利用辐射对铜焊接合长度进行定量评估的设备和方法
【专利摘要】根据实施例，提供了一种定量地评估铜焊接合长度的设备(10)。辐射发射单元(12)向多个局部样品中的每个局部样品发射辐射，所述多个局部样品是通过在垂直于铜焊接合长度方向的平面内切割样品而获得的。光生成器(16)生成具有对应于透射辐射的强度的量的光。成像单元(18)拍摄该光。计算器(20)在铜焊接合长度与光量之间的相关性的基础上根据关于所述局部样品中的每个局部样品所获得的光量来计算所述局部样品中的每个局部样品的铜焊接合长度。计算器(20)还通过对各个局部样品的铜焊接合长度进行求总和来计算所述样品的铜焊接合长度。
【专利说明】
利用辐射对铜焊接合长度进行定量评估的设备和方法
技术领域
[0001]文中描述的实施例涉及用于利用辐射对铜焊接合长度进行定量评估的设备和方法。
【背景技术】
[0002]铜焊接合广泛地用于铜零件的接合。有一种情况是以分批方式对很多零件进行铜焊接合。此外，在使水等在零件内流动时，接合的零件将具有密封功能。在按照分批方式接合很多具有密封特性的零件时，重要的是确认铜焊接合的状态，而且有必要分辨出铜焊接合长度(又被称为密封长度)。
[0003]就常规而言，在铜焊接合零件的检查过程中，切割铜焊接合零件，并利用显微镜等进行目测观察(断面观察)以判断是否存在缺陷，通过超声波探伤法检测缺陷，或者对放射图像进行目测判断来判断是否存在缺陷。
[0004]但是，在仅执行这样的常规缺陷存在/不存在判断时，将出现下面的问题。
[0005]这里，以旋转电机的水冷却盘管为例，其中，将很多空心铜线和实心线一起铜焊接合到由铜制成的水箱零件上。在铜焊接合中，为了通过利用熔融焊料的毛细现象来使熔融焊料渗透，通常采取0.05mm到0.25mm的窄缝隙作为铜线之间的缝隙。出现在这样的窄缝隙中的铜焊接合的缺陷(例如，焊料未能渗透的零件、出现在焊料中的气泡、缩孔或者焊料裂缝)必将变得小于所述窄缝隙，并且不可能通过目测观察等来定量地评估铜焊接合长度。
[0006]由于铜焊接合而出现的缺陷的形状可能存在各种模式。为了确保密封长度，有必要定量地评估填充铜焊接合零件处的窄缝隙的焊料的接合长度，而不管缺陷的形状如何。
[0007]但是，在常规的缺陷存在/不存在判断中，尽管可以执行定性判断，例如对于在铜焊接合零件中是否存在缺陷的判断，但是不能执行对于产生了多长的铜焊接合的定量判断。
[0008]情况就是这样，为了评估铜焊接合的密封功能，需要一种不只执行定性评估(例如，简单地确认铜焊接合状态)还执行对铜焊接合长度(所谓的密封长度)的定量判断的设备和方法。
【附图说明】
[0009]图1是示出应用了第一实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备的构造示例的概念图；
[0010]图2是示出被提供给第一实施例的铜焊接合长度定量评估设备的样品和局部样品的示例的概念图；
[0011]图3是示出应用于第一实施例的铜焊接合长度定量评估设备的局部样品固定单元的示例的概念图；
[0012]图4A是示出通过拍摄局部样品A而采集的图像(上部)的示例以及沿线g的一维亮度(灰度级O到255)分布(下部)的示例的视图；
[0013]图4B是示出通过拍摄局部样品B而采集的图像(上部)的示例以及沿线b的一维亮度(灰度级O到255)分布(下部)的示例的视图；
[0014]图4C是示出通过拍摄局部样品C而采集的图像(上部)的示例以及沿线c的一维亮度(灰度级O到255)分布(下部)的示例的视图；
[0015]图4D是示出通过拍摄局部样品D而采集的图像(上部)的示例以及沿线d的一维亮度(灰度级O到255)分布(下部)的示例的视图；
[0016]图5A是示出参考样品的示例的顶视图；
[0017]图5B是示出从箭头的方向来看的图5A的参考样品的正视图；
[0018]图6A是不出参考样品的另一不例的顶视图；
[0019]图6B是图6A的参考样品的透视图；
[0020]图7是示出包括四个局部样品的样品的某些像素处的铜焊接合长度的结果的示例的视图；
[0021]图8A是示出第一实施例的铜焊接合长度定量评估设备的操作示例的流程图(上半部分)；
[0022]图SB是示出第一实施例的铜焊接合长度定量评估设备的操作示例的流程图(下半部分)；
[0023]图9描绘应用于第二实施例的铜焊接合长度定量评估设备的屏蔽板的示例的概念图；
[0024]图10是用于描绘未提供屏蔽板的状态的概念图；
[0025]图1lA示出了第一或第二实施例中的成像单元所采集的图像的示例；
[0026]图1lB是示出关于三种分量光的相对于图1lA的评估线j的位置(像素)(x坐标)的亮度(y轴)的图表的示例；
[0027]图12是示出提供狭缝代替针孔的局部样品的示例的概念图；以及
[0028]图13是描绘利用狭缝进行对准的示例的概念图。
【具体实施方式】
[0029]总的来说，根据一个实施例，提供了一种铜焊接合长度定量评估设备。该设备是利用辐射来定量地评估样品的铜焊接合长度的设备，并且包括辐射发射单元、光生成器、成像单元和计算器。
[0030]辐射发射单元被配置为向多个局部样品中的每个局部样品发射处于铜焊接合长度方向内的辐射，所述多个局部样品是通过在垂直于铜焊接合长度方向的平面内对样品进行切割而获得的。
[0031]光生成器被配置为生成具有对应于透射辐射的强度的量的光，所述透射辐射是辐射发射单元发射的辐射的部分，该辐射部分穿过了局部样品中的每个局部样品。
[0032]成像单元被配置为拍摄光生成器根据透射辐射的强度而生成的光。
[0033]计算器被配置为在铜焊接合长度与光量之间的预先获取的相关性的基础上，根据由成像单元关于局部样品中的每个局部样品所获得的拍摄结果所识别出的光量来计算局部样品中的每个局部样品的铜焊接合长度，并且通过对各个局部样品的所计算出的铜焊接合长度进行求总和来计算样品的铜焊接合长度。
[0034]下文将参考附图描述各种实施例。
[0035](第一实施例)
[0036]图1是示出应用了第一实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备10的构造示例的概念图。
[0037]具体地，第一实施例的铜焊接合长度定量评估设备10是利用辐射来定量地评估样品的铜焊接合长度的设备。铜焊接合长度定量评估设备10包括辐射发射单元12、局部样品固定单元14、光生成器16、成像单元18、计算器20和判断单元22。
[0038]图2所示的辐射发射单元12向多个局部样品120A到120D中的每个局部样品发射处于铜焊接合长度方向R内的辐射，所述多个局部样品是通过在垂直于铜焊接合长度方向R的平面内按照切片形状切割样品110而形成的。作为辐射，X射线是优选的，但是辐射不限于X设想，并且可以根据样品110的材料等使用诸如伽马射线的其它适合的辐射。
[0039]样品110是实际装置的实体模型100的部分，实体模型100是在与实际装置相同的条件下进行铜焊接合的。具体地，在该实施例的铜焊接合长度定量评估设备10中，在辐射的传输特性的基础上定量地评估铜焊接合长度。出于这一原因，必须将辐射发射到将样品110按照切片形状切成的局部样品120A到120D中的每个局部样品上，而不能将所述实施例直接应用于实际装置。因而，首先制造出与实际装置等同的实体模型100，并在与实际装置相同的条件下对该实体模型100执行铜焊接合。尔后，将实体模型100的样品110的一部分切成切片形状，如图2所示，由此获得局部样品120A到120D，并向局部样品120A到120D中的每个局部样品发射辐射。将通过切割获得的每个局部样品120的厚度确定为使得(例如)由辐射发射单元12发射的辐射的90%或更高可以不被每个局部样品120。其原因在于，如果辐射发射单元12发射的辐射的90%或更高被每个局部样品120吸收，那么应用亮度等级(随后将描述)的铜焊接合长度定量评估将变得不可能。
[0040]因此，图2所示的示例只是由于以如下长度对样品110进行切片而获得四个局部样品120A到120D的示例:所述长度使得(例如)辐射发射单元12发射的辐射的90 %或更高可以不被每个局部样品120吸收。
[0041]同时，图2示出了本实施例的应用的示例，并且示出了旋转电机的水冷盘管，在所述水冷盘管中，将很多空心铜线137和实心铜线138—起铜焊接合到由铜制成的水箱零件上。该示例中的评估目标位置是图2(下部)所示的铜焊接合部分139，这些铜焊接合部分139是线夹帽135、线夹(clip) 136、空心铜线137和实心铜线138之间的缝隙。
[0042]如图3所示，局部样品固定单元14是用于固定局部样品120A到120D的零件，福射发射单元12向其发射辐射。样品110被预先设有切口 130，使得能够在相同条件下发射辐射，而不管局部样品120A到120D中的哪一个是辐射被发射到的局部样品120。因此，在局部样品120A到120D是从样品110中切割出来的时候，各个局部样品120A到120D在相同的对应部分处设有切口 130A到130D，如图2所示。
[0043]在局部样品固定单元14上提供对应于切口 130的凸起部分15A。在将局部样品120固定至局部样品固定单元14时，通过将凸起部分15A装配在切口 130中并通过一对支架15B从前面和后面固持局部样品120来执行固定。由此，在相同的位置条件下将辐射发射到各个局部样品120A到120D。尽管图3仅示出了固持局部样品120的正面的支架15B，但是还存在固持局部样品120的背面的支架15B。
[0044]光生成器16生成了对应于透射辐射的强度的量的光。透射辐射是辐射发射单元12发射的辐射的穿过固定在局部样品固定单元14上的局部样品120(局部样品120A到120D的其中之一)的部分。
[0045]成像单元18拍摄光生成器16生成的光。
[0046]例如，在使用X射线生成器作为辐射发射单元12时，光生成器16将优选是X射线彩色闪烁器。在这种情况下，X射线彩色闪烁器生成与穿过局部样品120(局部样品120A到120D中的任何一个)的透射X射线的强度成比例的量的可见光。从X射线生成器向局部样品120发射的X射线根据构成局部样品120的材料的长度以及该材料中的X射线吸收系数而衰减。因此，由X射线彩色闪烁器生成的可见光的量将具有对应于分布在局部样品120的二维平面上的焊料的厚度(即，铜焊接合长度方向R内的长度)的二维分布。因而，成像单元18采集的图像将具有二维亮度分布，其中亮度根据分布在二维平面上的焊料的厚度而存在差异。
[0047]例如，与焊料的厚度大的位置和实心接合材料的位置相比，在焊料的厚度小的位置上，由于X射线的吸收小，因而将以更高的亮度实施显示。图4A到图4D是示出其示例的概念图。
[0048]图4A示出了通过拍摄局部样品120A而采集的图像122A(上部)以及沿线g的一维亮度(灰度级O到255)分布124A(下部)。根据图4A的下部，可以确认在单元线间部分al处出现了高亮度尖峰。在该尖峰的基础上，可以估计焊料未填充在单元线间部分al中，并且在单元线间部分al中存在空腔。同时，由于一开始没有在空心单元线a2中填充焊料，因而类似地指示出了高亮度。
[0049]图4B示出了通过拍摄局部样品120B而采集的图像122B(上部)以及沿线b的一维亮度(灰度级O到255)分布124B(下部)。根据图4B的下部，未在单元线间部分bl处确认高亮度尖峰。因而估计在单元线间部分bl中填充了焊料。同时，由于未在空心单元线b2中填充焊料，因而类似地指示出了高亮度。
[0050]图4C示出了通过拍摄局部样品120C而采集的图像122C(上部)以及沿线c的一维亮度(灰度级O到255)分布124C(下部)。根据图4C的下部，未在单元线间部分Cl处确认高亮度尖峰。因而估计在单元线间部分cl中填充了焊料。同时，由于未在空心单元线c2中填充焊料，因而类似地指示出了高亮度。
[0051]图4D示出了通过拍摄局部样品120D而采集的图像122D(上部)以及沿线d的一维亮度(灰度级O到255)分布124D(下部)。根据图4D的下部，未在单元线间部分dl处确认高亮度尖峰。因而估计在单元线间部分dl中填充了焊料。顺便说，由于未在空心单元线d2中填充焊料，因而类似地指示出了高亮度。
[0052]同时，在相同的条件下获得各个局部样品120A到120D的亮度分布124A到124D，如图4A到图4D的下部所示。具体地，在使用X射线生成器作为辐射发射单元12时，亮度分布124A到124D是在完全等同的条件下获得的，这些条件包括X射线生成器的管电压和管电流、诸如辐射的量等X射线辐射条件、局部样品120在局部样品固定单元14上的固定位置、以及诸如用作成像单元18的照相机的放大率等成像条件。
[0053]根据图4A到图4D的下部所示出的亮度分布124A到124D，变得有可能不仅识别出二维平面上的焊料的分布，还有可能识别出焊料的厚度的大小。参考这些亮度分布124A到124D，计算器20基于铜焊接合长度与亮度(光量)之间的相关性来执行下文所述的过程，由此识别出局部样品120A到120D中的每个局部样品的二维平面上的各个位置(像素)处的焊料厚度。
[0054]开始先描述铜焊接合长度与亮度(光量)之间的相关性。计算器20包括多项表达式，其为表示该相关性的关系式。该关系式是使用参考样品30按照下文所述的方式预先获取的，在(例如)图5A中示出了参考样品30的示例。此外，图5B是从图5A中的箭头方向看图5A的情况的正视图。
[0055]参考样品30由与样品110的接合部分处的焊料材料相同的材料或者具有相等的X射线吸收系数的材料(例如，在使用X射线作为辐射时)形成。
[0056]此外，如图5A和图5B所示，参考样品30被配置为使厚度t(对应于铜焊接合长度)在锥形部分32处连续变化。
[0057]就参考样品30而言，锥形部分32的任意部分处的厚度t是预先已知的。
[0058]将该参考样品30固定到局部样品固定单元14上，并在完全等同的条件下获得亮度分布，所述条件包括X射线辐射条件、在局部样品固定单元14上的固定位置以及诸如用作成像单元18的照相机的放大率等成像条件。
[0059]在所获得的结果的基础上，能够获得对应于各种铜焊接合长度的亮度。因而，获得了表示铜焊接合长度与亮度(光量)之间的相关性的关系式。
[0060]参考样品的结构不局限于图5A和图5B所示的结构。参考图6A和图6B描述了参考样品的修改。图6A和图6B所示的参考样品40包括具有逐步变化的厚度t(对应于铜焊接合长度)的台阶部分42，代替锥形部分32。就参考样品40而言，台阶部分42的任意部分处的厚度t也是预先已知的。
[0061]根据关于参考样品40获得的亮度分布，也可以获得对应于多个铜焊接合长度(图6A和图6B所示的示例中的七个点)的亮度值，尽管铜焊接合长度不是连续变化的。因而，类似地获得了表示铜焊接合长度与亮度(光量)之间的相关性的关系式。
[0062]下面的方程是说明表示铜焊接合长度f(x)与亮度(光量)x之间的相关性的关系式的示例的多项表达式。
[0063]f(x)=axm+bxm—hex?—2+dxm—3+exm—4+fxm—5+...+ηχ+Α(方程 I)
[0064]利用该多项表达式，计算器20根据局部样品120A到120D的亮度分布计算局部样品120Α到120D中的每个局部样品的二维平面上的各个像素处的铜焊接合的厚度。同时，出于简单描述的目的，在图4Α到图4D的下部示出的亮度分布124Α到124D只是一维亮度分布的示例。但是，成像单元18在局部样品120Α到120D的二维平面上的各个像素处具有亮度值。
[0065]此外，计算器20关于每个等同的像素对局部样品120Α到120D的二维平面上的各个像素处的计算出的铜焊接合厚度进行求总和。由此，计算器20计算整个样品110的处于二维平面上的每个像素处的沿铜焊接合长度方向R的铜焊接合长度。
[0066]同时，为了避免求总和时的像素错位，如图2所示，可以为各个局部样品120Α到120D提供用于对准的针孔132(#1)和132(#2)。
[0067]通过提供针孔132(#1)和132(#2)，对应于针孔132(#1)和132(#2)的点140(#1)和140(#2)出现在图像上，如图4Α到4D所示。由于针孔132(#1)、132(#2)是空腔，所以在针孔132(#)、132(#2)中没有进行铜焊，并且此外，由于针孔132(#1)、132(#2)具有显著不同于其附近位置的亮度的亮度值，所以容易鉴别出对应的像素。
[0068]同时，如图12所示，可以提供狭缝134(#1?#4)代替针孔132。即使在提供狭缝134(#1?#4)时，也能够将狭缝134 (#1?#4)用于对准，如图13所示。
[0069]因而，在求总和时，在使对应于针孔132(#1)和132(#2)的像素重合的同时关于各个局部样品120A到120D的二维平面上的像素执行求总和。由此，能够确切地关于每个等同像素对各个局部样品120A到120D的二维平面中的铜焊接合厚度进行求总和。
[0070]图7是示出由计算器20计算的样品120的某些像素处的铜焊接合长度的结果的示例。
[0071]采用图2所示的四个局部样品120A到120D作为局部样品e，并且关于四个局部样品120A到120D中的每个局部样品显示了局部样品厚度f、亮度值g和铜焊接合长度(厚度)h。例如，就局部样品120A而言，可以指示其厚度为fl(mm)，亮度值为gl，并且由该亮度值计算出的铜焊接合长度为hl(mm)。如果将该局部样品120A的铜焊接合长度hl(mm)加到其它局部样品120B到120D的所有铜焊接合长度h2、h3和h4(mm)上，那么将获得作为总铜焊接合长度的h(mm) ο
[0072]例如，假设在某一实际装置中，对应于样品120的部分的铜焊接合长度必须超过I(mm)。如果样品120的铜焊接合长度H(mm)超过了接合长度参考值I(mm)，那么判断单元22判断在实际装置中对应于样品120的部分的铜焊接合长度h也满足判断标准i。
[0073]接下来，参考图8A和图SB的流程图，其中给出了对铜焊接合长度定量评估设备10的操作的描述，该设备应用了利用上文描述的结构的实施例的铜焊接合长度定量评估方法。
[0074]具体地，为了通过使用铜焊接合长度定量评估设备10执行铜焊接合长度定量评估，首先制造包括评估目标的一部分的实际装置的实体模型100，并在与实际装置相同的条件下对该实体模型100执行铜焊接合(SI)。
[0075]接下来，将实体模型100的样品110的部分切成片，如图2所示，并且获得了多个局部样品120A到120D (S2)。同时，将通过切割获得的每个局部样品120的厚度确定为，使得每个局部样品120可以不吸收由辐射发射单元12发射的辐射的(例如)90%或更高，由此实现应用了亮度分级(如下文所述)的铜焊接合长度定量评估。在下文的描述中，如图2所示，给出了对通过将样品110切片而获得四个局部样品120A到120D的示例的描述。
[0076]辐射发射单元12向通过切片获得的四个局部样品120A到120D中的每个局部样品发射辐射。通过所发射的辐射的透射辐射，由光生成器16生成光，并由成像单元18拍摄所述光。在所拍摄的结果的基础上，计算器20计算铜焊接合长度。
[0077]在下文的描述中，在假设按照局部样品120A— 120B— 120C— 120D的顺序执行所述一系列过程的情况下给出描述。但是，例如，可以按照任何顺序，例如120D— 120C— 120B—120A或者120A—120C—120D—120B来执行所述一系列过程。
[0078]开始，将局部样品120A(其为第一局部样品120)固定到局部样品固定单元14上
(S3)。具体地，使局部样品120A的切口 130与凸起部分15A啮合，并通过成对的支架15B来固定局部样品120的正面和背面。
[0079]此外，从辐射发射单元12向固定局部片断120A发射辐射(S4)。
[0080]之后，通过局部样品120A的透射辐射抵达光生成器16(S5)。
[0081 ]光生成器16生成对应于透射辐射的强度的量的光(S6)。
[0082]成像单元18拍摄由光生成器16生成的光(S7)。
[0083]例如，在使用X射线生成器作为辐射发射单元12时，使用X射线彩色闪烁器作为光生成器16。在这种情况下，X射线彩色闪烁器生成与通过局部样品120A的透射X射线的强度成比例的量的可见光。从X射线生成器向局部样品120发射的X射线根据构成局部样品120的材料的长度以及该材料中的X射线吸收系数而衰减。因此，由X射线彩色闪烁器生成的可见光的量具有对应于分布在局部样品120的二维平面上的焊料的厚度(S卩，铜焊接合长度方向R内的长度)的二维分布。
[0084]通过这种方式，根据由成像单元18采集的图像，根据二维平面上分布的焊料的厚度获得了二维亮度分布124A( S8)，例如，如图4A的下部所示。
[0085]在上述方程I指示的铜焊接合长度与亮度(光量)之间的相关性的基础上，计算器20根据该亮度分布124A计算局部样品120A的二维平面上的各个位置(像素)处的焊料的厚度。
[0086]之后，关于接下来的局部样品120B到120D，执行步骤S3到S9的过程，并计算二维平面上的各个位置(像素)处的焊料的厚度(S10:是)。在此期间，关于局部样品120A到120D在等同的条件下执行步骤S3到S9的过程。例如，在使用X射线生成器作为辐射发射单元12时，在完全等同的条件下执行步骤S3到S9的过程，所述条件包括X射线生成器的管电压和管电流、诸如辐射量等X射线辐射条件、局部样品120在局部样品固定单元14上的固定位置、以及诸如用作成像单元18的照相机的放大率等成像条件。
[0087]通过这种方式，如果完成了针对所有的局部样品120A到120D的过程(S10:否)，计算器20还关于每个等同像素对局部样品120A到120D的二维平面上的各个像素处的铜焊接合厚度进行求总和。由此，计算器20计算整个样品110的二维平面上的每个像素处的沿铜焊接合长度方向R的铜焊接合长度(Sll)。
[0088]同时，如上所述，各个局部样品120A到120D设有如图2所示的用于对准的针孔132(#I)和132(#2)，或者设有如图12所示的用于对准的狭缝134(#I?#4)。由此，在没有像素错位的情况下执行局部样品120A到120D的等同像素处的求总和。
[0089]之后，判断单元22判断在步骤SII中计算的铜焊接合长度是否满足判断基准(S12)。
[0090]如果判断单元22判断铜焊接合长度满足判断基准，那么可以估计，在实际装置中对应于样品120的部分的铜焊接合长度也满足判断基准。如果判断单元22判断铜焊接合长度不满足判断基准，那么可以估计对应于样品120的部分的铜焊接合长度也不满足实际装置中的判断基准。
[0091]如上所述，根据应用了本实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备10，为了定量地评估铜焊接合长度，必须对要评估的部分进行切割。因而，不能将该评估直接应用于实际装置。但是，通过利用与实际装置等同的并且在与实际装置相同的条件下实施铜焊接合的实体模型作为评估目标，变得有可能定量地评估铜焊接合长度，这在常规技术中是不可能的，尽管这种评估是间接执行的。
[0092]此外，还可以定量地评估二维平面上的任意位置处的焊接长度。因而，例如，即使在对导体与导体线圈线夹之间的非常多的窄缝隙进行铜焊接合时，就像旋转电机的水冷盘管的情况那样，也可能一次识别出各个铜焊接合部分处的铜焊接合长度，有可能有助于增强旋转电机的可靠性。
[0093](第二实施例)
[0094]由于第二实施例是第一实施例的修改，因而将只描述与第一实施例的不同之处，并避免重复的描述。此外，在下文的描述中，将通过类似的附图标记表示与第一实施例中相同的部分。
[0095]具体地，在应用了该实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备中，对第一实施例的铜焊接合长度定量评估设备10予以修改，使得吸收辐射的屏蔽板50覆盖局部样品120的周围，辐射发射单元12向所述局部样品120发射辐射，如图9所示，以使得只有透射辐射能够抵达光生成器16。在图9中，为了避免不必要的描述，省略了局部样品固定单元14上的凸起部分15A和支架15B。
[0096]图10是用于描述未使用屏蔽板50的状态的视图。在从辐射发射单元12向固定在局部样品固定单元14上的局部样品120发射辐射时，不仅通过局部样品120A的透射辐射抵达光生成器16，由于福射而产生的未通过局部样品120A的散射射线也入射到光生成器16上，如图10所示。
[0097]通过这种方式入射到光生成器16上的散射射线是使要观察的样品部分的图像的背景分量增大的噪声，其将导致所获得的二维亮度分布的可靠性的降低。
[0098]但是，通过如图9所示的设置屏蔽板50将不会出现这样的噪声，从而只有透射辐射可以抵达光生成器16。
[0099]根据应用了该实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备，能够通过应用上述屏蔽板50来防止噪声的出现。
[0100]因此，能够在进一步提高评估精确度的同时实现第一实施例的有利效果。
[0101](第三实施例)
[0102]由于第三实施例是第一或第二实施例的修改，因而将只描述与第一或第二实施例的不同之处，并避免重复的描述。此外，在下文的描述中，将通过类似的附图标记表示与第一或第二实施例中相同的部分。
[0103]具体地，应用了该实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备涉及对第一或第二实施例的铜焊接合长度定量评估设备中的成像单元18的修改。
[0104]在本实施例中，成像单元18关于多个频带中的每个频带对由光生成器16生成的光进行拍摄。为了实现这一目的，例如，成像单元18包括适于拍摄红色分量的光的第一照相机、适于拍摄绿色分量的光的第二照相机、以及适于拍摄蓝色分量的光的第三照相机。
[0105]此外，计算器20通过使用由这些照相机中的任何一个采集的拍摄结果来计算样品120的铜焊接合长度。
[0106]将参考图1lA和图1lB描述将使用照相机的判断的示例。
[0107]图1lA示出了第一或第二实施例中的由成像单元18采集的图像的示例。图1lB示出了相对于图1lA中的评估线j的位置(像素)(x坐标)的亮度(y坐标)。但是，在图1lB中，将光生成器16生成的光分成红色分量光p、绿色分量光q和蓝色分量光r，并且关于分量光中的每个分量光来指示相对于位置(X轴)的亮度(y轴)。
[0108]在图1lB中，红色分量光P指示总体上处于从高亮度区到低亮度区的宽范围内的亮度值。
[0109]另一方面，由于绿色分量光q和蓝色分量光r中的每一个总体上仅指示低亮度值，因而几乎不可能预期获得高评估精确度。
[0110]因而，就图1lB所示的特性条件而言，可以判断使用红色分量光P的评估是优选的。
[0111]通过这种方式，就通过使用多个频带中的任何频带中的拍摄结果来计算局部样品120的铜焊接合长度的情况而言，计算器20必须关于所述频带中的每个频带具有铜焊接合长度与光量之间的相关性。
[0112]例如，如果通过使用图1lB的示例给出描述，那么计算器20包括表示铜焊接合长度与光量之间的相关性的关系式，所述关系式固有地分别涉及红色分量光P、绿色分量光q和蓝色分量光r。
[0113]该相关性可以是通过使用第一实施例中描述的参考样品、并且通过关于分量光中的每个分量光识别参考样品的厚度与亮度之间的相关性而获得的。
[0114]此外，例如，在通过使用上文所述的红色分量光P做出评估时，计算器20通过使用固有地涉及红色分量光P的表示铜焊接合长度与光量之间的相关性的表达式来由红色分量光P的亮度值计算出铜焊接合长度。
[0115]根据应用了本实施例的铜焊接合长度定量评估方法的铜焊接合长度定量评估设备10，将光生成器16生成的光划分成多个频带，并且能够通过使用这些多个频带的光中的最适合作为评估光的光来评估铜焊接合长度。
[0116]因此，能够在进一步提高评估精确度的同时实现第一或第二实施例的有利效果。
[0117]尽管已经描述了某些实施例，但是这些实施例只是以举例的方式给出的，并且目的并非在于限制本发明的范围。实际上文中描述的新颖实施例可以体现在多种其它形式中；此外，在不背离本发明的精神的情况下可以做出采用文中描述的实施例的形式的各种省略、替代和变化。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落在本发明的范围和精神内的这样的形式或修改。
【主权项】
1.一种通过使用辐射来定量地评估样品的铜焊接合长度的设备，包括: 辐射发射单元，其被配置为向多个局部样品中的每个局部样品发射沿铜焊接合长度方向的辐射，所述多个局部样品是通过在垂直于所述铜焊接合长度方向的平面内切割所述样品而获得的； 光生成器，其被配置为生成具有对应于透射辐射的强度的量的光，所述透射辐射是由所述辐射发射单元发射的所述辐射的部分，所述辐射的所述部分通过所述局部样品中的每个局部样品； 成像单元，其被配置为拍摄所述光生成器根据所述透射辐射的所述强度生成的所述光；以及 计算器，其被配置为:在铜焊接合长度与光量之间的预先获取的相关性的基础上，根据从由所述成像单元关于所述局部样品中的每个局部样品所获得的拍摄结果所识别出的光量来计算所述局部样品中的每个局部样品的铜焊接合长度，并且通过对各个局部样品的所计算出的铜焊接合长度进行求总和来计算所述样品的所述铜焊接合长度。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辐射是X射线。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述样品是实际装置的实体模型的部分，并且所述样品是在与所述实际装置相同的条件下进行铜焊接合的。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成像单元的所述拍摄结果是二维图像，并且 所述局部样品中的每个局部样品包括用于所述局部样品中的每个局部样品的二维对准的对准部分。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述相关性是通过多项表达式表示的。6.根据权利要求1所述的设备，还包括固定单元，所述固定单元被配置为固定所述局部样品中的每个局部样品，使得向所述局部样品中的处于等同位置的每个局部样品发射所述辐射。7.根据权利要求1所述的设备，还包括屏蔽板，所述屏蔽板被配置为覆盖被所述辐射发射单元发射所述辐射的所述局部样品的周围，从而使得只有所述透射辐射抵达所述光生成器。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成像单元被配置为关于多个频带中的每个频带拍摄所述光生成器所生成的光， 所述相关性是所述铜焊接合长度与所述光量之间的关于所述多个频带中的每个频带的预先获取的相关性，并且 所述计算器被配置为，关于为所述多个频带中的任何一个频带的频带，在所述频带的所述相关性的基础上，根据从所述频带处的拍摄结果所识别出的光量来计算所述局部样品中的每个局部样品的所述铜焊接合长度。9.一种通过使用辐射来定量地评估样品的铜焊接合长度的方法，包括: 向多个局部样品中的每个局部样品发射沿铜焊接合长度方向的辐射，所述多个局部样品是通过在垂直于所述铜焊接合长度方向的平面内切割所述样品而获得的； 生成具有对应于透射辐射的强度的量的光，所述透射辐射是所发射的辐射的部分，所发射的辐射的所述部分通过所述局部样品中的每个局部样品； 拍摄根据所述透射辐射的所述强度生成的所述光； 在铜焊接合长度与光量之间的预先获取的相关性的基础上，根据从关于所述局部样品中的每个局部样品所获得的拍摄结果所识别出的光量来计算所述局部样品中的每个局部样品的铜焊接合长度；以及 通过对各个局部样品的所计算出的铜焊接合长度进行求总和来计算所述样品的所述铜焊接合长度。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述辐射是X射线。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述样品是实际装置的实体模型的部分，并且所述样品是在与所述实际装置相同的条件下进行铜焊接合的。12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述拍摄结果是二维图像，并且所述局部样品中的每个局部样品包括用于所述局部样品中的每个局部样品的二维对准的对准部分。13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述相关性是通过多项表达式表示的。14.根据权利要求9所述的方法，其中，固定所述局部样品中的每个局部样品，从而向所述局部样品中的处于等同位置的每个局部样品发射所述辐射。15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述光是仅由所述透射辐射生成的。16.根据权利要求9所述的方法，其中，关于多个频带中的每个频带来拍摄所生成的光， 所述相关性是所述铜焊接合长度与所述光量之间的关于所述多个频带中的每个频带的预先获取的相关性，并且 在计算所述局部样品中的每个局部样品的所述铜焊接合长度时，关于为所述多个频带中的任何一个频带的频带，在所述频带的所述相关性的基础上，根据从所述频带处的拍摄结果所识别出的光量来计算所述局部样品中的每个局部样品的所述铜焊接合长度。
【文档编号】G01B15/02GK105973175SQ201610134471
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】大平原亮介, 高根泽真, 濑川和哉, 中村英之, 原田茂, 佐藤文夫, 浅井知, 隅田晃生, 大高彻
【申请人】株式会社东芝