JP2018534539A - 接合相手の表面に材料を連続させて接続する前に達成可能な接着強度を決定するためのアレンジメント - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
この点、接着強度は達成可能な接着効果として理解され得る。
スコア値を含む、最初の6個の主成分が、好ましくは、部分表面の全ての局所点のスペクトル情報の主成分分析により決定される。本発明により検出されたデータは、調査される表面の全ての局所点を表わすので、主成分毎のスコア値の領域分布を特定することができる。ここで、スコア値の異なる領域分布の定量化は、各部分表面の主成分の全てのスコア値を用いて決定された異なる統計パラメータにより行われる。それらは、特に、分散、四分位範囲又は平均絶対偏差である。この手順は全ての主成分に対して用いることができる。接着強度の決定は、部分最小二乗(PLS)回帰モデルのような回帰モデルに基づいて電子評価部により行われる。そこでは、パラメータに対して、好ましくは主成分分析(PCA)を更に介して、事前の特徴抽出を更に行ってもよい。
試料上の範囲に分散していると特定できる1つ以上の主成分、特に、主成分毎の局所点のスコア値は、調査される各部分表面の検出された全ての局所点のスペクトル情報の主成分解析を介して算出される。ここで、局所点は、スコア値の異なるパラメータによって記述することができ、造形的な表現として再生することができる。実際のスコア値に加えて、これはスコア値の空間分解分布のテクスチャ分析の結果から得られるパラメータによって、特に達成することができる。この目的のため、離散ウェーブレット変換(DWT:Discrete Wavelet Transformation)が好ましく用いられる。そこでは、例えば計算を実行するための「Sym2」ウェーブレットを用い、そして、更なるパラメータ例えばウェーブレットパラメータのエネルギーシグネチャー(二乗和)を続けて計算する。特徴抽出を更に行い、そして部分表面の特徴「接着強度」を決定するために、接合相手の調査された表面で決定され計算されたパラメータは、回帰モデル、特に、線形回帰モデルを用いて、決定することができる。ここで用いられる回帰モデルは、同等の構造と特性を有する同様の試料分類の試料を用いて予め決定された。当該試料の接着強度は、異なる測定方法を用いて測定され、そこでは、特徴抽出の全てのステップが上記処理と同様に行われた。
図1は、「Sym2」ウェーブレットを用いたウェーブレット変換である。
図2は、DIN65448の楔試験おけるクラック進展を予測するための準備された回帰モデルであって、それによりクラック進展から達成可能な接着強度を計算することができるものである。
およそ100nmのシリカがプラズマプロセスによって被覆されたチタン合金のサンプル金属シートが、2mm×10mmの選択された表面上で5個の部分表面に分割され、光源としてのハロゲンランプにより均一に照射された。試料表面全体を幅2mmに亘って波長解像度及び空間解像度を有して検出できるように、合計1000×150個の光学検出器が試料上において行列状に配置され、光学系(ここでは顕微鏡)と結合された。試料により反射された光の強度の波長解像度を有する検出が、光学検出器を用いて個々の局所点について行われた。400nm〜1000nmの範囲の合計150波長が考慮された。試料表面全体を検出するために、ここでは、試料は検出器の行状の配置に対して垂直に移動された。
2.部分領域のハイパーキューブの主成分分析
それにより、重要な情報を失うことなく、測定データセットの次元を削減した。この目的のため、2つのスコア画像が得られるように、2つの主成分を選択した。
a.エネルギー(ウェーブレット行列の係数の二乗和)
b.(シャノン)エントロピー
c.グレースケール行列
i.エネルギー(適合性の尺度)
期待値、σは標準偏差である。
Claims (9)
- 接合相手の表面に材料を連続させて接続する前に達成可能な接着強度を決定するためのアレンジメントであって、当該アレンジメントでは、波長幅内の電磁放射線の空間分解スペクトル分析のために設けられた複数の検出器が列配置で又は行列配置で配置され、当該検出器は電子評価部に接続され、広帯域放射線源から出射した電磁放射線が、一方の前記接合相手の表面で、又は、材料が連続して接続される前記接合相手の表面上に形成された層で反射した後に、及び/又は、電磁放射線を透過する前記接合相手に照射した後に、前記検出器に当たるように配置され、
電磁放射線が反射又は透過する表面で、横方向かつ時間的に均一な電磁放射線の強度が観察されるように照射が行われ、
少なくとも前記接合相手又はその表面に形成され電磁放射線を表面で方向付けるコーティング層は、各電磁放射線を100%吸収せずに、少なくとも2%の透過又は反射が可能な材料から形成されており、
前記接合相手の予め設定可能な表面上に配置された個々の局所点に関して、空間解像度及び波長解像度を有して検出された前記検出器の測定信号が波長幅内で検出できるように電子評価部が配置され、その際、複数の位置で検出された測定信号は、検出された表面(ハイパーキューブ)の各部分領域と関連付けることができ、
有意な特徴を選択するデータ削減が、波長解像度を有して検出された検出表面の部分領域の全ての測定信号のために実行可能であり、
これらの選択された特徴と、予め決定され電子メモリに記録された回帰モデルとを用いて、対応する接着強度についての計算書を得ることができ、前記回帰モデルは、材料が連続して接続され接着強度が決定された前記接合相手と類似の方法で得られた特徴セットを用いて準備された、
アレンジメント。 - 主成分分析、テクスチャ情報の抽出、平均値形成、標準偏差の決定、及び/又は、それらの組み合わせによる特徴抽出によりデータ削減ができるように、電子評価部が構成されることを特徴とする、
請求項1に記載のアレンジメント。 - 検査される部分領域は、500μm×500μm〜1500μm×1500μm又は2mm×2mmの範囲の大きさを有することを特徴とする、
請求項1又は2に記載のアレンジメント。 - 表面の照射は、照射される前記接合相手の表面の垂線に対して、0°以上90°未満の範囲の少なくとも1つの角度で行われることを特徴とする、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のアレンジメント。 - 検出及び評価は、入射面に対して少なくとも1つの規定された既知の偏光面を有する少なくとも1つの偏光子を用いて行うことができることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のアレンジメント。 - 材料が連続して接続される前記接合相手と前記検出器とは、互いに少なくとも1つの軸に沿って、好ましくは互いに一定の間隔で移動可能であることを特徴とする、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のアレンジメント。 - 前記放射線源は、
電磁放射線を形成する光学要素を有する、又は、
電磁放射線を表面上に拡散させて出射し、特に中空体内に配置されており、散乱された電磁放射線の入射を防ぐ隔壁が、電磁放射線の光学経路中の前記検出器の前に特に好ましくは配置されることを特徴とする、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のアレンジメント。 - 材料が連続して接続される前記接合相手同士が、異なる材料又は物質から形成された複数の層で好ましくは形成された多層構造を形成することを特徴とする、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のアレンジメント。 - 前記検出器の行列配置は、HSIカメラを用いた光学要素及び評価電子装置により形成されることを特徴とする、
請求項1〜8のいずれか一項に記載のアレンジメント。
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