JP7123519B1 - 渦電流検査方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、検査対象物となる電極と接触することなく、電極の基板への接合状態を判定することができる検査方法を提供することを目的とする。検査対象物である電極リード（４０）の形成方向に沿って、交流電流印加状態のコイル内蔵プローブ（１）を走査させる。走査時のコイル内蔵プローブ（１）は電極リード（４０）に接触することなく、電極リード（４０）の表面から所定距離隔てて上方に位置している。その後、渦電流測定器（３）によって、複数の超音波接合部（４１）に対応する複数の検出信号が得られる。最後に、複数の検出信号それぞれと基準レベルとの比較結果に基づき、電極リード（４０）の基板（３０）への接合状態が判定される。すなわち、電極リード（４０）に設けられる複数の超音波接合部（４１）それぞれに対し、未接合状態、破断状態及び正常状態のうちいずれの状態であるかが判定される。

Description

本開示は、基板上に設けられた電極を検査対象物に対し渦電流測定装置を用いて行う渦電流検査方法に関する。

基板上に設けられた電極等を検査対象物とした検査方法として、例えば、特許文献１で開示された第１の検査方法や、特許文献２で開示された第２の検査方法がある。

第１の検査方法は、検査対象物となる電極リード部の金属製円筒の外側表面と上記電極リード部の導電性リードピンとの間で計測した絶縁抵抗値に基づいて電極リード部の状態を判定する検査方法である。

第１の検査方法では、狭小な場所でも検査が可能で、かつ、検査装置を用いた比較的安価な半田付による検査方法となっている。

第２の検査方法は、基板に接合されたリードフレームのリードを検査対象物としている。第２の検査方法は以下の第１～第４のステップを含んでいる。

第１のステップ…加圧装置にセットしてリードフレームのリードを上から加圧するとともに、環状の照明装置を点灯させる。

第２のステップ…撮像装置によって、リード接合部を含むように撮像し、この撮像により得られた画像データをＡ／Ｄ変換器によりディジタル画像信号に変換する。

第３のステップ…処理装置によって、画像データのうちリード接合部に対応する画像データを、一定値より明るい部分を残すように２値化した画像を抽出する。

第４のステップ…２値化した画像に基づき、リードの状態を判定する。

上述した第２の検査方法によって、接合されていないリードと接合されているリードとを精度よく区別することができる。

特開２０１６－１５１４８４号公報 特開平１０－１８５５２７号公報

しかしながら、上述した第１の検査方法は、検査自体は非破壊で行っているが、検査対象物に接触しなければ検査できないという問題点があった。

加えて、第１の検査方法では、検査対象物に破断部が含まれている場合、接触した箇所が破断部でなく正常部位であれば、破断部の存在を検出できないという問題点もあった。

また、上述した第２の検査方法は、上記第１のステップの実行時に検査対象物であるリードを加圧しているため、検査対象物に対し非接触で検査できないという問題点があった。

加えて、第２の検査方法では、原理的にリードの端部における無接合状態を検出することはできるが、リードの中間領域の接合状態を判定することは極めて困難となる問題点もあった。さらに、第２の検査方法では、リードの破断部を精度良く判別することができないという問題点もあった。

本開示では、上述した第１及び第２の検査方法を含む従来の検査方法の問題点を解決し、検査対象物となる電極と接触することなく、電極の基板への接合状態を判定することができる検査方法を提供することを目的とする。

本開示の渦電流検査方法は、検査対象物に渦電流を発生させ、渦電流の状態を示す検出信号を得る渦電流測定装置を用いた渦電流検査方法であって、前記渦電流測定装置はコイルを内蔵したプローブを有し、基板上に設けられた電極が前記検査対象物となり、(a) 交流電流を前記プローブ内のコイルに印加して交流電流印加状態にするステップと、(b) 前記電極の形成方向に沿って、前記交流電流印加状態の前記プローブを走査させるステップとを備え、前記ステップ(b)の実行期間において、前記プローブは前記電極に接触することなく、前記電極の表面から所定距離隔てて上方に位置し、前記ステップ(b)の実行時に前記電極の表面に渦電流が発生し、前記渦電流測定装置より前記検出信号が時々刻々得られ、(c) 時々刻々得られる前記検出信号と基準レベルとの比較結果に基づき、前記電極の前記基板への接合状態を判定するステップをさらに備え、前記電極は互いに離散した複数の接合部を有し、前記複数の接合部は前記基板の表面との接合領域として割り当てられており、前記渦電流検査方法は、(d) 前記ステップ(a)の後、前記ステップ(b)の前に実行され、前記複数の接合部から一の接合部を基準接合部として選択するステップをさらに備え、前記基準レベルは前記基準接合部の上方に前記プローブを配置した時の前記検出信号の信号値であり、前記ステップ(b)の実行時に前記複数の接合部に対応して複数の検出信号が得られ、前記ステップ(c)は、(c-1) 前記複数の検出信号のうち、正方向及び負方向のうち一方の方向で前記基準レベルと有意な差を有する第１種検出信号が存在する場合、前記複数の接合部のうち前記第１種検出信号に対応する接合部を未接合状態と判定し、(c-2) 前記複数の検出信号のうち、正方向及び負方向のうち他方の方向で前記基準レベルと有意な差を有する第２種検出信号が存在する場合、前記複数の接合部のうち前記第２種検出信号に対応する接合部を破断状態と判定し、(c-3) 前記複数の検出信号のうち、前記第１及び第２種検出信号のいずれにも該当しない第３種検出信号が存在する場合、前記複数の接合部のうち前記第３種検出信号に対応する接合部を正常状態と判定する。

本開示の渦電流検査方法は、ステップ(b)において、電極と接触することなく、電極の形成方向に沿ってプローブを走査させることにより、検出信号を取得している。

したがって、本開示の渦電流検査方法は、検査対象物となる電極に接触することなく、ステップ(c)の実行時に電極の基板への接合状態を判定することができる。

本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本開示の実施の形態である渦電流検査方法を模式的に示す説明図である。 図１で示した実施の形態の渦電流検査方法の処理手順を示すフローチャートである。 検出電圧表示用ＰＣのディスプレイ上に表示される出力波形を示す説明図である。 図２で示す校正基準部の選択処理の処理手順を示すフローチャートである。 渦電流予備検査の検査内容を模式的に示す説明図である。 基本技術による検査方法を模式的に示す説明図である。

＜基本技術＞
図６は基本技術による検査方法を模式的に示す説明図である。図６にＸＹＺ直交座標系を記している。

同図に示すように、基板３０上に電極リード４０が設けられ、電極リード４０は複数の超音波接合部４１を有している。複数の超音波接合部４１はそれぞれ超音波接合法を用いた基板３０の表面との接合領域となる金属箔部分である。すなわち、複数の超音波接合部４１によって電極リード４０と基板３０の表面とは接合されている。

基本技術の検査方法は、９０度強度引張計測器６０を用いて、電極リード４０と接触して複数の超音波接合部４１それぞれにおける基板３０との接合状態を検査する方法である。

９０度強度引張計測器６０は接続ケーブル６４を介して接続されるクリップ６２を有しており、クリップ６２にて電極リード４０の先端部分４０ｔを把持することができる。

基本技術の検査方法は、クリップ６２にて電極リード４０の先端部分４０ｔを把持した状態で、引張方向Ｆ６に沿って９０度強度引張計測器６０を上昇させて、電極リード４０を基板３０から強制的に引き剥がすことにより行われる。

基板３０及び電極リード４０は図６で示すＸＹ平面に配置されているため、引張方向Ｆ６（＋Ｚ方向）は基板３０に対し９０度の方向を有することになる。

例えば、図６において、図中、最も左（－Ｘ方向側）に存在する超音波接合部４１を引き剥がす際、９０度強度引張計測器６０で計測される接合強度が測定接合強度となる。

基本技術では、測定接合強度が基準強度以上であれば、正常接合部４１Ａと判定し、基準強度未満であれば、未接合部４１Ｃと判定することができる。なお、超音波接合部４１が破断部４１Ｂであるか否かは目視にて空隙４４の有無を確認することにより認識できる。

例えば、図６に示すように、４つの超音波接合部４１のうち、図中左から正常接合部４１Ａ、破断部４１Ｂ、未接合部４１Ｃ及び正常接合部４１Ａであった場合を想定する。この場合、左から１番目と４番目の超音波接合部４１それぞれの測定接合強度は基準強度以上となる。

一方、左から３番目の超音波接合部４１の測定接合強度は基準強度を下回る。未接合部４１Ｃは基板３０の表面との間に浮き空間４８が存在する状態であるため、電極リード４０の上方からの目視では確認することができない。基本技術の検査方法では、未接合部４１Ｃを正確に判別することができる。

上述したように、基本技術の検査方法は、９０度強度引張計測器６０を用いて電極リード４０を基板３０から引き剥がすことにより、複数の超音波接合部４１それぞれの基板３０への接合状態を検査している。

しかしながら、基本技術の検査方法では、電極リード４０と接触し、さらに、電極リード４０を基板３０から引き剥がすことにより、基板３０と電極リード４０との組合せ構造を破壊している。このため、検査で使用した基板３０は使用できない。

すなわち、従来技術として説明した第１及び第２の検査方法と同様、基本技術の検査方法は、電極と接触することなく、電極の基板への接合状態を判定することができないという問題点を有している。以下で述べる実施の形態の検査方法は、上述した問題点の解消を図ったものである。

＜実施の形態＞
図１は本開示の実施の形態である渦電流検査方法を模式的に示す説明図である。図１にＸＹＺ直交座標系を記している。なお、渦電流測定装置１０はコイル内蔵プローブ１を除き、ＸＹＺ直交座標系の対象外である。オシロスコープ７、接続ケーブル８及び検出電圧表示用ＰＣ９もＸＹＺ直交座標系の対象外である。

同図に示すように、基板３０上に電極リード４０が設けられ、電極リード４０が検査対象物となる。電極リード４０は複数の超音波接合部４１を有しており、超音波接合処理によって複数の超音波接合部４１にて基板３０の表面との接合がなされている。

電極リード４０は基板３０上に設けられた「電極」に対応し、複数の超音波接合部４１は、電極リード４０に互いに離散して設けられる「複数の接合部」に対応する。

複数の超音波接合部４１は基板３０の表面との接合領域として割り当てられた複数の金属箔部分である。すなわち、複数の超音波接合部４１は超音波接合法を用いた基板３０の表面との接合領域となっている。

電極リード４０は膜厚が１．１ｍｍ程度であり、Ｘ方向に延びて基板３０の表面上に形成されている。各超音波接合部４１は同一サイズであり、１ｍｍ×１ｍｍの正方形を少なくとも含む面積を有し、その厚みは例えば１．１ｍｍ程度である。

本実施の形態の渦電流検査方法は、渦電流測定装置１０を用いて、電極リード４０と接触することなく、複数の超音波接合部４１それぞれにおける基板３０の表面との接合状態を検査する方法である。

渦電流測定装置１０は、コイル内蔵プローブ１、接続ケーブル２、渦電流測定器３、接続用プローブ５、及びプローブフォルダ１１を主要構成要素として含んでいる。渦電流測定装置１０は、電極リード４０の表面で発生する渦電流の状態を示す検出信号を得る装置である。

コイル内蔵プローブ１は内部に内蔵コイルを有するプローブである。コイル内蔵プローブ１内の内蔵コイルに所定周波数の交流電流を流すことにより、コイル内蔵プローブ１は交流電流印加状態となり、内蔵コイルに磁界が発生する。なお、交流電流の印加機能は渦電流測定器３が有している。

プローブフォルダ１１は、コイル内蔵プローブ１の先端部を露出させた状態でコイル内蔵プローブ１を保持している。

コイル内蔵プローブ１は接続ケーブル２を介して渦電流測定器３に接続されており、渦電流測定器３はコイル内蔵プローブ１によって検出された渦電流検出結果に基づき、所定の演算を実行して検出信号を得ている。検出信号は渦電流検出結果に対し正の相関を有する信号である。

渦電流検出結果として、例えば、コイル内蔵プローブ１内の内蔵コイルのインピーダンスが考えられ、内蔵コイルのインピーダンスの変化によって渦電流の状態変化を認識することができる。したがって、渦電流測定器３より得られる検出信号は、電極リード４０の表面に発生する渦電流の状態を示す信号となる。なお、渦電流の状態とは渦電流の大きさ、分布等を含んでいる。

渦電流測定装置１０に接続される外部装置として、検出電圧表示用ＰＣ(Personal Computer)９を設け、検出電圧表示用ＰＣ９は、オシロスコープ７及び接続ケーブル８を介して、渦電流測定装置１０の接続用プローブ５に接続されている。

渦電流測定器３で得られた検出信号は接続用プローブ５を介してオシロスコープ７に付与される。オシロスコープ７は、受信した検出信号を検出電圧表示用ＰＣ９のディスプレイ上で表示可能な表示用検出信号に変換する。この表示用検出信号が接続ケーブル８を介して検出電圧表示用ＰＣ９に出力される。

検出電圧表示用ＰＣ９は表示用検出信号に基づき、検出信号の出力波形ＬＶをディスプレイ上に表示する。

このような構成の渦電流測定装置１０を用いて本実施の形態の渦電流検査方法が実行される。本実施の形態の渦電流検査方法は、電極リード４０に設けられる複数の超音波接合部４１の基板３０の表面への接合状態を判定する検査方法である。

図２は図１で示した本実施の形態の渦電流検査方法の処理手順を示すフローチャートである。以下、図２を参照しつつ、本実施の形態の渦電流検査方法の処理内容を説明する。

まず、ステップＳ１において、交流電流をコイル内蔵プローブ１内の内蔵コイルに印加して交流電流印加状態にする。

ステップＳ１の後、ステップＳ２において、複数の接合部である複数の超音波接合部４１から一の接合部を校正基準部（基準接合部）として選択する。なお、校正基準部の選択内容については後に詳述する。

以下、説明の都合上、図１で示す４つの超音波接合部４１のうち、最も左にある超音波接合部４１が校正基準部４１Ｓ（基準接合部）として選択されたと仮定する。

ステップＳ２の後、ステップＳ３において、校正基準部４１Ｓの初期設定を行う。すなわち、コイル内蔵プローブ１の先端を校正基準部４１Ｓの表面から所定距離隔てて上方に配置し、校正基準部４１Ｓの表面に渦電流を発生させる。

すると、コイル内蔵プローブ１にて得られた渦電流検出結果に基づき渦電流測定器３から校正基準用検出信号が得られる。そこで、渦電流測定器３に設けられた校正用ボタンを押圧する等により校正処理を実行して、この校正基準用検出信号の信号値が初期設定値（“０”）になるように初期設定する。このように、校正基準部４１Ｓに対応する校正基準用検出信号が示す信号値“０”が基準レベルとなる。すなわち、基準レベルは校正基準部４１Ｓの上方にコイル内蔵プローブ１を配置した時の検出信号の信号値となる。

ステップＳ３の実行後において、渦電流測定器３から得られる検出信号の信号値が正の場合は基準レベルより高い信号値となり、検出信号の信号値が負の場合は基準レベルより低い信号値となる。

その後、ステップＳ４において、電極リード４０に対する渦電流検査が実行される。すなわち、電極リード４０の形成方向（Ｘ方向）に沿って、交流電流印加状態のコイル内蔵プローブ１を走査させる走査ＳＣ１が実行される。走査ＳＣ１の開始位置は電極リード４０の左端先端部の上方であり、走査ＳＣ１のＸ方向に沿った走査速度は、例えば、１ｍ／sに設定される。

ステップＳ４の実行期間において、コイル内蔵プローブ１は電極リード４０に接触することなく、電極リード４０の表面から所定距離隔てて上方に位置している。所定距離は１ｍｍ程度に設定されている。

したがって、ステップＳ４の実行時に電極リード４０の表面に渦電流が発生し、コイル内蔵プローブ１にて渦電流検出結果が時々刻々と得られる。さらに、渦電流測定器３の演算処理によって、渦電流検出結果に基づく検出信号が時々刻々得られる。前述したように、検出信号は電極リード４０の表面に発生する渦電流の状態を示している。

走査ＳＣ１の実行時に、複数の超音波接合部４１それぞれの上方をコイル内蔵プローブ１の先端が通過する時間帯は、各超音波接合部４１の位置及びサイズと、コイル内蔵プローブ１の走査速度から導き出すことができる。

したがって、ステップＳ４の実行によって、複数の超音波接合部４１に対応する複数の検出信号を得ることができる。

最後に、ステップＳ５において超音波接合状態の判定処理を実行する。すなわち、ステップＳ５において、時々刻々得られる検出信号と基準レベルとの比較結果に基づき、電極リード４０の基板３０への接合状態を判定する。

本実施の形態では、ステップＳ５において、複数の超音波接合部４１に対応する複数の検出信号それぞれと基準レベルとの比較結果に基づき、複数の超音波接合部４１それぞれの基板３０の表面における接合状態を判定している。

ステップＳ５にて実行される判定処理は、複数の超音波接合部４１それぞれに対し、正常接合部４１Ａ、破断部４１Ｂ及び未接合部４１Ｃのうち、いずれに該当するかを判定する処理である。ステップＳ５にて実行される判定処理は以下の第１～第３の判定を含んでいる。

第１の判定…複数の超音波接合部４１に対応する複数の検出信号のうち、正方向で基準レベル（“０”）と有意な差を有する第１種検出信号が存在する場合、複数の超音波接合部４１のうち上記第１種検出信号に対応する超音波接合部４１を未接合状態と判定する。その結果、未接合状態の超音波接合部４１は未接合部４１Ｃに分類される。

第２の判定…上述した複数の検出信号のうち、負方向に前記基準レベルと有意な差を有する第２種検出信号が存在する場合、複数の超音波接合部４１のうち上記第２種検出信号に対応する超音波接合部４１を破断状態と判定する。その結果、破断状態の超音波接合部４１は破断部４１Ｂに分類される。

第３の判定…上述した複数の検出信号のうち、上述した第１種及び第２種検出信号のいずれにも該当しない第３種検出信号が存在する場合、複数の超音波接合部４１のうち上記第３種検出信号に対応する超音波接合部４１を正常状態と判定する。その結果、正常状態の超音波接合部４１は正常接合部４１Ａに分類される。

以下、第１～第３の判定によって第１種検出信号～第３種検出信号に分類できる理由について説明する。

図１に示すように、破断部４１Ｂの少なくとも一部に空隙４４が存在している。空隙４４は多くの場合、電極リード４０を貫通している。したがって、破断部４１Ｂは空隙４４が存在する分、正常接合部４１Ａと比較してコイル内蔵プローブ１内のコイルからの距離が長くなる部分が存在するという第１の距離特性を有している。

図１に示すように、未接合部４１Ｃは、基板３０の表面との間に浮き空間４８が存在している。したがって、破断部４１Ｂは、浮き空間４８が存在する分、正常接合部４１Ａと比較してコイル内蔵プローブ１内のコイルからの距離が短くなる領域が存在するという第２の距離特性を有している。

超音波接合部４１からコイル内蔵プローブ１内の内蔵コイルまでの距離が近い程、コイル内蔵プローブ１にて得られる渦電流検出結果は大きくなる性質を有する。このため、渦電流測定器３が渦電流検出結果に対し正の相関を有する検出信号を得る場合、破断部４１Ｂ、正常接合部４１Ａ及び未接合部４１Ｃの順に検出信号の信号値は高くなる性質を有すると推測される。

したがって、正常接合部４１Ａ、破断部４１Ｂ及び未接合部４１Ｃ間の上述した第１及び第２の距離特性に基づき、上述した第１～第３の判定が可能となる。

なお、渦電流測定器３が用いる演算式によっては、渦電流検出結果に対し負の相関を有する検出信号が得られる場合もある。

この場合は、破断部４１Ｂ、正常接合部４１Ａ及び未接合部４１Ｃの順に検出信号の信号値は低くなる性質を有すると推測されるため、上述した第１及び第２の距離特性に基づき、上述した第１～第３の判定と等価な判定が可能となる。

すなわち、複数の超音波接合部４１を複数の接合部として、上述した第１～第３の判定を以下のように拡張することができる。

第１の判定…複数の検出信号のうち、正方向及び負方向のうち一方の方向で基準レベルと有意な差を有する第１種検出信号が存在する場合、複数の接合部のうち第１種検出信号に対応する接合部を未接合状態の未接合部４１Ｃと判定する。

第２の判定…複数の検出信号のうち、正方向及び負方向のうち他方の方向で基準レベルと有意な差を有する第２種検出信号が存在する場合、複数の接合部のうち第２種検出信号に対応する接合部を破断状態の破断部４１Ｂと判定する。

第３の判定…複数の検出信号のうち、第１及び第２種検出信号のいずれにも該当しない第３種検出信号が存在する場合、複数の接合部のうち第３種検出信号に対応する接合部を正常接合状態の正常接合部４１Ａと判定する。

図３は検出電圧表示用ＰＣ９のディスプレイ上に表示される出力波形ＬＶを示す説明図である。出力波形ＬＶは図１で示した電極リード４０に対する検査結果を示している。

図３で示す出力波形ＬＶを得るために、コイル内蔵プローブ１内の内蔵コイルに印加する交流電流として第１及び第２の交流電流を用いている。第１の交流電流において周波数は６００ｋＨｚ、位相６５．０ｄｅｇに設定されている。第２の交流電流において周波数は６００ｋＨｚ、位相２２５．０ｄｅｇに設定されている。

そして、第１の交流電流をコイル内蔵プローブ１内の内蔵コイルに印加することにより、コイル内蔵プローブ１にて第１の渦電流検出結果が得られ、第２の交流電流を内蔵コイルに印加することにより、コイル内蔵プローブ１にて第２の渦電流検出結果が得られる。

渦電流測定器３は第１及び第２の渦電流検出結果に基づき所定の演算を行うことにより、検出信号を得ている。

渦電流測定器３で得られた検出信号は接続用プローブ５を介してオシロスコープ７に付与される。オシロスコープ７は、受信した検出信号を検出電圧表示用ＰＣ９で表示可能な表示用検出信号に変換する。この表示用検出信号が接続ケーブル８を介して検出電圧表示用ＰＣ９に出力され、検出電圧表示用ＰＣ９のディスプレイ上に図３に示す出力波形ＬＶが表示される。

図１に示すように、電極リード４０は４つの超音波接合部４１を有しており、最も左の超音波接合部４１が校正基準部４１Ｓに選択されている。

前述したように、４つの超音波接合部４１それぞれの上方をコイル内蔵プローブ１の先端が通過する時間帯は、各超音波接合部４１の位置及びサイズと、コイル内蔵プローブ１の走査速度から導き出すことができる。以下、説明の都合上、４つの超音波接合部４１を左から第１、第２、第３及び第４の接合部と呼ぶ。

図３に示すように、時間帯Ｔ１～Ｔ４における出力波形ＬＶが第１～第４の接合部に対応する第１～第４の検出信号となる。ここで、正方向の有意な差を示す正方向閾値を「＋０．３Ｖ」とし、負方向の有意な差を示す負方向閾値を「－０．２Ｖ」とする。

第１の接合部は校正基準部４１Ｓであるため、時間帯Ｔ１における出力波形ＬＶの信号値は０Ｖを示している。したがって、第１の検出信号は上述した第１種及び第２種検出信号のいずれにも該当しない第３種検出信号となるため、第１の接合部は正常状態の正常接合部４１Ａと判定される。

時間帯Ｔ２における出力波形ＬＶの最小信号値が－０．２Ｖを下回っている。したがって、第２の検出信号は上述した第２種検出信号となるため、第２の接合部は破断状態の破断部４１Ｂと判定される。

時間帯Ｔ３における出力波形ＬＶは最大信号値が＋０．３Ｖを上回っている。したがって、第３の検出信号は上述した第１種検出信号となるため、第３の接合部は未接合状態の未接合部４１Ｃと判定される。

時間帯Ｔ４における出力波形ＬＶの信号値は１Ｖ前後を示しているが、最小信号値が－０．２Ｖを上回り、最大信号値が＋０．３Ｖを下回っている。したがって、第４の検出信号は上述した第１種及び第２種検出信号のいずれにも該当しない第３種検出信号となるため、第４の接合部は正常状態の正常接合部４１Ａと判定される。

本実施の形態の渦電流検査方法は、ステップＳ４において、電極リード４０と接触することなく、電極リード４０の形成方向に沿って、コイル内蔵プローブ１を走査させることにより、渦電流測定器３から検出信号を取得している。

したがって、本実施の形態の渦電流検査方法は、検査対象物となる電極リード４０に接触することなく、ステップＳ５の実行時に電極リード４０の基板３０の表面への接合状態を判定することができる。

本実施の形態の渦電流検査方法は、ステップＳ５の実行時に第１～第３の判定を行うことにより、複数の超音波接合部４１それぞれに対し、未接合状態、破断状態及び正常状態のうちいずれの状態であるかを、電極リード４０に接触することなく判定することができる。

図４は図２のステップＳ２で示した校正基準部４１Ｓの選択処理の処理手順を示すフローチャートである。以下、図４を参照しつつ、ステップＳ２における校正基準部４１Ｓの選択内容を説明する。

まず、ステップＳ２１において、予備基板を準備する。予備基板の表面上には無接合状態の予備電極が配置されている。

予備基板及び予備電極は基板３０及び電極リード４０とは別に準備された部材であり、予備基板は基板３０に対応する基板であり、予備電極は電極リード４０に対応する電極である。したがって、予備基板は基板３０と同じ材質、同じサイズで構成されることが望ましく、予備電極は電極リード４０と同じ材質、同じサイズで構成されることが望ましい。

次に、ステップＳ２２において予備電極に対する押圧処理を実行する。すなわち、予備電極における少なくとも予備基準領域を上部からローラ等を用いて押圧する。なお、予備基準領域は予備電極の一部領域であり、超音波接合箇所４１と同程度の領域に設定することが望ましい。

その結果、予備電極の予備基準領域は慣らされ、予備基準領域は予備基板の表面に密着した状態になる。なお、予備基準領域の予備基板の表面への密着度を高めるべく、予備電極の全領域に対し押圧処理を実行することが望ましい。

続いて、ステップＳ２３において予備基準信号を取得する。すなわち、予備電極に接触することなく、予備基準領域の表面から所定距離隔てて上方にコイル内蔵プローブ１の先端が位置するように、コイル内蔵プローブ１を配置する。所定距離は１ｍｍ程度に設定される。

したがって、ステップＳ２３の実行時に予備電極における予備基準領域の表面に渦電流が発生し、コイル内蔵プローブ１にて渦電流検出結果が取得される。そして、渦電流測定器３の演算処理によって渦電流検出結果に基づく予備基準信号が得られる。

この予備基準信号の信号値は、正常接合部４１Ａの検出信号の信号値と同一または近似値をとることが推測される。なぜなら、ステップＳ２２によって予備基準領域は予備基板の表面に密着した状態にされているからである。

ステップＳ２３の実行後、ステップＳ２４にて、渦電流測定器３に設けられた校正ボタンを押し、予備基準信号の信号値が“０”となるように校正処理を行う。

上述した校正処理後において、渦電流測定器３から得られる検出信号は以下の性質を有する。検出信号の信号値が正の場合、予備基準信号の信号値より高い信号値を意味し、検出信号の信号値が負の場合、予備基準信号の信号値より低い信号値を意味する。

次に、ステップＳ２５において、基板３０上の電極リード４０を検査対象物として、複数の予備検出信号を取得する渦電流予備検査を実行する。

図５は渦電流予備検査の検査内容を模式的に示す説明図である。図５にＸＹＺ直交座標系を記している。なお、渦電流測定装置１０はＸＹＺ直交座標系の対象外である。なお、図５では基板３０の図示を省略している。

同図に示すように、検査対象物となる電極リード４０の複数の超音波接合部４１それぞれに対し、電極リード４０の形成方向（Ｘ方向）と垂直なＹ方向に沿って、複数の超音波接合部４１それぞれの上方を横切るように走査する。図５で示す例では、３つの超音波接合部４１が示されているため、３つの超音波接合部４１に対し３回の走査ＳＣ１１～ＳＣ１３が行われる。

このように、ステップＳ２５において、走査ＳＣ１１～ＳＣ１３が順次実行されることにより、交流電流印加状態のコイル内蔵プローブ１が複数の超音波接合部４１それぞれの上方に順次配置される。走査ＳＣ１１～ＳＣ１３の際、コイル内蔵プローブ１の下方先端部が複数の超音波接合部４１から、１ｍｍ程度の高さになるように位置設定される。したがって、走査ＳＣ１１～ＳＣ１３の実行時に複数の超音波接合部４１それぞれの表面に渦電流が発生する。

その後、コイル内蔵プローブ１にて渦電流検出結果が走査ＳＣ１１～ＳＣ１３毎に得られる。ここで、説明の都合上、走査ＳＣ１１～ＳＣ１３で得られる渦電流検出結果を第１～第３の渦電流検出結果と称する。

さらに、渦電流測定器３の演算処理によって、第１～第３の渦電流検出結果に基づく第１～第３の予備検出信号が得られる。第１～第３の予備検出信号が複数の予備検出信号となる。

最後に、ステップＳ２６において、複数の超音波接合部４１から校正基準部４１Ｓを決定する。すなわち、ステップＳ２５で得られた複数の予備検出信号の信号値うち、ステップＳ２４で校正された“０”に最も近い信号値を有する予備検出信号を決定予備検出信号として決定する。

その後、複数の超音波接合部４１のうち上記決定予備検出信号に対応する超音波接合部４１を校正基準部４１Ｓとして決定する。この校正基準部４１Ｓが基準接合部となる。このように、ステップＳ２１～Ｓ２６を含むステップＳ２を実行することにより、複数の超音波接合部４１から一の校正基準部４１Ｓを選択することができる。

なお、図５で示す例では、走査ＳＣ１１～ＳＣ１３で得られた第１～第３の予備検出信号のうち、“０”に最も近い信号値が選択予備検出信号として選択される。

本実施の形態の渦電流検査方法は、ステップＳ２１～Ｓ２６を含むステップＳ２を実行することにより、検査対象物となる電極リード４０と接触することなく、複数の超音波接合部４１から基準接合部となる校正基準部４１Ｓを選択することができる。

その結果、本実施の形態の渦電流検査方法は、信頼性の高い校正基準部４１Ｓを選択することにより、基準レベルを精度良く得ることができるため、複数の超音波接合部４１それぞれの基板３０の表面への接合状態を精度良く判定することができる。

電極リード４０は、超音波接合処理によって複数の超音波接合部４１にて基板３０の表面との接合がなされている。すなわち、複数の超音波接合部４１はそれぞれ基板３０の表面との接合領域となる。

本実施の形態の渦電流検査方法に関し、複数の超音波接合部４１それぞれの厚さが０．０１ｍｍ以上であれば、複数の超音波接合部４１それぞれの基板３０への接合状態を精度良く判定することができることが確認されている。

したがって、本実施の形態の渦電流検査方法によれば、例えば、各々が０．１１ｍｍ程度の比較的薄い膜厚を有する複数の超音波接合部４１に対しても、基板３０の表面への接合状態を判定することができる。

本実施の形態の渦電流検査方法に関し、複数の超音波接合部４１がそれぞれ平面視して、一辺の長さが１ｍｍの正方形を含む平面形状を有しておれば、複数の超音波接合部４１それぞれの基板３０への接合状態を精度良く判定することができることが確認されている。

したがって、本実施の形態の渦電流検査方法によれば、例えば、各々が一辺の長さが１ｍｍの正方形程度の平面形状の複数の超音波接合部４１に対しても、基板３０への接合状態を判定することができる。

本実施の形態の渦電流検査方法は、ステップＳ４で実行される渦電流検査実行時のコイル内蔵プローブ１の走査速度は、１ｍ／ｓ以上に設定している。

したがって、本実施の形態の渦電流検査方法によれば、ステップＳ４で実行されるコイル内蔵プローブ１の走査速度は１ｍ／ｓ以上であるため、ステップＳ４の実行時間を比較的短時間に抑えて検査時間の短縮化を図ることができる。

すなわち、比較的長い形成長を有する電極リード４０に対しても、本実施の形態の渦電流検査方法の検査時間が長期化することはない。

さらに、本実施の形態の渦電流検査方法は、ステップＳ１で印加される交流電流として、周波数が同一で位相が異なる第１及び第２の交流電流を用いることにより、ステップＳ４にて、より精度の高い検出信号を得ることができる。

その結果、本実施の形態の渦電流検査方法は、精度良く電極リード４０の基板３０の表面への接合状態を判定することができる効果を奏する。

＜その他＞
なお、上述した実施の形態では、コイル内蔵プローブ１に印加する交流電流として、周波数が同一で位相が異なる第１及び第２の交流電流を用いたが、第１及び第２の交流電流は周波数及び位相のうち、少なくとも一つが異なれば同様な効果が期待できる。

さらに、渦電流測定器３は、第１の渦電流検出結果に基づく第１の検出信号と、第２の渦電流検出結果に基づく第２の検出信号とを互いに独立して得るようにしても良い。第１の検出信号が第１の交流電流に対応し、第２の検出信号が第２の交流電流に対応する。

この場合、２つの出力波形ＬＶが得られることになるため、図１に示すように、接続用プローブ５として、互いに独立した２つのプローブ５ａ及び５ｂを用いることが望ましい。

また、ステップＳ１で印加される交流電流として、単一の交流電流を用いても、電極リード４０の基板３０の表面への接合状態を判定することができる効果が期待できる。なぜなら、一般的に渦電流測定器３は単一の交流電流を用いても、渦電流検出結果に基づく検出信号を得ることができるからである。

すなわち、ステップＳ１で印加される交流電流として単一の交流電流を用いても、正常接合部４１Ａ、破断部４１Ｂ及び未接合部４１Ｃ間の上述した第１及び第２の距離特性に基づき、上述した第１～第３の判定と同様な判定が可能である。

また、図２で示したステップＳ２の校正基準部４１Ｓの選択処理として図４で示す処理に代えて、複数の超音波接合部４１それぞれの近傍領域を手動で持ち上げ、複数の超音波接合部４１のうち、安定した接合状態の超音波接合部４１を校正基準部４１Ｓとして選択する手動選択処理を用いても良い。

ただし、手動選択処理を用いる場合、電極リード４０と接触する必要がある。さらに、上述した手動選択処理は人手による主観的な処理であるため、校正基準部４１Ｓの選択精度も高いとは言えない。したがって、図２で示した校正基準部４１Ｓの選択処理として図４で示す処理を実行することが望ましい。

本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ コイル内蔵プローブ
３ 渦電流測定器
９ 検出電圧表示用ＰＣ
１０ 渦電流測定装置
３０ 基板
４０ 電極リード
４１ 超音波接合部
４１Ａ 正常接合部
４１Ｂ 破断部
４１Ｃ 未接合部
４１Ｓ 校正基準部

Claims (6)

1. 検査対象物に渦電流を発生させ、渦電流の状態を示す検出信号を得る渦電流測定装置を用いた渦電流検査方法であって、前記渦電流測定装置はコイルを内蔵したプローブを有し、基板上に設けられた電極が前記検査対象物となり、
   (a) 交流電流を前記プローブ内のコイルに印加して交流電流印加状態にするステップと、
   (b) 前記電極の形成方向に沿って、前記交流電流印加状態の前記プローブを走査させるステップとを備え、前記ステップ(b)の実行期間において、前記プローブは前記電極に接触することなく、前記電極の表面から所定距離隔てて上方に位置し、前記ステップ(b)の実行時に前記電極の表面に渦電流が発生し、前記渦電流測定装置より前記検出信号が時々刻々得られ、
   (c) 時々刻々得られる前記検出信号と基準レベルとの比較結果に基づき、前記電極の前記基板への接合状態を判定するステップをさらに備え、
   前記電極は互いに離散した複数の接合部を有し、前記複数の接合部は前記基板の表面との接合領域として割り当てられており、
   前記渦電流検査方法は、
   (d) 前記ステップ(a)の後、前記ステップ(b)の前に実行され、前記複数の接合部から一の接合部を基準接合部として選択するステップをさらに備え、
   前記基準レベルは前記基準接合部の上方に前記プローブを配置した時の前記検出信号の信号値であり、
   前記ステップ(b)の実行時に前記複数の接合部に対応して複数の検出信号が得られ、
   前記ステップ(c)は、
   (c-1) 前記複数の検出信号のうち、正方向及び負方向のうち一方の方向で前記基準レベルと有意な差を有する第１種検出信号が存在する場合、前記複数の接合部のうち前記第１種検出信号に対応する接合部を未接合状態と判定し、
   (c-2) 前記複数の検出信号のうち、正方向及び負方向のうち他方の方向で前記基準レベルと有意な差を有する第２種検出信号が存在する場合、前記複数の接合部のうち前記第２種検出信号に対応する接合部を破断状態と判定し、
   (c-3) 前記複数の検出信号のうち、前記第１及び第２種検出信号のいずれにも該当しない第３種検出信号が存在する場合、前記複数の接合部のうち前記第３種検出信号に対応する接合部を正常状態と判定する、
   渦電流検査方法。
2. 請求項１記載の渦電流検査方法であって、
   前記ステップ(d) は、
   (d-1) 表面上に無接合状態の予備電極が配置された予備基板を準備するステップと、
   (d-2) 前記予備電極における予備基準領域を上部から押圧し、前記予備基準領域を前記予備基板の表面に密着させるステップと、
   (d-3) 前記交流電流印加状態の前記プローブを前記予備電極の前記予備基準領域の上方に配置するステップとを含み、前記ステップ(d-3)の実行時に前記予備基準領域の表面に渦電流が発生し、前記渦電流測定装置より予備基準信号が得られ、
   (d-4) 前記交流電流印加状態の前記プローブを前記複数の接合部の上方に順次配置するステップをさらに含み、前記ステップ(d-4)の実行時に前記複数の接合部の表面に渦電流が発生し、前記渦電流測定装置より前記複数の接合部に対応する複数の予備検出信号が得られ、
   (d-5) 前記複数の予備検出信号のうち、前記予備基準信号に最も近い信号値を有する信号を決定予備検出信号と判定し、前記複数の接合部のうち前記決定予備検出信号に対応する接合部を前記基準接合部として決定するステップをさらに含む、
   渦電流検査方法。
3. 請求項１または請求項２記載の渦電流検査方法であって、
   前記複数の接合部は超音波接合法を用いた前記基板の表面との接合領域であり、
   前記複数の接合部それぞれの厚さは０．０１ｍｍ以上である、
   渦電流検査方法。
4. 請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の渦電流検査方法であって、
   前記複数の接合部それぞれ平面視して、一辺の長さが１ｍｍの正方形を含む平面形状を有する、
   渦電流検査方法。
5. 請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の渦電流検査方法であって、
   前記ステップ(b)で実行される前記プローブの走査速度は１ｍ／ｓ以上である、
   渦電流検査方法。
6. 請求項１から請求項５のうち、いずれか１項に記載の渦電流検査方法であって、
   前記交流電流は、第１の交流電流と第２の交流電流とを含み、前記第１及び第２の交流電流は周波数及び位相のうち少なくとも一つが異なる、
   渦電流検査方法。

Images