超声波检查装置以及超声波检查方法
【专利摘要】适用于具备阵列型探针的超声波检查装置，将工件的漏水大致限制于检查面。超声波检查装置(100)具备：使检查面向下并保持工件(106)的工件支架(105)；用超声波探触工件(106)的阵列型探针(107)；在水中浸入阵列型探针(107)的水槽(109)；以使阵列型探针(107)与工件(106)检查面的下方相对的方式保持的臂116)；以液面由于蓄积于水槽(109)中的水的表面张力而与工件(106)的检查面接触状态，水平地扫描工件(106)的X轴方向扫描机构(104A、104B)，水平地扫描阵列型探针(107)的Y轴方向扫描机构(101)。
【专利说明】
超声波检查装置以及超声波检查方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及超声波检查装置以及超声波检查方法。
【背景技术】
[0002]超声波检查装置是向作为检查对象的被检体(以后，有记载为“工件”的情况。)照射超声波、用超声波探触件(以后，有记载为“探针”的情况。)接收反射或透过的超声波并图像化的装置。例如，在工件为电子仪器的情况下需要检查微小的缺陷，在超声波检查装置中就需要高的分辨能力。超声波检查装置所使用的超声波频率高，就能够得到高的分辨能力，其相反，可能会存在衰减变大、S/N比降低的可能性。水由于相比较于空气高频率的超声波的衰减程度小，通常淹没工件，在用水注满探针前端与工件表面之间的状态下进行超声波检查的情况多。并且，超声波检查装置在使焦点与为工件内部的观察对象的界面重合，将探针前端与工件表面之间的距离(以后，存在记载为“水距离”的情况。)保持为规定值，并将使探针扫描而得到的结果图像化。由此，能够知道缺陷的位置.形状.深度。
[0003]当电子仪器浸入水，则成为产生由腐蚀与金属污染引起的不良的原因。因此，在现有的电子仪器的超声波检查中能够进行抽样检查。可是，在车载用等的电子仪器中存在即使一件状况不佳也会产生大的损失的情况。由于即使万分之一也不会产生公司外的品质不良，因此提高了全部检查的必要性。即，在检查这些重要的部件中需要极力避免渗入水、且高速地检查。
[0004]超声波探针大致具有配置单一的超声波振动元件的单一型探针、多个超声波振动元件列状地配置的阵列型探针。单一型探针使用单一的超声波振动元件进行超声波的收发信号。阵列型探针用列状配置的超声波振动元件中的几个连接的多个超声波振动元件组收发一个超声波脉冲射线的信息。
[0005]具备阵列型探针的超声波检查装置向构成这些多个超声波振动元件组的各超声波振动元件供给送波信号(励振信号)。超声波检查装置还用各超声波振动件接收受波信号(反射波的接收信号)。超声波检查装置向送波信号(励振信号)与受波信号(反射波接收信号)给予规定时间的偏差(延迟类型)，作为所谓的相控阵而发挥动能。由此，超声波检查装置聚集超声波射线，能够得到具有焦点的超声波反射波。通过在正交于各超声波振动元件的排列方向的方向上赋予曲率，即使在正交于排列方向的方向上也能聚集超声波射线，能够得到具有焦点的超声波反射波。通过用阵列型探针电子化地使输送超声波脉冲射线的多个超声波振动子组进行扫描，可实现高速测定。在检查IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)和娃片那样的大型工件的情况下，为了提高处理能力会使用阵列型探针。
[0006]并且，在作为工件检查避水的电子仪器等的情况下，如专利文献I的图1所示，提出了在将检查面向下的工件下方设置探针、从探针的周围喷出水类型的局部浸水型探针。在专利文献I的第8页中记载了 “如图1所示，向薄片的超声波射线音响结合通过从接近转换器的一个以上位置流出流体而维持的水或其他流体110种类而增强”(参考翻译)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:美国专利第7661315号说明书
【发明内容】
[0010]发明需要解决的课题
[0011 ]可是，专利文献I中所表示的探针由于是超声波放射面向水的放出口的上方突出的形状，所以需要用规定的水压形成水柱。尤其在从探针到超声波放射面与检查面的水距离长的情况下需要高的水压。因此，在探针的水放出口的附近、水柱抵接于工件检查面的位置上容易产生伴随水压的急剧变化的气泡(气蚀)。这样的气泡由于高频超声波的衰减大所以为检查的障碍。
[0012]专利文献I中所表示的方式只要形成细水柱即可，可适用于单一型探针，阵列型探针需要形成粗的水柱用宽阔的面积稳定水压分布并保持均匀，适用困难。
[0013]在一般的超声波检查装置中以并不是工件的表面而检查工件内部的缺陷的目的而使用。因此，水距离一般以比探针的焦点距离短的状态而使用，通过工件的材料与深度方向的构造连结焦点的深度也不同。另外，在具备多层结构的工件中，在欲详细地评价各层中的缺陷的情况下需要改变水距离并进行多次检查。因此，专利文献I中所表示的方式对工件来说在所期望的深度上连结焦点困难。
[0014]另外，也提出了在使检查面向上的工件上方设置探针、从探针的上方供给水的方式的局部水浸型探针。这种方式相比较于使工件完全浸入水中能够使浸入的部分减少，但可能会产生水绕至检查对象的侧面与底面的一部分上。
[0015]因此，在本发明中课题为:适用于具备阵列型探针的超声波检查装置及其超声波检查方法，可检查多层结构的工件、并大致将工件的漏水限定于检查面。用于解决课题的方法
[0016]为了解决上述课题，第一发明的超声波检查装置具备:使检查面向下地保持被检体的被检体保持机构；用超声波探触上述被检体的阵列型探触件;使上述阵列型探触件浸入传播超声波的液体中的槽；以使上述阵列型探触件与上述被检体的检查面的下方相对的方式保持的探触件保持机构；以及以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触的状态，水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的水平扫描机构。
[0017]第二发明的超声波检查装置具备:使检查面向下地保持被检体的被检体保持机构；用超声波探触上述被检体的阵列型探触件;使上述阵列型探触件浸入传播超声波的液体中的槽；以使上述阵列型探触件与上述被检体的检查面的下方相对的方式与上述槽一起保持的探触件保持机构；以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触状态，水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的水平扫描机构；以及能够使上述阵列型探触件与上述被检体的检查面之间的距离、以及浸入该阵列型探触件的上述槽的上边缘与上述被检体的检查面之间的距离分别独立地变化的高度调整机构。
[0018]第一发明的超声波检查方法执行下述步骤:使检查面向下地保持被检体的步骤；向包围被保持于上述被检体的检查面的下方的阵列型探触件的槽中供给传播超声波的液体，通过表面张力使该液体的液面超过上述槽的上边缘的步骤；以及以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触的状态，水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的步骤。
[0019]第二发明的超声波检查方法，执行下述步骤:使检查面向下地保持被检体的步骤；调整阵列型探触件与上述被检体的检查面之间的距离的步骤;向包围被保持于上述被检体的检查面的下方的上述阵列型探触件的槽中供给传播超声波的液体，通过表面张力使该液体的液面超过上述槽的上边缘的步骤;以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触的状态使焦点与想要进行检查的层重合的步骤；以及水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的步骤。
[0020]关于其他方法，在用于实施发明的方式中进行说明。
[0021]发明效果
[0022]根据本发明，适用于具备阵列型探针的超声波检查装置及其超声波检查方法，可检查多层结构的工件，并可将工件的漏水几乎限定于检查面。
【附图说明】
[0023]图1是表示第一实施方式中的超声波检查装置的大致构成图。
[0024]图2是表示第一实施方式中的阵列型探针附近的结构与动作的图。
[0025]图3是表示第二实施方式中的超声波检查装置的大致构成图。
[0026]图4是表示第二实施方式中的阵列型探针附近的结构与动作的放大图。
[0027]图5是表示第三实施方式中的超声波检查装置的一部分的大致构成图。
[0028]图6是表示第三实施方式中的阵列型探针附近的结构与动作的放大图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照各附图详细说明用于实施本发明的方式。
[0030](第一实施方式)
[0031]图1是表示第一实施方式中的超声波检查装置100的大致结构的图。
[0032]如图1所示，超声波检查装置100具备使检查面向下地使工件106(被检体)保持水平的工件支架105(被检体保持机构)、使这些可在水平(X轴)方向上移动的X轴方向扫描机构104A、104B(水平扫描机构)。超声波检查装置100还具备臂116、固定该臂116的载物台103、使载物台103可移动的Y轴方向扫描机构101以及Z轴方向扫描机构102。
[0033]工件106为多层结构，需要检查相对于检查面的所希望的深度。
[0034]臂116(探头保持机构)在其上侧保持阵列型探针107、其箱体108、水槽109。臂116以使阵列型探针107与工件106的检查面的下方相对的方式保持阵列型探针107的箱体108。臂116在上部还具备连接器114。在连接器114上连接外部信号处理装置的信号电缆115。信号电缆115是用于从阵列型探针107产生超声波、或检测从工件106反射并返回的超声波的
目.ο
[0035]Y轴方向扫描机构101 (水平扫描机构)通过在水平(Y轴)方向移动载物台103而用阵列型探针107在水平(Y轴)方向上扫描工件106的检查面。并且，水平扫描机构不限定于第一实施方式，只要在水平方向上扫描工件106以及/或阵列型探针107即可。由此，水平扫描机构相对于工件106的检查面可使扫描阵列型探针107相对地进行扫描。
[0036]Z轴方向扫描机构102通过在高度(Z轴)方向上移动载物台103而使臂116上的水槽109以及阵列型探针107在高度方向上可动。Z轴方向扫描机构102是调整相对于工件106的检查面的阵列型探针107以及水槽109的相对高度的高度调整机构之一。另外，Z轴方向扫描机构102也在核对照射的超声波的焦点时使用。
[0037]阵列型探针107(阵列型探触件)以较长方向为Y轴方向的方式设置。在阵列型探针107及其箱体108的周围设置水槽109(槽)。水槽109储存水并使阵列型探针107及其箱体108浸入水中。通过储存于水槽109中的水的表面张力，水面与工件106的检查面接触。由此，由于在检查面与阵列型探针107之间用水填满，阵列型探针107可用超声波探触工件106。并且，填满检查面与阵列型探针107之间的不限于水，只要是可传播超声波的液体即可。
[0038]为了用水可靠地将检查面与阵列型探针107之间填满，水槽109的边缘可以比阵列型探针107的外缘宽5mm以上。在水槽109的侧面设置供水口 110、与供水口 110连接的供水管道111。在供水管道111上连接向水槽109供水的栗130。该栗130供给积攒于水槽109中的水117的液面不起伏程度的水量。栗130可以进行流量控制。可是，不限于此，可以通过为供给预定流量的栗与可进行流量控制的阀以及分支配管的装配体的流量控制机构，供给水槽109的液面不起伏程度的水量。
[0039]水槽109被调整螺栓131A、131B、131C支撑，在阵列型探针107的箱体108上以无间隙、顺畅地上下移动的程度的嵌合安装。调整螺栓131A、131B、131C由于不参与阵列型探针107的固定与位置的调整，所以，能够使水槽109的上边缘的调平以及高度调整与阵列型探针107的高度调整以及调平独立进行。这些调整螺栓131A、131B、131C分别连接于调整旋钮113A、113B以及未图示的调整旋钮。通过使调整旋钮113A、113B以及未图示的调整旋钮的调整量为相同的量，能够进行水槽109的上边缘的高度调整。还能以通过分别微量地改变调整旋钮113A、113B以及调整旋钮13C(参照图2)的调整量，积攒于水槽109中的水117的表面相对于检查面大致平行的方式微调。
[0040]如上述，该水槽109在阵列型探针107的箱体108上以无间隙且顺畅地上下移动的程度的嵌合安装。因此，水不会从水槽109与箱体108之间极端泄漏。并且，水槽109与箱体108之间可以根据需要用O型圈等密封。调整螺栓131A、131B、131C与调整旋钮113A、113B以及调整旋钮113C(参照图2)是调整相对于工件106的检查面的水槽109的相对高度的高度调整机构之一。
[0041]在使用阵列型探针107进行检查时需要以阵列型探针107的长度方向与工件106的检查面大致平行的方式设置阵列型探针107。阵列型探针107(箱体108)的长度方向的倾斜(倾斜量)可通过固定螺栓112A、112B调整。
[0042]固定螺栓112A、112B将保持阵列型探针107的臂116固定于载物台103上。这些固定螺栓112A、112B穿过长孔。
[0043]将臂116固定于载物台103的位置能通过调整停止固定螺栓112A、112B的长孔的位置来调整。因此，能调整阵列型探针107的倾斜量，进行与工件106的检查面的调平。即，固定螺栓112A、112B是调整阵列型探针107的倾斜量的倾斜量调整机构。
[0044]第一实施方式中的超声波检查装置100如以下那样进行检查。
[0045]如图1所示，检查者首先在工件支架105上装载使检查面水平且向下的工件106。此时，根据需要进行夹紧。第一实施方式的夹紧方法是通过在下边支撑工件106而在工件保持装置105上机械性地停止工件106的方法。作为其他方法，考虑真空吸附工件106的上面而保持的方法、从工件106的侧面推压摩擦系数高的材料并保持的方法等。由此，工件106的检查面水平向下。
[0046]检查者其次使用X轴方向扫描机构104A、104B以及Y轴方向扫描机构101，使阵列型探针107向工件106的检查面(检查区域)下移动。
[0047]其次，通过栗130并通过供水管道111与供水口 110向水槽109供水，等待至水117从水槽109的上边缘溢出。由此，通过水的表面张力能够使液面超过水槽109的上边缘。由栗130供给的供水量为水面不起伏视为大致静水面的程度。用于防止由阵列型探针107产生的超声波因水面起伏而产生的气泡而被反射。
[0048]图2是表示第一实施方式中的阵列型探针107附近的结构与动作的放大图，水117从水槽109的边缘溢出。
[0049]如图2所示，水117因表面张力水面仅高出水槽109的上边缘高度h。
[0050]以此状态使用Z轴方向扫描机构102，抬起阵列型探针107以及水槽109直至水117的液面触及检查面。此时，如果出现水槽109的上边缘位置过高、或者倾斜而与工件106的检查面碰撞的情况，则使用调整旋钮113A、113B、113C调整倾斜量。由此，可实现水槽109的上边缘的高度调整(距离调整)以及调平。
[0051]如图2所示，信号电缆115穿过臂116的内部，与阵列型探针107电力化连接。信号电缆115穿过臂116的内部，通过用铆接等埋在阵列型探针107与箱体108之间以及箱体108与臂116之间，防止由水泄漏而引起的短路。
[0052]以下，再次参照图1，说明检查方法。
[0053]检查者由连接于信号电缆115的阵列型探针107产生超声波，使焦点与工件106的检查面重合。在使超声波的焦点重合时使用Z轴方向扫描机构102。此时，还为了不会出现水槽109的上边缘碰撞工件、水117的表面从检查面脱离的现象，配合Z轴方向扫描机构102的动作地适当使用调整旋钮113六、1138、113(:调整水槽109的高度。通过以用工件106的检查面反射的反射波信号返回时间在阵列型探针107的长度方向上均匀的方式调整固定螺栓112A、112B，进行相对于工件106的检查面的阵列型探针107的调平。由此，阵列型探针107可用超声波探触与工件106的检查面平行的面。
[0054]然后，检查者使用Z轴方向扫描机构102使阵列型探针107的焦点与想要进行工件106的检查所希望的深度重合。此时，检查者为了水槽109的上边缘不与工件碰撞、水117的表面不从检查面离开，也配合Z轴方向扫描机构102的动作，使用调整旋钮113A、113B、113C适当地调整水槽109的高度。而且，以水槽109的边缘与检查面之间为高度H的方式使用调整旋钮113六、1138、113(:进行水槽109的高度调整(距离调整)与调平。由此，超声波检查装置100能够检查距工件106的检查面所期望的深度的层。
[0055]如图2所示，相对于水槽109的上边缘的工件106的检查面的高度H为因表面张力水面从水槽109的上边缘凸出的高度h以下。由此，以视为不会使水面起伏几乎为静水面的状态能够使水117的液面接触于检查面，能够抑制气泡的产生。在此，高度H设定为超过0mm、且2mm以下。在到此的作业中，阵列型探针107以及水槽109的调整完成。
[0056]并且，水槽109的上边缘的与检查面相对的面为了使因表面张力水面从水槽109的上边缘凸出的高度h变大，所以优选使用相对于水的浸透性差的材料或以浸透性变差的方式进行了表面加工的材料。
[0057]其次，超声波检查装置100使阵列型探针107移动至起点，开始扫描。
[0058]最初，X轴方向扫描机构104A、104B通过水平地在X方向输送工件106，在X方向上扫描。X轴方向扫描机构104A、104B (水平扫描机构)以通过积攒于水槽109中的水的表面张力液面接触于工件106的检查面的状态在水平(X轴)方向上扫描工件106。
[0059]如果完成X方向的I线性扫描，Y轴方向扫描机构101以阵列型探针107的长度方向的长度输送该阵列型探针107 ^轴方向扫描机构101 (水平扫描机构)以通过积攒于水槽109中的水的表面张力液面接触于工件106的状态，在水平(Y轴)方向上输送工件106。
[0060]其次，X轴方向扫描机构104A、104B与正前面的X方向的扫描为相反方向且水平地输送工件106 ο X轴方向扫描机构104A、104B (水平扫描机构)以通过积攒于水槽109中的水的表面张力液面接触于工件106的检查面的状态，在水平方向上扫描工件106。
[0061]超声波检查装置100重复这些扫描顺序，扫描检查区域。完成扫描检查区域之后，根据需要按照上述顺序使焦点与工件106的其他深度的层重合，再次进行检查。由此，超声波检查装置100可检查多层结构的工件106。
[0062]由Y轴方向扫描机构101进行的阵列型探针107的扫描速度以在工件106的检查面与水槽109之间不进入空气的程度慢慢进行。由此，防止向检查面的气泡浸入，在由阵列型探针107进行的超声波的照射与接收中不产生故障。
[0063](第二实施方式)
[0064]第二实施方式是在阵列型探针107的扫描方向前后设置薄片状的气流产生装置，向接触水并浸润的检查面吹气流，一边干燥一边进行扫描。由此，还能防止由工件106浸入水而产生的弊端。
[0065]图3是表示第二实施方式中的超声波检查装置100A的大致构成图。在与图1所示的第一实施方式中的超声波检查装置100相同的要素标注相同的符号。
[0066]如图3所示，第二实施方式中的超声波检查装置100A不但设置与第一实施方式中的超声波检查装置100相同的结构，还设置吹拂器产生装置118A、118B(气流产生装置)。
[0067]吹拂器产生装置118A、118B(气流产生装置)在阵列型探针107的短边方向前后与阵列型探针107平行设置。吹拂器产生装置118A、118B在从水槽109远离的方向上产生薄片状的气流。该薄片状的气流存在被称为吹拂器的情况。
[0068]在吹拂器产生装置118A、118B中，通过气体配管供给干燥空气与干燥氮气等0.1[MPa ]以上的高压气体。吹拂器产生装置118A、118B从狭缝中的间隙薄片状地吹出高压气体。
[0069]超声波检查装置100A在阵列型探针107通过后通过吹拂器吹走残留于工件106的检查面上的水。由此，可以更进一步地防止由工件106浸入水中而引起的弊端。吹拂器产生装置118A、118B具备加热部，可以作为温风吹出薄片状的气流。通过温风的吹拂器能够增加干燥效果。
[0070]图4是表示第二实施方式中的阵列型探针107附近的结构与动作的放大图。在与图2所示的第一实施方式相同的要素标注相同的符号。
[0071]图4所示的例子是从图中的左向右扫描工件106的情况，表示通过吹拂器气流121B吹走残留于工件106的检查面上的水滴的状态。
[0072]吹拂器产生装置118A具备高压气体供给口120A。在高压气体供给口 120A上连接高压气体配管119A。高压气体通过高压气体配管119A从高压气体供给口 120A向吹拂器产生装置118A供给，作为吹拂器气流121A向左斜上方薄片状地喷出。
[0073]吹拂器产生装置118B也相同，具备高压气体供给口120B。在高压气体供给口 120B上连接高压气体配管119B。高压气体通过高压气体配管119B从高压气体供给口 120B向吹拂器产生装置118B供给，作为吹拂器气流121B向右斜上方薄片状地喷出。
[0074]吹拂器产生装置118A、118B的狭缝上的间隙形成于相对于检查面从水槽109远离的斜方向上。由此，薄片状的气流(吹拂器)向检查面吹出而将残留于工件106的检查面上的水吹走的同时，在从水槽109远离的方向上向斜方向吹出。由此，水槽109的水面能够没有起伏地保持稳定。
[0075]薄片状的气流(吹拂器)在垂直、在靠近水槽109的方向上向斜方向吹出时，喷到水槽109中的水，使其水面起伏不稳定，存在产生气泡的可能性。
[0076]并且，超声波检查装置100A可以根据工件106的扫描方向使吹拂器产生装置118A、118B动作。超声波检查装置100A在从图中的右向左扫描工件106的情况下，使吹拂器产生装置118A动作，喷出吹拂器气流121A。超声波检查装置100A在从图中的左向右扫描工件106的情况下，使吹拂器产生装置118B动作，喷出吹拂器气流12IB。由此，在削减高压气体的消费量的同时，水槽109的水面能够更加地不起伏且保持稳定。
[0077](第三实施方式)
[0078]第三实施方式中的超声波检查装置100B与第一实施方式不同，固定工件106，可在XYZ轴上移动阵列型探针107。第三实施方式中的超声波检查装置的优点是由于固定工件106而能够使超声波检查装置的设置空间变小。
[0079]图5是表示第三实施方式中的超声波检查装置100B的一部分的概要结构图。与图1所示的第一实施方式中的超声波检查装置100相同的要素标注相同的符号。
[0080]在第三实施方式中的超声波检查装置100B中，阵列型探针107、箱体108被水槽109所包围。在水槽109的下面有底座240。底座240是接受从水槽109溢出的水的装置。在底座240上连接排水用的排水管道241。水槽109被调整螺栓131A、131B、131C支撑，在阵列型探针107的箱体108上以无间隙且顺畅地在上下方向上移动的程度的嵌合安装。另外，阵列型探针107的箱体108贯穿底座240固定于底座固定台242上。底座240与阵列型探针107的箱体108的间隙用密封剂等密封，不会漏水。
[0081 ]底座240设置于底座固定台242上。底座固定台242设置于二轴测角载物台205上。二轴测角载物台205是用于调整阵列型探针107的XY轴方向上的倾斜度的装置。
[0082]二轴测角载物台205通过Z轴方向扫描机构202可在Z轴方向上移动。二轴测角载物台205通过X轴方向扫描机构204可在X轴方向上移动。二轴测角载物台205通过Y轴方向扫描机构201还可在Y轴方向上移动。如此，第三实施方式中的超声波检查装置100B由于能够使阵列型探针107在XYZ轴方向上扫描，因此能固定工件106(未图示)，能够使超声波检查装置100B的平面投影面积变小。由于固定工件106并用超声波探触，因此超声波检查装置100B减少工件106的振动而可以获得更精密的超声波影像。
[0083]图6是表示第三实施方式中的阵列型探针107附近的结构与动作的放大图。
[0084]由供水管道111供给的水从水槽109溢出，被接收于底座240中而成为排水245。排水245通过排水管道241排出。通过为这样的结构，X轴方向扫描机构204.Y轴方向扫描机构201.Z轴方向扫描机构202不会浸渍水。
[0085]并且，排水管道241排出的水可以在栗130中环流而循环。由此，可以削减水的使用量。
[0086]水槽109的高度以及调平通过调整旋钮113A、113B以及设置于朝向阵列型探针107侧的调整旋钮113C，能够与阵列型探针107的高度以及调平独立进行。调整旋钮113A与调整螺栓131A通过密封轴承132A连接。调整旋钮113B与调整螺栓131B通过密封轴承132B连接。调整旋钮113C与调整螺栓131C通过密封轴承132C连接。密封轴承132A、132B、132C以防止从底座240漏水的目的而设置。通过旋转调整旋钮113々、1138、113(:，水槽109沿阵列型探针107的外边缘上下。
[0087]由供水管道111供给的水通过供水口110向水槽109供给。从水槽109的上边缘溢出的水在底座240中作为排水245而积存。该排水245通过排水口 244与排水管道241向外部排出。
[0088]第三实施方式中的超声波检查装置100B具备真空吸附机构250。真空吸附机构250具备O型圈251，通过从工件106检查面的相反面的真空吸附而固定工件106。真空吸附方式相比较于机械式地固定工件106的方式，能够使水槽109以及阵列型探针107更加靠近检查面。
[0089]第三实施方式中的超声波检查装置100B如以下进行检查。
[0090]如图6所示，检查者首先使用真空吸附机构250进行将检查面向下的工件106的夹紧。作为其他方法，考虑真空吸附工件106上面而保持的方法与从工件106的侧面推压摩擦系数高的材料而保持的方法等。由此，工件106的检查面水平且向下。
[0091]检查者其次使用X轴方向扫描机构204以及Y轴方向扫描机构201，将阵列型探针107移动至工件106的检查面(检查区域)的下面。
[0092 ] 其次，由栗130通过供水管道111与供水口 110向水槽109供水，等待至从水槽109的上边缘溢出水117。由此，通过水的表面张力能够使液面超过水槽109的上边缘。由栗130提供的供水量为水面不起伏、视为大致为静水面的程度。用于防止由阵列型探针107产生的超声波因水面起伏而产生的气泡而被反射的情况。
[0093]图6是表示第三实施方式中的阵列型探针107附近的结构与动作的放大图，水117从水槽109的边缘溢出。
[0094]如图6所示，水117因表面张力水面仅高出水槽109的上边高度h。
[0095]在此状态下，在使用Z轴方向扫描机构202提起阵列型探针107以及水槽109直至水117的液面接触于检查面。此时，如果水槽109的上边缘的位置过高、倾斜而碰到工件106的检查面，则使用调整旋钮113A、113B、113C调整相对于检查面的水槽109的距离(高度)以及倾斜度。由此，可进行水槽109的上边缘的高度调整以及调平。
[0096]如图6所示，信号电缆115电力化连接于阵列型探针107。信号电缆115通过底座固定台242的内部等，不干涉X轴方向扫描机构204、Y轴方向扫描机构201、Z轴方向扫描机构202、二轴测角载物台205的动作。从水槽109的上边缘溢出的水被底座240所接收。通过用铆接等埋在阵列型探针107与箱体108之间、以及箱体108与底座固定台242之间，防止由积存的水而导致的短路。
[0097]以下，参照图5以及图6说明检查方法。
[0098]检查者由连接于信号电缆115的阵列型探针107产生超声波，使焦点与工件106的检查面重合。在使焦点重合时使用Z轴方向扫描机构202进行。此时，为了不出现水槽109的上边缘碰到工件106、水117的表面从检查面脱离的情况，配合Z轴方向扫描机构202的动作适当地使用调整旋钮113A、113B、113C调整水槽109的高度。以由工件106的检查面反射的反射信号返回的时间在阵列型探针107的长度方向上为恒定的方式调整二轴测角载物台205，进行相对于工件106的检查面的阵列型探针107的调平。由此，阵列型探针107可用超声波探触与工件106的检查面平行的面。
[0099]然后，检查者使用Z轴方向扫描机构202使阵列型探针107的焦点与想要进行工件106检查的所希望的深度重合。此时也为了不会出现水槽109的上边缘碰撞工件106、水117的表面从检查面脱离的情况，配合Z轴方向扫描机构202的动作适当地使用调整旋钮113A、113B、113C调整水槽109的高度。而且，以水槽109的边缘与检查面之间为高度H的方式，使用调整旋钮113々、1138、113(:进行水槽109的高度调整与调平。由此，超声波检查装置1008能够检查距离工件106的检查面所希望的深度的层。
[0100]如图6所示，相对于水槽109的上边缘的工件106的检查面的高度H为因表面张力水面从水槽109的上边缘鼓出的高度h以下。由此，以视为不会使水面起伏几乎为静水面的状态，能够使水117的液面接触于检查面，能够抑制气泡的产生。在此，将高度H设定为超过Omm且2_以下。至此的作业中，阵列型探针107以及水槽109的调整完成。
[0101]并且，水槽109的上边缘的与检查面相对的面为了使因表面张力水面从水槽109的上边缘鼓出的高度h变大，优选使用相对于水的浸润性差的材料或以浸润性变差差的方式进行了表面加工的材料。
[0102]其次，超声波检查装置100B将阵列型探针107移动至起点，开始扫描。
[0103]最初，X轴方向扫描机构204通过在X方向上输送阵列型探针107，在X方向上扫描。X轴方向扫描机构204(水平扫描机构)以液面由于蓄积于水槽109中的水的表面张力而与工件106的检查面接触的状态，在水平(X轴)方向上扫描阵列型探针107。
[0104]如果完成X方向上的一线量扫描，Y轴方向扫描机构201以阵列型探针107的长边方向的长度输送该阵列型探针107。￥轴方向扫描机构201(水平扫描机构)以液面由于蓄积于水槽109中的水的表面张力而与工件106的检查面接触的状态，在水平(Y轴)方向上输送工件 106。
[0105]其次，X轴方向扫描机构204在与正前方的X方向的扫描相反的方向上输送阵列型探针107。X轴方向扫描机构204 (水平扫描机构)以液面由于蓄积于水槽109中的水的表面张力而与工件106的检查面的状态，在水平方向上扫描阵列型探针107。
[0106]超声波检查装置100B重复这些扫描步骤，扫描检查区域。完成扫描检查区域之后，根据需要按照上述步骤使焦点与工件106的其他深度的层上重合而进行检查。由此，超声波检查装置100B可检查多层结构的工件106。
[0107]由X轴方向扫描机构204以及Y轴方向扫描机构201进行的阵列型探针107的扫描速度慢，为不会因惯性而溢出水致使空气进入工件106的检查面与水槽109之间的程度，以顺畅地加减速的方式控制。由此，防止向检查面的气泡侵入，在由阵列型探针107进行的超声波的照射与收信中不会产生故障。
[0108](变形例)
[0109]本发明未限定于上述实施方式，包含多种变形例。例如，上述实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明，未必具备所说明的全部结构。可以将某实施方式结构中的一部分置换为其他实施方式中的结构，也可以在某实施方式的结构中增加其他实施方式中的结构。另外，关于各实施方式结构中的一部分还可以进行其他结构的追加.删除.置换。
[0110]在各实施方式中，控制线与数据线表示为需要说明的部分，产品上未必表示全部的控制线与数据线。实际上可以考虑几乎所有的结构相互连接。
[0111]符号说明
[0112]100、100A、100B—超声波检查装置，101、201 — Y轴方向扫描机构(水平扫描机构)，102、202—Z轴方向扫描机构(高度调整机构，距离调整机构)，103—载物台(接触件保持机构)，104A、104B、204—X轴方向扫描机构(水平扫描机构)，105—工件支架(被检体保持机构)，106—工件(被检体)，107—阵列型探针(阵列型探触件)，108—箱体，109—水槽(槽)，111一供水管道，112A、112B—固定螺栓(倾斜量调整机构)，113A、113B、113C—调整旋钮(水槽的倾斜.高度调整机构，距离调整机构)，114一连接器，115—信号电缆，116—臂(探触件保持机构)，117—水，118A、118B—吹拂器产生装置(气流产生装置)，119A、119B—高压气体配管，120A、120B—高压气体供给口，121A、121B—吹拂器气流，130—栗，131A、131B、131C—调整螺栓(水槽的倾斜量.高度调整机构)，132々、1328、132(:—密封轴承，205—二轴测角载物台(探触件保持机构)，240—底座，241—排水管道，242—底座固定台，250—真空吸附机构。
【主权项】
1.一种超声波检查装置，其特征在于， 具备: 使检查面向下地保持被检体的被检体保持机构； 用超声波探触上述被检体的阵列型探触件； 使上述阵列型探触件浸入传播超声波的液体中的槽； 以使上述阵列型探触件与上述被检体的检查面的下方相对的方式保持的探触件保持机构；以及 以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触的状态，水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的水平扫描机构。2.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于， 具备: 调整上述槽相对于上述被检体的相对高度的高度调整机构；以及 调整上述阵列型探触件的倾斜量的倾斜量调整机构。3.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于， 具备与上述阵列型探触件平行地设置，并在从上述槽远离的方向上产生薄片状气流的气流产生装置。4.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于， 上述被检体保持机构通过真空吸附而从上侧保持上述被检体。5.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于， 在水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件时，上述被检体的检查面与上述槽的上边缘之间的间隔为超过Omm且为2mm以下。6.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于， 具备向上述槽中以液面不起伏的流量供给液体的栗或流量控制机构。7.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于， 上述水平扫描机构以不会在上述被检体的检查面与上述阵列型探触件之间进入空气的速度水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件。8.一种超声波检查方法，其特征在于， 执行下述步骤: 使检查面向下地保持被检体的步骤； 向包围被保持于上述被检体的检查面的下方的阵列型探触件的槽中供给传播超声波的液体，通过表面张力使该液体的液面超过上述槽的上边缘的步骤;以及 以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触的状态，水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的步骤。9.一种超声波检查装置，其特征在于， 具备: 使检查面向下地保持被检体的被检体保持机构； 用超声波探触上述被检体的阵列型探触件； 使上述阵列型探触件浸入传播超声波的液体中的槽； 以使上述阵列型探触件与上述被检体的检查面的下方相对的方式与上述槽一起保持的探触件保持机构； 以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触状态，水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的水平扫描机构；以及 能够使上述阵列型探触件与上述被检体的检查面之间的距离、以及浸入该阵列型探触件的上述槽的上边缘与上述被检体的检查面之间的距离分别独立地变化的高度调整机构。10.根据权利要求9所述的超声波检查装置，其特征在于， 具备调整上述阵列型探触件的倾斜量的倾斜量调整机构。11.根据权利要求9所述的超声波检查装置，其特征在于， 具备与上述阵列型探触件平行地设置，并在从上述槽远离的方向上产生薄片状气流的气流产生装置。12.根据权利要求9所述的超声波检查装置，其特征在于， 上述被检体保持机构通过真空吸附而从上侧保持上述被检体。13.根据权利要求9所述的超声波检查装置，其特征在于， 在水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件时，上述被检体的检查面与上述槽的上边缘之间的距离超过Omm且为2mm以下。14.根据权利要求9所述的超声波检查装置，其特征在于， 具备向上述水槽中以液面不起伏的流量供给液体的栗或流量控制机构。15.根据权利要求9所述的超声波检查装置，其特征在于， 上述水平扫描机构以空气不会进入上述被检体的检查面与上述阵列型探触件之间的速度水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件。16.一种超声波检查方法，其特征在于， 执行下述步骤: 使检查面向下地保持被检体的步骤； 调整阵列型探触件与上述被检体的检查面之间的距离的步骤； 向包围被保持于上述被检体的检查面的下方的上述阵列型探触件的槽中供给传播超声波的液体，通过表面张力使该液体的液面超过上述槽的上边缘的步骤； 以液面由于蓄积于上述槽中的液体的表面张力而与上述被检体的检查面接触的状态使焦点与想要进行检查的层重合的步骤；以及 水平地扫描上述被检体以及/或上述阵列型探触件的步骤。
【文档编号】G01N29/04GK105934668SQ201580005771
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】大野茂, 住川健太
【申请人】株式会社日立电力解决方案