JP2019020383A - 光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材において、接合状態を非破壊にて検査することができる光学非破壊検査装置を提供する。【解決手段】第2赤外線強度検出手段38によって検出された正弦波状に変化する第2赤外線の第2ピーク強度に対する、第1赤外線強度検出手段35によって検出された第1赤外線の第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、この算出されたピーク強度比と、計測対象物に対するピーク強度比と計測点におけるピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、計測点における被加熱状態のピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、この算出されたピーク温度と、計測対象物に対する接合部面積と計測点におけるピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報とに基づいて、接合部面積を求めて接合界面における接合状態を判定する判定装置70と、を備えるように構成する。【選択図】図1
Description
本発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材における接合状態を非破壊にて検査する光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法に関する。
近年では、種々の材質の第1部材と第2部材との接合が有り、接合状態の検査が望まれている。そこで、計測対象物の接合状態を非破壊で確認する種々の技術が開示されている。例えば、下記特許文献1に記載された熱物性測定装置では、試料の表面に、正弦波状に強度が変化するように変調された第1加熱光と第2加熱光をそれぞれ照射し、試料の表面からの正弦波状の放射光の強度を検出している。そして、照射した正弦波状の第1加熱光及び第2加熱光の強度と、正弦波状の放射光の強度と、の位相差から、試料の熱伝導率を求めている。
また、下記特許文献2に記載された熱拡散率測定装置では、加熱レーザビームを照射する加熱レーザビーム照射手段と、加熱レーザビームの強度を周期的に変化させる周波数発生器と、赤外光集光手段と、放射温度計と、ロックインアンプと、制御手段と、を備えている。そして、試料の一方の側から、周波数発生器からの信号で強度が正弦波状に変調された加熱レーザビームを照射し、試料の他方の側から放射される正弦波状の強度の赤外光を、赤外光集光手段と放射温度計を介してロックインアンプに入力している。また、ロックインアンプには、周波数発生器からの信号も入力されている。そして、制御手段は、周波数発生器からの信号と放射された赤外光との位相差がロックインアンプから入力され、周波数発生器からの信号の周波数と、位相差と、に基づいて試料の熱拡散率を求めている。
しかしながら、前記特許文献1に記載された熱物性測定装置では、試料の熱伝導率を非破壊にて検査できるが、第1部材と第2部材とを接合した試料の接合状態を非破壊で検査することはできない。また、前記特許文献2に記載された熱拡散率測定装置では、試料の熱拡散率を非破壊にて検査できるが、第1部材と第2部材とを接合した試料の接合状態を非破壊で検査することはできない。
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材において、接合状態を非破壊にて検査することができる光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合部面積を求める光学非破壊検査装置であって、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出力装置と、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出手段と、前記計測点から放射された前記第1赤外線を前記第1赤外線強度検出手段へと導く第1赤外線導光手段と、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出手段と、前記計測点から放射された前記第2赤外線を前記第2赤外線強度検出手段へと導く第2赤外線導光手段と、前記第1赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する第1温度相関情報記憶手段と、前記強度比算出手段によって算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する第2温度相関情報記憶手段と、前記ピーク温度算出手段によって算出された前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する判定装置と、を備えた光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第2の発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合部面積を求める光学非破壊検査装置であって、前記計測対象物に対する基準ピーク温度と前記加熱用レーザの基準レーザ出力とを記憶する基準レーザ出力情報記憶手段と、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記基準レーザ出力で前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出力装置と、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力する加熱用レーザ強度検出手段と、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出手段と、前記計測点から放射された前記第1赤外線を前記第1赤外線強度検出手段へと導く第1赤外線導光手段と、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出手段と、前記計測点から放射された前記第2赤外線を前記第2赤外線強度検出手段へと導く第2赤外線導光手段と、前記加熱用レーザ強度検出手段からのレーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出手段からの第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出手段からの第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出信号との位相差を検出して前記位相差に関する位相差情報を出力する位相差検出装置と、前記第1赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する第1温度相関情報記憶手段と、前記強度比算出手段によって算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する接合部面積相関情報記憶手段と、前記ピーク温度算出手段によって求めた前記ピーク温度が、前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であるか否かを判定するピーク温度判定手段と、前記ピーク温度判定手段を介して前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であると判定された場合には、前記位相差検出装置から出力された前記位相差情報の前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する判定装置と、を備えた光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る光学非破壊検査装置において、前記ピーク温度判定手段を介して前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度でないと判定された場合には、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であるか否かを判定する低温判定手段と、前記低温判定手段を介して、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力を所定出力増加するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御し、一方、前記低温判定手段を介して、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも高い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力を所定出力低下するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御するレーザ出力制御手段と、を備えた、光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第4の発明は、上記第1の発明乃至第3の発明のいずれかに係る光学非破壊検査装置において、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段を備え、前記判定装置は、求めた前記接合部面積と前記許容面積範囲情報とに基づいて、前記接合界面における接合状態を判定する、光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第5の発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報及び前記加熱用レーザに関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合部面積を求める光学非破壊検査装置であって、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出力装置と、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力する加熱用レーザ強度検出手段と、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出して第1赤外線強度検出信号を出力する第1赤外線強度検出手段と、前記計測点から放射された前記第1赤外線を前記第1赤外線強度検出手段へと導く第1赤外線導光手段と、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出して第2赤外線強度検出信号を出力する第2赤外線強度検出手段と、前記計測点から放射された前記第2赤外線を前記第2赤外線強度検出手段へと導く第2赤外線導光手段と、前記加熱用レーザ強度検出手段からのレーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出手段からの前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出手段からの前記第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は第2赤外線強度検出信号との位相差を検出して前記位相差に関する位相差情報を出力する位相差検出装置と、前記第1赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する第1温度相関情報記憶手段と、前記強度比算出手段によって算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、前記位相差検出装置から出力された前記位相差に関する前記位相差情報と、前記ピーク温度算出手段によって算出された前記ピーク温度とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する判定装置と、を備えた光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第6の発明は、上記第5の発明に係る光学非破壊検査装置において、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する第2温度相関情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記位相差との相関関係を示す接合部面積・位相差相関情報を記憶する位相差相関情報記憶手段と、を備え、前記判定装置は、前記ピーク温度算出手段によって算出された前記計測点における前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定手段と、前記接合部面積判定手段によって前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・位相差相関情報に基づいて、当該接合部面積に対応する位相差の許容範囲を求める位相差許容範囲算出手段と、前記位相差検出装置から出力された前記位相差情報の前記位相差が、前記位相差許容範囲算出手段によって求めた前記位相差の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する位相差判定手段と、を有している、光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第7の発明は、上記第5の発明に係る光学非破壊検査装置において、前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する接合部面積相関情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す接合部面積・温度相関情報を記憶する第3温度相関情報記憶手段と、を備え、前記判定装置は、前記位相差検出装置から出力された前記位相差情報の前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定手段と、前記接合部面積判定手段によって前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・温度相関情報に基づいて、前記接合部面積に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度の許容範囲を求める温度許容範囲算出手段と、前記ピーク温度算出手段によって算出された前記計測点における前記ピーク温度が、前記温度許容範囲算出手段によって求めた前記ピーク温度の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する温度判定手段と、を有している、光学非破壊検査装置である。
次に、本発明の第8の発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、加熱用レーザ出力装置と、第1赤外線強度検出手段と、第2赤外線強度検出手段と、判定装置と、を用いて、前記加熱用レーザ出力装置から、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出射ステップと、前記第1赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出ステップと、前記第2赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出ステップと、前記第1赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出ステップと、前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記強度比算出ステップで算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出ステップと、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記ピーク温度算出ステップで算出された前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する接合状態判定ステップと、を有する光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第9の発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、加熱用レーザ出力装置と、加熱用レーザ強度検出手段と、第1赤外線強度検出手段と、第2赤外線強度検出手段と、位相差検出装置と、判定装置と、前記計測対象物に対する基準ピーク温度と前記加熱用レーザの基準レーザ出力とを記憶する基準レーザ出力情報記憶手段と、を用いて、前記加熱用レーザ出力装置から、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記基準レーザ出力で前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出射ステップと、前記第1赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出ステップと、前記第2赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出ステップと、前記加熱用レーザ強度検出手段からのレーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出手段からの第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出手段からの第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出信号との位相差を検出する位相差検出ステップと、前記第1赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出ステップと、前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記強度比算出ステップで算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出ステップと、前記ピーク温度算出ステップで求めた前記ピーク温度が、前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であるか否かを判定するピーク温度判定ステップと、前記ピーク温度判定ステップで、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であると判定された場合には、前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する前記判定装置にて、位相差検出ステップで検出された前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する接合状態判定ステップと、を有する光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第10の発明は、上記第9の発明に係る光学非破壊検査方法において、前記ピーク温度判定ステップで前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度でないと判定された場合には、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であるか否かを判定する低温判定ステップと、前記低温判定ステップで前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力を所定出力増加するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御し、一方、前記低温判定ステップで前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも高い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力を所定出力低下するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御するレーザ出力制御ステップと、を有する光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第11の発明は、上記第8の発明乃至第10の発明のいずれかに係る光学非破壊検査方法において、前記判定装置には、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報が記憶され、前記接合状態判定ステップにおいて、求めた前記接合部面積と前記許容面積範囲情報とに基づいて、前記接合界面における接合状態を判定する、光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第12の発明は、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報及び前記加熱用レーザに関する情報に基づいて、前記接合界面の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、加熱用レーザ出力装置と、加熱用レーザ強度検出手段と、第1赤外線強度検出手段と、第2赤外線強度検出手段と、位相差検出装置と、判定装置と、を用いて、前記加熱用レーザ出力装置から、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出射ステップと、前記加熱用レーザ強度検出手段にて、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力する加熱用レーザ強度検出ステップと、前記第1赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出して第1赤外線強度検出信号を出力する第1赤外線強度検出ステップと、前記第2赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出して第2赤外線強度検出信号を出力する第2赤外線強度検出ステップと、前記位相差検出装置にて、前記加熱用レーザ強度検出ステップで出力された前記レーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出ステップで出力された前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出ステップで出力された前記第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は第2赤外線強度検出信号との位相差を検出して前記位相差に関する位相差情報を出力する位相差検出ステップと、前記第1赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出ステップと、前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記強度比算出ステップで算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出ステップと、前記判定装置にて、前記位相差検出ステップで出力された前記位相差に関する前記位相差情報と、前記ピーク温度算出ステップで算出された前記ピーク温度とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する接合状態判定ステップと、を有する光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第13の発明は、上記第12の発明に係る光学非破壊検査方法において、前記判定装置は、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する第2温度相関情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記位相差との相関関係を示す接合部面積・位相差相関情報を記憶する位相差相関情報記憶手段と、を有し、前記接合状態判定ステップにおいて、前記ピーク温度算出ステップで算出された前記計測点における前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定ステップと、前記接合部面積判定ステップで前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・位相差相関情報に基づいて、当該接合部面積に対応する位相差の許容範囲を求める位相差許容範囲算出ステップと、前記位相差検出ステップで出力された前記位相差情報の前記位相差が、前記位相差許容範囲算出ステップで求めた前記位相差の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する位相差判定ステップと、を有している、光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第14の発明は、上記第12の発明に係る光学非破壊検査方法において、前記判定装置は、前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する接合部面積相関情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す接合部面積・温度相関情報を記憶する第3温度相関情報記憶手段と、を有し、前記接合状態判定ステップにおいて、前記位相差検出ステップで出力された前記位相差情報の前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定ステップと、前記接合部面積判定ステップで前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・温度相関情報に基づいて、前記接合部面積に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度の許容範囲を求める温度許容範囲算出ステップと、前記ピーク温度算出ステップで算出された前記計測点における前記ピーク温度が、前記温度許容範囲算出ステップで求めた前記ピーク温度の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する温度判定ステップと、を有している、光学非破壊検査方法である。
第1の発明及び第8の発明によれば、計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、計測点から放射されて第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、第2ピーク強度に対する第1ピーク強度のピーク強度比が算出される。
そして、この算出されたピーク強度比と、温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、計測点における被加熱状態のピーク温度が算出される。続いて、この算出されたピーク温度と、温度・接合部面積相関情報とに基づいて、接合界面の面積である接合部面積を求めて、接合界面における接合状態が判定される。従って、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材において、接合状態を非破壊にて検査することができる。
第2の発明及び第9の発明によれば、先ず、加熱用レーザ出力装置から加熱用レーザを基準レーザ出力で計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する。そして、計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、計測点から放射されて第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、第2ピーク強度に対する第1ピーク強度のピーク強度比が算出される。
その後、この算出されたピーク強度比と、温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、計測点における被加熱状態のピーク温度が算出される。続いて、このピーク温度が基準ピーク温度とほぼ同じか否かが判定される。そして、ピーク温度が基準ピーク温度とほぼ同じであると判定された場合には、位相差検出装置から出力された位相差情報の位相差と、位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、接合界面の面積である接合部面積を求めて、接合界面における接合状態が判定される。従って、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材において、接合状態を非破壊にて検査することができる。
第3の発明及び第10の発明によれば、ピーク温度が基準ピーク温度よりも低い温度であると判定された場合には、加熱用レーザのレーザ出力が所定出力増加するように再設定されて、加熱用レーザ出力装置を介して加熱用レーザが出射される。一方、ピーク温度が基準ピーク温度よりも高い温度であると判定された場合には、加熱用レーザのレーザ出力が所定出力低下するように再設定されて、加熱用レーザ出力装置を介して加熱用レーザが出射される。
これにより、計測対象物の表面状態、表面粗さ等のばらつきにより、計測点における加熱用レーザのレーザ吸収量に個体差があっても、ピーク温度を基準ピーク温度に設定することができる。この結果、計測対象物の表面状態、表面粗さ等の個体差が大きくなっても、ほぼ同じ加熱量で計測点を加熱することができ、接合界面における接合状態を同一加熱量で計測して、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
第4の発明及び第11の発明によれば、ピーク温度と、温度・接合部面積相関情報とに基づいて求めた接合部面積と許容面積範囲情報とに基づいて、接合界面における接合状態を判定する。従って、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材において、接合状態の検査の迅速化を図ることができる。
第5の発明及び第12の発明によれば、正弦波状に変化するレーザ強度検出信号と、計測点から放射された第1赤外線の強度に対応する正弦波状に変化する第1赤外線強度検出信号、又は、第2赤外線の強度に対応する正弦波状に変化する第2赤外線強度検出信号との位相差に関する位相差情報を求める。また、計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、計測点から放射されて第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、第2ピーク強度に対する第1ピーク強度のピーク強度比が算出される。
続いて、この算出されたピーク強度比と、温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、計測点における被加熱状態のピーク温度が算出される。そして、この位相差に関する位相差情報と、算出されたピーク温度とに基づいて、接合部面積を求めて接合界面における接合状態が判定される。従って、接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材において、計測点におけるピーク温度に加えて、位相差に関する位相差情報に基づいて接合界面における接合状態を判定するため、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
第6の発明及び第13の発明によれば、計測点におけるピーク温度と、温度・接合部面積相関情報とに基づいて求めた接合部面積が、計測対象物に対する接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、接合部面積・位相差相関情報に基づいて、当該接合部面積に対応する位相差の許容範囲を求める。そして、位相差情報の位相差が、当該接合部面積に対応する位相差の許容範囲内であるか否かを判定することによって接合界面における接合状態が判定される。
従って、計測点におけるピーク温度から接合部面積を求めた後、当該接合部面積から位相差の許容範囲を求める。その後、計測点におけるレーザ強度検出信号と第1赤外線強度検出信号との位相差、又は、レーザ強度検出信号と第2赤外線強度検出信号との位相差が、この位相差の許容範囲内であるか否かによって、接合界面における接合状態を判定するため、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
第7の発明及び第14の発明によれば、計測点におけるレーザ強度検出信号と、第1赤外線強度検出信号、又は、第2赤外線強度検出信号との位相差と、位相差・接合部面積相関情報とに基づいて求めた接合部面積が、計測対象物に対する接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、接合部面積・温度相関情報に基づいて、当該接合部面積に対応するピーク温度の許容範囲を求める。そして、計測点におけるピーク温度が、当該接合部面積に対するピーク温度の許容範囲内であるか否かを判定することによって接合界面における接合状態が判定される。
従って、計測点におけるレーザ強度検出信号と第1赤外線強度検出信号との位相差、又は、レーザ強度検出信号と第2赤外線強度検出信号との位相差から接合部面積を求めた後、当該接合部面積からピーク温度の許容範囲を求める。その後、計測点のピーク温度が、このピーク温度の許容範囲内であるか否かによって、接合界面における接合状態を判定するため、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
以下、本発明に係る光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法を具体化した第1実施形態乃至第4実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1について図1乃至図12に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1に示すように、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1は、ハンダ53にて互いに接合された第1部材51と第2部材52である計測対象物50における第1部材51の表面に設定した計測点SPに、正弦波状に強度が変化する加熱用レーザLAを照射している。そして、計測点SPから取得される計測対象物50の被加熱状態(温度応答)に関する情報に基づいて、第1部材51及び第2部材52の接合界面の面積である接合部面積を求める。この場合の「接合界面」とは、第1部材51とハンダ53とが接合されている面状の領域、及び、第2部材52とハンダ53とが接合されている面状の領域を指す。そして計測点SPから取得される温度応答は、面積が小さい方の接合界面の影響を大きく受ける。
図1に示すように、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1は、ハンダ53にて互いに接合された第1部材51と第2部材52である計測対象物50における第1部材51の表面に設定した計測点SPに、正弦波状に強度が変化する加熱用レーザLAを照射している。そして、計測点SPから取得される計測対象物50の被加熱状態(温度応答)に関する情報に基づいて、第1部材51及び第2部材52の接合界面の面積である接合部面積を求める。この場合の「接合界面」とは、第1部材51とハンダ53とが接合されている面状の領域、及び、第2部材52とハンダ53とが接合されている面状の領域を指す。そして計測点SPから取得される温度応答は、面積が小さい方の接合界面の影響を大きく受ける。
尚、計測点SPに照射される加熱用レーザLAの強度は、例えば、図2に示すように、時間の経過に対して正弦波状に変化する。また、計測点SPから取得される計測対象物50の被加熱状態に関する情報とは、計測点SPから放射される赤外線から検出した計測点SPの温度応答であり、例えば、図2の点線にて示すように、時間の経過に対して正弦波状に変化する計測点SPの第1赤外線波長(λ1)の第1赤外線L1と、第1赤外線波長(λ1)と異なる第2赤外線波長(λ2)の第2赤外線L2と、の各赤外線エネルギー(赤外線強度)である。そして、図6に示すように、正弦波状に変化する計測点SPの第1赤外線L1と第2赤外線L2の赤外線エネルギー(赤外線強度)のピーク時における各ピーク強度の比(ピーク強度比)から計測点SPの正弦波状に変化する温度のピーク温度Pを求め、当該ピーク温度Pに基づいて接合部面積Sを求める。
[光学非破壊検査装置1の全体構成]
先ず、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1の全体構成について図1に基づいて説明する。図1に示すよう、光学非破壊検査装置1は、加熱用レーザ出力装置26、集光手段10(反射型対物レンズ)、加熱用レーザ強度検出手段41、第1赤外線強度検出手段35、集光レンズ36、第1赤外線用選択反射手段31、第2赤外線強度検出手段38、集光レンズ39、第2赤外線用選択反射手段32、位相差検出装置60、判定装置70等を有している。
先ず、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1の全体構成について図1に基づいて説明する。図1に示すよう、光学非破壊検査装置1は、加熱用レーザ出力装置26、集光手段10(反射型対物レンズ)、加熱用レーザ強度検出手段41、第1赤外線強度検出手段35、集光レンズ36、第1赤外線用選択反射手段31、第2赤外線強度検出手段38、集光レンズ39、第2赤外線用選択反射手段32、位相差検出装置60、判定装置70等を有している。
また、以下の説明では、第1部材51が電子部品(例えばチップ型の素子)であり、第2部材52がプリント基板であり、第1部材51と第2部材52とが、ハンダ53(接合部材に相当)によって接合されている例で説明する。従って、第1部材51の接合界面は、第1部材51とハンダ53との接合部の面であり、第2部材52の接合界面は、第2部材52とハンダ53との接合部の面である。
加熱用レーザ出力装置26は、例えば、加熱用レーザ光源21と、コリメートレンズ22と、変調信号出力手段25と、を有している。変調信号出力手段25は、例えばオシレータであり、判定装置70からの制御信号に基づいて、電圧が所定周波数かつ所定振幅で正弦波状に変化する変調信号を発生させる。加熱用レーザ光源21は、半導体レーザであり、強度を調整するための強度調整用入力を備えており、この強度調整用入力には、変調信号出力手段25から変調信号が入力される。
そして加熱用レーザ光源21は、変調信号出力手段25からの変調信号に基づいて、強度(出力)が正弦波状に変化する加熱レーザ波長λAの加熱用レーザLAを出射する。加熱用レーザ光源21から出射された加熱用レーザLAは、コリメートレンズ22にて平行光に変換されて加熱レーザ選択反射手段23に達する。尚、出射された加熱用レーザLAが平行光である場合は、コリメートレンズ22を省略することができる。従って、計測点SPに集光される加熱用レーザLAの強度は正弦波状に変化し、その周波数は変調信号の周波数に同期する。尚、加熱用レーザLAの出力は、計測対象物50を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。
集光手段10は、自身の光軸に沿って一方の側から(図1の例では上方から)入射された平行光を、焦点位置として第1部材51の表面に設定した計測点SPに向けて集光して他方の側から(図1の例では下方から)出射する。また集光手段10は、(焦点位置である)計測点SPから放射及び反射されて他方の側から入射された光を、自身の光軸に沿った平行光である第1測定光L11に変換して一方の側から出射する。尚、集光手段10は、光を透過させて屈折する集光レンズで構成することも可能であるが、異なる複数の波長の光を扱うので、色収差が発生する集光レンズではあまり好ましくない。そこで、(非球面)反射ミラー10A、10Bにて集光手段10を構成することで、色収差の発生を排除し、広い波長帯に対応させている。尚、集光手段10は、対物レンズが好ましい。
加熱用レーザ出力装置26から出射される加熱用レーザLAの光軸と、集光手段10の光軸と、が交差する位置には、加熱レーザ選択反射手段23が配置されている。例えば、加熱レーザ選択反射手段23は、加熱用レーザLAの加熱レーザ波長λAの光を反射し、加熱レーザ波長λA以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーである。尚、図1の例では、加熱レーザ選択反射手段23は、加熱用レーザLAの加熱レーザ波長λAの光を、数[%]程度(例えば、2%程度)透過する。そして加熱用レーザLAが透過した先には、加熱用レーザ強度検出手段41が配置されている。従って、コリメートレンズ22と加熱レーザ選択反射手段23にて加熱用レーザ導光手段が構成されており、加熱用レーザ導光手段は、加熱用レーザ光源21から出射された加熱用レーザLAを、平行光に変換して集光手段10の一方の側へと導く。
加熱用レーザ強度検出手段41は、例えば、加熱用レーザLAの加熱レーザ波長λAの光のエネルギーを検出可能なフォトセンサである。加熱レーザ選択反射手段23を透過した加熱用レーザL4(正弦波状に強度(出力)が変化する加熱用レーザLA)は、集光レンズ42にて集光されて加熱用レーザ強度検出手段41に入力される。そして加熱用レーザ強度検出手段41からのレーザ強度検出信号は、例えば、センサアンプにて増幅されて位相差検出装置60に入力される。
集光手段10にて平行光に変換された第1測定光L11(計測点SPにて反射した加熱用レーザLAと、計測点SPから放射された第1赤外線L1と第2赤外線L2を含む測定光である。)には、計測点SPから放射された第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1と、第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2とが含まれている。そして、集光手段10の一方の側から出射された第1測定光L11のうち、加熱レーザ波長λAとな異なる波長の平行光L12(第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1と、第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2とを含む。)が加熱レーザ選択反射手段23を透過する。
第1赤外線用選択反射手段31は、集光手段10の一方の側から出射されて加熱レーザ選択反射手段23を透過してきた平行光L12(加熱レーザ波長λAとは異なる波長の平行光)の経路上に配置されている(この場合、集光手段10の光軸上に配置されている)。そして、第1赤外線用選択反射手段31は、集光手段10の一方の側から出射されて加熱レーザ選択反射手段23を透過してきた平行光L12の中から第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1の平行光L21を第1赤外線強度検出手段35に向けて反射し、第1赤外線波長λ1とは異なる波長の平行光L13を透過する。例えば、第1赤外線用選択反射手段31は、第1赤外線波長λ1の光を反射し、第1赤外線波長λ1以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーである。
従って、第1赤外線強度検出手段35は、第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1のエネルギー(強度)のみを検出する。この第1赤外線強度検出手段35は、例えば、第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1のエネルギー(強度)を検出可能な赤外センサである。第1赤外線用選択反射手段31にて反射された第1赤外線L1の平行光L21は、第1赤外線強度検出手段35の近傍(検出位置の近傍)に配置された集光レンズ36にて集光されて第1赤外線強度検出手段35に入力される。そして、第1赤外線強度検出手段35からの検出信号は、例えばセンサアンプにて増幅されて位相差検出装置60に入力される。
そして、加熱レーザ選択反射手段23と第1赤外線用選択反射手段31と集光レンズ36にて第1赤外線導光手段が構成されている。第1赤外線導光手段は、計測点SPから放射されて集光手段10の一方の側から出射されて加熱レーザ選択反射手段23を透過してきた平行光L12の中から第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1を、第1赤外線強度検出手段35へと導く。
第2赤外線用選択反射手段32は、集光手段10の一方の側から出射されて加熱レーザ選択反射手段23及び第1赤外線用選択反射手段31を透過してきた平行光L13(加熱レーザ波長λA及び第1赤外線波長λ1とは異なる波長の平行光)の経路上に配置されている(この場合、集光手段10の光軸上に配置されている)。
そして、第2赤外線用選択反射手段32は、集光手段10の一方の側から出射されて加熱レーザ選択反射手段23及び第1赤外線用選択反射手段31を透過してきた平行光L13の中から第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2の平行光L22を第2赤外線強度検出手段38に向けて反射し、第2赤外線波長λ2とは異なる波長の平行光L14を透過する。例えば、第2赤外線用選択反射手段32は、第2赤外線波長λ2の光を反射し、第2赤外線波長λ2以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーである。尚、透過した平行光L14は、不要であるので、例えば、光吸収体等に吸収させる。
従って、第2赤外線強度検出手段38は、第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2のエネルギー(強度)のみを検出する。この第2赤外線強度検出手段38は、例えば、第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2のエネルギー(強度)を検出可能な赤外センサである。第2赤外線用選択反射手段32にて反射された第2赤外線L2の平行光L22は、第2赤外線強度検出手段38の近傍(検出位置の近傍)に配置された集光レンズ39にて集光されて第2赤外線強度検出手段38に入力される。そして、第2赤外線強度検出手段38からの検出信号は、例えばセンサアンプにて増幅されて位相差検出装置60に入力される。
そして、加熱レーザ選択反射手段23と第1赤外線用選択反射手段31と第2赤外線用選択反射手段32と集光レンズ39にて第2赤外線導光手段が構成されている。第2赤外線導光手段は、計測点SPから放射されて集光手段10の一方の側から出射されて加熱レーザ選択反射手段23及び第1赤外線用選択反射手段31を透過してきた平行光L13の中から第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2を、第2赤外線強度検出手段38へと導く。
位相差検出装置60は、例えば、ロックインアンプであり、加熱用レーザ強度検出手段41からの正弦波状に強度が変化する検出信号(正弦波状検出信号(加熱用レーザLA))と、第1赤外線強度検出手段35からの正弦波状に強度が変化する検出信号(正弦波状検出信号(第1赤外線L1))と、第2赤外線強度検出手段38からの正弦波状に強度が変化する検出信号(正弦波状検出信号(第2赤外線L2))と、のアナログ信号が入力される。
そして、図2に示すように、位相差検出装置60は、正弦波状検出信号(加熱用レーザLA)と正弦波状検出信号(第1赤外線L1)との位相差δと、正弦波状検出信号(加熱用レーザLA)と正弦波状検出信号(第2赤外線L2)との位相差δを測定し、測定した位相差δのデジタル値を判定装置70に出力する。尚、加熱用レーザ強度検出手段41からの検出信号は、計測点SPに照射される加熱用レーザLAである照射光の強度であって正弦波状に変化する照射光の強度に応じた信号である。
また、第1赤外線強度検出手段35からの検出信号は、計測点SPから放射された第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1の強度であって正弦波状に変化する第1赤外線L1の強度に応じた信号である。第2赤外線強度検出手段38からの検出信号は、計測点SPから放射された第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2の強度であって正弦波状に変化する第2赤外線L2の強度に応じた信号である。そして上記の位相差δには、接合界面の面積に関する情報が含まれている。
また、位相差検出装置60は、第1赤外線強度検出手段35と第2赤外線強度検出手段38からの各正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)の各値V1、V2(各強度V1、V2)を所定時間毎(例えば、1ミリ秒毎である。)に測定する。そして、位相差検出装置60は、測定した第1赤外線L1の強度V1のデジタル値(例えば、V11、V12、V13、・・・である。)と、測定した第2赤外線L2の強度V2のデジタル値(例えば、V21、V22、V23、・・・である。)と、各測定した時間情報とを判定装置70に順次出力、若しくは、所定時間(例えば、500ミリ秒である。)計測した第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2と、各測定した時間情報とを時系列的に出力する。
尚、位相差検出装置60は、入力された正弦波状検出信号(加熱用レーザLA)と第1赤外線強度検出手段35と第2赤外線強度検出手段38からの各正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)とのアナログ信号を判定装置70に出力可能に構成されている。また、位相差検出装置60は、第1赤外線強度検出手段35と第2赤外線強度検出手段38からの各正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)の各振幅H1、H2を測定し、測定した各振幅H1、H2のデジタル値を判定装置70に出力可能に構成されている。
判定装置70は、例えばパーソナルコンピュータであり、加熱用レーザ出力装置26に制御信号を出力し、位相差検出装置60から位相差δ、第1赤外線強度検出手段35と第2赤外線強度検出手段38からの各正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)の各強度V1、V2のデジタル値と、各測定した時間情報等の出力値を取り込む。
ここで、判定装置70が、位相差検出装置60から取り込んだ赤外線強度テーブル91の一例について図3に基づいて説明する。尚、位相差検出装置60は、所定時間(例えば、500ミリ秒である。)計測した第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2と、各測定した時間情報とを時系列的に格納した赤外線強度テーブル91を作成し、判定装置70に出力する。図3に示すように、赤外線強度テーブル91は、測定した時間を表す「時間」と、各時間に対する「第1赤外線の強度」と「第2赤外線の強度」から構成されている。従って、判定装置70は、この赤外線強度テーブル91から「第1赤外線の強度」と「第2赤外線の強度」を順次読み出し、時間的変化を検出することによって、正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)の各ピーク強度E1、E2を算出することができる。
そして、判定装置70は、後述するように、取り込んだ位相差検出装置60からの正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)の各強度V1、V2のデジタル値と、予め記憶している(計測対象物50に対する)温度・2波長強度比相関情報(図6参照)と、(計測対象物50に対する)温度・接合部面積相関情報(図7参照)と、に基づいて、接合界面の面積である接合部面積を求める。続いて、判定装置70は、記憶している各計測対象物に対する許容面積範囲が記憶されている許容面積範囲テーブル92(図5参照)に基づいて、接合界面における接合状態を判定する。尚、温度・2波長強度比相関情報と温度・接合部面積相関情報の詳細、及び、接合部面積を求める手順については後述する。
尚、例えば、工場等の施設に光学非破壊検査装置1を設ける場合、施設内の通信回線80(例えば施設内LAN)に、判定装置70を接続して、許容面積範囲テーブル92(図5参照)と、(計測対象物に対する)温度・2波長強度比相関情報(図6参照)と温度・接合部面積相関情報(図7参照)等を、通信回線80に接続された配信装置81(配信サーバ)から配信すると便利である。
光学非破壊検査装置1の判定装置70は、通信回線80を介して、許容面積範囲テーブル92(図5参照)と、温度・2波長強度比相関情報と、温度・接合部面積相関情報を配信装置81(配信サーバ)から受信して記憶する。特に、施設内に複数の光学非破壊検査装置1を設けた場合、1台ずつ許容面積範囲テーブル92(図5参照)と、温度・2波長強度比相関情報と、温度・接合部面積相関情報を記憶させる場合と比較して、手間無く容易に複数の光学非破壊検査装置1に、許容面積範囲テーブル92(図5参照)と、温度・2波長強度比相関情報と、温度・接合部面積相関情報を受信させて記憶させることができるので、便利である。
[接合部面積判定処理]
次に、図4に示すフローチャートを用いて、判定装置70及び位相差検出装置60が実行する「接合部面積判定処理」について説明する。尚、図4にフローチャートで示されるプログラムは、作業者が判定装置70を起動すると、位相差検出装置60が連動して起動され、判定装置70はステップS11へと処理を進め、位相差検出装置60はステップS111へと処理を進める。
次に、図4に示すフローチャートを用いて、判定装置70及び位相差検出装置60が実行する「接合部面積判定処理」について説明する。尚、図4にフローチャートで示されるプログラムは、作業者が判定装置70を起動すると、位相差検出装置60が連動して起動され、判定装置70はステップS11へと処理を進め、位相差検出装置60はステップS111へと処理を進める。
まず、判定装置70におけるステップS11〜ステップS15の処理手順について説明する。ステップS11にて、判定装置70は、受信データ(通信回線80を介して受信するデータ)があるか否かを判定し、受信データがあると判定した場合(S11:YES)は、ステップS12に進み、受信データが無いと判定した場合(S11:NO)は、ステップS14に進む。
ステップS12に進んだ場合、判定装置70は、通信回線80を介してデータを受信し、ステップS13に進む。そして、ステップS13にて、判定装置70は、受信が終了したか否かを判定し、受信が終了した場合(S13:YES)は、ステップS14に進み、受信が終了していない場合(S13:NO)は、ステップS12に戻る。
ステップS12にて、判定装置70が受信するデータは、図1に示す配信装置81から配信される許容面積範囲テーブル92と、温度・2波長強度比相関情報と、温度・接合部面積相関情報とであり、図5に許容面積範囲テーブル92の一例を示し、図6に温度・2波長強度比相関情報の一例を示し、図7に温度・接合部面積相関情報の一例を示す。
例えば、配信装置81は、所定のタイミング(施設内で検査する計測対象物の製品品番が変わる毎、温度・2波長強度比相関情報の内容が変更される毎、温度・接合部面積相関情報の内容が変更される毎、等)で許容面積範囲テーブル92と、温度・2波長強度比相関情報と、温度・接合部面積相関情報の配信を行う。そして、判定装置70は、通信回線80を介して配信装置81から許容面積範囲テーブル92と、温度・2波長強度比相関情報と、温度・接合部面積相関情報を受信し、記憶する。
図5に示すように、許容面積範囲テーブル92は、「製品品番」、「最小許容面積」、「最大許容面積」から構成されている。計測対象物50は、第1部材51の材質、第1部材51のサイズ、第2部材52の材質、第2部材52のサイズ、第1部材51と第2部材52との間の接合部材(ハンダ53)の有無、等に応じて複数あるので、「製品品番」で計測対象物50が区別されている。そして、当該「製品品番」に応じて「最小許容面積」、「最大許容面積」が対応付けられている。
最小許容面積は、本フローチャートにて最終的に算出された接合界面の面積である接合部面積において、「正常」と判定される際の最小値を示している。最大許容面積は、本フローチャートにて最終的に算出された接合界面の面積である接合部面積において、「正常」と判定される際の最大値を示している。即ち、判定装置70は、算出された接合部面積が、最小許容面積以上かつ最大許容面積以下である場合、第1部材51と第2部材52の接合状態は正常であると判定し、算出された接合部面積が、最小許容面積よりも小さい場合、又は、最大許容面積よりも大きい場合、第1部材51と第2部材52の接合状態は異常であると判定する。尚、算出した接合部面積と最大許容面積との比較を行わず、算出した接合部面積が、最小許容面積以上である場合に、「正常」であると判定するようにしてもよい。
図6に示すように、温度・2波長強度比相関情報には、製品品番、温度・2波長強度比特性グラフ(図6のグラフ)等が含まれている。そして、当該「製品品番」に応じて、温度・2波長強度比特性グラフ等が対応付けられているが、これらの詳細については後述する。また、図7に示すように、温度・接合部面積相関情報には、製品品番、温度・接合部面積特性グラフ(図7のグラフ)、回帰式:S=F(P)(図7のグラフから求めた回帰式)、等が含まれている。そして、当該「製品品番」に応じて、温度・接合部面積特性グラフ、回帰式:S=F(P)、等が対応付けられているが、これらの詳細については後述する。
ステップS14に進んだ場合、判定装置70は、作業者からの計測指示の有無を判定し、計測指示があると判定した場合(S14:YES)は、ステップS15に進み、計測指示が無いと判定した場合(S14:NO)は、再度、ステップS14に戻る。尚、計測指示には「製品品番」の入力が含まれており、作業者は、キーボードやバーコードリーダ(計測対象物に製品品番に対応するバーコードが付与されている場合)等から製品品番を入力する。
ステップS15に進んだ場合、判定装置70は、加熱用レーザ出力装置26に向けて制御信号を出力する。加熱用レーザ出力装置26は、入力された制御信号に基づいて、計測点SPに照射された加熱用レーザLAの強度が(所定周波数の)正弦波状に変化するように加熱用レーザLAの出射を開始する。そして、判定装置70は、ステップS15の処理を終えると、ステップS16に進む。
次に、位相差検出装置60におけるステップS111〜S113の処理手順について説明する。ステップS111にて、位相差検出装置60は、第1赤外線強度検出手段35と第2赤外線強度検出手段38からの各検出信号に基づいて第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1と第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2(正弦波状に強度が変化する第1赤外線L1と第2赤外線L2)の検出の有無を判定し、第1赤外線L1と第2赤外線L2の検出が有る場合(S111:YES)は、ステップS112に進み、第1赤外線L1と第2赤外線L2の検出が無い場合(S111:NO)は、ステップS111に戻る。
ステップS112に進んだ場合、位相差検出装置60は、第1赤外線強度検出手段35と第2赤外線強度検出手段38からの各正弦波状検出信号(第1赤外線L1と第2赤外線L2)の各値V1、V2(各強度V1、V2)を所定時間毎(例えば、1ミリ秒毎である。)に、所定時間(例えば、500ミリ秒である。)計測して、時系列的に記憶した後、ステップS113に進む。ステップS113にて、位相差検出装置60は、上述した赤外線強度テーブル91(図3参照)を作成して、この赤外線強度テーブル91を判定装置70に出力した後、ステップS111に戻る。
尚、位相差検出装置60は、所定時間毎(例えば、1ミリ秒毎である。)に測定した第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2のデジタル値(例えば、V11、V12、V13、・・・と、V21、V22、V23、・・・である。)と、各測定した時間情報とを判定装置70に順次出力してもよい。そして、判定装置70は、取り込んだ第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2のデジタル値(例えば、V11、V12、V13、・・・と、V21、V22、V23、・・・である。)と、各測定した時間情報とから赤外線強度テーブル91を作成するようにしてもよい。
次に、判定装置70におけるステップS16〜ステップS22の処理手順について説明する。ステップS16にて、判定装置70は、位相差検出装置60からの第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2の計測値の入力、例えば、赤外線強度テーブル91(図3参照)の入力の有無を判定する。そして、判定装置70は、第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2の計測値の入力、例えば、赤外線強度テーブル91の入力が有る場合(S16:YES)は、ステップS17に進み、赤外線の強度Vの計測値の入力、例えば、赤外線強度テーブル91の入力が無い場合(S16:NO)は、ステップS16に戻る。
ステップS17に進んだ場合、判定装置70は、第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2の計測値、例えば、赤外線強度テーブル91(図3参照)を取り込んで記憶する。そして、ステップS18にて、判定装置70は、加熱用レーザ出力装置26に向けて制御信号を出力し、加熱用レーザLAの出射を停止して、ステップS19に進む。
ステップS19にて、判定装置70は、第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度V1、V2の計測値、例えば、赤外線強度テーブル91から第1赤外線L1のピーク強度E1(図2参照)と、第2赤外線L2のピーク強度E2(図2参照)と、を求め、ステップS20に進む。具体的には、例えば、判定装置70は、図3に示す赤外線強度テーブル91の各時間T1、T2、T3、・・・の順に連続する一対の「第1赤外線の強度」の差分「V12−V11」、「V13−V12」、「V14−V13」、・・・を順次算出し、各差分の値が、正の値から負の値になった時の第1赤外線L1の強度を第1赤外線L1の「ピーク強度E1」として記憶する。例えば、判定装置70は、V12−V11>0で、V13−V12<0のときには、第1赤外線L1の強度「V12」を第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」として記憶する。
また、例えば、判定装置70は、図3に示す赤外線強度テーブル91の各時間T1、T2、T3、・・・の順に連続する一対の「第2赤外線の強度」の差分「V22−V21」、「V23−V22」、「V24−V23」、・・・を順次算出し、各差分の値が、正の値から負の値になった時の第2赤外線L2の強度を第2赤外線L2の「ピーク強度E2」として記憶する。例えば、判定装置70は、V22−V21>0で、V23−V22<0のときには、第2赤外線L2の強度「V22」を第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」として記憶する。
ステップS20にて、判定装置70は、第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」に対する第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」を算出する。そして、判定装置70は、この算出したピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」と、上記ステップS12で受信した計測対象物50に対する温度・2波長強度比相関情報(ピーク温度Pとピーク強度比との相関関係を示す情報)(図6参照)と、に基づいて、ピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」に対するピーク温度Pを求め、計測点SPの被加熱状態のピーク温度Pとして記憶した後、ステップS21に進む。
ここで、温度・2波長強度比相関情報の作成方法と、ピーク温度Pの求め方について図6、図8及び図9に基づいて説明する。図8は、照射された光を完全に吸収及び放射する黒体の温度が各温度(M1、M2・・M6)の場合において、黒体から放射される赤外線の波長(λ)(横軸)と、各波長(λ)に対する赤外線のエネルギー(赤外線強度(E))(縦軸)との関係を示す赤外線放射特性の例を示している。
例えば、計測点SPが黒体である場合であって、第1赤外線波長λ1の位置が図8中に示す(λ1)の位置であり、第2赤外線波長λ2の位置が図8中に示す(λ2)の位置であるとする。そして、図8に示すように、例えば、計測点SPの温度がM1、M2、M3、M4(℃)であった場合には、計測点SPから放射される第1赤外線波長λ1の赤外線強度(E1)は、各温度に対して「E1D」、「E1C」、「E1B」、「E1A」であり、第2赤外線波長λ2の赤外線強度(E2)は、各温度に対して「E2D」、「E2C」、「E2B」、「E2A」である。
従って、計測点SPの温度がM1、M2、M3、M4(℃)であった場合における、2赤外線波長λ2の赤外線強度(E2)に対する第1赤外線波長λ1の赤外線強度(E1)の各強度比「E1D/E2D」、「E1C/E2C」、「E1B/E2B」、「E1A/E2A」が算出できる。これより、図9に示すように、第2赤外線波長λ2の赤外線強度(E2)に対する第1赤外線波長λ1の赤外線強度(E1)の強度比「E1/E2」、即ち、「2波長の強度比」を「縦軸」とし、計測点SPの温度(M)を「横軸」として、(製品品番:Aに対する)温度・2波長強度比特性(E(λ1)/E(λ2)特性)を得ることができる。
そして、得られた温度・2波長強度比特性から、図6に示すように、(製品品番:Aに対する)温度・2波長強度比特性(E(λ1)/E(λ2)特性)を得ることができる。また、この(製品品番:Aに対する)温度・2波長強度比特性(E(λ1)/E(λ2)特性)から、第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」に対する第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」に対するピーク温度Pを求めることができる。尚、温度・2波長強度比特性は、図6に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」に対するピーク温度Pを示すルックアップテーブルの形式等であってもよい。
この方法であれば、第1部材51と第2部材52とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第1部材51と第2部材52とがハンダ53等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物50に対して、より正確に、かつ容易に、ピーク温度Pを求めることができる。
続いて、図4に示すように、ステップS21にて、判定装置70は、上記ステップS20で求めたピーク温度Pと、上記ステップS12で受信した計測対象物50に対する温度・接合部面積相関情報(ピーク温度Pと接合部面積Sとの相関関係を示す情報)(図7参照)と、に基づいて、ピーク温度Pに対する接合部面積(S)を求め、ステップS22に進む。尚、温度・接合部面積相関情報の詳細、及び、接合部面積(S)の求め方の詳細については後述する。
ステップS22にて、判定装置70は、上記ステップS21にて求めた接合部面積(S)に応じて、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態が正常または異常であることを示す判定結果を判定装置70の表示手段(モニタ等)に表示(出力)して(図12参照)、当該処理を終了する。例えば、判定装置70は、上記ステップS14にて入力された製品品番を、上記ステップS12にて受信した許容面積範囲テーブル92の「製品品番」として、この「製品品番」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とを許容面積範囲テーブル92から読み出す。
そして、判定装置70は、上記ステップS21にて求めた接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内である場合に、接合状態は「正常」であると判定する。あるいは、判定装置70は、上記ステップS21にて求めた接合部面積(S)が、最小許容面積以上である場合に「正常」であると判定する。また、判定装置70は、上記ステップS21にて求めた接合部面積(S)が、最小許容面積よりも小さい、又は、最大許容面積よりも大きい場合に、接合状態は「異常」であると判定する。
ここで、判定装置70の表示手段(モニタ等)に、上記ステップS21にて求めた接合部面積(S)を含む判定結果情報93を表示した一例について図12に基づいて説明する。尚、接合状態は「正常」であると判定された一例を示す。図12に示すように、上記ステップS14にて入力された製品品番「N1」と、接合状態判定結果として「正常」が表示される。また、許容面積範囲テーブル92の「製品品番」として「N1」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とが表示される。
そして、上記ステップS21にて求めた接合部面積(S)が、この「最小許容面積」と「最大許容面積」との間に黒丸印で表示されている。つまり、接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内である旨が表示されている。これにより、作業者は、判定結果情報93を見ることで、計測対象物50の接合状態が、正常であるか異常であるかを、容易に知ることができる。
[温度・接合部面積相関情報の作成方法と、接合部面積(S)の求め方]
次に、温度・接合部面積相関情報の作成方法の例について図7、図10及び図11に基づいて説明する。図10に示すように、特定の製品品番(例えば、製品品番:A)である計測対象物50に対して、第1部材51と第2部材52との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用意する。図10の例では、4個のサンプル(サンプル1〜サンプル4)を用意しており、それぞれの接合部面積(S1〜S4)は、予めわかっているものとする。
次に、温度・接合部面積相関情報の作成方法の例について図7、図10及び図11に基づいて説明する。図10に示すように、特定の製品品番(例えば、製品品番:A)である計測対象物50に対して、第1部材51と第2部材52との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用意する。図10の例では、4個のサンプル(サンプル1〜サンプル4)を用意しており、それぞれの接合部面積(S1〜S4)は、予めわかっているものとする。
そして、各サンプル1〜4を、図1に示す光学非破壊検査装置1にかけて、ピーク温度(P)を計測する(上記ステップS20の処理参照)。例えば、接合部面積がS1のサンプル1のピーク温度がP1であり、接合部面積がS2のサンプル2のピーク温度がP2であり、接合部面積がS3のサンプル3のピーク温度がP3であり、接合部面積がS4のサンプル4のピーク温度がP4であったとする。このようにして、第1部材51と第2部材52との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用いて、図11に示すように、(製品品番:Aに対する)サンプル計測結果特性を得ることができる。なお、複数のサンプルを用意してサンプル計測結果特性を得る代わりに、複数のシミュレーションに基づいて、図11に示すサンプル計測結果特性と同等の特性を得るようにしてもよい。
そして、得られたサンプル計測結果特性(またはシミュレーションにて得られた特性)から、図7に示すように、(製品品番:Aに対する)温度・接合部面積特性を得ることができる。また、この(製品品番:Aに対する)温度・接合部面積特性から、ピーク温度(P)に対する接合部面積(S)を導出する回帰式:S=F(P)を求めることもできる。尚、温度・接合部面積特性は、図7に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値のピーク温度(P)に対する接合部面積(S)を示すルックアップテーブルの形式等であってもよい。
そして、判定装置70に記憶されている温度・接合部面積相関情報は、上記の温度・接合部面積特性または回帰式:S=F(P)、の少なくとも一方を含む。これにより、判定装置70は、計測対象物50に応じた温度・接合部面積特性または計測対象物50に応じた回帰式:S=F(P)、の少なくとも一方を用いて、ピーク温度(P)から接合部面積(S)を求めることができる。
この方法であれば、第1部材51と第2部材52とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第1部材51と第2部材52とがハンダ53等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物50に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積(S)を求めることができる(上記ステップS21の処理参照)。
尚、求めた接合部面積(S)の良否判定については、例えば、図7に示すように、最小許容面積MINSと最大許容面積MAXSを設定して最小許容面積MINSから最大許容面積MAXSである所定面積範囲A1内を「正常」と判定するようにしてもよいし、最小許容面積MINSを設定して最小許容面積MINS以上の範囲A2を「正常」と判定するようにしてもよい。あるいは、接合部面積(S)に換算することなく、最小許容面積MINSに対応するピーク温度P2以下、且つ、最大許容面積MAXSに対応するピーク温度P1以上のピーク温度(P)である場合に「正常」、あるいは、最小許容面積MINSに対応するピーク温度P2以下のピーク温度(P)である場合に「正常」と判定するようにしてもよい。
以上詳細に説明した通り、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1では、第1部材51の表面に設定された計測点SPから放射されて正弦波状に変化する第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」に対する正弦波状に変化する第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」の計測値と、配信装置81から受信した温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、計測点SPにおける被加熱状態のピーク温度(P)が求められる。
そして、判定装置70は、ピーク温度(P)と、配信装置81から受信した許容面積範囲テーブル92と、温度・接合部面積相関情報とに基づいて、第1部材51と第2部材52の接合界面の面積である接合部面積(S)を求めて、接合界面における接合状態を判定する。従って、接合界面にて互いに接合された第1部材51と第2部材52において、接合状態を非破壊にて検査することができる。
また、判定装置70は、ピーク温度(P)と、温度・接合部面積相関情報とに基づいて求めた接合部面積(S)と、入力された「製品品番」と、許容面積範囲テーブル92とに基づいて、接合部面積(S)が最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内か否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定する。従って、接合界面にて互いに接合された第1部材51と第2部材52において、接合状態の検査の迅速化を図ることができる。
また、正弦波状に変化する第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」に対する正弦波状に変化する第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」の計測値と、温度・2波長強度比相関情報を用いることで、第1部材51と第2部材52とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第1部材51と第2部材52とがハンダ53等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物50に対して、より正確に、かつ容易に、計測点SPにおける被加熱状態のピーク温度(P)を求めることができる。
また、複数のサンプル1〜4、あるいは、複数のシミュレーションにて求めた計測対象物50に対する温度・接合部面積相関情報を用いることで、第1部材51と第2部材52とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第1部材51と第2部材52とがハンダ53等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物50に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積(S)を求めることができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95について図13乃至図17に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一符号は、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一あるいは相当部分を示すものである。尚、加熱用レーザLAに関する情報は、計測点SPに照射される加熱用レーザLAの強度であって、時間の経過に対して変化する加熱用レーザLAの強度を含む。
次に、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95について図13乃至図17に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一符号は、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一あるいは相当部分を示すものである。尚、加熱用レーザLAに関する情報は、計測点SPに照射される加熱用レーザLAの強度であって、時間の経過に対して変化する加熱用レーザLAの強度を含む。
この第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95の全体構成は、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1とほぼ同じ構成である。また、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95の制御構成及び制御処理は、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1の制御構成及び制御処理とほぼ同じである。但し、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95の判定装置70及び位相差検出装置60は、上記「接合部面積判定処理」に替えて、後述の「第2接合部面積判定処理」(図13及び図14参照)を実行する点で、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と異なっている。尚、図13及び図14に示すフローチャートにおいて、図4に示すフローチャートと同一の符号を付与しているステップは、図4に示すフローチャートと同一の処理であるので、説明を省略し、図4に示すフローチャートとの相違点について主に説明する。
ここで、図13及び図14に示すフローチャートに基づいて、光学非破壊検査装置95の判定装置70及び位相差検出装置60が実行する「第2接合部面積判定処理」について説明する。尚、図13及び図14にフローチャートで示されるプログラムは、作業者が判定装置70を起動すると、位相差検出装置60が連動して起動され、判定装置70はステップS31へと処理を進め、位相差検出装置60はステップS211へと処理を進める。
判定装置70におけるステップS31〜ステップS35の処理は、図4に示すステップS11〜ステップS15の処理と同じであるので説明を省略する。
次に、位相差検出装置60におけるステップS211〜S216の処理手順について説明する。ステップS211〜ステップS213の処理は、図4に示すステップS111〜S113の処理と同じであるので説明を省略する。ステップS214にて、位相差検出装置60は、加熱用レーザ強度検出手段41からの検出信号の入力の有無(正弦波状に強度(出力)が変化する加熱用レーザLAの有無)を判定し、検出信号(加熱用レーザLA)の入力が有る場合(S214:YES)は、ステップS215に進み、検出信号(加熱用レーザLA)の入力が無い場合(S214:NO)は、ステップS211に戻る。
ステップS215に進んだ場合、位相差検出装置60は、加熱用レーザ強度検出手段41からの検出信号に基づいて、強度が(所定周波数の)正弦波状に変化する加熱用レーザLAを計測する。尚、図2中の実線にて、計測された加熱用レーザLAの強度検出信号の例を示す。また、位相差検出装置60は、第1赤外線強度検出手段35からの検出信号に基づいて正弦波状に強度が変化する第1赤外線波長λ1の第1赤外線L1を計測する。また、位相差検出装置60は、第2赤外線強度検出手段38からの検出信号に基づいて正弦波状に強度が変化する第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2を計測する。尚、図2中の点線にて、計測された第1赤外線L1と第2赤外線L2の各強度検出信号の例を示す。
そして、位相差検出装置60は、計測した(正弦波状に強度が変化する)加熱用レーザLAと、計測した(正弦波状に強度が変化する)第1赤外線L1との位相差δ(図2参照)と、計測した(正弦波状に強度が変化する)加熱用レーザLAと、計測した(正弦波状に強度が変化する)第2赤外線L2との位相差δ(図2参照)とを計測してステップS216に進む。ステップS216にて、位相差検出装置60は、計測した各位相差δのデジタル値を判定装置70に向けて出力した後、ステップS211に戻る。
次に、判定装置70におけるステップS36〜ステップS49の処理手順について説明する。ステップS36〜ステップS37にて、判定装置70は、図4に示すステップS16〜ステップS17の処理を実行し、ステップS37にて、第1赤外線L1の強度V1と第2赤外線L2の強度V2の各計測値、例えば、赤外線強度テーブル91(図3参照)を取り込んで記憶した後、ステップS38に進む。ステップS38にて、判定装置70は、位相差検出装置60からの位相差(δ)の入力の有無を判定し、位相差(δ)の入力が有る場合(S38:YES)は、ステップS39に進み、位相差(δ)の入力が無い場合(S38:NO)は、ステップS38に戻る。
ステップS39に進んだ場合、判定装置70は、各位相差(δ)を取り込んで計測位相差(δ)として記憶する。そして、ステップS40にて、判定装置70は、上記ステップS18の処理を実行して、加熱用レーザ出力装置26に向けて制御信号を出力し、加熱用レーザLAの出射を停止して、ステップS41に進む。
続いて、図14に示すように、ステップS41〜ステップS43にて、判定装置70は、図4に示すステップS19〜ステップS21の処理を実行して、ステップS43にて、ステップS42で求めたピーク温度Pと、上記ステップS32で受信した計測対象物50に対する温度・接合部面積相関情報(ピーク温度Pと接合部面積Sとの相関関係を示す情報)(図7参照)と、に基づいて、ピーク温度Pに対する接合部面積(S)を求め、ステップS44に進む。
ステップS44にて、判定装置70は、上記ステップS34にて入力された製品品番を、上記ステップS32にて受信した許容面積範囲テーブル92の「製品品番」として、この「製品品番」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とを許容面積範囲テーブル92から読み出す。続いて、判定装置70は、上記ステップS43にて求めた接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内であるか否かを判定し、この接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内であると判定した場合(S44:YES)は、ステップS45に進み、この接合部面積(S)が、最小許容面積よりも小さい、又は、最大許容面積よりも大きいと判定した場合(S44:NO)は、後述のステップS48に進む。
ステップS45に進んだ場合、判定装置70は、上記ステップS43で求めた接合部面積Sと、上記ステップS32で受信した計測対象物50に対する接合部面積・位相差相関情報(接合部面積Sと位相差δとの相関関係を示す情報)(図15参照)と、に基づいて、接合部面積Sに対する位相差の許容範囲を求め、ステップS46に進む。
ここで、接合部面積・位相差相関情報の作成方法と、位相差の許容範囲の求め方について、図10、図15、図16に基づいて説明する。図10に示すように、特定の製品品番(例えば、製品品番:A)である計測対象物50に対して、第1部材51と第2部材52との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用意する。図10の例では、4個のサンプル(サンプル1〜サンプル4)を用意しており、それぞれの接合部面積(S1〜S4)は、予めわかっているものとする。
そして、各サンプル1〜4を、図1に示す光学非破壊検査装置1にかけて、位相差δを計測する。例えば、接合部面積がS1のサンプル1の位相差がδ1であり、接合部面積がS2のサンプル2の位相差がδ2であり、接合部面積がS3のサンプル3の位相差がδ3であり、接合部面積がS4のサンプル4の位相差がδ4であったとする。このようにして、第1部材51と第2部材52との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用いて、図16に示すように、(製品品番:Aに対する)サンプル計測結果特性を得ることができる。なお、複数のサンプルを用意してサンプル計測結果特性を得る代わりに、複数のシミュレーションに基づいて、図16に示すサンプル計測結果特性と同等の特性を得るようにしてもよい。
そして、得られたサンプル計測結果特性(またはシミュレーションにて得られた特性)から、図15に示すように、(製品品番:Aに対する)接合部面積・位相差特性を得ることができる。また、この(製品品番:Aに対する)接合部面積・位相差特性から、接合部面積(S)に対する位相差(δ)を導出する回帰式:δ=F(S)を求めることもできる。尚、接合部面積・位相差特性は、図15に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値の接合部面積(S)に対する位相差(δ)を示すルックアップテーブルの形式等であってもよい。
そして、判定装置70に記憶されている接合部面積・位相差相関情報は、上記の接合部面積・位相差特性または回帰式:δ=F(S)、の少なくとも一方を含む。これにより、判定装置70は、計測対象物50に応じた接合部面積・位相差特性または計測対象物50に応じた回帰式:δ=F(S)、の少なくとも一方を用いて、接合部面積(S)に対する最小許容位相差(MINδ)と最大許容位相差(MAXδ)を求めることができる。
具体的には、図15に示すように、判定装置70は、接合部面積(S)に対して所定割合だけ大きい(例えば、10%だけ大きい)接合部面積(S+ΔS)に対する位相差を最小許容位相差(MINδ)として求める。また、判定装置70は、接合部面積(S)に対して所定割合だけ小さい(例えば、10%だけ小さい)接合部面積(S−ΔS)に対する位相差を最大許容位相差(MAXδ)として求める。そして、判定装置70は、最小許容位相差(MINδ)から最大許容位相差(MAXδ)までの位相差の範囲を、接合部面積(S)に対する「位相差の許容範囲」として求める。
尚、接合部面積Sに対して所定割合だけ大きい(例えば、10%だけ大きい)接合部面積(S+ΔS)が、上記ステップS44で許容面積範囲テーブル92(図5参照)から読み出した「最大許容面積(MAXS)」よりも大きい場合には、判定装置70は、最大許容面積(MAXS)に対する位相差を最小許容位相差(MINδ)として求める。また、接合部面積Sに対して所定割合だけ小さい(例えば、10%だけ小さい)接合部面積(S−ΔS)が、上記ステップS44で許容面積範囲テーブル92から読み出した「最小許容面積(MINS)」よりも小さい場合には、判定装置70は、最小許容面積(MINS)に対する位相差を最大許容位相差(MAXδ)として求める。
この方法であれば、第1部材51と第2部材52とが溶接等で直接接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52とがハンダ53等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物50に対して、より正確に、かつ容易に、最小許容位相差(MINδ)と最大許容位相差(MAXδ)を求めることができ、これより、接合部面積(S)に対する「位相差の許容範囲」を求めることができる。
続いて、ステップS46にて、判定装置70は、上記ステップS39にて記憶した各計測位相差(δ)を読み出し、上記ステップS45で求めた位相差の許容範囲内であるか否か、つまり、最小許容位相差(MINδ)から最大許容位相差(MAXδ)までの範囲内であるか否かを判定する。そして、判定装置70は、この各計測位相差(δ)が位相差の許容範囲内であると判定した場合(S46:YES)は、ステップS47に進む。
例えば、図15に示すように、判定装置70は、計測位相差δ(図15中、黒丸印でしめす。)が、最小許容位相差(MINδ)から最大許容位相差(MAXδ)までの範囲内であると判定した場合には、ステップS47に進む。一方、判定装置70は、この各計測位相差(δ)が最小許容位相差(MINδ)よりも小さい、又は、最大許容位相差(MAXδ)よりも大きいと判定した場合(S46:NO)は、ステップS48に進む。
ステップS47に進んだ場合、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態は「正常」であると判定し、ステップS49に進む。一方、ステップS48に進んだ場合、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態は「異常」であると判定し、ステップS49に進む。
ステップS49にて、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態が正常または異常であることを示す判定結果を判定装置70の表示手段(モニタ等)に表示(出力)して(図17参照)、当該第2接合部面積判定処理を終了する。
ここで、判定装置70の表示手段(モニタ等)に、上記ステップS43にて求めた接合部面積(S)と、上記ステップS39にて記憶した計測位相差(δ)を含む判定結果情報96を表示した一例について図17に基づいて説明する。尚、接合状態は「正常」であると判定された一例を示す。図17に示すように、上記ステップS34にて入力された製品品番「N1」と、接合状態判定結果として「正常」が表示される。また、許容面積範囲テーブル92の「製品品番」として「N1」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とが表示される。
そして、上記ステップS43にて求めた接合部面積(S)が、この「最小許容面積」と「最大許容面積」との間に黒丸印で表示されている。つまり、接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内である旨が表示されている。また、上記ステップS39にて記憶した計測位相差(δ)が、上記ステップS45にて求めた「最小許容位相差」と「最大許容位相差」との間に黒丸印で表示されている。つまり、計測した位相差(δ)が、最小許容位相差から最大許容位相差までの許容範囲内である旨が表示されている。これにより、作業者は、判定結果情報96を見ることで、計測対象物50の接合状態が、正常であるか異常であるかを、容易に知ることができる。
以上詳細に説明した通り、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95では、第1部材51の表面に設定された計測点SPから放射されて正弦波状に変化する第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」に対する正弦波状に変化する第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」の計測値と、配信装置81から受信した温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、計測点SPにおける被加熱状態のピーク温度(P)が求められる。
そして、判定装置70は、ピーク温度(P)と、配信装置81から受信した温度・接合部面積相関情報とに基づいて、第1部材51と第2部材52の接合界面の面積である接合部面積(S)を求める。続いて、判定装置70は、配信装置81から受信した許容面積範囲テーブル92に基づいて、接合部面積(S)が最小許容面積(MINS)から最大許容面積(MAXS)までの許容範囲内か否かを判定する。
そして、判定装置70は、接合部面積(S)が許容範囲内であると判定された場合に、接合部面積・位相差相関情報に基づいて接合部面積(S)に対する最小許容位相差(MINδ)と最大許容位相差(MAXδ)を求める。そして、判定装置70は、計測した加熱用レーザLAの強度検出信号と、計測した第1赤外線L1の強度検出信号との位相差(δ)と、計測した加熱用レーザLAの強度検出信号と、計測した第2赤外線L2の強度検出信号との位相差(δ)とが、最小許容位相差(MINδ)から最大許容位相差(MAXδ)までの位相差の許容範囲内であるか否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定する。
従って、判定装置70は、計測点SPにおけるピーク温度Pから接合部面積(S)を求め、この接合部面積(S)が許容面囲内であると判定した場合に、更に、当該接合部面積(S)から位相差の許容範囲を絞り込む。その後、判定装置70は、計測点SPにおける正弦波状に変化する加熱用レーザLAの強度検出信号と正弦波状に変化する第1赤外線L1の赤外線強度検出信号、又は、第2赤外線L2の赤外線強度検出信号との位相差(δ)が、絞り込んだ位相差の許容範囲内であるか否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定するため、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
また、複数のサンプルあるいは複数のシミュレーションにて求めた計測対象物に対する温度・接合部面積相関情報と、接合部面積・位相差相関情報とを用いることで、第1部材と第2部材とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第1部材と第2部材とがハンダ等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物の場合、第1部材や第2部材が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積と位相差とを求めることができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る光学非破壊検査装置98について図13、図18乃至図21に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一符号は、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一あるいは相当部分を示すものである。
次に、第3実施形態に係る光学非破壊検査装置98について図13、図18乃至図21に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一符号は、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第3実施形態に係る光学非破壊検査装置98の全体構成は、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1及び第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95とほぼ同じ構成である。また、第3実施形態に係る光学非破壊検査装置98の制御構成及び制御処理は、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95の制御構成及び制御処理とほぼ同じである。但し、第3実施形態に係る光学非破壊検査装置98の判定装置70は、上記「第2接合部面積判定処理」のステップS41〜ステップS49(図14参照)に替えて、後述の「第3接合部面積判定処理」のステップS61〜ステップS69(図18参照)を実行する点で、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95と異なっている。
ここで、図13及び図18に示すフローチャートに基づいて、光学非破壊検査装置98の判定装置70及び位相差検出装置60が実行する「第3接合部面積判定処理」について説明する。尚、図13及び図18にフローチャートで示されるプログラムは、作業者が判定装置70を起動すると、位相差検出装置60が連動して起動され、判定装置70はステップS31へと処理を進め、位相差検出装置60はステップS211へと処理を進める。そして、判定装置70は、上記ステップS31〜ステップS40の処理を実行した後、ステップS61に進み、位相差検出装置60は、上記ステップS211〜ステップS216の処理を実行する。
また、上記ステップS32にて、判定装置70が受信するデータは、配信装置81から配信される許容面積範囲テーブル92(図5参照)と、温度・2波長強度比相関情報(図6参照)と、位相差・接合部面積相関情報(図19参照)と、接合部面積・温度相関情報(図20参照)と、であり、図19に位相差・接合部面積相関情報の一例を示し、図20に接合部面積・温度相関情報の一例を示す。
次に、判定装置70におけるステップS61〜ステップS69の処理手順について説明する。図18に示すように、ステップS61にて、判定装置70は、図13に示すステップS39で記憶した各計測位相差(δ)と、図13に示すステップS32で受信した位相差・接合部面積相関情報(位相差δと接合部面積Sとの相関関係を示す情報)(図19参照)と、に基づいて、位相差δに対する接合部面積Sを求めた後、ステップS62に進む。
例えば、判定装置70は、上記ステップS39で記憶した各計測位相差(δ)のそれぞれに対する接合部面積Sを求めた後、平均値を算出して、計測対象物50の接合部面積Sとして求めた後、ステップS62に進むようにしてもよい。また、例えば、判定装置70は、上記ステップS39で記憶した各計測位相差(δ)のそれぞれに対する接合部面積Sを算出し、各接合部面積Sのうち、小さい方の接合部面積Sを計測対象物50の接合部面積Sとして求めた後、ステップS62に進むようにしてもよい。
ここで、図19に示す位相差・接合部面積相関情報の作成方法と、接合部面積の求め方について図10、図16に基づいて説明する。図10に示すように、それぞれの接合部面積(S1〜S4)が予めわかっている各サンプル1〜4を、図1に示す光学非破壊検査装置1にかけて、位相差δを計測することによって、図16に示すように、(製品品番:Aに対する)サンプル計測結果特性を得ることができる。尚、複数のサンプルを用意してサンプル計測結果特性を得る代わりに、複数のシミュレーションに基づいて、図16に示すサンプル計測結果特性と同等の特性を得るようにしてもよい。
そして、得られたサンプル計測結果特性(またはシミュレーションにて得られた特性)から、図19に示すように、(製品品番:Aに対する)位相差・接合部面積特性を得ることができる。また、この(製品品番:Aに対する)位相差・接合部面積特性から、位相差(δ)に対する接合部面積(S)を導出する回帰式:S=F(δ)を求めることもできる。尚、位相差・接合部面積特性は、図19に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値の位相差(δ)に対する接合部面積(S)を示すルックアップテーブルの形式等であってもよい。
そして、判定装置70に記憶されている位相差・接合部面積相関情報は、上記の位相差・接合部面積特性または回帰式:S=F(δ)、の少なくとも一方を含む。これにより、図19に示すように、判定装置70は、計測対象物50に応じた位相差・接合部面積特性または計測対象物50に応じた回帰式:S=F(δ)、の少なくとも一方を用いて、位相差(δ)に対する接合部面積(S)を求めることができる。
続いて、ステップS62にて、判定装置70は、図13に示すステップS34にて入力された製品品番を、図13に示すステップS32にて受信した許容面積範囲テーブル92の「製品品番」として、この「製品品番」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とを許容面積範囲テーブル92から読み出す。続いて、判定装置70は、上記ステップS61にて求めた接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内であるか否かを判定する。
そして、判定装置70は、この接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内であると判定した場合(S62:YES)は、ステップS63に進み、この接合部面積(S)が、最小許容面積よりも小さい、又は、最大許容面積よりも大きいと判定した場合(S62:NO)は、後述のステップS68に進む。
ステップS63に進んだ場合、判定装置70は、上記ステップS62で求めた接合部面積Sと、図13に示すステップS32で受信した計測対象物50に対する接合部面積・温度相関情報(接合部面積(S)とピーク温度(P)の相関関係を示す情報)(図20参照)と、に基づいて、接合部面積Sに対するピーク温度(P)の許容範囲を求め、ステップS64に進む。
ここで、図20に示す接合部面積・温度相関情報の作成方法と、ピーク温度(P)の許容範囲の求め方について、図10、図11、図20に基づいて説明する。上述したように、図10に示す各々の接合部面積(S1〜S4)が予めわかっている各サンプル1〜4を、図1に示す光学非破壊検査装置1にかけて、ピーク温度Pを計測することによって、図11に示す(製品品番:Aに対する)サンプル計測結果特性を得ることができる。尚、複数のサンプルを用意してサンプル計測結果特性を得る代わりに、複数のシミュレーションに基づいて、図11に示すサンプル計測結果特性と同等の特性を得るようにしてもよい。
そして、得られたサンプル計測結果特性(またはシミュレーションにて得られた特性)から、図20に示すように、(製品品番:Aに対する)接合部面積・温度特性を得ることができる。また、この(製品品番:Aに対する)接合部面積・温度特性から、接合部面積(S)に対するピーク温度(P)を算出する回帰式:P=F(S)を求めることができる。尚、接合部面積・温度特性は、図20に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値の接合部面積(S)に対するピーク温度(P)を示すルックアップテーブルの形式等であってもよい。
そして、判定装置70に記憶されている接合部面積・温度相関情報は、上記の接合部面積・温度特性または回帰式:P=F(S)、の少なくとも一方を含む。これにより、判定装置70は、計測対象物50に応じた接合部面積・温度特性または計測対象物50に応じた回帰式:P=F(S)、の少なくとも一方を用いて、接合部面積(S)に対する最小許容ピーク温度(MINP)と最大許容ピーク温度(MAXP)を求めることができる。
具体的には、図20に示すように、判定装置70は、接合部面積(S)に対して所定割合だけ大きい(例えば、10%だけ大きい)接合部面積(S+ΔS)に対するピーク温度を最小許容ピーク温度(MINP)として求める。また、判定装置70は、接合部面積(S)に対して所定割合だけ小さい(例えば、10%だけ小さい)接合部面積(S−ΔS)に対するピーク温度を最大許容ピーク温度(MAXP)として求める。そして、判定装置70は、最小許容ピーク温度(MINP)から最大許容ピーク温度(MAXP)までのピーク温度(P)の範囲を、接合部面積(S)に対する「ピーク温度の許容範囲」として求める。
尚、接合部面積Sに対して所定割合だけ大きい(例えば、10%だけ大きい)接合部面積(S+ΔS)が、上記ステップS62で許容面積範囲テーブル92から読み出した「最大許容面積(MAXS)」よりも大きい場合には、判定装置70は、最大許容面積(MAXS)に対するピーク温度を最小許容ピーク温度(MINP)として求める。また、接合部面積Sに対して所定割合だけ小さい(例えば、10%だけ小さい)接合部面積(S−ΔS)が、上記ステップS62で許容面積範囲テーブル92から読み出した「最小許容面積(MINS)」よりも小さい場合には、判定装置70は、最小許容面積(MINS)に対するピーク温度を最大許容ピーク温度(MAXP)として求める。
この方法であれば、第1部材51と第2部材52とが溶接等で直接接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52とがハンダ53等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物50の場合、第1部材51と第2部材52が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物50に対して、より正確に、かつ容易に、最小許容ピーク温度(MINP)と最大許容ピーク温度(MAXP)を求めることができ、これより、接合部面積(S)に対する「ピーク温度の許容範囲」を求めることができる。
続いて、ステップS64〜ステップS65にて、判定装置70は、図14に示すステップS41〜ステップS42の処理を実行して、つまり、図4に示すステップS19〜ステップS20の処理を実行して、計測点SPのピーク温度Pを求めて、計測ピーク温度Pとして記憶した後、ステップS66に進む。
そして、ステップS66にて、判定装置70は、この計測ピーク温度Pが、上記ステップS63にて求めたピーク温度の許容範囲内であるか否か、つまり、最小許容ピーク温度(MINP)から最大許容ピーク温度(MAXP)までの範囲内であるか否かを判定する。そして、判定装置70は、計測ピーク温度Pが、ピーク温度の許容範囲内であると判定した場合(S66:YES)は、ステップS67に進む。
例えば、図20に示すように、判定装置70は、計測ピーク温度P(図20中、黒丸印でしめす。)が、最小許容ピーク温度(MINP)から最大許容ピーク温度(MAXP)までの範囲内であると判定した場合には、ステップS67に進む。一方、判定装置70は、この計測ピーク温度Pが最小許容ピーク温度(MINP)よりも小さい、又は、最大許容ピーク温度(MAXP)よりも大きいと判定した場合(S66:NO)は、ステップS68に進む。
ステップS67に進んだ場合、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態は「正常」であると判定し、ステップS69に進む。一方、ステップS68に進んだ場合、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態は「異常」であると判定し、ステップS69に進む。
ステップS69にて、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態が正常または異常であることを示す判定結果を判定装置70の表示手段(モニタ等)に表示(出力)して(図21参照)、当該第3接合部面積判定処理を終了する。
ここで、判定装置70の表示手段(モニタ等)に、上記ステップS61にて求めた接合部面積(S)と、上記ステップS65にて記憶した計測ピーク温度(P)を含む判定結果情報99を表示した一例について図21に基づいて説明する。尚、接合状態は「正常」であると判定された一例を示す。図21に示すように、図13に示すステップS34にて入力された製品品番「N1」と、接合状態判定結果として「正常」が表示される。また、許容面積範囲テーブル92の「製品品番」として「N1」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とが表示される。
そして、上記ステップS61にて求めた接合部面積(S)が、この「最小許容面積」と「最大許容面積」との間に黒丸印で表示されている。つまり、接合部面積(S)が、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内である旨が表示されている。また、上記ステップS65にて記憶した計測ピーク温度(P)が、上記ステップS63にて求めた「最小許容ピーク温度」と「最大許容ピーク温度」との間に黒丸印で表示されている。つまり、計測したピーク温度(P)が、最小許容ピーク温度から最大許容ピーク温度までの許容範囲内である旨が表示されている。これにより、作業者は、判定結果情報99を見ることで、計測対象物50の接合状態が、正常であるか異常であるかを、容易に知ることができる。
以上詳細に説明した通り、第3実施形態に係る光学非破壊検査装置98では、判定装置70は、計測した加熱用レーザLAの強度検出信号と、計測した第1赤外線L1の強度検出信号との位相差(δ)と、計測した加熱用レーザLAの強度検出信号と、計測した第2赤外線L2の強度検出信号との位相差(δ)と、から位相差(δ)を求める。そして、判定装置70は、この位相差(δ)と、配信装置81から受信した位相差・接合部面積相関情報(図19参照)とに基づいて、第1部材51と第2部材52の接合界面の面積である接合部面積(S)を求める。続いて、判定装置70は、配信装置81から受信した許容面積範囲テーブル92に基づいて、接合部面積(S)が最小許容面積(MINS)から最大許容面積(MAXS)までの許容範囲内か否かを判定する。
続いて、判定装置70は、接合部面積(S)が許容範囲内であると判定された場合に、接合部面積・温度相関情報(図20参照)に基づいて接合部面積(S)に対する最小許容ピーク温度(MINP)と最大許容ピーク温度(MAXP)を求める。そして、判定装置70は、計測した計測点SPの計測ピーク温度Pが、最小許容ピーク温度(MINP)から最大許容ピーク温度(MAXP)までのピーク温度の許容範囲内であるか否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定する。
従って、判定装置70は、計測点SPにおける正弦波状に変化する加熱用レーザLAの強度検出信号と正弦波状に変化する第1赤外線L1の強度検出信号との位相差(δ)と、正弦波状に変化する加熱用レーザLAの強度検出信号と、正弦波状に変化する第2赤外線L2の強度検出信号との位相差(δ)とから位相差(δ)を求める。そして、判定装置70は、この位相差(δ)と、位相差・接合部面積相関情報とから接合部面積(S)を求め、この接合部面積(S)が許容範囲内であると判定した場合に、更に、当該接合部面積(S)からピーク温度の許容範囲を絞り込む。その後、判定装置70は、計測した計測点SPにおけるピーク温度Pが、絞り込んだピーク温度の許容範囲内であるか否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定するため、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
また、複数のサンプルあるいは複数のシミュレーションにて求めた計測対象物に対する位相差・接合部面積相関情報と、接合部面積・温度相関情報とを用いることで、第1部材と第2部材とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第1部材と第2部材とがハンダ等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物の場合、第1部材や第2部材が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積とピーク温度とを求めることができる。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101について図22乃至図25に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一符号は、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一あるいは相当部分を示すものである。
次に、第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101について図22乃至図25に基づいて説明する。尚、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一符号は、上記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101の全体構成は、第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1及び第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95とほぼ同じ構成である。また、第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101の制御構成及び制御処理は、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95の制御構成及び制御処理とほぼ同じである。但し、第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101の判定装置70は、上記「第2接合部面積判定処理」のステップS35(図13参照)に替えて、後述の「第4接合部面積判定処理」のステップS81〜ステップS82(図22参照)を実行する点で、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95と異なっている。
また、第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101の判定装置70は、上記「第2接合部面積判定処理」のステップS43〜ステップS49(図14参照)に替えて、後述の「第4接合部面積判定処理」のステップS91〜ステップS99(図23参照)を実行する点で、第2実施形態に係る光学非破壊検査装置95と異なっている。尚、図22及び図23に示すフローチャートにおいて、図13及び図14に示すフローチャートと同一の符号を付与しているステップは、図13及び図14に示すフローチャートと同一の処理であるので、説明を省略し、図13及び図14に示すフローチャートとの相違点について主に説明する。
ここで、図22及び図23に示すフローチャートに基づいて、光学非破壊検査装置101の判定装置70及び位相差検出装置60が実行する「第4接合部面積判定処理」について説明する。尚、図22及び図23にフローチャートで示されるプログラムは、作業者が判定装置70を起動すると、位相差検出装置60が連動して起動され、判定装置70はステップS31へと処理を進め、位相差検出装置60はステップS211へと処理を進める。
図22に示すように、判定装置70は、上記ステップS31〜ステップS34の処理を実行した後、ステップS81の処理に進む。尚、ステップS32にて、判定装置70が受信するデータは、配信装置81(図1参照)から配信される許容面積範囲テーブル92(図5参照)と、温度・2波長強度比相関情報(図6参照)と、位相差・接合部面積相関情報(図19参照)と、後述の基準レーザ出力テーブル102と、である。図24に基準レーザ出力テーブル102の一例を示す。
図24に示すように、基準レーザ出力テーブル102は、「製品品番」、「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」、「基準ピーク温度(℃)」から構成されている。計測対象物は、第1部材51の材質、第1部材51のサイズ、第2部材52の材質、第2部材52のサイズ、第1部材51と第2部材52との間の接合部材(ハンダ53)の有無、等に応じて複数あるので、「製品品番」で計測対象物が区別されている。そして、当該「製品品番」に応じて「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」、「基準ピーク温度(℃)」が対応付けられている。
「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」は、製品品番に応じて、計測対象物50の接合部面積Sの測定開始時に、加熱用レーザ出力装置26から計測点SPに正弦波状に変化して出射される加熱用レーザLAのレーザ出力(W)を示している。「基準ピーク温度(℃)」は、製品品番に応じた計測対象物50の基準表面状態での計測点SPに、「基準レーザ出力(W)」で加熱用レーザLAを正弦波状に変化させて出射した場合に、計測点SPの正弦波状に変化する温度のピーク値、つまり、基準ピーク温度MPを示す。
例えば、計測対象物50の「製品品番」が「N1」の場合には、加熱用レーザ出力装置26から、「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」である「Q1(W)」のレーザ出力で加熱用レーザLAが正弦波状に変化して出射された際に、計測対象物50の基準表面状態での計測点SPの正弦波状に変化する温度の基準ピーク温度は、「MP1(℃)」である。
図22に示すように、ステップS81において、判定装置70は、上記ステップS34で入力された「製品品番」を読み出し、基準レーザ出力テーブル102から、この「製品品番」に対応する「加熱用レーザの基準出力(W)」を読み出す。そして、判定装置70は、読み出した「加熱用レーザの基準出力(W)」を加熱用レーザLAのレーザ出力として設定する、つまり、記憶する。例えば、計測対象物50の「製品品番」が「N1」の場合には、判定装置70は、「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」である「Q1(W)」を加熱用レーザLAのレーザ出力として設定する。
続いて、ステップS82において、判定装置70は、現在設定されているレーザ出力で、例えば、上記ステップS81で設定された「加熱用レーザの基準出力(W)」のレーザ出力で、加熱用レーザLAを出射するように指示する制御信号を、加熱用レーザ出力装置26に向けて出力する。加熱用レーザ出力装置26は、入力された制御信号に基づいて、現在設定されているレーザ出力、例えば、上記ステップS81で設定された「加熱用レーザの基準出力(W)」のレーザ出力を、(所定周波数の)正弦波状に変化させて、加熱用レーザLAの出射を開始する。
例えば、上記ステップS34で入力された「製品品番」が「N1」の場合には、判定装置70は、加熱用レーザ出力装置26に向けて、現在設定されている「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」の「Q1(W)」のレーザ出力で、加熱用レーザLAを出射するように指示する制御信号を出力する。加熱用レーザ出力装置26は、入力された制御信号に基づいて、現在設定されている「加熱用レーザの基準レーザ出力(W)」の「Q1(W)」のレーザ出力を、(所定周波数の)正弦波状に変化させて、加熱用レーザLAの出射を開始する。
続いて、判定装置70は、図22及び図23に示すように、上記ステップS36〜ステップS42の処理を実行した後、ステップS91の処理に進む。また、位相差検出装置60は、上記ステップS211〜ステップS216の処理を実行する。
ステップS91において、判定装置70は、上記ステップS34で入力された「製品品番」を読み出し、基準レーザ出力テーブル102から、この「製品品番」に対応する「基準ピーク温度(℃)」、つまり、基準ピーク温度MPを読み出す。また、判定装置70は、上記ステップS42で求めて記憶した計測点SPの被加熱状態のピーク温度Pを読み出す。続いて、判定装置70は、このピーク温度Pと基準ピーク温度MPとがほぼ同じ温度であるか否かを判定する。例えば、判定装置70は、ピーク温度Pと基準ピーク温度MPとの温度差の絶対値が、約1℃以内〜約5℃以内であるか否かを判定する。
例えば、上記ステップS34で入力された「製品品番」が「N1」の場合には、判定装置70は、基準レーザ出力テーブル102から、基準ピーク温度MPとして「MP1(℃)」を読み出す。そして、判定装置70は、上記ステップS42で求めて記憶した計測点SPの被加熱状態のピーク温度Pと基準ピーク温度「MP1(℃)」との温度差の絶対値が、約1℃以内〜約5℃以内であるか否かを判定する。
そして、判定装置70は、ピーク温度Pと基準ピーク温度MPとがほぼ同じ温度でないと判定した場合(S91:NO)には、ステップS92に進み、このピーク温度Pが基準ピーク温度MPよりも低い温度であるか否かを判定する。そして、判定装置70は、ピーク温度Pが基準ピーク温度MPよりも低い温度であると判定した場合(S92:YES)は、ステップS93に進み、ピーク温度Pが基準ピーク温度MPよりも高い温度であると判定した場合(S92:NO)は、ステップS94に進む。
ステップS93に進んだ場合、判定装置70は、加熱用レーザLAのレーザ出力を読み出し、このレーザ出力を所定出力、例えば、数(W)だけ増加して、新たなレーザ出力として再設定する、つまり、再度記憶した後、上記ステップS82に進む。例えば、判定装置70は、読み出したレーザ出力が「基準レーザ出力」の場合には、この「基準レーザ出力」を所定出力、例えば、数(W)だけ増加して、新たなレーザ出力として再設定する、つまり、再度記憶した後、上記ステップS82に進む。
ステップS82において、判定装置70は、現在設定されているレーザ出力で、つまり、このステップS93で再設定したレーザ出力で、加熱用レーザLAを出射するように指示する制御信号を、加熱用レーザ出力装置26に向けて出力した後、再度、ステップS36以降の処理を実行する。この結果、加熱用レーザ出力装置26は、入力された制御信号に基づいて、所定出力増加したレーザ出力、例えば、数(W)増加したレーザ出力を(所定周波数の)正弦波状に変化させて、加熱用レーザLAの出射を開始する。従って、この加熱用レーザLAが照射された計測点SPのピーク温度Pは、所定温度上昇する、例えば、数℃〜10数℃上昇する。
一方、ステップS94に進んだ場合、判定装置70は、加熱用レーザLAのレーザ出力を読み出し、このレーザ出力を所定出力、例えば、数(W)だけ低下して、新たなレーザ出力として再設定する、つまり、再度記憶した後、上記ステップS82に進む。例えば、判定装置70は、読み出したレーザ出力が「基準レーザ出力」の場合には、この「基準レーザ出力」を所定出力、例えば、数(W)だけ低下して、新たなレーザ出力として再設定する、つまり、再度記憶した後、上記ステップS82に進む。
ステップS82において、判定装置70は、現在設定されているレーザ出力で、つまり、このステップS94で再設定したレーザ出力で加熱用レーザLAを出射するように指示する制御信号を、加熱用レーザ出力装置26に向けて出力した後、再度、ステップS36以降の処理を実行する。この結果、加熱用レーザ出力装置26は、入力された制御信号に基づいて、所定出力低下したレーザ出力、例えば、数(W)低下したレーザ出力を(所定周波数の)正弦波状に変化させて、加熱用レーザLAの出射を開始する。従って、この加熱用レーザLAが照射された計測点SPのピーク温度Pは、所定温度低下する、例えば、数℃〜10数℃低下する。
他方、上記ステップS91で、判定装置70は、ピーク温度Pと基準ピーク温度MPとがほぼ同じ温度であると判定した場合(S91:YES)には、ステップS95に進む。ステップS95において、判定装置70は、図22に示すステップS39で記憶した各計測位相差δと、図22に示す上記ステップS32で受信した位相差・接合部面積相関情報(位相差δと接合部面積Sとの相関関係を示す情報)(図19参照)と、に基づいて、位相差δに対する接合部面積Sを求めた後(上記ステップS61における処理参照)、ステップS96に進む。
ステップS96において、判定装置70は、図22に示す上記ステップS34にて入力された製品品番を、図22に示す上記ステップS32にて受信した許容面積範囲テーブル92(図5参照)の「製品品番」として、この「製品品番」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とを許容面積範囲テーブル92から読み出す。続いて、判定装置70は、上記ステップS95にて求めた接合部面積Sが、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内であるか否かを判定する。
そして、判定装置70は、この接合部面積Sが、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内であると判定した場合(S96:YES)は、ステップS97に進み、この接合部面積Sが、最小許容面積よりも小さい、又は、最大許容面積よりも大きいと判定した場合(S96:NO)は、ステップS98に進む。
ステップS97に進んだ場合、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態は「正常」であると判定し、ステップS99に進む。一方、ステップS98に進んだ場合、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態は「異常」であると判定し、ステップS99に進む。
ステップS99にて、判定装置70は、第1部材51と第2部材52との接合界面における接合状態が正常または異常であることを示す判定結果を判定装置70の表示手段(モニタ等)に表示(出力)して(図25参照)、当該第4接合部面積判定処理を終了する。
ここで、判定装置70の表示手段(モニタ等)に、上記ステップS95にて求めた接合部面積Sを含む判定結果情報103を表示した一例について図25に基づいて説明する。尚、接合状態は「正常」であると判定された一例を示す。図25に示すように、上記ステップS34にて入力された製品品番「N1」と、接合状態判定結果として「正常」が表示される。また、許容面積範囲テーブル92(図5参照)の「製品品番」として「N1」に対応する「最小許容面積」と「最大許容面積」とが表示される。
そして、上記ステップS95にて求めた接合部面積Sが、この「最小許容面積」と「最大許容面積」との間に黒丸印で表示されている。つまり、接合部面積Sが、最小許容面積から最大許容面積までの許容範囲内である旨が表示されている。これにより、作業者は、判定結果情報103を見ることで、計測対象物50の接合状態が、正常であるか異常であるかを、容易に知ることができる。
以上詳細に説明した通り、第4実施形態に係る光学非破壊検査装置101では、先ず、加熱用レーザLAのレーザ出力が、基準レーザ出力テーブル102(図24参照)に基づいて、計測対象物50の「製品品番」に対応する「基準レーザ出力」に設定された後、加熱用レーザ出力装置26から加熱用レーザLAが出射される。そして、第1部材51の表面に設定された計測点SPから放射されて正弦波状に変化する第2赤外線波長λ2の第2赤外線L2の「ピーク強度E2(MAX(E2))」に対する正弦波状に変化する第1赤外線L1の「ピーク強度E1(MAX(E1))」のピーク強度比「MAX(E1)/MAX(E2)」の計測値と、配信装置81から受信した温度・2波長強度比相関情報(図6参照)とに基づいて、計測点SPにおける被加熱状態のピーク温度Pが求められる。
そして、判定装置70は、基準レーザ出力テーブル102に基づいて、計測対象物50の「製品品番」に対応する基準ピーク温度MPと、計測したピーク温度Pと、を比較して、ほぼ同じ温度であるか否かを判定する。そして、判定装置70は、計測したピーク温度Pが基準ピーク温度MPよりも低い温度であると判定した場合には、加熱用レーザLAのレーザ出力を所定出力増加して、再設定する。
一方、判定装置70は、計測したピーク温度Pが基準ピーク温度MPよりも高い温度であると判定した場合には、加熱用レーザLAのレーザ出力を所定出力低下して、再設定する。そして、判定装置70は、再度、加熱用レーザ出力装置26から再設定したレーザ出力で加熱用レーザLAを出射して、計測点SPにおける被加熱状態のピーク温度Pを求める。そして、判定装置70は、再度、計測したピーク温度Pと基準ピーク温度MPとを比較して、ほぼ同じ温度であるか否かを判定する。
他方、判定装置70は、計測したピーク温度Pと基準ピーク温度MPとがほぼ同じ温度であると判定した場合には、位相差検出装置60から入力された各計測位相差δと、配信装置81から受信した位相差・接合部面積相関情報(図19参照)とに基づいて、第1部材51と第2部材52の接合界面の面積である接合部面積Sを求める。続いて、判定装置70は、配信装置81から受信した許容面積範囲テーブル92(図5参照)に基づいて、接合部面積Sが最小許容面積(MINS)から最大許容面積(MAXS)までの許容範囲内であるか否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定する。
従って、判定装置70は、位相差検出装置60から入力された各計測位相差δと、位相差・接合部面積相関情報とから接合部面積Sを求め、この接合部面積Sが許容範囲内であるか否かによって、第1部材51と第2部材52の接合界面における接合状態を判定するため、接合状態を非破壊にて迅速に検査することができる。更に、計測対象物50の表面状態、表面粗さ等のばらつきにより、計測点SPにおける加熱用レーザLAのレーザ吸収量に個体差があっても、ピーク温度Pを基準ピーク温度MPに設定することができる。この結果、計測対象物50の表面状態、表面粗さ等の個体差が大きくなっても、ほぼ同じ加熱量で計測点SPを加熱することができ、接合界面における接合状態を同一加熱量で計測して、接合状態を非破壊にて高精度に検査することができる。
尚、本発明は前記第1実施形態乃至第4実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。尚、以下の説明において上記図1乃至図12の前記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1の構成等と同一符号は、前記第1実施形態に係る光学非破壊検査装置1の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。
(A1)前記第1実施形態乃至第4実施形態の説明では、第1部材51が電子部品、第2部材52がプリント基板、ハンダ53(接合部材)で接合、の例を説明したが、第1部材51が半導体で用いるボンディングワイヤ、第2部材52が半導体のチップフレーム、超音波圧着でボンディングワイヤをチップフレームに接合、等、種々の計測対象物に適用することができる。つまり、第1部材51の材質、第2部材52の材質、接合部材の有無及び接合方法、等に限定されず、種々の計測対象物50の接合部面積(S)を求める際に利用することができる。
(A2)加熱用レーザLAには、赤外線レーザや紫外線レーザや可視光レーザ等、種々のレーザを用いることができる。
(A3)前記第1実施形態乃至第4実施形態の説明では、位相差検出装置60と判定装置70とを別々の装置で構成した例を説明したが、位相差検出装置と判定装置とを一体化した装置としてもよい。
(A4)加熱用レーザ光源21とコリメートレンズ22との間に「音響光学変調器」を配置し、加熱用レーザ光源21から出射された加熱用レーザLAは、「音響光学変調器」を透過してコリメートレンズ22に入射するように構成してもよい。そして、変調信号出力手段25は、例えば、オシレータであり、判定装置70からの制御信号に基づいて、電圧が所定周波数かつ所定振幅で正弦波状に変化する変調信号を「音響光学変調器」に出力するように構成してもよい。これにより、「音響光学変調器」から出射された加熱用レーザLAの強度を正弦波状に変化させることができる。
1、95、98、101 光学非破壊検査装置
10 集光手段
22 コリメートレンズ
23 加熱レーザ選択反射手段
26 加熱用レーザ出力装置
31 第1赤外線用選択反射手段
32 第2赤外線用選択反射手段
35 第1赤外線強度検出手段
36、39、42 集光レンズ
38 第2赤外線強度検出手段
41 加熱用レーザ強度検出手段
50 計測対象物
51 第1部材
52 第2部材
53 ハンダ
60 位相差検出装置
70 判定装置
10 集光手段
22 コリメートレンズ
23 加熱レーザ選択反射手段
26 加熱用レーザ出力装置
31 第1赤外線用選択反射手段
32 第2赤外線用選択反射手段
35 第1赤外線強度検出手段
36、39、42 集光レンズ
38 第2赤外線強度検出手段
41 加熱用レーザ強度検出手段
50 計測対象物
51 第1部材
52 第2部材
53 ハンダ
60 位相差検出装置
70 判定装置
Claims (14)
- 接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合部面積を求める光学非破壊検査装置であって、
加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出力装置と、
前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出手段と、
前記計測点から放射された前記第1赤外線を前記第1赤外線強度検出手段へと導く第1赤外線導光手段と、
前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出手段と、
前記計測点から放射された前記第2赤外線を前記第2赤外線強度検出手段へと導く第2赤外線導光手段と、
前記第1赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、
前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する第1温度相関情報記憶手段と、
前記強度比算出手段によって算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する第2温度相関情報記憶手段と、
前記ピーク温度算出手段によって算出された前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する判定装置と、
を備えた光学非破壊検査装置。 - 接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合部面積を求める光学非破壊検査装置であって、
前記計測対象物に対する基準ピーク温度と前記加熱用レーザの基準レーザ出力とを記憶する基準レーザ出力情報記憶手段と、
加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記基準レーザ出力で前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出力装置と、
前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力する加熱用レーザ強度検出手段と、
前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出手段と、
前記計測点から放射された前記第1赤外線を前記第1赤外線強度検出手段へと導く第1赤外線導光手段と、
前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出手段と、
前記計測点から放射された前記第2赤外線を前記第2赤外線強度検出手段へと導く第2赤外線導光手段と、
前記加熱用レーザ強度検出手段からのレーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出手段からの第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出手段からの第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出信号との位相差を検出して前記位相差に関する位相差情報を出力する位相差検出装置と、
前記第1赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、
前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する第1温度相関情報記憶手段と、
前記強度比算出手段によって算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、
前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する接合部面積相関情報記憶手段と、
前記ピーク温度算出手段によって求めた前記ピーク温度が、前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であるか否かを判定するピーク温度判定手段と、
前記ピーク温度判定手段を介して前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であると判定された場合には、前記位相差検出装置から出力された前記位相差情報の前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する判定装置と、
を備えた光学非破壊検査装置。 - 請求項2に記載の光学非破壊検査装置において、
前記ピーク温度判定手段を介して前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度でないと判定された場合には、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であるか否かを判定する低温判定手段と、
前記低温判定手段を介して、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力を所定出力増加するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御し、
一方、前記低温判定手段を介して、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも高い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力を所定出力低下するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御するレーザ出力制御手段と、
を備えた、
光学非破壊検査装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光学非破壊検査装置において、
前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段を備え、
前記判定装置は、求めた前記接合部面積と前記許容面積範囲情報とに基づいて、前記接合界面における接合状態を判定する、
光学非破壊検査装置。 - 接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報及び前記加熱用レーザに関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合部面積を求める光学非破壊検査装置であって、
加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出力装置と、
前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力する加熱用レーザ強度検出手段と、
前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出して第1赤外線強度検出信号を出力する第1赤外線強度検出手段と、
前記計測点から放射された前記第1赤外線を前記第1赤外線強度検出手段へと導く第1赤外線導光手段と、
前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出して第2赤外線強度検出信号を出力する第2赤外線強度検出手段と、
前記計測点から放射された前記第2赤外線を前記第2赤外線強度検出手段へと導く第2赤外線導光手段と、
前記加熱用レーザ強度検出手段からのレーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出手段からの前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出手段からの前記第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は第2赤外線強度検出信号との位相差を検出して前記位相差に関する位相差情報を出力する位相差検出装置と、
前記第1赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線検出手段によって検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出手段と、
前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する第1温度相関情報記憶手段と、
前記強度比算出手段によって算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出手段と、
前記位相差検出装置から出力された前記位相差に関する前記位相差情報と、前記ピーク温度算出手段によって算出された前記ピーク温度とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する判定装置と、
を備えた光学非破壊検査装置。 - 請求項5に記載の光学非破壊検査装置において、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する第2温度相関情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記位相差との相関関係を示す接合部面積・位相差相関情報を記憶する位相差相関情報記憶手段と、を備え、
前記判定装置は、
前記ピーク温度算出手段によって算出された前記計測点における前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定手段と、
前記接合部面積判定手段によって前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・位相差相関情報に基づいて、当該接合部面積に対応する位相差の許容範囲を求める位相差許容範囲算出手段と、
前記位相差検出装置から出力された前記位相差情報の前記位相差が、前記位相差許容範囲算出手段によって求めた前記位相差の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する位相差判定手段と、
を有している、
光学非破壊検査装置。 - 請求項5に記載の光学非破壊検査装置において、
前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する接合部面積相関情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す接合部面積・温度相関情報を記憶する第3温度相関情報記憶手段と、を備え、
前記判定装置は、
前記位相差検出装置から出力された前記位相差情報の前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定手段と、
前記接合部面積判定手段によって前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・温度相関情報に基づいて、前記接合部面積に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度の許容範囲を求める温度許容範囲算出手段と、
前記ピーク温度算出手段によって算出された前記計測点における前記ピーク温度が、前記温度許容範囲算出手段によって求めた前記ピーク温度の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する温度判定手段と、
を有している、
光学非破壊検査装置。 - 接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、
加熱用レーザ出力装置と、第1赤外線強度検出手段と、第2赤外線強度検出手段と、判定装置と、を用いて、
前記加熱用レーザ出力装置から、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出射ステップと、
前記第1赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出ステップと、
前記第2赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出ステップと、
前記第1赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出ステップと、
前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記強度比算出ステップで算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出ステップと、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記ピーク温度算出ステップで算出された前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する接合状態判定ステップと、
を有する光学非破壊検査方法。 - 接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報に基づいて、前記接合界面の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、
加熱用レーザ出力装置と、加熱用レーザ強度検出手段と、第1赤外線強度検出手段と、第2赤外線強度検出手段と、位相差検出装置と、判定装置と、前記計測対象物に対する基準ピーク温度と前記加熱用レーザの基準レーザ出力とを記憶する基準レーザ出力情報記憶手段と、を用いて、
前記加熱用レーザ出力装置から、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記基準レーザ出力で前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出射ステップと、
前記第1赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出する第1赤外線強度検出ステップと、
前記第2赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出する第2赤外線強度検出ステップと、
前記加熱用レーザ強度検出手段からのレーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出手段からの第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出手段からの第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出信号との位相差を検出する位相差検出ステップと、
前記第1赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出ステップと、
前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記強度比算出ステップで算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出ステップと、
前記ピーク温度算出ステップで求めた前記ピーク温度が、前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であるか否かを判定するピーク温度判定ステップと、
前記ピーク温度判定ステップで、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度であると判定された場合には、前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する前記判定装置にて、位相差検出ステップで検出された前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する接合状態判定ステップと、
を有する光学非破壊検査方法。 - 請求項9に記載の光学非破壊検査方法において、
前記ピーク温度判定ステップで前記ピーク温度が前記基準ピーク温度とほぼ同じ温度でないと判定された場合には、前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であるか否かを判定する低温判定ステップと、
前記低温判定ステップで前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力が所定出力増加するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御し、
一方、前記低温判定ステップで前記ピーク温度が前記基準ピーク温度よりも高い温度であると判定された場合には、前記加熱用レーザのレーザ出力が所定出力低下するように再設定して、前記加熱用レーザ出力装置を介して前記加熱用レーザを出射するように制御するレーザ出力制御ステップと、
を有する光学非破壊検査方法。 - 請求項8乃至請求項10のいずれか1項に記載の光学非破壊検査方法において、
前記判定装置には、前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報が記憶され、
前記接合状態判定ステップにおいて、求めた前記接合部面積と前記許容面積範囲情報とに基づいて、前記接合界面における接合状態を判定する、
光学非破壊検査方法。 - 接合界面にて互いに接合された第1部材と第2部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第1部材と前記第2部材、である計測対象物における前記第1部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される前記計測対象物の被加熱状態に関する情報及び前記加熱用レーザに関する情報に基づいて、前記接合界面の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、
加熱用レーザ出力装置と、加熱用レーザ強度検出手段と、第1赤外線強度検出手段と、第2赤外線強度検出手段と、位相差検出装置と、判定装置と、を用いて、
前記加熱用レーザ出力装置から、加熱レーザ波長の前記加熱用レーザを前記計測点における強度が正弦波状に変化するように出射する加熱用レーザ出射ステップと、
前記加熱用レーザ強度検出手段にて、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力する加熱用レーザ強度検出ステップと、
前記第1赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて第1赤外線波長の正弦波状に変化する第1赤外線の強度を検出して第1赤外線強度検出信号を出力する第1赤外線強度検出ステップと、
前記第2赤外線強度検出手段にて、前記計測点から放射されて前記第1赤外線波長とは異なる第2赤外線波長の正弦波状に変化する第2赤外線の強度を検出して第2赤外線強度検出信号を出力する第2赤外線強度検出ステップと、
前記位相差検出装置にて、前記加熱用レーザ強度検出ステップで出力された前記レーザ強度検出信号と、前記第1赤外線強度検出ステップで出力された前記第1赤外線強度検出信号又は前記第2赤外線強度検出ステップで出力された前記第2赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記第1赤外線強度検出信号又は第2赤外線強度検出信号との位相差を検出して前記位相差に関する位相差情報を出力する位相差検出ステップと、
前記第1赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第1赤外線の強度のピーク時における第1ピーク強度と、前記第2赤外線強度検出ステップで検出された正弦波状に変化する前記第2赤外線の強度のピーク時における第2ピーク強度とから、前記第2ピーク強度に対する前記第1ピーク強度のピーク強度比を算出する強度比算出ステップと、
前記計測対象物に対する前記ピーク強度比と、前記第1赤外線及び前記第2赤外線の強度のピーク時に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度との相関関係を示す温度・2波長強度比相関情報を記憶する前記判定装置にて、前記強度比算出ステップで算出された前記ピーク強度比と、前記温度・2波長強度比相関情報とに基づいて、前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度を求めるピーク温度算出ステップと、
前記判定装置にて、前記位相差検出ステップで出力された前記位相差に関する前記位相差情報と、前記ピーク温度算出ステップで算出された前記ピーク温度とに基づいて、前記接合部面積を求めて前記接合界面における接合状態を判定する接合状態判定ステップと、
を有する光学非破壊検査方法。 - 請求項12に記載の光学非破壊検査方法において、
前記判定装置は、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す温度・接合部面積相関情報を記憶する第2温度相関情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記位相差との相関関係を示す接合部面積・位相差相関情報を記憶する位相差相関情報記憶手段と、を有し、
前記接合状態判定ステップにおいて、
前記ピーク温度算出ステップで算出された前記計測点における前記ピーク温度と、前記温度・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定ステップと、
前記接合部面積判定ステップで前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・位相差相関情報に基づいて、当該接合部面積に対応する位相差の許容範囲を求める位相差許容範囲算出ステップと、
前記位相差検出ステップで出力された前記位相差情報の前記位相差が、前記位相差許容範囲算出ステップで求めた前記位相差の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する位相差判定ステップと、
を有している、
光学非破壊検査方法。 - 請求項12に記載の光学非破壊検査方法において、
前記判定装置は、
前記計測対象物に対する前記位相差と前記接合部面積との相関関係を示す位相差・接合部面積相関情報を記憶する接合部面積相関情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲を含む許容面積範囲情報を記憶する許容面積範囲情報記憶手段と、
前記計測対象物に対する前記接合部面積と前記計測点における被加熱状態の前記ピーク温度との相関関係を示す接合部面積・温度相関情報を記憶する第3温度相関情報記憶手段と、を有し、
前記接合状態判定ステップにおいて、
前記位相差検出ステップで出力された前記位相差情報の前記位相差と、前記位相差・接合部面積相関情報とに基づいて、前記接合部面積を求めた後、前記許容面積範囲情報に基づいて、当該接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であるか否かを判定する接合部面積判定ステップと、
前記接合部面積判定ステップで前記接合部面積が前記計測対象物に対する前記接合部面積の許容範囲内であると判定された場合に、前記接合部面積・温度相関情報に基づいて、前記接合部面積に対応する前記計測点における被加熱状態のピーク温度の許容範囲を求める温度許容範囲算出ステップと、
前記ピーク温度算出ステップで算出された前記計測点における前記ピーク温度が、前記温度許容範囲算出ステップで求めた前記ピーク温度の許容範囲内であるか否かを判定することによって前記接合界面における接合状態を判定する温度判定ステップと、
を有している、
光学非破壊検査方法。
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Cited By (1)
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WO2023175710A1 (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 日本電信電話株式会社 | 観察装置 |
-
2018
- 2018-03-08 JP JP2018042264A patent/JP2019020383A/ja active Pending
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WO2023175710A1 (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 日本電信電話株式会社 | 観察装置 |
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