JPH04319778A - 無酸素銅のミクロポロシティー検出判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無酸素銅のミクロポロ
シティー（欠陥）検出判定方法に関し、特にミクロポロ
シティーの検出判定を定量的且つ自動的に行う方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】無酸素銅、特に電子管用無酸素銅は、含
有している酸素（Ｏ２　）や水素（Ｈ２　）が少なく、
さらにミクロポロシティー（欠陥）も少ないため、棒、
板条及び管の伸銅品として各種の高真空部品に使用され
ている。しかし、これらの高真空部品は、その材料に残
存する微量のＯ２　やＨ２　により、連続する数種のミ
クロポロシティーが無酸素銅の金属組織内に生じること
がある。

【０００３】このミクロポロシティーは、形態で分類す
ると、グレードの悪い連続性のものと比較的グレードの
良い単独性のものとがあり、また発生する位置で分類す
ると、結晶粒の粒界上に発生するものと粒内に発生する
ものとがある。このようなミクロポロシティーは、粒界
や粒内を貫いてスローリーク等の事故原因となる場合が
あるので、その発生状況を監視する必要がある。このた
め、ミクロポロシティーの形状、大きさ及び数量を計測
してグレード分類（クラス１〜５、ＡＳＴＭＦ６８）し
、その結果をもとに無酸素銅の品質のクラスを判定する
試験が行われている。この試験は、無酸素銅の品質を管
理する上で特に重要である。

【０００４】従来、上記のような試験を行う方法として
は、無酸素銅の材料端末から個々に採取した数多くの試
料の金属組織を顕微鏡で観察し、その観察結果をもとに
試料の合否を判定する方法があった。この方法は、顕微
鏡で試料の全断面を１００倍に拡大した像を肉眼で観察
し、クラス別の比較写真で判定するものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の顕微鏡肉眼観察による試験方法は、観察者の経験
と感に頼る視覚判定となり、判定精度が低く、非能率的
な試験であった。例えば、グレード分類がクラス２以上
の試料においては、ミクロポロシティーが占める１視野
当りの面積率は数十ｐｐｍ以下と極めて小さい。このた
め、クラス１と２との間等ではその差が微量であり、肉
眼観察ではその有意差を明確に判定することは不可能で
あった。

【０００６】また、前述のようにミクロポロシティーは
形態的にあるいは発生位置的に種々のものがあり、通常
はこれらのミクロポロシティーが観察視野内に混在して
いる。このような多種類のミクロポロシティーを正確に
識別するためには、観察者の経験と感を特に必要とした
。

【０００７】さらに、断面の大きな試料の場合には、観
察する必要のある視野数が数千視野にも達し、観察者の
視力の低下や精神的疲労を招き、安全衛生上問題があっ
た。

【０００８】従って、本発明の目的は、無酸素銅のミク
ロポロシティーの検出判定を精度良く且つ能率的に行え
るようにするとともに作業者の労力を低減するため、ミ
クロポロシティーの検出判定作業を定量的且つ自動的に
行うようにした無酸素銅のミクロポロシティー検出判定
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の無酸素銅のミク
ロポロシティーの検出判定方法は、顕微鏡により前記ミ
クロポロシティーの拡大像を得る工程、前記拡大像をテ
レビカメラで撮影してその画像データを得る工程、前記
画像データの画像処理を行って前記ミクロポロシティー
の形状、大きさ及び個数を判定する工程、前記ミクロポ
ロシティーの形状及び大きさから前記ミクロポロシティ
ーの特徴を数値化する工程、前記ミクロポロシティーの
特徴を数値化する工程で得られた数値に基づいて前記ミ
クロポロシティーを分類する工程、及び前記ミクロポロ
シティーを分類する工程において得られた分類結果と前
記ミクロポロシティーの大きさ及び個数とから前記無酸
素銅が所定の基準を満たしているか否かの合否を判定す
る工程とを含むようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明の無酸素銅のミクロポロシティーの検出
判定方法においては、顕微鏡により得られたミクロポロ
シティーの拡大像をテレビカメラで撮影し、その画像デ
ータを画像解析処理（マトリックス処理）し、前記ミク
ロポロシティーの形状、大きさ及び個数を定量的に判定
する。この場合、前述のようにミクロポロシティーは形
態や発生位置の相違で種々のものが存在するが、無酸素
銅の金属組織内の全ての位置（結晶粒界、研磨傷等）の
画像について画像解析を行い、粒内連続ポロシティー、
粒内単独ポロシティー、粒界連続ポロシティー及び粒界
単独ポロシティーの４種のミクロポロシティーに識別し
、これらのデータ処理を行うことにより、定量的な判定
が可能となる。そして、１視野当りのミクロポロシティ
ーの大きさや個数の管理基準値を設定することにより、
合否の自動判定を行うことができる。

【００１１】上記のように定量的な判定を行うことによ
り、例えばクラス１と２のミクロポロシティーの有意差
も明確化される。この結果、肉眼観察による人間の主観
的判断に頼る要素が無くなり、判定精度が大幅に向上す
る。また、上記のように肉眼観察による判断を行わない
ので、作業者は肉眼等の疲労から開放される。さらに、
オートフォーカス機能及びオートステージを備えた顕微
鏡やを試料搬出入装置を組み合わせて使用する場合には
、試験の無人化も可能となり、作業能率がさらに向上す
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１は、本発明の実施例の方法で使用する装置を示
すブロック図である。図において、搬出入ロボット１１
はロボット制御装置２２に制御され、無酸素銅である試
料１０を試料のストックヤードから搬出入する。試料１
０を載置する顕微鏡オートステージ１２は、オートステ
ージ制御装置２０によりＸＹ軸方向に駆動制御される。 試料形状検出用マクロＴＶカメラ１３は、試料１０の形
状及び大きさを計測する。試料高さ計測装置１４は、試
料の厚み分布を計測する。光学顕微鏡及びミクロＴＶカ
メラ１５は顕微鏡とＴＶカメラが一体となったもので、
試料１０の拡大像をＴＶ像として形成する。また、光学
顕微鏡部は、オートフォーカス制御装置２１により焦点
制御が行われる。画像解析装置１６は、試料位置検出用
マクロＴＶカメラ１３及び光学顕微鏡及びミクロＴＶカ
メラ１５から送られた画像データを解析する。パーソナ
ルコンピュータ１７は、試料高さ計測装置１４からのデ
ータに基づいてオートフォーカス制御装置２１に命令を
出すとともに、画像解析装置１６からの解析データをプ
リンタ１９に出力する。モニタＴＶ１８は、画像解析装
置１６の解析データを画面に表示する。

【００１３】次に、本実施例によるミクロポロシティー
の検出判定方法の詳細を説明する。まず、搬出入ロボッ
ト１１により、試料のストックヤードから試料１０を顕
微鏡オートステージ１２まで運び、顕微鏡オートステー
ジ１２上に試料１０を載置する。そして、オートステー
ジ制御装置２０により顕微鏡オートステージ１２の位置
を移動させ、試料１０が試料形状検出用マクロＴＶカメ
ラ１３の直下に来るようにする。

【００１４】次に、試料形状検出用マクロＴＶカメラ１
３により試料１０の全体像を撮影し、その画像データを
画像解析装置１６に送出する。画像解析装置１６は、試
料形状検出用マクロＴＶカメラ１３からの画像データを
解析し、試料１０の形状及び大きさを定量的に判定し、
光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１５の観察視野の座標
を設定するとともに走査位置を決定する。

【００１５】次に、試料１０が試料高さ計測装置１４の
直下に来るように、顕微鏡オートステージ１２を移動さ
せ、試料１０の厚み分布を試料高さ計測装置１４により
計測する。次に、今度は試料１０が光学顕微鏡及びミク
ロＴＶカメラ１５の対物レンズ直下に来るように顕微鏡
オートステージ１２を移動させる。

【００１６】次に、光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１
５により試料１０の組織観察を開始する。その際、光学
顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１５の視野の焦点は、オー
トフォーカース制御装置２１により自動的に合うように
制御される。また、オートステージ制御装置２０により
顕微鏡オートステージ１２の位置を制御することにより
、観察視野の位置をＸＹ軸方向に自由に走査できる。 光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１５の光学顕微鏡によ
り得られた金属組織の拡大像は、ミクロＴＶカメラによ
って撮影され、その画像データが画像解析装置１６へ送
出される。

【００１７】画像解析装置１６は、入力した画像データ
をディジタル化処理し、光学濃度のレベル差で表現する
。そして、ミクロポロシティーを所定の光学濃度レベル
で抽出した後、２値画像処理を行う。この処理結果に基
づいて、ミクロポロシティーを連続性のものと単独性の
ものとに抽出分離し、さらにその形態（連続性、単独性
）を識別する。また、ミクロポロシティーの直径、面積
及び個数も判定される。そのデータはパーソナルコンピ
ュータ１７に送出され、ここでデータ処理が行われ、試
料のクラス別の合否が判定される。処理されたデータは
、モニタＴＶ１０によって画面表示されるとともに、プ
リンタ１１によって記録される。

【００１８】ロボット制御装置２２は試料の合否の信号
を受け、その信号に基づいて搬出入ロボット１１を制御
する。搬出入ロボット１１は、顕微鏡オートステージ１
２から試料１０を取り出し、判定結果に基づいて合否別
の搬出シュートへ運搬する。

【００１９】なお、本実施例のように、搬出入ロボット
等の試料の自動供給装置を組み合わせてミクロポロシテ
ィーの検出判定を行うようにした場合には、無酸素銅組
織試験の完全無人化も図ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の無酸素銅の
ミクロポロシティー検出判定方法によると、ミクロポロ
シティーの検出判定作業を定量的に且つ自動的に行うこ
とができるので、ミクロポロシティーの検出判定を精度
良く且つ能率的に行うことができるとともに作業者の労
力が低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の方法に使用する装置を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０　　　　試料 １１　　　　搬出入ロボット １２　　　　顕微鏡オートステージ １３　　　　試料形状検出用マクロＴＶカメラ１４　　
　　試料高さ計測装置 １５　　　　光学顕微鏡及びミクロＴＶカメラ１６　　
　　画像解析装置 １７　　　　パーソナルコンピュータ １８　　　　モニタＴＶ １９　　　　プリンタ ２０　　　　オートステージ制御装置 ２１　　　　オートフォーカス制御装置２２　　　　ロ
ボット制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　無酸素銅のミクロポロシティーを検出
   判定する方法において、顕微鏡により前記ミクロポロシ
   ティーの拡大像を得る工程、前記拡大像をテレビカメラ
   で撮影してその画像データを得る工程、前記画像データ
   の画像処理を行って前記ミクロポロシティーの個数及び
   個々の前記ミクロポロシティーの形状及び大きさを定量
   的に判定する工程、前記ミクロポロシティーの形状及び
   大きさから前記ミクロポロシティーの特徴を数値化する
   工程、前記ミクロポロシティーの特徴を数値化する工程
   で得られた数値に基づいて前記ミクロポロシティーを分
   類する工程、及び前記ミクロポロシティーを分類する工
   程において得られた前記ミクロポロシティーの分類結果
   と前記ミクロポロシティーの大きさ及び個数とから前記
   無酸素銅が所定の基準を満たしているか否かの合否を判
   定する工程とを含むことを特徴とする無酸素銅のミクロ
   ポロシティー検出判定方法。