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JP2019020379A - Optical nondestructive inspection method and optical nondestructive inspection device - Google Patents

Optical nondestructive inspection method and optical nondestructive inspection device Download PDF

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JP2019020379A
JP2019020379A JP2018031134A JP2018031134A JP2019020379A JP 2019020379 A JP2019020379 A JP 2019020379A JP 2018031134 A JP2018031134 A JP 2018031134A JP 2018031134 A JP2018031134 A JP 2018031134A JP 2019020379 A JP2019020379 A JP 2019020379A
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良太 梅澤
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良太 梅澤
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Daisuke Kuroda
大介 黒田
寛司 大原
Kanji Ohara
寛司 大原
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Abstract

To provide an optical nondestructive inspection method and an optical nondestructive inspection device with which, when determining a joint state between a first member and a second member on the basis of a temperature change at a measurement point that is set to the first member and irradiated with a laser for heating, it is possible to further suppress a variation of the joint state and acquire a more stable joint state for determination.SOLUTION: The optical nondestructive inspection method comprises a heating laser emission step, an information acquisition step for acquiring measurement point information and heating laser information, and a joint state determination step for determining a joint state on the basis of the measurement point information and heating laser information. The optical nondestructive inspection method further includes a preheating step for irradiating, before the heating laser emission step, the measurement point or a preheating range including the measurement point or a preheating point that is set within the preheating range with a preheating laser for which thermal strain generation strength defined as constant output strength and an irradiation time are adjusted, so that a thermal strain is induced without destructing the first member.SELECTED DRAWING: Figure 14

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。   The present invention relates to a measurement object that is a first member and a second member that are joined to each other at a joining interface, or a first member and a second member that are joined to each other with the joining member interposed therebetween. The present invention relates to an optical nondestructive inspection method and an optical nondestructive inspection apparatus that optically nondestructively determine a bonding state of a bonding portion at a bonding interface.

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。   For example, in Patent Document 1, the temperature rises by irradiating the measurement point set on the surface of the first member of the first member and the second member joined to each other at the joining interface with a heating laser for obtaining the joint area. Before measuring the characteristics, a laser beam having a higher output than the heating laser is irradiated to the measurement point for a short time to form an oxide film at the measurement point. The oxide film stably has a very high absorption rate (emissivity), has a stable surface roughness, and has a very low reflectance. When the oxide film is not formed at the measurement point, the surface roughness of the measurement point varies from measurement object to measurement object, and the temperature rise characteristics when the heating laser is irradiated are different from measurement object to measurement object. Therefore, when the oxide film is not formed at the measurement point, the SN ratio varies for each measurement object. In Patent Document 1, since a temperature rise characteristic is measured by irradiating a heating laser after forming an oxide film at a measurement point, variation in the surface roughness of the measurement point for each measurement object is suppressed, and more Measurement results can be obtained with a high S / N ratio.

特開2014−228478号公報JP 2014-228478 A

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。   When the bonding state is obtained by irradiating the measurement point with the heating laser, if the bonding state is obtained a plurality of times for the same object to be measured, the obtained variation in the joining state may be relatively large. For example, even in the same measurement object, the joint area in the joint state obtained in the second measurement may be smaller than the joint area in the joint state obtained in the first measurement. It is considered that the variation in the joint area (joint state) with respect to the same measurement object occurs when the following [Region B] is in a contact state or in a separated state.

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」。
For example, in the case of diffusion bonding, there are the following three regions ([region A] to [region C]) on the joint surface between the first member and the second member with respect to the variation in the joint area (joint state).
[Area A] “Area that is stable in a contact state”, in which atoms are sufficiently diffused and the first member and the second member are appropriately joined and always contacted without being separated.
[Area B] “Area where the contact state is unstable”, in which the first member and the second member are not joined and are in contact with or separated from each other.
[Area C] “Area that is stable in a non-contact state” in which the first member and the second member are not joined and are always separated from each other.

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。   In the optical nondestructive inspection method described in Patent Document 1, in order to form an oxide film at a measurement point, a high-power laser is irradiated to the measurement point for only a short time, but the above [Region B] is excluded. It is very difficult. That is, since the above-mentioned [Region B] cannot be excluded and is left behind, it is not so preferable that the obtained junction area (bonded state) may vary greatly.

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。   The present invention was devised in view of such points, and the first member and the second member are based on the temperature change at the measurement point when the heating laser is irradiated to the measurement point set on the first member. And determining an optical non-destructive inspection method and an optical non-destructive inspection apparatus capable of obtaining and determining a more stable bonded state by further suppressing variation in the bonded state. Let it be an issue.

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。   In order to solve the above-mentioned problem, the first invention of the present invention is the first member and the second member joined to each other at the joining interface, or the above-mentioned joined to each other with the joining member sandwiched at the joining interface. The measurement point information which is information acquired from the measurement point by irradiating a heating laser to the measurement point set on the surface of the first member in the measurement object which is the first member and the second member, or An optical nondestructive inspection method for determining a bonding state of a bonded portion at the bonding interface based on heating laser information and the measurement point information, which are information related to the heating laser, wherein the heating laser is A heating laser emitting step for emitting toward the measurement point and heating the measurement point, and an information acquisition step for acquiring the measurement point information including the intensity of infrared rays emitted from the measurement point, or In the information acquisition step of acquiring the measurement point information including the intensity of infrared rays emitted from the measurement point and the heating laser information including the intensity of the heating laser irradiated to the measurement point, and the information acquisition step Using the acquired measurement point information or the acquisition related information based on the measurement point information and the heating laser information, a bonding state determination step of determining a bonding state of the bonding portion at the bonding interface, Have. Then, before the heating laser emission step, the thermal strain generation intensity and irradiation time are adjusted to have a constant output intensity so as to cause thermal distortion in the first member without destroying the first member. The preheating laser thus applied is irradiated to the measurement point, or a preheating range that is a range including the measurement point, or one or a plurality of preheating points set in advance within the preheating range. An optical nondestructive inspection method including a preheating step for generating thermal strain in a first member.

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。   Next, a second invention of the present invention is the optical nondestructive inspection method according to the first invention, wherein the heating to the measurement point is performed toward the measurement point before the preliminary heating step. A surface foreign matter removal laser having an output intensity smaller than the output intensity of the preheating laser so that the surface foreign matter removal diameter is larger than the irradiation diameter of the preheating laser. An optical nondestructive inspection method comprising a surface foreign matter removal step of irradiating with a surface foreign matter removal irradiation time shorter than the irradiation time to remove the foreign matter attached around the measurement point and the measurement point.

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。   Next, a third invention of the present invention is the optical nondestructive inspection method according to the first invention or the second invention, wherein the laser output device, the laser intensity detecting means, the infrared intensity detecting means, In the heating laser emitting step, the heating laser is emitted from the laser output device so that the intensity at the measurement point changes in a sine wave shape using a phase difference detection device and a determination device. In the information acquisition step, a laser intensity detection signal that is the heating laser information output from the laser intensity detection means based on the intensity of the heating laser that changes sinusoidally at the measurement point is converted into the position. An infrared intensity detection signal, which is the measurement point information that is output from the infrared intensity detection means based on the intensity of the infrared ray that is radiated from the measurement point and changes in a sine wave shape, is captured in the phase difference detection apparatus. Into. In the bonding state determination step, a phase difference between the laser intensity detection signal and the infrared intensity detection signal is obtained by the phase difference detection device, and the acquisition related information including the obtained phase difference is stored in the determination device. Output and capture the acquisition related information in the determination device, in the determination device, based on the phase difference included in the acquisition related information, determine the bonding state of the bonding portion at the bonding interface, This is an optical nondestructive inspection method.

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、前記判定装置と、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。   Next, a fourth invention of the present invention is the optical nondestructive inspection method according to the first invention or the second invention, comprising: a laser output device; an infrared intensity detection means; and the determination device. In the heating laser emitting step, the laser for heating is emitted from the laser output device toward the measurement point with a heating intensity that is a constant output intensity. In the information acquisition step, an infrared intensity detection signal that is the measurement point information output from the infrared intensity detection means based on the intensity of infrared rays emitted from the measurement point is taken into the determination device. In the bonding state determination step, the bonding state of the bonding portion at the bonding interface is determined based on the temperature rise characteristic at the measurement point, which is the acquisition-related information obtained from the infrared intensity detection signal. This is an optical nondestructive inspection method.

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。   Next, the fifth invention of the present invention is the first member and the second member joined to each other at the joining interface, or the first member joined to each other with the joining member sandwiched at the joining interface. The measurement point set on the surface of the first member of the measurement object that is the second member is irradiated with a heating laser, information acquired from the measurement point, or information about the heating laser and the An optical nondestructive inspection apparatus for determining a bonding state of a bonding portion at the bonding interface based on information acquired from a measurement point, wherein the heating is performed so that the intensity at the measurement point changes in a sinusoidal shape. A laser output device for emitting a laser; laser intensity detecting means for detecting the intensity of the heating laser that changes sinusoidally at the measurement point and outputting a laser intensity detection signal; and radiation from the measurement point Infrared intensity detection means for detecting the intensity of the infrared light that changes in a sine wave and outputs an infrared intensity detection signal, the laser intensity detection signal from the laser intensity detection means, and the infrared intensity from the infrared intensity detection means By acquiring a detection signal and determining a phase difference between the laser intensity detection signal that changes sinusoidally and the infrared intensity detection signal that changes sinusoidally, the acquisition related information including the detected phase difference is determined. A phase difference detection device that outputs to a device, and controls the laser output device, and based on the phase difference included in the acquisition related information input from the phase difference detection device, And a determination device for determining a joining state. Then, the determination device controls the laser output device at a time point before the heating laser is emitted from the laser output device, and causes thermal distortion to the first member without destroying the first member. In order to generate a preheating laser whose thermal strain generation intensity and irradiation time are adjusted to a constant output intensity, the preheating range which is the measurement point or a range including the measurement point, or the preheating laser An optical nondestructive inspection apparatus that irradiates one or a plurality of preheating points set in advance within a heating range to cause thermal distortion in the first member.

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。   Next, a sixth invention of the present invention is the first member and the second member joined to each other at the joining interface, or the first member joined to each other with the joining member sandwiched at the joining interface. The measurement point set on the surface of the first member of the measurement object that is the second member is irradiated with a heating laser, and based on the information acquired from the measurement point, the bonding portion at the bonding interface An optical nondestructive inspection apparatus for determining a bonding state, a laser output apparatus for emitting the heating laser having a heating intensity that is a constant output intensity toward the measurement point, and radiation from the measurement point At least one infrared intensity detecting means for detecting the intensity of the generated infrared light and outputting an infrared intensity detection signal; and controlling the laser output device and detecting the infrared intensity detected from the infrared intensity detecting means Based on the temperature rise characteristic of the measurement points obtained from the item, having, a determining device bonding state of the joint portions in the joint interface. Then, the determination device controls the laser output device at a time point before the heating laser is emitted from the laser output device, and causes thermal distortion to the first member without destroying the first member. In order to generate a preheating laser whose thermal strain generation intensity and irradiation time are adjusted to a constant output intensity, the preheating range which is the measurement point or a range including the measurement point, or the preheating laser An optical nondestructive inspection apparatus that irradiates one or a plurality of preheating points set in advance within a heating range to cause thermal distortion in the first member.

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。   Next, a seventh invention of the present invention is the optical nondestructive inspection device according to the fifth invention or the sixth invention, wherein the determination device emits the preheating laser from the laser output device. In the previous time point, the laser output device is controlled so that the surface foreign matter removal diameter is larger than the irradiation diameter of the heating laser at the measurement point toward the measurement point. A surface foreign matter removal laser having an output intensity smaller than the output intensity of the heating laser is irradiated for a surface foreign matter removal irradiation time shorter than the irradiation time of the preheating laser, and adheres around the measurement point and the measurement point. It is an optical nondestructive inspection device that removes foreign matter.

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。   According to the first invention, before the heating laser emitting step of irradiating the measuring point with the heating laser, the measuring point (or the preheating range, or one or a plurality of preheating points within the preheating range), Irradiate a preheated laser whose output and irradiation time are adjusted. The preheating laser positively generates thermal strain on the first member without destroying the first member on which the measurement point is set. Then, by generating thermal strain in the first member, the above [Region B] (region where the contact state is unstable) is changed to the above [Region C] (state where the contact state is stable in a non-contact state). Convert. Thereby, in the case where the joining state of the first member and the second member is determined based on the temperature change at the measuring point when the heating point is irradiated to the measuring point set on the first member, the joining state varies. It is possible to obtain and determine a more stable and more stable bonding state.

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。   According to the second invention, for example, when foreign matters such as flux used for soldering or an organic solvent for cleaning the flux remain around the measurement points and the measurement points, these foreign matters are appropriately removed. Is possible. When these foreign matters remain, when the heating laser is irradiated, melted foreign matters may be deposited around the measurement point to emit infrared rays that become noise. In the second invention, before the preheating step (that is, before irradiating the heating laser), the foreign matter is appropriately removed from the measurement point and the periphery of the measurement point, so that the infrared rays from the foreign matter are transmitted from the foreign matter. It is possible to prevent infrared rays (noise) from being superimposed, and the bonding state can be determined more accurately.

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。   According to the third aspect of the invention, in the optical nondestructive inspection method for determining the bonding state based on the phase difference obtained from the laser intensity detection signal and the infrared intensity detection signal that change sinusoidally, the preliminary heating step is performed. The variation in the joining state can be further suppressed, and a more stable joining state can be acquired and determined.

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。   According to the fourth invention, in the optical nondestructive inspection method for irradiating the measurement point with the heating laser having a constant heating intensity and determining the bonding state based on the temperature rise characteristic of the measurement point, preheating is performed. By performing the step, it is possible to further suppress the variation in the bonding state and acquire and determine a more stable bonding state.

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。   According to the fifth invention, in the optical nondestructive inspection apparatus that determines the bonding state based on the phase difference obtained from the laser intensity detection signal and the infrared intensity detection signal that change in a sinusoidal shape, by performing preliminary heating, It is possible to further suppress the variation in the bonding state and acquire and determine a more stable bonding state.

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。   According to the sixth invention, in the optical nondestructive inspection apparatus for irradiating the measurement point with the heating laser having a constant heating intensity and determining the joining state based on the temperature rise characteristic of the measurement point, preheating is performed. By performing the step, it is possible to further suppress the variation in the bonding state and acquire and determine a more stable bonding state.

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。   According to the seventh invention, for example, when foreign matters such as flux used for soldering or an organic solvent for cleaning the flux remain around the measurement points and the measurement points, these foreign matters are appropriately removed. Is possible. When these foreign matters remain, when the heating laser is irradiated, melted foreign matters may be deposited around the measurement point to emit infrared rays that become noise. In the seventh invention, before the preheating laser is emitted (that is, before the heating laser is emitted), the foreign matter is appropriately removed from the measurement point and the periphery of the measurement point, so that the foreign matter is detected in the infrared rays from the measurement point. It is possible to prevent the infrared rays (noise) from being superimposed, and the bonding state can be determined more accurately.

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。It is a figure explaining the example of a measurement object, and is a perspective view of the electronic component which joined the wire to the electrode by wire bonding. 図1に示す電子部品をII方向から見た図である。It is the figure which looked at the electronic component shown in FIG. 1 from II direction. 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。It is an enlarged view of the AA part shown in FIG. 2, and is a figure explaining the example of heat conduction and infrared radiation when the laser for heating is irradiated to the measurement point of the wire joined to the electrode. 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。It is a perspective view explaining the example of the external appearance of the optical nondestructive inspection apparatus of 1st Embodiment. 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。It is a figure explaining the whole structure of the optical nondestructive inspection apparatus of 1st Embodiment shown in FIG. 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。It is an example of the wire joined to the electrode, Comprising: It is a figure explaining the joining state (contact state) of the electrode and wire in a joining surface. 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。It is a figure explaining the example which irradiated the preheating laser to the measurement point (or circumference | surroundings of a measurement point) from the state of FIG. 6, and generate | occur | produced the thermal strain in the wire (1st member). 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。It is a perspective view explaining the example which irradiates a preheating laser to a measurement point. 図8におけるIX−IX断面図である。It is IX-IX sectional drawing in FIG. 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。It is a perspective view explaining the example which irradiates a preheating range including a measurement point with a preheating laser. 図10におけるXI−XI断面図である。It is XI-XI sectional drawing in FIG. 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。It is a perspective view explaining the example which irradiates the preheating point which set the preheating laser in the preheating range. 図12におけるXIII−XIII断面図である。It is XIII-XIII sectional drawing in FIG. 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。It is a flowchart explaining the example of the process sequence of the determination apparatus and phase difference detection apparatus in 1st Embodiment. 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。It is a figure explaining the example of the judgment information by which each information was memorize | stored for every product product number (every measurement object). 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。It is a figure explaining the example of the irradiation state of the laser to a measurement point, and the temperature change in a measurement point in 1st Embodiment. 位相差・接合部面積特性の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a phase difference and a junction area characteristic. 判定結果の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a determination result. 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。It is a perspective view explaining the example of the external appearance of the optical nondestructive inspection apparatus of 2nd Embodiment. 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。It is a figure explaining the whole structure of the optical nondestructive inspection apparatus of 2nd Embodiment shown in FIG. 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。It is a flowchart explaining the example of the process sequence of the determination apparatus in 2nd Embodiment. 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。It is a figure explaining the example of the judgment information by which each information was memorize | stored for every product product number (every measurement object). 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。It is a figure explaining the example of the irradiation state of the laser to a measurement point, and the temperature change in a measurement point in 2nd Embodiment. 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。It is a figure explaining the relationship between the wavelength of infrared rays, infrared energy (intensity), and temperature. 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。It is a figure explaining the relationship between temperature and 2 wavelength intensity ratio (infrared energy of wavelength (lambda) 1 / infrared energy of wavelength (lambda) 2). 温度上昇特性の例と、正規化の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a temperature rise characteristic, and the example of normalization. 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。It is a figure explaining the example of the temperature rise characteristic of the normalized minimum allowable area, the temperature rise characteristic of the normalized maximum allowable area, and the temperature rise characteristic measured and normalized. 判定結果の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a determination result. 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。It is a figure explaining the whole structure of the optical nondestructive inspection apparatus of 3rd Embodiment. 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。It is a figure explaining the whole structure of the optical nondestructive inspection apparatus of 4th Embodiment. 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。It is a figure explaining the whole structure of the optical nondestructive inspection apparatus of 5th Embodiment. 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。In the sixth embodiment (addition of surface foreign matter removal processing to the first embodiment), a perspective view for explaining how molten foreign matter is deposited around the measurement point by the heating laser It is. 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。FIG. 17 is a diagram for explaining an example in which noise is superimposed on the temperature of a measurement point by melted foreign matter. 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。It is a perspective view explaining the example which has irradiated the laser for surface foreign material removal around the measurement point and the measurement point. 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。It is a figure explaining the example of the outer diameter of a measurement point, the outer diameter when a molten foreign material accumulates around a measurement point, and the irradiation diameter of the surface foreign material removal laser. 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。It is a flowchart explaining the example of the process sequence of the determination apparatus and phase difference detection apparatus in 6th Embodiment. 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。It is a figure explaining the example of the judgment information by which each information was memorize | stored for every product product number (for every measurement object) in 6th Embodiment. 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。It is a figure explaining the example of the irradiation state of the laser to a measurement point, and the temperature change in a measurement point in 6th Embodiment. 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。It is a flowchart explaining the example of the process sequence of the determination apparatus in 7th Embodiment (A surface foreign material removal process is added with respect to 2nd Embodiment.). 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。It is a figure explaining the example of the judgment information by which each information was memorize | stored for every product product number (every measurement object) in 7th Embodiment. 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。It is a figure explaining the example of the irradiation state of the laser to a measurement point, and the temperature change in a measurement point in 7th Embodiment.

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。   Hereinafter, first to seventh embodiments of an optical nondestructive inspection apparatus and an optical nondestructive inspection method of the present invention will be described in order with reference to the drawings. In the first to seventh embodiments described below, as shown in FIG. 1, a wire 91 (such as an aluminum wire) is used as an electrode 92 (corresponding to a second member) in an electronic component such as an IC. Will be described. In the first to seventh embodiments, the first member is set and the measurement point is irradiated with the heating laser. And based on the measurement point information acquired from the measurement point, or the measurement point information and the heating laser information related to the heating laser, the area of the joint portion at the joint interface between the first member and the second member. Determine the joint area. In this case, the “joining portion at the joining interface”, as shown in FIG. 3, is a joining portion 96 which is a planar region where the first member (wire 91) and the second member (electrode 92) are joined. Point to.

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。   Note that the information regarding the heating laser includes the intensity of the heating laser irradiated to the measurement point SP in the first embodiment (see FIG. 5), and includes the intensity of the heating laser over time. The measurement point information acquired from the measurement point SP refers to the first embodiment (see FIG. 5), the second embodiment (see FIG. 20), or the fourth embodiment (see FIG. 30). The intensity of infrared rays emitted from the measurement point SP, including the intensity of infrared rays over time. In the third embodiment (see FIG. 29), the measurement point information acquired from the measurement point SP is the intensity of infrared rays emitted from the measurement point SP, and the intensity of infrared rays over time. The intensity of the heating laser reflected at the measurement point SP, and the intensity of the heating laser over time.

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。   In the following drawings, when the X axis, the Y axis, and the Z axis are shown, the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other, and the Z axis indicates a direction upward in the vertical direction. The X axis and the Y axis indicate the horizontal direction.

●[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。
● [Example of measurement object (Figs. 1 to 3)]
An example of the measurement object 90 will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, one end of a wire 91 made of aluminum or the like having a diameter (width) of about several tens [μm] to several hundreds [μm] is attached to each electrode 92 such as a copper foil provided on a substrate 98 by wire bonding. The perspective view of the state which joined the other end of the wire 91 to each terminal of the semiconductor chip 94 joined and fixed on the base 93 on the board | substrate 98 with the adhesive agent 95 etc. by wire bonding is shown. 2 is a view of FIG. 1 as viewed from the II direction, and FIG. 3 is an enlarged view of the AA portion in FIG. The wire 91 corresponds to the first member, and the electrode 92 corresponds to the second member.

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。   In order to determine whether or not the wire 91 is appropriately bonded to the electrode 92, the bonding area (area where the wire 91 and the electrode 92 are bonded), which is the area of the bonding portion 96 (see FIG. 3), is determined. What is necessary is just to determine the quality of a joining state (internal state) by determining whether it is in a tolerance | permissible_range. Therefore, as shown in FIG. 3, a measurement point SP is set on the surface of the wire 91 in the vicinity of the joint, and the measurement point SP is irradiated with a heating laser and heated. Then, the temperature of the measurement point SP gradually increases, and heat is propagated from the measurement point SP to the electrode 92 through the wire 91 and the joint portion 96. Further, infrared rays corresponding to the increased temperature are emitted from the measurement point SP. In the first to fourth embodiments described below, an example in which the joint area of the joint between the electrode 92 and the wire 91 in the measurement object 90 shown in FIGS.

●[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。
● [Appearance of optical nondestructive inspection apparatus 1 of the first embodiment (FIG. 4) and overall configuration (FIG. 5)]
4 shows a perspective view of the appearance of the optical nondestructive inspection apparatus 1 according to the first embodiment, and FIG. 5 shows an example of the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus 1 shown in FIG. . The optical nondestructive inspection apparatus 1 according to the first embodiment irradiates the measurement point by changing the intensity of the laser light itself emitted from the laser light source (in this case, the semiconductor laser light source 21) into a sine wave shape. The junction area of the measurement object is obtained based on the phase difference between the intensity of the heating laser that changes in a sinusoidal shape when irradiated on the surface and the intensity of the infrared ray that changes in a sinusoidal pattern after being emitted from the measurement point. Then, the determination device 70 determines whether or not the determined joint area is within an allowable range, and determines whether the joint state is good or bad.

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。   As shown in FIGS. 4 and 5, the optical nondestructive inspection apparatus 1 according to the first embodiment includes a base 78, a support part 71, a laser head part 73, an X-axis direction slide table 75, and an X-axis direction moving means. 75X, Y-axis direction slide table 76, Y-axis direction moving means 76Y, Z-axis direction support 77, Z-axis direction moving means 77Z, phase difference detection device 60, determination device 70, and the like. A measurement object (in this case, the measurement object 90 shown in the example of FIG. 1) is fixed to the X-axis slide table 75.

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。   As shown in FIGS. 4 and 5, a Z-axis direction support body 77 is fixed to the base 78, and the Z-axis direction support body 77 has a Z-axis direction moving means 77Z (an electric motor equipped with an encoder). Etc.) and a Y-axis direction slide table 76 is attached. The Z-axis direction moving unit 77Z moves the position in the Z-axis direction of the Y-axis direction slide table 76 relative to the Z-axis direction support body 77 based on the control signal from the determination device 70, and the amount of movement corresponding to the amount of movement. The detection signal is output to the determination device 70.

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。   The Y-axis direction slide table 76 is provided with Y-axis direction moving means 76Y (such as an electric motor equipped with an encoder) and an X-axis direction slide table 75 is attached. The Y-axis direction moving unit 76Y moves the position in the Y-axis direction of the Y-axis direction slide table 76 with respect to the Z-axis direction support 77 based on the control signal from the determination device 70, and the amount of movement corresponding to the amount of movement. The detection signal is output to the determination device 70.

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。   The X-axis direction slide table 75 is provided with X-axis direction moving means 75X (such as an electric motor equipped with an encoder). The X-axis direction moving means 75X moves the position of the X-axis direction slide table 75 in the X-axis direction with respect to the Y-axis direction slide table 76 based on the control signal from the determination device 70, and the amount of movement corresponding to the amount of movement. The detection signal is output to the determination device 70. As described above, the determination apparatus 70 uses the X-axis direction moving unit 75X, the Y-axis direction moving unit 76Y, and the Z-axis direction moving unit 77Z to determine the position of the measurement object 90 relative to the base 78. Direction, Y-axis direction, and Z-axis direction.

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。   As shown in FIG. 4, a support portion 71 is fixed to the base 78, and the support portion 71 holds a laser head portion 73. The laser head unit 73 includes the laser output device 27, the condensing unit 10 (a reflection type objective lens in the example of FIG. 5), the laser intensity detecting unit 41, the infrared intensity detecting unit 31, and the like.

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。   The laser output device 27 includes, for example, a semiconductor laser light source 21, a collimator lens 22, and a modulation signal output unit 25. The modulation signal output means 25 is, for example, an oscillator, and generates a modulation signal whose voltage changes in a sine wave shape with a predetermined frequency and a predetermined amplitude based on a control signal from the determination device 70. The semiconductor laser light source 21 includes an intensity adjustment input for adjusting the intensity. A modulation signal is input from the modulation signal output means 25 to the intensity adjustment input. The semiconductor laser light source 21 emits a heating laser La whose intensity changes in a sine wave shape based on the modulation signal from the modulation signal output means 25. The heating laser La emitted from the semiconductor laser light source 21 is converted into parallel light by the collimator lens 22 and reaches the heating laser selective reflection means 23. If the emitted heating laser is parallel light, the collimating lens 22 can be omitted. Accordingly, the intensity of the heating laser La focused on the measurement point SP changes in a sine wave shape, and its frequency is synchronized with the frequency of the modulation signal. Note that the output of the heating laser is adjusted to an output that can heat the measurement object 90 without destroying it.

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。   Further, the laser output device 27 emits thermal strain generation intensity and irradiation with a constant output intensity so as to generate thermal strain without breaking the wire 91 (first member) before emitting the heating laser. When a control signal for irradiating the preheated laser whose time has been adjusted is input from the determination device 70, a preheated laser with intensity: thermal strain generation intensity and time: irradiation time is output. Note that the wavelength of the preheating laser is the same as the wavelength of the heating laser.

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。   The condensing means 10 directs the parallel light incident from one side along its own optical axis (from the upper side in the example of FIG. 5) toward the measurement point SP set on the surface of the first member 91 as a focal position. Then, the light is condensed and emitted from the other side (from the lower side in the example of FIG. 5). Further, the condensing unit 10 converts the light emitted and reflected from the measurement point SP (which is a focal position) and incident from the other side into the first measurement light L11 which is parallel light along its own optical axis. And exits from one side. The condensing means 10 can be composed of a condensing lens that transmits light and refracts it. However, since the condensing unit 10 handles light of a plurality of different wavelengths, it is not preferable for a condensing lens that generates chromatic aberration. Thus, the (aspherical) reflecting mirrors 10A and 10B constitute the light condensing means to eliminate the occurrence of chromatic aberration and to cope with a wide wavelength band. The condensing means 10 is preferably an objective lens.

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。   The heating laser selective reflection means 23 is disposed at a position where the optical axis of the heating laser La emitted from the laser output device 27 and the optical axis of the light converging means 10 intersect. For example, the heating laser selective reflection means 23 is a dichroic mirror that reflects light having the wavelength of the heating laser La and transmits light having a wavelength other than the wavelength of the heating laser. In the example of FIG. 5, the heating laser selective reflection means 23 transmits light having the wavelength of the heating laser La about several [%] (for example, about 2%). A laser intensity detecting means 41 is arranged at the tip through which the heating laser La has passed. The collimating lens 22 and the heating laser selective reflection means 23 constitute a heating laser light guiding means, and the heating laser light guiding means converts the heating laser La emitted from the semiconductor laser light source 21 into parallel light. Then, the light is guided to one side of the light collecting means 10.

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。   The laser intensity detection means 41 is a photosensor capable of detecting the energy (intensity) of light having a wavelength of a heating laser, for example. The heating laser L4 that has passed through the heating laser selective reflection means 23 (heating laser whose intensity changes in a sine wave shape) is condensed by the condenser lens 41L and input to the laser intensity detection means 41. The laser intensity detection signal output from the laser intensity detection means 41 is amplified by, for example, the sensor amplifier 41A and input to the phase difference detection device 60.

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。   The first measurement light L11 (measurement light including irradiation light reflected at the measurement point SP and infrared light emitted from the measurement point SP) converted into parallel light by the condensing means 10 is emitted from the measurement point SP. Infrared light having a predetermined wavelength is included. An infrared intensity detection means 31 is disposed at the tip of the first measurement light L11.

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。   The infrared intensity detection means 31 is an infrared sensor that can detect, for example, energy (intensity) of infrared rays having a predetermined wavelength. An infrared ray having a predetermined wavelength (infrared ray whose intensity changes in a sine wave shape) contained in the first measurement light L11 is condensed by the condenser lens 31L and input to the infrared intensity detection means 31. The infrared intensity detection signal output from the infrared intensity detection means 31 is amplified by, for example, the sensor amplifier 31A and input to the phase difference detection device 60. The infrared light guide means is constituted by the heating laser selective reflection means 23 and the condensing lens 31L, and the infrared light guide means is parallel light emitted from one side of the light collecting means 10 and emitted from the measurement point SP. Infrared light having a predetermined wavelength is guided to the infrared intensity detecting means 31.

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。   The sensor amplifier 31A is a voltage amplification circuit, for example, and amplifies and outputs the amplitude (voltage level) of the input infrared intensity detection signal. Note that the sensor amplifier 31A may be omitted. The sensor amplifier 41A is a voltage amplification circuit, for example, and amplifies and outputs the amplitude (voltage level) of the input laser intensity detection signal. Note that the sensor amplifier 41A may be omitted.

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。   The phase difference detection device 60 is, for example, a lock-in amplifier, and a sine wave detection signal (laser intensity detection signal) output from the laser intensity detection means 41 and a sine wave detection signal output from the infrared intensity detection means 31. (Infrared intensity detection signal). The phase difference detection device 60 measures the phase difference between the sinusoidal laser intensity detection signal and the sinusoidal infrared intensity detection signal, and outputs information about the measured phase difference to the determination device 70. The laser intensity detection signal output from the laser intensity detection means 41 is a signal corresponding to the intensity of the irradiation light that is the heating laser La irradiated to the measurement point SP and corresponding to the intensity of the irradiation light that changes in a sine wave shape. It is. The infrared intensity detection signal is a signal corresponding to the intensity of infrared rays emitted from the measurement point SP and changing in a sinusoidal shape. The phase difference includes information related to the area of the joint at the joint interface. The phase difference detection device 60 outputs an analog signal such as a laser intensity detection signal or an infrared intensity detection signal from the output path 60A, for example, and outputs a phase difference value (information about the phase difference such as time and angle) or the like from the output path 60D. A digital signal which is information including the peak voltage of the infrared intensity detection signal is output.

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。   The determination device 70 is, for example, a personal computer, outputs a control signal to the laser output device 27, and takes in information related to the phase difference from the phase difference detection device 60. Then, as will be described later, the determination device 70 is based on the phase difference based on the acquired information about the phase difference and the phase difference / junction area characteristics (for the measurement object) stored therein. The junction area, which is the area of the junction, is obtained. Details of the phase difference / junction area characteristics and the procedure for obtaining the junction area will be described later.

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。   For example, when the optical nondestructive inspection apparatus 1 is provided in a facility such as a factory, the determination device 70 is connected to a communication line 80 (for example, a LAN in the facility) in the facility, and determination information (for a measurement object) (see FIG. It is convenient to distribute the determination information H1 shown in FIG. 15 from the distribution device 81 (distribution server) connected to the communication line 80. The determination device 70 of the optical nondestructive inspection apparatus 1 receives and stores determination information (including phase difference / junction area characteristics) via the communication line 80. In particular, when a plurality of optical nondestructive inspection apparatuses 1 are provided in a facility, the determination information can be easily received by the plurality of optical nondestructive inspection apparatuses 1 without trouble as compared with the case where determination information is stored one by one. It is convenient because it can be stored.

●[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。
● [Types of regions on the joint surface (Fig. 6) and effect of preheating (Fig. 7)]
Using the optical nondestructive inspection apparatus 1 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 4 and 5, the measurement point SP of the measurement object 90 is irradiated with a heating laser whose intensity changes in a sine wave shape. If the joint area between the same wire 91 and the electrode 92 is obtained a plurality of times, the obtained joint area variation may be relatively large. For example, in the same wire 91 and electrode 92, the joint area obtained by the second measurement may be smaller than the joint area obtained by the first measurement. It is considered that the variation in the joint area is caused by the following [Region B] being brought into contact or separated.

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]。
FIG. 6 is a further enlarged view of FIG. There are the following three [Region A], [Region B], and [Region C] on the bonding surface where the wire 91 and the electrode 92 are opposed to each other.
[Area A] The wire 91 (corresponding to the first member) and the electrode 92 (corresponding to the second member) are always kept in contact with each other (fully joined) [stable and stable in contact state] region].
[Area B] A state in which the wire 91 and the electrode 92 are not joined and are in contact with or separated from each other [an area where the contact state is unstable].
[Area C] The wire 91 and the electrode 92 are not joined, and are always in a non-contact state (separated state) [an area that is stable in a non-contact state (separated state)].

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。   In order to suppress the variation in the joint area, it is necessary to exclude the above [Region B] (region where the contact state is unstable). However, since it is very difficult to convert [Area B] to [Area A] after finishing the bonding process, it is preferable to convert [Area B] to [Area C]. Therefore, before measuring the joint area, a physical strain (warp) is generated in the wire 91 (first member) to convert [region B] into [region C]. Since the optical nondestructive inspection apparatus of the present embodiment heats the measurement point of the wire 91 using a heating laser, it is preferable to generate “thermal strain” as physical strain. From the above, as shown in FIG. 7, before measuring the joint area, the wire 91 is thermally strained (warped) without destroying the wire 91 (first member), and [Region B] becomes [Region B]. The wire 91 is irradiated with a “preheating laser” whose output and irradiation time are adjusted so as to be appropriately converted into C]. By irradiating this preheating laser, thermal strain (warp) is generated in the wire 91, and then the junction area is obtained, whereby variation in the junction area can be suppressed. In addition, since an appropriate value changes according to the material, shape, size, and the like of the first member and the second member, the output of the preheating laser and the irradiation time are appropriate values by various experiments for each product number. Is determined. “Generating thermal strain” means adding a deformation that is not restored even when the temperature is lowered.

●[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。
● [Example of preheating irradiation (Figs. 8 to 13)]
Next, with reference to FIGS. 8 to 13, an example of where and how the preheating laser is irradiated ([Pattern 1] to [Pattern 3] below) will be described. Note that since the preheating laser can be realized relatively easily by adjusting the output and irradiation time of the heating laser, it is not necessary to add a new laser output device.

[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。   The example shown in FIG. 8 and FIG. 9 which is [Pattern 1] is an example in which the measurement point SP is irradiated with the preheating laser Lp whose output and irradiation time are adjusted. 9 shows a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. The diameter of the preheating laser Lp irradiated to the wire 91 is, for example, about 200 [μm], and is almost the same as the diameter when the heating laser for obtaining the junction area is irradiated to the measurement point SP of the wire 91. It is. In this case, since the preheating laser is irradiated to the measurement point SP which is irradiated when obtaining the joint area, it is not necessary to change the position of the measurement object with respect to the position of the light collecting means 10 (see FIG. 5). In the example shown in FIG. 8 and FIG. 9, since the junction area can be measured from the preheating laser irradiation without changing the position of the measurement object, the work can be efficiently performed in a short time. .

[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。   The example shown in FIG. 10 and FIG. 11 which is [Pattern 2] is an example in which the preheating laser Lp whose output and irradiation time are adjusted is irradiated to the preheating range PA including the measurement point SP. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG. The diameter of the preheating laser Lp irradiated to the wire 91 is, for example, about 300 to 400 [μm], and is based on the diameter when the heating laser for obtaining the joint area is irradiated to the measurement point SP of the wire 91. Is also big. In this case, in order to irradiate the preheating laser beam to the preheating range PA having a wider range than the measurement point SP, the measuring object is focused on the condensing unit 10 using the Z-axis direction moving unit 77Z shown in FIGS. (Refer to FIG. 5) a little closer (the interval is made shorter than the focal length), or the measurement object is slightly moved away from the light collecting means 10 (see FIG. 5) (the interval is made longer than the focal length). In the example shown in FIGS. 10 and 11, thermal strain can be generated in a wider range by heating a wider range of the preheating range PA including the measurement points.

[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。   In the example shown in FIG. 12 and FIG. 13 which is [Pattern 3], preheating points P1 to P4 in which the preheating laser Lp whose output and irradiation time are adjusted are set in advance within the preheating range PA including the measurement point SP. This is an example of irradiation. Although the example shown in FIG. 12 shows an example in which four preheating points are set, the preheating points may be singular or plural. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. The diameter of the preheating laser Lp irradiated to the wire 91 is, for example, about 200 [μm], and is almost the same as the diameter when the heating laser for obtaining the junction area is irradiated to the measurement point SP of the wire 91. It is. In this case, in order to irradiate each of the preheating points P1 to P4 set in the preheating range PA with the preheating laser, the X axis direction moving means 75X and the Y axis direction moving means 76Y shown in FIGS. The measurement object is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the light collecting means 10. In the example shown in FIGS. 12 and 13, the preheating time becomes long, but since preheating laser is irradiated to various portions of the wire 91, thermal distortion is more easily generated.

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。   Hereinafter, in the first to fourth embodiments, the case of performing the preheating of [Pattern 1] shown in FIGS. 8 and 9 will be described.

●[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。
[Processing procedure of determination device 70 and phase difference detection device 60 (FIGS. 14 and 15)]
Next, an example of processing procedures of the determination device 70 and the phase difference detection device 60 will be described using the flowchart shown in FIG. For example, when the operator activates the determination device 70, the phase difference detection device 60 is activated in conjunction with the determination device 70. The determination device 70 proceeds to step S15, and the phase difference detection device 60 proceeds to step S140.

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。   First, the processing procedure of step S15 to step S35 in the determination apparatus 70 will be described. In step S15, the determination device 70 determines whether there is received data (data received via the communication line 80). If there is received data (Yes), the process proceeds to step S20, and there is no received data. (No) advances to step S30.

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。   When the process proceeds to step S20, the determination apparatus 70 receives data via the communication line 80, and proceeds to step S25. Then, in step S25, the determination device 70 determines whether or not the reception is finished. If the reception is finished (Yes), the process proceeds to step S30. If the reception is not finished (No), the process returns to step S20. .

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。   The data received by the determination device 70 is determination information including the phase difference / junction area characteristics distributed from the distribution device 81 shown in FIG. 5. FIG. 17 shows an example of the phase difference / junction area characteristics. 15 shows an example of determination information. As shown in the example of FIG. 15, the determination information H1 includes a product part number (corresponding to a measurement object), a preheating pattern, a preheating laser output, a preheating time, a waiting time, a heating laser output, and a heating laser frequency. , Measurement time, phase difference / junction area characteristics (graph or map shown in the example of FIG. 17 or regression equation f (δ) (regression equation obtained from the graph of example of FIG. 17)), minimum allowable area, maximum allowable Area, etc. are included. For example, the distribution device 81 has a predetermined timing (every time the product number of the measurement object to be inspected in the facility changes, every time the content of the phase difference / junction area characteristic is changed, every time data related to preheating is changed, Etc.), the determination device 70 receives the determination information from the distribution device 81 via the communication line 80, and stores the received determination information.

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。   There are a plurality of objects to be measured depending on the material of the first member, the size of the first member, the material of the second member, the size of the second member, the presence or absence of a joining member between the first member and the second member, and the like. Therefore, the measurement target is distinguished by “product part number”. And according to the “product part number”, preheating pattern, preheating laser output, preheating time, waiting time, heating laser output, heating laser frequency, measurement time, phase difference / junction area characteristics (graph or map) , Or regression equation f (δ)), minimum allowable area, maximum allowable area, and the like. For example, in the product number “A”, the first member is an aluminum wire having a diameter of 400 μm, the second member is a copper foil, the preheating pattern is “pattern 1” (see FIGS. 8 and 9), The heating laser output A1 is 220 [W], the preheating time A2 is 100 [ms], the waiting time A3 is 120 [ms], the heating laser output A4 is 180 [W], and the heating laser frequency A5 is 71.4 [ Hz], measurement time A6 is 300 [ms], phase difference / junction area characteristic is characteristic A7, minimum allowable area is area A8, and maximum allowable area is area A9.

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。   The minimum allowable area indicates the minimum value of the area that should be determined to be normal in the joint area finally calculated in this flowchart. The maximum allowable area indicates the maximum value of the area that should be determined to be normal in the joint area finally calculated in this flowchart.

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。   When the process proceeds to step S30, the determination device 70 determines the presence / absence of a measurement instruction from the worker. When there is a measurement instruction (Yes), the process proceeds to step S31A, and when there is no measurement instruction (No), the process proceeds to step S30. Return. The measurement instruction includes an input of “product part number”, and the operator can enter the product part number from a keyboard or a barcode reader (when a barcode corresponding to the product part number is attached to the measurement target). Enter.

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。   When the process proceeds to step S31A, the determination device 70 uses the determination information H1 (see FIG. 15) to read the preheating pattern corresponding to the product part number, and in accordance with the preheating pattern, the X-axis direction moving unit, the Y axis The direction moving means and the Z-axis direction moving means are controlled to adjust the position of the measurement object with respect to the light collecting means 10, and the process proceeds to step S31B.

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。   In step S31B, the determination device 70 uses the determination information H1 (see FIG. 15), the preheating laser output corresponding to the product product number (corresponding to the thermal strain generation intensity set to a constant output intensity), and the preheating time. (Corresponding to the irradiation time) is read out, the laser whose output is “preheating laser output” is emitted from the laser output device, and the process proceeds to step S32.

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。   In step S32, the determination device 70 determines whether or not the preheating time has elapsed since the start of the preheating laser irradiation. If the preheating time has elapsed (Yes), the process proceeds to step S33, where the preheating is performed. If the time has not elapsed (No), the process returns to step S31B.

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。   When the process proceeds to step S33, the determination device 70 stops the preheating laser irradiation, and controls the X-axis direction moving unit, the Y-axis direction moving unit, and the Z-axis direction moving unit to return the position of the measurement object ( The process returns to the position where the heating laser is irradiated to the measurement point), and the process proceeds to step S34. In steps S31A to S33, the preheating laser in which the thermal strain generation intensity and the irradiation time are adjusted is set to the measurement point, the preheating range, or the preheating range before the heating laser emission step. This corresponds to a preliminary heating step of irradiating the heating point to generate thermal strain in the first member. In this preheating step, the above-mentioned [region B] (region where the contact state is unstable) is converted into [region C] (region where the contact state is stable).

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。   In step S34, the determination apparatus 70 uses the determination information H1 (see FIG. 15) to read the waiting time corresponding to the product part number and determine whether the waiting time has elapsed since the preheating laser was stopped. If the waiting time has elapsed (Yes), the process proceeds to step S35, and if the waiting time has not elapsed (No), the process returns to step S34. Note that the irradiation state of the preheating laser in the preheating step is shown in FIG. In FIG. 16, the preheating laser SGp shows an example in which the preheating laser having an output Wap corresponding to the thermal strain generation intensity is irradiated during the preheating time Taw from the time t1 to the time t2. By this preheating laser, the temperature at the measurement point rises to Tap as indicated by signal SGq. During the waiting time Tbw from time t2 to time t3, laser irradiation is stopped and the temperature at the measurement point gradually decreases. In addition, like the electronic component shown in the example of FIG. 1, when there are a plurality of locations to be measured which are the first member and the second member joined, each piece to be measured without providing the waiting time Tbw. When the preheating laser is sequentially irradiated to the place, and then the heating laser is sequentially irradiated to determine the joining state, the time can be shortened by the amount of waiting time omitted.

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。   When the process proceeds to step S35, the determination device 70 uses the determination information H1 (see FIG. 15) to read the heating laser output and the heating laser frequency corresponding to the product part number, read the heating laser output, and the heating A control signal is output toward the laser output device 27 so that the laser frequency is the same. Based on the input control signal, the laser output device 27 emits the heating laser so that the intensity of the heating laser irradiated to the measurement point SP changes in a sine wave shape (of the heating laser frequency). And the determination apparatus 70 waits for the input of the information regarding the phase difference from the phase difference detection apparatus 60 in step S60, after finishing the process of step S35. The process of step S35 is performed by a laser emission step of emitting a heating laser so that the intensity at the measurement point SP changes in a sine wave shape (a laser emission step of heating the measurement point by emitting the heating laser toward the measurement point). ).

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。   Next, the processing procedure of steps S140 to S155 in the phase difference detection device 60 will be described. In step S140, the phase difference detection device 60 determines the presence / absence of the input of the laser intensity detection signal from the laser intensity detection means 41 (the presence / absence of the heating laser that is the irradiation light (see FIG. 5)), and the laser intensity detection When there is a signal input (Yes), the process proceeds to step S145, and when there is no laser intensity detection signal input (No), the process returns to step S140.

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。   When the process proceeds to step S145, the phase difference detection device 60 determines whether or not there is a temperature response based on the infrared intensity detection signal from the infrared intensity detection means 31, and if there is a temperature response (Yes), the process proceeds to step S150. If there is no temperature response (No), the process returns to step S145. The determination may be made based on the presence or absence of input of infrared rays having a predetermined wavelength.

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。   When the process proceeds to step S150, the phase difference detection device 60 takes in a laser intensity detection signal (a signal corresponding to the signal SGa shown in the example of FIG. 16) from the laser intensity detection means 41, and the intensity changes in a sine wave shape. Light (see FIG. 5) is measured. Further, the phase difference detection device 60 takes in an infrared intensity detection signal (a signal corresponding to the signal SGb shown in the example of FIG. 16) from the infrared intensity detection means 31, and measures infrared rays whose intensity changes in a sine wave shape. Then, as shown in the example of FIG. 16, the phase difference detection device 60 calculates the phase difference δa (or phase difference δb) between the laser intensity detection signal corresponding to the signal SGa and the infrared intensity detection signal corresponding to the signal SGb. Measure and proceed to step S155.

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。   The process of taking in the laser intensity detection signal and the process of taking in the infrared intensity detection signal in step S150 includes measurement point information including the intensity of infrared rays emitted from the measurement point SP and the intensity of the heating laser irradiated to the measurement point SP. This corresponds to the information acquisition step of acquiring the heating laser information including. More specifically, the phase difference detection device captures a laser intensity detection signal, which is heating laser information output from the laser intensity detection means, based on the intensity of the heating laser that changes sinusoidally at the measurement point SP. In the information acquisition step, an infrared intensity detection signal, which is measurement point information output from the infrared intensity detection means based on the intensity of the infrared ray radiated from the measurement point SP and changes in a sine wave shape, is captured by the phase difference detection device. It corresponds.

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。   In step S155, the phase difference detection device 60 outputs acquisition-related information (information including the time or angle of the phase difference) including the measured phase difference δb (or phase difference δa) to the determination device 70. Return to S140. The process of measuring (determining) the phase difference in step S150 and the process of outputting the phase difference to the determination device in step S155 correspond to a part of the joining state determination step.

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。   Next, the process procedure of step S60 to step S80 in the determination apparatus 70 will be described. In step S60, the determination device 70 determines the presence / absence of input of information regarding the phase difference from the phase difference detection device 60. If there is input of information regarding the phase difference (Yes), the process proceeds to step S65, and information regarding the phase difference is determined. If there is no input (No), the process returns to step S60.

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。   When the process proceeds to step S65, the determination device 70 takes in the acquisition related information (information regarding the phase difference), outputs a control signal to the laser output device 27, and stops emission of the heating laser from the laser output device 27. Proceed to step S70. The determination device 70 uses the determination information (see FIG. 15) to read the measurement time corresponding to the product part number, and when the measurement time has elapsed since the start of the irradiation of the heating laser, Irradiation may be stopped.

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。   In step S <b> 70, the determination device 70 determines the phase difference included in the acquired acquisition-related information (information regarding the phase difference) and “product” of the determination information (see FIG. 15) stored in itself or in an external storage device. Based on the phase difference / junction area characteristics (characteristic showing the correlation between the phase difference and the junction area) corresponding to the “part number”, the junction area is obtained, and the process proceeds to step S80. Details of the phase difference / junction area characteristics and details of how to obtain the junction area will be described later. As described above, the determination device 70 calculates the phase difference based on the phase difference and the phase difference / junction area characteristics (at least one of a graph, a map, or a regression equation as will be described later). It has conversion means (conversion part) to convert into.

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。   In step S80, the determination apparatus 70 outputs a determination result indicating that the bonding state between the first member and the second member is normal or abnormal according to the bonding area obtained in step S70 (see FIG. 18). ) To finish the process. For example, the determination device 70 determines normal when the obtained joint area is within a predetermined range from the minimum allowable area to the maximum allowable area corresponding to the “product part number” in the determination information (see FIG. 15). Or the determination apparatus 70 determines with it being normal, when the calculated junction area is more than the minimum allowable area. Note that the process of step S80 outputs a determination result indicating whether or not the obtained joint area is within a predetermined range set in advance, or whether it is greater than or equal to a predetermined range set in advance. This corresponds to the result output step. As described above, the determination device 70 outputs a determination result indicating whether or not the obtained joint area is within a predetermined range set in advance, or whether it is greater than or equal to a predetermined range set in advance. , Output means (output unit). In addition, the process which takes in acquisition related information in step S65, and the process of step S70 and S80 determines the joining state of the junction part in a joining interface using the acquisition related information based on measurement point information and laser information for heating. This corresponds to the joining state determination step. More specifically, this corresponds to a joining state determination step of taking acquisition related information and determining the joining state of the joining portion at the joining interface based on the phase difference included in the obtaining related information. Details of the determination result output will be described later.

●[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。
● [Method of creating phase difference / junction area characteristics and how to obtain the junction area (Fig. 17)]
Next, an example of a method for creating the phase difference / junction area characteristics will be described. For example, with respect to a measurement object having a specific product product number (for example, product product number: A), a plurality of samples are prepared which differ only in the size of the joint area between the first member and the second member. Then, each sample is subjected to the optical nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 1, and the phase difference (δ) is measured. In addition, the junction area of each sample is measured before measuring the phase difference or after measuring the phase difference. Then, based on the measured phase difference and the measured joint area, a phase difference / joint area characteristic (see FIG. 17) for the measurement object of the product number is created. In this way, using a plurality of samples that differ only in the size of the joint area between the first member and the second member, as shown in the example of FIG. Partial area characteristics can be obtained. Instead of preparing a plurality of samples and obtaining phase difference / junction area characteristics, a characteristic equivalent to the phase difference / junction area characteristics shown in the example of FIG. 17 is obtained based on a plurality of simulations. Also good. When the joint area is large, the heat easily escapes, so the time to reach the peak during heating or heat reduction tends to be early and the phase difference tends to be small. When the joint area is small, it is difficult for heat to escape, so that the time until reaching the peak at the time of heating or heat reduction is slow, and the phase difference tends to increase.

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。   Further, the regression equation f (δ) for deriving the junction area (S) with respect to the phase difference (δ) can be obtained from the phase difference / junction area characteristics (with respect to the product part number: A). The phase difference / junction area characteristics may be in the form of a graph as shown in FIG. 17, or may be in the form of a look-up table or map showing the junction area with respect to various values of phase difference. Good. The determination device (or storage device) stores determination information including at least one of a graph, a map, and a regression equation indicating the phase difference / junction area characteristics. Thereby, the determination apparatus can obtain | require a junction area from a phase difference using the phase difference and junction area characteristic according to a measurement object. With this method, in the case of a measurement object in which the first member and the second member are directly joined by welding or the like, the first member and the second member are joined with a joining member such as solder interposed therebetween. In the case of a measurement object, when the first member and the second member are not a single substance, it is possible to more accurately and easily determine the joint area for various measurement objects (various product numbers). Can be sought. For determining the quality of the obtained joint area, for example, as shown in FIG. 18, the minimum allowable area and the maximum allowable area are set, and the obtained joint area is not less than the minimum allowable area and not more than the maximum allowable area. In this case, it may be determined as normal, or may be determined as normal when the obtained junction area is equal to or larger than the minimum allowable area. Alternatively, as shown in FIG. 17, without converting to the joint area, the phase difference δ (A8) or less corresponding to the minimum allowable area A8 and the phase difference δ (A9) or more corresponding to the maximum allowable area A9. It may be determined that the phase difference is normal or the phase difference is equal to or smaller than the phase difference δ (A8) corresponding to the minimum allowable area A8.

●[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。
● [Output of judgment result (Fig. 18)]
FIG. 18 shows an example in which determination result information 70 </ b> G including the obtained joint area S is displayed on the display means (a monitor or the like) of the determination device 70. The minimum allowable area in FIG. 18 is the minimum allowable area specified by the determination information stored in the determination device 70 or the storage device and the product number input in step S30. Further, the maximum allowable area in FIG. 18 is the maximum allowable area specified by the determination information stored in the determination device 70 or the storage device and the product part number input in step S30. When the calculated joint area S is not less than the minimum allowable area and not more than the maximum allowable area, the determination apparatus 70 determines that the bonding state is “normal” and is smaller than the minimum allowable area or less than the maximum allowable area. Is larger, it is determined that the joining state is “abnormal”. The example of FIG. 10 shows an example when it is determined as “normal”. By looking at the determination result information 70G, the operator can easily know whether the joining state of the measurement object is normal or abnormal.

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。   In addition to the above example using software that mainly handles digital values, determination results can be output by various methods. For example, using a voltage comparator of a hardware that handles analog values, a voltage corresponding to the minimum allowable area and a voltage corresponding to the obtained junction area are input, and “voltage corresponding to the minimum allowable area” ≦ When the voltage is “corresponding to the determined junction area”, an ON signal may be output from the voltage comparator to turn on a normal lamp or output a sound such as a normal chime. Thus, the output means (output unit) for outputting the determination result can have various configurations regardless of software, hardware, digital, analog, or the like.

●[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。
● [Appearance (FIG. 19) and Overall Configuration (FIG. 20) of Optical Nondestructive Inspection Apparatus 1B of Second Embodiment]]
FIG. 19 shows a perspective view of the appearance of the optical nondestructive inspection apparatus 1B of the second embodiment, and FIG. 20 shows an example of the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus 1B shown in FIG. . The optical nondestructive inspection apparatus 1B of the second embodiment irradiates the measurement point with the intensity of the laser light emitted from the laser light source (in this case, the semiconductor laser light source 21) as a heating intensity that is a constant intensity, Based on the temperature rise characteristic based on the intensity of the infrared ray radiated from the measurement point, the junction area of the measurement object is obtained. Then, the determination device 70 determines whether or not the determined joint area is within an allowable range, and determines whether the joint state is good or bad. In the first embodiment, a heating laser whose intensity changes sinusoidally is irradiated to the measurement point SP, and the junction area is determined from the phase difference between the intensity of the sinusoidal heating laser and the intensity of the sinusoidal infrared. However, the second embodiment is different in that the measurement point SP is irradiated with a heating laser having a heating intensity (constant intensity) and the junction area is obtained from the temperature rise characteristic of the measurement point. However, it is the same in that the pre-heating laser is irradiated and thermal strain is generated in the wire 91 (first member) before measuring the joint area. In the following, differences in configuration and differences in processing procedure from the first embodiment will be mainly described.

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。   As shown in FIGS. 19 and 20, the optical nondestructive inspection apparatus 1B of the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment (see FIGS. 4 and 5) from the laser head portion 73B. The laser intensity detection means 41 and the modulation signal output means 25 (see FIGS. 4 and 5) are omitted, and the infrared intensity detection means 32 is added. The optical nondestructive inspection apparatus 1B according to the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment (see FIGS. 4 and 5) in the phase difference detection device 60 (see FIGS. 4 and 5). Is omitted.

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。   The laser output device 27 includes, for example, a semiconductor laser light source 21 and a collimator lens 22. The semiconductor laser light source 21 includes an intensity adjustment input for adjusting the intensity, and a control signal from the determination device 70 is input to the intensity adjustment input. The semiconductor laser light source 21 emits a heating laser La whose intensity is set to a heating intensity (a constant intensity) based on a control signal from the determination device 70. The heating laser La emitted from the semiconductor laser light source 21 is converted into parallel light by the collimator lens 22 and reaches the heating laser selective reflection means 23R. If the emitted heating laser is parallel light, the collimating lens 22 can be omitted. Note that the output of the heating laser is adjusted to an output that can heat the measurement object 90 without destroying it. For example, the heating laser selective reflection means 23R is a dichroic mirror that reflects light having a wavelength of the heating laser and transmits light having a wavelength other than the wavelength of the heating laser. The collimating lens 22 and the heating laser selective reflection means 23R constitute a heating laser light guiding means. The heating laser light guiding means converts the heating laser La emitted from the semiconductor laser light source 21 into parallel light. Then, the light is guided to one side of the light collecting means 10.

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。   Further, the laser output device 27 emits thermal strain generation intensity and irradiation with a constant output intensity so as to generate thermal strain without breaking the wire 91 (first member) before emitting the heating laser. When a control signal for irradiating the preheated laser whose time has been adjusted is input from the determination device 70, a preheated laser with intensity: thermal strain generation intensity and time: irradiation time is output. Note that the wavelength of the preheating laser is the same as the wavelength of the heating laser.

(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。   The (first) infrared intensity detection means 31 is an infrared sensor that can detect the energy (intensity) of infrared rays having a predetermined wavelength reflected by the first infrared selective reflection means 23A. For example, the first infrared selective reflection means 23A is a dichroic mirror that reflects the first infrared having the first wavelength λ1 and transmits the light having a wavelength other than the first wavelength λ1, and the path of the first measurement light L11. Is placed inside. The infrared light having the first wavelength λ1 contained in the first measurement light L11 is extracted by the first infrared selective reflection means 23A, condensed by the condenser lens 31L (first) to the infrared intensity detection means 31. Entered. The (first) infrared intensity detection signal output from the (first) infrared intensity detection means 31 is amplified by, for example, the sensor amplifier 31A and input to the determination device 70. The heating laser selective reflection means 23, the first infrared selective reflection means 23A, and the condenser lens 31L constitute a (first) infrared light guiding means, and the (first) infrared light guiding means radiates from the measurement point SP. The infrared light having the first wavelength λ1 is guided to the (first) infrared intensity detecting means 31 from the parallel light (first measurement light L11) emitted from one side of the light collecting means 10. The sensor amplifier 31A is the same as that in the first embodiment, and may be omitted.

(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。   The (second) infrared intensity detecting means 32 is an infrared sensor capable of detecting the energy (intensity) of infrared rays having a predetermined wavelength reflected by the second infrared selective reflecting means 23B. For example, the second infrared selective reflection unit 23B is a dichroic mirror that reflects the second infrared ray having the second wavelength λ2 and transmits the light having a wavelength other than the second wavelength λ2, and the path of the first measurement light L11. Is placed inside. The infrared light having the second wavelength λ2 included in the first measurement light L11 is extracted by the second infrared selective reflection means 23B, and condensed by the condenser lens 32L (second) to the infrared intensity detection means 32. Entered. The (second) infrared intensity detection signal output from the (second) infrared intensity detection means 32 is amplified by, for example, the sensor amplifier 32A and input to the determination device 70. The heating laser selective reflection means 23, the second infrared selective reflection means 23B, and the condenser lens 32L constitute a (second) infrared light guiding means, and the (second) infrared light guiding means radiates from the measurement point SP. The infrared light having the second wavelength λ2 is guided to the (second) infrared intensity detecting means 32 from the parallel light (first measurement light L11) emitted from one side of the light collecting means 10. The sensor amplifier 32A is a voltage amplification circuit, for example, and amplifies and outputs the amplitude (voltage level) of the input (second) infrared intensity detection signal. Note that the sensor amplifier 32A may be omitted.

●[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。
[Processing procedure of determination device 70 (FIGS. 21 and 22)]
Next, an example of the processing procedure of the determination apparatus 70 will be described using the flowchart shown in FIG. For example, when the worker activates the determination device 70, the determination device 70 advances the process to step S15. Note that steps S15 to S35 in the follow chart shown in FIG. 21 are the same as steps S15 to S35 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 14, and thus description of steps S15 to S35 is omitted. To do. The determination device 70 reads the “preheating pattern”, “preheating laser output”, and “preheating time” corresponding to the “product number” instructed in step S30 from the determination information H2 shown in FIG. Heat. And the determination apparatus 70 will progress to step S36, if the process of step S35 is performed. The state of the preheating laser emitted in step S31B, the heating laser emitted in step S35, and the temperature state of the measurement point SP are as shown in the example of FIG. The preheating laser SGp and the temperature state at the measurement point by the preheating laser SGp are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 16, and thermal distortion is generated in the first member (wire 91). The state of the heating laser after time t3 in FIG. 23 and the state of the temperature at the measurement point after time t3 are different from those of the first embodiment shown in FIG.

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。   In step S35, the determination device 70 uses the determination information H2 (see FIG. 22) to read out the heating laser output corresponding to the product part number, and becomes a heating laser having a constant output intensity. As described above, a control signal is output to the laser output device 27, and the process proceeds to step S36. The processing in step S35 corresponds to a heating laser emission step of emitting a heating laser having a heating intensity that is a constant output intensity from the laser output device toward the measurement point.

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。   In step S36, the determination device 70 determines whether or not a predetermined time has elapsed. When the predetermined time has elapsed (Yes), the process proceeds to step S37, and when the predetermined time has not elapsed (No), the process returns to step S36. Here, the “predetermined time” is a sampling time for measuring the temperature of the measurement point SP, and is set to a time of, for example, about several [ms] to several tens [ms].

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。   When the process proceeds to step S37, the determination device 70 measures the intensity of infrared rays and proceeds to step S38. Specifically, the determination apparatus 70 takes in the (first) infrared intensity detection signal from the (first) infrared intensity detection means 31 and detects the (second) infrared intensity detection from the (second) infrared intensity detection means 32. Capture the signal. The process of step S37 corresponds to an information acquisition step of taking in an infrared intensity detection signal, which is measurement point information output from the infrared intensity detection means, based on the intensity of infrared rays emitted from the measurement point into the determination device.

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。   In step S38, the determination apparatus 70 converts the measured infrared intensity into a temperature and proceeds to step S39. For example, FIG. 24 shows an example of wavelength / intensity / temperature characteristics representing the relationship between (infrared) wavelength, infrared energy (intensity), and temperature when the emissivity is 100%. In FIG. 24, if the emissivity of the measurement point SP is 100%, for example, when the temperature of the measurement point is M2 [° C.], the intensity of the infrared light with the wavelength λ1 from the (first) infrared intensity detection means 31 is the intensity E1C. This indicates that the intensity of the infrared ray having the wavelength λ2 from the (second) infrared intensity detecting means 32 is the intensity E2C. In practice, however, the emissivity is different for each measurement object, but even if the emissivity is different, the intensity E1C / intensity E2C is constant when the temperature is M2 [° C.]. Therefore, by using the temperature / two-wavelength intensity ratio characteristic shown in FIG. 25, it is possible to convert from the infrared intensity of wavelength λ1 / infrared intensity of wavelength λ2 (two-wavelength intensity ratio) to temperature. That is, the determination device 70 obtains a two-wavelength intensity ratio by (intensity based on (first) infrared intensity detection signal / intensity based on (second) infrared intensity detection signal), The temperature at the measurement point SP can be obtained from the temperature / two-wavelength intensity ratio characteristics shown in FIG.

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。   In step S39, the determination apparatus 70 reads “measurement time” corresponding to the instructed “product part number” from the determination information H2 (see FIG. 22), and whether the elapsed time from step S35 has reached the measurement time. If the measurement time has been reached (Yes), the process proceeds to step S65A. If the measurement time has not been reached (No), the process returns to step S36. The process of fetching the infrared intensity detection signal into the determination device in steps S36 to S39 is a determination apparatus that determines the infrared intensity detection signal that is measurement point information output from the infrared intensity detection means based on the intensity of the infrared ray emitted from the measurement point. This corresponds to the information acquisition step taken in

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。   When the process proceeds to step S65A, the determination device 70 outputs a control signal to the laser output device 27, stops emission of the heating laser from the laser output device 27, and proceeds to step S70A.

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。   In step S70A, the determination device 70 determines the temperature rise characteristic based on the temperature of the measurement point SP obtained every predetermined time and the determination information H2 (see FIG. 22) stored in itself or an external storage device. The relationship between the normalized temperature rise characteristic (characteristic obtained by normalizing the characteristic indicating the correlation between time and temperature) corresponding to the “product number” is obtained, and the process proceeds to step S80A.

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。   For example, “measurement result A” in FIG. 26 is an example of a measurement result of a sample having a maximum allowable area for the joint area in the product part number A. “Measurement result B” in FIG. 26 is an example of the measurement result of the sample having the minimum allowable area of the joint area in the product part number A. When the measurement point SP is irradiated with a heating laser of heating intensity (constant intensity), the temperature of the measurement point SP gradually increases, but when the saturation temperature at which the heating amount and the heat dissipation amount coincide with each other, the temperature increase stops, Even if heating is continued, the temperature becomes substantially constant (saturation temperature). Here, when the junction area is relatively large, the amount of heat conduction is large, and heat easily escapes through the junction, so that the time to reach the saturation temperature is short and the saturation temperature is also relatively low. Further, when the junction area is relatively small, the amount of heat conduction is small, and it is difficult for heat to escape through the junction, so that it takes a long time to reach the saturation temperature and the saturation temperature is also relatively high.

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。   When the saturation temperature of the temperature rise characteristic of the measurement object is between the saturation temperatures of “measurement result A” and “measurement result B” shown in FIG. 26, the junction area of the measurement object is greater than the minimum allowable area. And since it is below the maximum allowable area, it can be determined that it is a non-defective product, but by “normalizing” as follows, it is possible to suppress temperature measurement errors and more appropriately determine whether the product is good or bad. it can.

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。   Hereinafter, “normalization” for the product part number A will be described with reference to FIG. For example, the temperature rise characteristic of an (ideal) sample having an ideal junction area size with respect to the product part number A is obtained, and the saturation temperature of the (ideal sample) is set to the normalized saturation temperature. Then, after obtaining “measurement result A” which is the temperature rise characteristic of the sample whose junction area is the maximum allowable area with respect to the product part number A, the saturation temperature of “measurement result A” matches the normalized saturation temperature. Thus, “normalized A” obtained by stretching (or compressing) in the temperature direction is obtained. In addition, after obtaining “Measurement Result B” which is a temperature rise characteristic of a sample whose junction area is the minimum allowable area with respect to the product part number A, the saturation temperature of “Measurement Result B” matches the normalized saturation temperature. Thus, “normalized B” compressed (or expanded) in the temperature direction is obtained.

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。   Then, as shown in FIG. 27, the measured temperature rise characteristic is compressed or expanded in the temperature direction so that the saturation temperature of the temperature rise characteristic of the measurement object coincides with the normalized saturation temperature. "Rise characteristics (normalization)". In this “measured temperature rise characteristic (normalization)”, the portion until the normalized saturation temperature is reached is “normalized maximum allowable area temperature rise characteristic (normalized A)” and “normalized minimum allowable area temperature rise” In the case of “characteristic (normalized B)”, the determination device 70 determines that the joint area of the measurement object is a non-defective product because it is greater than or equal to the minimum allowable area and less than or equal to the maximum allowable area.

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。   In step S80A, the determination device 70 determines that the joining state between the first member and the second member is normal according to the joint area (whether or not the minimum permissible area is equal to or greater than the maximum permissible area) obtained in step S70A. Alternatively, a determination result indicating abnormality is output (see FIG. 28), and the process ends. For example, in the determination device 70, as shown in FIG. 27, the “measured temperature rise characteristic (normalization)” includes a temperature rise characteristic with a maximum allowable area (normalization A) and a temperature rise characteristic with a minimum allowable area (normalization B). ) Is determined to be normal, and the determination result is displayed as shown in the example of FIG. Alternatively, in the determination device 70, the “measured temperature rise characteristic (normalization)” is closer to the temperature rise characteristic (normalization A) of the maximum allowable area than the line of the temperature rise characteristic (normalization B) of the minimum allowable area. If it is, the bonding state is determined to be normal, and the determination result is displayed. In this way, the determination device 70 outputs a determination result indicating whether or not the joint area is within a predetermined range set in advance, or whether it is greater than or equal to a predetermined range set in advance. Means (output unit). And the process of step S70A and step S80A determines the joining state of the junction part in a junction interface based on the temperature rise characteristic (refer FIG. 27) in the measurement point which is the acquisition relevant information calculated | required from the infrared intensity detection signal. This corresponds to the state determination step.

●[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。
● [Overall Configuration of Optical Nondestructive Inspection Apparatus 1C of Third Embodiment (FIG. 29)]
Next, the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The optical nondestructive inspection apparatus 1C according to the third embodiment changes the intensity of the laser light itself emitted from the laser light source 21A as compared with the optical nondestructive inspection apparatus (FIG. 5) according to the first embodiment. Instead of this, an optical nondestructive inspection apparatus that detects the intensity of the laser beam reflected at the measurement point SP by refracting the emitted laser beam at various angles to increase or decrease the laser beam passing through the pinhole PH. An example is shown. The optical nondestructive inspection apparatus 1C according to the third embodiment shown in FIG. 29 is different from the optical nondestructive inspection apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. The difference is that the heating laser La is changed to be linear, the heating laser selective reflection means 23 is omitted, and the reflected light selective reflection means 43 is added. Another difference is that the measurement object 90 is inclined in accordance with the irradiation direction (incident angle) and the reflection direction (reflection angle) of the heating laser La. Hereinafter, these differences will be mainly described. Since the configuration other than the difference is as described in the first embodiment, the description is omitted.

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。   The laser output device 27A includes, for example, a laser light source 21A that emits a linear heating laser La, an acousto-optic modulator 24, and a modulation signal output means 25, and the heating applied to the measurement point SP. The heating laser La is emitted based on a control signal from the determination device 70 so that the intensity of the laser La changes in a sine wave shape. The modulation signal output means 25 is, for example, an oscillator, and generates a modulation signal whose voltage changes in a sine wave shape with a predetermined frequency and a predetermined amplitude based on a control signal from the determination device 70. The linear heating laser La emitted from the laser light source 21A is input to the acousto-optic modulator 24 and is diffracted (refracted) by the acousto-optic modulator 24 as will be described later. The acousto-optic modulator 24 includes an optical modulator (EOM) device and a surface acoustic wave (SAW) device. For example, when an optical modulator device transmits light into a piezoelectric crystal, an electric field or an ultrasonic wave is applied based on the modulation signal from the modulation signal output means 25 to generate a piezoelectric effect, and the refractive index in the piezoelectric crystal is changed. Change. The refracted heating laser is extracted as diffracted light. The heating laser La emitted from the acousto-optic modulator 24 is periodically refracted at a fine refraction angle as described above, and after passing through the pinhole PH provided in the laser light shielding member, the objective lens LT. Is condensed at the measurement point SP. That is, when the heating laser La passes through the pinhole PH while being periodically refracted at various refraction angles, the amount of the heating laser La passing through the pinhole PH is periodically changed. As a result, the intensity of the heating laser La irradiated to the measurement point SP changes in a sine wave shape, and the frequency thereof is synchronized with the frequency of the modulation signal. Note that the output of the heating laser is adjusted to an output that can be heated without destroying the measurement object.

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。   Further, the laser output device 27A emits thermal strain generation intensity and irradiation with a constant output intensity so as to generate thermal strain without breaking the wire 91 (first member) before emitting the heating laser. When a control signal for irradiating the preheated laser whose time has been adjusted is input from the determination device 70, a preheated laser with intensity: thermal strain generation intensity and time: irradiation time is output. Note that the wavelength of the preheating laser is the same as the wavelength of the heating laser.

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。   The reflected light selective reflection means 43 is disposed at any position in the optical path of the first measurement light L11 (measurement light including irradiation light reflected at the measurement point SP and infrared light emitted from the measurement point SP). Yes. For example, the reflected light selective reflection means 43 reflects the light having the wavelength of the reflected light (that is, the wavelength of the heating laser) reflected by the heating laser La at the measurement point SP and transmits light other than the wavelength of the reflected light. It is a mirror. A condensing lens 41L and a laser intensity detection means 41 are arranged at the tip of the reflected light L5 reflected by the reflected light selective reflection means 43. Note that the condenser lens 41L and the laser intensity detection means 41 are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

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。   Between the X-axis direction slide table 75 and the measurement object 90, the incident angle of the heating laser La with respect to the measurement point SP and the reflection angle of the heating laser La (the first measurement light L11 along the optical axis 10Z). An inclination table 75T having an inclination angle θ based on the angle is arranged. The tilt table 75T is fixed to the X-axis direction slide table 75, and the measurement object 90 is fixed to the tilt table 75T.

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。   Note that the processing procedures and determination information of the determination device 70 and the phase difference detection device 60 in the third embodiment are the same as those in the first embodiment described with reference to FIGS. Is omitted.

●[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。
● [Overall Configuration of Optical Nondestructive Inspection Apparatus 1D of Fourth Embodiment (FIG. 30)]
Next, the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus 1D according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The optical nondestructive inspection apparatus 1D according to the fourth embodiment shown in FIG. 30 is different from the optical nondestructive inspection apparatus 1B according to the second embodiment shown in FIG. The difference is that the heating laser La is changed to be linear, and the heating laser selective reflection means 23R is omitted. Another difference is that the measurement object 90 is inclined in accordance with the irradiation direction (incident angle) and the reflection direction (reflection angle) of the heating laser La. Hereinafter, these differences will be mainly described. Since the configuration other than the difference is as described in the second embodiment, the description is omitted.

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。   The laser light source 21A in the laser output device 27A is the same as that of the third embodiment shown in FIG. The laser light source 21A emits a heating laser La having an intensity (constant heating intensity) instructed by a control signal from the determination device 70. The linear heating laser La emitted from the laser light source 21A passes through the pinhole PH, and is then focused on the measurement point SP by the objective lens LT. Note that the output of the heating laser is adjusted to an output that can be heated without destroying the measurement object.

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。   Further, the laser output device 27A emits thermal strain generation intensity and irradiation with a constant output intensity so as to generate thermal strain without breaking the wire 91 (first member) before emitting the heating laser. When a control signal for irradiating the preheated laser whose time has been adjusted is input from the determination device 70, a preheated laser with intensity: thermal strain generation intensity and time: irradiation time is output. Note that the wavelength of the preheating laser is the same as the wavelength of the heating laser.

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。   As in the third embodiment, the incident angle of the heating laser La with respect to the measurement point SP and the reflection angle (optical axis) of the heating laser La between the X-axis direction slide table 75 and the measurement object 90 are similar to those of the third embodiment. An inclination table 75T having an inclination angle θ based on the angle of the first measurement light L11 along 10Z is disposed. The tilt table 75T is fixed to the X-axis direction slide table 75, and the measurement object 90 is fixed to the tilt table 75T.

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。   Note that the processing procedure, determination information, and the like of the determination apparatus 70 in the fourth embodiment are the same as those in the second embodiment described with reference to FIGS.

●[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。
[[Entire Configuration of Optical Nondestructive Inspection Apparatus 1E of Fifth Embodiment (FIG. 31)]
Next, the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus 1E according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The optical nondestructive inspection apparatus 1E according to the fifth embodiment shown in FIG. 31 is different from the optical nondestructive inspection apparatus 1B according to the second embodiment shown in FIG. The lens 23L and the (second) infrared intensity detection means 32 are omitted, and a correction laser selective reflection means 23C, a beam splitter 22A, a correction laser light source 29, a collimator lens 29L, a laser intensity detection means 42, and a condenser lens 42L are added. Is different. Hereinafter, these differences will be mainly described. Since the configuration other than the difference is as described in the second embodiment, the description is omitted.

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。   The correction laser light source 29 emits a correction laser having a correction laser wavelength (a wavelength different from that of the heating laser) adjusted to an output sufficiently smaller than that of the heating laser based on a control signal from the determination device 70. For example, the correction laser light source 29 is a semiconductor laser.

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。   The collimator lens 29L is disposed in the vicinity of the correction laser light source 29, and converts the correction laser emitted from the correction laser light source 29 into a parallel correction laser Lb. If the correction laser light source 29 can emit a parallel correction laser, the collimating lens 29L can be omitted.

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。   The beam splitter 22A reflects the correction laser having the correction laser wavelength emitted from the correction laser light source 29 at the first predetermined ratio, transmits the laser at the second predetermined ratio, and corrects the reflected first parallel light having the predetermined ratio. The laser is guided to the correction laser selective reflection means 23C. The correction laser selective reflection means 23C is a dichroic mirror that reflects light of the correction laser wavelength and transmits light other than the correction laser wavelength.

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。   The collimating lens 29L, the beam splitter 22A, the correction laser selective reflection means 23C, and the heating laser selective reflection means 23R constitute a correction laser light guide means. The correction laser light guide means is a correction laser light source. The correction laser emitted from 29 is converted into parallel light and guided to one side of the light collecting means 10.

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。   The laser intensity detection means 42 can detect the energy of the correction laser reflected at the measurement point SP. For example, the laser intensity detection means 42 is an optical sensor that can detect the energy of light of the correction laser wavelength. The detection signal from the laser intensity detection means 42 is taken into the determination device 70 via the sensor amplifier 42A.

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。   The beam splitter 22A transmits the (reflection) correction laser reflected from the measurement point SP and reflected by the correction laser selective reflection means 23C toward the laser intensity detection means 42 at a second predetermined ratio.

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。   The condensing lens 42L is disposed in the vicinity of the laser intensity detecting means 42, and converts the parallel light Lbr (correcting laser) having the corrected laser wavelength reflected from the measurement point SP and transmitted through the beam splitter 22A into the laser intensity detecting means 42. Condensed toward.

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。   The heating laser selective reflection means 23R, the correction laser selective reflection means 23C, the beam splitter 22A, and the condenser lens 42L constitute a reflection laser light guide means, and the reflection laser light guide means is at the measurement point SP. The correction laser reflected and emitted from one side of the light collecting means 10 is guided to the laser intensity detecting means 42.

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。   The processing of the determination device 70 is different from the processing procedure of the second embodiment shown in FIG. 21 in steps S35, S37, S38, and S65A as follows, but the other steps are the same and will be described. Is omitted.

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。   With respect to step S35 shown in FIG. 21, in the fifth embodiment, the determination device 70 emits a heating laser and a correction laser. In contrast to step S37 shown in FIG. 21, in the fifth embodiment, the determination apparatus 70 includes an infrared intensity detection signal from the (first) infrared intensity detection means 31 and a laser intensity detection signal from the laser intensity detection means 42. And capture. In contrast to step S38 shown in FIG. 21, in the fifth embodiment, the determination apparatus 70 includes the correction laser intensity, the first predetermined ratio and the second predetermined ratio of the beam splitter 22A, and the laser intensity detection signal. Based on the above, the reflectance at the measurement point SP is obtained, and the emissivity is obtained based on the reflectance. Then, based on the obtained emissivity, the intensity of the infrared intensity detection signal is corrected, and the temperature of the measurement point SP is obtained from the corrected intensity and the wavelength / intensity / temperature characteristics shown in FIG. And with respect to step S65A shown in FIG. 21, in the fifth embodiment, the determination device 70 stops the emission of the heating laser and the correction laser.

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。   As described above, the optical nondestructive inspection apparatus and the optical nondestructive inspection method of the present invention are bonded to each other with the first member and the second member bonded to each other at the bonding interface or between the bonding members at the bonding interface. In the measurement object which is the first member and the second member, it is possible to determine the quality of the joined state in a non-destructive manner.

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。   As described above, the optical nondestructive inspection apparatus and the optical nondestructive inspection method described in the first to fifth embodiments irradiate the preheating laser before irradiating the heating laser (FIGS. 16 and 23). (See) to generate thermal strain in the first member. As a result, the [region where the contact state is unstable] where the first member and the second member are in contact with or away from each other is converted into the [region where the contact state is stable in the non-contact state (separated state)]. It is possible to suppress the variation in the joining state, obtain a more stable joining state, and determine whether the joining state is good or bad. In addition, by irradiating the preheating laser, an oxide film can be formed at the measurement point, so that the surface roughness and emissivity of the measurement point are made more stable and good, so the bonded state can be more accurately detected. Pass / fail can be determined. Further, in the case of a measurement object in which the first member and the second member are directly joined by welding or the like by using determination information for the measurement object obtained by a plurality of samples or a plurality of simulations, the first member In the case of a measurement object in which the second member and the second member are bonded with a bonding member such as solder, when the first member and the second member are not a single substance, for various measurement objects, The quality of the joined state can be determined more accurately and easily.

●[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。
[Sixth embodiment (FIGS. 32 to 38)]
Next, an optical nondestructive inspection apparatus and an optical nondestructive inspection method according to a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. Since the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the description of the overall configuration is omitted. In contrast to the first embodiment in which the preheating laser is emitted before the heating laser is emitted, in the sixth embodiment, the surface foreign matter removing laser is emitted before the preheating laser is emitted. The difference is that processing has been added. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.

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。   For example, when the first member is the wire 91 and the second member is the electrode 92 and they are joined by soldering, the measurement point SP includes a flux at the time of soldering, an organic solvent used for cleaning the flux, and the like. Foreign matter may remain on the surface. When the foreign matter remains on the surface of the measurement point SP, when the heating laser La is irradiated to the measurement point SP, the foreign matter attached to the surface of the measurement point SP is melted and measured as shown in FIG. There is a case where an annular foreign matter accumulation layer Y1 flows out from the point SP and is formed around the measurement point SP. When the annular foreign matter deposition layer Y1 shown in the example of FIG. 32 is formed around the measurement point SP, when the heating laser (SGa) shown in FIG. 33 is irradiated to the measurement point SP, the signal SGb shown in FIG. May show temperature characteristics. In the example of FIG. 33, an example in which the noise Nb is superimposed on the temperature of the measurement point by the foreign matter accumulation layer Y1 is shown. In the sixth embodiment, a “foreign surface foreign matter removal process” described below is added to the first embodiment to remove foreign matter from the measurement point SP and the surroundings of the measurement point SP (foreign matter). And extruding outward from the periphery of the measurement point SP) to prevent noise from foreign matter from being superimposed on the temperature of the measurement point.

●[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)
● [Output intensity, irradiation diameter, irradiation time, etc. of surface foreign matter removal laser (FIGS. 34 and 35)]
Therefore, as shown in FIGS. 34 and 35, before irradiating the preheating laser, the surface foreign matter removing laser Ly is irradiated around the measurement point SP and the measurement point SP to measure the foreign matter accumulation layer Y1. It is moved (extruded) to a position spaced outward from the outer peripheral part adjacent to the point SP. The surface foreign matter removing laser Ly can be emitted from the same laser output device as the preheating laser. As shown in FIG. 38, the output intensity Way of the surface foreign matter removing laser SGy is smaller than the (maximum) output intensity Wam of the heating laser and smaller than the output intensity Wap of the preheating laser. It is set to strength. The output intensity Way of the surface foreign matter removing laser Ly is set to an output intensity capable of melting the foreign matter within the irradiation range in accordance with the type of foreign matter. When the irradiation energy of the surface foreign matter removing laser Ly is E, the temperature rise width is ΔT, the specific heat is c, the laser diameter is d, the depth is H, and the density is ρ, the irradiation energy E is as follows (Formula 1) To be determined.
E = ΔT * (π / 4) * d 2 * H * ρ * c (Formula 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。   The irradiation diameter of the surface foreign matter removal laser Ly is larger than the irradiation diameter of the heating laser to the measurement point SP (measurement point diameter RA which is the diameter of the measurement point SP in the example of FIG. 35). 35). Therefore, in FIG. 35, the surface foreign matter removal laser melts the foreign matter (foreign matter accumulation layer Y1) within the surface foreign matter removal diameter RC, and moves outside the surface foreign matter removal region Ya (irradiation region of the surface foreign matter removal laser). Extrude. For example, in FIG. 35, when the measurement point diameter RA of the measurement point SP is about 200 [μm], the surface foreign matter removal diameter RC is set to about 300 to 400 [μm]. The determination device 70 can adjust the size of the surface foreign matter removal diameter RC by controlling the Z-axis direction moving means 77Z shown in FIGS. The surface foreign matter removal area Ya is an area that is substantially concentric with the measurement point SP and covers (surrounds) the measurement point SP. The surface foreign matter removal diameter RC is set to a diameter that does not affect the detection of infrared rays emitted from the measurement point SP by the infrared rays from the foreign matter pushed out to the outer periphery of the surface foreign matter removal region Ya.

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。   The irradiation time of the surface foreign matter removal laser Ly is set to a surface foreign matter removal irradiation time Tyw (see FIG. 38) shorter than the irradiation time of the preheating laser (preheating time Taw in FIG. 38). For example, when the preheating time in FIG. 38 is about 100 [ms], the surface foreign matter removal irradiation time Tyw may be less than about 1 [ms]. The surface foreign matter removal irradiation time Tyw is obtained when the surface foreign matter removal laser Ly having the above output intensity Way is irradiated to the surface foreign matter removal area Ya including the measurement point SP at the above-described surface foreign matter removal diameter RC. The time is set so that the foreign matter in the area Ya can be melted and pushed out to the outer periphery of the surface foreign matter removal area Ya. For example, the type of deposit (foreign matter) (flux, type of organic solvent, melting point, etc.) in the previous process, the material of the first member, the output intensity (irradiation energy) of the surface foreign matter removing laser Ly, the surface foreign matter removal diameter A range of surface foreign matter removal irradiation time Tyw is obtained by simulation using RC or the like, and an appropriate surface foreign matter removal irradiation time Tyw is determined from the range.

●[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。
[Processing procedure of determination device 70 and phase difference detection device 60 (FIG. 36)]
Next, an example of processing procedures of the determination device 70 and the phase difference detection device 60 will be described using the flowchart shown in FIG. The flowchart of the sixth embodiment shown in FIG. 36 differs from the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 14 in that steps S30A to S30E (surface foreign matter removal processing) are added. The other steps are the same. Hereinafter, this difference will be mainly described.

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。   When the process proceeds to step S30, the determination device 70 determines the presence / absence of a measurement instruction from the worker. When there is a measurement instruction (Yes), the process proceeds to step S30A, and when there is no measurement instruction (No), the process proceeds to step S30. Return.

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。   When the process proceeds to step S30A, the determination device 70 uses the determination information H01 (see FIG. 37) to read the “surface foreign matter removal laser irradiation diameter” corresponding to the product part number and read the read “surface foreign matter removal laser irradiation”. The Z-axis direction moving unit 77Z (see FIGS. 4 and 5) is controlled to adjust the position of the measurement object with respect to the light collecting unit 10 so that the diameter becomes “diameter”, and the process proceeds to step S30B. In the determination information H01 (see FIG. 37) of the sixth embodiment, the “surface foreign matter removal laser output” and “surface foreign matter removal laser” are compared with the determination information H1 of the first embodiment shown in FIG. “Laser irradiation time”, “laser irradiation diameter for removing surface foreign matter”, and “waiting time 1” (symbol H01A in FIG. 37) are added.

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。   In step S30B, using the determination information H01 (see FIG. 37), the determination device 70 reads “surface foreign matter removal laser output” and “surface foreign matter removal laser irradiation time” corresponding to the product part number, and “surface foreign matter removal”. The laser (surface foreign matter removing laser) set to the output intensity of “removal laser output” is emitted from the laser output device, and the process proceeds to step S30C.

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。   In step S <b> 30 </ b> C, the determination apparatus 70 determines whether or not “surface foreign matter removal laser irradiation time” (surface foreign matter removal irradiation time) has elapsed since the start of irradiation of the surface foreign matter removal laser. If yes (Yes), the process proceeds to step S30D. If not (No), the process returns to step S30B.

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。   When the process proceeds to step S30D, the determination device 70 stops the irradiation of the surface foreign matter removing laser, and the process proceeds to step S30E.

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。   In step S30E, the determination apparatus 70 uses the determination information H01 (see FIG. 37) to read “waiting time 1” corresponding to the product part number, stop the surface foreign matter removal laser, and then wait for “waiting time 1”. If the waiting time 1 has elapsed (Yes), the process proceeds to step S31A. If the waiting time 1 has not elapsed (No), the process returns to step S30E. Subsequent processing is the same as that of the flowchart of the first embodiment shown in FIG.

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。   In steps S30A to S30E described above, the preheating laser output is performed so that the surface foreign matter removal diameter is larger than the irradiation diameter of the heating laser toward the measurement point SP before the preheating step. Irradiate a surface foreign matter removal laser with an output intensity smaller than the intensity with a surface foreign matter removal irradiation time shorter than the irradiation time of the preheating laser to remove the measurement points and foreign matters attached around the measurement points. This corresponds to the surface foreign matter removal step.

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。   By the above processing procedure, as shown in FIG. 38, the surface foreign matter removing laser (SGy) is irradiated before the preheating laser (SGp) is irradiated. The output intensity Way of the surface foreign matter removing laser (SGy) is smaller than the output intensity Wap of the preheating laser (SGp) and smaller than the (maximum) output intensity Wam of the heating laser (SGa). The irradiation time of the surface foreign matter removal laser (SGy) (surface foreign matter removal irradiation time Tyw) is shorter than the irradiation time of the preheating laser (SGp) (preheating time Taw). Further, an appropriate waiting time Tzw is set from the end of irradiation with the surface foreign matter removing laser (SGy) to the start of irradiation with the preheating laser (SGp).

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。   As described above, in the sixth embodiment, the “surface foreign matter removal process” in steps S30A to S30E of FIG. 36 is added before the preheating process, so that flux, organic solvent, and the like are formed on the surface of the measurement point SP. Even when the foreign matter is attached, the foreign matter can be appropriately removed from the measurement point and the periphery of the measurement point. Thereby, compared with FIG. 33 in which “surface foreign matter removal processing” is not performed, noise due to foreign matters can be appropriately removed from the temperature of the measurement point (see signal SGb in FIG. 38). Therefore, determination of a joining state can be performed more appropriately.

●[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。
[Seventh embodiment (FIGS. 39 to 41)]
Next, an optical nondestructive inspection apparatus and an optical nondestructive inspection method according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS. Since the overall configuration of the optical nondestructive inspection apparatus of the seventh embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIGS. 19 and 20, the description of the overall configuration is omitted. In contrast to the second embodiment in which the preheating laser is emitted before the heating laser is emitted, in the seventh embodiment, the surface foreign matter removing laser is emitted before the preheating laser is emitted. The difference is that processing has been added. Hereinafter, differences from the second embodiment will be mainly described.

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。   In addition, the foreign matter adhering to the surface of the measurement point SP, the point where noise is superimposed on the temperature of the measurement point by the foreign matter, the output intensity, the irradiation diameter, the irradiation time, etc. of the surface foreign matter removal laser are Since these are the same as those in the embodiment, description thereof will be omitted.

●[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。
[Processing procedure of determination device 70 and phase difference detection device 60 (FIG. 39)]
Next, an example of the processing procedure of the determination apparatus 70 will be described using the flowchart shown in FIG. The flowchart of the seventh embodiment shown in FIG. 39 is different from the flowchart of the second embodiment shown in FIG. 21 in that steps S30A to S30E (surface foreign matter removal processing) are added. The other steps are the same. Hereinafter, this difference will be mainly described.

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。   When the process proceeds to step S30, the determination device 70 determines the presence / absence of a measurement instruction from the worker. When there is a measurement instruction (Yes), the process proceeds to step S30A, and when there is no measurement instruction (No), the process proceeds to step S30. Return.

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。   When the process proceeds to step S30A, the determination device 70 uses the determination information H02 (see FIG. 40) to read the “surface foreign matter removal laser irradiation diameter” corresponding to the product number and read the read “surface foreign matter removal laser irradiation”. The Z-axis direction moving unit 77Z (see FIGS. 19 and 20) is controlled to adjust the position of the measurement object with respect to the light collecting unit 10 so that the diameter becomes “diameter”, and the process proceeds to step S30B. In the determination information H02 (see FIG. 40) of the seventh embodiment, the “surface foreign matter removal laser output” and “surface foreign matter removal laser” are compared with the determination information H2 of the second embodiment shown in FIG. “Laser irradiation time”, “laser irradiation diameter for removing surface foreign matter”, and “waiting time 1” (symbol H02A in FIG. 40) are added.

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。   In step S30B, using the determination information H02 (see FIG. 40), the determination device 70 reads the “surface foreign matter removal laser output” and the “surface foreign matter removal laser irradiation time” corresponding to the product number, The laser (surface foreign matter removing laser) set to the output intensity of “removal laser output” is emitted from the laser output device, and the process proceeds to step S30C.

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。   In step S <b> 30 </ b> C, the determination apparatus 70 determines whether or not “surface foreign matter removal laser irradiation time” (surface foreign matter removal irradiation time) has elapsed since the start of irradiation of the surface foreign matter removal laser. If yes (Yes), the process proceeds to step S30D. If not (No), the process returns to step S30B.

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。   When the process proceeds to step S30D, the determination device 70 stops the irradiation of the surface foreign matter removing laser, and the process proceeds to step S30E.

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。   In step S30E, the determination apparatus 70 uses the determination information H02 (see FIG. 40) to read “waiting time 1” corresponding to the product part number, stop the surface foreign matter removal laser, and then wait for “waiting time 1”. If the waiting time 1 has elapsed (Yes), the process proceeds to step S31A. If the waiting time 1 has not elapsed (No), the process returns to step S30E. Subsequent processing is the same as the flowchart of the second embodiment shown in FIG.

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。   In steps S30A to S30E described above, the preheating laser output is performed so that the surface foreign matter removal diameter is larger than the irradiation diameter of the heating laser toward the measurement point SP before the preheating step. Irradiate a surface foreign matter removal laser with an output intensity smaller than the intensity with a surface foreign matter removal irradiation time shorter than the irradiation time of the preheating laser to remove the measurement points and foreign matters attached around the measurement points. This corresponds to the surface foreign matter removal step.

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。   With the above processing procedure, as shown in FIG. 41, the surface foreign matter removing laser (SGy) is irradiated before the preheating laser (SGp) is irradiated. The output intensity Way of the surface foreign matter removing laser (SGy) is smaller than the output intensity Wap of the preheating laser (SGp) and smaller than the (maximum) output intensity Wam of the heating laser (SGc). The irradiation time of the surface foreign matter removal laser (SGy) (surface foreign matter removal irradiation time Tyw) is shorter than the irradiation time of the preheating laser (SGp) (preheating time Taw). Further, an appropriate waiting time Tzw is set from the end of irradiation with the surface foreign matter removing laser (SGy) to the start of irradiation with the preheating laser (SGp).

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。   As described above, in the seventh embodiment, the “surface foreign matter removal process” in steps S30A to S30E of FIG. 39 is added before the preheating process, so that flux, organic solvent, and the like are formed on the surface of the measurement point SP. Even when the foreign matter is attached, the foreign matter can be appropriately removed from the measurement point and the periphery of the measurement point. Thereby, the noise by a foreign material can be removed appropriately from the temperature of the measurement point (see signal SGd in FIG. 41). Therefore, determination of a joining state can be performed more appropriately.

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。   In the seventh embodiment, steps S30A to S30E (surface foreign matter removal processing) are added to the processing of the second embodiment, but the same addition is added to the processing of the fifth embodiment (see FIG. 31). You may go.

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。   The configuration, appearance, etc. of the optical nondestructive inspection apparatus of the present invention and the processing procedure of the optical nondestructive inspection method can be variously changed, added, or deleted without changing the gist of the present invention.

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。   In the description of the present embodiment, the example is described in which the first member is the wire 91, the second member is the electrode 92, and the measurement target object joined by wire bonding. However, the first member is the electronic chip component, and the second member is the second member. Various measurement objects such as printed circuit board electrodes, measurement objects bonded by solder (bonding member), first member bonding wire, second member semiconductor chip frame, measurement object bonded by ultrasonic pressure bonding, etc. Can be applied to. That is, the present invention is not limited to the material of the first member, the material of the second member, the presence / absence of the joining member, the joining method, and the like, and can be applied to the determination of the quality of the joined state for various measurement objects.

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。   Various lasers such as an infrared laser, an ultraviolet laser, and a visible laser can be used as the heating laser. In the description of the present embodiment, the example in which the phase difference detection device 60 and the determination device 70 are configured as separate devices has been described. However, the phase difference detection device and the determination device may be integrated.

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。   In the second and fourth embodiments, the example having two infrared intensity detecting means has been described. In the fifth embodiment, the example having one infrared intensity detecting means has been described. Therefore, it is sufficient to have at least one infrared intensity detecting means.

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。   The numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values.

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

1, 1B-1E Optical nondestructive inspection device 10 Condensing means (objective lens)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Semiconductor laser light source 21A Laser light source 22 Collimating lens 22A Beam splitter 23, 23R Heating laser selective reflection means 23A 1st infrared selective reflection means 23B 2nd infrared selective reflection means 23C Correction laser selective reflection means 24 Acoustooptic modulator 25 Modulation signal Output means 27, 27A Laser output device 29 Correction laser light source 29L Collimating lens 31 (First) Infrared intensity detecting means 31L Condensing lens 31A, 32A, 41A, 42A Sensor amplifier 32 (Second) Infrared intensity detecting means 32L Condensing Lens 41, 42 Laser intensity detection means 41L, 42L Condensing lens 43 Reflected light selective reflection means 50 Measurement object 51 First member 52 Second member 53 Solder (joining member)
60 Phase difference detection device 70 Judgment device 73, 73B Laser head part 75 X-axis direction slide table 75X X-axis direction moving means 76 Y-axis direction slide table 76Y Y-axis direction moving means 77 Z-axis direction support body 77Z Z-axis direction moving means 78 Base 80 Communication line 81 Distribution device 90 Measurement object 91 Wire (first member)
92 electrode (second member)
96 Junction 98 Substrate H1, H2 Determination information La Heating laser Lp Preheating laser Ly Surface foreign matter removal laser P1 to P4 Preheating point PA Preheating range RA Measurement spot diameter RC Surface foreign matter removal diameter S Junction area SP Measurement point Tyw Surface foreign matter removal irradiation time Y1 Foreign matter accumulation layer Ya Surface foreign matter removal region δ Phase difference

Claims (7)

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。
The first member and the second member joined to each other at the joining interface, or the first member and the second member joined to each other with the joining member sandwiched at the joining interface. The measurement point set on the surface of the first member is irradiated with the heating laser, and the measurement point information that is information acquired from the measurement point, or the heating laser information that is information about the heating laser and the measurement On the basis of point information, an optical nondestructive inspection method for determining a bonding state of a bonding portion at the bonding interface,
A heating laser emitting step of emitting the heating laser toward the measurement point and heating the measurement point;
An information acquisition step for acquiring the measurement point information including the intensity of infrared rays emitted from the measurement point, or the measurement point information including the intensity of infrared rays emitted from the measurement point and heating applied to the measurement points An information acquisition step of acquiring the heating laser information including the intensity of the laser for use;
Joining that determines the joining state of the joint at the joining interface using the measurement point information obtained in the information obtaining step or the acquisition related information based on the measurement point information and the heating laser information. A state determination step;
Have
Prior to the heating laser emission step, the thermal strain generation intensity and irradiation time were adjusted to a constant output intensity so as to cause thermal strain in the first member without destroying the first member. The preheating laser is irradiated to the measurement point, a preheating range that is a range including the measurement point, or one or a plurality of preheating points that are set in advance within the preheating range. A preheating step for causing thermal distortion of the member,
Optical nondestructive inspection method.
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。
The optical nondestructive inspection method according to claim 1,
Before the preheating step,
Towards the measurement point
The surface foreign matter removal diameter is larger than the irradiation diameter of the heating laser to the measurement point,
A surface foreign matter removing laser having an output intensity smaller than the output intensity of the preheating laser,
Irradiating with a surface foreign matter removal irradiation time shorter than the irradiation time of the preheating laser in the preheating step to remove the foreign matter attached around the measurement point and the measurement point, a surface foreign matter removal step, Have
Optical nondestructive inspection method.
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。
The optical nondestructive inspection method according to claim 1 or 2,
Using a laser output device, a laser intensity detection means, an infrared intensity detection means, a phase difference detection device, and a determination device,
In the heating laser emitting step,
From the laser output device, the heating laser is emitted so that the intensity at the measurement point changes in a sine wave shape,
In the information acquisition step,
A laser intensity detection signal, which is the heating laser information output from the laser intensity detection means based on the intensity of the heating laser that changes sinusoidally at the measurement point, is taken into the phase difference detection device,
Infrared intensity detection signal, which is the measurement point information output from the infrared intensity detection means based on the intensity of the infrared ray radiated from the measurement point and changes in a sinusoidal shape, is taken into the phase difference detection device,
In the joining state determination step,
The phase difference detection device obtains a phase difference between the laser intensity detection signal and the infrared intensity detection signal, and outputs the acquisition related information including the obtained phase difference to the determination device. Capture acquisition related information,
In the determination device, based on the phase difference included in the acquisition related information, determine the bonding state of the bonding portion at the bonding interface,
Optical nondestructive inspection method.
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、前記判定装置と、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。
The optical nondestructive inspection method according to claim 1 or 2,
Using a laser output device, infrared intensity detection means, and the determination device,
In the heating laser emitting step,
From the laser output device, the heating laser having a heating intensity that is a constant output intensity is emitted toward the measurement point,
In the information acquisition step,
An infrared intensity detection signal that is the measurement point information output from the infrared intensity detection means based on the intensity of infrared rays emitted from the measurement point is taken into the determination device,
In the joining state determination step,
In the determination device, based on the temperature rise characteristics at the measurement point that is the acquisition-related information obtained from the infrared intensity detection signal, determine the bonding state of the bonding portion at the bonding interface,
Optical nondestructive inspection method.
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。
The first member and the second member joined to each other at the joining interface, or the first member and the second member joined to each other with the joining member sandwiched at the joining interface. Irradiating a heating laser to a measurement point set on the surface of the first member, based on information acquired from the measurement point, or information on the heating laser and information acquired from the measurement point, An optical nondestructive inspection apparatus for determining a bonding state of a bonding portion at the bonding interface,
A laser output device for emitting the heating laser so that the intensity at the measurement point changes in a sinusoidal shape;
Laser intensity detection means for detecting the intensity of the heating laser that changes sinusoidally at the measurement point and outputting a laser intensity detection signal;
Infrared intensity detection means for detecting the intensity of infrared rays radiated from the measurement point and changing in a sinusoidal manner and outputting an infrared intensity detection signal;
Taking in the laser intensity detection signal from the laser intensity detection means and the infrared intensity detection signal from the infrared intensity detection means, the laser intensity detection signal that changes sinusoidally and the infrared intensity that changes sinusoidally A phase difference detection device that outputs a detection-related information including the phase difference detected by detecting a phase difference between the detection signal and a determination device;
The determination device that controls the laser output device and determines the bonding state of the bonding portion at the bonding interface based on the phase difference included in the acquisition-related information input from the phase difference detection device;
Have
The determination device includes:
At a time point before emitting the heating laser from the laser output device,
Controlling the laser output device,
A preheating laser in which the thermal strain generation intensity and the irradiation time are adjusted to have a constant output intensity so as to cause thermal strain in the first member without destroying the first member,
Thermal strain is applied to the first member by irradiating the measurement point, or a preheating range that is a range including the measurement point, or one or a plurality of preheating points set in advance within the preheating range. Cause,
Optical nondestructive inspection device.
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。
The first member and the second member joined to each other at the joining interface, or the first member and the second member joined to each other with the joining member sandwiched at the joining interface. An optical nondestructive inspection device that irradiates a heating laser to a measurement point set on the surface of the first member and determines a bonding state of a bonding portion at the bonding interface based on information acquired from the measurement point. There,
A laser output device that emits the heating laser having a heating intensity that is a constant output intensity toward the measurement point;
At least one infrared intensity detection means for detecting the intensity of infrared radiation emitted from the measurement point and outputting an infrared intensity detection signal;
A determination device that controls the laser output device and determines a bonding state of a bonding portion at the bonding interface based on a temperature rise characteristic of the measurement point obtained from the infrared intensity detection signal captured from the infrared intensity detection unit; ,
Have
The determination device includes:
At a time point before emitting the heating laser from the laser output device,
Controlling the laser output device,
A preheating laser in which the thermal strain generation intensity and the irradiation time are adjusted to have a constant output intensity so as to cause thermal strain in the first member without destroying the first member,
Thermal strain is applied to the first member by irradiating the measurement point, or a preheating range that is a range including the measurement point, or one or a plurality of preheating points set in advance within the preheating range. Cause,
Optical nondestructive inspection device.
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。

The optical nondestructive inspection apparatus according to claim 5 or 6,
The determination device includes:
At a point before emitting the preheating laser from the laser output device,
Controlling the laser output device,
Towards the measurement point
The surface foreign matter removal diameter is larger than the irradiation diameter of the heating laser to the measurement point,
A surface foreign matter removing laser having an output intensity smaller than the output intensity of the preheating laser,
Irradiating with a surface foreign matter removal irradiation time shorter than the irradiation time of the preheating laser to remove the foreign matter attached around the measurement point and the measurement point,
Optical nondestructive inspection device.

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