JP6907951B2 - ヒートシンクの検査方法、検査装置及び生産方法、生産システム - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートシンクの検査方法、検査装置及び生産方法、生産システムに関し、例えば、鋳造によって成形された基体の表面に放熱層が形成されたヒートシンクの検査方法、検査装置及び生産方法、生産システムに関する。
近年、例えば、半導体装置などにおける電気回路の小型化に伴って、当該電気回路の発熱密度が上昇している。そのため、電気回路の放熱性能の向上が重要となっており、電気回路にヒートシンクが設けられている。このようなヒートシンクを成す基体は、熱伝導率の高いアルミなどの金属で形成することが一般的である。ところが、アルミなどの金属自体の熱伝導率は高いが、当該金属から空気への熱伝導率は低い傾向がある。そのため、金属よりも空気への熱伝導率の高いカーボン、窒化物、樹脂などを放熱層として基体の表面に形成している。
ところで、特許文献１には、鋳造によって基体を成形した際の余熱が残った状態で、基体の表面に樹脂層を形成する電熱器具用放熱ベースの製造方法が開示されている。
また、特許文献２には、コンクリート構造体の表面を加熱手段で加熱した後に、コンクリート構造体の表面をサーモグラフィ装置で撮像し、取得した画像データに基づいて、コンクリート構造体内のひび割れなどを調査する構造物調査・診断システムが開示されている。
ヒートシンクの基体の表面に放熱層を形成した場合、基体の表面に付着する離型剤や放熱層を形成する際の基体の温度などによって、放熱層が基体の表面から剥離する不具合が発生することがある。そこで、例えば、特許文献２の構造物調査・診断システムを流用して、放熱層の基体の表面からの剥離具合を検査することはできるが、加熱手段で放熱層を加熱してから、サーモグラフィ装置を用いて放熱層の基体の表面からの剥離具合を検査することになる。そのため、再加熱に時間がかかり、その結果、ヒートシンクが不良品か否かの検査に時間がかかって、検査効率が低下する課題を有する。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができるヒートシンクの検査方法、検査装置及び生産方法、生産システムを実現する。
本発明の一態様に係るヒートシンクの検査方法は、鋳造によって成形された基体の表面に放熱層が形成されたヒートシンクの検査方法であって、
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の表面に成膜処理が施されることで形成された前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層の分子からの放射（放射スペクトル）を受光する撮像手段によって前記放熱層を撮像して、前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する工程を備える。
これにより、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の表面に成膜処理が施されることで形成された前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層の分子からの放射（放射スペクトル）を受光する撮像手段によって前記放熱層を撮像して、前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する工程を備える。
これにより、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
上述のヒートシンクの検査方法において、
前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を比較して、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、前記サンプリング画像データにおける前記画像データの各々の領域に対応する領域の温度と、の差分を算出する工程と、
前記算出した差分に基づいて、前記区域内で予め設定された温度差以上の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度差以上の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する工程と、
を備えることが好ましい。
これにより、取得した画像データに基づいて、ヒートシンクが不良品か否かを簡単に検査することができる。
前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を比較して、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、前記サンプリング画像データにおける前記画像データの各々の領域に対応する領域の温度と、の差分を算出する工程と、
前記算出した差分に基づいて、前記区域内で予め設定された温度差以上の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度差以上の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する工程と、
を備えることが好ましい。
これにより、取得した画像データに基づいて、ヒートシンクが不良品か否かを簡単に検査することができる。
上述のヒートシンクの検査方法において、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内で予め設定された温度以下の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度以下の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する工程を備えることが好ましい。
これにより、取得した画像データに基づいて、ヒートシンクが不良品か否かを簡単に検査することができる。
これにより、取得した画像データに基づいて、ヒートシンクが不良品か否かを簡単に検査することができる。
上述のヒートシンクの検査方法において、前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を表示する工程を備えることが好ましい。
このように画像データとサンプリング画像データとを表示することで、視覚的に欠陥箇所を認識することができる。
このように画像データとサンプリング画像データとを表示することで、視覚的に欠陥箇所を認識することができる。
本発明の一態様に係るヒートシンクの生産方法は、鋳造によって成形された基体の表面に成膜処理が施されることで放熱層が形成されるヒートシンクの生産方法であって、
前記基体を鋳造した後の当該基体の余熱の温度を検出する工程と、
前記検出した基体の余熱の温度が成膜用樹脂の成膜温度以上の場合、前記基体の表面に前記成膜用樹脂を塗布して前記放熱層を形成する工程と、
前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段によって前記放熱層を撮像して、前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する工程と、
を備える。
これにより、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
前記基体を鋳造した後の当該基体の余熱の温度を検出する工程と、
前記検出した基体の余熱の温度が成膜用樹脂の成膜温度以上の場合、前記基体の表面に前記成膜用樹脂を塗布して前記放熱層を形成する工程と、
前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段によって前記放熱層を撮像して、前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する工程と、
を備える。
これにより、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
本発明の一態様に係るヒートシンクの検査装置は、鋳造によって成形された基体の表面に放熱層が形成されたヒートシンクの検査装置であって、
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の表面に成膜処理が施されることで形成された前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層を撮像して当該放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品か否かを判定する処理手段と、
を備える。
このような構成により、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の表面に成膜処理が施されることで形成された前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層を撮像して当該放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品か否かを判定する処理手段と、
を備える。
このような構成により、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
上述のヒートシンクの検査装置において、前記処理手段は、前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を比較して、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、前記サンプリング画像データにおける前記画像データの各々の領域と対応する領域の温度と、の差分を算出し、前記算出した差分に基づいて、前記区域内で予め設定された温度差以上の領域の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度差以上の領域の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定することが好ましい。
このように処理手段によって、ヒートシンクが不良品か否かを判定させるため、ヒートシンクを簡単に検査することができる。
このように処理手段によって、ヒートシンクが不良品か否かを判定させるため、ヒートシンクを簡単に検査することができる。
上述のヒートシンクの検査装置において、前記処理手段は、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内で予め設定された温度以下の領域の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度以下の領域の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定することが好ましい。
このように処理手段によって、ヒートシンクが不良品か否かを判定させるため、ヒートシンクを簡単に検査することができる。
このように処理手段によって、ヒートシンクが不良品か否かを判定させるため、ヒートシンクを簡単に検査することができる。
本発明の一態様に係るヒートシンクの生産システムは、鋳造によって成形された基体の表面に成膜処理が施されることで放熱層が形成されるヒートシンクの生産システムであって、
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出した基体の余熱の温度が成膜用樹脂の成膜温度以上の場合、前記基体の表面に前記成膜用樹脂を塗布して前記放熱層を形成する形成手段と、
前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層を撮像して前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であるか否かを判定する処理手段と、
を備える。
このような構成により、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出した基体の余熱の温度が成膜用樹脂の成膜温度以上の場合、前記基体の表面に前記成膜用樹脂を塗布して前記放熱層を形成する形成手段と、
前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層を撮像して前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であるか否かを判定する処理手段と、
を備える。
このような構成により、放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層を加熱する加熱工程を省略することができる。そのため、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
本発明によれば、放熱層の基体の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンクが不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態のヒートシンクの生産システムの構成を説明する。図１は、本実施の形態のヒートシンクの生産システムの制御系を示すブロック図である。図２は、本実施の形態のヒートシンクの製造装置における鋳造型を用いて基体を成形した様子を示す図である。図３は、本実施の形態のヒートシンクの製造装置における形成手段を用いて基体の表面に放熱層を形成する様子を示す図である。
先ず、本実施の形態のヒートシンクの生産システムの構成を説明する。図１は、本実施の形態のヒートシンクの生産システムの制御系を示すブロック図である。図２は、本実施の形態のヒートシンクの製造装置における鋳造型を用いて基体を成形した様子を示す図である。図３は、本実施の形態のヒートシンクの製造装置における形成手段を用いて基体の表面に放熱層を形成する様子を示す図である。
本実施の形態のヒートシンクの生産システム（以下、単に生産システムと省略する場合がある。）１は、図１に示すように、ヒートシンクの製造装置２及び検査装置３を備えている。
ヒートシンクの製造装置（以下、単に製造装置と省略する場合がある。）２は、図１乃至図３に示すように、鋳造型４、温度検出手段５、形成手段６及び処理手段７を備えており、鋳造された基体８の表面に放熱層９が形成されて成るヒートシンク１０を製造するために用いられる。ここで、ヒートシンク１０は、電子回路に設けられるヒートシンクに限らず、放熱を必要とする箇所に設けられるヒートシンクであればよい。
鋳造型４は、アルミなどの金属溶湯を鋳造して基体８を成形する。鋳造型４は、例えば、図２に示すように、固定型４ａ及び可動型４ｂを備えており、固定型４ａに対して可動型４ｂを接近及び離間可能とされている。但し、鋳造型４は、双方の型が可動型であってもよい。
可動型４ｂを固定型４ａに対して接近させて型閉じすることで、固定型４ａと可動型４ｂとの内部にキャビティ４ｃが形成される。キャビティ４ｃは、成形される基体８と対応する形状とされており、当該キャビティ４ｃの内部に図示を省略した溶湯口から金属溶湯が流し込まれる。一方、可動型４ｂを固定型４ａに対して離間させて型開きすることで、キャビティ４ｃによって成形された基体８が脱型される。
温度検出手段５は、鋳造された基体８の温度を検出する。温度検出手段５は、例えば、プローブ式温度計であり、基体８にプローブが接触することで、基体８の表面の温度を検出する。温度検出手段５は、検出した温度データを処理手段７に出力する。但し、温度検出手段５は、プローブ式温度計に限らず、基体８の表面の温度を検出することができる温度計を用いることができる。
形成手段６は、図３に示すように、基体８の表面に成膜用樹脂を塗布して放熱層９を形成する。形成手段６は、例えば、鋳造による基体８の余熱によって成膜（焼成）可能な成膜用樹脂を噴射するスプレーノズルである。成膜用樹脂としては、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などの熱可塑性樹脂又はエポキシ系塗料やフェノール系塗料などの熱硬化性樹脂を用いることができる。
但し、本実施の形態では、成膜用樹脂を基体８に噴射して放熱層９を形成しているが、カーボンなどの繊維素材を成膜用樹脂に混ぜた状態で基体８に噴射することで放熱層９を形成してもよく、又は、成膜用樹脂の噴射とは別に繊維素材を基体８に射出して放熱層９を形成してもよい。
処理手段７は、詳細は後述するが、温度検出手段５から入力される基体８の温度データに基づいて、形成手段６を制御する。
ヒートシンク１０の検査装置（以下、単に検査装置と省略する場合がある。）３は、放熱層９における基体８の表面からの剥離具合に基づいて、ヒートシンク１０が良品か不良品かを判定する。
検査装置３は、図１に示すように、撮像手段１１及び処理手段１２を備えている。図４は、本実施の形態のヒートシンクの検査装置における撮像手段を用いて画像データを取得する様子を示す図である。撮像手段１１は、図４に示すように、基体８に形成された放熱層９を撮像して当該放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを取得する。
撮像手段１１は、放熱層９の分子からの放射を受光する受光素子を備えており、例えば、赤外線サーモカメラである。撮像手段１１は、取得した画像データを処理手段１２に出力する。但し、本実施の形態では、撮像手段１１として赤外線サーモカメラを例示したが、放熱層９の分子からの放射を受光して画像データを取得できるものであればよい。
処理手段１２は、詳細は後述するが、撮像手段１１から入力された画像データに基づいて、ヒートシンク１０が良品か不良品かを判定する。
次に、本実施の形態のヒートシンク１０の生産方法を説明する。図５は、本実施の形態のヒートシンクの生産方法の流れを示すフローチャート図である。本実施の形態のヒートシンク１０の生産方法は、図５に示すように、ヒートシンク１０の製造工程と検査工程とを備えている。
先ず、鋳造により基体８を成形する（Ｓ１）。詳細には、可動型４ｂを固定型４ａに対して接近させて型閉じし、溶湯口を介して金属溶湯をキャビティ４ｃに流し込む。そして、金属溶湯を凝固させた後に、図２に示すように、可動型４ｂを固定型４ａに対して離間させて型開きし、基体８を脱型する。その後、鋳造による余熱が残った状態で、基体８は、例えば、図示を省略した搬送手段によって載置台１３上に載置される。
次に、製造装置２の処理手段７は、基体８の表面の温度が、当該基体８に塗布される成膜用樹脂が成膜（焼成）可能な温度（即ち、予め設定した成膜温度）以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。詳細には、載置台１３上に載置された、未だ鋳造による余熱が残った状態の基体８の表面の温度を温度検出手段５が検出し、検出した温度データを処理手段７に出力する。
このとき、例えば、載置台１３上に基体８が載置されると、温度検出手段５のプローブが基体８に接触して当該基体８の表面温度を検出するように、温度検出手段５が載置台１３に設けられていることが好ましい。これにより、載置台１３上に基体８が載置されると、自動的に基体８の表面の温度を検出することができる。そして、処理手段７は、温度検出手段５から入力される温度データに基づいて、余熱が残った状態の基体８の表面の温度が成膜温度以上であるか否かを判定する。
製造装置２の処理手段７は、基体８の表面の温度が成膜温度以上の場合（Ｓ２のＹＥＳ）、形成手段６を制御して、基体８の表面に成膜用樹脂を塗布して放熱層９を形成する（Ｓ３）。このとき、基体８の表面の温度は、成膜温度以上であるので、成膜用樹脂が基体８の表面で成膜されて放熱層９となる。これにより、基体８の表面に放熱層９が形成されたヒートシンク１０が製造される。製造されたヒートシンク１０は、放熱層９に基体８からの余熱が残った状態で、例えば、図示を省略した搬送手段によって載置台１４上に載置される。
ここで、基体８の表面の温度が、成膜温度以上であって、且つ当該成膜温度よりも所定温度高く設定された設定温度（例えば、当該成膜温度に１００℃を加算した温度）未満である間に、成膜用樹脂を塗布するとよい。
一方、製造装置２の処理手段７は、基体８の表面の温度が成膜温度より低い場合、放熱層９の形成が不可能であると判定する（Ｓ２のＮＯ）。
次に、検査装置３の処理手段１２は、撮像手段１１で撮像した、放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを取得する（Ｓ４）。詳細には、処理手段１２は、載置台１４上にヒートシンク１０が載置されると、撮像手段１１を制御して、載置台１４上に載置された、未だ放熱層９に基体８の余熱が残った状態のヒートシンク１０を撮像手段１１で撮像させる。
一般的には、キセノンランプなどを用いて放熱層９を加熱しないと、撮像手段１１から良好な画像データを取得することはできないが、本実施の形態では、未だ放熱層９に基体８の余熱が残った状態のヒートシンク１０を撮像するので、撮像手段１１から良好な画像データを取得することができる。
撮像手段１１は、取得した放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを処理手段１２に出力する。ちなみに、撮像手段１１で良好な画像データを取得するために、撮像手段１１で放熱層９を撮像する際の当該放熱層９の表面の温度は、大凡、１５０℃以上であることが好ましい。但し、撮像手段１１で画像データを取得する際の放熱層９の温度は、放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを良好に取得できる温度であればよい。
次に、検査装置３の処理手段１２は、取得した画像データと、予め取得した放熱層９が基体８の表面から剥離していない状態での当該放熱層９の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を比較して、画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、サンプリング画像データにおける当該画像データの各々の領域に対応する領域の温度と、の差分（温度差）を算出する（Ｓ５）。
詳細には、予め上述のＳ１〜Ｓ４の工程を実施し、放熱層９が基体８の表面から剥離していない状態での当該放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを、サンプリング画像データとして取得しておく。つまり、サンプリング画像データは、検査対象であるヒートシンク１０と同様に製造されたヒートシンク１０を、検査対象であるヒートシンク１０と同様の条件（例えば、放熱層９を形成後の経過時間など）で撮像手段１１によって撮像して取得した画像データである。
ここで、図６は、ヒートシンクにおける放熱層が基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布の一部を表すサンプリング画像データである。図７は、ヒートシンクにおける放熱層の一部が基体の表面から剥離した状態での当該放熱層の表面の温度分布の一部を表す画像データである。なお、図６及び図７では、色が薄くなるのに従って温度が高い領域を示している。
図６及び図７に示すように、色分けによって放熱層９の表面の温度分布を推定することができる。そして、図６に示すように、放熱層９が基体８の表面から剥離していない場合、放熱層９の表面の温度分布は、略均一である。一方、図７に示すように、放熱層９の一部が基体８の表面から剥離している場合、放熱層９が剥離している領域の温度は、放熱層９が剥離していない領域の温度に比べて低い。
そこで、検査装置３の処理手段１２は、画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、サンプリング画像データにおける当該画像データの各々の領域に対応する領域の温度と、の差分を算出する。つまり、処理手段１２は、画像データの区域内での複数の領域毎に、サンプリング画像データとの温度差を算出する。
ここで、当該区域は、画像データ内の放熱層９が撮像された部分を予め設定された広さに区画することで設定され、画像データ内で１つ又は複数存在する。また、当該領域は、当該区域を区画することで設定され、当該区域内で複数存在する。なお、図７では、一点鎖線で１つの区域Ｃを例示し、破線で１つの領域Ａを例示している。ちなみに、当該区域及び領域は、画素単位で設定すればよい。
検査装置３の処理手段１２は、上述のＳ５の工程を繰り返して、画像データ全域で区域Ｃ毎の各々の領域Ａの温度差を算出する。
次に、検査装置３の処理手段１２は、区域Ｃ毎に算出した各領域Ａでの温度差に基づいて、区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが、区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。
検査装置３の処理手段１２は、区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが、区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上である場合、放熱層９が基体８の表面から剥離した不良品であると判定する（Ｓ６のＹＥＳ）。つまり、処理手段１２は、区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが当該区域Ｃの広さに対して予め設定された割合以上の区域Ｃが、画像データ内に存在する場合、ヒートシンク１０が不良品であると判定する。
一方、検査装置３の処理手段１２は、区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが、区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合より小さい場合、放熱層９が基体８の表面から剥離していない良品であると判定する（Ｓ６のＮＯ）。つまり、処理手段１２は、区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが当該区域Ｃの広さに対して予め設定された割合以上の区域Ｃが、画像データ内に存在しない場合、ヒートシンク１０が良品であると判定する。
このような本実施の形態のヒートシンク１０の検査方法、検査装置及び生産方法、生産システムは、放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを取得するために、未だ放熱層９に基体８の余熱が残った状態のヒートシンク１０を撮像手段１１で撮像するので、良好な画像データを取得することができる。
そのため、本実施の形態では、放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層９を加熱する加熱工程を省略することができる。これにより、放熱層９の基体８の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンク１０が不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。しかも、キセノンランプなどの加熱手段を省略することができるので、生産コストの削減に寄与できる。
特に、本実施の形態では、検査装置３の処理手段１２によって、ヒートシンク１０が不良品か否かを判定させるため、ヒートシンク１０が不良品か否かを簡単に検査することができる。
なお、本実施の形態では、画像データ全域で区域Ｃ毎の各々の領域Ａの温度差を算出した後に、各々の区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが、区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定しているが、画像データの一部の区域Ｃ毎の各々の領域Ａの温度差を算出し、各々の区域Ｃ内で予め設定された温度差以上の領域Ａの合計の広さが、区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定する工程を、繰り返してもよい。この場合、ヒートシンク１０が不良品であると判定した段階で、検査工程を終了することができる。
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、サンプリング画像データを用いてヒートシンク１０が良品か不良品かを判定しているが、サンプリング画像データを用いずにヒートシンク１０が良品か不良品かを判定してもよい。
上記実施の形態１では、サンプリング画像データを用いてヒートシンク１０が良品か不良品かを判定しているが、サンプリング画像データを用いずにヒートシンク１０が良品か不良品かを判定してもよい。
図８は、本実施の形態のヒートシンクの生産システムの制御系を示すブロック図である。なお、以下の説明では、実施の形態１と重複する説明は省略し、実施の形態１と等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
本実施の形態の生産システム２１は、図８に示すように実施の形態１の生産システム１に対して、製造装置２の構成は等しいが、検査装置２２の処理手段２３の処理内容が異なる。
詳細には、ヒートシンク１０の生産方法において、検査装置２２の処理手段２３の処理内容を説明する。図９は、本実施の形態のヒートシンクの生産方法の流れを示すフローチャート図である。
本実施の形態のヒートシンクの生産方法は、図９に示すように、画像データを取得するまでの工程Ｓ２１〜Ｓ２４は、実施の形態１のヒートシンクの生産方法での画像データを取得するまでの工程Ｓ１〜Ｓ４と等しい。
そして、本実施の形態のヒートシンクの製造方法では、Ｓ２４の工程の後に、検査装置２２の処理手段２３が、取得した画像データにおける予め設定された広さの区域Ｃ内で予め設定された温度以下の領域Ａの合計の広さが、当該区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定する（Ｓ２５）。
つまり、本実施の形態では、画像データにおける区域Ｃ内での領域Ａの温度が予め設定された温度以下であるか否かを判定し、当該区域Ｃ内で予め設定された温度以下であると判定された領域Ａの合計の広さが、当該区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定する。なお、予め設定された温度は、例えば、１３０℃に設定することができるが、成膜用樹脂の材質などに応じて、適宜、変更することができる。
検査装置２２の処理手段２３は、区域Ｃ内で予め設定された温度以下であると判定された領域Ａの合計の広さが、当該区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上である場合、ヒートシンク１０が不良品であると判定する（Ｓ２５のＹＥＳ）。つまり、処理手段２３は、区域Ｃ内で予め設定された温度以下であると判定された領域Ａの合計の広さが当該区域Ｃの広さに対して予め設定された割合以上である区域Ｃが、画像データ内に存在する場合、ヒートシンク１０が不良品であると判定する。
一方、検査装置２２の処理手段２３は、区域Ｃ内で予め設定された温度以下であると判定された領域Ａの合計の広さが、当該区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合より小さい場合、ヒートシンク１０が良品であると判定する（Ｓ２５のＮＯ）。つまり、処理手段２３は、区域Ｃ内で予め設定された温度以下であると判定された領域Ａの合計の広さが当該区域Ｃの広さに対して予め設定された割合以上である区域Ｃが、画像データ内に存在しない場合、ヒートシンク１０が良品であると判定する。
このような本実施の形態のヒートシンク１０の検査方法、検査装置及び生産方法、生産システムも、放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを取得するために、未だ放熱層９に基体８の余熱が残った状態のヒートシンク１０を撮像手段１１で撮像するので、良好な画像データを取得することができる。
そのため、本実施の形態では、放熱層９の表面の温度分布を表す画像データを取得する際に、キセノンランプなどの加熱手段で放熱層９を加熱する加熱工程を省略することができる。これにより、放熱層９の基体８の表面からの剥離具合に基づいてヒートシンク１０が不良品か否かを検査する際の効率を向上させることができる。しかも、キセノンランプなどの加熱手段を省略することができるので、生産コストの削減に寄与できる。
特に、本実施の形態でも、検査装置２２の処理手段２３によって、ヒートシンク１０が不良品か否かを判定させるため、ヒートシンク１０が不良品か否かを簡単に検査することができる。
なお、上述のＳ２５の工程では、画像データ全域の区域Ｃでの各領域Ａの温度を判定した後に、区域Ｃ内で予め設定された温度以下の領域Ａの合計の広さが、当該区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定してもよく、又は、画像データの一部の区域Ｃでの各領域Ａの温度を判定し、区域Ｃ内で予め設定された温度以下の領域Ａの合計の広さが、当該区域Ｃの広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定する工程を、繰り返してもよい。後者の場合、ヒートシンク１０が不良品であると判定した段階で、検査工程を終了することができる。
＜実施の形態３＞
上記実施の形態１では、検査装置３の処理手段１２によって、ヒートシンク１０が良品か不良品かを判定しているが、作業者が表示手段を用いてヒートシンク１０が良品か不良品かを判定してもよい。
上記実施の形態１では、検査装置３の処理手段１２によって、ヒートシンク１０が良品か不良品かを判定しているが、作業者が表示手段を用いてヒートシンク１０が良品か不良品かを判定してもよい。
図１０は、本実施の形態のヒートシンクの生産システムの制御系を示すブロック図である。なお、以下の説明では、実施の形態１と重複する説明は省略し、実施の形態１と等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
本実施の形態の生産システム３１は、図１０に示すように実施の形態１の生産システム１に対して、製造装置２の構成は等しいが、検査装置３２の処理手段３３の処理内容が異なり、さらに、検査装置３２が表示手段３４を備えている点で異なる。
詳細には、検査装置３２の処理手段３３は、撮像手段１１から画像データが入力されると、画像データ及びサンプリング画像データを表示手段３４に表示させる。これにより、作業者は、表示手段３４に表示される画像データとサンプリング画像データとを比較して、例えば、放熱層９の表面の温度が予め設定された閾値温度より低い領域が、撮像手段１１の誤差により放熱層９の表面の温度が当該閾値温度より低く判定された領域に対して広い場合、ヒートシンク１０が不良品であると判定することができる。
このように本実施の形態では、画像データとサンプリング画像データとを表示することで、視覚的に欠陥箇所を認識することができる。
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施の形態１及び２では、画像データやサンプリング画像データを表示手段に表示させていないが、画像データやサンプリング画像データを表示手段に表示させてもよい。
上記実施の形態のヒートシンクは、例えば、エンジンのシリンダヘッドなどの鋳造品に放熱層を形成した構成でもよい。
上記実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
１ ヒートシンクの生産システム
２ ヒートシンクの製造装置、５ 温度検出手段、６ 形成手段、７ 処理手段
３ ヒートシンクの検査装置、１１ 撮像手段、１２ 処理手段
４ 鋳造型、４ａ 固定型、４ｂ 可動型、４ｃ キャビティ
８ 基体
９ 放熱層
１０ ヒートシンク
１３、１４ 載置台
２１ ヒートシンクの生産システム
２２ ヒートシンクの検査装置、２３ 処理手段
３１ ヒートシンクの生産システム
３２ ヒートシンクの検査装置、３３ 処理手段、３４ 表示手段
２ ヒートシンクの製造装置、５ 温度検出手段、６ 形成手段、７ 処理手段
３ ヒートシンクの検査装置、１１ 撮像手段、１２ 処理手段
４ 鋳造型、４ａ 固定型、４ｂ 可動型、４ｃ キャビティ
８ 基体
９ 放熱層
１０ ヒートシンク
１３、１４ 載置台
２１ ヒートシンクの生産システム
２２ ヒートシンクの検査装置、２３ 処理手段
３１ ヒートシンクの生産システム
３２ ヒートシンクの検査装置、３３ 処理手段、３４ 表示手段
Claims (9)
- 鋳造によって成形された基体の表面に放熱層が形成されたヒートシンクの検査方法であって、
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の表面に成膜処理が施されることで形成された前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段によって前記放熱層を撮像して、前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する工程を備える、ヒートシンクの検査方法。 - 前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を比較して、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、前記サンプリング画像データにおける前記画像データの各々の領域に対応する領域の温度と、の差分を算出する工程と、
前記算出した差分に基づいて、前記区域内で予め設定された温度差以上の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度差以上の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する工程と、
を備える、請求項１に記載のヒートシンクの検査方法。 - 前記画像データにおける予め設定された広さの区域内で予め設定された温度以下の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度以下の領域の合計の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する工程を備える、請求項１に記載のヒートシンクの検査方法。
- 前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を表示する工程を備える、請求項１又は２に記載のヒートシンクの検査方法。
- 鋳造によって成形された基体の表面に成膜処理が施されることで放熱層が形成されるヒートシンクの生産方法であって、
前記基体を鋳造した後の当該基体の余熱の温度を検出する工程と、
前記検出した基体の余熱の温度が成膜用樹脂の成膜温度以上の場合、前記基体の表面に前記成膜用樹脂を塗布して前記放熱層を形成する工程と、
前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段によって前記放熱層を撮像して、前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する工程と、
を備える、ヒートシンクの生産方法。 - 鋳造によって成形された基体の表面に放熱層が形成されたヒートシンクの検査装置であって、
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の表面に成膜処理が施されることで形成された前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層を撮像して当該放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品か否かを判定する処理手段と、
を備える、ヒートシンクの検査装置。 - 前記処理手段は、前記画像データと、予め取得した前記放熱層が前記基体の表面から剥離していない状態での当該放熱層の表面の温度分布を表すサンプリング画像データと、を比較して、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内での複数の領域の温度と、前記サンプリング画像データにおける前記画像データの各々の領域と対応する領域の温度と、の差分を算出し、前記算出した差分に基づいて、前記区域内で予め設定された温度差以上の領域の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度差以上の領域の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する、請求項６に記載のヒートシンクの検査装置。
- 前記処理手段は、前記画像データにおける予め設定された広さの区域内で予め設定された温度以下の領域の広さが、前記区域の広さに対して、予め設定された割合以上であるか否かを判定し、前記温度以下の領域の広さが、前記区域の広さに対して、前記割合以上である場合、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であると判定する、請求項６に記載のヒートシンクの検査装置。
- 鋳造によって成形された基体の表面に成膜処理が施されることで放熱層が形成されるヒートシンクの生産システムであって、
前記基体を鋳造した際の余熱が残った当該基体の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出した基体の余熱の温度が成膜用樹脂の成膜温度以上の場合、前記基体の表面に前記成膜用樹脂を塗布して前記放熱層を形成する形成手段と、
前記放熱層に前記基体から伝わった余熱が残った状態で、前記放熱層を撮像して前記放熱層の表面の温度分布を表す画像データを取得する、前記放熱層の分子からの放射を受光する撮像手段と、
前記画像データに基づいて、前記放熱層が前記基体の表面から剥離した不良品であるか否かを判定する処理手段と、
を備える、ヒートシンクの生産システム。
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