部具有引导体，所述引导体一边使来自所述光源的光发散一边对该光朝向所述试样进行引导，使到达所述试样的光的照射区域比所述试样大。
此外，优选的是，所述照射部具有多模光纤，所述多模光纤接受并传输来自所述光源的光，并将其朝向所述引导体输出。
此外，优选的是，具备变更部，所述变更部使所述试样和所述引导体相对移动，变更到达所述试样的光的照射区域的大小。
此外，优选的是，具备开口体，所述开口体设于所述试样与所述感测部之间，形成有供从所述试样中的所述第二层侧的表面朝向所述感测部的红外线穿过的开口。
此外，优选的是，所述开口体比所述试样大，所述开口体的所述开口比所述试样小。
此外，优选的是，所述感测部对所述试样中的所述第二层侧的表面中的不包括所述表面的端部的、中央的温度分布进行感测。
此外，优选的是，与所述界面相关的信息包括与界面热阻相关的信息。
此外，优选的是，具有显示部，所述显示部将所述确定部所确定出的与所述界面相关的信息作为所述界面中的分布进行显示。
此外，优选的是，所述试样具有粘接层，所述粘接层在所述第一层与所述第二层之间粘接所述第一层和所述第二层，所述确定部基于确定出的与所述第一层和所述第二层的界面相关的信息，输出与所述第一层和所述粘接层之间的界面热阻相关的信息。
此外，优选的是，所述确定部基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样的疲劳相关的信息。
从其他观点来理解，本说明书所公开的技术是一种界面信息确定方法，其具备以下步骤：射出对具有第一层和与所述第一层重叠的第二层的试样进行加热的光；使所述射出的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样中的所述第一层侧的整个表面；对所述试样中的所述第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及基于所述感测到的温度分布，确定与所述试样中的所述第一层和所述第二层的界面相关的信息。
从其他观点来理解，本说明书所公开的技术是一种程序，其使计算机执行以下功能：射出对具有第一层和与所述第一层重叠的第二层的试样进行加热的光；使所述射出的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样中的所述第一层侧的整个表面；对所述试样中的所述第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及基于所述感测到的温度分布，确定与所述试样中的所述第一层和所述第二层的界面相关的信息。
从其他观点来理解，本说明书所公开的技术是一种内部信息确定装置，其具备：光源；照射部，使从所述光源朝向试样的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样的整个表面；感测部，对所述试样的背面的温度分布进行感测；以及确定部，基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样的内部的状态相关的信息。
在此，优选的是，所述确定部基于通过所述感测部感测到的温度分布的振幅和相位延迟中的至少一方，确定与所述试样的厚度方向的热扩散率相关的信息。
此外，优选的是，所述确定部基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样的内部的疲劳相关的信息。
从其他观点来理解，本说明书所公开的技术是一种光加热装置，其具备：光源，射出对试样进行加热的光；多模光纤，在一端接受来自所述光源的光，并使传输光的强度分布均匀；以及引导体，设于所述多模光纤的另一端，一边使来自所述多模光纤的光朝向所述试样发散一边对其进行引导。
发明效果
根据本说明书所公开的技术，能通过新的方法获取与试样的界面相关的信息。
附图说明
图1是表示本实施方式的界面热阻测定装置的概略构成图。
图2是计算机的功能构成图。
图3是表示计算机的硬件构成例的图。
图4是表示测定试样的构成的图。
图5是表示支承部的构成的图。
图6的(A)是表示第二载台的构成的图，图6的(B)是表示激光与测定试样的关系的图。
图7是表示本实施方式中的界面热阻的测定原理的图。
图8是表示本实施方式中的热扩散率的测定原理的图。
图9是对界面热阻测定装置的动作进行说明的流程图。
图10示出第一测定结果。
图11示出第二测定结果。
图12示出第三测定结果。
图13是表示具备三层的测定试样中的界面热阻的测定原理的图。
图14是对由界面热阻测定装置进行的疲劳评价处理进行说明的流程图。
图15是对疲劳评价相对于负载次数的变化进行说明的图。
图16是对每个负载次数的热扩散率分布进行说明的图。
图17是对热扩散率分布相对于负载次数的变化进行说明的图。
图18是表示显示区域所示的损伤产生预测图像的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地对本实施方式进行说明。
＜界面热阻测定装置1的构成＞
图1是表示本实施方式的界面热阻测定装置1的概略构成图。
首先，参照图1，对应用本实施方式的界面热阻测定装置1的构成进行说明。
如图1所示，应用本实施方式的界面热阻测定装置1具备：二极管激光器10，作为加热测定试样100的光源发挥功能；导光部20，将二极管激光器10的激光引导至测定试样100；支承部30(详情如后文所述)，对测定试样100进行支承；红外线热像仪(锁相热像仪)40，与测定试样100对置设置；计算机50，接受来自红外线热像仪40的信号；以及周期性信号产生器70，产生周期性信号，并将其输出至二极管激光器10和计算机50。
在此，通过二极管激光器10和导光部20将强度分布被均匀化的光照射到测定试样100的表面。
二极管激光器10是面加热光源。该二极管激光器10输出横模不为单模(TEM00)的所谓多模二极管激光(例如TEM01等)。
导光部20具备：光纤21，是传送从二极管激光器10射出的激光的传送路；聚光器23，设于光纤21的顶端，对从光纤21射出的激光的强度分布进行控制；以及反射镜25，反射从聚光器23射出的激光。
在此，光纤21由能混合传输不同的空间模式的激光的多模光纤构成。在该光纤21的内部，通过控制从二极管激光器10射出的激光的入射角来分配成子午(meridional)光线和斜射光线。此外，从二极管激光器10射出的激光在光纤21的内部反复进行多重反射，由此使照射面的强度分布均匀化。图示的例子中的光纤21的芯径为100μm，长度为3m。
聚光器23由多个透镜等构成，作为焦点可变聚光光学器发挥功能。该聚光器23使从光纤21射出的激光会聚(或扩散)。从聚光器23射出的激光一边发散一边在空间内传输。因此，聚光器23能理解为将从光纤21射出的激光的光束直径放大的扩束器。
反射镜25由涂敷有金属、电介质的薄膜的玻璃基板等周知的光学用反射镜构成。反射镜25使从聚光器23射出的激光朝向测定试样100反射。
就如此构成的界面热阻测定装置1而言，在周期加热方法中，通过使用激光和作为其传送路的多模光纤，使对试样的照射功率分布相同，根据由热像仪得到的界面的热分布的测定结果推导出热阻值。进一步进行说明，界面热阻测定装置1将从二极管激光器10射出的激光经过光纤21、聚光器23以及反射镜25照射至测定试样100。通过激光周期性地对该测定试样100进行加热。在此，如图1的(B)所示，以照射面的强度分布均匀，成为所谓顶帽型的强度分布的方式对经过光纤21、聚光器23以及反射镜25的激光进行控制。
此外，通过二极管激光器10的激光周期性地被加热的测定试样100的温度通过红外线热像仪40从测定试样100的背面进行测定。需要说明的是，红外线热像仪40拍摄(测定)通过二极管激光器10被周期加热的区域中的预先确定的范围来作为红外线图像。从周期性信号产生器70向该红外线热像仪40输入周期性信号。此外，作为通过红外线热像仪40测定出的温度的数据的温度分布数据输出至计算机50。
计算机50与红外线热像仪40一起基于规定间隔的帧率连续地执行红外线图像的读取和运算，根据随着时间的经过而变化的温度变化量生成平均化的图像(锁相方式)。进一步进行说明，通过计算机50对由红外线热像仪40获得的数据进行运算处理，计算出测定试样100的厚度方向热扩散率。此外，通过计算机50对由红外线热像仪40获得的数据进行运算处理，计算出界面101(后述)中的界面热阻(详情如后文所述)。
需要说明的是，在以下的说明中，在有的情况下将图1中的沿测定试样100的表面的一个方向即图中左右方向称为x方向。此外，在有的情况下将图1中的图中上下方向称为z方向。此外，在有的情况下将图1中的纸面进深方向称为y方向。
＜计算机50的功能构成＞
图2是计算机50的功能构成图。
接着，参照图1和图2对应用本实施方式的计算机50的功能构成进行说明。
如图2所示，应用本实施方式的计算机50具备：数据获取部51，获取从红外线热像仪40(参照图1)输入的温度分布数据和周期性信号；相位延迟分布计算部52，基于通过数据获取部51获取到的温度分布数据和周期性信号计算出相位延迟分布；热扩散率分布计算部53，基于计算出的相位延迟计算出热扩散率分布；界面热阻计算部54，基于测定出的振幅计算出界面热阻；以及计算结果显示部55，将计算出的热扩散率和界面热阻的计算结果显示于液晶显示器(未图示)。
需要说明的是，热扩散率分布计算部53基于后述的算式(8)计算出热扩散率。此外，界面热阻计算部54基于后述的算式(13)和算式(14)计算出界面热阻。进行附加说明，在本实施方式中，在热扩散率和界面热阻中的任一方已知的情况下，能计算出另一方。进一步进行说明，在本实施方式中，能选择计算热扩散率和界面热阻中的哪一方。
本实施方式的计算机50基于通过红外线热像仪40检测出的测定试样100(参照图1)的温度分布，计算出测定试样100的界面101(后述)中的界面热阻的分布。进一步进行说明，计算机50基于测定试样100的温度分布的变化的振幅和响应的延迟，确定构成测定试样100的多个构件彼此的接触状态。此外，计算机50基于通过红外线热像仪40检测出的测定试样100(参照图1)的温度分布，计算出测定试样100中的厚度方向的热扩散率的分布。此外，计算机50将界面热阻的分布、热扩散率的分布等计算结果显示于液晶显示器(未图示)(参照后述的图10～图12)。
＜计算机50的硬件构成＞
图3是表示计算机50的硬件构成例的图。
如图3所示，计算机50具备作为运算单元的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)501以及作为存储单元的主存储器503和HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)505。在此，CPU501执行OS(Operating System：操作系统)、应用软件等各种程序。此外，主存储器503是存储各种程序、用于其执行的数据等的存储区域。HDD505是存储对各种程序的输入数据、来自各种程序的输出数据等的存储区域。而且，通过计算机50所具备的这些构成构件来执行在上述图2等中进行了说明的各功能构成。
需要说明的是，计算机50具备用于与红外线热像仪40等外部进行通信的通信接口(通信I/F)507。此外，CPU501所执行的程序(例如，计算上述界面热阻的分布的程序)除了预先存储于主存储器503的形式以外，例如也能储存于CD－ROM(Compact Disc Read-OnlyMemory：只读光盘)等存储介质来提供给CPU501，或者也能经由网络(未图示)提供给CPU501。
＜测定试样100的构成＞
图4是表示测定试样100的构成的图。
接着，参照图4对测定试样100的构成进行说明。
如图4所示，测定试样100是平板状的构件。测定试样100分别是平板状的构件，例如层叠由各向同性石墨等形成的第一层(A层)100A和第二层(B层)100B而形成。在测定试样100中，第一层100A和第二层100B经由界面(Contact Interface)101接触设置。
需要说明的是，第一层100A和第二层100B可以通过粘接剂、热熔接等周知的技术相互固定，也可以不相互固定而由保持器(未图示)等夹持来进行支承。此外，图示的例子中的第一层100A和第二层100B为相同的厚度，分别形成为厚度d。需要说明的是，第一层100A和第二层100B的厚度d能理解为加热轴(Heating Axis)上的第一层100A和第二层100B的尺寸。此外，在此，将第一层100A和第二层100B设为相同的厚度d进行说明，但第一层100A和第二层100B也可以是互不相同的厚度。
此外，测定试样100具有：第一表面103，是照射二极管激光器10的激光(参照图中L1)的一侧，即第一层100A的表面；以及第二表面105，是与照射激光的一侧相反的一侧，即第二层100B的表面。该第二表面105是与红外线热像仪40对置的面。进行附加说明，红外线热像仪40对测定试样100的第二表面105中的热分布进行测定。
＜支承部30的构成＞
图5是表示支承部30的构成的图。
图6的(A)是表示第二载台33的构成的图，图6的(B)是表示激光LA与测定试样100的关系的图。
接着，参照图5和图6对支承测定试样100的支承部30的构成进行说明。
如图5所示，支承部30具备：作为基台的第一载台31；第一杆32和第二杆34，设于第一载台31；第二载台33，设于第一杆32，对测定试样100进行支承；以及光圈39，设于第二杆34，划分基于红外线热像仪40的测定试样100的观察区域。
第一载台31是由大致板状的构件构成的所谓xy载台。图示的例子的第一载台31能在x方向和y方向这两个方向上位移。第一载台31在板面中央形成有第一开口311。该第一开口311大致为圆形，二极管激光器10的激光LA穿过其内部。第一载台31例如x方向和y方向长度(参照图中宽度W1)为120mm，z方向长度(参照图中宽度W2)为40mm，第一开口311的内径为60mm。
第二载台33是由大致板状的构件构成的所谓二轴旋转载台(横滚俯仰台(rollpitch stage))。图示的第二载台33能在横滚方向和俯仰方向这两个方向上变更角度。第二载台33在板面中央形成有第二开口331。
在此，如图6的(A)所示，第二载台33具备跨越第二开口331而设置的支承线350。该支承线350是对测定试样100进行支承的支承构件。图示的例子中的支承线350包括各自为直径70μm的不锈钢的第一线351、第二线353、第三线255以及第四线357(以下，有时称为第一线351等)。进一步进行说明，第一线351和第二线353的组与第三线355和第四线357的组在第二开口331中交叉设置。
需要说明的是，第一线351等对测定试样100的第一表面103侧进行支承，第二表面105不与其他构件接触，或者不由其他构件覆盖，由此能提高基于红外线热像仪40的测定试样100的第二表面105的测定精度。此外，通过使第一线351等的直径变细，抑制激光LA被第一线351等遮挡。
接下来，如图5所示，光圈39是由大致圆板状的构件形成的所谓可变光圈。光圈39能通过周知的构成一边维持光圈39的外径，一边变更形成于板面中央的第三开口391的大小。该第三开口391规定基于红外线热像仪40的测定试样100中的测定区域，更详细而言规定第二表面105中的测定区域。
在此，对构成支承部30的各构件的位置进行说明。首先，参照图5对z方向上的位置进行说明，在z方向上，按第一载台31、第二载台33、光圈39、红外线热像仪40的顺序配置。虽没有特别限定，但例如，在z方向上，第一载台31与第二载台33之间的长度H1为42mm，第一载台31与光圈39之间的长度H2为90mm，第一载台31与红外线热像仪40之间的长度H3为120mm。
需要说明的是，能通过变更第一杆32的长度来变更z方向上的第一载台31与第二载台33之间的长度H1。此外，能通过变更第二杆34的长度来变更z方向上的第一载台31与光圈39之间的长度。
此外，通过变更z方向上的第一载台31与第二载台33之间的长度H1来调整激光的传播距离。伴随于此，激光LA的外径D0(参照后述的图6的(B))发生变化。即，第一杆32具有调整激光LA的外径D0的功能。进行附加说明，第一杆32能理解为使聚光器23和测定试样100相对移动的构成。随着该聚光器23和测定试样100相对移动，照射到测定试样100的激光LA的外径D0发生变化。
在此，通过由第二载台33支承的测定试样100与光圈39分离，抑制由光圈39的表面反射的激光对测定试样100的加热造成影响。
此外，未照射到测定试样100的激光，即被测定试样100遮挡的激光会射入红外线热像仪40。该射入的激光成为红外线热像仪40的故障的原因。因此，光圈39阻挡射入红外线热像仪40的激光。进一步进行说明，光圈39一边使来自所检测的测定试样100的红外光的一部分穿过，一边阻挡朝向红外线热像仪40的激光。
接着，参照图6的(B)对xy平面上的各构件的位置进行说明。首先，如图6的(B)所示，激光LA、第二载台33的第二开口331、光圈39、光圈39的第三开口391是各自的中心一致的配置(参照中心CA)。此外，激光LA(外径D0)比第二载台33的第二开口331(内径D1)大。因此，激光LA穿过整个第二开口331。此外，测定试样100比第二载台33的第二开口331(内径D1)小。进一步进行说明，在xy平面上，在第二开口331内配置测定试样100。因此，通过穿过第二开口331的激光LA照射整个测定试样100。
此外，光圈39的第三开口391(内径D2)比测定试样100小。在此，如上所述，第三开口391定义基于红外线热像仪40的测定试样100的测定区域。即，在图示的例子中，通过红外线热像仪40对测定试样100的一部分的区域进行测定。进一步进行说明，通过红外线热像仪40对测定试样100的不包括第二表面105中的端部的、中央的温度分布进行测定。由此，能更高精度地计算界面热阻和热扩散率。
需要说明的是，光圈39的第三开口391(内径D2)比第二载台33的第二开口331(内径D1)小。即，具有观察区域比照射区域小的关系。此外，光圈39(外径D3)比第二载台33的第二开口331(内径D1)大。由此，抑制激光LA的一部分成为杂散光而射入红外线热像仪40。
此外，从二极管激光器10射出的激光的截面大致为圆形，例如直径为0.1μm～1mm。此外，第二载台33中的激光LA的外径D0例如为30mm。在该例子中，第二载台33的第二开口331的内径D1为27mm，光圈39的第三开口391的内径D2为8mm，光圈39的外径D3为50mm，测定试样100的宽度W0为10mm。如此，通过使激光LA的外径D0即照射直径比测定试样100的尺寸大，在测定试样100中沿厚度方向生成一维的热流。
＜界面热阻＞
接着，对在本实施方式中进行测定的界面热阻进行说明。
首先，界面热阻是在物质的接触界面热流受阻，温度不连续地变化的现象。该界面热阻成为高发热化、高集成化发展的功率模块等半导体器件中的排热的瓶颈，可能会引起故障、性能降低等问题。
在此，为了减少热阻，需要理解热阻机理，但在实际的接触界面中，会产生由材料的热物性、表面粗糙度、接触压力等物性/机械/几何学特性构成的热阻因子复杂地相互影响的热输送现象。而且，该热输送现象的机理尚未阐明。作为其主要原因之一，存在如下情况：不存在对用于解析局部的热阻因子的分布对热阻造成的影响的界面热阻的分布进行计测的方法。进行附加说明，在以往的方法中，接触界面热阻仅计算整个面的平均值，未作为分布进行计算。
＜测定原理＞
接着，参照图4对本实施方式中的计测界面热阻分布的原理进行说明。在此，将测定试样100设为有限的大小的平板层叠材料，考虑均匀地对测定试样100的表面进行加热的情况下的厚度方向(z方向)的一维的热传导。
支配方程式为第一层(A层)100A和第二层(B层)100B的各层中的一维热传导方程式，由算式(1)表示。
[数式1]
在此，T为温度，t为时间，D为热扩散率，z为厚度方向(z方向)距离，j＝A、B表示各层。在考虑作为第一层100A的表面的第一表面103的周期性热输入、作为第二层100B的表面的第二表面105上的绝热时，边界条件由算式(2)表示。
[数式2]
在此，λ为热传导率，Q0为热输入常数，ω为周期加热的角频率。而且，加入接触界面上的热通量连续和由界面热阻产生的温度差的热界面条件，成为算式(3)。
[数式3]
在此，R为界面热阻。使用这四个条件求解支配方程式。若对算式(1)至算式(3)分别进行拉普拉斯变换，则成为算式(4)至算式(6)。
[数式4]
[数式5]
[数式6]
在此，s为拉普拉斯变量，T为拉普拉斯空间内的温度。初始条件设为零。作为支配方程式的算式(4)为单纯的二阶微分方程式，其通解成为算式(7)和算式(8)。
[数式7]
[数式8]
使用作为边界条件算式的算式(5)、作为热界面条件算式的算式(6)求解通解算式(7)的系数，若进行逆拉普拉斯变换，则成为算式(9)至算式(12)。
[数式9]
[数式10]
[数式11]
[数式12]
VB＝UBexp(2σBL) (12)
在此，成为：
[数式13]
H＝λBσBsinh[σB(L-d)]·(1-RλAσA)-λAσAcosh[σB(L-d)] (13)
[数式14]
通过算式(15)获得A层、B层的温度响应。
[数式15]
Tj(t，z)＝[Ujexp(σjz)+Vjexp(-σjz)]s＝iω·eiωt (15)
对于算式(13)的B层的温度响应，代入z＝L，试样背面的振幅和相位延迟成为算式(16)和算式(17)。
[数式16]
Amp·j＝|[UBexp(σL)+VBexp(-σL)]s＝iω| (16)
[数式17]
Phasej＝arg([UBexp(σL)+VBexp(-σL)]s＝iω) (17)图7是表示本实施方式的界面热阻的测定原理的图。具体而言，图7的(A)是表示频域上的振幅的界面热阻依赖性的图。图7的(B)是表示频域上的相位延迟的界面热阻依赖性的图。此外，在图7的(A)和图7的(B)的每一个中，示出使界面热阻以1.0×10-8m2K/W～1.0×10-6m2K/W变化时的振幅和相位延迟的理论曲线。
图8是表示本实施方式中的热扩散率的测定原理的图。具体而言，图8的(A)是表示频域上的振幅的热扩散率依赖性的图。图8的(B)是表示频域上的相位延迟的热扩散率依赖性的图。此外，在图8的(A)和图8的(B)的每一个中，示出使热扩散率以10mm2/s～160mm2/s变化时的振幅和相位延迟的理论曲线。
接着，参照图7和图8对本实施方式的测定中的界面热阻和热扩散率的解析具体地进行说明。首先，在本实施方式中的测定中，使加热频率变化来进行计测，在频域上解析振幅和相位延迟的变化。
如图7和图8所示，可知由于界面热阻和热扩散率各自的不同，振幅和相位延迟不同。进一步进行说明，可知由于界面热阻和热扩散率各自的不同，特别是相位延迟的行为有很大不同。在本实施方式中，以较小的界面热阻为对象(例如1.0×10-8m2K/W～1.0×10- 6m2K/W)，处理平板状的热薄的试样，因此振幅的行为变化较小，相对于热扩散率、界面热阻的灵敏度较小。因此，在本实施方式中，对相位延迟进行解析。需要说明的是，也可以与相位延迟一起或者代替相位延迟对振幅进行解析。
基于上述理论，通过输入试样厚度(在算式(15)中代入z＝L)，在热扩散率为已知的情况下，在算式(8)中输入热扩散率，将界面热阻设为参数(参照图7)，在热扩散率未知的单层试样的情况下，在算式(13)和算式(14)中输入R＝0，将热扩散率设为参数(参照图8)，将理论曲线拟合到由红外线热像仪40获取到的频域的相位延迟，由此，对界面热阻和热扩散率进行解析。
需要说明的是，在本实施方式中，采用能生成测定试样100中的厚度方向的一维的热流的均匀强度加热法。而且，着眼于能通过组合由红外线热像仪40进行的非接触锁相红外计测来以分布方式获取测定试样100内部的信息这一点，以分布方式对测定试样100的界面热阻及其计测所需的热扩散率进行计测。
进一步进行说明，在本实施方式中，使用红外线热像仪40从测定试样100的表面将界面热阻的信息计测为相位延迟分布。通过对多个加热频率实施该测定，对相位延迟分布的加热频率依赖性进行解析来求出界面热阻分布。此外，通过将测定试样100设为没有接触界面的单一材料，用同样的方法获取热扩散率分布。需要说明的是，在本实施方式中，使用红外线热像仪40并根据界面的动态热传播的情况来计测热阻，而不使用热流量和温度来计测热阻。此外，在本实施方式中，对界面热阻进行空间分解，评价热阻要素的贡献。
此外，在本实施方式中，同时对测定试样100的测定区域的整个面进行周期加热，通过计算出各点处的厚度方向热扩散率来计算出厚度方向热扩散率分布。此外，同时对测定试样100的测定区域的整个表面进行周期加热，计算出各点处的界面热阻。如此，通过计算出厚度方向热扩散率分布和/或界面热阻来评价测定试样100。需要说明的是，通过进行测定试样100中的多个点的同时计测，能缩短计测时间，简化装置。
＜动作＞
图9是对界面热阻测定装置1(参照图1)的动作进行说明的流程图。
接着，参照图1和图9对本实施方式中的界面热阻测定装置1的动作进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，例如设为从界面热阻测定装置1的用户预先接受要计算界面热阻和热扩散率中的哪一个的指定。
首先，通过从界面热阻测定装置1中的二极管激光器10射出的激光周期性地对测定试样100的表面进行加热(S901)。然后，相位延迟分布计算部52根据由红外线热像仪40测定出的温度分布来测定相位延迟分布(S902)。
接着，界面热阻计算部54判断是否要计算界面热阻(S903)。在要计算界面热阻的情况下(在S903中为是)，界面热阻计算部54基于测定出的相位延迟分布计算出界面热阻(S904)。另一方面，在并非要计算界面热阻的情况下(在S903中为否)，热扩散率分布计算部53基于测定出的相位延迟分布计算出厚度方向的热扩散率分布(S905)。然后，计算结果显示部55将计算结果显示于液晶显示器等显示单元(未图示)(S906)。
＜测定结果1＞
图10表示第一测定结果。更具体而言，图10的(A)是对作为测定试样100的一个例子的第一试样200的构成进行说明的图，图10的(B)是示出通过界面热阻测定装置1测定出的界面热阻分布的图。
接着，参照图10，示出使用了第一试样200的第一测定结果。
如图10的(A)所示，第一试样200层叠第一层201和第二层203而构成。此外，第一层201和第二层203分别形成为厚度0.5mm、材质IG－110。在此，在第二层203中的与第一层201对置的面204，大致十字状交叉地形成有槽205和槽207。该槽205和槽207的槽宽为0.4mm～0.5mm。此外，槽205和槽207的槽深为0.4mm～0.5mm。
而且，第一层201和第二层203通过环氧系粘接剂粘接。此外，槽205和槽207的内部由粘接剂填充。形成有该槽205和槽207的区域是在第一试样200的接触界面上界面热阻变大的区域。
接下来，如图10的(B)所示，在由界面热阻测定装置1获得的界面热阻分布中，十字形的线被可视化(参照图中区域A1、A2)。该十字形的线与形成有槽205和槽207的区域对应。因此，表明了即使在1×10-6m2K/W数量级的、界面热阻由于处于粘接状态而较小的接触界面上，也能检测出界面热阻的差异。
＜测定结果2＞
图11示出第二测定结果。更具体而言，图11是示出使用铝合金的层叠体(未图示)作为测定试样100，通过界面热阻测定装置1测定出的界面热阻分布的图。
接着，参照图11，示出第二测定结果。在该测定中，分别使用厚度0.38mm、由铝合金材质(更详细而言为A5052)构成的层叠体来作为测定试样100。此外，该铝合金的接触界面通过硅系油脂粘接。需要说明的是，该硅系油脂例如是用于个人计算机等的一般的粘接剂。
如图11所示，在由界面热阻测定装置1获得的界面热阻分布中，存在热阻高的区域。更具体而言，能确认在图11中的分布图的下部(参照图中区域A3)和上部(参照图中区域A4)存在热阻区域高的区域。因此，表示：能通过界面热阻测定装置1将无法根据试样外观、温度图像进行预测的高热阻点的存在可视化。
＜测定结果3＞
图12示出第三测定结果。更具体而言，图12示出使用一层的复合材料作为测定试样100，通过界面热阻测定装置1测定出的厚度方向热扩散率分布的测定例。
接着，参照图12，示出第三测定结果。在该测定中，使用厚度0.5mm、由碳质构成的岩石来作为测定试样100。
如图12所示，表示：在由界面热阻测定装置1获得的厚度方向热扩散率分布中，存在厚度方向热扩散率的不均。更具体而言，能确认在图12中的分布图的右侧(参照图中区域A5)存在厚度方向热扩散率高的区域。由此，表示：在复合材料内部，例如，在填料的分散上存在偏差的情况下，能通过界面热阻测定装置1检测出厚度方向热扩散率的差异。
需要说明的是，例如，为了减少发热部和散热器等散热元件之间的接触界面热阻，使用高热传导性的油脂、热界面材料(TEM材料)来填补两者的间隙。作为该热界面材料，一般使用将高热传导粒子作为填料，将橡胶、树脂作为基质的复合材料，但为了兼顾成本和性能，需要以较少的添加量均匀地分散。然而，以往不存在对复合材料的填料的分散程度和各场所中的热传导率进行计测的方法。另一方面，在界面热阻测定装置1中，如上所述，能以分布方式获取热扩散率来作为试样内部的信息。
＜三层结构＞
图13是表示具备三层的测定试样300中的界面热阻的测定原理的图。
接着，参照图13对具备三层的测定试样300中的界面热阻的测定原理进行说明。
首先，在上述的说明中，如图13的(A)所示，对测定试样300具备第一层(A层)300A和第二层(B层)300B的情况进行了说明。而且，将第一层300A和第二层300B的接触界面中的热阻作为接触界面热阻R进行了说明。需要说明的是，第一层300A和第二层300B的厚度分别为厚度dA和厚度dB。此外，第一层300A和第二层300B的热传导率分别为热传导率λA和热传导率λB。而且，第一层300A和第二层300B的热阻分别为热阻RA和热阻RB。
在此，如图13的(B)所示，测定试样300能理解为在第一层300A和第二层300B的界面具备由具有有限的厚度dTIM的所谓热界面材料(Thermal Interface Material，TIM材料)构成的粘接层400T的构成。即，设为测定试样300在第一层300A与第二层300B之间具备作为第三层的粘接层400T。在该情况下，上述测定出的接触界面热阻R是粘接层400T的热阻RTIM、作为第一层300A与粘接层400T之间的热阻的接触界面热阻RCON以及作为第二层300B与粘接层400T之间的热阻的接触界面热阻RCON的合成热阻。
在此，若将粘接层400T的热传导率设为热传导率λTIM，则上述测定出的接触界面热阻R由算式(18)表示。
[数式18]
因此，接触界面热阻RCON由算式(19)推导出。
[数式19]
如上所述，界面热阻测定装置1也能实现具备三层以上的多层的试样的测定。
＜变形例1＞
在上述的说明中，对通过二极管激光器10和导光部20对测定试样100进行加热的情况进行了说明，但只要使测定试样100中的照射面的强度分布均匀化即可，不限定于此。例如，也可以使用将多个LED(Light Emitting Diode：发光二极管)集成(排列)为阵列状的光源作为光源。此外，只要能对测定试样100的整个区域进行加热，也可以使用感应加热、电阻加热等其他加热方法。此外，也可以代替光纤21和聚光器23中的至少一方，或者与光纤21和聚光器23一起使用将来自光源的光扩散的所谓磨砂玻璃等扩散板。此外，作为二极管激光器10，也可以使用高斯分布相对较大的分布的二极管激光器。进一步进行说明，也可以通过使用表示相对较大的高斯分布的激光中的光强度恒定的部分来使测定试样100中的照射面的强度分布均匀化。
在上述的说明中，对由第一线351等支承测定试样100的第一表面103侧的情况进行了说明，但不限定于此。例如，也可以使图1所示的界面热阻测定装置1的上下方向反转，由第一线351等支承测定试样100的第二表面105，即测定试样100的观察面侧。此外，只要与测定试样100的接触面积相对较小，支承测定试样100的构件就不限定于第一线351等。例如，也可以是由多个棒状构件(针状构件)的顶端支承测定试样100的构成。
此外，在上述的说明中，对在测定试样100与红外线热像仪40之间设有光圈39的情况进行了说明，但也可以是不设置光圈39的构成。此外，对能变更光圈39的第三开口391的开口直径的情况进行了说明，但也可以是无法变更开口直径的构成。
在上述的说明中，对输出界面101的界面热阻的值的情况进行了说明，但只要输出与界面热阻相关的信息即可，不限定于此。例如，也可以仅输出与阈值的比较结果。进一步进行说明，例如，也可以设为在获得了比阈值大的界面热阻时，显示特定的图像(例如，特定的数值、记号)，在获得了比阈值小的界面热阻时，显示其他图像(例如，其他特定的数值、记号)。进一步进行说明，也可以设为显示相当于界面热阻值的数值等。
在此，界面热阻根据试样彼此的接触状态(在上述的例子中为第一层100A和第二层100B)而变化。在此，作为试样彼此的接触状态，例如，包括试样彼此的粘接的强度、将试样彼此相互按压的压力的大小等。此外，作为试样彼此的接触状态，包括界面101、第一层100A、第二层100B等中的孔隙(空隙)、龟裂、接触不良、配置于第一层100A与第二层100B之间的油脂、粘接剂的未涂布区域的有无或者异物的介入等。需要说明的是，上述的界面热阻测定装置1能理解为获取与测定试样100中的第一层100A和第二层100B的接触状态相关的信息的装置。
此外，也可以观察红外线热像仪40所检测出的温度分布的变化，进行对基于温度分布来决定试样的接触状态的函数进行更新的机器学习，基于所获得的函数来输出与界面热阻相关的信息。
此外，在上述的说明中，对计算结果显示部55将界面热阻和热扩散率的计算结果作为试样评价显示(输出)于显示器(未图示)的情况进行了说明，但不限定于此。例如，也可以是将界面热阻和热扩散率中的至少一方的计算结果发送至计算机50以外的其他装置的方案、在装置自身进行保存的方案。
此外，也可以是将与测定试样100的热扩散率相关的信息和与界面热阻相关的信息一起，或者代替与界面热阻相关的信息进行输出、存储的方案。在此，与热扩散率相关的信息包括热扩散率的值、热扩散率的相对评价(例如，热扩散率的大小)、与事先评价数据、理论值的比较结果等。进行附加说明，在上述图12所示的变形例中，对使用一层的复合材料作为测定试样100的情况进行了说明。即，界面热阻测定装置1所测定的测定试样100也可以是单层的构成和多层的构成中的任一种。
此外，测定试样100没有特别限定。例如，也可以使用玻璃、半导体、高分子膜、液晶等来作为测定试样100。在将玻璃等作为测定试样100的情况下，能进行形成于测定试样100的内部的孔隙、裂纹的感测。换言之，能获取与测定试样100的密度相关的信息来作为测定试样100的试样评价。需要说明的是，与密度相关的信息是能掌握测定试样100的密度的信息。该与密度相关的信息除了包括测定试样100的密度的值以外，还包括密度的相对评价(例如，疏密)、测定试样100内部的空隙的有无等。
＜变形例2＞
(疲劳评价的原理)
如上所述，对在界面热阻测定装置1中，基于相位延迟分布计算出厚度方向的热扩散率分布的情况进行了说明(参照图9的S905)。在此，在界面热阻测定装置1中，能以非接触的方式获取与测定试样100的疲劳相关的信息。进一步进行说明，在界面热阻测定装置1中，例如能对在拉伸试验等中随着持续对测定试样100施加反复载荷而产生的测定试样100的疲劳状态进行评价。
以下，对作为测定试样100的一个例子的碳纤维增强复合材料进行说明，之后对碳纤维增强复合材料的疲劳特性进行说明。然后，对基于界面热阻测定装置1的疲劳状态的测定原理进行说明。
首先，作为测定试样100的一个例子的碳纤维增强复合材料由于高比强度、耐腐蚀性、耐疲劳特性等优点，期待例如在运输工业、航空航天工业等领域中的应用。在此，关于碳纤维增强复合材料的疲劳的性质，即疲劳特性取决于制造质量、运用环境而有很大偏差。因此，要求掌握碳纤维增强复合材料的疲劳特性。期待通过掌握该疲劳特性来例如延长产品的设计寿命。
在此，通过持续对碳纤维增强复合材料施加反复载荷，有时会在碳纤维增强复合材料中产生裂纹(疲劳裂纹)。该疲劳裂纹在其长度进展时，会发展为碳纤维增强复合材料的内部的层间剥离、纤维断裂，最终导致整个材料的疲劳破坏。此外，微小的层间剥离(微小层间剥离)产生和进展有时也会引起更大的层间剥离。它们的产生起源被认为是在制造时产生的材料内部的微孔隙(微小的空隙)、纤维间的距离较近且树脂层较薄的部分、层叠层间等的应力集中部。而且，认为微小裂纹、微小剥离从该应力集中部产生和生长，成为宏观的疲劳裂纹、层间剥离。能通过将该过程定量化来诊断该材料的疲劳特性或疲劳状态。
作为感测碳纤维增强复合材料的疲劳裂纹的产生起源和产生后的进展形式的方法，公知有图像解析方法、X射线CT法等。然而，在图像解析方法中，只能提取试样表层的信息，无法进行内部评价。此外，在X射线CT中，观察区域较小，因此，为了实施整个试样的评价，需要庞大的时间。此外，在X射线CT中，需要进行试样的切出，因此，难以进行大型构件的观察。因此，在界面热阻测定装置100中，通过使用基于激光的非接触加热的厚度方向热扩散率分布测定来计算出测定试样100的疲劳状态。
进一步进行说明，测定试样100的微小裂纹、微小层间剥离在测定试样100的内部伴随有开裂界面的产生。而且，该界面会成为热阻，测定试样100的有效热扩散率会局部降低。进一步进行说明，能通过对测定试样100的厚度方向上的热扩散率进行测定来对例如微小裂纹、微小层间剥离的存在进行检测。在本实施方式中，能利用该热扩散率的变化并通过激光器将微小裂纹、微小层间剥离等的增大倾向定量化，从而对测定试样100的疲劳状态进行诊断。由此，能非破坏且更广范围地对测定试样100的疲劳状态进行定量化。
需要说明的是，在界面热阻测定装置1中，例如能感测目视看不到的微小裂纹、微小剥离的增大倾向，感测测定试样100的初始劣化。此外，上述以微小裂纹和微小剥离为例进行了说明，但在测定试样100的内部产生的材料的变质不限定于这些。作为材料的变质，例如，包括在测定试样100的内部产生的晶格缺陷、键合断开等。在本实施方式中，能通过利用作为热物性值的一个例子的热扩散率的变化来对这些材料的变质进行定量化。
(疲劳度评价处理)
图14是对由界面热阻测定装置1进行的疲劳评价处理进行说明的流程图。
接着，参照图1、图2以及图14对由界面热阻测定装置1进行的疲劳评价处理进行说明。
首先，通过从界面热阻测定装置1中的二极管激光器10射出的激光周期性地对测定试样100的整个第一表面103进行加热(面加热)(步骤1401)。然后，相位延迟分布计算部52根据由红外线热像仪40测定出的温度分布计算出相位延迟分布(步骤1402)。
然后，热扩散率分布计算部53基于相位延迟分布计算出厚度方向上的热扩散率分布(步骤1403)。然后，热扩散率分布计算部53基于该计算出的热扩散率分布计算出测定试样100的疲劳评价(步骤1404)。
(评价函数)
图15是对疲劳评价相对于负载次数的变化进行说明的图。在此，图15的(A)示出厚度方向上的热扩散率与负载次数的关系。图15的(A)所示的图表的横轴表示负载次数，纵轴表示热扩散率。需要说明的是，图15的(A)中的误差条是宽度方向分布的标准偏差。图15的(B)示出热扩散率与负载次数的关系。图15的(B)所示的图表的横轴表示负载次数，纵轴表示热扩散率。图15的(C)表示评价函数与负载次数的关系。图15的(C)所示的图表的横轴表示负载次数，纵轴表示评价函数。
接着，参照图15对疲劳评价相对于负载次数的变化进行说明。如图15的(A)所示，由于随着负载次数的增多微小裂纹等增加，疲劳进展，热扩散率降低。在该例子中，能根据无损伤状态(N＝0)和特定的负载次数下的热扩散率分布的降低量来确定与其他部位相比疲劳进展的部位。进一步进行说明，判断为热扩散率的降低越大则疲劳越进展。
在此，如上所述，热扩散率分布计算部53计算出测定试样100的疲劳评价(参照上述图14的步骤1404)。测定试样100的疲劳评价例如根据基于算式(20)所示的评价函数F(N)计算出的值(疲劳评价值)来执行。
[数式20]
F(N)＝D(0)-D(N) (20)
D(N)为作为负载次数(N)的函数的热扩散率，D(0)为无损伤状态下的热扩散率。即，该评价函数F(N)将热扩散率的差，进一步进行说明，将热扩散率的降低量作为负载次数的函数进行评价。该评价函数越大，则表示疲劳越进展，即疲劳越显著。能通过监控该评价函数来诊断疲劳状态。此外，在疲劳评价值超过所设定的疲劳损伤时的值的情况下，判定为到达疲劳寿命。
在图15的(B)中，如作为测定数据而示出的那样，按规定的负载次数进行热扩散率测定，获取与无损伤状态下的热扩散率的差作为评价函数。此外，如图15的(C)所示，绘制出评价函数F(N)。而且，将评价函数的最大值设为产生了层间剥离、横向裂纹的状态下的热扩散率差，将到达最大值(阈值TH1)的状态诊断为疲劳寿命。需要说明的是，如图15的(B)所示，能通过事先从疲劳开始起预先获取热扩散率变化的数据图来评价相对于事先评价的测定时间点的疲劳进展速度的大小。
需要说明的是，在存在事先获取到的评价数据的情况下，能通过与实际的测定数据的比较来评价疲劳状态及其推进速度的大小。在不存在事先评价数据的情况下，能通过与无损伤状态的比较来将疲劳状态定量化。在任一种情况下都能为疲劳裂纹的产生预测提供指导方针。
图16是对每个负载次数的热扩散率分布进行说明的图。需要说明的是，图16的(A)表示无损伤状态(N＝0)的测定试样100中的热扩散率分布。同样，图16的(B)表示负载次数100的测定试样100中的热扩散率分布，图16的(C)表示负载次数1000的测定试样100中的热扩散率分布，图16的(D)表示负载次数10000的测定试样100中的热扩散率分布。
图17是对热扩散率分布相对于负载次数的变化进行说明的图。需要说明的是，图17所示的图表的横轴表示热扩散率，纵轴表示出现频率(计数)。该出现频率是表示在热扩散率分布的图像中作为对象的热扩散率的像素的出现次数。
接着，参照图16和图17，对热扩散率分布相对于负载次数的变化进行说明。如图16和图17所示，随着负载次数增多，在测定试样100的内部产生损伤，厚度方向上的热扩散率分布发生变化。进一步进行说明，随着负载次数从无损伤状态(N＝0)的状态增加，示出厚度方向上的热扩散率降低的倾向。
(损伤产生预测)
图18是表示显示区域550所示的损伤产生预测图像551的图。
接着，参照图18对界面热阻测定装置1所执行的损伤的产生预测的例子进行说明。
首先，界面热阻测定装置1如上所述地根据热扩散率的变化感测在测定试样100的内部产生微小裂纹、微小剥离等情况。在此，微小裂纹、微小剥离等例如成为疲劳裂纹的产生起源。因此，产生微小裂纹、微小剥离的部位会成为测定试样100中的产生疲劳裂纹等损伤的可能性高的部位。
因此，例如，如图18所示，热扩散率分布计算部53感测在热扩散率分布中是否存在热扩散率低的部位。例如，热扩散率分布计算部53感测热扩散率比阈值低的部位。然后，在存在低于阈值的部位的情况下，如图18所示，计算结果显示部55示出由显示器等构成的显示区域550所示的损伤产生预测图像551。该损伤产生预测图像551包括表示损伤产生可能性的程度的可能性图像553。该损伤产生可能性例如可以根据与多个阈值的关系来评价。具体地进行说明，也可以是，在比第一阈值小的情况下，评价为损伤产生可能性大，在比第一阈值大且比第二阈值小(＞第一阈值)的情况下，评价为损伤产生可能性小。此外，损伤产生预测图像551包括示出低于阈值的部位，即在测定试样100中预测到损伤的产生的位置信息的位置图像555。能通过该损伤产生预测图像551来掌握在测定试样100中产生裂纹等损伤的可能性高的部位。
(变形例)
在上述的说明中，对通过对测定试样100的热扩散率进行测定来进行疲劳评价的情况进行了说明，但只要基于形成于测定试样100的温度分布来进行疲劳评价即可，不限定于此。例如，也可以通过对伴随测定试样100加热规定时间的测定试样100的上升温度的分布、加热后的绝对温度的分布进行测定来进行测定试样100的疲劳评价。需要说明的是，随着在测定试样100的内部引起疲劳裂纹等变质，测定试样100的热扩散率等热性质(热物性)会发生变化。因此，能通过对形成于测定试样100的温度分布进行观察来进行测定试样100的疲劳评价。
此外，上述对使用与作为基准的无损伤状态的热扩散率的差作为疲劳评价进行了说明，但不限定于此。例如，也可以使用热扩散率的比、热扩散率的绝对值作为疲劳评价。此外，也可以代替以无损伤状态为基准，或者除了以无损伤状态为基准之外，以到达疲劳寿命的状态或事先评价数据、理论值等为基准进行疲劳评价。此外，与疲劳相关的信息除了包括被计算为测定试样100的疲劳评价的值以外，还包括疲劳的相对评价(例如，疲劳进展的大小)、是否达到疲劳寿命、推定为在到达疲劳寿命之前能使用的时间、次数、测定试样100内部的微小裂纹、微小剥离的有无等信息。
此外，也可以是将在计算与测定试样100的疲劳相关的信息的过程中获得的与热扩散率相关的信息和与疲劳相关的信息一起，或者代替与疲劳相关的信息进行输出、存储的方案。在此，与热扩散率相关的信息包括热扩散率的值、热扩散率的相对评价(例如，热扩散率的大小)、与事先评价数据、理论值的比较结果等。
此外，也可以是将与测定试样100的寿命相关的信息与测定试样100的疲劳的信息一起，或者代替疲劳的信息进行输出、存储的方案。在此，与寿命相关的信息包括是否到达疲劳寿命、推定为在到达疲劳寿命之前能使用的时间、次数、以疲劳寿命为基准的疲劳的进展程度(例如，比例)等。
此外，在此，对获取伴随拉伸试验的测定试样100的疲劳的信息的情况进行了说明，但不限定于此。只要对测定试样100施加负载，则也可以在平面弯曲疲劳试验、旋转弯曲疲劳试验、超声波疲劳试验等其他负载试验中获取测定试样100的疲劳的信息。
需要说明的是，测定试样100是试样的一个例子。二极管激光器10是光源的一个例子。导光部20是照射部的一个例子。红外线热像仪40是感测部的一个例子。计算机50是确定部的一个例子。界面热阻测定装置1是界面信息确定装置和内部信息确定装置的一个例子。光纤21是多模光纤的一个例子。聚光器23是引导体的一个例子。第一杆32是变更部的一个例子。光圈39是开口体的一个例子。二极管激光器10和导光部20是光加热装置的一个例子。
那么，上述对各种实施方式和变形例进行了说明，但是，当然也可以将这些实施方式、变形例彼此组合来构成。
此外，本公开不受上述的任何实施方式的任何限定，可以在不脱离本公开的主旨的范围内以各种形式实施。
附图标记说明：
1：界面热阻测定装置；10：二极管激光器；20：导光部；21：光纤；23：聚光器；39：光圈；40：红外线热像仪；50：计算机。

Claims (17)

1.一种界面信息确定装置，具备：
光源，射出光，所述光对具有第一层和与所述第一层重叠的第二层的试样进行加热；
照射部，使来自所述光源的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样中的所述第一层侧的整个表面；
感测部，对所述试样中的所述第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及
确定部，基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样中的所述第一层和所述第二层的界面相关的信息。
2.根据权利要求1所述的界面信息确定装置，其中，
所述照射部具有引导体，所述引导体一边使来自所述光源的光发散一边对该光朝向所述试样进行引导，使到达所述试样的光的照射区域比所述试样大。
3.根据权利要求2所述的界面信息确定装置，其中，
所述照射部具有多模光纤，所述多模光纤接受并传输来自所述光源的光，并将其朝向所述引导体输出。
4.根据权利要求2或3所述的界面信息确定装置，具备：
变更部，使所述试样和所述引导体相对移动，变更到达所述试样的光的照射区域的大小。
5.根据权利要求1所述的界面信息确定装置，具备：
开口体，设于所述试样与所述感测部之间，形成有供从所述试样中的所述第二层侧的表面朝向所述感测部的红外线穿过的开口。
6.根据权利要求5所述的界面信息确定装置，其中，
所述开口体比所述试样大，所述开口体的所述开口比所述试样小。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的界面信息确定装置，其中，
所述感测部对所述试样中的所述第二层侧的表面中的不包括所述表面的端部的、中央的温度分布进行感测。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的界面信息确定装置，其中，
与所述界面相关的信息包括与界面热阻相关的信息。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的界面信息确定装置，具有：
显示部，将所述确定部所确定出的与所述界面相关的信息作为所述界面中的分布进行显示。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的界面信息确定装置，其中，
所述试样具有粘接层，所述粘接层在所述第一层与所述第二层之间粘接所述第一层和所述第二层，
所述确定部基于确定出的与所述第一层和所述第二层的界面相关的信息，输出与所述第一层和所述粘接层之间的界面热阻相关的信息。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的界面信息确定装置，其中，
所述确定部基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样的疲劳相关的信息。
12.一种界面信息确定方法，具备以下步骤：
射出对具有第一层和与所述第一层重叠的第二层的试样进行加热的光；
使所述射出的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样中的所述第一层侧的整个表面；
对所述试样中的所述第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及
基于所述感测到的温度分布，确定与所述试样中的所述第一层和所述第二层的界面相关的信息。
13.一种程序，使计算机执行以下功能：
射出对具有第一层和与所述第一层重叠的第二层的试样进行加热的光；
使所述射出的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样中的所述第一层侧的整个表面；
对所述试样中的所述第二层侧的表面的温度分布进行感测；以及
基于所述感测到的温度分布，确定与所述试样中的所述第一层和所述第二层的界面相关的信息。
14.一种内部信息确定装置，具备：
光源；
照射部，使从所述光源朝向试样的光的强度分布均匀，并使光照射到所述试样的整个表面；
感测部，对所述试样的背面的温度分布进行感测；以及
确定部，基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样的内部的状态相关的信息。
15.根据权利要求14所述的内部信息确定装置，其中，
所述确定部基于通过所述感测部感测到的温度分布的振幅和相位延迟中的至少一方，确定与所述试样的厚度方向的热扩散率相关的信息。
16.根据权利要求14或15所述的内部信息确定装置，其中，
所述确定部基于通过所述感测部感测到的温度分布，确定与所述试样的内部的疲劳相关的信息。
17.一种光加热装置，具备：
光源，射出对试样进行加热的光；
多模光纤，在一端接受来自所述光源的光，并使传输光的强度分布均匀；
以及引导体，设于所述多模光纤的另一端，一边使来自所述多模光纤的光朝向所述试样发散一边对其进行引导。
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