JP7098956B2 - 光学非破壊検査方法及び光学非破壊検査装置 - Google Patents

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、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第１部材と第２部材、である計測対象物において、接合界面における接合部の接合状態を、光学的に非破壊にて求める、光学非破壊検査方法及び光学非破壊検査装置に関する。

例えば特許文献１では、接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材における第１部材の表面に設定した計測点に、接合部面積を求めるための加熱用レーザを照射して温度上昇特性を計測する前に、加熱用レーザよりも高出力のレーザを短時間だけ計測点に照射して、計測点に酸化膜を形成している。酸化膜は、非常に高い吸収率（放射率）を安定して有しており、表面粗さも安定しており反射率が非常に低い。計測点に酸化膜を形成しない場合、計測対象物毎に計測点の表面粗さはバラついており、加熱用レーザを照射した際の温度上昇特性は、計測対象物毎に異なっている。従って、計測点に酸化膜を形成しない場合では、計測対象物毎のＳＮ比のバラつきが比較的大きい。特許文献１では、計測点に酸化膜を形成した後で加熱用レーザを照射して温度上昇特性を計測しているので、計測対象物毎の計測点の表面粗さのバラつきが抑制され、より高いＳＮ比にて計測結果を得ることができる。

特開２０１４－２２８４７８号公報

加熱用レーザを計測点に照射して接合状態を求める際、同一の計測対象物に対して複数回接合状態を求めると、求めた接合状態のバラつきが比較的大きくなる場合がある。例えば、同一の計測対象物であっても、１回目の計測で求めた接合状態における接合部面積に対して、２回目の計測で求めた接合状態における接合部面積のほうが小さくなる場合がある。同一の計測対象物に対する接合部面積（接合状態）のバラつきは、下記の［領域Ｂ］が、接触状態となったり離間状態となったりして発生していると考えられる。

例えば拡散接合の場合、接合部面積（接合状態）のバラつきに関して、第１部材と第２部材との接合面には、以下の３つの領域（［領域Ａ］～[領域Ｃ]）がある。
［領域Ａ］原子が充分に拡散して第１部材と第２部材が適切に接合されて離間することなく常に接触した状態である「接触状態で安定している領域」。
［領域Ｂ］第１部材と第２部材が接合されておらず、接触したり離間したりする状態である「接触状態が不安定な領域」。
［領域Ｃ］第１部材と第２部材が接合されておらず、常に離間した状態である「非接触状態で安定している領域」。

特許文献１に記載の光学非破壊検査方法では、計測点に酸化膜を形成するために、計測点に高出力のレーザを短時間だけ照射しているが、上記の［領域Ｂ］を排除することは非常に困難である。つまり、上記の［領域Ｂ］を排除できずに残してしまうので、求めた接合部面積（接合状態）のバラつきが大きくなる場合がある点については、あまり好ましくない。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、第１部材に設定した計測点に加熱用レーザを照射した際の計測点の温度変化に基づいて第１部材と第２部材との接合状態を判定する場合において、接合状態のバラつきをより抑制し、より安定した接合状態を取得して判定することができる光学非破壊検査方法、及び光学非破壊検査装置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情報である計測点情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報である加熱用レーザ情報及び前記計測点情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、光学非破壊検査方法であって、前記加熱用レーザを前記計測点に向けて出射して前記計測点を加熱する加熱用レーザ出射ステップと、前記計測点から放射される赤外線の強度を含む前記計測点情報を取得する情報取得ステップ、あるいは、前記計測点から放射される赤外線の強度を含む前記計測点情報及び前記計測点に照射される加熱用レーザの強度を含む前記加熱用レーザ情報を取得する情報取得ステップと、前記情報取得ステップにて取得した、前記計測点情報、あるいは、前記計測点情報及び前記加熱用レーザ情報、に基づいた取得関連情報を用いて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する接合状態判定ステップと、を有している。そして、前記加熱用レーザ出射ステップの前に、前記第１部材を破壊することなく前記第１部材に熱歪を生じさせるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、前記計測点、あるいは、前記計測点を含む範囲である予備加熱範囲、あるいは、前記予備加熱範囲内において予め設定された単数または複数の予備加熱点、に照射して前記第１部材に熱歪を生じさせる予備加熱ステップ、を有する、光学非破壊検査方法である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る光学非破壊検査方法であって、前記予備加熱ステップの前に、前記計測点に向けて、前記計測点への前記加熱用レーザの照射径よりも大きな照射径の表面異物除去径となるように、前記予備加熱レーザの出力強度よりも小さな出力強度の表面異物除去用レーザを、前記予備加熱ステップにおける前記予備加熱レーザの照射時間よりも短い表面異物除去照射時間で照射して、前記計測点及び前記計測点の周囲に付着している異物を除去する、表面異物除去ステップ、を有する、光学非破壊検査方法である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る光学非破壊検査方法であって、レーザ出力装置と、レーザ強度検出手段と、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、前記加熱用レーザ出射ステップでは、前記レーザ出力装置から、前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射する。また、前記情報取得ステップでは、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に基づいて前記レーザ強度検出手段から出力される前記加熱用レーザ情報であるレーザ強度検出信号を、前記位相差検出装置に取り込み、前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度に基づいて前記赤外線強度検出手段から出力される前記計測点情報である赤外線強度検出信号を、前記位相差検出装置に取り込む。そして、前記接合状態判定ステップでは、前記位相差検出装置にて前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出信号との位相差を求め、求めた前記位相差を含む前記取得関連情報を前記判定装置に出力して前記判定装置にて前記取得関連情報を取り込み、前記判定装置にて、前記取得関連情報に含まれている前記位相差に基づいて、前記接合界面における接合部の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４の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る光学非破壊検査方法であって、レーザ出力装置と、赤外線強度検出手段と、判定装置と、を用い、前記加熱用レーザ出射ステップでは、前記レーザ出力装置から、前記計測点に向けて、一定の出力強度である加熱強度とされた前記加熱用レーザを出射する。また、前記情報取得ステップでは、前記計測点から放射された赤外線の強度に基づいて前記赤外線強度検出手段から出力される前記計測点情報である赤外線強度検出信号を、前記判定装置に取り込む。そして、前記接合状態判定ステップでは、前記判定装置にて、前記赤外線強度検出信号から求めた前記取得関連情報である前記計測点における温度上昇特性に基づいて、前記接合界面における接合部の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情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報及び前記計測点から取得される情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、光学非破壊検査装置であって、前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射するレーザ出力装置と、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レーザ強度検出手段と、前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を検出して赤外線強度検出信号を出力する赤外線強度検出手段と、前記レーザ強度検出手段からの前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出手段からの前記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赤外線強度検出信号と、の位相差を検出して検出した前記位相差を含む取得関連情報を判定装置に出力する位相差検出装置と、前記レーザ出力装置を制御するとともに前記位相差検出装置から入力された前記取得関連情報に含まれている前記位相差に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する前記判定装置と、を有する。そして、前記判定装置は、前記レーザ出力装置から前記加熱用レーザを出射させる前の時点において、前記レーザ出力装置を制御して、前記第１部材を破壊することなく前記第１部材に熱歪を生じさせるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、前記計測点、あるいは、前記計測点を含む範囲である予備加熱範囲、あるいは、前記予備加熱範囲内において予め設定された単数または複数の予備加熱点、に照射して前記第１部材に熱歪を生じさせる、光学非破壊検査装置である。

次に、本発明の第６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情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、光学非破壊検査装置であって、前記計測点に向けて、一定の出力強度である加熱強度とされた前記加熱用レーザを出射するレーザ出力装置と、前記計測点から放射された赤外線の強度を検出して赤外線強度検出信号を出力する少なくとも１つの赤外線強度検出手段と、前記レーザ出力装置を制御するとともに前記赤外線強度検出手段から取り込んだ前記赤外線強度検出信号から求めた前記計測点の温度上昇特性に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する判定装置と、を有する。そして、前記判定装置は、前記レーザ出力装置から前記加熱用レーザを出射させる前の時点において、前記レーザ出力装置を制御して、前記第１部材を破壊することなく前記第１部材に熱歪を生じさせるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、前記計測点、あるいは、前記計測点を含む範囲である予備加熱範囲、あるいは、前記予備加熱範囲内において予め設定された単数または複数の予備加熱点、に照射して前記第１部材に熱歪を生じさせる、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の発明または第６の発明に係る光学非破壊検査装置であって、前記判定装置は、前記レーザ出力装置から前記予備加熱レーザを出射させる前の時点において、前記レーザ出力装置を制御して、前記計測点に向けて、前記計測点への前記加熱用レーザの照射径よりも大きな照射径の表面異物除去径となるように、前記予備加熱レーザの出力強度よりも小さな出力強度の表面異物除去用レーザを、前記予備加熱レーザの照射時間よりも短い表面異物除去照射時間で照射して、前記計測点及び前記計測点の周囲に付着している異物を除去する、光学非破壊検査装置である。

第１の発明によれば、計測点に加熱用レーザを照射する加熱用レーザ出射ステップの前に、計測点（あるいは予備加熱範囲、あるいは予備加熱範囲内の単数または複数の予備加熱点）に、出力と照射時間が調整された予備加熱レーザを照射する。予備加熱レーザは、計測点が設定されている第１部材を破壊することなく、第１部材に熱歪を積極的に発生させる。そして、第１部材に熱歪を発生させることで、上記の［領域Ｂ］（接触状態が不安定な領域）を、上記の［領域Ｃ］（非接触状態で安定している状態）へと変換する。これにより、第１部材に設定した計測点に加熱用レーザを照射した際の計測点の温度変化に基づいて第１部材と第２部材との接合状態を判定する場合において、接合状態のバラつきをより抑制し、より安定した接合状態を取得して判定することができる。

第２の発明によれば、例えば計測点及び計測点の周囲に、ハンダ付けで使用したフラックスや、フラックスを洗浄するための有機溶剤等の異物が残っていた場合、これらの異物を適切に除去することが可能である。これらの異物が残っている場合、加熱用レーザを照射した際、計測点の周囲に溶融した異物が堆積してノイズとなる赤外線を放射する場合がある。第２の発明では、予備加熱ステップの前（すなわち、加熱用レーザを照射する前）に、計測点及び計測点の周囲から異物を適切に除去することで、計測点からの赤外線に異物からの赤外線（ノイズ）が重畳されないようにすることが可能であり、接合状態の判定をより精度よく行うことができる。

第３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赤外線強度検出信号から求めた位相差に基づいて、接合状態を判定する光学非破壊検査方法において、予備加熱ステップを行うことで、接合状態のバラつきをより抑制し、より安定した接合状態を取得して判定することができる。

第４の発明によれば、一定の加熱強度とされた加熱用レーザを計測点に照射して、計測点の温度上昇特性に基づいて、接合状態を判定する光学非破壊検査方法において、予備加熱ステップを行うことで、接合状態のバラつきをより抑制し、より安定した接合状態を取得して判定することができる。

第５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赤外線強度検出信号から求めた位相差に基づいて、接合状態を判定する光学非破壊検査装置において、予備加熱を行うことで、接合状態のバラつきをより抑制し、より安定した接合状態を取得して判定することができる。

第６の発明によれば、一定の加熱強度とされた加熱用レーザを計測点に照射して、計測点の温度上昇特性に基づいて、接合状態を判定する光学非破壊検査装置において、予備加熱ステップを行うことで、接合状態のバラつきをより抑制し、より安定した接合状態を取得して判定することができる。

第７の発明によれば、例えば計測点及び計測点の周囲に、ハンダ付けで使用したフラックスや、フラックスを洗浄するための有機溶剤等の異物が残っていた場合、これらの異物を適切に除去することが可能である。これらの異物が残っている場合、加熱用レーザを照射した際、計測点の周囲に溶融した異物が堆積してノイズとなる赤外線を放射する場合がある。第７の発明では、予備加熱レーザを出射させる前（すなわち、加熱用レーザを出射させる前）に、計測点及び計測点の周囲から異物を適切に除去することで、計測点からの赤外線に異物からの赤外線（ノイズ）が重畳されないようにすることが可能であり、接合状態の判定をより精度よく行うことができる。

測定対象物の例を説明する図であり、ワイヤボンディングにて電極にワイヤを接合した電子部品の斜視図である。 図１に示す電子部品をＩＩ方向から見た図である。 図２に示すＡＡ部の拡大図であり、電極に接合されたワイヤの計測点に加熱用レーザを照射した際において、熱の伝導と赤外線の放射の例を説明する図である。 第１の実施の形態の光学非破壊検査装置の外観の例を説明する斜視図である。 図４に示す第１の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成を説明する図である。 電極に接合されたワイヤの例であって、接合面における電極とワイヤとの接合状態（接触状態）を説明する図である。 図６の状態から、計測点（または計測点の周囲）に予備加熱レーザを照射してワイヤ（第１部材）に熱歪を発生させた例を説明する図である。 予備加熱レーザを、計測点に照射する例を説明する斜視図である。 図８におけるＩＸ－ＩＸ断面図である。 予備加熱レーザを、計測点を含む予備加熱範囲に照射する例を説明する斜視図である。 図１０におけるＸＩ－ＸＩ断面図である。 予備加熱レーザを、予備加熱範囲内に設定した予備加熱点に照射する例を説明する斜視図である。 図１２におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。 第１の実施の形態における、判定装置及び位相差検出装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。 製品品番毎（計測対象物毎）に各情報が記憶された判定情報の例を説明する図である。 第１の実施の形態における、計測点へのレーザの照射状態と、計測点における温度変化の例を説明する図である。 位相差・接合部面積特性の例を説明する図である。 判定結果の例を説明する図である。 第２の実施の形態の光学非破壊検査装置の外観の例を説明する斜視図である。 図１９に示す第２の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成を説明する図である。 第２の実施の形態における、判定装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。 製品品番毎（計測対象物毎）に各情報が記憶された判定情報の例を説明する図である。 第２の実施の形態における、計測点へのレーザの照射状態と、計測点における温度変化の例を説明する図である。 赤外線の波長と赤外線エネルギー（強度）と温度の関係を説明する図である。 温度と２波長強度比（波長λ１の赤外線エネルギー／波長λ２の赤外線のエネルギー）の関係を説明する図である。 温度上昇特性の例と、正規化の例を説明する図である。 正規化した最小許容面積の温度上昇特性と、正規化した最大許容面積の温度上昇特性と、計測して正規化した温度上昇特性と、の例を説明する図である。 判定結果の例を説明する図である。 第３の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成を説明する図である。 第４の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成を説明する図である。 第５の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成を説明する図である。 第６の実施の形態（第１の実施の形態に対して表面異物除去処理を追加）において、加熱用レーザによって、計測点の周囲に、溶融した異物が堆積している様子を説明する斜視図である。 図１６に対して、溶融した異物によって、計測点の温度にノイズが重畳された例を説明する図である。 計測点及び計測点の周囲に、表面異物除去用レーザを照射している例を説明する斜視図である。 計測点の外径、計測点の周囲に溶融異物が堆積した場合の外径、表面異物除去用レーザの照射径、の例を説明する図である。 第６の実施の形態における、判定装置及び位相差検出装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第６の実施の形態における、製品品番毎（計測対象物毎）に各情報が記憶された判定情報の例を説明する図である。 第６の実施の形態における、計測点へのレーザの照射状態と、計測点における温度変化の例を説明する図である。 第７の実施の形態（第２の実施の形態に対して表面異物除去処理を追加）における、判定装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第７の実施の形態における、製品品番毎（計測対象物毎）に各情報が記憶された判定情報の例を説明する図である。 第７の実施の形態における、計測点へのレーザの照射状態と、計測点における温度変化の例を説明する図である。

以下、本発明の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法の第１～第７の実施の形態を、図面を用いて順に説明する。以下に説明する第１～第７の実施の形態では、図１に示すように、ＩＣ等の電子部品における電極９２（第２部材に相当）にワイヤ９１（アルミワイヤ等であり、第１部材に相当）を接合した例について説明する。第１～第７の実施の形態では、第１部材に設定して計測点に加熱用レーザを照射している。そして、計測点から取得される計測点情報、あるいは、前記計測点情報及び加熱用レーザに関する加熱用レーザ情報、に基づいて、第１部材と第２部材との接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める。この場合の「接合界面における接合部」とは、図３に示すように、第１部材（ワイヤ９１）と第２部材（電極９２）とが接合されている面状の領域である接合部９６を指す。

なお、加熱用レーザに関する情報とは、第１の実施の形態（図５参照）において、計測点ＳＰに照射される加熱用レーザの強度であって時間の経過に対する加熱用レーザの強度を含む。また計測点ＳＰから取得される計測点情報とは、第１の実施の形態（図５参照）または第２の実施の形態（図２０参照）または第４の実施の形態（図３０参照）において、計測点ＳＰから放射された赤外線の強度であって時間の経過に対する赤外線の強度を含む。また、第３の実施の形態（図２９参照）において、計測点ＳＰから取得される計測点情報とは、計測点ＳＰから放射された赤外線の強度であって時間の経過に対する赤外線の強度と、計測点ＳＰにて反射された加熱用レーザの強度であって時間の経過に対する加熱用レーザの強度と、を含む。

また、以降の各図において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が示されている場合、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｚ軸は鉛直上方に向かう方向を示しており、Ｘ軸とＹ軸は水平方向を示している。

●［測定対象物の例（図１～図３）］
図１～図３を用いて測定対象物９０の例について説明する。図１は、基板９８上に設けた銅箔等の各電極９２に、径（幅）が数１０［μｍ］～数１００［μｍ］程度のアルミニウム等のワイヤ９１の一方端をワイヤボンディングにて接合し、基板９８上のベース９３上に接着剤９５等にて固定した半導体チップ９４の各端子に、ワイヤ９１の他方端をワイヤボンディングにて接合した状態の斜視図を示している。また図２は、図１をＩＩ方向から見た図であり、図３は図２におけるＡＡ部の拡大図である。なお、ワイヤ９１は第１部材に相当し、電極９２は第２部材に相当している。

電極９２にワイヤ９１が適切に接合されているか否かを判定するには、接合部９６（図３参照）の面積である接合部面積（ワイヤ９１と電極９２とが接合されている面積）が許容範囲内であるか否かを判定することで、接合状態（内部の状態）の良否を判定すればよい。そこで、図３に示すように、接合部の近傍のワイヤ９１の表面に計測点ＳＰを設定し、計測点ＳＰに加熱用レーザを照射して加熱する。すると、計測点ＳＰの温度は徐々に上昇し、計測点ＳＰからワイヤ９１内及び接合部９６を経由して電極９２へと熱が伝播される。また計測点ＳＰからは、上昇した温度に応じた赤外線が放射される。また、以降に説明する第１～第４の実施の形態では、図１～図３に示す計測対象物９０における電極９２とワイヤ９１との接合部の接合部面積を求める例を説明する。

●［第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１の外観（図４）と全体構成（図５）］
図４は、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１の外観の斜視図を示しており、図５は、図４に示す光学非破壊検査装置１の全体構成の例を示している。第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１は、レーザ光源（この場合、半導体レーザ光源２１）から出射されるレーザ光そのものの強度を正弦波状に変化させて計測点に照射し、計測点に照射されて正弦波状に変化する加熱用レーザの強度と、計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度と、の位相差に基づいて、計測対象物の接合部面積を求める。そして判定装置７０にて、求めた接合部面積が許容範囲内であるか否かを判定して接合状態の良否を判定する。

図４及び図５に示すように、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１は、基台７８、支持部７１、レーザヘッド部７３、Ｘ軸方向スライドテーブル７５、Ｘ軸方向移動手段７５Ｘ、Ｙ軸方向スライドテーブル７６、Ｙ軸方向移動手段７６Ｙ、Ｚ軸方向支持体７７、Ｚ軸方向移動手段７７Ｚ、位相差検出装置６０、判定装置７０等にて構成されている。そしてＸ軸スライドテーブル７５には、計測対象物（この場合、図１の例に示した計測対象物９０）が固定されている。

図４及び図５に示すように、基台７８には、Ｚ軸方向支持体７７が固定されており、Ｚ軸方向支持体７７には、Ｚ軸方向移動手段７７Ｚ（エンコーダを備えた電動モータ等）が設けられているとともにＹ軸方向スライドテーブル７６が取り付けられている。Ｚ軸方向移動手段７７Ｚは、判定装置７０からの制御信号に基づいて、Ｚ軸方向支持体７７に対するＹ軸方向スライドテーブル７６のＺ軸方向の位置を移動させるとともに、移動量に応じた移動量検出信号を判定装置７０に出力する。

またＹ軸方向スライドテーブル７６には、Ｙ軸方向移動手段７６Ｙ（エンコーダを備えた電動モータ等）が設けられているとともにＸ軸方向スライドテーブル７５が取り付けられている。Ｙ軸方向移動手段７６Ｙは、判定装置７０からの制御信号に基づいて、Ｚ軸方向支持体７７に対するＹ軸方向スライドテーブル７６のＹ軸方向の位置を移動させるとともに、移動量に応じた移動量検出信号を判定装置７０に出力する。

またＸ軸方向スライドテーブル７５には、Ｘ軸方向移動手段７５Ｘ（エンコーダを備えた電動モータ等）が設けられている。Ｘ軸方向移動手段７５Ｘは、判定装置７０からの制御信号に基づいて、Ｙ軸方向スライドテーブル７６に対するＸ軸方向スライドテーブル７５のＸ軸方向の位置を移動させるとともに、移動量に応じた移動量検出信号を判定装置７０に出力する。以上に説明したように、判定装置７０は、Ｘ軸方向移動手段７５Ｘ、Ｙ軸方向移動手段７６Ｙ、Ｚ軸方向移動手段７７Ｚを用いて、基台７８に対する計測対象物９０の位置を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能である。

図４に示すように、基台７８には支持部７１が固定されており、支持部７１はレーザヘッド部７３を保持している。またレーザヘッド部７３は、レーザ出力装置２７、集光手段１０（図５の例では、反射型対物レンズ）、レーザ強度検出手段４１、赤外線強度検出手段３１等を有している。

レーザ出力装置２７は、例えば半導体レーザ光源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。半導体レーザ光源２１は、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。そして半導体レーザ光源２１は、変調信号出力手段２５からの変調信号に基づいて、強度が正弦波状に変化する加熱用レーザＬａを出射する。半導体レーザ光源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。なお出射された加熱用レーザ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。なお、加熱用レーザの出力は、計測対象物９０を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。

また、レーザ出力装置２７は、加熱用レーザを出射する前に、ワイヤ９１（第１部材）を破壊することなく熱歪を発生させるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを照射する制御信号が判定装置７０から入力されると、強度：熱歪発生強度、時間：照射時間、とされた予備加熱レーザを出力する。なお、予備加熱レーザの波長は、加熱用レーザの波長と同じである。

集光手段１０は、自身の光軸に沿って一方の側から（図５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９１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５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。なお集光手段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。なお集光手段１０は、対物レンズが好ましい。

レーザ出力装置２７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の波長の光を反射し、加熱用レーザの波長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。なお図５の例では、加熱レーザ選択反射手段２３は、加熱用レーザＬａの波長の光を、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、レーザ強度検出手段４１が配置されている。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、半導体レーザ光源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。

レーザ強度検出手段４１は、例えば加熱用レーザの波長の光のエネルギー（強度）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（正弦波状に強度が変化する加熱用レーザ）は、集光レンズ４１Ｌにて集光されてレーザ強度検出手段４１に入力される。そしてレーザ強度検出手段４１から出力されるレーザ強度検出信号は、例えばセンサアンプ４１Ａ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にて反射した照射光と計測点ＳＰから放射された赤外線を含む測定光）には、計測点ＳＰから放射された所定波長の赤外線が含まれている。第１測定光Ｌ１１の先には、赤外線強度検出手段３１が配置されている。

赤外線強度検出手段３１は、例えば所定波長の赤外線のエネルギー（強度）を検出可能な赤外線センサである。第１測定光Ｌ１１に含まれている所定波長の赤外線（正弦波状に強度が変化する赤外線）は、集光レンズ３１Ｌにて集光されて赤外線強度検出手段３１に入力される。そして赤外線強度検出手段３１から出力される赤外線強度検出信号は、例えばセンサアンプ３１Ａにて増幅されて位相差検出装置６０に入力される。加熱レーザ選択反射手段２３と集光レンズ３１Ｌにて赤外線導光手段が構成されており、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た平行光の中から所定波長の赤外線を、赤外線強度検出手段３１へと導く。

センサアンプ３１Ａは、例えば電圧増幅回路であり、入力された赤外線強度検出信号の振幅（電圧レベル）を増幅して出力する。なお、センサアンプ３１Ａは省略されていてもよい。センサアンプ４１Ａは、例えば電圧増幅回路であり、入力されたレーザ強度検出信号の振幅（電圧レベル）を増幅して出力する。なお、センサアンプ４１Ａは省略されていてもよい。

位相差検出装置６０は、例えばロックインアンプであり、レーザ強度検出手段４１から出力された正弦波状の検出信号（レーザ強度検出信号）と、赤外線強度検出手段３１から出力された正弦波状の検出信号（赤外線強度検出信号）と、が入力される。そして位相差検出装置６０は、正弦波状のレーザ強度検出信号と正弦波状の赤外線強度検出信号との位相差を測定し、測定した位相差に関する情報を判定装置７０に出力する。なお、レーザ強度検出手段４１から出力されたレーザ強度検出信号は、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、赤外線強度検出信号は、計測点ＳＰから放射された赤外線の強度であって正弦波状に変化する赤外線の強度に応じた信号である。そして上記の位相差には、接合界面における接合部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、例えば出力経路６０Ａからレーザ強度検出信号や赤外線強度検出信号等のアナログ信号を出力し、出力経路６０Ｄから位相差の値（時間や角度等、位相差に関する情報）や、赤外線強度検出信号のピーク電圧等を含む情報であるデジタル信号を出力する。

判定装置７０は、例えばパーソナルコンピュータであり、レーザ出力装置２７に制御信号を出力し、位相差検出装置６０から位相差に関する情報等を取り込む。そして判定装置７０は、後述するように、取り込んだ位相差に関する情報に基づいた位相差と、記憶している（計測対象物に対する）位相差・接合部面積特性と、に基づいて、接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める。なお、位相差・接合部面積特性の詳細、及び接合部面積を求める手順については後述する。

なお、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、（計測対象物に対する）判定情報（図１５に示す判定情報Ｈ１を参照）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、（位相差・接合部面積特性を含む）判定情報を受信して記憶する。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台ずつ判定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、判定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。

●［接合面における領域の種類（図６）と予備加熱の効果（図７）］
図４及び図５を用いて説明した第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１を用いて、計測対象物９０の計測点ＳＰに正弦波状に強度が変化する加熱用レーザを照射して、同一のワイヤ９１と電極９２との接合部面積を複数回求めると、求めた接合部面積のバラつきが比較的大きくなる場合がある。例えば、同一のワイヤ９１と電極９２において、１回目の計測で求めた接合部面積に対して、２回目の計測で求めた接合部面積の方が小さくなる場合がある。この接合部面積のバラつきは、下記の［領域Ｂ］が、接触状態となったり離間状態となったりすることで発生していると考えられる。

図６は、図３をさらに拡大した図である。ワイヤ９１と電極９２とが対向している接合面には、以下の３つの［領域Ａ］、［領域Ｂ］、［領域Ｃ］がある。
［領域Ａ］ワイヤ９１（第１部材に相当）と電極９２（第２部材に相当）が、常に接触した状態（充分に接合された状態）を維持している［接触状態で安定している領域］。
［領域Ｂ］ワイヤ９１と電極９２が接合されておらず、接触したり離間したりする状態であり［接触状態が不安定な領域］。
［領域Ｃ］ワイヤ９１と電極９２が接合されておらず、常に非接触の状態（離間した状態）を維持している［非接触状態（離間状態）で安定している領域］。

接合部面積のバラつきを抑制するためには、上記の［領域Ｂ］（接触状態が不安定な領域）を排除する必要がある。しかし、接合の工程を終えた後、［領域Ｂ］を［領域Ａ］に変換することは非常に困難であるので、［領域Ｂ］を［領域Ｃ］に変換することが好ましい。そこで、接合部面積の計測を行う前に、ワイヤ９１（第１部材）に物理的な歪（反り）を発生させて、［領域Ｂ］を［領域Ｃ］へと変換する。本実施の形態の光学非破壊検査装置は、加熱用レーザを用いてワイヤ９１の計測点を加熱しているので、物理的な歪として「熱歪」を発生させることが好ましい。以上より、図７に示すように、接合部面積の計測を行う前に、ワイヤ９１（第１部材）を破壊することなくワイヤ９１が熱歪（反り）を生じて［領域Ｂ］が［領域Ｃ］へと適切に変換されるように、出力と照射時間が調整された「予備加熱レーザ」を、ワイヤ９１に照射する。この予備加熱レーザを照射することで、ワイヤ９１に熱歪（反り）を発生させた後、接合部面積を求めることで、接合部面積のバラつきを抑制することができる。なお、予備加熱レーザの出力と照射時間は、第１部材と第２部材の材質、形状、サイズ等に応じて適切な値が変化するので、製品品番毎に、種々の実験等によって適切な値が決定される。なお「熱歪を発生させる」ことは、温度が低下しても復元されない変形を加える、ことである。

●［予備加熱の照射例（図８～図１３）］
次に、図８～図１３を用いて、予備加熱レーザを、どこに、どのように照射するか、という例（下記の［パターン１］～［パターン３］）について説明する。なお、予備加熱レーザは、加熱用レーザの出力と照射時間を調整することで比較的容易に実現できるので、新たなレーザ出力装置を追加する必要は無い。

［パターン１］である図８及び図９に示す例は、出力と照射時間が調整された予備加熱レーザＬｐを、計測点ＳＰに照射する例である。なお図９は、図８におけるＩＸ－ＩＸ断面図を示している。ワイヤ９１に照射された予備加熱レーザＬｐの径は、例えば約２００［μｍ］であり、接合部面積を求める際の加熱用レーザがワイヤ９１の計測点ＳＰに照射された場合の径とほぼ同等である。この場合、接合部面積を求める際に照射する計測点ＳＰに予備加熱レーザを照射するので、集光手段１０（図５参照）の位置に対する計測対象物の位置を変更する必要がない。図８及び図９に示す例では、計測対象物の位置を変更することなく、予備加熱レーザの照射から接合部面積の計測を行うことができるので、短時間で効率よく作業を行うことができる。

［パターン２］である図１０及び図１１に示す例は、出力と照射時間が調整された予備加熱レーザＬｐを、計測点ＳＰを含む予備加熱範囲ＰＡに照射する例である。なお図１１は、図１０におけるＸＩ－ＸＩ断面図である。ワイヤ９１に照射された予備加熱レーザＬｐの径は、例えば約３００～４００［μｍ］であり、接合部面積を求める際の加熱用レーザがワイヤ９１の計測点ＳＰに照射された場合の径よりも大きい。この場合、計測点ＳＰよりも範囲が広い予備加熱範囲ＰＡに予備加熱レーザを照射するために、図４及び図５に示すＺ軸方向移動手段７７Ｚを用いて、計測対象物を集光手段１０（図５参照）に少し近づける（間隔を焦点距離よりも短くする）、あるいは計測対象物を集光手段１０（図５参照）から少し遠ざける（間隔を焦点距離よりも長くする）。図１０及び図１１に示す例では、計測点を含むより広い範囲の予備加熱範囲ＰＡを加熱することで、より広い範囲に熱歪を発生させることができる。

［パターン３］である図１２及び図１３に示す例は、出力と照射時間が調整された予備加熱レーザＬｐを、計測点ＳＰを含む予備加熱範囲ＰＡ内に予め設定した予備加熱点Ｐ１～Ｐ４に照射する例である。図１２に示す例では、４点の予備加熱点を設定した例を示しているが、予備加熱点は単数でも複数でもよい。なお図１３は、図１２におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。ワイヤ９１に照射された予備加熱レーザＬｐの径は、例えば約２００［μｍ］であり、接合部面積を求める際の加熱用レーザがワイヤ９１の計測点ＳＰに照射された場合の径とほぼ同等である。この場合、予備加熱範囲ＰＡ内に設定した予備加熱点Ｐ１～Ｐ４のそれぞれに予備加熱レーザを照射するために、図４及び図５に示すＸ軸方向移動手段７５Ｘ及びＹ軸方向移動手段７６Ｙを用いて、計測対象物を集光手段１０に対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。図１２及び図１３に示す例では、予備加熱の時間が長くなるが、ワイヤ９１の種々の個所に予備加熱レーザを照射するので、熱歪をより発生させやすい。

以下、第１～第４の実施の形態では、図８及び図９に示す［パターン１］の予備加熱を行う場合で説明する。

●［判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順（図１４、図１５）］
次に図１４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の処理手順の例について説明する。例えば作業者が判定装置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Ｓ１５へと処理を進め、位相差検出装置６０はステップＳ１４０へと処理を進める。

まず、判定装置７０におけるステップＳ１５～ステップＳ３５の処理手順について説明する。ステップＳ１５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、受信データがある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２０に進み、受信データが無い場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に進む。

ステップＳ２０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Ｓ２５に進む。そしてステップＳ２５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（Ｙｅｓ）はステップＳ３０に進み、受信が終了していない場合（Ｎｏ）はステップＳ２０に戻る。

判定装置７０が受信するデータは、図５に示す配信装置８１から配信される位相差・接合部面積特性を含む判定情報であり、図１７に位相差・接合部面積特性の例を示し、図１５に判定情報の例を示す。図１５の例に示すように、判定情報Ｈ１には、製品品番（計測対象物に相当）、予備加熱パターン、予備加熱レーザ出力、予備加熱時間、待ち時間、加熱用レーザ出力、加熱用レーザ周波数、計測時間、位相差・接合部面積特性（図１７の例に示すグラフやマップ、あるいは回帰式ｆ（δ）（図１７の例のグラフから求めた回帰式））、最小許容面積、最大許容面積、等が含まれている。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、位相差・接合部面積特性の内容が変更される毎、予備加熱に関するデータが変更される毎、等）で判定情報の配信を行い、判定装置７０は、通信回線８０を介して配信装置８１から判定情報を受信し、受信した判定情報を記憶する。

計測対象物は、第１部材の材質、第１部材のサイズ、第２部材の材質、第２部材のサイズ、第１部材と第２部材との間の接合部材の有無、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、予備加熱パターン、予備加熱レーザ出力、予備加熱時間、待ち時間、加熱用レーザ出力、加熱用レーザ周波数、計測時間、位相差・接合部面積特性（グラフやマップ、あるいは回帰式ｆ（δ））、最小許容面積、最大許容面積、等が対応付けられている。例えば、製品品番「Ａ」では、第１部材が径４００［μｍ］のアルミニウムのワイヤ、第２部材が銅箔であり、予備加熱パターンが「パターン１」（図８及び図９参照）、予備加熱レーザ出力Ａ１が２２０［Ｗ］、予備加熱時間Ａ２が１００［ｍｓ］、待ち時間Ａ３が１２０［ｍｓ］、加熱用レーザ出力Ａ４が１８０［Ｗ］、加熱用レーザ周波数Ａ５が７１．４［Ｈｚ］、計測時間Ａ６が３００［ｍｓ］、位相差・接合部面積特性が特性Ａ７、最小許容面積が面積Ａ８、最大許容面積が面積Ａ９とされている。

なお、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部面積において、正常と判定するべき面積の最小値を示している。また最大許容面積は、本フローチャートにて最終的に算出された接合部面積において、正常と判定するべき面積の最大値を示している。

ステップＳ３０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、計測指示がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３１Ａに進み、計測指示が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に戻る。なお、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Ｓ３１Ａに進んだ場合、判定装置７０は、判定情報Ｈ１（図１５参照）を用いて、製品品番に対応する予備加熱パターンを読み出し、予備加熱パターンに応じて、Ｘ軸方向移動手段、Ｙ軸方向移動手段、Ｚ軸方向移動手段を制御して、集光手段１０に対する計測対象物の位置を調整し、ステップＳ３１Ｂに進む。

ステップＳ３１Ｂにて判定装置７０は、判定情報Ｈ１（図１５参照）を用いて、製品品番に対応する予備加熱レーザ出力（一定の出力強度とされた熱歪発生強度に相当）と、予備加熱時間（照射時間に相当）とを読み出し、出力が「予備加熱レーザ出力」とされたレーザを、レーザ出力装置から出射させ、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２にて判定装置７０は、予備加熱レーザの照射を開始してから予備加熱時間が経過したか否かを判定し、予備加熱時間を経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３３に進み、予備加熱時間を経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３１Ｂに戻る。

ステップＳ３３に進んだ場合、判定装置７０は、予備加熱レーザの照射を停止し、Ｘ軸方向移動手段、Ｙ軸方向移動手段、Ｚ軸方向移動手段を制御して計測対象物の位置を戻し（加熱用レーザが計測点に照射される位置に戻し）、ステップＳ３４に進む。上記のステップＳ３１Ａ～Ｓ３３は、加熱用レーザ出射ステップの前に、熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、計測点、あるいは予備加熱範囲、あるいは予備加熱範囲内に設定した予備加熱点、に照射して第１部材に熱歪を発生させる予備加熱ステップに相当している。この予備加熱ステップにて、上述した［領域Ｂ］（接触状態が不安定な領域）を、［領域Ｃ］（非接触状態で安定している領域）へと変換する。

ステップＳ３４にて判定装置７０は、判定情報Ｈ１（図１５参照）を用いて、製品品番に対応する待ち時間を読み出し、予備加熱レーザを停止してから待ち時間が経過したか否かを判定し、待ち時間が経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３５に進み、待ち時間を経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３４に戻る。なお、予備加熱ステップによる予備加熱レーザの照射状態を、図１６に示す。図１６において予備加熱レーザＳＧｐは、時間ｔ１から時間ｔ２までの予備加熱時間Ｔａｗの間、熱歪発生強度に相当する出力Ｗａｐとされた予備加熱レーザを照射した例を示している。この予備加熱レーザによって、信号ＳＧｑに示すように、計測点の温度はＴａｐまで上昇する。そして時間ｔ２から時間ｔ３までの待ち時間Ｔｂｗの間、レーザの照射は停止され、計測点の温度は徐々に下降する。なお、図１の例に示す電子部品のように、接合された第１部材と第２部材であって計測するべき個所が複数個所である場合、待ち時間Ｔｂｗを設けることなく、計測するべき各個所に対して順番に予備加熱レーザを照射し、その後、順番に加熱用レーザを照射して接合状態を判定すると、待ち時間を省略した分、時間を短縮化することができる。

ステップＳ３５に進んだ場合、判定装置７０は、判定情報Ｈ１（図１５参照）を用いて、製品品番に対応する加熱用レーザ出力、加熱用レーザ周波数を読み出し、読み出した加熱用レーザ出力、及び加熱用レーザ周波数となるように、レーザ出力装置２７に向けて制御信号を出力する。レーザ出力装置２７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の強度が（加熱用レーザ周波数の）正弦波状に変化するように加熱用レーザを出射する。そして判定装置７０は、ステップＳ３５の処理を終えると、ステップＳ６０にて、位相差検出装置６０からの位相差に関する情報の入力を待つ。このステップＳ３５の処理は、計測点ＳＰにおける強度が正弦波状に変化するように加熱用レーザを出射するレーザ出射ステップ（加熱用レーザを計測点に向けて出射して計測点を加熱するレーザ出射ステップ）に相当する。

次に、位相差検出装置６０におけるステップＳ１４０～ステップＳ１５５の処理手順について説明する。ステップＳ１４０にて、位相差検出装置６０は、レーザ強度検出手段４１からのレーザ強度検出信号の入力の有無（照射光（図５参照）である加熱用レーザの有無）を判定し、レーザ強度検出信号の入力が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４５に進み、レーザ強度検出信号の入力が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１４０に戻る。

ステップＳ１４５に進んだ場合、位相差検出装置６０は、赤外線強度検出手段３１からの赤外線強度検出信号に基づいた温度応答の有無を判定し、温度応答が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１５０に進み、温度応答が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１４５に戻る。なお、所定波長の赤外線の入力の有無で判定してもよい。

ステップＳ１５０に進んだ場合、位相差検出装置６０は、レーザ強度検出手段４１からのレーザ強度検出信号（図１６の例に示す信号ＳＧａに対応する信号）を取り込み、強度が正弦波状に変化する照射光（図５参照）を計測する。また位相差検出装置６０は、赤外線強度検出手段３１からの赤外線強度検出信号（図１６の例に示す信号ＳＧｂに対応する信号）を取り込み、強度が正弦波状に変化する赤外線を計測する。そして位相差検出装置６０は、図１６の例に示すように、信号ＳＧａに対応するレーザ強度検出信号と、信号ＳＧｂに対応する赤外線強度検出信号と、の位相差δａ（または位相差δｂ）を計測してステップＳ１５５に進む。

このステップＳ１５０におけるレーザ強度検出信号を取り込む処理、及び赤外線強度検出信号を取り込む処理は、計測点ＳＰから放射される赤外線の強度を含む計測点情報及び計測点ＳＰに照射される加熱用レーザの強度を含む加熱用レーザ情報を取得する情報取得ステップに相当している。より具体的には、計測点ＳＰにおいて正弦波状に変化する加熱用レーザの強度に基づいてレーザ強度検出手段から出力される加熱用レーザ情報であるレーザ強度検出信号を、位相差検出装置にて取り込み、計測点ＳＰから放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度に基づいて赤外線強度検出手段から出力される計測点情報である赤外線強度検出信号を、位相差検出装置にて取り込む、情報取得ステップに相当している。

ステップＳ１５５にて位相差検出装置６０は、計測した位相差δｂ（または位相差δａ）を含む取得関連情報（位相差の時間または角度等を含む情報）を判定装置７０に向けて出力し、ステップＳ１４０に戻る。ステップＳ１５０において位相差を計測する（求める）処理、及びステップＳ１５５にて位相差を判定装置に出力する処理は、接合状態判定ステップの一部に相当している。

次に、判定装置７０におけるステップＳ６０～ステップＳ８０の処理手順について説明する。ステップＳ６０にて判定装置７０は、位相差検出装置６０からの位相差に関する情報の入力の有無を判定し、位相差に関する情報の入力が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６５に進み、位相差に関する情報の入力が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ６０に戻る。

ステップＳ６５に進んだ場合、判定装置７０は、取得関連情報（位相差に関する情報）を取り込み、レーザ出力装置２７に制御信号を出力し、レーザ出力装置２７からの加熱用レーザの出射を停止させてステップＳ７０に進む。なお、判定装置７０にて、判定情報（図１５参照）を用いて、製品品番に対応する計測時間を読み出し、加熱用レーザの照射を開始してから計測時間を経過した場合に加熱用レーザの照射を停止するようにしてもよい。

ステップＳ７０にて判定装置７０は、取り込んだ取得関連情報（位相差に関する情報）に含まれている位相差と、自身あるいは外部の記憶装置に記憶している判定情報（図１５参照）の「製品品番」に対応した位相差・接合部面積特性（位相差と接合部面積との相関関係を示す特性）と、に基づいて、接合部面積を求め、ステップＳ８０に進む。なお、位相差・接合部面積特性の詳細、及び接合部面積の求め方の詳細については後述する。このように、判定装置７０は、位相差と、位相差・接合部面積特性（後述するように、グラフやマップ、あるいは回帰式の少なくとも１つ）と、に基づいて、位相差を接合部面積に変換する変換手段（変換部）を有している。

ステップＳ８０にて判定装置７０は、ステップＳ７０にて求めた接合部面積に応じて、第１部材と第２部材との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出力（図１８参照）して処理を終了する。例えば判定装置７０は、求めた接合部面積が、判定情報（図１５参照）における「製品品番」に対応した最小許容面積から最大許容面積までの所定範囲内である場合に正常と判定する。あるいは判定装置７０は、求めた接合部面積が、最小許容面積以上である場合に正常と判定する。なおステップＳ８０の処理は、求めた接合部面積が、予め設定された所定範囲内であるか否か、あるいは予め設定された所定面積以上であるか否か、を示す判定結果を出力する、判定結果出力ステップに相当する。このように、判定装置７０は、求めた接合部面積が、予め設定された所定範囲内であるか否か、あるいは予め設定された所定面積以上であるか否か、を示す判定結果を出力する、出力手段（出力部）を有している。なお、ステップＳ６５において取得関連情報を取り込む処理、及びステップＳ７０、Ｓ８０の処理は、計測点情報及び加熱用レーザ情報、に基づいた取得関連情報を用いて、接合界面における接合部の接合状態を判定する接合状態判定ステップに相当している。より具体的には、取得関連情報を取り込み、取得関連情報に含まれている位相差に基づいて、接合界面における接合部の接合状態を判定する接合状態判定ステップに相当している。なお、判定結果の出力の詳細については後述する。

●［位相差・接合部面積特性の作成方法と、接合部面積の求め方（図１７）］
次に、位相差・接合部面積特性の作成方法の例について説明する。例えば、特定の製品品番（例えば製品品番：Ａ）である計測対象物に対して、第１部材と第２部材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。そして、各サンプルを、図１に示す光学非破壊検査装置にかけて、位相差（δ）を計測する。なお、位相差の計測前、または位相差の計測後、各サンプルの接合部面積を測定する。そして、計測した位相差と、測定した接合部面積と、に基づいて、当該製品品番の計測対象物に対する位相差・接合部面積特性（図１７参照）を作成する。このようにして、第１部材と第２部材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１７の例に示すように、（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。なお、複数のサンプルを用意して位相差・接合部面積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１７の例に示す位相差・接合部面積特性と同等の特性を得るようにしてもよい。なお、接合部面積が大きい場合は、熱が逃げやすいため、加熱時や減熱時のピークに達するまでの時間が早く、位相差が小さくなる傾向にある。接合部面積が小さい場合は、熱が逃げにくいため、加熱時や減熱時のピークに達するまでの時間が遅く、位相差が大きくなる傾向にある。

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ｆ（δ）を求めることもできる。なお、位相差・接合部面積特性は、図１７に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値の位相差に対する接合部面積を示すルックアップテーブルやマップの形式等であってもよい。そして判定装置（または記憶装置）には、上記の位相差・接合部面積特性を示すグラフ、マップ、回帰式、の少なくとも１つを含む判定情報が記憶されている。これにより、判定装置は、計測対象物に応じた位相差・接合部面積特性を用いて、位相差から接合部面積を求めることができる。この方法であれば、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（種々の製品品番）に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積を求めることができる。なお、求めた接合部面積の良否判定については、例えば図１８に示すように、最小許容面積と最大許容面積を設定して、求め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に正常と判定するようにしてもよいし、求めた接合部面積が最小許容面積以上である場合に正常と判定するようにしてもよい。あるいは、接合部面積に換算することなく、図１７に示すように、最小許容面積Ａ８に対応する位相差δ（Ａ８）以下、かつ最大許容面積Ａ９に対応する位相差δ（Ａ９）以上の位相差である場合に正常、あるいは最小許容面積Ａ８に対応する位相差δ（Ａ８）以下の位相差である場合に正常、と判定するようにしてもよい。

●［判定結果の出力（図１８）］
また図１８に、判定装置７０の表示手段（モニタ等）に、求めた接合部面積Ｓを含む判定結果情報７０Ｇを表示した例を示す。図１８中における最小許容面積は、判定装置７０または記憶装置が記憶している判定情報と、ステップＳ３０にて入力された製品品番にて特定された最小許容面積である。また図１８中における最大許容面積は、判定装置７０または記憶装置が記憶している判定情報と、ステップＳ３０にて入力された製品品番にて特定された最大許容面積である。判定装置７０は、算出した接合部面積Ｓが、最小許容面積以上かつ最大許容面積以下以下である場合、接合状態は「正常」であると判定し、最小許容面積よりも小さいまたは最大許容面積よりも大きい場合、接合状態は「異常」であると判定する。図１０の例は、「正常」と判定した場合の例を示している。作業者は、判定結果情報７０Ｇを見ることで、計測対象物の接合状態が、正常であるか異常であるかを、容易に知ることができる。

なお、主にデジタル値を扱うソフトウェアを用いた上記の例の他にも、種々の方法で判定結果を出力することができる。例えば、アナログ値を扱うハードウェアの電圧比較器を用いて、最小許容面積に相当する電圧と、求めた接合部面積に相当する電圧と、を入力し、「最小許容面積に相当する電圧」≦「求めた接合部面積に相当する電圧」である場合に、電圧比較器からＯＮ信号を出力させて正常ランプの点灯や、正常チャイム等の音声の出力をさせるようにしてもよい。このように、判定結果を出力する出力手段（出力部）は、ソフトウェア、ハードウェア、デジタル、アナログ等にかかわらず、種々の構成とすることができる。

●［第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂの外観（図１９）と全体構成（図２０）］
図１９は、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂの外観の斜視図を示しており、図２０は、図１９に示す光学非破壊検査装置１Ｂの全体構成の例を示している。第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂは、レーザ光源（この場合、半導体レーザ光源２１）から出射されるレーザ光の強度を、一定の強度である加熱強度として計測点に照射し、計測点から放射された赤外線の強度に基づいた温度上昇特性に基づいて、計測対象物の接合部面積を求める。そして判定装置７０にて、求めた接合部面積が許容範囲内であるか否かを判定して接合状態の良否を判定する。第１の実施の形態では、正弦波状に強度が変化する加熱用レーザを計測点ＳＰに照射して、正弦波状の加熱用レーザの強度と正弦波状の赤外線の強度との位相差から接合部面積を求めたが、第２の実施の形態では、加熱強度（一定強度）の加熱用レーザを計測点ＳＰに照射して、計測点の温度上昇特性から接合部面積を求める点が異なる。ただし、接合部面積の計測を行う前に、予備加熱レーザを照射して、ワイヤ９１（第１部材）に熱歪を発生させる点は同じである。以下では、第１の実施の形態との、構成上の相違点、処理手順の相違点、について主に説明する。

図１９及び図２０に示すように、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂは、第１の実施の形態（図４及び図５参照）の構成に対して、レーザヘッド部７３Ｂから、レーザ強度検出手段４１や変調信号出力手段２５（図４及び図５参照）が省略され、赤外線強度検出手段３２が追加されている。また、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂは、第１の実施の形態（図４及び図５参照）の構成に対して、位相差検出装置６０（図４及び図５参照）が省略されている。

レーザ出力装置２７は、例えば半導体レーザ光源２１と、コリメートレンズ２２とを有している。半導体レーザ光源２１は、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、判定装置７０からの制御信号が入力される。そして半導体レーザ光源２１は、判定装置７０からの制御信号に基づいて、強度が加熱強度（一定の強度）に設定された加熱用レーザＬａを出射する。半導体レーザ光源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２３Ｒに達する。なお出射された加熱用レーザ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。なお、加熱用レーザの出力は、計測対象物９０を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。例えば、加熱レーザ選択反射手段２３Ｒは、加熱用レーザの波長の光を反射し、加熱用レーザの波長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。コリメートレンズ２２と加熱レーザ選択反射手段２３Ｒ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、半導体レーザ光源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。

また、レーザ出力装置２７は、加熱用レーザを出射する前に、ワイヤ９１（第１部材）を破壊することなく熱歪を発生させるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを照射する制御信号が判定装置７０から入力されると、強度：熱歪発生強度、時間：照射時間、とされた予備加熱レーザを出力する。なお、予備加熱レーザの波長は、加熱用レーザの波長と同じである。

（第１）赤外線強度検出手段３１は、第１赤外線選択反射手段２３Ａにて反射された所定波長の赤外線のエネルギー（強度）を検出可能な赤外線センサである。例えば、第１赤外線選択反射手段２３Ａは、第１波長λ１の波長を有する第１赤外線を反射し、第１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り、第１測定光Ｌ１１の経路中に配置されている。第１測定光Ｌ１１に含まれている第１波長λ１の赤外線は、第１赤外線選択反射手段２３Ａにて取り出され、集光レンズ３１Ｌにて集光されて（第１）赤外線強度検出手段３１に入力される。そして（第１）赤外線強度検出手段３１から出力される（第１）赤外線強度検出信号は、例えばセンサアンプ３１Ａにて増幅されて判定装置７０に入力される。加熱レーザ選択反射手段２３と第１赤外線選択反射手段２３Ａと集光レンズ３１Ｌにて（第１）赤外線導光手段が構成されており、（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た平行光（第１測定光Ｌ１１）の中から、第１波長λ１の赤外線を、（第１）赤外線強度検出手段３１へと導く。センサアンプ３１Ａは、第１の実施の形態と同様であり、省略してもよい。

（第２）赤外線強度検出手段３２は、第２赤外線選択反射手段２３Ｂにて反射された所定波長の赤外線のエネルギー（強度）を検出可能な赤外線センサである。例えば、第２赤外線選択反射手段２３Ｂは、第２波長λ２の波長を有する第２赤外線を反射し、第２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り、第１測定光Ｌ１１の経路中に配置されている。第１測定光Ｌ１１に含まれている第２波長λ２の赤外線は、第２赤外線選択反射手段２３Ｂにて取り出され、集光レンズ３２Ｌにて集光されて（第２）赤外線強度検出手段３２に入力される。そして（第２）赤外線強度検出手段３２から出力される（第２）赤外線強度検出信号は、例えばセンサアンプ３２Ａにて増幅されて判定装置７０に入力される。加熱レーザ選択反射手段２３と第２赤外線選択反射手段２３Ｂと集光レンズ３２Ｌにて（第２）赤外線導光手段が構成されており、（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た平行光（第１測定光Ｌ１１）の中から、第２波長λ２の赤外線を、（第２）赤外線強度検出手段３２へと導く。センサアンプ３２Ａは、例えば電圧増幅回路であり、入力された（第２）赤外線強度検出信号の振幅（電圧レベル）を増幅して出力する。なお、センサアンプ３２Ａは省略されていてもよい。

●［判定装置７０の処理手順（図２１、図２２）］
次に図２１に示すフローチャートを用いて、判定装置７０の処理手順の例について説明する。例えば作業者が判定装置７０を起動すると、判定装置７０はステップＳ１５へと処理を進める。なお、図２１に示すフォローチャートにおけるステップＳ１５～ステップＳ３５は、図１４に示す第１の実施の形態のフローチャートのステップＳ１５～ステップＳ３５と同じであるので、ステップＳ１５～ステップＳ３５の説明については省略する。判定装置７０は、ステップＳ３０にて指示された「製品品番」に対応する「予備加熱パターン」と「予備加熱レーザ出力」と「予備加熱時間」を、図２２に示す判定情報Ｈ２から読み出し、予備加熱を行う。そして判定装置７０は、ステップＳ３５の処理を実行すると、ステップＳ３６に進む。なお、ステップＳ３１Ｂにて出射される予備加熱レーザと、ステップＳ３５にて出射される加熱用レーザの様子と、計測点ＳＰの温度の状態は、図２３の例に示すとおりである。予備加熱レーザＳＧｐと、当該予備加熱レーザＳＧｐによる計測点の温度の状態は、図１６に示す第１の実施の形態と同じであり、第１部材（ワイヤ９１）に、熱歪を発生させる。そして図２３における時間ｔ３以降の加熱用レーザの状態、及び時間ｔ３以降の計測点の温度の状態が、図１６に示す第１の実施の形態と相違している。

なおステップＳ３５では、判定装置７０は、判定情報Ｈ２（図２２参照）を用いて、製品品番に対応する加熱用レーザ出力を読み出し、一定の出力強度である加熱強度とされた加熱用レーザとなるように、レーザ出力装置２７に向けて制御信号を出力し、ステップＳ３６に進む。このステップＳ３５の処理は、レーザ出力装置から、計測点に向けて、一定の出力強度である加熱強度とされた加熱用レーザを出射する加熱用レーザ出射ステップに相当する。

ステップＳ３６にて判定装置７０は、所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３７に進み、所定時間経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３６に戻る。ここで「所定時間」は、計測点ＳＰの温度を計測するサンプリング時間であり、例えば数［ｍｓ］～数１０［ｍｓ］程度の時間に設定されている。

ステップＳ３７に進んだ場合、判定装置７０は、赤外線の強度を計測してステップＳ３８に進む。具体的には、判定装置７０は、（第１）赤外線強度検出手段３１からの（第１）赤外線強度検出信号を取り込み、（第２）赤外線強度検出手段３２からの（第２）赤外線強度検出信号を取り込む。ステップＳ３７の処理は、計測点から放射された赤外線の強度に基づいて赤外線強度検出手段から出力される計測点情報である赤外線強度検出信号を判定装置に取り込む、情報取得ステップに相当している。

ステップＳ３８にて判定装置７０は、計測した赤外線の強度を温度に換算してステップＳ３９に進む。例えば、図２４に、放射率＝１００％の場合における（赤外線）波長と、赤外線エネルギー（強度）と、温度との関係を表す、波長・強度・温度特性の例を示す。図２４は、計測点ＳＰの放射率が１００％であれば、例えば計測点の温度がＭ２［℃］の場合、（第１）赤外線強度検出手段３１からの波長λ１の赤外線の強度は強度Ｅ１Ｃであり、（第２）赤外線強度検出手段３２からの波長λ２の赤外線の強度は強度Ｅ２Ｃであることを示している。しかし実際には、計測対象物毎に放射率は異なっているが、放射率が異なっていても、温度がＭ２［℃］の場合、強度Ｅ１Ｃ／強度Ｅ２Ｃは一定となる。従って、図２５に示す温度・２波長強度比特性を用いることで、波長λ１の赤外線強度／波長λ２の赤外線強度（２波長強度比）から、温度へと換算することができる。つまり、判定装置７０は、（第１）赤外線強度検出信号に基づいた強度／（第２）赤外線強度検出信号に基づいた強度、にて２波長強度比を求め、求めた２波長強度比と、図２５に示す温度・２波長強度比特性から、計測点ＳＰの温度を求めることができる。

ステップＳ３９にて判定装置７０は、指示された「製品品番」に対応する「計測時間」を、判定情報Ｈ２（図２２参照）から読み出し、ステップＳ３５からの経過時間が、計測時間に達したか否かを判定し、計測時間に達した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６５Ａに進み、計測時間に達していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３６に戻る。ステップＳ３６～Ｓ３９にて赤外線強度検出信号を判定装置に取り込む処理は、計測点から放射された赤外線の強度に基づいて赤外線強度検出手段から出力される計測点情報である赤外線強度検出信号を判定装置にて取り込む、情報取得ステップに相当している。

ステップＳ６５Ａに進んだ場合、判定装置７０は、レーザ出力装置２７に制御信号を出力し、レーザ出力装置２７からの加熱用レーザの出射を停止させてステップＳ７０Ａに進む。

ステップＳ７０Ａにて判定装置７０は、所定時間ご毎に求めた計測点ＳＰの温度に基づいた温度上昇特性と、自身あるいは外部の記憶装置に記憶している判定情報Ｈ２（図２２参照）の「製品品番」に対応した正規化温度上昇特性（時間と温度との相関関係を示す特性を正規化した特性）と、の関係を求め、ステップＳ８０Ａに進む。

例えば、図２６における「計測結果Ａ」は、製品品番Ａにおける接合部面積が最大許容面積のサンプルの計測結果の例である。また、図２６における「計測結果Ｂ」は、製品品番Ａにおける接合部面積が最小許容面積のサンプルの計測結果の例である。加熱強度（一定強度）の加熱用レーザを計測点ＳＰに照射すると、計測点ＳＰの温度は徐々に上昇するが、加熱量と放熱量が一致する飽和温度に達すると、温度の上昇が止まり、加熱を継続してもほぼ一定の温度（飽和温度）となる。ここで、接合部面積が比較的大きい場合は熱伝導量が多く、接合部を介して熱が逃げやすいので、飽和温度に達するまでの時間が短く、飽和温度も比較的低くなる。また接合部面積が比較的小さい場合は熱伝導量が少なく、接合部を介して熱が逃げにくいので、飽和温度に達するまでの時間が長く、飽和温度も比較的高くなる。

計測対象物の温度上昇特性の飽和温度が、図２６に示す「計測結果Ａ」と「計測結果Ｂ」の飽和温度の間にあるとき、その計測対象物の接合部面積は、最小許容面積以上かつ最大許容面積以下であるので、良品である、と判定することもできるが、以下のように「正規化」することで、温度計測の誤差を抑制し、より適切に良否を判定することができる。

以下、図２６を用いて、製品品番Ａに対する「正規化」について説明する。例えば、製品品番Ａに対する理想的な接合部面積の大きさを有する（理想）サンプルの温度上昇特性を求め、当該（理想サンプル）の飽和温度を、正規化飽和温度に設定する。そして、製品品番Ａに対して接合部面積が最大許容面積であるサンプルの温度上昇特性である「計測結果Ａ」を得た後、「計測結果Ａ」の飽和温度が正規化飽和温度と一致するように温度方向に伸長（または圧縮）した「正規化Ａ」を得る。また、製品品番Ａに対して接合部面積が最小許容面積であるサンプルの温度上昇特性である「計測結果Ｂ」を得た後、「計測結果Ｂ」の飽和温度が正規化飽和温度と一致するように温度方向に圧縮（または伸長）した「正規化Ｂ」を得る。

そして、図２７に示すように、計測対象物の温度上昇特性の飽和温度が正規化飽和温度と一致するように、計測した温度上昇特性を、温度方向に圧縮または伸長して、「計測した温度上昇特性（正規化）」を得る。この「計測した温度上昇特性（正規化）」における正規化飽和温度に達するまでの部分が、「正規化した最大許容面積温度上昇特性（正規化Ａ）」と「正規化した最小許容面積温度上昇特性（正規化Ｂ）」との間にある場合、判定装置７０は、その計測対象物の接合部面積は、最小許容面積以上かつ最大許容面積以下であるので良品である、と判定する。

ステップＳ８０Ａにて判定装置７０は、ステップＳ７０Ａにて求めた接合部面積（最小許容面積以上かつ最大許容面積であるか否か）に応じて、第１部材と第２部材との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出力（図２８参照）して処理を終了する。例えば判定装置７０は、図２７に示すように、「計測した温度上昇特性（正規化）」が、最大許容面積の温度上昇特性（正規化Ａ）と最小許容面積の温度上昇特性（正規化Ｂ）の間に有る場合に、接合状態は正常であると判定し、図２８の例に示すように判定結果を表示する。あるいは、判定装置７０は、「計測した温度上昇特性（正規化）」が、最小許容面積の温度上昇特性（正規化Ｂ）のラインよりも最大許容面積の温度上昇特性（正規化Ａ）の側に有る場合に接合状態は正常であると判定し、判定結果を表示する。このように、判定装置７０は、接合部面積が、予め設定された所定範囲内であるか否か、あるいは予め設定された所定面積以上であるか否か、を示す判定結果を出力する、出力手段（出力部）を有している。そしてステップＳ７０Ａ及びステップＳ８０Ａの処理は、赤外線強度検出信号から求めた取得関連情報である計測点における温度上昇特性（図２７参照）に基づいて、接合界面における接合部の接合状態を判定する、接合状態判定ステップに相当している。

●［第３の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｃの全体構成（図２９）］
次に図２９を用いて、第３の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ｃの全体構成について説明する。第３の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｃは、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置（図５）に対して、レーザ光源２１Ａから出射されるレーザ光そのものの強度を変化させるのではなく、出射されたレーザ光を種々の角度で屈折させてピンホールＰＨを通過するレーザ光を増減させ、計測点ＳＰにて反射したレーザ光の強度を検出するタイプの光学非破壊検査装置の例を示している。図２９に示す第３の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｃは、図５に示す第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１に対して、レーザ出力装置２７がレーザ出力装置２７Ａに変更されて加熱用レーザＬａが線状である点と、加熱レーザ選択反射手段２３が省略されている点と、反射光選択反射手段４３が追加されている点が異なる。また、加熱用レーザＬａの照射方向（入射角度）と反射方向（反射角度）に合わせて、計測対象物９０を傾斜させている点も異なる。以下、これらの相違点について主に説明する。相違点以外の構成については、第１の実施の形態にて説明したとおりであるので、説明を省略する。

レーザ出力装置２７Ａは、例えば線状の加熱用レーザＬａを出射するレーザ光源２１Ａと、音響光学変調器２４と、変調信号出力手段２５と、を有しており、計測点ＳＰに照射された加熱用レーザＬａの強度が正弦波状に変化するように、判定装置７０からの制御信号に基づいて、加熱用レーザＬａを出射する。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。レーザ光源２１Ａから出射された線状の加熱用レーザＬａは、音響光学変調器２４に入力され、後述するように音響光学変調器２４によって回折（屈折）される。音響光学変調器２４は、光変調器（ＥＯＭ）デバイスや、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスを含む。例えば光変調器デバイスは、圧電結晶中に光を透過させるとき、変調信号出力手段２５からの変調信号に基づいて電界や超音波を印加して圧電効果を生じさせ、圧電結晶中の屈折率を変化させる。そして屈折された加熱用レーザは、回折光として取り出される。そして音響光学変調器２４から出射された加熱用レーザＬａは、上記のとおり微細な屈折角度で周期的に屈折されており、レーザ遮光部材に設けられたピンホールＰＨを通過した後、対物レンズＬＴにて計測点ＳＰに集光されている。つまり、加熱用レーザＬａが種々の屈折角度で周期的に屈折しながらピンホールＰＨを通過する際、ピンホールＰＨを通過する加熱用レーザＬａの量が周期的に変化する。結果として計測点ＳＰに照射された加熱用レーザ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。なお、加熱用レーザの出力は、計測対象物を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。

また、レーザ出力装置２７Ａは、加熱用レーザを出射する前に、ワイヤ９１（第１部材）を破壊することなく熱歪を発生させるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを照射する制御信号が判定装置７０から入力されると、強度：熱歪発生強度、時間：照射時間、とされた予備加熱レーザを出力する。なお、予備加熱レーザの波長は、加熱用レーザの波長と同じである。

第１測定光Ｌ１１（計測点ＳＰにて反射した照射光と計測点ＳＰから放射された赤外線を含む測定光）の光路中のいずれかの位置には、反射光選択反射手段４３が配置されている。例えば反射光選択反射手段４３は、加熱用レーザＬａが計測点ＳＰにて反射した反射光の波長（すなわち加熱用レーザの波長）の光を反射し、反射光の波長以外の光を透過するダイクロイックミラーである。そして反射光選択反射手段４３が反射した反射光Ｌ５の先には、集光レンズ４１Ｌ及びレーザ強度検出手段４１が配置されている。なお、集光レンズ４１Ｌ及びレーザ強度検出手段４１については、第１の実施の形態にて説明したとおりであるので、説明を省略する。

Ｘ軸方向スライドテーブル７５と計測対象物９０との間には、計測点ＳＰに対する加熱用レーザＬａの入射角度と、当該加熱用レーザＬａの反射角度（光軸１０Ｚに沿った第１測定光Ｌ１１の角度）とに基づいた傾斜角度θを有する傾斜テーブル７５Ｔが配置されている。傾斜テーブル７５ＴはＸ軸方向スライドテーブル７５に固定されており、傾斜テーブル７５Ｔには計測対象物９０が固定されている。

なお、第３の実施の形態における判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順及び判定情報等は、図１４～図１８を用いて説明した第１の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。

●［第４の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｄの全体構成（図３０）］
次に図３０を用いて、第４の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ｄの全体構成について説明する。図３０に示す第４の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｄは、図２０に示す第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂに対して、レーザ出力装置２７がレーザ出力装置２７Ａに変更されて加熱用レーザＬａが線状である点と、加熱レーザ選択反射手段２３Ｒが省略されている点が異なる。また、加熱用レーザＬａの照射方向（入射角度）と反射方向（反射角度）に合わせて、計測対象物９０を傾斜させている点も異なる。以下、これらの相違点について主に説明する。相違点以外の構成については、第２の実施の形態にて説明したとおりであるので、説明を省略する。

レーザ出力装置２７Ａにおけるレーザ光源２１Ａは、図２９に示す第３の実施の形態と同じである。レーザ光源２１Ａは、判定装置７０からの制御信号にて指示された強度（一定の加熱強度）の加熱用レーザＬａを出射する。レーザ光源２１Ａから出射された線状の加熱用レーザＬａは、ピンホールＰＨを通過した後、対物レンズＬＴにて計測点ＳＰに集光される。なお、加熱用レーザの出力は、計測対象物を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。

また、レーザ出力装置２７Ａは、加熱用レーザを出射する前に、ワイヤ９１（第１部材）を破壊することなく熱歪を発生させるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを照射する制御信号が判定装置７０から入力されると、強度：熱歪発生強度、時間：照射時間、とされた予備加熱レーザを出力する。なお、予備加熱レーザの波長は、加熱用レーザの波長と同じである。

Ｘ軸方向スライドテーブル７５と計測対象物９０との間には、第３の実施の形態と同様、計測点ＳＰに対する加熱用レーザＬａの入射角度と、当該加熱用レーザＬａの反射角度（光軸１０Ｚに沿った第１測定光Ｌ１１の角度）とに基づいた傾斜角度θを有する傾斜テーブル７５Ｔが配置されている。傾斜テーブル７５ＴはＸ軸方向スライドテーブル７５に固定されており、傾斜テーブル７５Ｔには計測対象物９０が固定されている。

なお、第４の実施の形態における判定装置７０の処理手順及び判定情報等は、図２１～図２８を用いて説明した第２の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。

●［第５の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｅの全体構成（図３１）］
次に図３１を用いて、第５の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ｅの全体構成について説明する。図３１に示す第５の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｅは、図２０に示す第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂに対して、第２赤外線選択反射手段２３Ｂと集光レンズ２３Ｌと（第２）赤外線強度検出手段３２が省略され、補正用レーザ選択反射手段２３Ｃとビームスプリッタ２２Ａと補正用レーザ光源２９とコリメートレンズ２９Ｌとレーザ強度検出手段４２と集光レンズ４２Ｌが追加されている点が異なる。以下、これらの相違点について主に説明する。相違点以外の構成については、第２の実施の形態にて説明したとおりであるので、説明を省略する。

補正用レーザ光源２９は、加熱レーザよりも充分小さな出力に調整された、補正レーザ波長（加熱用レーザとは異なる波長）の補正用レーザを、判定装置７０からの制御信号に基づいて出射する。例えば補正用レーザ光源２９は、半導体レーザである。

コリメートレンズ２９Ｌは、補正用レーザ光源２９の近傍に配置されて、補正用レーザ光源２９から出射された補正用レーザを平行光の補正用レーザＬｂに変換する。なお補正用レーザ光源２９が平行光の補正用レーザを出射できるのであればコリメートレンズ２９Ｌを省略することができる。

ビームスプリッタ２２Ａは、補正用レーザ光源２９から出射された補正レーザ波長の補正用レーザを第１所定割合で反射するとともに第２所定割合で透過し、反射した第１所定割合の平行光の補正用レーザを、補正用レーザ選択反射手段２３Ｃへと導光する。補正用レーザ選択反射手段２３Ｃは、補正レーザ波長の光を反射し、補正レーザ波長以外の光を透過するダイクロイックミラーである。

そして、コリメートレンズ２９Ｌとビームスプリッタ２２Ａと補正用レーザ選択反射手段２３Ｃと加熱レーザ選択反射手段２３Ｒにて補正用レーザ導光手段が構成されており、補正用レーザ導光手段は、補正用レーザ光源２９から出射された補正用レーザを、平行光に変換して集光手段１０の一方の側へと導く。

レーザ強度検出手段４２は、計測点ＳＰにて反射された補正用レーザのエネルギーを検出可能であり、例えばレーザ強度検出手段４２は、補正レーザ波長の光のエネルギーを検出可能な光センサである。なおレーザ強度検出手段４２からの検出信号はセンサアンプ４２Ａを介して判定装置７０に取り込まれる。

ビームスプリッタ２２Ａは、計測点ＳＰから反射されて補正用レーザ選択反射手段２３Ｃにて反射された（反射）補正用レーザを、レーザ強度検出手段４２に向けて第２所定割合で透過する。

集光レンズ４２Ｌは、レーザ強度検出手段４２の近傍に配置され、計測点ＳＰから反射されてビームスプリッタ２２Ａを透過してきた補正レーザ波長の平行光Ｌｂｒ（補正用レーザ）を、レーザ強度検出手段４２に向けて集光する。

そして、加熱レーザ選択反射手段２３Ｒと補正用レーザ選択反射手段２３Ｃとビームスプリッタ２２Ａと集光レンズ４２Ｌにて反射レーザ導光手段が構成されており、反射レーザ導光手段は、計測点ＳＰにて反射されて集光手段１０の一方の側から出射された補正用レーザを、レーザ強度検出手段４２へと導く。

判定装置７０の処理は、図２１に示す第２の実施の形態の処理手順に対して、ステップＳ３５、Ｓ３７、Ｓ３８、Ｓ６５Ａが以下のように異なるが、他のステップについては同じであるので説明を省略する。

図２１に示すステップＳ３５に対して、第５の実施の形態では判定装置７０は、加熱用レーザの出射と補正用レーザの出射を行う。図２１に示すステップＳ３７に対して、第５の実施の形態では判定装置７０は、（第１）赤外線強度検出手段３１からの赤外線強度検出信号と、レーザ強度検出手段４２からのレーザ強度検出信号と、を取り込む。また、図２１に示すステップＳ３８に対して、第５の実施の形態では判定装置７０は、補正用レーザの強度と、ビームスプリッタ２２Ａの第１所定割合及び第２所定割合と、レーザ強度検出信号と、に基づいて計測点ＳＰにおける反射率を求め、反射率に基づいて放射率を求める。そして、求めた放射率に基づいて、赤外線強度検出信号の強度を補正し、補正した強度と図２４に示す波長・強度・温度特性から計測点ＳＰの温度を求める。そして図２１に示すステップＳ６５Ａに対して、第５の実施の形態では判定装置７０は、加熱用レーザと補正用レーザの出射を停止する。

以上、本発明の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法は、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第１部材と第２部材、である計測対象物において、非破壊にて接合状態の良否を判定することができる。

上記のとおり、第１～第５の実施の形態にて説明した光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法は、加熱用レーザを照射する前に、予備加熱レーザを照射（図１６、図２３参照）することで、第１部材に熱歪を発生させる。これにより、第１部材と第２部材が接触したり離間したりする［接触状態が不安定な領域］を、［非接触状態（離間状態）で安定している領域］へと変換するので、接合状態のバラつきを抑制し、より安定した接合状態を取得して接合状態の良否を判定することができる。また、予備加熱レーザを照射することで、計測点に酸化膜を形成することもできるので、計測点の表面粗さと放射率を、より安定な良好な状態にするので、より精度よく接合状態の良否を判定することができる。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判定情報を用いることで、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、接合状態の良否を判定することができる。

●［第６の実施の形態（図３２～図３８）］
次に図３２～図３８を用いて、第６の実施の形態の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法について説明する。第６の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成は、図４及び図５に示す第１の実施の形態と同じであるので、全体構成についての説明は省略する。加熱用レーザを出射する前に予備加熱レーザを出射する第１の実施の形態に対して、第６の実施の形態では、さらに、予備加熱レーザを出射する前に表面異物除去用レーザを出射する処理が追加されている点が異なる。以下、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

例えば、第１部材がワイヤ９１、第２部材が電極９２であり、ハンダ付けで接合されている場合、計測点ＳＰには、ハンダ付け時のフラックスや、フラックスの洗浄に使用した有機溶剤等の異物が表面に残っている場合がある。これの異物が計測点ＳＰの表面に残っている場合、計測点ＳＰに加熱用レーザＬａを照射すると、図３２に示すように、計測点ＳＰの表面に付着していた異物が溶融して計測点ＳＰから流れ出し、計測点ＳＰの周囲に環状の異物堆積層Ｙ１が形成される場合がある。図３２の例に示す環状の異物堆積層Ｙ１が計測点ＳＰの周囲に形成された場合、図３３に示す加熱用レーザ（ＳＧａ）を計測点ＳＰに照射すると、図３３に示す信号ＳＧｂに示す温度特性を示す場合がある。図３３の例では、異物堆積層Ｙ１によって、計測点の温度にノイズＮｂが重畳された例を示している。第６の実施の形態では、第１の実施の形態に対して、以降に説明する「表面異物除去処理」を追加することで、計測点ＳＰ及び計測点ＳＰの周囲から異物を除去し（異物を溶融して計測点ＳＰの周囲よりも外方に押出し）、計測点の温度に異物からのノイズが重畳されることを防止する。

●［表面異物除去用レーザの出力強度、照射径、照射時間など（図３４、図３５）］
そこで、図３４及び図３５に示すように、予備加熱レーザを照射する前に、表面異物除去用レーザＬｙを、計測点ＳＰ及び計測点ＳＰの周囲に照射して、異物堆積層Ｙ１を、計測点ＳＰに隣接する外周部よりも外方に離間した位置に移動させる（押し出す）。表面異物除去用レーザＬｙは、予備加熱レーザと同じレーザ出力装置から出射させることができる。なお、図３８に示すように、表面異物除去用レーザＳＧｙの出力強度Ｗａｙは、加熱用レーザの（最大）出力強度Ｗａｍよりも小さな出力強度、かつ、予備加熱レーザの出力強度Ｗａｐよりも小さな出力強度に設定されている。表面異物除去用レーザＬｙの出力強度Ｗａｙは、異物の種類等に応じて、照射範囲内の異物を溶融させることが可能な出力強度に設定されている。表面異物除去用レーザＬｙの照射エネルギーをＥ、温度上昇幅をΔＴ、比熱をｃ、レーザ径をｄ、深さをＨ、密度をρとした場合、照射エネルギーＥは、以下の（式１）に基づいて決定される。
Ｅ＝ΔＴ＊（π／４）＊ｄ²＊Ｈ＊ρ＊ｃ （式１）

また表面異物除去用レーザＬｙの照射径は、計測点ＳＰへの加熱用レーザの照射径（図３５の例では計測点ＳＰの径である計測点径ＲＡ）よりも大きな表面異物除去径ＲＣ（図３５参照）に設定されている。従って、図３５において表面異物除去用レーザは、表面異物除去径ＲＣ内の異物（異物堆積層Ｙ１）を溶融して、表面異物除去領域Ｙａ（表面異物除去用レーザの照射領域）の外方に押し出す。例えば図３５において、計測点ＳＰの計測点径ＲＡが約２００［μｍ］の場合、表面異物除去径ＲＣは、約３００～４００［μｍ］に設定されている。判定装置７０は、図４及び図５に示すＺ軸方向移動手段７７Ｚを制御することで、表面異物除去径ＲＣの大きさを調整可能である。表面異物除去領域Ｙａは、計測点ＳＰとほぼ同心であり、計測点ＳＰを覆う（囲む）領域である。そして表面異物除去径ＲＣは、表面異物除去領域Ｙａの外周に押し出した異物からの赤外線が計測点ＳＰから放射される赤外線の検出に影響を与えない径に設定されている。

また表面異物除去用レーザＬｙの照射時間は、予備加熱レーザの照射時間（図３８中における予備加熱時間Ｔａｗ）よりも短い表面異物除去照射時間Ｔｙｗ（図３８参照）に設定されている。例えば図３８中の予備加熱時間が約１００［ｍｓ］程度の場合、表面異物除去照射時間Ｔｙｗは、約１［ｍｓ］未満でよい。表面異物除去照射時間Ｔｙｗは、上記の出力強度Ｗａｙの表面異物除去用レーザＬｙを、上記の表面異物除去径ＲＣにて計測点ＳＰを含む表面異物除去領域Ｙａに照射した際に、表面異物除去領域Ｙａ内の異物を溶融して表面異物除去領域Ｙａの外周に押し出すことが可能な時間に設定されている。例えば、前工程での付着物（異物）の種類（フラックス、有機溶剤の種類、及び融点等）、第１部材の材質、表面異物除去用レーザＬｙの出力強度（照射エネルギー）、表面異物除去径ＲＣ等、を用いたシミュレーションにて、表面異物除去照射時間Ｔｙｗの範囲が求められ、当該範囲の中から適切な表面異物除去照射時間Ｔｙｗが決定される。

●［判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順（図３６）］
次に図３６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の処理手順の例について説明する。なお図３６に示す第６の実施の形態のフローチャートは、図１４に示す第１の実施の形態のフローチャートに対して、ステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅ（表面異物除去処理）が追加されている点が異なり、他のステップは同じである。以下、この相違点について主に説明する。

ステップＳ３０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、計測指示がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０Ａに進み、計測指示が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に戻る。

ステップＳ３０Ａに進んだ場合、判定装置７０は、判定情報Ｈ０１（図３７参照）を用いて、製品品番に対応する「表面異物除去用レーザ照射径」を読み出し、読み出した「表面異物除去用レーザ照射径」となるように、Ｚ軸方向移動手段７７Ｚ（図４、図５参照）を制御して、集光手段１０に対する計測対象物の位置を調整し、ステップＳ３０Ｂに進む。なお第６の実施の形態の判定情報Ｈ０１（図３７参照）では、図１５に示す第１の実施の形態の判定情報Ｈ１に対して、「表面異物除去用レーザ出力」、「表面異物除去用レーザ照射時間」、「表面異物除去用レーザ照射径」、「待ち時間１」（図３７中の符号Ｈ０１Ａ）が追加されている。

ステップＳ３０Ｂにて判定装置７０は、判定情報Ｈ０１（図３７参照）を用いて、製品品番に対応する「表面異物除去用レーザ出力」と「表面異物除去用レーザ照射時間」を読み出し、「表面異物除去用レーザ出力」の出力強度に設定したレーザ（表面異物除去用レーザ）を、レーザ出力装置から出射させ、ステップＳ３０Ｃに進む。

ステップＳ３０Ｃにて判定装置７０は、表面異物除去用レーザの照射を開始してから、「表面異物除去用レーザ照射時間」（表面異物除去照射時間）が経過したか否かを判定し、経過している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０Ｄに進み、経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３０Ｂに戻る。

ステップＳ３０Ｄに進んだ場合、判定装置７０は、表面異物除去用レーザの照射を停止し、ステップＳ３０Ｅに進む。

ステップＳ３０Ｅにて判定装置７０は、判定情報Ｈ０１（図３７参照）を用いて、製品品番に対応する「待ち時間１」を読み出し、表面異物除去用レーザを停止してから、「待ち時間１」が経過したか否かを判定し、待ち時間１が経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３１Ａに進み、待ち時間１が経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３０Ｅに戻る。以降の処理は、図１４に示す第１の実施の形態のフローチャートと同じであるので、説明を省略する。

以上に説明したステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅは、予備加熱ステップの前に、計測点ＳＰに向けて、加熱用レーザの照射径よりも大きな照射径の表面異物除去径となるように、予備加熱レーザの出力強度よりも小さな出力強度の表面異物除去用レーザを、予備加熱レーザの照射時間よりも短い表面異物除去照射時間で照射して、計測点及び計測点の周囲に付着している異物を除去する、表面異物除去ステップに相当している。

以上の処理手順により、図３８に示すように、予備加熱レーザ（ＳＧｐ）を照射する前に、表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）が照射される。そして表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）の出力強度Ｗａｙは、予備加熱レーザ（ＳＧｐ）の出力強度Ｗａｐよりも小さく、かつ、加熱用レーザ（ＳＧａ）の（最大）出力強度Ｗａｍよりも小さい。また表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）の照射時間（表面異物除去照射時間Ｔｙｗ）は、予備加熱レーザ（ＳＧｐ）の照射時間（予備加熱時間Ｔａｗ）よりも短い。また、表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）の照射が終了してから予備加熱レーザ（ＳＧｐ）の照射の開始までには、適切な待ち時間Ｔｚｗが設定されている。

以上、第６の実施の形態では、図３６のステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅの「表面異物除去処理」が、予備加熱処理の前に追加されていることで、計測点ＳＰの表面にフラックスや有機溶剤等の異物が付着している場合であっても、計測点及び計測点の周囲から異物を適切に除去することができる。これにより、「表面異物除去処理」を行っていない図３３と比較して、計測点の温度から、異物によるノイズを適切に除去することができる（図３８の信号ＳＧｂ参照）。従って、接合状態の判定を、より適切に行うことができる。

●［第７の実施の形態（図３９～図４１）］
次に図３９～図４１を用いて、第７の実施の形態の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法について説明する。第７の実施の形態の光学非破壊検査装置の全体構成は、図１９及び図２０に示す第２の実施の形態と同じであるので、全体構成についての説明は省略する。加熱用レーザを出射する前に予備加熱レーザを出射する第２の実施の形態に対して、第７の実施の形態では、さらに、予備加熱レーザを出射する前に表面異物除去用レーザを出射する処理が追加されている点が異なる。以下、第２の実施の形態との相違点について主に説明する。

なお、計測点ＳＰの表面に付着している異物、当該異物によって計測点の温度にノイズが重畳される点、及び表面異物除去用レーザの出力強度、照射径、照射時間などは、第６の実施の形態と同じであるので、これらについては説明を省略する。

●［判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順（図３９）］
次に図３９に示すフローチャートを用いて、判定装置７０の処理手順の例について説明する。なお図３９に示す第７の実施の形態のフローチャートは、図２１に示す第２の実施の形態のフローチャートに対して、ステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅ（表面異物除去処理）が追加されている点が異なり、他のステップは同じである。以下、この相違点について主に説明する。

ステップＳ３０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、計測指示がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０Ａに進み、計測指示が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に戻る。

ステップＳ３０Ａに進んだ場合、判定装置７０は、判定情報Ｈ０２（図４０参照）を用いて、製品品番に対応する「表面異物除去用レーザ照射径」を読み出し、読み出した「表面異物除去用レーザ照射径」となるように、Ｚ軸方向移動手段７７Ｚ（図１９、図２０参照）を制御して、集光手段１０に対する計測対象物の位置を調整し、ステップＳ３０Ｂに進む。なお第７の実施の形態の判定情報Ｈ０２（図４０参照）では、図２２に示す第２の実施の形態の判定情報Ｈ２に対して、「表面異物除去用レーザ出力」、「表面異物除去用レーザ照射時間」、「表面異物除去用レーザ照射径」、「待ち時間１」（図４０中の符号Ｈ０２Ａ）が追加されている。

ステップＳ３０Ｂにて判定装置７０は、判定情報Ｈ０２（図４０参照）を用いて、製品品番に対応する「表面異物除去用レーザ出力」と「表面異物除去用レーザ照射時間」を読み出し、「表面異物除去用レーザ出力」の出力強度に設定したレーザ（表面異物除去用レーザ）を、レーザ出力装置から出射させ、ステップＳ３０Ｃに進む。

ステップＳ３０Ｃにて判定装置７０は、表面異物除去用レーザの照射を開始してから、「表面異物除去用レーザ照射時間」（表面異物除去照射時間）が経過したか否かを判定し、経過している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０Ｄに進み、経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３０Ｂに戻る。

ステップＳ３０Ｄに進んだ場合、判定装置７０は、表面異物除去用レーザの照射を停止し、ステップＳ３０Ｅに進む。

ステップＳ３０Ｅにて判定装置７０は、判定情報Ｈ０２（図４０参照）を用いて、製品品番に対応する「待ち時間１」を読み出し、表面異物除去用レーザを停止してから、「待ち時間１」が経過したか否かを判定し、待ち時間１が経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３１Ａに進み、待ち時間１が経過していない場合（Ｎｏ）はステップＳ３０Ｅに戻る。以降の処理は、図２１に示す第２の実施の形態のフローチャートと同じであるので、説明を省略する。

以上に説明したステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅは、予備加熱ステップの前に、計測点ＳＰに向けて、加熱用レーザの照射径よりも大きな照射径の表面異物除去径となるように、予備加熱レーザの出力強度よりも小さな出力強度の表面異物除去用レーザを、予備加熱レーザの照射時間よりも短い表面異物除去照射時間で照射して、計測点及び計測点の周囲に付着している異物を除去する、表面異物除去ステップに相当している。

以上の処理手順により、図４１に示すように、予備加熱レーザ（ＳＧｐ）を照射する前に、表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）が照射される。そして表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）の出力強度Ｗａｙは、予備加熱レーザ（ＳＧｐ）の出力強度Ｗａｐよりも小さく、かつ、加熱用レーザ（ＳＧｃ）の（最大）出力強度Ｗａｍよりも小さい。また表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）の照射時間（表面異物除去照射時間Ｔｙｗ）は、予備加熱レーザ（ＳＧｐ）の照射時間（予備加熱時間Ｔａｗ）よりも短い。また、表面異物除去用レーザ（ＳＧｙ）の照射が終了してから予備加熱レーザ（ＳＧｐ）の照射の開始までには、適切な待ち時間Ｔｚｗが設定されている。

以上、第７の実施の形態では、図３９のステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅの「表面異物除去処理」が、予備加熱処理の前に追加されていることで、計測点ＳＰの表面にフラックスや有機溶剤等の異物が付着している場合であっても、計測点及び計測点の周囲から異物を適切に除去することができる。これにより、計測点の温度から、異物によるノイズを適切に除去することができる（図４１の信号ＳＧｄ参照）。従って、接合状態の判定を、より適切に行うことができる。

第７の実施の形態では、第２の実施の形態の処理にステップＳ３０Ａ～Ｓ３０Ｅ（表面異物除去処理）を追加したが、第５の実施の形態（図３１参照）の処理に同様の追加を行ってもよい。

本発明の光学非破壊検査装置の構成、外観等、及び光学非破壊検査方法の処理手順等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

本実施の形態の説明では、第１部材がワイヤ９１、第２部材が電極９２、ワイヤボンディングにて接合した計測対象物の例を説明したが、第１部材が電子チップ部品、第２部材がプリント基板の電極、ハンダ（接合部材）で接合した計測対象物や、第１部材がボンディングワイヤ、第２部材が半導体のチップフレーム、超音波圧着で接合した計測対象物等、種々の計測対象物に適用することができる。つまり、第１部材の材質、第２部材の材質、接合部材の有無及び接合方法、等に限定されず、種々の計測対象物に対して、接合状態の良否の判定に適用することができる。

加熱用レーザには、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。また、本実施の形態の説明では、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。

第２、第４の実施の形態では、２個の赤外線強度検出手段を有する例を説明したが、第５の実施の形態では、１個の赤外線強度検出手段を有する例を説明した。従って、少なくとも１つの赤外線強度検出手段を有していればよい。

また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

１、１Ｂ～１Ｅ 光学非破壊検査装置
１０ 集光手段（対物レンズ）
２１ 半導体レーザ光源
２１Ａ レーザ光源
２２ コリメートレンズ
２２Ａ ビームスプリッタ
２３、２３Ｒ 加熱レーザ選択反射手段
２３Ａ 第１赤外線選択反射手段
２３Ｂ 第２赤外線選択反射手段
２３Ｃ 補正用レーザ選択反射手段
２４ 音響光学変調器
２５ 変調信号出力手段
２７、２７Ａ レーザ出力装置
２９ 補正用レーザ光源
２９Ｌ コリメートレンズ
３１ （第１）赤外線強度検出手段
３１Ｌ 集光レンズ
３１Ａ、３２Ａ、４１Ａ、４２Ａ センサアンプ
３２ （第２）赤外線強度検出手段
３２Ｌ 集光レンズ
４１、４２ レーザ強度検出手段
４１Ｌ、４２Ｌ 集光レンズ
４３ 反射光選択反射手段
５０ 計測対象物
５１ 第１部材
５２ 第２部材
５３ ハンダ（接合部材）
６０ 位相差検出装置
７０ 判定装置
７３、７３Ｂ レーザヘッド部
７５ Ｘ軸方向スライドテーブル
７５Ｘ Ｘ軸方向移動手段
７６ Ｙ軸方向スライドテーブル
７６Ｙ Ｙ軸方向移動手段
７７ Ｚ軸方向支持体
７７Ｚ Ｚ軸方向移動手段
７８ 基台
８０ 通信回線
８１ 配信装置
９０ 計測対象物
９１ ワイヤ（第１部材）
９２ 電極（第２部材）
９６ 接合部
９８ 基板
Ｈ１、Ｈ２ 判定情報
Ｌａ 加熱用レーザ
Ｌｐ 予備加熱レーザ
Ｌｙ 表面異物除去用レーザ
Ｐ１～Ｐ４ 予備加熱点
ＰＡ 予備加熱範囲
ＲＡ 計測点径
ＲＣ 表面異物除去径
Ｓ 接合部面積
ＳＰ 計測点
Ｔｙｗ 表面異物除去照射時間
Ｙ１ 異物堆積層
Ｙａ 表面異物除去領域
δ 位相差

Claims (7)

1. 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情報である計測点情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報である加熱用レーザ情報及び前記計測点情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、光学非破壊検査方法であって、
   前記加熱用レーザを前記計測点に向けて出射して前記計測点を加熱する加熱用レーザ出射ステップと、
   前記計測点から放射される赤外線の強度を含む前記計測点情報を取得する情報取得ステップ、あるいは、前記計測点から放射される赤外線の強度を含む前記計測点情報及び前記計測点に照射される加熱用レーザの強度を含む前記加熱用レーザ情報を取得する情報取得ステップと、
   前記情報取得ステップにて取得した、前記計測点情報、あるいは、前記計測点情報及び前記加熱用レーザ情報、に基づいた取得関連情報を用いて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する接合状態判定ステップと、
   を有し、
   前記加熱用レーザ出射ステップの前に、前記第１部材を破壊することなく前記第１部材に熱歪を生じさせるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、前記計測点、あるいは、前記計測点を含む範囲である予備加熱範囲、あるいは、前記予備加熱範囲内において予め設定された単数または複数の予備加熱点、に照射して前記第１部材に熱歪を生じさせる予備加熱ステップ、を有する、
   光学非破壊検査方法。
2. 請求項１に記載の光学非破壊検査方法であって、
   前記予備加熱ステップの前に、
   前記計測点に向けて、
   前記計測点への前記加熱用レーザの照射径よりも大きな照射径の表面異物除去径となるように、
   前記予備加熱レーザの出力強度よりも小さな出力強度の表面異物除去用レーザを、
   前記予備加熱ステップにおける前記予備加熱レーザの照射時間よりも短い表面異物除去照射時間で照射して、前記計測点及び前記計測点の周囲に付着している異物を除去する、表面異物除去ステップ、を有する、
   光学非破壊検査方法。
3. 請求項１または２に記載の光学非破壊検査方法であって、
   レーザ出力装置と、レーザ強度検出手段と、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、
   前記加熱用レーザ出射ステップでは、
   前記レーザ出力装置から、前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射し、
   前記情報取得ステップでは、
   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に基づいて前記レーザ強度検出手段から出力される前記加熱用レーザ情報であるレーザ強度検出信号を、前記位相差検出装置に取り込み、
   前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度に基づいて前記赤外線強度検出手段から出力される前記計測点情報である赤外線強度検出信号を、前記位相差検出装置に取り込み、
   前記接合状態判定ステップでは、
   前記位相差検出装置にて前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出信号との位相差を求め、求めた前記位相差を含む前記取得関連情報を前記判定装置に出力して前記判定装置にて前記取得関連情報を取り込み、
   前記判定装置にて、前記取得関連情報に含まれている前記位相差に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、
   光学非破壊検査方法。
4. 請求項１または２に記載の光学非破壊検査方法であって、
   レーザ出力装置と、赤外線強度検出手段と、判定装置と、を用い、
   前記加熱用レーザ出射ステップでは、
   前記レーザ出力装置から、前記計測点に向けて、一定の出力強度である加熱強度とされた前記加熱用レーザを出射し、
   前記情報取得ステップでは、
   前記計測点から放射された赤外線の強度に基づいて前記赤外線強度検出手段から出力される前記計測点情報である赤外線強度検出信号を、前記判定装置に取り込み、
   前記接合状態判定ステップでは、
   前記判定装置にて、前記赤外線強度検出信号から求めた前記取得関連情報である前記計測点における温度上昇特性に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、
   光学非破壊検査方法。
5. 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情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報及び前記計測点から取得される情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、光学非破壊検査装置であって、
   前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射するレーザ出力装置と、
   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レーザ強度検出手段と、
   前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を検出して赤外線強度検出信号を出力する赤外線強度検出手段と、
   前記レーザ強度検出手段からの前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出手段からの前記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赤外線強度検出信号と、の位相差を検出して検出した前記位相差を含む取得関連情報を判定装置に出力する位相差検出装置と、
   前記レーザ出力装置を制御するとともに前記位相差検出装置から入力された前記取得関連情報に含まれている前記位相差に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する前記判定装置と、
   を有し、
   前記判定装置は、
   前記レーザ出力装置から前記加熱用レーザを出射させる前の時点において、
   前記レーザ出力装置を制御して、
   前記第１部材を破壊することなく前記第１部材に熱歪を生じさせるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、
   前記計測点、あるいは、前記計測点を含む範囲である予備加熱範囲、あるいは、前記予備加熱範囲内において予め設定された単数または複数の予備加熱点、に照射して前記第１部材に熱歪を生じさせる、
   光学非破壊検査装置。
6. 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情報に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する、光学非破壊検査装置であって、
   前記計測点に向けて、一定の出力強度である加熱強度とされた前記加熱用レーザを出射するレーザ出力装置と、
   前記計測点から放射された赤外線の強度を検出して赤外線強度検出信号を出力する少なくとも１つの赤外線強度検出手段と、
   前記レーザ出力装置を制御するとともに前記赤外線強度検出手段から取り込んだ前記赤外線強度検出信号から求めた前記計測点の温度上昇特性に基づいて、前記接合界面における接合部の接合状態を判定する判定装置と、
   を有し、
   前記判定装置は、
   前記レーザ出力装置から前記加熱用レーザを出射させる前の時点において、
   前記レーザ出力装置を制御して、
   前記第１部材を破壊することなく前記第１部材に熱歪を生じさせるように、一定の出力強度とされた熱歪発生強度と照射時間が調整された予備加熱レーザを、
   前記計測点、あるいは、前記計測点を含む範囲である予備加熱範囲、あるいは、前記予備加熱範囲内において予め設定された単数または複数の予備加熱点、に照射して前記第１部材に熱歪を生じさせる、
   光学非破壊検査装置。
7. 請求項５または６に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記判定装置は、
   前記レーザ出力装置から前記予備加熱レーザを出射させる前の時点において、
   前記レーザ出力装置を制御して、
   前記計測点に向けて、
   前記計測点への前記加熱用レーザの照射径よりも大きな照射径の表面異物除去径となるように、
   前記予備加熱レーザの出力強度よりも小さな出力強度の表面異物除去用レーザを、
   前記予備加熱レーザの照射時間よりも短い表面異物除去照射時間で照射して、前記計測点及び前記計測点の周囲に付着している異物を除去する、
   光学非破壊検査装置。

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