JPS6276436A - 板材の内部欠陥検出方法 - Google Patents
板材の内部欠陥検出方法Info
- Publication number
- JPS6276436A JPS6276436A JP21748885A JP21748885A JPS6276436A JP S6276436 A JPS6276436 A JP S6276436A JP 21748885 A JP21748885 A JP 21748885A JP 21748885 A JP21748885 A JP 21748885A JP S6276436 A JPS6276436 A JP S6276436A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate material
- internal defect
- infrared ray
- infrared
- detecting
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は板材の内部欠陥を検出する内部欠陥検出方法に
関する。
関する。
（従来の技術）
被検査対象物の表面又は内部の欠陥を非破壊で検査する
方法としては、超音波探傷法、電磁誘導探傷法、渦電流
探傷法等の各種の欠陥探傷法があり、被検査対象物の材
質、形状等により最適な探傷法が適用される。
方法としては、超音波探傷法、電磁誘導探傷法、渦電流
探傷法等の各種の欠陥探傷法があり、被検査対象物の材
質、形状等により最適な探傷法が適用される。
ところで、ＩＣ等の各種半導体製品のリードフレームに
使用される銅等の圧延による金属板材は特に電気抵抗等
の点において表面欠陥のみならず内部欠陥（微細な中空
）も大きな問題となる。このため、特に微細な内部欠陥
をその製造行程において非破壊且つ高精度に検出するこ
とが望まれている。
使用される銅等の圧延による金属板材は特に電気抵抗等
の点において表面欠陥のみならず内部欠陥（微細な中空
）も大きな問題となる。このため、特に微細な内部欠陥
をその製造行程において非破壊且つ高精度に検出するこ
とが望まれている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、被検査対象物が前述したリードフレーム
のように、その板厚が０．５〜２１１１１１１、幅が２
０〜４０ｍｍ程度の幅狭且つ薄板部材である場合には、
内部欠陥もそれ相当に微細であり、前記従来の各探傷法
により内部欠陥の検出を行うと、Ｓ／Ｎ比が極めて小さ
く実用上困難であり、殆ど適用し得ないという問題があ
る。
のように、その板厚が０．５〜２１１１１１１、幅が２
０〜４０ｍｍ程度の幅狭且つ薄板部材である場合には、
内部欠陥もそれ相当に微細であり、前記従来の各探傷法
により内部欠陥の検出を行うと、Ｓ／Ｎ比が極めて小さ
く実用上困難であり、殆ど適用し得ないという問題があ
る。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
板材の内部欠陥を非接触且つ非破壊で連続的に検出可能
な板材の内部欠陥検出方法を提供することを目的とする
。
板材の内部欠陥を非接触且つ非破壊で連続的に検出可能
な板材の内部欠陥検出方法を提供することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明によれば、板材の表面
から放射される放射赤外線スペクトルの変化を赤外線セ
ンサで検出し、該検出値により前記板材の内部欠陥を検
出するようにしたものである。
から放射される放射赤外線スペクトルの変化を赤外線セ
ンサで検出し、該検出値により前記板材の内部欠陥を検
出するようにしたものである。
（作用）
板材の内部欠陥に起因して表面から放射される放射赤外
線スペクトルが変化し、この変化を赤外線センサにより
検出して前記欠陥を検出する。
線スペクトルが変化し、この変化を赤外線センサにより
検出して前記欠陥を検出する。
（実施例）
以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
先ず、本発明の詳細な説明する。
一般に、黒体表面から単位時間、単位面積当たり放射さ
れる放射エネルギＥ（λ）は、ブランクの法則により、 Ｅ（λ）＝Ｃ，／λ’（ｅ”λＴ−１）で与えられるこ
とは周知であり、この式から成る波長λの放射エネルギ
を計ることにより具体の表面温度を計ることが可能であ
る。また、放射率が１でない物体は灰色体と称され、そ
の放射エネルギＥ（λ）′は前記黒体の放射エネルギＥ
（λ）に放射率（０くさく１）を乗算した値で与えられ
る。
れる放射エネルギＥ（λ）は、ブランクの法則により、 Ｅ（λ）＝Ｃ，／λ’（ｅ”λＴ−１）で与えられるこ
とは周知であり、この式から成る波長λの放射エネルギ
を計ることにより具体の表面温度を計ることが可能であ
る。また、放射率が１でない物体は灰色体と称され、そ
の放射エネルギＥ（λ）′は前記黒体の放射エネルギＥ
（λ）に放射率（０くさく１）を乗算した値で与えられ
る。
一方、第１図に示すように物質１の内部に当該物質１を
異なる物質２があり、これらの各物質１゜２が夫々同温
度にある場合、これらの各物質１．２の熱伝導率、比熱
、密度等の物性値も異なるため、物質１の一面１ａから
均−加熱又は冷却を行うと、゛全体が熱平衡に達する迄
の時間即ち、非定常状態では、物質１の他面１ｂにおい
て物質２のある部分とない部分とで温度差が生じる。
異なる物質２があり、これらの各物質１゜２が夫々同温
度にある場合、これらの各物質１．２の熱伝導率、比熱
、密度等の物性値も異なるため、物質１の一面１ａから
均−加熱又は冷却を行うと、゛全体が熱平衡に達する迄
の時間即ち、非定常状態では、物質１の他面１ｂにおい
て物質２のある部分とない部分とで温度差が生じる。
従って、物質１の一面１ａからの均一加熱を行い他面１
ｂにおいて成る時間経過後に温度分布を調べることによ
り物質１の内部に欠陥があるか否かを鯛べることが可能
となる。即ち、熱伝導率が一様な物質はその熱分布も一
様となるが、熱伝導率が不拘−例えば、欠陥、傷等が生
じている箇所では熱分布も不均一となり、これに伴い表
面から放射される放射赤外線スペクトルも一様ではなく
なる。従って、放射赤外線スペクトルの変化を赤外線セ
ンサにより検出することにより、内部欠陥の有無を検出
することが可能となる。
ｂにおいて成る時間経過後に温度分布を調べることによ
り物質１の内部に欠陥があるか否かを鯛べることが可能
となる。即ち、熱伝導率が一様な物質はその熱分布も一
様となるが、熱伝導率が不拘−例えば、欠陥、傷等が生
じている箇所では熱分布も不均一となり、これに伴い表
面から放射される放射赤外線スペクトルも一様ではなく
なる。従って、放射赤外線スペクトルの変化を赤外線セ
ンサにより検出することにより、内部欠陥の有無を検出
することが可能となる。
しかしながら、単に室温付近で上記放射赤外線スペクト
ルの変化を検出しても、被検査物体表面の放射率のバラ
ツキによりＳ／Ｎが悪く欠陥を捉えることは困難である
。そこで、本発明においては被検査物を一様に加熱もし
くは冷却して時間的な微分を施し、欠陥に起因する熱伝
導率の不均一を拡大する。これに伴い放射赤外線スペク
トルの変化も大きくなり、内部欠陥の検査が容易となる
。
ルの変化を検出しても、被検査物体表面の放射率のバラ
ツキによりＳ／Ｎが悪く欠陥を捉えることは困難である
。そこで、本発明においては被検査物を一様に加熱もし
くは冷却して時間的な微分を施し、欠陥に起因する熱伝
導率の不均一を拡大する。これに伴い放射赤外線スペク
トルの変化も大きくなり、内部欠陥の検査が容易となる
。
次に、本発明の具体的な方法について説明する。
第２図において、被検査体例えば金属薄板５は圧延機構
から搬送ローラ（共に図示せず）上を矢印Ａ方向に所定
の送り速度■で搬送され、２つの電極ローラ６．７は板
材５の搬送区間の所定箇所に所定の間隔で並設され、こ
れらの各電極ローラ６．７は板材５の底面５ｂに当接且
つ回転可能に配設されている。一方の電極ローラ例えば
電極ローラ６は所定の直流電源８の正極端子に、他方の
電極ローラ７は負極端子に夫々接続される。この結果、
電源８から電極ローラ６、板材５、電極ローラフの経路
で電流が流れ、当該板材５が２つの電極ローラ６．７間
において均一に加熱される。
から搬送ローラ（共に図示せず）上を矢印Ａ方向に所定
の送り速度■で搬送され、２つの電極ローラ６．７は板
材５の搬送区間の所定箇所に所定の間隔で並設され、こ
れらの各電極ローラ６．７は板材５の底面５ｂに当接且
つ回転可能に配設されている。一方の電極ローラ例えば
電極ローラ６は所定の直流電源８の正極端子に、他方の
電極ローラ７は負極端子に夫々接続される。この結果、
電源８から電極ローラ６、板材５、電極ローラフの経路
で電流が流れ、当該板材５が２つの電極ローラ６．７間
において均一に加熱される。
赤外線センサエ０は板材５の上面５ａの上方且つ電極ロ
ーラ７から所定距離ｌだけ下流側の位置に配置され、板
材５の搬送方向に対し矢印Ｂで示す直角方向即ち、幅方
向に走査されて当該板材５の表面５ａから放射される放
射赤外線スペクトルを検出する。この赤外線センサ１０
は例えば第３図に示すように構成される。
ーラ７から所定距離ｌだけ下流側の位置に配置され、板
材５の搬送方向に対し矢印Ｂで示す直角方向即ち、幅方
向に走査されて当該板材５の表面５ａから放射される放
射赤外線スペクトルを検出する。この赤外線センサ１０
は例えば第３図に示すように構成される。
赤外線センサ１０ば回転ミラー１１１反射鏡１３゜リレ
ーレンズ１４．赤外線検出素子１５．チョッパ１６及び
基準黒体１９から成り、回転ミラー１１は周方向に反射
鏡１２が複数桟瓦いに隣接配置されて正多角形の反射体
をなし、これらの各反射鏡１２は板材５の表面５ａと対
方向可能に、且つその幅方向に矢印Ｂで示すように一側
５Ｃから他側５Ｃ’方向に走査可能に配置され、図示し
ないモータにより矢印Ｃで示す時計方向に一定速度で回
転される。
ーレンズ１４．赤外線検出素子１５．チョッパ１６及び
基準黒体１９から成り、回転ミラー１１は周方向に反射
鏡１２が複数桟瓦いに隣接配置されて正多角形の反射体
をなし、これらの各反射鏡１２は板材５の表面５ａと対
方向可能に、且つその幅方向に矢印Ｂで示すように一側
５Ｃから他側５Ｃ’方向に走査可能に配置され、図示し
ないモータにより矢印Ｃで示す時計方向に一定速度で回
転される。
反射鏡１３は回転ミラー１１の各反射鏡１２と対向可能
に配置され、これらの各反射鏡１２から入射される後述
の放射赤外線スペクトルを所定方向に反射する。リレー
レンズ１４は反射鏡１３で反射された前記赤外線スペク
トルを収束して赤外線検出素子１５の受光面に照射する
。チョッパ１６はリレーレンズ１４の光軸と所定角度を
なし、周方向に一定間隔で多数のスリットが穿設された
円板１７と、この円板１６を一定回転させるモータ１８
とにより構成され、リレーレンズ１４から赤外線検出素
子１５に照射される赤外線スペクトルを断続されると共
に、基準黒体１９から放射される赤外線スペクトルを反
射して赤外線検出素子１５に照射させる。赤外線検出素
子１５は入射せる各赤外線スペクトルを対応する電気信
号に変換して温度信号として出力する。チョッパ１６は
基準黒体１９から放射される赤外線スペクトルを参照信
号として使用し、赤外線検出素子１５のドリフトの影響
を除去して当該赤外線検出素子１５の出力信号即ち、温
度信号のＳ／Ｎを高める。このようにして赤外線センサ
ｌＯが構成される。 −次に作用を説明する。
に配置され、これらの各反射鏡１２から入射される後述
の放射赤外線スペクトルを所定方向に反射する。リレー
レンズ１４は反射鏡１３で反射された前記赤外線スペク
トルを収束して赤外線検出素子１５の受光面に照射する
。チョッパ１６はリレーレンズ１４の光軸と所定角度を
なし、周方向に一定間隔で多数のスリットが穿設された
円板１７と、この円板１６を一定回転させるモータ１８
とにより構成され、リレーレンズ１４から赤外線検出素
子１５に照射される赤外線スペクトルを断続されると共
に、基準黒体１９から放射される赤外線スペクトルを反
射して赤外線検出素子１５に照射させる。赤外線検出素
子１５は入射せる各赤外線スペクトルを対応する電気信
号に変換して温度信号として出力する。チョッパ１６は
基準黒体１９から放射される赤外線スペクトルを参照信
号として使用し、赤外線検出素子１５のドリフトの影響
を除去して当該赤外線検出素子１５の出力信号即ち、温
度信号のＳ／Ｎを高める。このようにして赤外線センサ
ｌＯが構成される。 −次に作用を説明する。
第２図において電極ローラ６．７間に直流電圧を印加し
て板材５に通電すると、当該板材５が均一に加熱され、
電極ローラ６の位置Ｐ０から電極ローラ７の位置Ｐ１に
移動するまでの間に第４図に示すように室温Ｔ０から一
定温度Ｔ１に上昇する。これに伴い板材５の表面５ａか
ら放射される放射赤外線スペクトルの放射エネルギが室
温時に比して増大する。この板材５の温度は電極ローラ
７の位置Ｐ、を通過した時から室温Ｔ、に向かって低下
し始める。
て板材５に通電すると、当該板材５が均一に加熱され、
電極ローラ６の位置Ｐ０から電極ローラ７の位置Ｐ１に
移動するまでの間に第４図に示すように室温Ｔ０から一
定温度Ｔ１に上昇する。これに伴い板材５の表面５ａか
ら放射される放射赤外線スペクトルの放射エネルギが室
温時に比して増大する。この板材５の温度は電極ローラ
７の位置Ｐ、を通過した時から室温Ｔ、に向かって低下
し始める。
赤外線センサ１０は電極ローラ７から距離Ｅだけ下流の
位置Ｐ２において板材５の表面５ａを矢印Ｂで示す幅方
向に走査する。この走査位置Ｐ２における板材５の温度
Ｔ２は前記加熱温度Ｔ、よりも僅かに低い（Ｔｚ ＜Ｔ
Ｉ ）温度になっている。
位置Ｐ２において板材５の表面５ａを矢印Ｂで示す幅方
向に走査する。この走査位置Ｐ２における板材５の温度
Ｔ２は前記加熱温度Ｔ、よりも僅かに低い（Ｔｚ ＜Ｔ
Ｉ ）温度になっている。
赤外線センサ１０は、板材５の表面５ａから放射される
放射赤外線スペクトルを第３図に示すように、回転ミラ
ー１１、反射鏡１３及びリレーレンズ１４を介して赤外
線検出素子１５で検出し、板材５の表面５ａに発生する
温度変化を検出する。
放射赤外線スペクトルを第３図に示すように、回転ミラ
ー１１、反射鏡１３及びリレーレンズ１４を介して赤外
線検出素子１５で検出し、板材５の表面５ａに発生する
温度変化を検出する。
板材５に内部欠陥が存在しない場合には表面５ａから放
射される放射赤外線スペクトルは変化せず、従って、当
該表面５ａの温度分布は第５図（ａ）に示すように温度
Ｔ２の一様な温度分布となる。
射される放射赤外線スペクトルは変化せず、従って、当
該表面５ａの温度分布は第５図（ａ）に示すように温度
Ｔ２の一様な温度分布となる。
ところが、第６図に示すように板材５に内部欠陥例えば
空隙５ｄが存在すると、表面５ａの当該空隙５ｄに対応
する部分から放射される放射赤外線スペクトルの放射エ
ネルギが減少する。この結果、第５図（ｂ）に示すよう
に板材５の表面５ａの温度分布が変化し、空隙５ｄに対
応する部分の表面温度Ｔ、が欠陥の無い他の部分の表面
温度Ｔ２よりも低く （Ｔ３ ＜Ｔ！ ）なる。従っ
て、この表面５ａの温度分布の変化を検出することによ
り板材５の内部欠陥の有無を検出することができる。
空隙５ｄが存在すると、表面５ａの当該空隙５ｄに対応
する部分から放射される放射赤外線スペクトルの放射エ
ネルギが減少する。この結果、第５図（ｂ）に示すよう
に板材５の表面５ａの温度分布が変化し、空隙５ｄに対
応する部分の表面温度Ｔ、が欠陥の無い他の部分の表面
温度Ｔ２よりも低く （Ｔ３ ＜Ｔ！ ）なる。従っ
て、この表面５ａの温度分布の変化を検出することによ
り板材５の内部欠陥の有無を検出することができる。
因みに、板厚０．５−２ ｍ１１．幅２０〜４０ＩＩＩ
Ｉ１１１ライン速度３Ｑｍ／ｗｉｎの圧延された銅板を
、５０〜８０°Ｃに通電加熱し、ＩｎＳｂ等より成る高
感度赤外線検出素子により、１ ａａｓｅｃ毎に幅方向
に走査した場合、幅方向に０．５ａ＋ｍ程度の内部欠陥
と、正常な部分との識別が可能である。尚、０．５〜２
ｆｆｉＩＩ＋程度の板厚は前述した超音波探傷法、１を
磁誘導深傷法では検出不能な厚みである。
Ｉ１１１ライン速度３Ｑｍ／ｗｉｎの圧延された銅板を
、５０〜８０°Ｃに通電加熱し、ＩｎＳｂ等より成る高
感度赤外線検出素子により、１ ａａｓｅｃ毎に幅方向
に走査した場合、幅方向に０．５ａ＋ｍ程度の内部欠陥
と、正常な部分との識別が可能である。尚、０．５〜２
ｆｆｉＩＩ＋程度の板厚は前述した超音波探傷法、１を
磁誘導深傷法では検出不能な厚みである。
尚、本実施例においては、板材の加熱は通電加熱により
行う場合について記述したが、これに限るものではなく
、誘導加熱、炉加熱等でもよく、測定対象領域を一様に
加熱し得る手段であればどのような加熱手段でもよい。
行う場合について記述したが、これに限るものではなく
、誘導加熱、炉加熱等でもよく、測定対象領域を一様に
加熱し得る手段であればどのような加熱手段でもよい。
また、赤外線センサとしては、被検査物体の移動が速く
その応答速度が問題となる場合には、走査手段によらず
にオプチカルファイバを多数並設し、各ファイバに夫々
赤外線検出素子を設ける構成とすることにより応答性を
速くすることができる。
その応答速度が問題となる場合には、走査手段によらず
にオプチカルファイバを多数並設し、各ファイバに夫々
赤外線検出素子を設ける構成とすることにより応答性を
速くすることができる。
更に、本実施例においては金属板材の内部欠陥検出につ
いて記述したが、他の例えば、プラスチフクス或いはセ
ラミックス等の薄板材の内部欠陥検出にも適用し得るこ
とは勿論である。
いて記述したが、他の例えば、プラスチフクス或いはセ
ラミックス等の薄板材の内部欠陥検出にも適用し得るこ
とは勿論である。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、板材の表面から放
射される放射赤外線スペクトルの変化を赤外線センサで
検出し、該検出値により前記板材の内部欠陥を検出する
ようにしたので、板厚の薄い板材の内部欠陥を非破壊、
非接触且つ高精度に連続的に検出することができ、しか
も被検査物体は金属部材に限らないためにその応用分野
が広く、広範囲に亘る被検査物体の内部欠陥を検出する
ことができるという優れて効果がある。
射される放射赤外線スペクトルの変化を赤外線センサで
検出し、該検出値により前記板材の内部欠陥を検出する
ようにしたので、板厚の薄い板材の内部欠陥を非破壊、
非接触且つ高精度に連続的に検出することができ、しか
も被検査物体は金属部材に限らないためにその応用分野
が広く、広範囲に亘る被検査物体の内部欠陥を検出する
ことができるという優れて効果がある。
第１図は本発明に係わる板材の内部欠陥検出方法の原理
を示す図、第２図は本発明を実行するための検出装置の
一実施例を示す図、第３図は赤外線センサの一実施例を
示す構成図、第４図は板材の加熱による温度変化を示す
グラフ、第５図は板材の内部欠陥の有無による温度分布
を示すグラフ、第６図は板材の内部欠陥を示す図である
。 ５・・・板材、６．７・・・電極ローラ、８・・・直流
電源、ｌＯ・・・赤外線センサ。
を示す図、第２図は本発明を実行するための検出装置の
一実施例を示す図、第３図は赤外線センサの一実施例を
示す構成図、第４図は板材の加熱による温度変化を示す
グラフ、第５図は板材の内部欠陥の有無による温度分布
を示すグラフ、第６図は板材の内部欠陥を示す図である
。 ５・・・板材、６．７・・・電極ローラ、８・・・直流
電源、ｌＯ・・・赤外線センサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、板材の表面から放射される放射赤外線スペクトルの
変化を赤外線センサで検出し、該検出値により前記板材
の内部欠陥を検出することを特徴とする板材の内部欠陥
検出方法。 ２、前記板材の検出対象範囲を一様に加熱して前記表面
から放射される前記放射赤外線スペクトルの変化を大き
くすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の板
材の内部欠陥検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21748885A JPS6276436A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 板材の内部欠陥検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21748885A JPS6276436A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 板材の内部欠陥検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276436A true JPS6276436A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16705021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21748885A Pending JPS6276436A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 板材の内部欠陥検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276436A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100405687B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2003-11-14 | 현대자동차주식회사 | 주조품의 내부 결함 검사장치 및 방법 |
| CN101915765A (zh) * | 2010-01-14 | 2010-12-15 | 广州科易光电技术有限公司 | 金属板微孔缺陷检测方法 |
| JP2016143641A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置用の電極の検査方法 |
| CN111122655A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-05-08 | 福州大学 | 基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21748885A patent/JPS6276436A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100405687B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2003-11-14 | 현대자동차주식회사 | 주조품의 내부 결함 검사장치 및 방법 |
| CN101915765A (zh) * | 2010-01-14 | 2010-12-15 | 广州科易光电技术有限公司 | 金属板微孔缺陷检测方法 |
| JP2016143641A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置用の電極の検査方法 |
| CN111122655A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-05-08 | 福州大学 | 基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法 |
| CN111122655B (zh) * | 2020-03-05 | 2024-06-07 | 福州大学 | 基于电脉冲加热的红外热像无损检测试验方法 |
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