JP5428077B2 - 金属接合部の検査方法及び装置 - Google Patents
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Description
この工程では、接合部11aを有する被検査部11を温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまで同一パワーで連続加熱する。この実施の形態における被検査部11の加熱は被検査部11にレーザを照射することにより行われる場合を示し、このレーザ加熱は制御コンピュータ26からの指令によりレーザ源12から被検査部にレーザを照射することにより行われる。レーザ源12から照射された所定波長のレーザは、集光レンズ22によりアルミニウム線21の直径以下の所定径に集光されて、その被検査部11であるアルミニウム線21の表面に照射される。照射されたレーザがその被検査部11の表面で吸収されて熱に変換され、被検査部11であるアルミニウム線21の表面温度が上昇する。アルミニウム線21の表面温度が上昇すると接合面を通して熱が回路パターン19やセラミック基盤17に熱伝導される。被検査部11の温度は時間と共に上昇するが、レーザによる加熱量と熱伝導量が同一になったときに被検査部11の温度上昇は停止する。このように温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまで、この工程では被検査部11を同一パワーで連続加熱する。
この工程では、被検査部11の加熱された部分に温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまでの温度変移を測定する。この検査方法では、従来用いられていた赤外線放射温度計に代えて、被検査部11のレーザが照射された部分の温度変移を被検査部11における放射温度測定時の放射率の影響に起因する温度測定誤差を実質的に無視できる2色放射温度計13により測定する。2色放射温度計13は被検査部11から放射される赤外線の測定を特定の2波長についてのみ行う。そして2色放射温度計13は、特定の2波長についての赤外線量の比率を求め、その比率に対応する温度を被検査部11の表面における加熱点の温度として出力する。
この工程では、被検査部11の加熱された部分から測定した温度変移を基準となる加熱パワーでの温度変移に補正する。即ち、2色放射温度計13により得られた温度変移を熱容量の関係式から基準となる加熱パワーでの温度変移に補正することにより、被検査部11におけるレーザ加熱時の吸収率の影響に起因する加熱パワーの差を無視するものである。
この工程では、補正後の温度変移と、同様に基準となる加熱パワーでの温度変移に補正した基準となる良品が示す温度変移を比較選別し、その比較選別結果により被検査部11の良否を判定する。この良否の判定は、被検査部11における温度変移の相違が被検査部11における接合部11aの接合面積の相違に強い相関があることを知見したことにより行うものである。ここで、図1の拡大図で説明すると、レーザは被検査部11を構成するアルミニウム線21のみを加熱しており、その加熱されたアルミニウム線21は加熱されていない銅19との間に温度勾配が生じ、破線矢印で示すようにアルミニウム線21から接合部11aを介して銅19に向かう熱の流れが生じる。このように、温度差のある物体間を流れる熱量は、熱伝導路の断面積である接合部11aの接合面積と、温度勾配の積に比例する。即ち、アルミニウム線21から接合部11aを介して銅19に流れる熱量qは、その接合部11aの面積Sと、アルミニウム線21と銅19の温度勾配gradTとの積に比例する。ちなみに、このときの比例定数がいわゆる熱伝導率Kと呼ばれ、物質の種類とその状態によって決まる物性値とされている。してみると、接合部11aの面積がアルミニウム線21から銅19に向かう熱量に影響を及ぼすことは明白であり、その熱量が異なれば加熱部位における温度変移も異なる。よって、レーザにより被検査部11に吸収された加熱パワーQが比較の対象である良品の基準となる加熱パワーと同一であると補正された補正後の温度変移に基づいてその良否を判定することにより、被検査部11の吸収率や放射率を無視できる方法で、接合部11aの面積が規定値に達しない被検査部11、又は接合部11aの面積が規定値を超える被検査部11を不良として分別することが可能となる。
11a 接合部
11 被検査部
12 レーザ源(加熱手段)
13 2色放射温度計(温度変移測定手段)
14 温度変移補正手段
16 良否判定手段
Claims (4)
- 接合部(11a)を有する被検査部(11)を温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまで同一パワーで連続加熱する工程と、
同時に前記被検査部(11)の加熱された部分に温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまでの温度変移を測定する工程と、
前記被検査部(11)の加熱された部分から測定した温度変移を基準となる加熱パワーでの温度変移に補正する工程と、
前記補正後の温度変移と、同様に基準となる加熱パワーでの温度変移に補正した基準となる良品が示す温度変移とを比較選別する工程と、
その比較選別結果により前記被検査部(11)の良否を判定する工程とから成り、
前記温度変移の比較選別は、前記補正後の温度変移が、予め記憶されている基準となる加熱パワーでの良品が示す温度変移の上限と下限の間に存在するか否かにより行われることを特徴とする金属接合部の検査方法。 - 被検査部(11)の加熱は前記被検査部(11)にレーザを照射することにより行われ、
前記被検査部(11)のレーザが照射された部分の温度変移を前記被検査部(11)における放射温度測定時の放射率の影響に起因する温度測定誤差を実質的に無視できる2色放射温度計(13)により測定し、
前記2色放射温度計(13)により得られた温度変移を熱容量の関係式から基準となる加熱パワーでの温度変移に補正することにより、前記被検査部(11)におけるレーザ加熱時の吸収率の影響に起因する加熱パワーの差を無視する、
請求項1に記載の金属接合部の検査方法。 - 接合部(11a)を有する被検査部(11)を温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまで同一パワーで連続加熱する加熱手段(12)と、
同時に前記被検査部(11)の加熱された部分に温度変化が見られなくなる飽和温度に達するまでの温度変移を測定する温度変移測定手段(13)と、
前記被検査部(11)の加熱された部分から測定した温度変移を、基準となる加熱パワーでの温度変移に補正する温度変移補正手段(14)と、
補正後の前記温度変移と、同様に基準となる加熱パワーでの温度変移に補正した基準となる良品が示す温度変移とを比較選別し、その比較選別結果により前記被検査部(11)の良否を判定する良否判定手段(16)とを備えて成り、
前記温度変移の比較選別は、前記補正後の温度変移が、予め記憶されている基準となる加熱パワーでの良品が示す温度変移の上限と下限の間に存在するか否かにより行われることを特徴とする金属接合部の検査装置。 - 前記加熱手段が被検査部(11)にレーザを照射可能なレーザ源(12)であり、
前記温度変移測定手段(14)が、被検査部(11)のレーザが照射された部分の温度変移を前記被検査部(11)における放射温度測定時の放射率の影響に起因する温度測定誤差を実質的に無視できる2色放射温度計(13)であり、
前記温度変移補正手段が、前記2色放射温度計(13)により得られた温度変移を熱容量の関係式から基準となる加熱パワーでの温度変移に補正することにより、前記被検査部(11)におけるレーザ加熱時の吸収率の影響に起因する加熱パワーの差を無視する請求項3記載の金属接合部の検査装置。
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