JP6232734B2 - 光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法に関する。

例えば半導体チップに電極をワイヤボンディングで接続する場合、種々の方法で電極とワイヤを接合するが、電極とワイヤとが適切に接合されていることを検査する必要がある。
従来では、接合個所を顕微鏡等で拡大して作業者が目視で検査したり、所定のサンプルを抜き取り、電極とワイヤを破壊してその強度等を検査したりしていた。
作業者の目視で検査した場合、作業者のスキルによる差や、同じ作業者であっても疲れや体調等による差が発生するので、検査結果の信頼性が低く、検査の効率も悪い。
また抜き取りサンプルで破壊検査をした場合、実際にサンプルとして破壊されなかった対象物のすべて（抜き取られなかった残りのすべて）が、破壊したサンプルと同じ状態であると保証することはできない。

そこで、特許文献１に記載された従来技術には、ワイヤボンディングによる接合状態の良否を、非接触にて接合部の面積から判定するために、ワイヤの対象位置をレーザで加熱し、加熱位置から放射される微少量の赤外線を２波長赤外放射温度計を用いて飽和温度に達するまでの温度変移を測定し、温度変移から接合面積と相関のある数値を求め、その数値から良否を判定する、微小径ワイヤボンディングの良否判定方法及び判定装置が記載されている。
また特許文献２に記載された従来技術には、接合部位をレーザにて所定温度まで加熱した後、温度測定用赤外線センサを用いて、レーザ照射を停止してからの温度の下降状態を測定し、温度下降状態に基づいて接合状態の良否を判定する微小な金属接合部位の評価方法が記載されている。また反射率測定用レーザと、反射率測定用赤外線センサと、を備え、反射率を測定して検出した温度下降状態を補正している。
また特許文献３に記載された従来技術には、真空チャンバー内の高周波コイル内で試料を溶融・浮遊させ、レーザ加熱による熱物性値測定法を忠実に表現する熱伝導の基礎式を導き、高温融体導電材料の真の熱物性を直接的に測定することができる高温融体導電材料の熱物性測定方法及び測定装置が記載されている。

特開２０１１−１９１２３２号公報 特開２００８−１４５３４４号公報 特許第４８５７４２２号公報

特許文献１に記載された従来技術では、加熱して飽和温度に達するまでの温度上昇状態を測定しているが、異なる２波長の赤外線を用いて温度を測定しており、測定個所の反射率または放射率を用いた補正を行っていない。また、異なる２波長の赤外線の比を利用する方法では、実際に、どの２波長を選定するかによって、測定精度、測定可能温度範囲が決まってしまう。
また特許文献２に記載された従来技術では、反射率測定用レーザを照射した結果を反射率測定用の赤外線センサで検出している。つまり、反射率を測定するために、反射率測定用レーザで対象を加熱しており、本来の加熱用レーザによる加熱に加えて、反射率測定用レーザでも加熱している。これでは測定結果の温度下降特性に反射率測定用レーザによる温度が重畳されており、適切な補正ができているか否か疑問が残る。また加熱時に飽和温度に達するまでの時間は一般的に数１０ｍｓ程度であるのに対して、加熱後の温度下降時間は数１０秒〜数分程度かかるのが一般的であり、温度下降時間を測定する特許文献２に記載の従来技術では、検査時間が非常に長くなるので好ましくない。
また特許文献３に記載された従来技術では、非常に大掛かりな装置で、試料を溶融・浮遊させるものであり、ワイヤボンディングの接合状態の検査には適用できない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、より短時間に、且つより高い信頼性にて、ワイヤボンディング個所等の測定対象物の検査が可能であり、測定可能温度範囲がより広い、光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、光軸に沿って一方の側から入射された平行光を、焦点位置として測定対象物上に設定した測定スポットに向けて集光して他方の側から出射するとともに、前記測定スポットから放射及び反射されて他方の側から入射された光を、光軸に沿った平行光に変換して一方の側から出射する集光コリメート手段と、測定対象物を破壊することなく加熱する加熱レーザ波長の加熱用レーザを出射する加熱用レーザ光源と、前記加熱用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側へと導く加熱用レーザ導光手段と、前記測定スポットから放射された赤外線を検出可能な赤外線検出手段と、前記測定スポットから放射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された平行光の中から所定赤外線波長の赤外線を前記赤外線検出手段へと導く放射赤外線導光手段と、前記加熱用レーザよりも小さな出力であって前記加熱用レーザによって前記測定スポットが加熱される温度に影響を与えない出力に調整されているとともに補正レーザ波長に設定された補正用レーザを出射する補正用レーザ光源と、前記補正用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側へと導く補正用レーザ導光手段と、前記測定スポットにて反射された前記補正用レーザを検出可能な補正用レーザ検出手段と、前記測定スポットにて反射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された前記補正用レーザを前記補正用レーザ検出手段へと導く反射レーザ導光手段と、制御手段と、を備えた光学非破壊検査装置である。
そして、前記制御手段は、前記加熱用レーザ光源と前記補正用レーザ光源を制御するとともに、前記赤外線検出手段からの検出信号と前記補正用レーザ検出手段からの検出信号に基づいて、加熱時間に応じた前記測定スポットの温度上昇状態である温度上昇特性を測定し、測定した前記温度上昇特性に基づいて測定対象物の状態を判定する状態判定において、前記状態判定の際、前記制御手段は、前記加熱用レーザ光源を制御して前記加熱用レーザにて前記測定スポットを加熱しながら前記赤外線検出手段からの検出信号を取り込み、前記補正用レーザ光源を制御して前記補正用レーザを前記測定スポットに照射しながら前記補正用レーザ検出手段からの検出信号を取り込み、前記補正用レーザ検出手段から取り込んだ検出信号に基づいて、前記測定スポットの反射率を測定し、測定した前記反射率に基づいて、前記赤外線検出手段から取り込んだ検出値を補正し、補正した検出値に基づいた温度を求め、求めた温度と加熱時間による前記温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する。
あるいは、前記状態判定の際、前記制御手段は、前記補正用レーザ光源を制御して補正用レーザを前記測定スポットに照射しながら前記補正用レーザ検出手段からの検出信号を取り込み、前記補正用レーザ検出手段から取り込んだ検出信号に基づいて前記測定スポットの反射率を測定し、測定した前記反射率に基づいて前記加熱用レーザ光源からの加熱用レーザの出力を調整し、出力を調整した前記加熱用レーザにて前記測定スポットを加熱しながら前記赤外線検出手段からの検出信号を取り込み、前記赤外線検出手段から取り込んだ検出信号に基づいた温度を求め、求めた温度と加熱時間による前記温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する。
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る光学非破壊検査装置であって、前記制御手段は、求めた温度と加熱時間による前記温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する際、前記加熱用レーザにて前記測定スポットの加熱を開始してから、加熱時間に応じて前記測定スポットの温度が徐々に上昇していく温度上昇傾向に基づいて、測定対象物の状態を判定する、光学非破壊検査装置である。

この第１の発明では、測定対象物の加熱時の温度上昇特性を測定するので、より短時間に検査を行うことができる。
また、補正用レーザによる赤外線を検出するのでなく、測定スポットにて反射された補正用レーザそのものを補正用レーザ検出手段で検出するので、補正用レーザで測定対象物を加熱する必要がない。従って、加熱用レーザによる加熱に影響しない程度の小さな出力で補正用レーザを照射すればよいので、反射率測定用レーザによる温度が重畳されず、より正確な温度を検出することができる。
また、補正用レーザ検出手段からの検出信号に基づいて、赤外線検出手段にて検出した温度を補正することができるので、２波長の赤外線の比から温度を求める場合よりも、より広い温度範囲を測定することができる。
また、作業者のスキルや体調等に影響されず、安定的により信頼性の高い検査を行うことができる。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る光学非破壊検査装置であって、前記加熱用レーザ導光手段は、前記加熱用レーザ光源の近傍に配置されて、前記加熱用レーザ光源から出射された加熱用レーザを平行光に変換する加熱用レーザコリメート手段と、前記集光コリメート手段の光軸上に配置されて、前記加熱用レーザ光源から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長の加熱用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側に向けて反射するとともに、前記測定スポットから放射及び反射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光を透過する加熱レーザ用選択反射手段と、あるいは、前記集光コリメート手段の光軸上に配置されて、前記加熱用レーザ光源から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長の加熱用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側に向けて透過するとともに、前記測定スポットから放射及び反射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光を反射する加熱レーザ用選択反射手段と、にて構成されている。

この第３の発明では、加熱用レーザ導光手段を、適切に実現することができる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る光学非破壊検査装置であって、前記放射赤外線導光手段は、前記加熱レーザ用選択反射手段と、前記集光コリメート手段の一方の側から出射されて前記加熱レーザ用選択反射手段を透過あるいは反射した加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光の経路上に配置されて、当該平行光の中から所定赤外線波長の赤外線を前記赤外線検出手段に向けて透過するとともに前記所定赤外線波長とは異なる波長の平行光を反射する所定赤外線用選択反射手段と、あるいは、前記集光コリメート手段の一方の側から出射されて前記加熱レーザ用選択反射手段を透過あるいは反射した加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光の経路上に配置されて、当該平行光の中から所定赤外線波長の赤外線を前記赤外線検出手段に向けて反射するとともに前記所定赤外線波長とは異なる波長の平行光を透過する所定赤外線用選択反射手段と、前記赤外線検出手段の近傍に配置されて、前記所定赤外線用選択反射手段にて透過あるいは反射された所定赤外線波長の平行光の赤外線を前記赤外線検出手段に向けて集光する赤外線集光手段と、にて構成されている。

この第４の発明では、放射赤外線導光手段を、適切に実現することができる。

次に、本発明の第５の発明は、上記第４の発明に係る光学非破壊検査装置であって、前記補正用レーザ導光手段は、前記補正用レーザ光源の近傍に配置されて前記補正用レーザ光源から出射された補正用レーザを平行光に変換する補正用レーザコリメート手段と、補正レーザ波長の光を第１所定割合で反射するとともに第２所定割合で透過して、前記補正用レーザ光源から出射されて平行光に変換された補正レーザ波長の補正用レーザを、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光と重なるように前記所定赤外線用選択反射手段に向けて反射あるいは透過するビームスプリッタと、前記所定赤外線用選択反射手段と、前記加熱レーザ用選択反射手段と、にて構成されている。
また、前記反射レーザ導光手段は、前記加熱レーザ用選択反射手段と、前記所定赤外線用選択反射手段と、前記ビームスプリッタと、前記補正用レーザ検出手段の近傍に配置されて、前記測定スポットから反射されて前記ビームスプリッタから前記補正用レーザ光源とは異なる方向に向かうように透過あるいは反射された補正レーザ波長の光を前記補正用レーザ検出手段に向けて集光する反射レーザ集光手段と、にて構成されている。

この第５の発明では、補正用レーザ導光手段と反射レーザ導光手段を、適切に実現することができる。

また、第１の発明では、補正用レーザで加熱することなく、測定スポットから反射された補正用レーザそのものを検出して測定スポットの反射率を測定し、測定した反射率に基づいて補正した温度にて温度上昇特性を求めるので、より正確な温度上昇特性を得ることができる。
従って、作業者のスキルや体調等に影響されず、安定的により信頼性の高い検査を行うことができる。

また、第１の発明では、補正用レーザで加熱することなく、測定スポットから反射された補正用レーザそのものを検出して測定スポットの反射率を測定し、測定した反射率に基づいて加熱用レーザの出力を調整する。このため、測定スポットの加熱に利用されるエネルギーをより正確に与えることができるので、より正確な温度上昇特性を得ることができる。
従って、作業者のスキルや体調等に影響されず、安定的により信頼性の高い検査を行うことができる。

次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明〜第５の発明のいずれか１つに係る光学非破壊検査装置であって、前記測定対象物は、２つの部材を接合した接合部を含む接合構造部位であり、前記測定スポットは、前記２つの部材における一方の部材の表面に設定されており、前記制御手段は、前記温度上昇特性に基づいて、前記２つの部材の接合状態を判定する。

この第６の発明では、光学非破壊検査装置を、例えば２つの部材が電極とワイヤである場合、電極とワイヤの接合状態の判定として適切に利用することができる。

次に、本発明の第７の発明は、上記第６の発明に係る光学非破壊検査装置であって、判定する前記２つの部材の接合状態とは、前記２つの部材の接合部の面積の大きさであり、前記制御手段は、前記温度上昇特性に基づいて、前記２つの部材の接合部の面積が許容範囲内であるか否かを判定する。

この第７の発明では、温度上昇特性に基づいて、例えば２つの部材が電極とワイヤである場合、電極とワイヤの接合部の面積が許容範囲内であるか否かを判定するので、電極とワイヤの接合状態の良否の判定を、より適切に行うことができる。

次に、本発明の第８の発明は、上記第１の発明〜第５の発明のいずれか１つに係る光学非破壊検査装置を用いて、測定対象物の状態を前記制御手段にて判定する、光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第９の発明は、上記第６の発明に係る光学非破壊検査装置を用いて、前記２つの部材の接合状態を前記制御手段にて判定する、光学非破壊検査方法である。
次に、本発明の第１０の発明は、上記第７の発明に係る光学非破壊検査装置を用いて、前記２つの部材の接合部の面積が許容範囲内であるか否か、を前記制御手段にて判定する、光学非破壊検査方法である。

この第８の発明〜第１０の発明では、より短時間に、且つより高い信頼性にて、ワイヤボンディング個所等の測定対象物の検査が可能であり、測定可能温度範囲がより広い、光学非破壊検査方法を提供することができる。

測定対象物の例を説明する図であり、ワイヤボンディングにて電極にワイヤを接合した状態の例を説明する図である。 第１の実施の形態の光学非破壊検査装置の構成を説明する図である。 第２の実施の形態の光学非破壊検査装置の構成を説明する図である。 第３の実施の形態の光学非破壊検査装置の構成を説明する図である。 第４の実施の形態の光学非破壊検査装置の構成を説明する図である。 光学非破壊検査装置の処理手順（その１）の例を説明するフローチャートである。 反射率特性を説明する図である。 赤外線波長と赤外線エネルギーと温度の関係を説明する図である。 反射率を用いて補正した補正温度による温度上昇特性の例を説明する図である。 温度上昇特性を用いて、接合部の面積が許容範囲内であるか否かを判定する例を説明する図である。 光学非破壊検査装置の処理手順（その２）の例を説明するフローチャートである。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
●［測定対象物の例（図１）］
図１を用いて測定対象物の例について説明する。
図１（Ａ）は、基板９０上に設けた各電極９２に、径が数１０［μｍ］〜数１００［μｍ］程度のアルミ等のワイヤ９３の一方端をワイヤボンディングにて接合し、基板９０上に固定した半導体チップ９４の各端子に、ワイヤ９３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１（Ｂ）は、図１（Ａ）をＢ方向から見た図である。
本実施の形態の説明では、ワイヤ９３と電極９２を接合した接合部９６を含む接合構造部位９７を測定対象物として説明する。

電極９２にワイヤ９３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の面積（ワイヤ９３と対向している電極９２の面と平行な方向の面積）が許容範囲内であるか否かで接合状態の良否を判定すればよい。
そこで、図１（Ｂ）の接合構造部位９７の拡大図に示すように、接合構造部位９７のワイヤ９３の表面に測定スポットＳＰを設定し、測定スポットＳＰに加熱用レーザを照射して加熱する。すると、測定スポットＳＰの温度は徐々に上昇し、測定スポットＳＰからワイヤ９３内及び接合部９６を経由して電極９２へと熱が伝播される。また測定スポットＳＰを含む接合構造部位９７からは、上昇した温度に応じた赤外線が放射される。
また測定スポット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となる。ここで、接合部９６の面積が比較的大きい場合は熱伝導量が多いので、加熱時間に応じた温度の上昇が比較的緩やかで飽和温度は比較的低くなり、接合部９６の面積が比較的小さい場合は熱伝導量が少ないので（電極９２に伝播される熱が少ない）、加熱時間に応じた温度の上昇が比較的急峻で飽和温度は比較的高くなる（図９参照）。
従って、測定スポットＳＰに加熱レーザを照射して図９に示すような温度上昇特性を測定し、温度上昇特性に基づいて、接合部９６の面積の大きさを求め、求めた接合部９６の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ことが可能である。
以降の説明にて、上述した接合状態の良否を判定することが可能な光学非破壊検査装置１Ａ〜１Ｄ、及び光学非破壊検査方法の詳細について説明する。

●［第１の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ａの構成（図２）］
図２は第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａの構成の例を示しており、図３は第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂの構成の例を示しており、図４は第３の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｃの構成の例を示しており、図５は第４の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｄの構成の例を示している。
なお第１〜第４の実施の形態では、各構成要素は同じであるが、各構成要素の配置位置や方向（反射方向や透過方向）等が異なる。
まず図２に示す第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａの構成について説明する。

図２に示す光学非破壊検査装置１Ａは、集光コリメート手段１０、加熱レーザ用選択反射手段１１Ａ、所定赤外線用選択反射手段１２Ａ、ビームスプリッタ１３Ａ、加熱用レーザ光源２１、補正用レーザ光源２２、赤外線検出手段３１、補正用レーザ検出手段３２、加熱用レーザコリメート手段４１、赤外線集光手段４２、補正用レーザコリメート手段４３、反射レーザ集光手段４４、制御手段５０、等にて構成されている。
集光コリメート手段１０は、自身の光軸に沿って一方の側から（図２の例では上方から）入射された平行光を、焦点位置として測定対象物上に設定した測定スポットＳＰに向けて集光して他方の側から（図２の例では下方から）出射する。
また集光コリメート手段１０は、（焦点位置である）測定スポット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に変換して一方の側から出射する。
なお集光コリメート手段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にて集光コリメート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。

加熱用レーザ光源２１は、測定対象物を破壊することなく加熱することが可能な出力に調整された、加熱レーザ波長（λａ）の加熱用レーザを、制御手段５０からの制御信号に基づいて出射する。例えば加熱用レーザ光源２１は、半導体レーザである。
加熱用レーザコリメート手段４１は、加熱用レーザ光源２１の近傍（レーザ出射位置の近傍であって加熱用レーザの光軸上）に配置されて、加熱用レーザ光源２１から出射された加熱用レーザを平行光の加熱用レーザＬａに変換する。例えば加熱用レーザコリメート手段４１は、加熱レーザ波長（λａ）の光のみを平行光に変換すればよいので、コリメートレンズでよい。なお加熱用レーザ光源２１が平行光の加熱用レーザを出射できるのであれば加熱用レーザコリメート手段４１を省略することができる。
加熱レーザ用選択反射手段１１Ａは、集光コリメート手段１０の光軸上に配置されて、加熱用レーザ光源２１から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長（λａ）の加熱用レーザＬａを集光コリメート手段１０の一方の側に向けて反射するとともに、測定スポットＳＰから放射及び反射されて集光コリメート手段１０の一方の側から出射された加熱レーザ波長（λａ）とは異なる波長の平行光を透過する。例えば加熱レーザ用選択反射手段１１Ａは、加熱レーザ波長（λａ）の光を反射し、加熱レーザ波長（λａ）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。
そして、加熱用レーザコリメート手段４１と加熱レーザ用選択反射手段１１Ａ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、加熱用レーザ光源２１から出射された加熱用レーザを、平行光に変換して集光コリメート手段１０の一方の側へと導く。

赤外線検出手段３１は、測定スポットＳＰから放射された赤外線のエネルギーを検出可能であり、例えば赤外線検出手段３１は、赤外線センサである。なお赤外線検出手段３１からの検出信号は制御手段５０に取り込まれる。
所定赤外線用選択反射手段１２Ａは、集光コリメート手段１０の一方の側から出射されて加熱レーザ用選択反射手段１１Ａを透過してきた平行光（加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光）の経路上に配置されている（この場合、集光コリメート手段１０の光軸上に配置されている）。そして所定赤外線用選択反射手段１２Ａは、集光コリメート手段１０の一方の側から出射されて加熱レーザ用選択反射手段１１Ａを透過してきた平行光の中から所定赤外線波長（λ１）の赤外線の平行光Ｌ１を赤外線検出手段３１に向けて透過し、所定赤外線波長（λ１）とは異なる波長の平行光Ｌ２を反射する。従って、赤外線検出手段３１は、所定赤外線波長（λ１）の赤外線のエネルギーのみを検出する。例えば所定赤外線用選択反射手段１２Ａは、所定赤外線波長（λ１）の光を透過し、所定赤外線波長（λ１）以外の波長の光を反射するダイクロイックミラーである。
また赤外線集光手段４２は、赤外線検出手段３１の近傍（検出位置の近傍）に配置されて、所定赤外線用選択反射手段１２Ａを透過してきた所定赤外線波長（λ１）の平行光の赤外線を、赤外線検出手段３１に向けて集光する。例えば赤外線集光手段４２は、所定赤外線波長（λ１）の光のみを集光すればよいので、集光レンズでよい。
そして、加熱レーザ用選択反射手段１１Ａと所定赤外線用選択反射手段１２Ａと赤外線集光手段４２にて放射赤外線導光手段が構成されており、放射赤外線導光手段は、測定スポットＳＰから放射されて集光コリメート手段１０の一方の側から出射された平行光の中から所定赤外線波長（λ１）の赤外線を、赤外線検出手段３１へと導く。

補正用レーザ光源２２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（λｂ）の補正用レーザを、制御手段５０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２２は、半導体レーザである。また補正用レーザによって測定スポットＳＰが加熱される温度が、加熱用レーザによって測定スポットが加熱される温度に影響を与えない程度となるように、補正用レーザ光源２２の出力が調整されている。また補正レーザ波長（λｂ）は、加熱レーザ波長（λａ）とは異なる波長である。
補正用レーザコリメート手段４３は、補正用レーザ光源２２の近傍（レーザ出射位置の近傍であって補正用レーザの光軸上）に配置されて、補正用レーザ光源２２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。例えば補正用レーザコリメート手段４３は、補正レーザ波長（λｂ）の光のみを平行光に変換すればよいので、コリメートレンズでよい。なお補正用レーザ光源２２が平行光の補正用レーザを出射できるのであれば補正用レーザコリメート手段４３を省略することができる。
ビームスプリッタ１３Ａは、補正用レーザ光源２２から出射された補正レーザ波長（λｂ）の光（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、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光Ｌ２と重なるように、所定赤外線用選択反射手段１２Ａへと導光する。なお、補正用レーザ光源２２から出射されてビームスプリッタ１３Ａを透過した第２所定割合の補正用レーザは、どこにも使用されず破棄される。
そして、補正用レーザコリメート手段４３とビームスプリッタ１３Ａと所定赤外線用選択反射手段１２Ａと加熱レーザ用選択反射手段１１Ａ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２２から出射された補正用レーザを、平行光に変換して集光コリメート手段１０の一方の側へと導く。

補正用レーザ検出手段３２は、測定スポット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、例えば補正用レーザ検出手段３２は、補正レーザ波長（λｂ）の光のエネルギーを検出可能な光センサである。なお補正用レーザ検出手段３２からの検出信号は制御手段５０に取り込まれる。
ビームスプリッタ１３Ａは、測定スポットＳＰから反射されて所定赤外線用選択反射手段１２Ａにて反射された（反射）補正用レーザを、補正用レーザ検出手段３２に向けて第２所定割合で透過する。
反射レーザ集光手段４４は、補正用レーザ検出手段３２の近傍（検出位置の近傍）に配置され、測定スポットＳＰから反射されてビームスプリッタ１３Ａから補正用レーザ光源２２とは異なる方向に向かうように透過された補正レーザ波長（λｂ）の平行光Ｌｂｒ（（反射）補正用レーザ）を、補正用レーザ検出手段３２に向けて集光する。なお、測定スポットＳＰにて反射されてビームスプリッタ１３Ａにて反射された（反射）補正用レーザは、どこにも使用されず破棄される。例えば反射レーザ集光手段４４は、補正レーザ波長（λｂ）の光のみを集光すればよいので、集光レンズでよい。
そして、加熱レーザ用選択反射手段１１Ａと所定赤外線用選択反射手段１２Ａとビームスプリッタ１３Ａと反射レーザ集光手段４４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、測定スポットＳＰにて反射されて集光コリメート手段１０の一方の側から出射された補正用レーザを、補正用レーザ検出手段３２へと導く。

なお、図２において点線で囲んだ「他の例」に示すように、補正用レーザ光源２２及び補正用レーザコリメート手段４３と、補正用レーザ検出手段３２及び反射レーザ集光手段４４と、を入れ替えてもよい。
この場合、ビームスプリッタ１３Ｂは、補正用レーザ光源２２から出射された補正レーザ波長（λｂ）の光（補正用レーザ）を第１所定割合で透過するとともに第２所定割合で反射し、透過した第１所定割合の平行光の補正用レーザを、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光Ｌ２と重なるように、所定赤外線用選択反射手段１２Ａへと導光する。
またビームスプリッタ１３Ｂは、測定スポットＳＰから反射されて所定赤外線用選択反射手段１２Ａにて反射された（反射）補正用レーザを、補正用レーザ検出手段３２に向けて第２所定割合で反射する。

制御手段５０はパーソナルコンピュータ等であり、加熱用レーザ光源２１と補正用レーザ光源２２を制御し、赤外線検出手段３１からの検出信号と補正用レーザ検出手段３２からの検出信号に基づいて、加熱時間に応じた測定スポットＳＰの温度上昇状態である温度上昇特性を測定する。そして制御手段５０は、測定した温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する。
なお、制御手段５０の動作の詳細については後述する。

●［第２の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ｂの構成（図３）］
次に図３を用いて、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂの構成について説明する。以下、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａとの相違点について主に説明する。
第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂは、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａに対して、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂの動作が異なり、赤外線検出手段３１、補正用レーザ光源２２、補正用レーザ検出手段３２の配置が異なる。

所定赤外線用選択反射手段１２Ｂは、集光コリメート手段１０の一方の側から出射されて加熱レーザ用選択反射手段１１Ａを透過してきた平行光（加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光）の経路上に配置されている（この場合、集光コリメート手段１０の光軸上に配置されている）点は、所定赤外線用選択反射手段１２Ａと同じである。
しかし、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂは、集光コリメート手段１０の一方の側から出射されて加熱レーザ用選択反射手段１１Ａを透過してきた平行光の中から所定赤外線波長（λ１）の赤外線の平行光Ｌ１を赤外線検出手段３１に向けて反射し（所定赤外線用選択反射手段１２Ａでは透過）、所定赤外線波長（λ１）とは異なる波長の平行光Ｌ２を透過（所定赤外線用選択反射手段１２Ａでは透過）する点が異なる。例えば所定赤外線用選択反射手段１２Ｂは、所定赤外線波長（λ１）の光を反射し、所定赤外線波長（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る。

このため、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂの反射先に、赤外線集光手段４２及び赤外線検出手段３１が配置され、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂの透過先に、ビームスプリッタ１３Ａ、補正用レーザコリメート手段４３及び補正用レーザ光源２２、反射レーザ集光手段４４及び補正用レーザ検出手段３２が配置されている。
また、補正用レーザ光源２２から出射された補正用レーザは、ビームスプリッタ１３Ａから、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光Ｌ２と重なるように所定赤外線用選択反射手段１２Ｂに向けて導光され、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂを透過して加熱レーザ用選択反射手段１１Ａへと導光される。
また測定スポットＳＰから反射された（反射）補正用レーザは、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂを透過してビームスプリッタ１３Ａへと導光される。

なお、図３において点線で囲んだ「他の例」に示すように、補正用レーザ光源２２及び補正用レーザコリメート手段４３と、補正用レーザ検出手段３２及び反射レーザ集光手段４４と、を入れ替えてもよい。
この場合、ビームスプリッタ１３Ｂは、補正用レーザ光源２２から出射された補正レーザ波長（λｂ）の光（補正用レーザ）を第１所定割合で透過するとともに第２所定割合で反射し、透過した第１所定割合の平行光の補正用レーザを、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光Ｌ２と重なるように、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂへと導光する。
またビームスプリッタ１３Ｂは、測定スポットＳＰから反射されて所定赤外線用選択反射手段１２Ｂを透過してきた（反射）補正用レーザを、補正用レーザ検出手段３２に向けて第２所定割合で反射する。

●［第３の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ｃの構成（図４）］
次に図４を用いて、第３の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｃの構成について説明する。以下、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａとの相違点について主に説明する。
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１Ａに対して、加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂの動作が異なり、加熱用レーザ光源２１の配置が異なる。

加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂは、集光コリメート手段１０の光軸上に配置されて、加熱用レーザ光源２１から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長（λａ）の加熱用レーザＬａを集光コリメート手段１０の一方の側に向けて透過（加熱レーザ用選択反射手段１１Ａでは反射）するとともに、測定スポットＳＰから放射及び反射されて集光コリメート手段１０の一方の側から出射された加熱レーザ波長（λａ）とは異なる波長の平行光を反射（加熱レーザ用選択反射手段１１Ａでは透過）する。例えば加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂは、加熱レーザ波長（λａ）の光を透過し、加熱レーザ波長（λａ）以外の波長の光を反射するダイクロイックミラーである。
加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂにて反射された、加熱レーザ波長（λａ）以外の波長の平行光の先は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

なお、図４において点線で囲んだ「他の例」に示すように、補正用レーザ光源２２及び補正用レーザコリメート手段４３と、補正用レーザ検出手段３２及び反射レーザ集光手段４４と、を入れ替えてもよい。
この場合、ビームスプリッタ１３Ｂは、補正用レーザ光源２２から出射された補正レーザ波長（λｂ）の光（補正用レーザ）を第１所定割合で透過するとともに第２所定割合で反射し、透過した第１所定割合の平行光の補正用レーザを、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光Ｌ２と重なるように、所定赤外線用選択反射手段１２Ａへと導光する。
またビームスプリッタ１３Ｂは、測定スポットＳＰから反射されて所定赤外線用選択反射手段１２Ａにて反射された（反射）補正用レーザを、補正用レーザ検出手段３２に向けて第２所定割合で反射する。

●［第４の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ｄの構成（図５）］
次に図５を用いて、第４の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｄの構成について説明する。以下、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂとの相違点について主に説明する。
第４の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｄは、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ｂに対して、加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂの動作が異なり、加熱用レーザ光源２１の配置が異なる。

加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂは、第３の実施の形態と同様に、集光コリメート手段１０の光軸上に配置されて、加熱用レーザ光源２１から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長（λａ）の加熱用レーザＬａを集光コリメート手段１０の一方の側に向けて透過（加熱レーザ用選択反射手段１１Ａでは反射）するとともに、測定スポットＳＰから放射及び反射されて集光コリメート手段１０の一方の側から出射された加熱レーザ波長（λａ）とは異なる波長の平行光を反射（加熱レーザ用選択反射手段１１Ａでは透過）する。例えば加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂは、加熱レーザ波長（λａ）の光を透過し、加熱レーザ波長（λａ）以外の波長の光を反射するダイクロイックミラーである。
加熱レーザ用選択反射手段１１Ｂにて反射された、加熱レーザ波長（λａ）以外の波長の平行光の先は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

なお、図５において点線で囲んだ「他の例」に示すように、補正用レーザ光源２２及び補正用レーザコリメート手段４３と、補正用レーザ検出手段３２及び反射レーザ集光手段４４と、を入れ替えてもよい。
この場合、ビームスプリッタ１３Ｂは、補正用レーザ光源２２から出射された補正レーザ波長（λｂ）の光（補正用レーザ）を第１所定割合で透過するとともに第２所定割合で反射し、透過した第１所定割合の平行光の補正用レーザを、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光Ｌ２と重なるように、所定赤外線用選択反射手段１２Ｂへと導光する。
またビームスプリッタ１３Ｂは、測定スポットＳＰから反射されて所定赤外線用選択反射手段１２Ｂを透過してきた（反射）補正用レーザを、補正用レーザ検出手段３２に向けて第２所定割合で反射する。

●［光学非破壊検査装置の処理手順（その１）（図６〜図１０）］
次に図６に示すフローチャートを用いて、制御手段５０の処理手順（その１）の例について説明する。なお光学非破壊検査装置の構成については、第１〜第４の実施の形態のいずれでもよい。
図６に示す処理は、測定スポットの検査を行う際、制御手段５０にて実行される。
ステップＳ１０では、制御手段５０は、補正用レーザ光源を制御して、補正用レーザ光源から補正用レーザを出射し、ステップＳ１５に進む。補正用レーザは測定スポットに導光され、測定スポットにて反射された補正用レーザは補正用レーザ検出手段へと導光される。
ステップＳ１５では、制御手段５０は、加熱用レーザ光源を制御して、加熱用レーザ光源から加熱用レーザを出射し、ステップＳ２０に進む。加熱用レーザは測定スポットへと導光され、測定スポットから放射された赤外線は赤外線検出手段へと導光される。

ステップＳ２０にて、制御手段５０は、赤外線検出手段からの検出信号に基づいて、所定赤外線波長（λ１）の赤外線のエネルギーを検出し、検出した所定赤外線波長（λ１）の赤外線のエネルギーと、ステップＳ１５にて加熱用レーザの照射を開始してからの時間と、を取り込んで一時的に記憶し、ステップＳ２５に進む。
例えば図８は、照射された光を完全に吸収及び放射する黒体の温度が各温度（Ｍ１、Ｍ２・・Ｍ６）の場合において、黒体から放射される赤外線の波長（横軸）と、各波長の赤外線のエネルギー（縦軸）の関係を示す赤外線放射特性の例を示している。
例えば測定スポットが黒体である場合であって、検出した所定赤外線波長（λ１）の位置が図８中に示す（λ１）の位置であり、検出した赤外線エネルギーがＥ１であった場合、測定スポットの温度は、Ｍ４［℃］であることがわかる。しかし、実際の測定スポットは黒体ではなく、照射された加熱用レーザの全てを吸収することなく一部を反射しているので補正が必要であり、続くステップＳ２５〜ステップＳ３５にて、ステップＳ２０にて検出した赤外線エネルギーを補正する。

ステップＳ２５にて、制御手段５０は、補正用レーザ検出手段からの検出信号に基づいて、補正用レーザの反射率を測定し、ステップＳ３０に進む。例えば制御手段５０は、補正用レーザ光源からの補正用レーザのエネルギーと、ビームスプリッタの反射率（第１所定割合（または第２所定割合））、ビームスプリッタの透過率（第２所定割合（または第１所定割合））、補正用レーザ検出手段にて検出した補正レーザ波長の光のエネルギーと、に基づいて、測定スポットの反射率を測定する。
例えば図７に、所定の表面状態に設定した物質Ａ、物質Ｂ、物質Ｃにおける、照射する光の波長（横軸）と、反射率（縦軸）の関係を示す反射率特性の例を示す。図７に示すように、反射率は物体の材質や照射する光の波長で変化するとともに、物体の表面状態（微細な凹凸の密度や深さ等）によっても変化する。従って、測定スポット毎に反射率を求める必要がある。
ステップＳ３０にて、制御手段５０は、ステップＳ２５にて求めた反射率から放射率を計算し、ステップＳ３５に進む。具体的には、放射率（％）＝吸収率（％）＝１００（％）−反射率（％）という関係から、放射率を計算する。

ステップＳ３５にて制御手段５０は、ステップＳ２０にて一時的に記憶した赤外線エネルギー（検出値に相当）を、ステップＳ３０にて計算した放射率に基づいて補正し、ステップＳ４０に進む。例えばステップＳ２０にて一時的に記憶した赤外線エネルギーが、図８に示すＥ１であった場合、このＥ１をステップＳ３０にて求めた放射率を用いて補正した結果がＥ１ｈであったとする。この場合、測定スポットの温度は、Ｅ１に相当するＭ４［℃］（実温度）ではなく、補正したＥ１ｈに相当するＭ２［℃］（補正温度）が正しい温度となる。なお、図８の例に示すような赤外線放射特性は、予め記憶手段に記憶されており、制御手段５０は、記憶手段に記憶されている赤外線放射特性と、検出及び補正した赤外線エネルギー（この場合、エネルギーＥ１ｈ）に基づいて、測定スポットの温度（この場合、Ｍ２［℃］）を求める。
そして制御手段は、ステップＳ２０にて記憶した照射開始後の時間（加熱時間に相当）と、当該時間に対応する補正温度から、図９の例に示す温度上昇特性を求める。例えば照射開始後の時間がＴ１であって、実温度（実際に測定した赤外線エネルギーによる温度）がＭ４［℃］、補正温度（補正した赤外線エネルギーによる温度）がＭ２［℃］であった場合を図９に示す。なお制御手段にて、補正温度による温度上昇特性を求めればよく、実温度による温度上昇特性は、特に求めなくてもよい。

ステップＳ４０にて制御手段５０は、測定終了タイミングであるか否かを判定する。制御手段５０は、求めた補正温度が飽和温度に達していると判定した場合、測定終了タイミングであると判定する。例えば制御手段５０は、今回のステップＳ３５にて求めた補正温度が、前回のステップＳ３５にて求めた補正温度に対して、所定値以下の温度上昇状態であった場合、飽和温度に達したと判定する。なお飽和温度は、図９に示す温度上昇特性の傾きが所定値以下となった場合であって、温度がほぼ一定となった状態の温度である。
制御手段５０は、飽和温度に達して測定終了タイミングであると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４５に進み、測定終了タイミングでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２０に戻る。なお、ステップＳ２０に戻る際、所定時間（例えば１ｍｓ程度）待ってから戻ると、所定時間間隔で補正温度を求めることができるので、より好ましい。

ステップＳ４５に進んだ場合、制御手段５０は、加熱用レーザ光源を制御して、加熱用レーザの照射を停止し、ステップＳ５０に進む。
ステップＳ５０にて制御手段５０は、補正用レーザ光源を制御して、補正用レーザの照射を停止し、ステップＳ５５に進む。
ステップＳ５５にて制御手段５０は、ステップＳ６０にて求めた補正温度による温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定し、判定結果を表示手段等に表示して処理を終了する。
ここで図１０に、図１における接合部９６の面積が理想面積である場合の温度上昇特性（図１０中に点線にて示す）の例と、接合部９６の面積が下限面積であった場合の温度上昇特性（図１０中に一点鎖線にて示す）の例と、接合部９６の面積が上限面積であった場合の温度上昇特性（図１０中に二点鎖線にて示す）の例を示す。
例えば記憶手段に、接合部９６の面積が下限面積である場合の（下限面積）温度上昇特性と、接合部９６の面積が上限面積である場合の（上限面積）温度上昇特性と、を記憶しておく。
そしてステップＳ５５にて制御手段５０は、補正温度に基づいて求めた温度上昇特性が、記憶手段に記憶されている（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性と、の間にあるか否かを判定し、（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性の間にある場合は接合状態が良好であると判定し、（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性の間から外れている場合は接合状態が不良であると判定し、判定結果を表示する。
補正温度により求めた温度上昇特性が、（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性の間にあることは、接合部の面積が、下限面積と上限面積の間にあることを示しており、接合部の面積が許容範囲内であることを示している。

●［光学非破壊検査装置の処理手順（その２）（図１１）］
次に図１１に示すフローチャートを用いて、制御手段５０の処理手順（その２）の例について説明する。なお光学非破壊検査装置の構成については、第１〜第４の実施の形態のいずれでもよい。
上述した処理手順（その１）では、測定した赤外線エネルギーを反射率に基づいて補正し、補正した赤外線エネルギーから求めた補正温度と、加熱開始からの時間にて、温度上昇特性を求めたが、以下に説明する処理手順（その２）では、反射率に基づいて加熱用レーザの出力を調整（増量）し、測定した赤外線エネルギーが、上記の「補正した赤外線エネルギー」と同等となるようにしたものである。

ステップＳ１１０では、制御手段５０は、補正用レーザ光源を制御して、補正用レーザ光源から補正用レーザを出射し、ステップＳ１１５に進む。補正用レーザは測定スポットに導光され、測定スポットにて反射された補正用レーザは補正用レーザ検出手段へと導光される。
ステップＳ１１５にて、制御手段５０は、補正用レーザ検出手段からの検出信号に基づいて、補正用レーザの反射率を測定し、ステップＳ１２０に進む。反射率の求め方は上述したとおりである。
ステップＳ１２０にて、制御手段５０は、ステップＳ１１５にて求めた反射率から吸収率を計算し、ステップＳ１２５に進む。具体的には、吸収率（％）＝１００（％）−反射率（％）という関係から、吸収率を計算する。
ステップＳ１２５にて、制御手段５０は、ステップＳ１２０にて求めた吸収率から放射率を計算し、ステップＳ１３０に進む。具体的には、吸収率（％）＝放射率（％）という関係から、放射率を計算する。

ステップＳ１３０にて、制御手段５０は、ステップＳ１２０にて求めた吸収率に基づいて、加熱用レーザ光源から出力するべき出力値を計算し、ステップＳ１３５に進む。例えば、仮に出力Ｗ１で加熱用レーザを出射した場合、吸収率の関係から図８における赤外線エネルギーＥ１が検出されると予想された場合、検出される赤外線エネルギーがＥ１ｈとなるような加熱用レーザの出力Ｗ１ｈを、吸収率に応じて計算する。
ステップＳ１３５にて制御手段５０は、加熱用レーザ光源を制御して、ステップＳ１３０にて求めた出力値にて加熱用レーザを出射し、ステップＳ１４０に進む。
ステップＳ１４０にて制御手段５０は、赤外線検出手段からの検出信号に基づいて、所定赤外線波長（λ１）の赤外線のエネルギーを検出し、検出した所定赤外線波長（λ１）の赤外線のエネルギーと、加熱用レーザの照射を開始してからの時間と、を取り込んで記憶し、ステップＳ１４５に進む。
ステップＳ１４５にて制御手段５０は、取り込んだ赤外線エネルギーに対応する温度（実温度）を求め、求めた実温度と、照射開始後の時間と、から温度上昇特性を求め、ステップＳ１５０に進む。この場合、吸収率に応じて加熱用レーザの出力を調整（増量）しているので、求めた実温度をそのまま温度上昇特性として利用すればよい。

ステップＳ１５０にて制御手段５０は、測定終了タイミングであるか否かを判定する。上述したように、制御手段５０は、求めた温度が飽和温度に達していると判定した場合、測定終了タイミングであると判定する。
制御手段５０は、飽和温度に達して測定終了タイミングであると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１５５に進み、測定終了タイミングでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ１１５に戻る。なお、ステップＳ１１５に戻る際、所定時間（例えば１ｍｓ程度）待ってから戻ると、所定時間間隔で実温度を求めることができるので、より好ましい。

ステップＳ１５５に進んだ場合、制御手段５０は、加熱用レーザ光源を制御して、加熱用レーザの照射を停止し、ステップＳ１６０に進む。
ステップＳ１６０にて制御手段５０は、補正用レーザ光源を制御して、補正用レーザの照射を停止し、ステップＳ１６５に進む。
ステップＳ１６５にて制御手段５０は、ステップＳ１４５にて求めた実温度による温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定し、判定結果を表示手段等に表示して処理を終了する。
測定対象物の状態の判定方法は、上述した方法と同様である。例えば記憶手段に、接合部９６の面積が下限面積である場合の（下限面積）温度上昇特性と、接合部９６の面積が上限面積である場合の（上限面積）温度上昇特性と、を記憶しておく。
そしてステップＳ１６５にて制御手段５０は、図１０に示すように、実温度に基づいて求めた温度上昇特性が、記憶手段に記憶されている（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性と、の間にあるか否かを判定し、（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性の間にある場合は接合状態が良好であると判定し、（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性の間から外れている場合は接合状態が不良であると判定し、判定結果を表示する。
実温度により求めた温度上昇特性が、（下限面積）温度上昇特性と（上限面積）温度上昇特性の間にあることは、接合部の面積が、下限面積と上限面積の間にあることを示しており、接合部の面積が許容範囲内であることを示している。

なお、以上に説明した第１〜第４の実施の形態の光学非破壊検査装置を用いて、処理手順（その１）または処理手順（その２）を実施することで、測定対象物（接合構造部位９７）の状態、または２つの部材（ワイヤ９３と電極９２）の接合状態、または２つの部材（ワイヤ９３と電極９２）の接合部の面積が許容範囲内であるか否か、を制御手段にて判定する光学非破壊検査方法として利用することも可能である。

以上、本実施の形態にて説明した光学非破壊検査装置は、加熱用レーザにて加熱を開始してから飽和温度に達するまでの数１０ｍｓ程度の期間の温度上昇特性を用いて測定対象物の状態を判定するので、加熱後の放熱状態で判定する場合（数１０秒〜数分程度）と比較して、非常に検査時間が短い。
また、異なる２波長の赤外線の比を利用する場合と比較して、反射率を測定して補正に利用することで、利用する赤外線の波長は１つ（所定赤外線波長（λ１））で済み、測定する赤外線の波長の選択肢が広く、より広い温度範囲を測定することができる。
また、ワイヤボンディング個所の接合の良否判定に利用することが可能であり、作業者による目視の検査や、抜き取りサンプルの破壊検査等と比較して、より高い信頼性で検査することができる。
また、補正用レーザで加熱することなく、測定スポットから反射された補正用レーザそのものを検出して測定スポットの反射率を測定し、測定した反射率に基づいて温度を補正するので、より正確な温度上昇特性を得ることができる。

本発明の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法、の構成、構造、外観、形状、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。

１Ａ〜１Ｄ 光学非破壊検査装置
１０ 集光コリメート手段
１０Ａ、１０Ｂ （非球面）反射ミラー
１１Ａ、１１Ｂ 加熱レーザ用選択反射手段
１２Ａ、１２Ｂ 所定赤外線用選択反射手段
１３Ａ、１３Ｂ ビームスプリッタ
２１ 加熱用レーザ光源
２２ 補正用レーザ光源
３１ 赤外線検出手段
３２ 補正用レーザ検出手段
４１ 加熱用レーザコリメート手段
４２ 赤外線集光手段
４３ 補正レーザ用コリメート手段
４４ 反射レーザ集光手段
５０ 制御手段
９２ 電極
９３ ワイヤ
９６ 接合部
９７ 接合構造部位
ＳＰ 測定スポット

Claims (10)

1. 光軸に沿って一方の側から入射された平行光を、焦点位置として測定対象物上に設定した測定スポットに向けて集光して他方の側から出射するとともに、前記測定スポットから放射及び反射されて他方の側から入射された光を、光軸に沿った平行光に変換して一方の側から出射する集光コリメート手段と、
   測定対象物を破壊することなく加熱する加熱レーザ波長の加熱用レーザを出射する加熱用レーザ光源と、
   前記加熱用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側へと導く加熱用レーザ導光手段と、
   前記測定スポットから放射された赤外線を検出可能な赤外線検出手段と、
   前記測定スポットから放射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された平行光の中から所定赤外線波長の赤外線を前記赤外線検出手段へと導く放射赤外線導光手段と、
   前記加熱用レーザよりも小さな出力であって前記加熱用レーザによって前記測定スポットが加熱される温度に影響を与えない出力に調整されているとともに補正レーザ波長に設定された補正用レーザを出射する補正用レーザ光源と、
   前記補正用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側へと導く補正用レーザ導光手段と、
   前記測定スポットにて反射された前記補正用レーザを検出可能な補正用レーザ検出手段と、
   前記測定スポットにて反射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された前記補正用レーザを前記補正用レーザ検出手段へと導く反射レーザ導光手段と、
   制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記加熱用レーザ光源と前記補正用レーザ光源を制御するとともに、前記赤外線検出手段からの検出信号と前記補正用レーザ検出手段からの検出信号に基づいて、加熱時間に応じた前記測定スポットの温度上昇状態である温度上昇特性を測定し、測定した前記温度上昇特性に基づいて測定対象物の状態を判定する状態判定において、
   前記状態判定の際、
   前記制御手段は、
   前記加熱用レーザ光源を制御して前記加熱用レーザにて前記測定スポットを加熱しながら前記赤外線検出手段からの検出信号を取り込み、
   前記補正用レーザ光源を制御して前記補正用レーザを前記測定スポットに照射しながら前記補正用レーザ検出手段からの検出信号を取り込み、前記補正用レーザ検出手段から取り込んだ検出信号に基づいて、前記測定スポットの反射率を測定し、
   測定した前記反射率に基づいて、前記赤外線検出手段から取り込んだ検出値を補正し、補正した検出値に基づいた温度を求め、
   求めた温度と加熱時間による前記温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する、
   あるいは、前記状態判定の際、
   前記制御手段は、
   前記補正用レーザ光源を制御して補正用レーザを前記測定スポットに照射しながら前記補正用レーザ検出手段からの検出信号を取り込み、前記補正用レーザ検出手段から取り込んだ検出信号に基づいて前記測定スポットの反射率を測定し、
   測定した前記反射率に基づいて前記加熱用レーザ光源からの加熱用レーザの出力を調整し、出力を調整した前記加熱用レーザにて前記測定スポットを加熱しながら前記赤外線検出手段からの検出信号を取り込み、前記赤外線検出手段から取り込んだ検出信号に基づいた温度を求め、
   求めた温度と加熱時間による前記温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する、
   光学非破壊検査装置。
2. 請求項１に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記制御手段は、求めた温度と加熱時間による前記温度上昇特性に基づいて、測定対象物の状態を判定する際、
   前記加熱用レーザにて前記測定スポットの加熱を開始してから、加熱時間に応じて前記測定スポットの温度が徐々に上昇していく温度上昇傾向に基づいて、測定対象物の状態を判定する、
   光学非破壊検査装置。
3. 請求項１または２に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記加熱用レーザ導光手段は、
   前記加熱用レーザ光源の近傍に配置されて、前記加熱用レーザ光源から出射された加熱用レーザを平行光に変換する加熱用レーザコリメート手段と、
   前記集光コリメート手段の光軸上に配置されて、前記加熱用レーザ光源から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長の加熱用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側に向けて反射するとともに、前記測定スポットから放射及び反射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光を透過する加熱レーザ用選択反射手段と、あるいは、前記集光コリメート手段の光軸上に配置されて、前記加熱用レーザ光源から出射されて平行光に変換された加熱レーザ波長の加熱用レーザを前記集光コリメート手段の一方の側に向けて透過するとともに、前記測定スポットから放射及び反射されて前記集光コリメート手段の一方の側から出射された加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光を反射する加熱レーザ用選択反射手段と、にて構成されている、
   光学非破壊検査装置。
4. 請求項３に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記放射赤外線導光手段は、
   前記加熱レーザ用選択反射手段と、
   前記集光コリメート手段の一方の側から出射されて前記加熱レーザ用選択反射手段を透過あるいは反射した加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光の経路上に配置されて、当該平行光の中から所定赤外線波長の赤外線を前記赤外線検出手段に向けて透過するとともに前記所定赤外線波長とは異なる波長の平行光を反射する所定赤外線用選択反射手段と、あるいは、前記集光コリメート手段の一方の側から出射されて前記加熱レーザ用選択反射手段を透過あるいは反射した加熱レーザ波長とは異なる波長の平行光の経路上に配置されて、当該平行光の中から所定赤外線波長の赤外線を前記赤外線検出手段に向けて反射するとともに前記所定赤外線波長とは異なる波長の平行光を透過する所定赤外線用選択反射手段と、
   前記赤外線検出手段の近傍に配置されて、前記所定赤外線用選択反射手段にて透過あるいは反射された所定赤外線波長の平行光の赤外線を前記赤外線検出手段に向けて集光する赤外線集光手段と、にて構成されている、
   光学非破壊検査装置。
5. 請求項４に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記補正用レーザ導光手段は、
   前記補正用レーザ光源の近傍に配置されて前記補正用レーザ光源から出射された補正用レーザを平行光に変換する補正用レーザコリメート手段と、
   補正レーザ波長の光を第１所定割合で反射するとともに第２所定割合で透過して、前記補正用レーザ光源から出射されて平行光に変換された補正レーザ波長の補正用レーザを、所定赤外線波長とは異なる波長の平行光と重なるように前記所定赤外線用選択反射手段に向けて反射あるいは透過するビームスプリッタと、
   前記所定赤外線用選択反射手段と、
   前記加熱レーザ用選択反射手段と、にて構成されており、
   前記反射レーザ導光手段は、
   前記加熱レーザ用選択反射手段と、
   前記所定赤外線用選択反射手段と、
   前記ビームスプリッタと、
   前記補正用レーザ検出手段の近傍に配置されて、前記測定スポットから反射されて前記ビームスプリッタから前記補正用レーザ光源とは異なる方向に向かうように透過あるいは反射された補正レーザ波長の光を前記補正用レーザ検出手段に向けて集光する反射レーザ集光手段と、にて構成されている、
   光学非破壊検査装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記測定対象物は、２つの部材を接合した接合部を含む接合構造部位であり、
   前記測定スポットは、前記２つの部材における一方の部材の表面に設定されており、
   前記制御手段は、
   前記温度上昇特性に基づいて、前記２つの部材の接合状態を判定する、
   光学非破壊検査装置。
7. 請求項６に記載の光学非破壊検査装置であって、
   判定する前記２つの部材の接合状態とは、前記２つの部材の接合部の面積の大きさであり、
   前記制御手段は、
   前記温度上昇特性に基づいて、前記２つの部材の接合部の面積が許容範囲内であるか否かを判定する、
   光学非破壊検査装置。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学非破壊検査装置を用いて、
   測定対象物の状態を前記制御手段にて判定する、
   光学非破壊検査方法。
9. 請求項６に記載の光学非破壊検査装置を用いて、
   前記２つの部材の接合状態を前記制御手段にて判定する、
   光学非破壊検査方法。
10. 請求項７に記載の光学非破壊検査装置を用いて、
    前記２つの部材の接合部の面積が許容範囲内であるか否か、を前記制御手段にて判定する、
    光学非破壊検査方法。

Images