CN117147598A - X射线检查装置以及x射线检查方法 - Google Patents
X射线检查装置以及x射线检查方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117147598A CN117147598A CN202310102988.1A CN202310102988A CN117147598A CN 117147598 A CN117147598 A CN 117147598A CN 202310102988 A CN202310102988 A CN 202310102988A CN 117147598 A CN117147598 A CN 117147598A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ray
- sample
- region
- filter
- rays
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 abstract description 24
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/18—Investigating the presence of flaws defects or foreign matter
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/10—Different kinds of radiation or particles
- G01N2223/101—Different kinds of radiation or particles electromagnetic radiation
- G01N2223/1016—X-ray
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
- G01N2223/313—Accessories, mechanical or electrical features filters, rotating filter disc
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
提供X射线检查装置以及X射线检查方法,即使是具有正极材料的涂布部和未涂布部的试样,也能够在相同的条件下同时对双方的部分进行异物检查。具备:X射线源(2),其对试样(S)照射X射线(X1);X射线检测部(3),其相对于试样设置于与X射线源相反的一侧,检测透过了试样的X射线;以及滤波器(4),其设置于X射线源与X射线检测部之间,试样具有X射线吸收量相对多的区域和X射线吸收量相对少的区域,滤波器由如下材料构成,该材料使得透过了X射线吸收量多的区域的X射线与透过了X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置滤波器的状态小。
Description
技术领域
本发明涉及能够检测试样中的异物等的X射线检查装置以及X射线检查方法。
背景技术
例如,对于以锂离子二次电池的正极材料为代表的电池部件而言,在电池单元内混入了金属异物的情况下,有可能因短路而冒烟、起火。特别是近年来,以BEV为代表的高容量应用的要求扩大,由此高能量密度化加快进程,制造工序中的金属异物的混入管理成为大的课题。
另外,为了确保能量密度,锂离子二次电池的正极材料存在涂布厚度增加的倾向,为了减少涂布部的损耗,间断性涂布成为趋势。
由金属异物引起的短路除了受正极材料中的混入异物引起的影响以外,附着于电解液所接触的未涂布部的异物也成为问题。因此,需要进行包括未涂布部在内的正极材料整个面的异物混入管理。
以往,涂布部及未涂布部的异物检查一直以来是通过可见光外观检查来进行的,但只能检测出附着于表面的异物。另外,非金属异物的过度检测会成为成品率恶化的原因。进而,由于可见光外观检查无法检测正极材料中的混入异物,因此通过进行单元化后的老化工序中的输出监视来代替检查,但存在成为不良的情况下的损失较大的问题。
因此,利用X射线检查装置进行涂布部和未涂布部的异物检查的研究正在进展。
例如,作为对测定对象即试样中的异物进行检测的X射线检查装置,在专利文献1中记载有如下的X射线透过检查装置:从X射线源向试样照射X射线,由X射线检测部接受透过了试样的X射线,根据该X射线的强度来检测异物。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-286406号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述以往的技术中,残留有以下的课题。
即,在以往的X射线检查装置中,在同一条件下拍摄涂布部和未涂布部的情况下,存在透过的X射线双方的对比差异过大,将其判定为异物的不良情况。例如,如图10所示,在具有涂布部P1和未涂布部P0的单元状的电极部件EL中存在异物X的情况下,在穿过异物X的线L1中,得到图11的(a)所示那样的、透过的X射线的亮度(强度)的分布。然而,如图11的(b)所示,存在如下问题:在涂布部P1和未涂布部P0透过的X射线的对比差异过大,将边界过检测部分X0误判定为异物X。
另外,当在能够检查出涂布部P1的条件下进行测定时,则涂布部P1与未涂布部P0的背景差变大,如图11的(a)所示,未涂布部P0变得过亮而导致图像变白(光晕)。在该情况下,如图11的(b)所示,虽然检测出涂布部P1的异物X,但未涂布部P0的异物X未达到阈值,未被检测出。像这样,产生了未涂布部P0内的异物X被过小评价的不良情况。因此,为了检测未涂布部P0内的异物X,需要变更X射线源的管电压等条件来再次测定,存在花费工夫的问题。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种即使是具有正极材料的涂布部和未涂布部的试样,也能够在相同的条件下同时对双方的部分进行异物检查的X射线检查装置以及X射线检查方法。
用于解决课题的手段
本发明为了解决上述课题而采用了以下的结构。即,第一发明所涉及的X射线检查装置的特征在于,具备:X射线源,其对试样照射X射线;X射线检测部,其相对于所述试样设置在与所述X射线源相反的一侧,检测透过了所述试样的所述X射线;以及滤波器,其设置在所述X射线源与所述X射线检测部之间;所述试样具有相对而言X射线吸收量多的区域和X射线吸收量少的区域,所述滤波器由如下材料形成,该材料使得透过了所述X射线吸收量多的区域的X射线与透过了所述X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置所述滤波器的状态小。
在该X射线检查装置中,滤波器由如下材料形成,该材料使得透过了X射线吸收量多的区域的X射线与透过了X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置滤波器的状态小,因此X射线吸收量多的区域与X射线吸收量少的区域的对比差异变小,能够抑制边界过检测,防止将其误判定为异物。另外,即使在与X射线吸收量多的区域匹配的条件下进行测定的情况下,也能够防止X射线吸收量少的区域的变白,能够防止对异物进行过小评价。因此,在本发明的X射线检查装置中,即使是对于以往透过的X射线的对比差异过大而无法同时进行异物检查的试样,也能够在相同的条件下同时进行异物检查。
第二发明的X射线检查装置的特征在于,在第一发明中,所述试样具有在照射的所述X射线中的特定的能带中X射线吸收量相对多的区域和X射线吸收量相对少的区域,所述滤波器由与其他能带的X射线相比更多地吸收所述特定的能带的X射线的材料形成。
即,在该X射线检查装置中,由于滤波器由与其他能带的X射线相比更多地吸收特定能带的X射线的材料形成,因此在透过了特定能带的X射线吸收量少的区域的X射线中,通过滤波器被更多地吸收特定能带,从而在X射线吸收量多的区域和X射线吸收量少的区域中透过的X射线的能量分布之差变小,能够减小对比差异。
在X射线的特定的能带为低能量成分的情况下,低能量成分的X射线被滤波器较多地吸收而衰减,由此能够抑制由空气中的氧的活化引起的臭氧的产生,还能够抑制由装置构造物等的氧化引起的劣化等。
第三发明的X射线检查装置的特征在于,在第一或第二发明中,所述试样具有:未涂布部,所述未涂布部是所述试样的基材被露出且所述X射线吸收量少的区域;以及涂布部,所述涂布部是在所述基材上涂布有与所述基材不同的材料且所述X射线吸收量多的区域。
即,在该X射线检查装置中,试样具有:未涂布部,其为基材被露出且X射线吸收量少的区域;以及涂布部,其为在基材上涂布了与基材不同的材料且X射线吸收量多的区域,因此能够同时对未涂布部和涂布部进行异物检查。例如,对于基材为锂离子二次电池的正极集电体、与基材不同的材料为锂离子二次电池的正极材料的锂离子二次电池的正极材料部件,也能够同时对涂布有正极材料的涂布部和未涂布正极材料的未涂布部进行异物检查。
第四发明的X射线检查装置的特征在于,在第一或第二发明中,所述试样为具有挠性的膜状,所述滤波器以紧贴于所述试样的状态配置在所述X射线源与所述X射线检测部之间。
即,在该X射线检查装置中,滤波器以紧贴于试样的状态配置在X射线源与X射线检测部之间,因此除了上述对比差异的降低效果之外,滤波器自身还具有矫正试样的翘曲、挠曲、起伏的翘曲等矫正功能,从而能够更准确地进行异物的拍摄。因此,能够通过作为共用的单一部件的滤波器来实现对比差异的降低效果和翘曲等矫正效果,能够实现装置成本的降低等。
第五发明的X射线检查装置的特征在于,在第四发明中,所述滤波器以夹着所述试样的状态分别配置于所述试样的正面和背面。
即,在该X射线检查装置中,滤波器以夹着试样的状态分别配置于试样的正面和背面,因此通过利用滤波器以夹层状夹着试样,能够矫正试样的翘曲、挠曲、起伏,从而更准确地进行异物的拍摄。
第六发明的X射线检查装置的特征在于,在第四发明中,具备试样移动机构,该试样移动机构使带状的所述试样在延伸方向上连续地移动,所述试样移动机构具备辊部件,该辊部件能够在使所述试样与该辊部件的外周面的一部分接触的状态下进行旋转,所述X射线源配置在所述辊部件的内侧或外侧,所述X射线检测部相对于与所述辊部件的外周面接触的这部分所述试样而设置在与所述X射线源相反的一侧,所述辊部件是所述滤波器。
即,在该X射线检查装置中,试样移动机构具备能够在使所述试样与外周面的一部分接触的状态下旋转的辊部件,辊部件是滤波器,因此除了上述对比差异的降低效果之外,还能够矫正试样的翘曲、挠曲、起伏,并且使带状的试样在延伸方向上连续地移动从而连续且准确地进行异物的拍摄。特别是,即使是连续移动的长条的辊状的试样,也能够通过自由辊的辊部件来矫正翘曲等而进行异物的连续检查。
第七发明的X射线检查方法的特征在于,包括:从X射线源对试样照射X射线的步骤;以及通过相对于所述试样而设置在与所述X射线源相反的一侧的X射线检测部检测透过了所述试样的所述X射线的步骤,在所述X射线源与所述X射线检测部之间设置有滤波器,所述试样具有相对而言X射线吸收量多的区域和X射线吸收量少的区域,用如下材料形成所述滤波器,所述材料使得透过了所述X射线吸收量多的区域的X射线与透过了所述X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置所述滤波器的状态小。
发明效果
根据本发明,取得以下的效果。
即,根据本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法,滤波器由如下材料形成,该材料使得透过了X射线吸收量多的区域的X射线与透过了X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置滤波器的状态小,因此即使是对于透过的X射线的对比差异过大而无法同时进行异物检查的试样,也能够以相同的条件同时进行异物检查。
因此,在本发明的X射线检查装置及X射线检查方法中,例如即使是在锂离子电池中具有正极材料的涂布部和未涂布部的正极材料部件,也能够以高检测精度同时检查涂布部和未涂布部这双方的异物。
附图说明
图1是在本发明的X射线检查装置以及X射线检查方法的第一实施方式中示出X射线检查装置的概要结构图。
图2是在第一实施方式中,根据滤波器的有无对在涂布部和未涂布部中透过的X射线进行比较的、关于X射线的能量的、透过的X射线强度。
图3是在第一实施方式中表示在图10所示的试样中透过的X射线的亮度分布的曲线图(a)、和表示与其对应的S/N(对比差异)的曲线图(b)。
图4是在本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的第二实施方式中示出X射线检查装置的概要结构图。
图5是表示在本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的第三实施方式中,从侧方观察X射线检查装置的概略结构图。
图6是表示在第三实施方式中从另一端侧观察X射线检查装置的概略结构图。
图7是表示在本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的第四实施方式中,从侧方观察X射线检查装置的概略结构图。
图8是表示在第四实施方式中从另一端侧观察X射线检查装置的概略结构图。
图9是表示在本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法中,在涂布部和未涂布部中对滤波器的有无进行了比较的、关于X射线能量的透过的X射线强度的X射线谱的模拟曲线图。
图10是表示具有正极材料的涂布部和未涂布部的电极部件的试样的俯视图。
图11是在本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的现有例中,表示在图10所示的试样中透过的X射线的亮度分布的曲线图(a)、和表示与其对应的S/N(对比差异)的曲线图(b)。
图12是表示在本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的现有例中,在试样产生翘曲、挠曲、起伏的情况下的X射线检查装置的概要结构图。
图13是表示图12所示的产生了翘曲等的电极部件的试样的俯视图(a)和由以往的X射线检查装置拍摄到的概念性的图像(b)。
标号说明
1、21、31…X射线检查装置、2…X射线源、3…X射线检测部、4、24…滤波器、26…试样移动机构、24…辊部件、P0…X射线吸收量少的区域(未涂布部)、P1…X射线吸收量多的区域(涂布部)、S…试样、X1…X射线。
具体实施方式
以下,参照图1至图3对本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的第一实施方式进行说明。
如图1所示,本实施方式的X射线检查装置1具备:X射线源2,其对试样S照射X射线X1;X射线检测部3,其相对于试样S设置在与X射线源2相反的一侧,检测透过了试样S的X射线X1;以及滤波器4,其设置在X射线源2与X射线检测部3之间。
上述试样S具有X射线吸收量相对较多的区域P1和X射线吸收量相对较少的区域P0。
在本实施方式中,试样S在要照射的X射线X1中的特定的能带中具有X射线吸收量相对较多的区域P1和X射线吸收量少的区域P0。
例如,试样S具有:未涂布部(以下,将未涂布部的符号也设为P0),该未涂布部是基材被露出且X射线吸收量少的区域P0;以及涂布部(以下,将涂布部的符号也设为P1),该涂布部是在基材上涂布了与基材不同的材料且X射线吸收量多的区域P1。
具体而言,本实施方式的试样S是具有基材为锂离子二次电池的正极集电体(例如铝等)的未涂布部P0和与基材不同的材料为锂离子二次电池的正极材料的涂布部P1的锂离子二次电池的正极材料部件。
上述滤波器4由如下材料形成,该材料使得透过了X射线吸收量多的区域(涂布部)P1的X射线X1与透过了X射线吸收量少的区域(未涂布部)P0的X射线X1的强度比与未设置滤波器4的状态相比更小。
即,本实施方式的滤波器4与上述试样S对应,由与其他能带的X射线X1相比更多地吸收特定能带的X射线X1的材料形成。
例如,在X射线吸收量多的区域P1是作为锂离子二次电池的正极材料的涂布部的情况下,正极材料是与其他能带(超过12KeV的能带)的X射线X1相比而较多吸收低能带(特别是5keV~12KeV)的X射线X1的材料(例如钴酸锂(LiCoO2)等。
上述滤波器4例如由CFRP、轻金属、金属箔等形成。
上述试样S为挠性的膜状,滤波器4在X射线源2与X射线检测部3之间以紧贴于试样S的状态配置。
即,滤波器4以夹着试样S的状态分别配置于试样S的正面和背面。
如图10所示,切成单元形状后的电极部件即试样S如图1所示,在被一对滤波器4上下夹着而保持为平板状的状态下,载置于试样台5之上而被进行X射线检查。
此外,如图10所示,切成单元形状后的电极部件(试样S)为片状,因此存在以数十mm单位产生翘曲、挠曲、起伏的情况,在该状态下进行X射线透射检查的情况下,存在无法准确地拍摄到异物X的问题。例如,如图12所示,在隔着试样台105将X射线源2与X射线检测部3对置配置,并使电极部件的试样S载置于试样台105来进行异物检查的情况下,若试样S产生翘曲、挠曲等,则试样S中的异物X从X射线检测部3的焦点Pt偏离。
例如,在试样S的俯视图中,如图13的(a)所示,在混入有异物X的情况下,若试样S存在图8所示的翘曲、挠曲,则如图13的(b)所示,产生光学倍率的位置依赖性,会产生如下问题:异物尺寸与检测率的相关性降低、或者由于像素数相对于工件尺寸、涂布宽度的变动而导致检查范围减少。另外,由于存在输送Z轴(厚度方向)的限制,有时会产生对焦不准的扩大。进而,由于焦点位置偏移而产生输送方向上的对焦不准。即,由此,会产生异物尺寸与实际相比被放大检测出的情况。
另外,若产生挠曲、起伏等,则产生X射线吸收量的位置依赖性,X射线的光路长度会根据部位而不同,异物尺寸与检测率之间的相关性还是会减少,或者过检测风险会增加。
为了应对这些问题,在本实施方式中,采用了利用一对滤波器4以夹层状夹着试样S来矫正翘曲等的结构。
另外,X射线检测部3的焦点Pt与被一对滤波器4夹着而被设置得平坦的试样S的高度位置一致。
上述X射线源2是能够照射X射线X1的X射线球管,将如下X射线X1作为1次X射线从铍箔等的窗射出,该X射线X1是从球管内的灯丝(阴极)产生的热电子通过施加于灯丝(阴极)与靶(阳极)之间的电压而加速并与靶的W(钨)、Mo(钼)、Cr(铬)等碰撞而产生的。
上述X射线检测部3具备:作为X射线检测部的TDI传感器(省略图示),其沿着特定的方向具有多列线传感器,像素以矩阵状排列,利用像素检测透过了试样S的X射线X1;以及线传感器运算部(省略图示),其控制沿着特定的方向的多个像素中的电荷的蓄积和传输。
此外,本实施方式的X射线检查装置1还具备控制上述各部的控制部(省略图示)、显示透射像等信息的显示部(省略图示)、在照射来自X射线源2的X射线X1的过程中使试样S向特定的方向移动的马达等试样移动机构(省略图示)。
如上所述,本实施方式的试样S是锂离子二次电池所使用的电极部件的片材,但例如也可以是形成为带状的燃料电池的材料、气体扩散层、碳纸、医药品类中所使用的长条的片状材料等。
需要说明的是,在试样S为锂离子二次电池中使用的电极片等的情况下,混入其中的金属异物X设想为例如Fe、SUS等。
对使用了本实施方式的X射线检查装置1的X射线检查方法进行说明。
本实施方式的X射线检查方法具有:从X射线源2对试样S照射X射线X1的步骤;以及通过相对于试样S设置在与X射线源2相反的一侧的X射线检测部3检测透过了试样的X射线X1的步骤。此时,由于在X射线源2与X射线检测部3之间设置有上述滤波器4,因此如图2所示,透过了X射线吸收量多的区域P1的X射线X1与透过了X射线吸收量少的区域P0的X射线X1的强度比与未设置滤波器4的状态相比较小。
例如,如图10所示,在具有涂布部P1和未涂布部P0的单元状的电极部件EL中存在异物X的情况下,在穿过异物X的线L1中,如图3的(a)所示,得到透过的X射线X1的亮度(强度)的分布。此时,如图3的(b)所示,在涂布部P1和未涂布部P0透过的X射线X1的对比差异比图11的(a)的情况小,不会将边界过检测部分误判定为异物X,不仅是处于涂布部P1的异物X,处于未涂布部P0的异物X也超过阈值而同时被判定为异物X。
这样,在本实施方式的X射线检查装置1中,滤波器4由如下材料形成,该材料使得透过了X射线吸收量多的区域P1的X射线X1与透过了X射线吸收量少的区域P0的X射线X1的强度比与未设置滤波器4的状态相比更小,因此X射线吸收量多的区域P1与X射线吸收量少的区域P0的对比差异变小,能够抑制边界过检测,防止将其误判定为异物X。
另外,即使在与X射线吸收量多的区域P1匹配的条件下进行测定的情况下,也能够防止X射线吸收量少的区域P0的变白,能够防止对异物X进行过小评价。因此,在本实施方式的X射线检查装置1中,即使是对于以往透过的X射线X1的对比差异过大而无法同时进行异物检查的试样S,也能够以相同的条件同时进行异物检查。
另外,滤波器4由与其他能带的X射线X1相比较多吸收特定能带的X射线X1的材料形成,因此针对透过特定能带的X射线吸收量少的区域P0的X射线X1,通过滤波器4会吸收更多的特定能带,从而在X射线吸收量多的区域P1和X射线吸收量少的区域P0中透过的X射线X1的能量分布差异变小,能够减小对比差异。
特别是,在试样S具有作为基材被露出且X射线吸收量少的区域P0的未涂布部P0和作为在基材上涂布有与基材不同的材料且X射线吸收量多的区域P1的涂布部P1的情况下,能够同时对未涂布部P0和涂布部P1进行异物检查。例如,对于基材为锂离子二次电池的正极集电体,且与基材不同的材料为锂离子二次电池的正极材料的锂离子二次电池的正极材料部件,也能够同时对涂布有正极材料的涂布部P1和未涂布正极材料的未涂布部P0进行异物检查。
并且,由于滤波器4在X射线源2与X射线检测部3之间以紧贴于试样S的状态配置,因此除了上述对比差异的降低效果之外,滤波器4自身还具有矫正试样S的翘曲、挠曲、起伏的翘曲等矫正功能,能够更准确地进行异物X的拍摄。因此,能够通过作为共用的单一部件的滤波器4来实现对比差异的降低效果和翘曲等矫正效果,能够实现装置成本的降低等。
特别是,由于滤波器4以夹着试样S的状态分别配置于试样S的正面和背面,因此能够通过利用滤波器4以夹层状夹着试样,矫正试样S的翘曲、挠曲、起伏,从而更准确地进行异物X的拍摄。
接着,以下参照图4-图8对本发明所涉及的X射线检查装置以及X射线检查方法的第二~第四实施方式进行说明。此外,在以下的实施方式的说明中,对在上述实施方式中说明的相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其说明。
第二实施方式与第一实施方式的不同点在于,在第一实施方式中,使切成单元形状后的电极部件即试样S以被一对滤波器4夹着而成为平板状的状态载置于试样台5来进行X射线检查,与此相对,在第二实施方式的X射线检查装置21中,如图4所示,具备使长尺寸的带状的试样S在延伸方向上连续地移动的试样移动机构26。
上述试样移动机构26具备辊部件24,该辊部件24能够使试样S在与该辊部件24的外周面的一部分接触的状态下旋转。
X射线源2配置在辊部件24的内侧或外侧,X射线检测部3相对于与辊部件24的外周面接触的这部分试样S设置在与X射线源2相反的一侧。另外,在本实施方式中,在辊部件24的内侧配置有X射线源2。
另外,上述辊部件24是上述的滤波器。即,辊部件24由与第一实施方式的滤波器4相同的材料形成为圆筒状。
另外,试样移动机构26具有例如能够以辊对辊形式使长条的试样S在延伸方向上移动的多个辊、马达等结构,辊部件24被未图示的轴部件等支承为能够旋转。因此,当试样S在延伸方向上移动时,外周面的一部分与试样S紧贴的滤波器即辊部件24也一起旋转。
需要说明的是,在长条的带状的电极构件中,在对张紧设置于只采用了辊对辊方式的辊之间的电极部件照射X射线来进行检查的情况下,张紧设置于辊之间并延伸的片状的电极部件会因自重而产生挠曲,因此仍然难以准确地拍摄异物。
然而,在第二实施方式的X射线检查装置21中,具备能够在使试样S与外周面的一部分接触的状态下旋转的辊部件24,辊部件24由滤波器形成,因此除了上述对比差异的降低效果之外,还能够矫正试样S的翘曲、挠曲、起伏并且使带状的试样S沿延伸方向连续地移动而连续且准确地进行异物X的拍摄。特别是,即使是连续移动的长条的辊状的试样S,也能够通过自由辊的辊部件24矫正翘曲等并进行异物X的连续检查。
接着,第三实施方式与第一实施方式的不同点在于,相对于仅由一对平板状的滤波器4夹着并支承试样S,在第三实施方式的X射线检查装置31中,如图5以及图6所示那样,具备以使滤波器4中的至少配置于X射线源2与X射线检测部3之间的部分成为水平状态的方式来支承滤波器4的滤波器支承部35。
即,第三实施方式的X射线检查装置31具备滤波器支承部35,该滤波器支承部35使被一对滤波器4夹着的试样S中的至少配置于X射线源2与X射线检测部3之间的部分距X射线源2的距离恒定。
在该X射线检查装置31中,具备能够使试样S与X射线源2以及X射线检测部3相对移动的移动机构,滤波器支承部35设定为,在试样S移动时的X射线X1的照射时,始终将平板状的滤波器4上支承为述水平状态。
滤波器支承部35具有使被一对滤波器4夹着的试样S中的至少配置于X射线源2与X射线检测部3之间的部分距X射线源2的距离恒定的功能。
上述滤波器支承部35具备:4个挠曲抑制辊35a,其配置在从X射线源2到X射线检测部3的X射线照射区域的周围;以及4个伸缩轴部件35b,在其上部设置挠曲抑制辊35a。
各伸缩轴部件35b在X射线源2的支承台2a上竖立设置于X射线源2的周围。
伸缩轴部件35b例如是活塞部能够通过液压等从缸部向上方突出而伸缩的部件。
上述支承台2a载置在X射线源侧X轴工作台36上,能够通过X射线源侧X轴台36朝向延伸方向M2移动。
另外,X射线检测部3固定于检测部侧X轴工作台38的下表面,能够通过检测部侧X轴工作台38朝向延伸方向M2移动。另外,X射线源侧X轴工作台36和检测部侧X轴工作台38能够相互联动地按照相同的距离使支承台2a和X射线检测部3移动。
另外,作为使试样S沿其宽度方向M1移动的机构的Y轴工作台(省略图示)沿与X射线源侧X轴工作台36以及检测部侧X轴工作台38正交的方向延伸配置。在该Y轴工作台固定有试样S的试样台(省略图示),能够通过Y轴工作台使试样S在宽度方向M1上移动。
上述挠曲抑制辊35a在试样S的延伸方向上具有旋转轴并被轴支承为能够旋转。
该试样S与第一实施方式同样地成为上下表面被一对滤波器4夹着的夹层状态,但形成得比第一实施方式长。另外,试样S和滤波器4的一个端部被端部支承部37固定,另一端部成为开放端。
在利用该X射线检查装置31进行试样S的X射线检查的情况下,首先,在利用端部支承部37将被一对滤波器4夹着的试样S的一个端部固定的状态下,利用4个挠曲抑制辊35a支承试样S的一端侧下表面。此时,通过4个伸缩轴部件35b来设定一对挠曲抑制辊35a的高度位置,使得因自重而欲挠曲的试样S成为水平。
即,以从X射线源2的焦点到试样S的工件路径的距离FOD成为不存在挠曲的状态下的标准的值的方式,来利用滤波器支承部35进行设定。
另外,在不利用滤波器支承部35支承试样S和滤波器4的情况下,由于试样S较长,因此,如图5所示,即使在被滤波器4夹着的状态下,试样S也会因自重而成为以挠曲量T在另一端侧向下方挠曲的状态S0。
在利用滤波器支承部35支承试样S和滤波器4的状态下,如图6所示,一边利用Y轴工作台使试样S与试样台一起沿宽度方向M1移动,一边利用X射线X1进行扫描,由此进行宽度方向M1上的X射线检查。此时,一对挠曲抑制辊35a一边旋转一边支承被滤波器4夹着的试样S,由此能够在不挠曲的状态下对试样S进行检查。
并且,如图5所示,利用X射线源侧X轴工作台36和检测部侧X轴工作台38使支承台2a和X射线检测部3沿着试样S的延伸方向M2以固定的距离移动,并且进行试样S的上述宽度方向M1上的X射线检查,由此即使是对于较长的试样S也能够在抑制挠曲的同时进行X射线检查。
此外,在上述X射线检查装置31中,不仅是较长的试样S,即使是对于使用了大型基板的试样S也能够抑制因自重引起的翘曲、挠曲。
另外,虽然采用了4个挠曲抑制辊35a和4个伸缩轴部件35b,但也可以由4个以外的例如2个挠曲抑制辊35a和2个伸缩轴部件35b来构成滤波器支承部35。
接着,第四实施方式与第三实施方式的不同点在于,在第三实施方式中,是通过滤波器支承部35支承试样S和滤波器4的下表面侧来抑制挠曲的,与此相对,在第四实施方式的X射线检查装置41中,如图7和图8所示,试样S和滤波器4的上表面侧也被滤波器支承部45支承。
即,第四实施方式的滤波器支承部45不仅具备按压试样S和滤波器4的下表面而进行支承的4个挠曲抑制辊35a,还具备与试样S和滤波器4的上表面抵接而进行支承的4个翘曲抑制辊45a。
翘曲抑制辊45a的上部固定于检测部侧X轴工作台38或X射线检测部3而垂下。另外,各翘曲抑制辊45a分别配置在对应的挠曲抑制辊35a的正上方。即,试样S和滤波器4被挠曲抑制辊35a和翘曲抑制辊45a从上下夹着。
上述翘曲抑制辊45a与挠曲抑制辊35a同样地,在试样S的延伸方向上具有旋转轴并被轴支承为能够旋转。
在利用该X射线检查装置41进行试样S的X射线检查的情况下,首先利用4个挠曲抑制辊35a支承试样S的下表面,并且利用4个翘曲抑制辊45a支承试样S的上表面。
另外,在不利用翘曲抑制辊45a支承试样S和滤波器4的情况下,如图7所示,有时会成为试样S以翘曲量W在另一端侧向上方翘曲的状态S1,但通过利用翘曲抑制辊45a支承试样S和滤波器4,能够矫正仅利用滤波器4无法矫正的试样S的翘曲。
另外,采用的是4个翘曲抑制辊45a,但也可以使用4个以外的例如2个翘曲抑制辊45a来构成滤波器支承部45。
[实施例]
关于使用上述第一实施方式的X射线检查装置的情况,在图9中示出了对X射线光谱的亮度进行模拟而得到的结果,该X射线光谱表示对在涂布部和未涂布部中有无滤波器进行比较的、关于X射线能量的透过的X射线强度。
作为构成滤波器的材料,使用2mm厚的CFRP,对上述正极材料的涂布部和未涂布部进行了调查。
其结果,未涂布部的亮度相对于涂布部的亮度之比在不使用滤波器的情况下为3.5倍,与此相对,在使用了滤波器的本发明的X射线检查装置以及X射线检查方法中,变小为2.5倍。由此可知,能够抑制未涂布部的亮度饱和。
若更详细地说明,X射线难以透过正极材料的涂布部,在一般的材料中,越是低能量的X射线,则透射率越有下降的倾向,成为X射线吸收量多的区域。因此,如图9所示,即使在不使用滤波器的情况下,在透过涂布部后的X射线光谱中,在低能量侧也大幅减少。
与此相对,若使用滤波器,则涂布部及未涂布部也处于越是低能量侧则透射率越大幅下降的倾向,因此,就低能量侧的强度而言,未涂布部的强度会大幅变化,而涂布部原本强度就较小,因此透过后的强度之差会变小。因此,通过加入滤波器,透过的X射线在涂布部与未涂布部的强度比变小。
此外,本发明的技术范围并不限定于上述各实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。
另外,在上述各实施方式中,对具有正极材料的涂布部和未涂布部的试样进行了检查,但对于具有X射线吸收量少的区域和由与该X射线吸收量少的区域相同的材料较厚地形成的相对于该X射线吸收量少的区域而言X射线吸收量多的区域的试样,也同样能够通过本发明的X射线检查装置以及X射线检查方法进行X射线检查。
Claims (7)
1.一种X射线检查装置,其特征在于,具有:
X射线源,其对试样照射X射线;
X射线检测部,其相对于所述试样设置在与所述X射线源相反的一侧,检测透过了所述试样的所述X射线;以及
滤波器,其设置在所述X射线源与所述X射线检测部之间;
所述试样具有相对而言X射线吸收量多的区域和X射线吸收量少的区域,
所述滤波器由如下材料形成,该材料使得透过了所述X射线吸收量多的区域的X射线与透过了所述X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置所述滤波器的状态小。
2.根据权利要求1所述的X射线检查装置,其特征在于,
所述试样具有在照射的所述X射线中的特定的能带中X射线吸收量相对多的区域和X射线吸收量相对少的区域,
所述滤波器由与其他能带的X射线相比更多地吸收所述特定的能带的X射线的材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的X射线检查装置,其特征在于,
所述试样具有:未涂布部,所述未涂布部是所述试样的基材被露出且所述X射线吸收量少的区域;以及涂布部,所述涂布部是在所述基材上涂布有与所述基材不同的材料且所述X射线吸收量多的区域。
4.根据权利要求1或2所述的X射线检查装置,其特征在于,
所述试样为具有挠性的膜状,
所述滤波器以紧贴于所述试样的状态配置在所述X射线源与所述X射线检测部之间。
5.根据权利要求4所述的X射线检查装置,其特征在于,
所述滤波器以夹着所述试样的状态分别配置于所述试样的正面和背面。
6.根据权利要求4所述的X射线检查装置,其特征在于,
所述X射线检查装置具备试样移动机构,该试样移动机构使带状的所述试样在延伸方向上连续地移动,
所述试样移动机构具备辊部件,该辊部件能够在使所述试样与该辊部件的外周面的一部分接触的状态下进行旋转,
所述X射线源配置在所述辊部件的内侧或外侧,
所述X射线检测部相对于与所述辊部件的外周面接触的这部分所述试样而设置在与所述X射线源相反的一侧,
所述辊部件是所述滤波器。
7.一种X射线检查方法,其特征在于,包括:
从X射线源对试样照射X射线的步骤;以及
通过相对于所述试样而设置在与所述X射线源相反的一侧的X射线检测部检测透过了所述试样的所述X射线的步骤,
在所述X射线源与所述X射线检测部之间设置有滤波器,
所述试样具有相对而言X射线吸收量多的区域和X射线吸收量少的区域,
用如下材料形成所述滤波器,所述材料使得透过了所述X射线吸收量多的区域的X射线与透过了所述X射线吸收量少的区域的X射线的强度比比未设置所述滤波器的状态小。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-088714 | 2022-05-31 | ||
JP2022088714A JP2023176437A (ja) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | X線検査装置及びx線検査方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117147598A true CN117147598A (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88877059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310102988.1A Pending CN117147598A (zh) | 2022-05-31 | 2023-02-10 | X射线检查装置以及x射线检查方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230384247A1 (zh) |
JP (1) | JP2023176437A (zh) |
KR (1) | KR20230166862A (zh) |
CN (1) | CN117147598A (zh) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010286406A (ja) | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sii Nanotechnology Inc | X線透過検査装置及びx線透過検査方法 |
-
2022
- 2022-05-31 JP JP2022088714A patent/JP2023176437A/ja active Pending
- 2022-12-26 KR KR1020220184131A patent/KR20230166862A/ko unknown
-
2023
- 2023-02-10 CN CN202310102988.1A patent/CN117147598A/zh active Pending
- 2023-04-21 US US18/137,910 patent/US20230384247A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230166862A (ko) | 2023-12-07 |
US20230384247A1 (en) | 2023-11-30 |
JP2023176437A (ja) | 2023-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102236815B1 (ko) | 이차전지 전극 탭의 누락 및 접힘 결함 검출장치 | |
JP6512980B2 (ja) | X線透過検査装置及びx線透過検査方法 | |
JP5813923B2 (ja) | X線透過検査装置及びx線透過検査方法 | |
US7852982B2 (en) | Test method | |
US11340176B2 (en) | X-ray inspection apparatus and X-ray inspection method | |
WO2017183493A1 (ja) | 膜電極接合体の連続非破壊検査方法および連続非破壊検査装置 | |
KR101562680B1 (ko) | X선 투과 검사 장치 및 x선 투과 검사 방법 | |
US10989674B2 (en) | X-ray inspection apparatus and x-ray inspection method | |
US10379066B2 (en) | X-ray transmission inspection apparatus | |
US9001966B2 (en) | Transmission X-ray analyzer | |
US11781998B2 (en) | Inspection method and inspection device for membrane electrode assembly | |
CN117147598A (zh) | X射线检查装置以及x射线检查方法 | |
CN117148461A (zh) | X射线检查装置以及x射线检查方法 | |
US20210239463A1 (en) | Method for inspecting membrane electrode structure | |
US20240255445A1 (en) | X-ray transmission inspection apparatus and x-ray transmission inspection method | |
JP2009265058A (ja) | Tftアレイ検査装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |