超聲波檢查裝置以及超聲波檢查方法
【專利摘要】適用于具備陣列型探針的超聲波檢查裝置，將工件的漏水大致限制于檢查面。超聲波檢查裝置(100)具備：使檢查面向下并保持工件(106)的工件支架(105)；用超聲波探觸工件(106)的陣列型探針(107)；在水中浸入陣列型探針(107)的水槽(109)；以使陣列型探針(107)與工件(106)檢查面的下方相對的方式保持的臂116)；以液面由于蓄積于水槽(109)中的水的表面張力而與工件(106)的檢查面接觸狀態(tài)，水平地掃描工件(106)的X軸方向掃描機構(gòu)(104A、104B)，水平地掃描陣列型探針(107)的Y軸方向掃描機構(gòu)(101)。
【專利說明】
超聲波檢查裝置以及超聲波檢查方法
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明涉及超聲波檢查裝置以及超聲波檢查方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波檢查裝置是向作為檢查對象的被檢體(以后，有記載為“工件”的情況。)照射超聲波、用超聲波探觸件(以后，有記載為“探針”的情況。)接收反射或透過的超聲波并圖像化的裝置。例如，在工件為電子儀器的情況下需要檢查微小的缺陷，在超聲波檢查裝置中就需要高的分辨能力。超聲波檢查裝置所使用的超聲波頻率高，就能夠得到高的分辨能力，其相反，可能會存在衰減變大、S/N比降低的可能性。水由于相比較于空氣高頻率的超聲波的衰減程度小，通常淹沒工件，在用水注滿探針前端與工件表面之間的狀態(tài)下進行超聲波檢查的情況多。并且，超聲波檢查裝置在使焦點與為工件內(nèi)部的觀察對象的界面重合，將探針前端與工件表面之間的距離(以后，存在記載為“水距離”的情況。)保持為規(guī)定值，并將使探針掃描而得到的結(jié)果圖像化。由此，能夠知道缺陷的位置.形狀.深度。
[0003]當電子儀器浸入水，則成為產(chǎn)生由腐蝕與金屬污染引起的不良的原因。因此，在現(xiàn)有的電子儀器的超聲波檢查中能夠進行抽樣檢查?？墒?，在車載用等的電子儀器中存在即使一件狀況不佳也會產(chǎn)生大的損失的情況。由于即使萬分之一也不會產(chǎn)生公司外的品質(zhì)不良，因此提高了全部檢查的必要性。即，在檢查這些重要的部件中需要極力避免滲入水、且高速地檢查。
[0004]超聲波探針大致具有配置單一的超聲波振動元件的單一型探針、多個超聲波振動元件列狀地配置的陣列型探針。單一型探針使用單一的超聲波振動元件進行超聲波的收發(fā)信號。陣列型探針用列狀配置的超聲波振動元件中的幾個連接的多個超聲波振動元件組收發(fā)一個超聲波脈沖射線的信息。
[0005]具備陣列型探針的超聲波檢查裝置向構(gòu)成這些多個超聲波振動元件組的各超聲波振動元件供給送波信號(勵振信號)。超聲波檢查裝置還用各超聲波振動件接收受波信號(反射波的接收信號)。超聲波檢查裝置向送波信號(勵振信號)與受波信號(反射波接收信號)給予規(guī)定時間的偏差(延遲類型)，作為所謂的相控陣而發(fā)揮動能。由此，超聲波檢查裝置聚集超聲波射線，能夠得到具有焦點的超聲波反射波。通過在正交于各超聲波振動元件的排列方向的方向上賦予曲率，即使在正交于排列方向的方向上也能聚集超聲波射線，能夠得到具有焦點的超聲波反射波。通過用陣列型探針電子化地使輸送超聲波脈沖射線的多個超聲波振動子組進行掃描，可實現(xiàn)高速測定。在檢查IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)和娃片那樣的大型工件的情況下，為了提高處理能力會使用陣列型探針。
[0006]并且，在作為工件檢查避水的電子儀器等的情況下，如專利文獻I的圖1所示，提出了在將檢查面向下的工件下方設置探針、從探針的周圍噴出水類型的局部浸水型探針。在專利文獻I的第8頁中記載了 “如圖1所示，向薄片的超聲波射線音響結(jié)合通過從接近轉(zhuǎn)換器的一個以上位置流出流體而維持的水或其他流體110種類而增強”(參考翻譯)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:美國專利第7661315號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明需要解決的課題
[0011 ]可是，專利文獻I中所表示的探針由于是超聲波放射面向水的放出口的上方突出的形狀，所以需要用規(guī)定的水壓形成水柱。尤其在從探針到超聲波放射面與檢查面的水距離長的情況下需要高的水壓。因此，在探針的水放出口的附近、水柱抵接于工件檢查面的位置上容易產(chǎn)生伴隨水壓的急劇變化的氣泡(氣蝕)。這樣的氣泡由于高頻超聲波的衰減大所以為檢查的障礙。
[0012]專利文獻I中所表示的方式只要形成細水柱即可，可適用于單一型探針，陣列型探針需要形成粗的水柱用寬闊的面積穩(wěn)定水壓分布并保持均勻，適用困難。
[0013]在一般的超聲波檢查裝置中以并不是工件的表面而檢查工件內(nèi)部的缺陷的目的而使用。因此，水距離一般以比探針的焦點距離短的狀態(tài)而使用，通過工件的材料與深度方向的構(gòu)造連結(jié)焦點的深度也不同。另外，在具備多層結(jié)構(gòu)的工件中，在欲詳細地評價各層中的缺陷的情況下需要改變水距離并進行多次檢查。因此，專利文獻I中所表示的方式對工件來說在所期望的深度上連結(jié)焦點困難。
[0014]另外，也提出了在使檢查面向上的工件上方設置探針、從探針的上方供給水的方式的局部水浸型探針。這種方式相比較于使工件完全浸入水中能夠使浸入的部分減少，但可能會產(chǎn)生水繞至檢查對象的側(cè)面與底面的一部分上。
[0015]因此，在本發(fā)明中課題為:適用于具備陣列型探針的超聲波檢查裝置及其超聲波檢查方法，可檢查多層結(jié)構(gòu)的工件、并大致將工件的漏水限定于檢查面。用于解決課題的方法
[0016]為了解決上述課題，第一發(fā)明的超聲波檢查裝置具備:使檢查面向下地保持被檢體的被檢體保持機構(gòu)；用超聲波探觸上述被檢體的陣列型探觸件;使上述陣列型探觸件浸入傳播超聲波的液體中的槽；以使上述陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面的下方相對的方式保持的探觸件保持機構(gòu)；以及以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸的狀態(tài)，水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的水平掃描機構(gòu)。
[0017]第二發(fā)明的超聲波檢查裝置具備:使檢查面向下地保持被檢體的被檢體保持機構(gòu)；用超聲波探觸上述被檢體的陣列型探觸件;使上述陣列型探觸件浸入傳播超聲波的液體中的槽；以使上述陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面的下方相對的方式與上述槽一起保持的探觸件保持機構(gòu)；以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸狀態(tài)，水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的水平掃描機構(gòu)；以及能夠使上述陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面之間的距離、以及浸入該陣列型探觸件的上述槽的上邊緣與上述被檢體的檢查面之間的距離分別獨立地變化的高度調(diào)整機構(gòu)。
[0018]第一發(fā)明的超聲波檢查方法執(zhí)行下述步驟:使檢查面向下地保持被檢體的步驟；向包圍被保持于上述被檢體的檢查面的下方的陣列型探觸件的槽中供給傳播超聲波的液體，通過表面張力使該液體的液面超過上述槽的上邊緣的步驟；以及以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸的狀態(tài)，水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的步驟。
[0019]第二發(fā)明的超聲波檢查方法，執(zhí)行下述步驟:使檢查面向下地保持被檢體的步驟；調(diào)整陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面之間的距離的步驟;向包圍被保持于上述被檢體的檢查面的下方的上述陣列型探觸件的槽中供給傳播超聲波的液體，通過表面張力使該液體的液面超過上述槽的上邊緣的步驟;以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸的狀態(tài)使焦點與想要進行檢查的層重合的步驟；以及水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的步驟。
[0020]關(guān)于其他方法，在用于實施發(fā)明的方式中進行說明。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，適用于具備陣列型探針的超聲波檢查裝置及其超聲波檢查方法，可檢查多層結(jié)構(gòu)的工件，并可將工件的漏水幾乎限定于檢查面。
【附圖說明】
[0023]圖1是表示第一實施方式中的超聲波檢查裝置的大致構(gòu)成圖。
[0024]圖2是表示第一實施方式中的陣列型探針附近的結(jié)構(gòu)與動作的圖。
[0025]圖3是表示第二實施方式中的超聲波檢查裝置的大致構(gòu)成圖。
[0026]圖4是表示第二實施方式中的陣列型探針附近的結(jié)構(gòu)與動作的放大圖。
[0027]圖5是表示第三實施方式中的超聲波檢查裝置的一部分的大致構(gòu)成圖。
[0028]圖6是表示第三實施方式中的陣列型探針附近的結(jié)構(gòu)與動作的放大圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照各附圖詳細說明用于實施本發(fā)明的方式。
[0030](第一實施方式)
[0031]圖1是表示第一實施方式中的超聲波檢查裝置100的大致結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]如圖1所示，超聲波檢查裝置100具備使檢查面向下地使工件106(被檢體)保持水平的工件支架105(被檢體保持機構(gòu))、使這些可在水平(X軸)方向上移動的X軸方向掃描機構(gòu)104A、104B(水平掃描機構(gòu))。超聲波檢查裝置100還具備臂116、固定該臂116的載物臺103、使載物臺103可移動的Y軸方向掃描機構(gòu)101以及Z軸方向掃描機構(gòu)102。
[0033]工件106為多層結(jié)構(gòu)，需要檢查相對于檢查面的所希望的深度。
[0034]臂116(探頭保持機構(gòu))在其上側(cè)保持陣列型探針107、其箱體108、水槽109。臂116以使陣列型探針107與工件106的檢查面的下方相對的方式保持陣列型探針107的箱體108。臂116在上部還具備連接器114。在連接器114上連接外部信號處理裝置的信號電纜115。信號電纜115是用于從陣列型探針107產(chǎn)生超聲波、或檢測從工件106反射并返回的超聲波的
目.ο
[0035]Y軸方向掃描機構(gòu)101 (水平掃描機構(gòu))通過在水平(Y軸)方向移動載物臺103而用陣列型探針107在水平(Y軸)方向上掃描工件106的檢查面。并且，水平掃描機構(gòu)不限定于第一實施方式，只要在水平方向上掃描工件106以及/或陣列型探針107即可。由此，水平掃描機構(gòu)相對于工件106的檢查面可使掃描陣列型探針107相對地進行掃描。
[0036]Z軸方向掃描機構(gòu)102通過在高度(Z軸)方向上移動載物臺103而使臂116上的水槽109以及陣列型探針107在高度方向上可動。Z軸方向掃描機構(gòu)102是調(diào)整相對于工件106的檢查面的陣列型探針107以及水槽109的相對高度的高度調(diào)整機構(gòu)之一。另外，Z軸方向掃描機構(gòu)102也在核對照射的超聲波的焦點時使用。
[0037]陣列型探針107(陣列型探觸件)以較長方向為Y軸方向的方式設置。在陣列型探針107及其箱體108的周圍設置水槽109(槽)。水槽109儲存水并使陣列型探針107及其箱體108浸入水中。通過儲存于水槽109中的水的表面張力，水面與工件106的檢查面接觸。由此，由于在檢查面與陣列型探針107之間用水填滿，陣列型探針107可用超聲波探觸工件106。并且，填滿檢查面與陣列型探針107之間的不限于水，只要是可傳播超聲波的液體即可。
[0038]為了用水可靠地將檢查面與陣列型探針107之間填滿，水槽109的邊緣可以比陣列型探針107的外緣寬5mm以上。在水槽109的側(cè)面設置供水口 110、與供水口 110連接的供水管道111。在供水管道111上連接向水槽109供水的栗130。該栗130供給積攢于水槽109中的水117的液面不起伏程度的水量。栗130可以進行流量控制?？墒?，不限于此，可以通過為供給預定流量的栗與可進行流量控制的閥以及分支配管的裝配體的流量控制機構(gòu)，供給水槽109的液面不起伏程度的水量。
[0039]水槽109被調(diào)整螺栓131A、131B、131C支撐，在陣列型探針107的箱體108上以無間隙、順暢地上下移動的程度的嵌合安裝。調(diào)整螺栓131A、131B、131C由于不參與陣列型探針107的固定與位置的調(diào)整，所以，能夠使水槽109的上邊緣的調(diào)平以及高度調(diào)整與陣列型探針107的高度調(diào)整以及調(diào)平獨立進行。這些調(diào)整螺栓131A、131B、131C分別連接于調(diào)整旋鈕113A、113B以及未圖示的調(diào)整旋鈕。通過使調(diào)整旋鈕113A、113B以及未圖示的調(diào)整旋鈕的調(diào)整量為相同的量，能夠進行水槽109的上邊緣的高度調(diào)整。還能以通過分別微量地改變調(diào)整旋鈕113A、113B以及調(diào)整旋鈕13C(參照圖2)的調(diào)整量，積攢于水槽109中的水117的表面相對于檢查面大致平行的方式微調(diào)。
[0040]如上述，該水槽109在陣列型探針107的箱體108上以無間隙且順暢地上下移動的程度的嵌合安裝。因此，水不會從水槽109與箱體108之間極端泄漏。并且，水槽109與箱體108之間可以根據(jù)需要用O型圈等密封。調(diào)整螺栓131A、131B、131C與調(diào)整旋鈕113A、113B以及調(diào)整旋鈕113C(參照圖2)是調(diào)整相對于工件106的檢查面的水槽109的相對高度的高度調(diào)整機構(gòu)之一。
[0041]在使用陣列型探針107進行檢查時需要以陣列型探針107的長度方向與工件106的檢查面大致平行的方式設置陣列型探針107。陣列型探針107(箱體108)的長度方向的傾斜(傾斜量)可通過固定螺栓112A、112B調(diào)整。
[0042]固定螺栓112A、112B將保持陣列型探針107的臂116固定于載物臺103上。這些固定螺栓112A、112B穿過長孔。
[0043]將臂116固定于載物臺103的位置能通過調(diào)整停止固定螺栓112A、112B的長孔的位置來調(diào)整。因此，能調(diào)整陣列型探針107的傾斜量，進行與工件106的檢查面的調(diào)平。即，固定螺栓112A、112B是調(diào)整陣列型探針107的傾斜量的傾斜量調(diào)整機構(gòu)。
[0044]第一實施方式中的超聲波檢查裝置100如以下那樣進行檢查。
[0045]如圖1所示，檢查者首先在工件支架105上裝載使檢查面水平且向下的工件106。此時，根據(jù)需要進行夾緊。第一實施方式的夾緊方法是通過在下邊支撐工件106而在工件保持裝置105上機械性地停止工件106的方法。作為其他方法，考慮真空吸附工件106的上面而保持的方法、從工件106的側(cè)面推壓摩擦系數(shù)高的材料并保持的方法等。由此，工件106的檢查面水平向下。
[0046]檢查者其次使用X軸方向掃描機構(gòu)104A、104B以及Y軸方向掃描機構(gòu)101，使陣列型探針107向工件106的檢查面(檢查區(qū)域)下移動。
[0047]其次，通過栗130并通過供水管道111與供水口 110向水槽109供水，等待至水117從水槽109的上邊緣溢出。由此，通過水的表面張力能夠使液面超過水槽109的上邊緣。由栗130供給的供水量為水面不起伏視為大致靜水面的程度。用于防止由陣列型探針107產(chǎn)生的超聲波因水面起伏而產(chǎn)生的氣泡而被反射。
[0048]圖2是表示第一實施方式中的陣列型探針107附近的結(jié)構(gòu)與動作的放大圖，水117從水槽109的邊緣溢出。
[0049]如圖2所示，水117因表面張力水面僅高出水槽109的上邊緣高度h。
[0050]以此狀態(tài)使用Z軸方向掃描機構(gòu)102，抬起陣列型探針107以及水槽109直至水117的液面觸及檢查面。此時，如果出現(xiàn)水槽109的上邊緣位置過高、或者傾斜而與工件106的檢查面碰撞的情況，則使用調(diào)整旋鈕113A、113B、113C調(diào)整傾斜量。由此，可實現(xiàn)水槽109的上邊緣的高度調(diào)整(距離調(diào)整)以及調(diào)平。
[0051]如圖2所示，信號電纜115穿過臂116的內(nèi)部，與陣列型探針107電力化連接。信號電纜115穿過臂116的內(nèi)部，通過用鉚接等埋在陣列型探針107與箱體108之間以及箱體108與臂116之間，防止由水泄漏而引起的短路。
[0052]以下，再次參照圖1，說明檢查方法。
[0053]檢查者由連接于信號電纜115的陣列型探針107產(chǎn)生超聲波，使焦點與工件106的檢查面重合。在使超聲波的焦點重合時使用Z軸方向掃描機構(gòu)102。此時，還為了不會出現(xiàn)水槽109的上邊緣碰撞工件、水117的表面從檢查面脫離的現(xiàn)象，配合Z軸方向掃描機構(gòu)102的動作地適當使用調(diào)整旋鈕113六、1138、113(:調(diào)整水槽109的高度。通過以用工件106的檢查面反射的反射波信號返回時間在陣列型探針107的長度方向上均勻的方式調(diào)整固定螺栓112A、112B，進行相對于工件106的檢查面的陣列型探針107的調(diào)平。由此，陣列型探針107可用超聲波探觸與工件106的檢查面平行的面。
[0054]然后，檢查者使用Z軸方向掃描機構(gòu)102使陣列型探針107的焦點與想要進行工件106的檢查所希望的深度重合。此時，檢查者為了水槽109的上邊緣不與工件碰撞、水117的表面不從檢查面離開，也配合Z軸方向掃描機構(gòu)102的動作，使用調(diào)整旋鈕113A、113B、113C適當?shù)卣{(diào)整水槽109的高度。而且，以水槽109的邊緣與檢查面之間為高度H的方式使用調(diào)整旋鈕113六、1138、113(:進行水槽109的高度調(diào)整(距離調(diào)整)與調(diào)平。由此，超聲波檢查裝置100能夠檢查距工件106的檢查面所期望的深度的層。
[0055]如圖2所示，相對于水槽109的上邊緣的工件106的檢查面的高度H為因表面張力水面從水槽109的上邊緣凸出的高度h以下。由此，以視為不會使水面起伏幾乎為靜水面的狀態(tài)能夠使水117的液面接觸于檢查面，能夠抑制氣泡的產(chǎn)生。在此，高度H設定為超過0mm、且2mm以下。在到此的作業(yè)中，陣列型探針107以及水槽109的調(diào)整完成。
[0056]并且，水槽109的上邊緣的與檢查面相對的面為了使因表面張力水面從水槽109的上邊緣凸出的高度h變大，所以優(yōu)選使用相對于水的浸透性差的材料或以浸透性變差的方式進行了表面加工的材料。
[0057]其次，超聲波檢查裝置100使陣列型探針107移動至起點，開始掃描。
[0058]最初，X軸方向掃描機構(gòu)104A、104B通過水平地在X方向輸送工件106，在X方向上掃描。X軸方向掃描機構(gòu)104A、104B (水平掃描機構(gòu))以通過積攢于水槽109中的水的表面張力液面接觸于工件106的檢查面的狀態(tài)在水平(X軸)方向上掃描工件106。
[0059]如果完成X方向的I線性掃描，Y軸方向掃描機構(gòu)101以陣列型探針107的長度方向的長度輸送該陣列型探針107 ^軸方向掃描機構(gòu)101 (水平掃描機構(gòu))以通過積攢于水槽109中的水的表面張力液面接觸于工件106的狀態(tài)，在水平(Y軸)方向上輸送工件106。
[0060]其次，X軸方向掃描機構(gòu)104A、104B與正前面的X方向的掃描為相反方向且水平地輸送工件106 ο X軸方向掃描機構(gòu)104A、104B (水平掃描機構(gòu))以通過積攢于水槽109中的水的表面張力液面接觸于工件106的檢查面的狀態(tài)，在水平方向上掃描工件106。
[0061]超聲波檢查裝置100重復這些掃描順序，掃描檢查區(qū)域。完成掃描檢查區(qū)域之后，根據(jù)需要按照上述順序使焦點與工件106的其他深度的層重合，再次進行檢查。由此，超聲波檢查裝置100可檢查多層結(jié)構(gòu)的工件106。
[0062]由Y軸方向掃描機構(gòu)101進行的陣列型探針107的掃描速度以在工件106的檢查面與水槽109之間不進入空氣的程度慢慢進行。由此，防止向檢查面的氣泡浸入，在由陣列型探針107進行的超聲波的照射與接收中不產(chǎn)生故障。
[0063](第二實施方式)
[0064]第二實施方式是在陣列型探針107的掃描方向前后設置薄片狀的氣流產(chǎn)生裝置，向接觸水并浸潤的檢查面吹氣流，一邊干燥一邊進行掃描。由此，還能防止由工件106浸入水而產(chǎn)生的弊端。
[0065]圖3是表示第二實施方式中的超聲波檢查裝置100A的大致構(gòu)成圖。在與圖1所示的第一實施方式中的超聲波檢查裝置100相同的要素標注相同的符號。
[0066]如圖3所示，第二實施方式中的超聲波檢查裝置100A不但設置與第一實施方式中的超聲波檢查裝置100相同的結(jié)構(gòu)，還設置吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B(氣流產(chǎn)生裝置)。
[0067]吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B(氣流產(chǎn)生裝置)在陣列型探針107的短邊方向前后與陣列型探針107平行設置。吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B在從水槽109遠離的方向上產(chǎn)生薄片狀的氣流。該薄片狀的氣流存在被稱為吹拂器的情況。
[0068]在吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B中，通過氣體配管供給干燥空氣與干燥氮氣等0.1[MPa ]以上的高壓氣體。吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B從狹縫中的間隙薄片狀地吹出高壓氣體。
[0069]超聲波檢查裝置100A在陣列型探針107通過后通過吹拂器吹走殘留于工件106的檢查面上的水。由此，可以更進一步地防止由工件106浸入水中而引起的弊端。吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B具備加熱部，可以作為溫風吹出薄片狀的氣流。通過溫風的吹拂器能夠增加干燥效果。
[0070]圖4是表示第二實施方式中的陣列型探針107附近的結(jié)構(gòu)與動作的放大圖。在與圖2所示的第一實施方式相同的要素標注相同的符號。
[0071]圖4所示的例子是從圖中的左向右掃描工件106的情況，表示通過吹拂器氣流121B吹走殘留于工件106的檢查面上的水滴的狀態(tài)。
[0072]吹拂器產(chǎn)生裝置118A具備高壓氣體供給口120A。在高壓氣體供給口 120A上連接高壓氣體配管119A。高壓氣體通過高壓氣體配管119A從高壓氣體供給口 120A向吹拂器產(chǎn)生裝置118A供給，作為吹拂器氣流121A向左斜上方薄片狀地噴出。
[0073]吹拂器產(chǎn)生裝置118B也相同，具備高壓氣體供給口120B。在高壓氣體供給口 120B上連接高壓氣體配管119B。高壓氣體通過高壓氣體配管119B從高壓氣體供給口 120B向吹拂器產(chǎn)生裝置118B供給，作為吹拂器氣流121B向右斜上方薄片狀地噴出。
[0074]吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B的狹縫上的間隙形成于相對于檢查面從水槽109遠離的斜方向上。由此，薄片狀的氣流(吹拂器)向檢查面吹出而將殘留于工件106的檢查面上的水吹走的同時，在從水槽109遠離的方向上向斜方向吹出。由此，水槽109的水面能夠沒有起伏地保持穩(wěn)定。
[0075]薄片狀的氣流(吹拂器)在垂直、在靠近水槽109的方向上向斜方向吹出時，噴到水槽109中的水，使其水面起伏不穩(wěn)定，存在產(chǎn)生氣泡的可能性。
[0076]并且，超聲波檢查裝置100A可以根據(jù)工件106的掃描方向使吹拂器產(chǎn)生裝置118A、118B動作。超聲波檢查裝置100A在從圖中的右向左掃描工件106的情況下，使吹拂器產(chǎn)生裝置118A動作，噴出吹拂器氣流121A。超聲波檢查裝置100A在從圖中的左向右掃描工件106的情況下，使吹拂器產(chǎn)生裝置118B動作，噴出吹拂器氣流12IB。由此，在削減高壓氣體的消費量的同時，水槽109的水面能夠更加地不起伏且保持穩(wěn)定。
[0077](第三實施方式)
[0078]第三實施方式中的超聲波檢查裝置100B與第一實施方式不同，固定工件106，可在XYZ軸上移動陣列型探針107。第三實施方式中的超聲波檢查裝置的優(yōu)點是由于固定工件106而能夠使超聲波檢查裝置的設置空間變小。
[0079]圖5是表示第三實施方式中的超聲波檢查裝置100B的一部分的概要結(jié)構(gòu)圖。與圖1所示的第一實施方式中的超聲波檢查裝置100相同的要素標注相同的符號。
[0080]在第三實施方式中的超聲波檢查裝置100B中，陣列型探針107、箱體108被水槽109所包圍。在水槽109的下面有底座240。底座240是接受從水槽109溢出的水的裝置。在底座240上連接排水用的排水管道241。水槽109被調(diào)整螺栓131A、131B、131C支撐，在陣列型探針107的箱體108上以無間隙且順暢地在上下方向上移動的程度的嵌合安裝。另外，陣列型探針107的箱體108貫穿底座240固定于底座固定臺242上。底座240與陣列型探針107的箱體108的間隙用密封劑等密封，不會漏水。
[0081 ]底座240設置于底座固定臺242上。底座固定臺242設置于二軸測角載物臺205上。二軸測角載物臺205是用于調(diào)整陣列型探針107的XY軸方向上的傾斜度的裝置。
[0082]二軸測角載物臺205通過Z軸方向掃描機構(gòu)202可在Z軸方向上移動。二軸測角載物臺205通過X軸方向掃描機構(gòu)204可在X軸方向上移動。二軸測角載物臺205通過Y軸方向掃描機構(gòu)201還可在Y軸方向上移動。如此，第三實施方式中的超聲波檢查裝置100B由于能夠使陣列型探針107在XYZ軸方向上掃描，因此能固定工件106(未圖示)，能夠使超聲波檢查裝置100B的平面投影面積變小。由于固定工件106并用超聲波探觸，因此超聲波檢查裝置100B減少工件106的振動而可以獲得更精密的超聲波影像。
[0083]圖6是表示第三實施方式中的陣列型探針107附近的結(jié)構(gòu)與動作的放大圖。
[0084]由供水管道111供給的水從水槽109溢出，被接收于底座240中而成為排水245。排水245通過排水管道241排出。通過為這樣的結(jié)構(gòu)，X軸方向掃描機構(gòu)204.Y軸方向掃描機構(gòu)201.Z軸方向掃描機構(gòu)202不會浸漬水。
[0085]并且，排水管道241排出的水可以在栗130中環(huán)流而循環(huán)。由此，可以削減水的使用量。
[0086]水槽109的高度以及調(diào)平通過調(diào)整旋鈕113A、113B以及設置于朝向陣列型探針107側(cè)的調(diào)整旋鈕113C，能夠與陣列型探針107的高度以及調(diào)平獨立進行。調(diào)整旋鈕113A與調(diào)整螺栓131A通過密封軸承132A連接。調(diào)整旋鈕113B與調(diào)整螺栓131B通過密封軸承132B連接。調(diào)整旋鈕113C與調(diào)整螺栓131C通過密封軸承132C連接。密封軸承132A、132B、132C以防止從底座240漏水的目的而設置。通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整旋鈕113々、1138、113(:，水槽109沿陣列型探針107的外邊緣上下。
[0087]由供水管道111供給的水通過供水口110向水槽109供給。從水槽109的上邊緣溢出的水在底座240中作為排水245而積存。該排水245通過排水口 244與排水管道241向外部排出。
[0088]第三實施方式中的超聲波檢查裝置100B具備真空吸附機構(gòu)250。真空吸附機構(gòu)250具備O型圈251，通過從工件106檢查面的相反面的真空吸附而固定工件106。真空吸附方式相比較于機械式地固定工件106的方式，能夠使水槽109以及陣列型探針107更加靠近檢查面。
[0089]第三實施方式中的超聲波檢查裝置100B如以下進行檢查。
[0090]如圖6所示，檢查者首先使用真空吸附機構(gòu)250進行將檢查面向下的工件106的夾緊。作為其他方法，考慮真空吸附工件106上面而保持的方法與從工件106的側(cè)面推壓摩擦系數(shù)高的材料而保持的方法等。由此，工件106的檢查面水平且向下。
[0091]檢查者其次使用X軸方向掃描機構(gòu)204以及Y軸方向掃描機構(gòu)201，將陣列型探針107移動至工件106的檢查面(檢查區(qū)域)的下面。
[0092 ] 其次，由栗130通過供水管道111與供水口 110向水槽109供水，等待至從水槽109的上邊緣溢出水117。由此，通過水的表面張力能夠使液面超過水槽109的上邊緣。由栗130提供的供水量為水面不起伏、視為大致為靜水面的程度。用于防止由陣列型探針107產(chǎn)生的超聲波因水面起伏而產(chǎn)生的氣泡而被反射的情況。
[0093]圖6是表示第三實施方式中的陣列型探針107附近的結(jié)構(gòu)與動作的放大圖，水117從水槽109的邊緣溢出。
[0094]如圖6所示，水117因表面張力水面僅高出水槽109的上邊高度h。
[0095]在此狀態(tài)下，在使用Z軸方向掃描機構(gòu)202提起陣列型探針107以及水槽109直至水117的液面接觸于檢查面。此時，如果水槽109的上邊緣的位置過高、傾斜而碰到工件106的檢查面，則使用調(diào)整旋鈕113A、113B、113C調(diào)整相對于檢查面的水槽109的距離(高度)以及傾斜度。由此，可進行水槽109的上邊緣的高度調(diào)整以及調(diào)平。
[0096]如圖6所示，信號電纜115電力化連接于陣列型探針107。信號電纜115通過底座固定臺242的內(nèi)部等，不干涉X軸方向掃描機構(gòu)204、Y軸方向掃描機構(gòu)201、Z軸方向掃描機構(gòu)202、二軸測角載物臺205的動作。從水槽109的上邊緣溢出的水被底座240所接收。通過用鉚接等埋在陣列型探針107與箱體108之間、以及箱體108與底座固定臺242之間，防止由積存的水而導致的短路。
[0097]以下，參照圖5以及圖6說明檢查方法。
[0098]檢查者由連接于信號電纜115的陣列型探針107產(chǎn)生超聲波，使焦點與工件106的檢查面重合。在使焦點重合時使用Z軸方向掃描機構(gòu)202進行。此時，為了不出現(xiàn)水槽109的上邊緣碰到工件106、水117的表面從檢查面脫離的情況，配合Z軸方向掃描機構(gòu)202的動作適當?shù)厥褂谜{(diào)整旋鈕113A、113B、113C調(diào)整水槽109的高度。以由工件106的檢查面反射的反射信號返回的時間在陣列型探針107的長度方向上為恒定的方式調(diào)整二軸測角載物臺205，進行相對于工件106的檢查面的陣列型探針107的調(diào)平。由此，陣列型探針107可用超聲波探觸與工件106的檢查面平行的面。
[0099]然后，檢查者使用Z軸方向掃描機構(gòu)202使陣列型探針107的焦點與想要進行工件106檢查的所希望的深度重合。此時也為了不會出現(xiàn)水槽109的上邊緣碰撞工件106、水117的表面從檢查面脫離的情況，配合Z軸方向掃描機構(gòu)202的動作適當?shù)厥褂谜{(diào)整旋鈕113A、113B、113C調(diào)整水槽109的高度。而且，以水槽109的邊緣與檢查面之間為高度H的方式，使用調(diào)整旋鈕113々、1138、113(:進行水槽109的高度調(diào)整與調(diào)平。由此，超聲波檢查裝置1008能夠檢查距離工件106的檢查面所希望的深度的層。
[0100]如圖6所示，相對于水槽109的上邊緣的工件106的檢查面的高度H為因表面張力水面從水槽109的上邊緣鼓出的高度h以下。由此，以視為不會使水面起伏幾乎為靜水面的狀態(tài)，能夠使水117的液面接觸于檢查面，能夠抑制氣泡的產(chǎn)生。在此，將高度H設定為超過Omm且2_以下。至此的作業(yè)中，陣列型探針107以及水槽109的調(diào)整完成。
[0101]并且，水槽109的上邊緣的與檢查面相對的面為了使因表面張力水面從水槽109的上邊緣鼓出的高度h變大，優(yōu)選使用相對于水的浸潤性差的材料或以浸潤性變差差的方式進行了表面加工的材料。
[0102]其次，超聲波檢查裝置100B將陣列型探針107移動至起點，開始掃描。
[0103]最初，X軸方向掃描機構(gòu)204通過在X方向上輸送陣列型探針107，在X方向上掃描。X軸方向掃描機構(gòu)204(水平掃描機構(gòu))以液面由于蓄積于水槽109中的水的表面張力而與工件106的檢查面接觸的狀態(tài)，在水平(X軸)方向上掃描陣列型探針107。
[0104]如果完成X方向上的一線量掃描，Y軸方向掃描機構(gòu)201以陣列型探針107的長邊方向的長度輸送該陣列型探針107。￥軸方向掃描機構(gòu)201(水平掃描機構(gòu))以液面由于蓄積于水槽109中的水的表面張力而與工件106的檢查面接觸的狀態(tài)，在水平(Y軸)方向上輸送工件 106。
[0105]其次，X軸方向掃描機構(gòu)204在與正前方的X方向的掃描相反的方向上輸送陣列型探針107。X軸方向掃描機構(gòu)204 (水平掃描機構(gòu))以液面由于蓄積于水槽109中的水的表面張力而與工件106的檢查面的狀態(tài)，在水平方向上掃描陣列型探針107。
[0106]超聲波檢查裝置100B重復這些掃描步驟，掃描檢查區(qū)域。完成掃描檢查區(qū)域之后，根據(jù)需要按照上述步驟使焦點與工件106的其他深度的層上重合而進行檢查。由此，超聲波檢查裝置100B可檢查多層結(jié)構(gòu)的工件106。
[0107]由X軸方向掃描機構(gòu)204以及Y軸方向掃描機構(gòu)201進行的陣列型探針107的掃描速度慢，為不會因慣性而溢出水致使空氣進入工件106的檢查面與水槽109之間的程度，以順暢地加減速的方式控制。由此，防止向檢查面的氣泡侵入，在由陣列型探針107進行的超聲波的照射與收信中不會產(chǎn)生故障。
[0108](變形例)
[0109]本發(fā)明未限定于上述實施方式，包含多種變形例。例如，上述實施方式是為了容易理解地說明本發(fā)明而詳細說明，未必具備所說明的全部結(jié)構(gòu)?？梢詫⒛硨嵤┓绞浇Y(jié)構(gòu)中的一部分置換為其他實施方式中的結(jié)構(gòu)，也可以在某實施方式的結(jié)構(gòu)中增加其他實施方式中的結(jié)構(gòu)。另外，關(guān)于各實施方式結(jié)構(gòu)中的一部分還可以進行其他結(jié)構(gòu)的追加.刪除.置換。
[0110]在各實施方式中，控制線與數(shù)據(jù)線表示為需要說明的部分，產(chǎn)品上未必表示全部的控制線與數(shù)據(jù)線。實際上可以考慮幾乎所有的結(jié)構(gòu)相互連接。
[0111]符號說明
[0112]100、100A、100B—超聲波檢查裝置，101、201 — Y軸方向掃描機構(gòu)(水平掃描機構(gòu))，102、202—Z軸方向掃描機構(gòu)(高度調(diào)整機構(gòu)，距離調(diào)整機構(gòu))，103—載物臺(接觸件保持機構(gòu))，104A、104B、204—X軸方向掃描機構(gòu)(水平掃描機構(gòu))，105—工件支架(被檢體保持機構(gòu))，106—工件(被檢體)，107—陣列型探針(陣列型探觸件)，108—箱體，109—水槽(槽)，111一供水管道，112A、112B—固定螺栓(傾斜量調(diào)整機構(gòu))，113A、113B、113C—調(diào)整旋鈕(水槽的傾斜.高度調(diào)整機構(gòu)，距離調(diào)整機構(gòu))，114一連接器，115—信號電纜，116—臂(探觸件保持機構(gòu))，117—水，118A、118B—吹拂器產(chǎn)生裝置(氣流產(chǎn)生裝置)，119A、119B—高壓氣體配管，120A、120B—高壓氣體供給口，121A、121B—吹拂器氣流，130—栗，131A、131B、131C—調(diào)整螺栓(水槽的傾斜量.高度調(diào)整機構(gòu))，132々、1328、132(:—密封軸承，205—二軸測角載物臺(探觸件保持機構(gòu))，240—底座，241—排水管道，242—底座固定臺，250—真空吸附機構(gòu)。
【主權(quán)項】
1.一種超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備: 使檢查面向下地保持被檢體的被檢體保持機構(gòu)； 用超聲波探觸上述被檢體的陣列型探觸件； 使上述陣列型探觸件浸入傳播超聲波的液體中的槽； 以使上述陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面的下方相對的方式保持的探觸件保持機構(gòu)；以及 以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸的狀態(tài)，水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的水平掃描機構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備: 調(diào)整上述槽相對于上述被檢體的相對高度的高度調(diào)整機構(gòu)；以及 調(diào)整上述陣列型探觸件的傾斜量的傾斜量調(diào)整機構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備與上述陣列型探觸件平行地設置，并在從上述槽遠離的方向上產(chǎn)生薄片狀氣流的氣流產(chǎn)生裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 上述被檢體保持機構(gòu)通過真空吸附而從上側(cè)保持上述被檢體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 在水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件時，上述被檢體的檢查面與上述槽的上邊緣之間的間隔為超過Omm且為2mm以下。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備向上述槽中以液面不起伏的流量供給液體的栗或流量控制機構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 上述水平掃描機構(gòu)以不會在上述被檢體的檢查面與上述陣列型探觸件之間進入空氣的速度水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件。8.一種超聲波檢查方法，其特征在于， 執(zhí)行下述步驟: 使檢查面向下地保持被檢體的步驟； 向包圍被保持于上述被檢體的檢查面的下方的陣列型探觸件的槽中供給傳播超聲波的液體，通過表面張力使該液體的液面超過上述槽的上邊緣的步驟;以及 以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸的狀態(tài)，水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的步驟。9.一種超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備: 使檢查面向下地保持被檢體的被檢體保持機構(gòu)； 用超聲波探觸上述被檢體的陣列型探觸件； 使上述陣列型探觸件浸入傳播超聲波的液體中的槽； 以使上述陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面的下方相對的方式與上述槽一起保持的探觸件保持機構(gòu)； 以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸狀態(tài)，水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的水平掃描機構(gòu)；以及 能夠使上述陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面之間的距離、以及浸入該陣列型探觸件的上述槽的上邊緣與上述被檢體的檢查面之間的距離分別獨立地變化的高度調(diào)整機構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備調(diào)整上述陣列型探觸件的傾斜量的傾斜量調(diào)整機構(gòu)。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備與上述陣列型探觸件平行地設置，并在從上述槽遠離的方向上產(chǎn)生薄片狀氣流的氣流產(chǎn)生裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 上述被檢體保持機構(gòu)通過真空吸附而從上側(cè)保持上述被檢體。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 在水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件時，上述被檢體的檢查面與上述槽的上邊緣之間的距離超過Omm且為2mm以下。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 具備向上述水槽中以液面不起伏的流量供給液體的栗或流量控制機構(gòu)。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波檢查裝置，其特征在于， 上述水平掃描機構(gòu)以空氣不會進入上述被檢體的檢查面與上述陣列型探觸件之間的速度水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件。16.一種超聲波檢查方法，其特征在于， 執(zhí)行下述步驟: 使檢查面向下地保持被檢體的步驟； 調(diào)整陣列型探觸件與上述被檢體的檢查面之間的距離的步驟； 向包圍被保持于上述被檢體的檢查面的下方的上述陣列型探觸件的槽中供給傳播超聲波的液體，通過表面張力使該液體的液面超過上述槽的上邊緣的步驟； 以液面由于蓄積于上述槽中的液體的表面張力而與上述被檢體的檢查面接觸的狀態(tài)使焦點與想要進行檢查的層重合的步驟；以及 水平地掃描上述被檢體以及/或上述陣列型探觸件的步驟。
【文檔編號】G01N29/04GK105934668SQ201580005771
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】大野茂, 住川健太
【申請人】株式會社日立電力解決方案