JP2021070061A - 金属接合部の構造的な完全性を試験する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】溶接部等の金属接合部の構造的な完全性を試験する方法を提供する。【解決手段】この方法は、溶接部（１２ａ，１２ｂ）にストレスを印加することと、溶接部にストレスを印加している間に、溶接部を含む回路の抵抗を測定することとを含む。溶接部の構造的な完全性は、測定された抵抗をベースライン抵抗と比較することによって判断される。抵抗は、４端子（４Ｔ）センシングまたは感知法（ｓｅｎｓｉｎｇ）を用いて測定することができ、測定された抵抗及びベースライン抵抗は、ストレスを受けた溶接部の測定された複素インピーダンスの実部、及び、ストレスを受けていない溶接部の測定された複素インピーダンスの実部からそれぞれ取得することができる。【選択図】図２

Description

溶接部の非破壊試験のための様々な技法が一般に知られている。それらの技法のそれぞれには、或る特定の欠点がある。例えば、目視検査（又は画像認識に基づく検査）は、高いスループット及び再現性を示すが、溶接部の内部に関する情報を与えない。目視検査は、溶接部がパッケージングによって覆い隠されないようにする必要がある。Ｘ線検査も、高スループットを可能にし、溶接部の内部を明らかにするが、高価な機器及び放射線遮蔽を必要とする。超音波検査は、プローブ又は走査ヘッドを関連のある全ての溶接部に直接適用する必要があり、これは、製品ごとに多数の小さいが個別の溶接部を検査する必要がある場合には、オートメーションすなわち自動化について果敢な挑戦が引き起こされる。同様に、渦電流検査も、局所的な直接接触が必要であり、かなりの機械的なオートメーションを必要とする。浸透探傷検査及び磁粉探傷検査も知られているが、これらは、作動媒体又は粒子の印加を必要とし、これは、一般に、バッテリ等の相対的に安価な製品の高スループットの製造にはあまりにも負担が大きい。

このように、溶接部を試験する既存の非破壊技法は、溶接部の内部にアクセスすることができないか、高価な機器を必要とするか、又は製造品ごとに複数の機械接点を必要とする。

本発明概念の１つの態様によれば、金属接合部の構造的な完全性または無傷であること（integrity）を試験する方法が提供される。この方法は、金属接合部にストレス（stress）を印加することと、金属接合部にストレスを印加している間に、金属接合部を含む回路の抵抗を測定することと、測定された抵抗とベースライン抵抗との間の差の大きさに従って金属接合部の構造的な完全性を判断することとを含む。

この金属接合部は、バッテリの溶接部等の溶接部とすることができる。

抵抗は、４端子（４Ｔ）センシングまたは感知法（sensing）を用いて測定することができ、測定された抵抗及びベースライン抵抗は、ストレスを受けた金属接合部の測定された複素インピーダンスの実部、及び、ストレスを受けていない金属接合部の測定された複素インピーダンスの実部からそれぞれ取得することができる。

ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気ストレスのうちの少なくとも１つとすることができる。ストレスは、金属接合部を流れるパルスＤＣ電流等の、金属接合部を流れる電流を駆動することによって印加することもできるし、機械的アクチュエータによって印加することもできる。

この方法は、金属接合部に印加されるストレスがない状態で金属接合部の抵抗を測定することによってベースライン抵抗を取得することを更に含むことができる。

本発明概念の別の態様によれば、金属接合部の構造的な完全性を試験するシステムが提供される。このシステムは、金属接合部にストレスを加えるように構成された刺激デバイスと、金属接合部が刺激デバイスによってストレスを加えられている間に金属接合部の抵抗を測定するように構成された抵抗測定デバイスと、試験オートメーションプラットフォームとを備える。試験オートメーションプラットフォームは、実行可能命令を記憶するメモリと、メモリから取り出された命令を実行するように構成されたプロセッサとを備え、これらの命令は、実行されると、測定された抵抗とベースライン抵抗との間の比較に基づいて金属接合部の構造的な完全性をプロセッサに判断させる。

刺激デバイス及び抵抗測定デバイスは、試験オートメーションプラットフォームの制御下で動作することができる。

抵抗測定デバイスは、金属接合部がストレスを受けている間に金属接合部の複素インピーダンスを測定するように構成することができるものであり、命令は、実行されると、測定されたインピーダンスの実数成分とベースライン抵抗との間の差をプロセッサに求めさせることができる。

ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気ストレスのうちの少なくとも１つとすることができる。刺激デバイスは、機械的ストレスを金属接合部に印加するように構成された機械的アクチュエータを含むこともできるし、金属接合部にわたってパルスＤＣ電流を印加するように構成された電流源を含むこともできる。

金属接合部は溶接部とすることができる。

本発明概念の別の態様によれば、金属接合部の構造的な完全性を試験する方法が提供される。この方法は、金属接合部の抵抗を測定して、金属接合部のベースラインインピーダンスを取得することと、金属接合部にストレスを印加することと、金属接合部にストレスを印加している間に金属接合部の抵抗を測定して、溶接部の有ストレス抵抗（stressed resistance）を取得することと、金属接合部のベースライン抵抗と金属接合部の有ストレス抵抗との間の試験された差を求めることと、試験された差を閾値と比較することとを含む。試験された差が閾値を越えているときは、試験結果は構造的な完全性の欠如であるとされる。

金属接合部は溶接部とすることができ、ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気ストレスのうちの少なくとも１つとすることができる。

本発明概念の上記態様及び特徴並びに他の態様及び特徴は、添付図面に関する以下の詳細な説明から容易に明らかになる。

試験される金属接合部を有する製造品の一例を構成するパウチセルバッテリの概略図である。 試験される金属接合部を有する製造品の一例を構成するパウチセルバッテリの概略図である。 一実施形態によるパウチセルバッテリの溶接部を試験する試験装置の概略図である。 図２のパウチセルバッテリの溶接部を試験する試験装置の回路図である。 別の実施形態によるパウチセルバッテリの溶接部を試験する試験装置の概略図である。 別の実施形態によるパウチセルバッテリの溶接部を試験する試験装置の概略図である。 一実施形態による金属接合部を試験する方法の説明において参照するフローチャートである。 別の実施形態による金属接合部を試験する方法の説明において参照するフローチャートである。 別の実施形態による金属接合部を試験する方法の説明の際に参照するフローチャートである。 ストレスを受けた金属接合部のインピーダンス測定値を示すグラフである。 代表的な実施形態による刺激及び測定機器に動作可能に結合された試験オートメーションプラットフォーム（ＴＡＰ：test automation platform）の簡略ブロック図である。

本発明概念の金属接合部の構造的な完全性を試験する方法及びシステムは、２つの電気接触しか確立することを要しないインピーダンス（又は抵抗）測定に基づく。これらの接触は、高度の再現性を必要としない。なぜならば、焦点は、絶対インピーダンス（又は抵抗）値ではなく、インピーダンス（又は抵抗）の誘起変化の観測に置かれているからである。これによって、接触を確立するのに必要とされる機械的なオートメーションに対する要求事項を削減することが可能になり、それによって、スループット及び再現性が向上するとともに、コストが削減される。

さらに、本発明概念の方法及びシステムは、金属接合部を、直接それらの電気特性に基づいて分類する。バッテリ製造及び接点の溶接に関して、最も関係するのは（例えば、機械的耐荷力ではなく）この特性である。これによって、視覚的均一性等の溶接部の他の側面を測定する既存の手法よりも直接的に、関連のある品質面の評価が可能になる。

以下の説明は、例として、パウチセルバッテリの溶接部の試験を提示する。しかしながら、本発明概念は、特定のタイプの被試験金属接合部（溶接部等）に決して限定されるものではなく、金属接合部を収容する製造品（バッテリ等）に決して限定されるものではない。例として、本発明概念に従って試験することができる他のタイプの金属接合部には、はんだ接合部及び鑞付け接合部が含まれる。

さらに、溶接接合部の場合には、本発明概念は、溶接プロセスのタイプによって限定されるものではない。例として、被試験溶接接合部を形成するのに用いられるプロセスは、ＭＩＧ−ガスメタルアーク溶接（ＧＭＡＷ：Gas Metal Arc Welding）、ＴＩＧ−ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ：Gas Tungsten Arc Welding）、Ｓｔｉｃｋ−シールドメタルアーク溶接（ＳＭＡＷ：Shielded Metal Arc Welding）、有心アーク溶接（ＦＣＡＷ：Flux-Cored Arc Welding）、エネルギービーム溶接（ＥＢＷ：Energy Beam Welding）、原子水素溶接（ＡＨＷ：Atomic Hydrogen Welding）、ガスタングステンアーク溶接、及びプラズマアーク溶接とすることができる。同様に、本発明概念は、溶接接合部のタイプによって限定されるものではない。例として、溶接接合部のタイプは、重ね接合部、突き合わせ接合部、コーナ接合部、Ｔ接合部及びエッジ接合部とすることができる。

図１Ａは、パウチセルバッテリ１００の上面概略図であり、図１Ｂは、図１Ａのパウチセルバッテリの部分切取側面図である。図１Ａ及び図１Ｂを併せて参照すると、パウチセルバッテリ１００は、外側のケーシング又はパウチ１０と、外部電極１１ａ及び１１ｂとを備える。パウチ１０内には、外部電極１１ａ及び１１ｂに電気的に接続された１つ以上のバッテリセル（図示せず）がある。この例では、バッテリセルは、内部電極フォイル１３を外部電極１１ａ及び１１ｂに溶接することによって外部電極１１ａ及び１１ｂに接続される。結果として生じる溶接部は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて参照符号１２ａ及び１２ｂとして示されている。図１Ｂに最も良く見られるように、溶接部１２ａ及び１２ｂは、パウチ１０内に封入され、したがって、肉眼にも画像認識カメラにも見えない。

次に、本発明概念の一実施形態による図１Ａ及び図１Ｂのパウチセルバッテリ１００の溶接部１２ａ及び１２ｂの構造的な完全性を試験する方法を、図２を参照して説明する。

本明細書に説明するこの実施形態及び他の実施形態は、「刺激」構成要素及び「読み出し」構成要素を含むが、術語による限定は意図していない。

刺激構成要素は、被試験金属接合部に或る擾乱（じょうらん）又はストレスを提供することによって特徴付けられる。例として、ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気的ストレスの形を取ることができる。機械的ストレスの一例は、機械的アクチュエータから金属接合部への圧縮力の印加である。他方、熱ストレスは、例えば、局所化された赤外線加熱又はレーザによって金属接合部に印加することができる。電気ストレスの一例は、金属接合部にわたって印加される相対的に強いＤＣ電流又は相対的に強いパルスＤＣ電流である。音響ストレスは、例えば、金属接合部内に振動を誘導する音波の形を取ることができる。

読み出し構成要素は、金属接合部が刺激構成要素のストレスを受けている間における、被試験金属接合部にわたる抵抗（又はインピーダンス）測定によって特徴付けられる。このストレス誘導抵抗測定値は、ストレスを受けていない間の金属接合部の抵抗を示すベースライン抵抗と比較される。ベースライン抵抗は、事前に求めておくこともできるし、ストレス誘導抵抗測定値と同時に求めることもできる。前述したように、焦点は、測定値そのものの絶対値ではなく、無ストレス状態（non-stressed state）から有ストレス状態への抵抗の変化にある。理論に束縛されることなく、本発明者らは、構造的な完全性が相対的に低い金属接合部が、ストレスを受けているとき、構造的な完全性がより高い金属接合部よりも大きな不安定性を示す、すなわち、抵抗又はインピーダンスのより大きな変動を示すものと仮定する。

図２の実施形態では、刺激構成要素は、配線電極１３ａ及び１３ｂを用いて外部電極１１ａ及び１１ｂにわたってパルスＤＣ電流を印加することによって実現される。非限定的な例として、パルスＤＣ電流は、１アンペア〜１００アンペアの範囲内（例えば、３０アンペア）の振幅と、１秒〜６０秒の範囲内（例えば、５秒）のパルス幅とを有することができる。

図２の実施形態の読み出し構成要素は、４端子（４Ｔ）センシングによって実現される。すなわち、図２に示すように、４Ｔセンシングは、電流輸送電極（current-carrying electrode）１４（フォース（force）として）及び電圧感知電極（voltage-sensing electrode）１５（センス（sense）として）の別々の対によって特徴付けられる。ただし、本発明概念は、インピーダンスの４Ｔセンシングに限定されるものではなく、他のインピーダンス又は抵抗の測定技法も採用することができる。

図３は、図２の試験構成の電気装置を表す回路図である。図３において、Ｚｃｅｌｌは、図２のパウチセルバッテリ１００内のセル及び接続のインピーダンスを示し、Ｒｗｅｌｄは、図２の溶接部１２ａ及び１２ｂの抵抗を示す。Ｒｗｅｌｄは、刺激の印加とともに変化することができる。

図３の参照符号１９は、ＤＣ電圧源１５と、スイッチ１６と、抵抗構成素子１７とを含むパルス電流源を示す。パルス電流源１９は、Ｒｗｅｌｄと、Ｚｃｅｌｌと、Ｒｗｅｌｄとを含む電気回路の両端にパルスＤＣ試験電流を印加するように動作可能である。

この電気装置（electrical set-up）は、パルスＤＣ電流源１６によって印加されるストレスに応答した溶接部のインピーダンスの変化を測定するように構成されている。測定される物理量はＲｗｅｌｄである。すなわち、溶接部インピーダンスの実部の方が、経験的に、虚部よりも高い診断妥当性を有する。したがって、バッテリセルの背景キャパシタンス及び背景インダクタンスが相殺されるようなインピーダンス測定用の測定周波数を選ぶことが望ましい場合がある。また、インピーダンス測定に用いられる周波数は、好ましくは、高速の測定を可能にすべきである。上記基準と組み合わせると、約１ｋＨｚの周波数が良好な選択であり得る。これとは別に、測定の信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を高めるために、刺激自体を変調することができる。

図３に示すように、４Ｔインピーダンス測定方法（4T impedance measuring method）は、フォースとしてＡＣ電流源２０を含み、センスとして位相反応電圧計（phase sensitive voltmeter）２１を含む。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明概念の別の実施形態の説明において参照する概略図である。ここでも、与えられた例は、パウチセルバッテリ１００内に収容された溶接部の試験に関するものであり、同様の参照符号は、図２及び図３に関して説明したものと同様の要素を示す。ただし、ここでは、刺激構成要素は、パウチセルバッテリ１００の溶接部に印加される機械的ストレスである。

上記実施形態と同様に、インピーダンス測定は４Ｔセンシングによって行われる。したがって、図４Ｂに示すように、その構成は、電流輸送電極１４（フォースとして）及び電圧感知電極１５（センスとして）の別々の対を含む。

本実施形態の刺激は、下向きの力又は圧縮力又は曲げ力又はトルク力を溶接部１２ａ及び１２ｂに印加する機械的アクチュエータ２３によって供給される。機械的アクチュエータが溶接部１２ａ及び１２ｂと係合しているとき、溶接部は有ストレス状態にあると考えられ、インピーダンス測定が４Ｔセンシングによって行われる。図２及び図３の実施形態において刺激として印加されるパルスＤＣ電流と同様に、機械的アクチュエータは、周期的に上下に移動され、パルス状機械的ストレスを印加することができる。

図５は、本発明概念の実施形態による金属接合部の構造的な完全性を試験する方法の説明において参照するフローチャートである。

最初に、ステップ５０１において、ストレスが金属接合部に印加される。前述したように、金属接合部は、例として、溶接接合部、はんだ接合部、又は鑞付け接合部とすることができ、ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気的ストレス等の様々な形を取ることができる。

次に、ステップ５０２において、金属接合部を含む導電性回路の抵抗が測定される。この回路は、金属接合部だけで作製することができる（すなわち、測定は、金属接合部にわたって直接行うことができる）。或いは、金属接合部を収容する製品又はパッケージの実用性が、その回路が他の構成要素を含むことを規定することができる。例えば、回路がＺｃｅｌｌを含む前述した図３を参照されたい。

ステップ５０３において、測定された抵抗がベースライン抵抗と比較され、両者の間の差ΔＲが求められる。ベースライン抵抗は、例えば、許容可能な構造的な完全性を有するように同様に構成されて許容可能な構造的な完全性を有することが分かっている無ストレス金属接合部の以前の抵抗測定値から導出することができる。或いは、ベースライン抵抗は、ストレスがない状態で被試験金属接合部の抵抗を測定することによって取得することができる。ベースライン抵抗と測定された抵抗との間の差が、所定の閾値ΔＲｔｈを越えている場合には、金属接合部は、欠陥（又は不十分な構造的な完全性）を有するとみなされる。この所定の閾値ΔＲｔｈは、許容可能な構造的な完全性を有するように同様に構成されて許容可能な構造的な完全性を有することが分かっている無ストレス金属接合部の以前の測定値と、ストレスを受けた同じ金属接合部の以前の抵抗測定値とから導出されたデータから求めることができる。

図６は、本発明概念の他の実施形態による金属接合部の構造的な完全性を試験する方法の説明において参照するフローチャートである。

最初に、ステップ６０１において、抵抗測定機器が、金属接合部にわたって電気的に接続される。前述したように、この接続は、金属接合部にわたって直接行うこともでき、あるいは、この接続は、他の構成要素と電気接触して金属接合部にわたって行うこともできる。

次に、ステップ６０２において、ステップ６０１において接続された機器を用いて、金属接合部にわたる抵抗が観測される。この測定は、接触の確立に成功したことを確認するとともに、その後の測定値と比較されるベースライン抵抗を取得するために行われる。

ステップ６０３において、１つ又は幾つかの外部刺激が、セル、特に検査対象の溶接部の極めて近くのセルの部分に印加される。前述したように、これらの刺激は、複数の形を取ることができる。例として、パルス電気電流、アクチュエータによる機械的ストレス、局所加熱（例えば、加熱素子、赤外線放射又はレーザによる）、及び、直接的な接触によるか又は空気を介しての超音波又は一般的には振動がある。

ステップ６０４において、ステップ６０１において接続された機器を用いて、有ストレス金属接合部にわたる抵抗が観測され、有ストレス抵抗が取得される。

ステップ６０５において、有ストレス抵抗とベースライン抵抗との間の差ΔＲが求められる。

次に、ステップ６０６において、差ΔＲが閾値差ΔＲｔｈを越えているか否かに関する判断がなされる。差ΔＲが閾値差ΔＲｔｈを越えている場合には、ステップ６０８において、金属接点は欠陥を有するとみなされる。そうでない場合には、ステップ６０７において、金属接点は欠陥を有しないとみなされる。この閾値差ΔＲｔｈは、許容可能な構造的な完全性を有するように同様に構成されて許容可能な構造的な完全性を有することが分かっている無ストレス金属接合部の以前の測定値と、ストレスを受けた同じ金属接合部の以前の抵抗測定値とから導出されたデータから求めることができる。

図７は、本発明概念の他の実施形態による金属接合部の構造的な完全性を試験する方法の説明において参照するフローチャートである。

最初に、ステップ７０１において、抵抗測定機器が、金属接合部にわたって電気的に接続される。前述したように、この接続は、金属接合部にわたって直接行うこともでき、あるいは、この接続は、他の構成要素と電気接触して金属接合部にわたって行うこともできる。

次に、ステップ７０２において、ステップ７０１において接続された機器を用いて、金属接合部にわたる抵抗が観測される。この測定は、接触の確立に成功したことを確認するとともに、その後の測定値と比較されるベースライン抵抗を取得するために行われる。

ステッ７０３において、１つ又は幾つかの外部刺激が、セル、特に検査対象の溶接部の極めて近くのセルの部分に印加される。前述したように、これらの刺激は、複数の形を取ることができる。例として、パルス電気電流、アクチュエータによる機械的ストレス、局所加熱（例えば、加熱素子、赤外線放射又はレーザによる）、及び、直接的な接触によるか又は空気を介しての超音波又は一般的には振動がある。

ステップ７０４において、ステップ７０１において接続された機器を用いて、有ストレス金属接合部にわたる抵抗が観測され、有ストレス抵抗が取得される。

図７の実施形態は、少なくとも部分的に、有ストレス抵抗の複数（Ｎ個）の測定値を取得することによって特徴付けられる。したがって、所与の「第ｎ」の測定値の数ｎが、第（Ｎ＋１）の測定値の数（Ｎ＋１）よりも小さい場合には、そのストレスは、ステップ７０５において一時的に除去され、ｎは、ステップ７０６においてｎ＋１になる。ステップ７０３において、ストレスが金属接合部に再度印加され、ステップ７０４において、有ストレス抵抗が観測され、別の有ストレス抵抗測定値が取得される。測定は、ｎ＝Ｎ＋１になるまでこの形式で継続され、したがって、Ｎ個の有ストレス抵抗測定値が取得される。

ステップ７０７において、Ｎ個の有ストレス抵抗測定値の統計的表現が求められる。この実施形態の例では、この統計的表現は、Ｎ個の有ストレス抵抗測定値の平均である。

ステップ７０８において、Ｎ個の有ストレス抵抗測定値の統計的表現（例えば、平均）とベースライン抵抗との間の差ΔＲが求められる。

次に、ステップ７０９において、差ΔＲが閾値差ΔＲｔｈを越えているか否かに関する判断がなされる。差ΔＲが閾値差ΔＲｔｈを越えている場合には、ステップ６０８において、金属接点は欠陥を有するとみなされる。そうでない場合には、ステップ６０７において、金属接点は欠陥を有しないとみなされる。この閾値差ΔＲｔｈは、許容可能な構造的な完全性を有するように同様に構成されて許容可能な構造的な完全性を有することが分かっている無ストレス金属接合部の以前の測定値と、ストレスを受けた同じ金属接合部の以前の抵抗測定値とから導出されたデータから求めることができる。

図８は、はんだ付けによって接触された金属片に対して行われた予備実験から導出されたインピーダンス及び抵抗の測定値のグラフである。この実験では、ＤＣ電流パルスの刺激を印加した。初めに、約１秒の最初のパルス持続時間中において、はんだ接合部の抵抗は９０＋マイクロオーム程度であった。次に、ねじ回しを用いて、はんだ接合部に意図的に損傷を与えると、抵抗が約１２０マイクロオームに増加した。損傷を受けた接合部は、ＤＣ電流パルスによってストレスを受けると、抵抗減少で応答することを容易に見て取ることができる。

図９は、代表的な実施形態による刺激及び測定機器１０００に動作可能に結合された試験オートメーションプラットフォーム（ＴＡＰ）９００の簡略ブロック図である。

ＴＡＰ９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、データベース９０３、試験モジュール９０４及びユーザインタフェース９０５を備える。試験オートメーションプラットフォーム９００は、通信バス９０６を用いて、刺激及び測定機器１０００を含む様々な構成要素と通信する。

プロセッサ９０１は、メモリ９０２に記憶された命令を試験モジュール９０４に従って実行することが可能な任意のハードウェアデバイスとすることができる。プロセッサ９０１は、これらの命令を実行して、本明細書において説明した方法の一部又は全てを実施することができる。加えて、例えば、複数セットのメモリ／プロセッサの組み合わせを必要とする分散形式で必ず実施される方法に対応するために、プロセッサ９０１を複数のデバイス間に分散させることができる。

プロセッサ９０１は、有形かつ非一時的であり、１つ以上のプロセッサを表す。用語「非一時的」は、本明細書において用いられるときは、状態の永久的な特性と解釈されるべきでなく、或る期間の間続く状態の特性と解釈されるべきである。用語「非一時的」は、搬送波若しくは信号、又は任意の時点に任意の場所に一時的にしか存在しない他の形態のものの特性等の一過性の特性を特に否定するものである。プロセッサは、製造物及び／又は機械的な構成要素である。ＴＡＰ９００のプロセッサ９０１は、本明細書における様々な実施形態において説明したような機能を遂行するソフトウェア命令を実行するように構成されている。プロセッサ９０１は、汎用プロセッサとすることもできるし、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）の一部とすることもできる。プロセッサ９０１は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサチップ、コントローラ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、状態機械、又はプログラマブルロジックデバイスとすることもできる（又はそれらを含むこともできる）。プロセッサ９０１は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）等のプログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ：programmable gate array）を含む論理回路、又は、離散ゲート及び／又はトランジスタロジックを含む別のタイプの回路とすることもできる（又はそれらを含むこともできる）。プロセッサ９０１は、中央処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ：graphics processing unit）、又はそれらの双方とすることができる。加えて、本明細書において説明したいずれのプロセッサも、複数のプロセッサ、並列プロセッサ、又はそれらの双方を含むことができる。複数のプロセッサは、単一のデバイス又は複数のデバイスに含めることもできるし、単一のデバイス又は複数のデバイスに結合することもできる。

メモリ９０２及びデータベース９０３は、例えば、キャッシュメモリ又はシステムメモリ等の様々なメモリを含むことができる。したがって、メモリ９０２及びデータベース９０３は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ：static random-access memory）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ：dynamic RAM）、フラッシュメモリ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ：read only memory）、又は他の同様のメモリデバイスを含むことができる。

メモリ９０２は、様々なモジュールを含むことができ、これらのモジュールのそれぞれは、ＴＡＰ８００の特定の機能に対応する一組の関連したプロセッサ実行可能命令を含む。

データベース９０３は、許容可能な構造的な完全性を有するように同様に構成されて許容可能な構造的な完全性を有することが分かっている無ストレス金属接合部の以前の測定値と、ストレスを受けた同じ金属接合部の以前の抵抗測定値とから導出されたデータを含む様々なタイプの金属接合部の測定された抵抗のライブラリを含むことができる。データベース９０３は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：random-access memory）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、又は同様の記憶媒体等の１つ以上の機械可読非一時的記憶媒体を含むことができる。様々な実施形態において、データベース９０３は、プロセッサ９０１によって実行される命令、又は、プロセッサ９０１が（単独で又はメモリ９０２及び試験モジュール９０４とともに）動作する際に用いることができるデータを記憶することができる。

試験モジュール９０４は、上記実施形態に従って金属接合部の試験を実行するとともに、測定データ及び結果を、データベース９０３に記憶し及び／又はユーザインタフェース９０５において表示するために受信するように刺激及び測定機器を制御する、プロセッサ９０１によって実行されるソフトウェアモジュールである。

ユーザインタフェース９０５は、ユーザとの通信を可能にする１つ以上のデバイスを含むことができる。ユーザインタフェース９０５は、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ：Graphical User Interface）と、アプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ：Application Programming Interface）とを備える。ＧＵＩは、ユーザがシステム構成及び設定のグラフィカル表現を介してＴＡＰ９００と相互に作用することを可能にする。ＡＰＩは、ユーザがプログラマブルコマンドセットを介してＴＡＰ９００と相互に作用することを可能にする。したがって、ＡＰＩは、ユーザが解決策を自身の環境に統合することを可能にするとともに、顧客固有の金属接合部のプロファイル及びライブラリの統合も可能にするプログラミングインタフェースを提供する。このインタフェースは、有線及び無線の双方の将来のプロトコル向けにシステムを拡張するのに用いることもできる。

本開示は例示的な実施形態を参照しているが、本教示の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び変形を行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、上記実施形態は限定ではなく例示であることが理解されるべきである。

Claims (10)

1. 金属接合部の構造的な完全性を試験するシステムであって、
   前記金属接合部にストレスを加えるように構成された刺激デバイスと、
   前記金属接合部が前記刺激デバイスによってストレスを加えられている間に前記金属接合部の抵抗を測定するように構成された抵抗測定デバイスと、
   実行可能命令を記憶するメモリ（９０２）と、前記メモリ（９０２）から取り出された前記命令を実行するように構成されたプロセッサ（９０１）とを備える試験オートメーションプラットフォーム（９００）と
   を備え、
   前記命令は、実行されると、前記測定された抵抗とベースライン抵抗との間の比較に基づいて前記金属接合部の構造的な完全性を前記プロセッサ（９０１）に判断させる、システム。
2. 前記刺激デバイス及び前記抵抗測定デバイスは、前記試験オートメーションプラットフォーム（９００）の制御下で動作する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記抵抗測定デバイスは、前記金属接合部がストレスを受けている間に前記金属接合部の複素インピーダンスを測定するように構成され、
   前記命令は、実行されると、前記測定されたインピーダンスの実数成分と前記ベースライン抵抗との間の差を前記プロセッサ（９０１）に求めさせる、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気ストレスのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のシステム。
5. 前記刺激デバイスは、機械的ストレスを前記金属接合部に印加するように構成された機械的アクチュエータ（２３）を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記刺激デバイスは、前記金属接合部にわたってパルスＤＣ電流を印加するように構成された電流源を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記金属接合部は溶接部である、請求項１に記載のシステム。
8. 金属接合部の構造的な完全性を試験する方法であって、
   前記金属接合部の抵抗を測定して、前記金属接合部のベースラインインピーダンスを取得することと、
   前記金属接合部にストレスを印加することと、
   前記金属接合部に前記ストレスを印加している間に前記金属接合部の抵抗を測定して、前記溶接部の有ストレス抵抗を取得することと、
   前記金属接合部の前記ベースライン抵抗と前記金属接合部の前記有ストレス抵抗との間の測定された差を求めることと、
   前記測定された差を閾値と比較することと
   を含み、
   前記測定された差が前記閾値を越えているときは、試験結果は構造的な完全性の欠如であるものとする、方法。
9. 前記金属接合部は溶接部である、請求項８に記載の方法。
10. 前記ストレスは、機械的ストレス、熱ストレス、音響ストレス及び電気ストレスのうちの少なくとも１つである、請求項８に記載の方法。
    

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