JP4078220B2

JP4078220B2 - Ultrasonic image inspection equipment

Info

Publication number: JP4078220B2
Application number: JP2003026615A
Authority: JP
Inventors: 健竹内
Original assignee: 日立建機ファインテック株式会社
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: JP2004239654A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波映像検査装置に関し、特に、電子部品等の精密な試料を媒質中に入れることなく測定を行い、試料に対する媒質によるダメージを少なくし、生産ラインで流れる大量の製品検査に適した超音波映像検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料欠陥を検出し評価する非接触式の検査装置として超音波映像検査装置が知られている。超音波映像検査装置は、一般的に、水槽に溜めた水（液体媒質）の中に試料を置き、超音波探触子から出射される超音波を水を介して試料の中に入射させ、試料内部からの超音波反射エコーを超音波探触子で受信し、電気信号に変換し、その後受信した電気信号を信号処理するように構成されている。以上の構成で、超音波探触子は３軸スキャナに支持され、試料の測定表面を走査できるように設けられている。試料内部からの超音波反射エコーに係る電気信号は探傷器回路に入力され、上記信号処理が行われる。コンピュータから成る制御装置は３軸スキャナと探傷器回路のそれぞれの動作を制御し、試料の測定表面の各測定点で得られた信号に基づいて探傷映像を作成し、表示装置に表示する。上記超音波映像検査装置では主に１ＭＨｚ以上の超音波が用いられる。１ＭＨｚ以上の超音波は空気中では減衰が大きく伝播しにくい。そのため試料は媒質の入った水槽中に保持されて超音波探傷をされる。媒質としては一般的に水が使用される。
【０００３】
一方、半導体パッケージ等の電子部品は、内部の接着剥離や、封止樹脂中の気泡が不良の原因となるので、超音波映像検査装置による検査の対象となる。かかる電子部品は、一般に水に濡れると機能が劣化するものが多く、一度測定したものを正常品として扱うことができないという問題点が生じる。また表面実装電子基板等では、ハンダリフロー時の熱など実装工程における不良の発生が予想され、実装後基板のままで検査することが重要である。しかし、検査のために基板のまま媒質中に入れることは、他の部品にも多くのダメージを与える。そのため媒質のダメージを受けないように検査が行えることが望まれる。
【０００４】
そこで、近年、電子部品である試料が液体媒質の影響を受けない検査の仕方として下記の２例の検査方法が提案されている。
【０００５】
第１の例は、下記の第１の文献（非特許文献１）に開示された検査方法である。この文献による音響映像法は、超音波映像検査装置や超音波顕微鏡を含む映像方法である。上記文献に開示されている音響影像法では、試料（未焼結セラミックス）の上方にポリエチレン袋を配置し、ポリエチレン袋に水を溜め、ポリエチレン袋と試料の間において試料に粘着テープを貼りかつ当該粘着テープの上にゲル剤を設けて、ポリエチレン袋と試料を密着させている。超音波探触子はポリエチレン袋内の水の中に配置されている。試料としての未焼結セラミックスは水に接触させるとその吸水性によって変質してしまうので、上記の装置構成によれば試料と水が接触するのを防止している。
【０００６】
第２の例は、下記の第２の文献（非特許文献２）に開示された検査方法である。この検査方法においても、その図１に示されるように、超音波を伝播させる水が入った水槽の中に超音波探触子を配置させ、当該水槽の底部に開口部を形成して膜を設け、水槽の外にある試料に対して膜を接触させて超音波探傷の検査を行うように構成している。さらに膜が試料に接触させた状態において、水槽と試料の間に形成した気密空間を排気して減圧する真空排気機構を設け、膜と試料との密着性を高めるようにしている。使用する膜についてはプラスチック膜やゴム膜等の各種材質の膜が試されている。
【０００７】
【非特許文献１】
山中一司等、「材料評価のための新しい音響映像法」、日本非破壊検査協会、００７特別研究委員会、１９９０年４月１９日発表
【非特許文献２】
Yamaguchi，「A Dry-Contact Method for Transmitting Higher Frequency Components of Ultrasound」，Proc. Int. Conf. on Mechatronics and Information Technology 2001，(2001), 272-277）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電子部品と媒質の接触を避ける目的で試料にゲル剤を塗ってポリエチレンの水袋を当てるという上記第１例に係る検査方法では、ポリエチレン袋に皺が発生し、ポリエチレン袋と試料の間の隙間に空気層が生じるおそれがある。皺が原因で試料と膜の間に空気層が生じると、超音波は空気層で全反射し試料内部には伝わらないので、試料内部の超音波映像が得られない。そのため、隙間を埋めるようにゲル剤を多く塗布しておいたり、試料にポリエチレンの水袋を当てた後、水袋側から押し付けるなど、試料との間で均一な密着性を持たせる必要がある。しかし、押し付け圧力が低く、圧力が不安定になり、そのため画像ムラや気泡による画像欠損が発生しやすい。
【０００９】
さらに上記の従来の検査方法によれば、押し付けを行う際、水位が大きく変動する。これにより漏水のおそれが生じ、さらには膜と試料の脱着の高速化を阻害する。
【００１０】
プラスチック膜やゴム膜等の膜を底部に備えた水槽を利用し、水槽の底部における下方へ膨出した高分子膜を試料の測定表面に押しつけるというドライ接触式の第２例に係る検査方法では、試料表面の微細凹凸に起因して所要の密着性を得ることができない場合があるので、膜と試料表面の接触部の空間を気密空間に形成してその内部を真空排気装置で排気するようにしている。このため、構成が複雑になり、装置コストが高くなる。また試料が多数の電子部品を搭載した電子回路基板であり、電子回路基板上の各電子部品を検査する場合には、各測定箇所で上記の気密空間および真空排気に関する構成を設けることが困難であり、さらに膜と試料の位置を変化させ、膜との間で押付け接触の関係が形成される試料の測定箇所を迅速に変えていくには、不都合な構成であり、実用性の高い超音波映像検査装置とはなっていない。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決するもので、媒質を収容した容器の底部に高分子膜等を備え、高分子膜等を試料に押し付けて検査測定を行うとき、膜と試料の密着性を高めて測定精度を向上し、実用性を高めると共に、液体媒質を嫌う試料でも容易に精度よく検査することができる超音波映像検査装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る超音波映像検査装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１３】
第１の超音波映像検査装置（請求項１に対応）は、探傷器回路で作られた電気信号を超音波探触子で超音波に変換し、超音波を液体媒質を介して試料に入射させ、試料の内部から戻る超音波反射エコーを超音波探触子で電気信号に変換して、試料の内部を映像化する装置であり、試料は電子部品であり、この電子部品は昇降動作を行う試料昇降装置の台座上に配置され、かつ電子部品の高さ位置は試料昇降装置によって調整され、液体媒質(水等）を収容する容器（水槽等）の一部に液体媒質を複数の高分子膜で封じて成る超音波伝播器を備えると共に、試料昇降装置の上昇動作により容器の外側に配置される電子部品の測定面を超音波伝播器で外側に位置する高分子膜に密着させて測定を行うように構成される。
【００１４】
上記の超音波映像検査装置では、超音波を伝播させる液体媒質である水を収容する水槽の例えば底部に、例えば内側および外側に位置する２枚の高分子膜を有しかつこれらの高分子膜によって液体媒質が封じ込められた構造を有する超音波伝播器が取り付けられる。超音波伝播器で外側に位置する高分子膜を試料に押し付けた状態で超音波プローブから試料へ超音波を入射させるようにする。試料は水槽の外側に置かれるので、試料は水によるダメージを避けることができる。また、水槽の液体媒質と超音波伝播器に封じ込められた液体媒質とで試料への押し付け圧力が与えられること、および超音波伝播器での内側に位置する高分子膜の抵抗を受けることに基づき、試料への押し付け圧力が高くなリ、膜の密着性を高めることが可能となる。これにより、試料へのダメージ抑制を維持しつつ測定性能を高くすることが可能となる。
特に、上記の試料は電子部品であり、当該電子部品は昇降動作を行う試料昇降装置の台座上に配置され、さらに当該電子部品の高さ位置は試料昇降装置によって調整される。かかる試料昇降装置の上昇動作により、容器の外側に配置される電子部品の測定面を超音波伝播器で外側に位置する高分子膜に押し付け、密着させることが可能となる。
【００１５】
第２の超音波映像検査装置（請求項２に対応）は、上記の第１の構成において、好ましくは、超音波伝播器の複数の高分子膜について、内側に位置する高分子膜の変形率は外側に位置する高分子膜の変形率より小さいことで特徴づけられる。この構成によって、内側の高分子膜の変形による抵抗を高くし、試料への押し付け圧力を高めることができる。
【００１６】
第３の超音波映像検査装置（請求項３に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、超音波伝播器は内部に封じられた液体媒質の量を変化させる給排機構を備え、超音波伝播器の内部の液体媒質の量を可変にして押し付け圧力を変化させるように構成される。この構成によれば、試料に応じて試料への膜の押し付け圧力を調整することができ、測定の上で最適な押し付け圧力を設定することが可能である。
【００１７】
第４の超音波映像検査装置（請求項４に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、超音波伝播器で内側に位置する高分子膜の代わりに板材を用いるように構成される。板材としては例えばアクリル板が用いられる。
【００１８】
第５の超音波映像検査装置（請求項５に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、超音波伝播器の試料に押し付けられる高分子膜の表面にゲル膜を設けたことを特徴とする。この構成では、外側の高分子膜と試料の測定表面の密着性を高めることが可能となる。
【００１９】
第６の超音波映像検査装置（請求項６に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、超音波伝播器で、電子部品に押し付けられる膜の表面に液体媒質を供給する液体媒質供給機構を設けるように構成される。この構成では、外側の高分子膜と電子部品の測定表面の密着性を高めることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成要素の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００２２】
図１は本発明の第１実施形態を示す。図１に示された構成は、本実施形態の超音波映像検査装置での測定時の状態を示している。図１において、基台１１の上に支持フレーム１２が設けられている。支持フレーム１２において、その高さ方向における中央から上側位置で、その内側には段差１２ａが形成されている。段差１２を利用して水槽１３が置かれている。さらに支持フレーム１２の上端部には、例えばレール案内機構を利用して３軸スキャナ１４が配置されている。
【００２３】
３軸スキャナ１４は、図１に示したＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向への超音波探触子（または超音波プローブ：以下「探触子」という）１５の移動を可能する案内機構および移動機構を有している。３軸スキャナ１４は、基台１１の上に設けられた支持フレーム１２の上端に配置されたレール機構１４ａ、両側のレール機構１４ａの間に掛け渡されている棒状フレーム１４ｂと、フレーム１４ｂ上の移動機構１４ｃ、移動機構１４ｃに取り付けられた支持部１４ｄとから構成されている。上記の超音波探触子１５は支持部１４ｄの下部にＺ軸方向に移動できるように取り付けられている。探触子１５は、超音波の出射面を下方を向けて配置されている。
【００２４】
支持フレーム１２の上部の内側空間に配置される上記水槽１３は、超音波探触子１５の下側に位置する。水槽１３の配置位置は固定されている。水槽１３の中には超音波を伝播する水（液体媒質）１６が溜められている。
【００２５】
探触子１５は３軸スキャナ１４によって３軸方向に移動され、かつ図示例では探触子１５の下端の超音波出射面は水１６の中に入っている。探触子１５は、３軸スキャナ１４の移動動作に基づき試料の測定面（ＸＹ面）を走査し、あるいはＺ軸方向に移動させられる。
【００２６】
コンピュータ２１は探傷器回路２２と３軸スキャナ１４の動作を制御する。探傷器回路２２はパルス的電気信号を出力し、探触子１５に与える。探触子１５は当該電気信号を超音波に変換し、この超音波を水１６の中に出射する。探触子１５から出射された超音波は、後述する構造に基づき、セットされた試料２３に入射される。試料２３から戻ってきた超音波反射エコーは探触子１５により電気信号に変換され、探傷器回路２２で受信される。かかる反射エコー信号によって試料内部の欠陥状態に係る情報を知ることができる。コンピュータ２１は探傷器回路２２の動作を制御しかつ３軸スキャナ１４の移動動作を制御する。これにより試料２３上の測定面の各点で反射エコーに係る電気信号を取得する。得られた反射エコーに係る電気信号に基づいて探傷映像を作成し、表示装置２４の画面に当該探傷映像を表示する。
【００２７】
測定対象である試料２３は、支持フレーム１２の内側空間の下方を利用して配置されている。試料２３は試料昇降装置２５の台座２５ａ上に置かれている。試料昇降装置２５は、リンク機構を利用して構成され、調整摘み２５ｂを操作することにより、その高さを適宜に調整することができる。なお試料２３は、例えば半導体デバイスチップのごとき単品の電子部品である。
【００２８】
次に超音波映像検査装置における特徴的構成を説明する。
【００２９】
超音波の伝播媒質である水が収容された水槽１３の形状は任意である。水槽１３の例えば底部１３ａの中央はくり貫かれて例えば円形の開口部が形成されている。水槽１３の底部の開口部には図示されるごとき構造を有した超音波伝播器３１が取り付けられる。超音波伝播器３１は、外側（図中下側）に位置する高分子膜３２および内側（図中上側）に位置する高分子膜３３と、水槽１３の底部１３ａの開口部に嵌め込まれる中央プレート３４と、外側の高分子膜３２を固定する押えプレート３５と、内側の高分子膜３３を固定する押えプレート３６とから構成される。中央プレート３４、押えプレート３５，３６の平面形状は、好ましくは、円形または矩形のリング形状である。高分子膜３２は中央プレート３４と押えプレート３５で挟持され、高分子膜３３は中央プレート３４と押えプレート３６で挟持されている。超音波伝播器３１では、２つの高分子膜３２，３３の間において超音波を伝播させる液体媒質３７が封じ込められている。液体媒質３７は、水槽１３内の水１６にはつながっていない。図２に示すように、押し付け圧力がかかっていない状態では、外側の高分子膜３２は、内部に封じ込められた液体媒質３７の自重等によって下方に膨出した状態にある。
【００３０】
図１の状態では、試料昇降装置２５が上昇して試料２３の上面（測定面）が高分子膜３２に接触し、高分子膜３２には試料２３の押し付け圧力が加わった状態にある。このような場合には、より正確には、図３に示すごとく、高分子膜３２に押し付け圧力が加わると、内側に位置する高分子膜３３は上方に膨らむごとく変形する。内側の高分子膜３３が変形すると、高分子膜３３による抵抗が、外側の高分子膜３２と試料２３の測定面との間の押し付け圧力に影響を及ぼし、押し付け圧力は高くなる。
【００３１】
図４に高分子膜３２，３３の取付け・取外し構造を示す。水槽１３の底部１３ａに設けられた外側の高分子膜３２は試料２３との接触を繰り返すことで劣化しやすく、また２枚の高分子膜３２，３３は、試料や使用する探触子１５の周波数により適正な高分子膜の材質や厚みは異なるため、交換が必要となる。そこで前述したごとく、高分子膜３２は開口部３４ａを有する中央プレート３４と開口部３５ａを有する押えプレート３５とで挟み込み、高分子膜３３は中央プレート３４と開口部３６ａを有する押えプレート３６とで挟み込むようにして張りつけてある。中央プレート３４と押えプレート３５，３６は複数のネジ３８によって自在に組立てまたは分解することができる。高分子膜３２，３３と中央プレート３４と押えプレート３５，３６はユニット化され、上記超音波伝播器３１として構成される。組み立てられた超音波伝播器３１は、さらにネジ３９を用いてシール性を保持した構造にて水槽１３の底部１３ａの開口部１３ｂに取り付けられる。以上のごとく高分子膜３２，３３は水槽１３において容易に交換することができる。
【００３２】
上記構成を有する超音波映像検査装置の動作を説明する。水槽１３の底部１３ａに超音波伝播器３１を取り付けた状態において、測定対象である試料２３を台座２５ａに置いて試料昇降装置２５を上昇動作させ、試料２３の測定面を超音波伝播器３１の高分子膜３２に押し付ける。試料２３の測定面が高分子膜３２に押し付けられた時、液体媒質３７を押し上げるが、内側の高分子膜３３により抵抗を受ける。このような作用によって、高分子膜３２と試料２３の測定面の間で生じる押し付け圧力が高くなり、高い密着性で高分子膜３２と試料２３を密着させることができる。この状態で、探触子１５は、水槽１３の中で走査を行い、試料２３中の超音波映像を測定し、検査を行う。
【００３３】
上記の超音波映像検査装置による測定に基づいて、一定の高い圧力で密着状態を形成するため、試料２３と高分子膜３２との組み合わせによって、泡や皺の混入がない、かつ画像ムラが生じにくい良好な測定を行うことができる。特に高分子膜３２と試料２３の間に中間的な超音波伝播媒質を入れる必要がなくなる。
【００３４】
上記において、超音波伝播器３１の内部の液体媒質３７と水槽１３内の液体媒質（水１６）とは同一種類である必要はない。液体媒質としては水、シリコーンオイル、アルコール、グリセリン等や、ゲル状の材質を用いることができる。
【００３５】
超音波伝播器３１の高分子膜３２，３３の種類についても、外側と内側で必ずしも同じ素材、同じ厚みのものを使用する必要はない。高分子膜の種類としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シリコーンゴム、ナイロンなどを用いることができる。また厚みについては、材料による強度が必要なため、０．０１ｍｍ以上であることが好ましい。高分子膜の厚みについては、使用する超音波の共振周波数に合わせることで、伝播時の超音波への影響を小さくすることができる。高分子膜は複合膜を用いてもよい。さらに超音波伝播器３１に取り付けられる膜は高分子膜に限定されず、これに類似した膜を用いることができ、その枚数も任意に決めることができる。
【００３６】
また超音波伝播器３１では、高分子膜３２，３３について、膜種や膜厚の組合せにより押し付け圧力を変化させることができる。しかし、内側に位置する高分子膜３３は、外側に位置する高分子膜３２よりも変形しにくいものを使用した方が、前述の押し付け圧力を高くすることができる。また内側の高分子膜３３の変形率が低いほど、押し付けた際の水槽１３中の水１６の水位の変動が少なくなり、漏水しにくく、高速は制御にも対応しやすくなる。
【００３７】
次に、図５に従って本発明に係る超音波映像検査装置の第２実施形態を説明する。この実施形態では、超音波伝播器３１の部分のみを示す。その他の構成については第１実施形態で説明したものと同じである。図５において、図２で説明した要素と同一の要素には同一の符合を付している。第２実施形態による超音波伝播器３１では、中央プレート３４に、内部に充填された液体媒質３７につながる通路４１が形成され、この通路４１にはノズル４２とチューブ４３が接続されている。チューブ４３の基部は液体媒質給排機構４４に接続されている。液体媒質給排機構４４によれば、超音波伝播器３１の内部に封じ込められる液体媒質３７を供給・排出することによりその量を調整することができ、液体媒質３７の量を可変にすることができる。第２実施形態の構成によれば、高分子膜３２の押し付け圧力を適宜に調整することができる。
【００３８】
図６に従って本発明に係る超音波映像検査装置の第３実施形態を説明する。この実施形態では、超音波伝播器３１の部分のみを示す。その他の構成については第１実施形態で説明したものと同じである。図６において、図２で説明した要素と同一の要素には同一の符合を付している。第２実施形態による超音波伝播器３１では、内側の高分子膜は使用されず、それに関連する構造部を有していない。中央プレートに相当する板部材５１において、上記の内側の高分子膜の代わりにアクリル薄板を使用している。内側の膜に相当する部材に硬質の板材料を使用することにより、外側の高分子膜３２と試料との接触圧力をより高めることができる。
【００３９】
次に、図７に従って本発明に係る超音波映像検査装置の第４実施形態を説明する。この実施形態では、超音波伝播器３１の部分のみを示す。その他の構成については第１実施形態で説明したものと同じである。図７において、図２で説明した要素と同一の要素には同一の符合を付している。第４実施形態による超音波伝播器３１では、第１実施形態で説明した構成において、外側に位置する高分子膜３２の外側表面にゲル膜５２を貼り付けている。この構成によれば、高分子膜３２と試料２３の測定面との密着度を高めることができる。
【００４０】
図８に従って本発明に係る超音波映像検査装置の第５実施形態を説明する。この実施形態では、超音波伝播器３１の部分のみを示す。その他の構成については第１実施形態で説明したものと同じである。図８において、図２で説明した要素と同一の要素には同一の符合を付している。第５実施形態による超音波伝播器３１では、第１実施形態で説明した構成において、外側に位置する高分子膜３２の外側表面に、液体媒質を供給する媒質供給機構５３により中間媒質５４として液体媒質を供給するようにしている。この構成によれば、高分子膜３２と試料２３の測定面との密着度を高めることができる。
【００４１】
図９に従って本発明に係る超音波映像検査装置の第６実施形態を説明する。この実施形態では、第１実施形態の超音波伝播器３１を側壁部に備えた水槽６１の構成部分のみを示す。その他の構成については第１実施形態で説明したものと同じである。図９において、図１や図２等で説明した要素と同一の要素には同一の符合を付している。第６実施形態による超音波映像検査装置によれば、水槽６１の側壁部６１ａに超音波伝播器３１を備え、かつ探触子１５は支持フレーム６２により横方向に向くように取り付けられている。支持フレーム６２は上記３軸スキャナに固定されている。このような構成によって、垂直な面を有する被試験体６３に対して適用し内部の欠陥６４を測定し検査することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４３】
請求項１に係る本発明によれば、水等の超音波媒質を収容した容器の底部や側部等に、複数の高分子膜を備えて液体媒質を封じ込めた超音波伝播器を設け、外側の高分子膜を試料に押し付けて超音波映像検査測定を行うようにしたため、外側の高分子膜と試料との押し付け圧力を高めることができ、さらに高分子膜と試料の密着性を高めることができ、測定精度を向上することができる。また実用的な超音波映像検査という観点で有効である。
特に、試料は電子部品であり、この電子部品は昇降動作を行う試料昇降装置の台座上に配置され、さらに電子部品の高さ位置は試料昇降装置によって適切に調整することができるので、試料昇降装置の上昇動作により、容器の外側に配置される電子部品の測定面を超音波伝播器で外側に位置する高分子膜に適切に押し付け、十分に密着させて測定することができる。
【００４４】
また超音波映像検査装置において水槽を利用しかつ高分子膜を下面に設けた超音波伝播器を用いたため、試料への媒質によるダメージを少なくする超音波映像検査を行うことができる。従って、ＩＣチップなどの精密な電子部品である試料について、試料を保護することができ、正確に任意の場所の探傷検査を行うことができる。本発明によれば、半導体デバイスの製造工程において製造対象である半導体デバイスの全数調査を行うことができ、電子部品の出荷検査などに有効である。
【００４５】
第２の本発明によれば、内側に位置する高分子膜の変形率は外側に位置する高分子膜の変形率より小さくしたため、外側の高分子膜と試料との押し付け圧力をより高めることができる。
【００４６】
第３の本発明によれば、超音波伝播器内の液体媒質の量を変化させる給排機構を備えるようにしたため、試料に応じて超音波伝播器内の液体媒質の量を可変にして押し付け圧力を変化させることができる。
【００４７】
第４の本発明によれば、超音波伝播器でアクリル板等を用いたため、外側の高分子膜と試料との押し付け圧力を高めることができる。
【００４８】
第５の本発明によれば、超音波伝播器の試料に押し付けられる高分子膜の表面にゲル膜を設けたため、外側の高分子膜と試料の測定面の間の密着性を高めることができる。
【００４９】
第６の本発明によれば、超音波伝播器で、試料に押し付けられる高分子膜の表面に液体媒質を供給する液体媒質供給機構を設けたため、外側の高分子膜と試料の間の密着性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波映像検査装置の第１実施形態の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】第１実施形態に係る超音波伝播器で試料と接触しない状態を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態に係る超音波伝播器で外側の高分子膜が試料と接触する場合を示す縦断面図である。
【図４】第１実施形態に係る超音波伝播器の分解状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る超音波映像検査装置の第２実施形態の超音波伝播器の縦断面図である。
【図６】本発明に係る超音波映像検査装置の第３実施形態の超音波伝播器の縦断面図である。
【図７】本発明に係る超音波映像検査装置の第４実施形態の超音波伝播器の縦断面図である。
【図８】本発明に係る超音波映像検査装置の第５実施形態の超音波伝播器の縦断面図である。
【図９】本発明に係る超音波映像検査装置の第６実施形態の水槽部分の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１基台
１２支持フレーム
１３水槽
１４３軸スキャナ
１５超音波探触子
１６水
２３試料
２５試料昇降装置
３１超音波伝播器
３２高分子膜（外側）
３３高分子膜（内側）
３７液体媒質
４４液体媒質給排機構
５１アクリル板
５２ゲル膜
５３媒質供給機構
５４中間媒質[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic image inspection apparatus, and in particular, performs measurement without placing a precise sample such as an electronic component in the medium, reduces damage to the sample by the medium, and is suitable for inspection of a large amount of products flowing on a production line. The present invention relates to an ultrasonic image inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An ultrasonic image inspection apparatus is known as a non-contact type inspection apparatus that detects and evaluates material defects. In general, an ultrasonic image inspection apparatus places a sample in water (liquid medium) stored in a water tank, and makes an ultrasonic wave emitted from an ultrasonic probe enter the sample through water, An ultrasonic reflection echo from the inside of the sample is received by an ultrasonic probe, converted into an electric signal, and then the received electric signal is processed. With the above configuration, the ultrasonic probe is supported by the triaxial scanner and is provided so as to scan the measurement surface of the sample. An electric signal related to the ultrasonic reflected echo from the inside of the sample is input to the flaw detector circuit, and the signal processing is performed. A control device comprising a computer controls the operations of the three-axis scanner and the flaw detector circuit, creates a flaw detection image based on signals obtained at each measurement point on the measurement surface of the sample, and displays it on the display device. In the ultrasonic image inspection apparatus, ultrasonic waves of 1 MHz or higher are mainly used. Ultrasonic waves of 1 MHz or higher are greatly attenuated in air and are difficult to propagate. Therefore, the sample is held in a water tank containing a medium and subjected to ultrasonic flaw detection. As a medium, water is generally used.
[0003]
On the other hand, an electronic component such as a semiconductor package is a target of inspection by an ultrasonic image inspection apparatus because internal adhesive peeling or bubbles in the sealing resin cause defects. Such electronic parts generally have a function that deteriorates when wetted with water, and there is a problem in that what has been measured once cannot be handled as a normal product. In addition, surface mount electronic boards and the like are expected to generate defects in the mounting process such as heat during solder reflow, and it is important to inspect them as they are after mounting. However, putting the substrate in the medium for inspection causes much damage to other parts. Therefore, it is desirable to be able to inspect so as not to damage the medium.
[0004]
Therefore, in recent years, the following two inspection methods have been proposed as a method for inspecting a sample that is an electronic component not affected by the liquid medium.
[0005]
The first example is an inspection method disclosed in the following first document (Non-Patent Document 1). The acoustic image method according to this document is an image method including an ultrasonic image inspection apparatus and an ultrasonic microscope. In the acoustic image method disclosed in the above document, a polyethylene bag is placed above a sample (unsintered ceramics), water is stored in the polyethylene bag, and an adhesive tape is applied to the sample between the polyethylene bag and the sample. A gel agent is provided on the adhesive tape to bring the polyethylene bag and the sample into close contact with each other. The ultrasonic probe is placed in water in a polyethylene bag. Since the unsintered ceramic as a sample is altered by water absorption when brought into contact with water, according to the above apparatus configuration, the sample and the water are prevented from coming into contact with each other.
[0006]
The second example is an inspection method disclosed in the following second document (Non-Patent Document 2). Also in this inspection method, as shown in FIG. 1, an ultrasonic probe is placed in a water tank containing water for propagating ultrasonic waves, and an opening is formed at the bottom of the water tank to form a film. An ultrasonic flaw inspection is performed by bringing a film into contact with a sample outside the water tank. Further, in a state where the membrane is in contact with the sample, an evacuation mechanism for evacuating and depressurizing an airtight space formed between the water tank and the sample is provided to improve the adhesion between the membrane and the sample. Various films such as plastic films and rubber films have been tried for use.
[0007]
[Non-Patent Document 1]
Kazuji Yamanaka et al., “A new acoustic imaging method for material evaluation”, Japan Nondestructive Inspection Association, 007 Special Research Committee, published on April 19, 1990
[Non-Patent Document 2]
Yamaguchi, “A Dry-Contact Method for Transmitting Higher Frequency Components of Ultrasound”, Proc. Int. Conf. On Mechatronics and Information Technology 2001, (2001), 272-277)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the inspection method according to the first example in which the sample is coated with a gel and the polyethylene water bag is applied to avoid contact between the electronic component and the medium, wrinkles are generated in the polyethylene bag, and the gap between the polyethylene bag and the sample is There is a risk that an air layer will form. When an air layer is generated between the sample and the film due to wrinkles, the ultrasonic waves are totally reflected by the air layer and are not transmitted to the inside of the sample, so that an ultrasonic image inside the sample cannot be obtained. For this reason, it is necessary to apply a large amount of gel so as to fill in the gaps, or after applying a polyethylene water bag to the sample and then pressing it from the water bag side to provide uniform adhesion to the sample. . However, the pressing pressure is low and the pressure becomes unstable, so that image unevenness and image loss due to bubbles tend to occur.
[0009]
Furthermore, according to the conventional inspection method described above, the water level fluctuates greatly when pressing is performed. As a result, there is a risk of water leakage, and further hinders the speed of desorption of the membrane and the sample.
[0010]
In the test method according to the second example of the dry contact type, which uses a water tank provided with a film such as a plastic film or a rubber film at the bottom, and presses a polymer film swelled downward at the bottom of the water tank against the measurement surface of the sample. Because the required adhesion may not be obtained due to fine irregularities on the sample surface, the space between the film and the sample surface is formed in an airtight space, and the inside is exhausted by a vacuum exhaust device. I have to. This complicates the configuration and increases the device cost. In addition, when the sample is an electronic circuit board on which a large number of electronic components are mounted and each electronic component on the electronic circuit board is inspected, it is difficult to provide the above-described configuration relating to the airtight space and the vacuum exhaust at each measurement location. Yes, it is an inconvenient configuration to change the position of the membrane and the sample and quickly change the measurement location of the sample where the pressing contact relationship is formed between the membrane and ultrasonic waves with high practicality It is not a video inspection device.
[0011]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. When a container is provided with a polymer film or the like at the bottom of a container containing a medium and the polymer film or the like is pressed against the sample for measurement, the adhesion between the film and the sample is achieved. Is to improve the measurement accuracy and improve the practicality, and to provide an ultrasonic image inspection apparatus capable of easily and accurately inspecting a sample that dislikes a liquid medium.
[0012]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention is configured as follows.
[0013]
  The first ultrasonic image inspection apparatus (corresponding to claim 1) converts an electric signal generated by a flaw detector circuit into an ultrasonic wave by an ultrasonic probe, and enters the ultrasonic wave into a sample through a liquid medium. Is a device that converts the ultrasonic reflected echo returning from the inside of the sample into an electrical signal with an ultrasonic probe and visualizes the inside of the sample,The sample is an electronic component, this electronic component is placed on the base of the sample lifting device that performs the lifting operation, and the height position of the electronic component is adjusted by the sample lifting device,Part of a container (water tank, etc.) that contains a liquid medium (water, etc.)LiquidEquipped with an ultrasonic wave propagator made by sealing a body medium with multiple polymer filmsAs,Due to the lifting operation of the sample lifting devicePlaced outside the containerElectronic componentsMeasuring surfaceThePolymer film located outside by ultrasonic wave propagatorIn close contact withConfigured to take measurements.
[0014]
  In the above-described ultrasonic image inspection apparatus, for example, at the bottom of a water tank that stores water, which is a liquid medium for propagating ultrasonic waves, there are two polymer films located on the inner side and the outer side, for example. An ultrasonic wave propagator having a structure in which a liquid medium is contained is attached. Ultrasonic waves are made to enter the sample from the ultrasonic probe in a state where the polymer film positioned outside is pressed against the sample by the ultrasonic wave propagator. Sample is outside the tankInSince the sample is placed, the sample can avoid water damage. Also, the pressure applied to the sample is given by the liquid medium in the water tank and the liquid medium contained in the ultrasonic wave propagator, and the resistance of the polymer film located inside the ultrasonic wave propagator is applied. The pressure applied to the sample is high, and the adhesion of the film can be improved. As a result, it is possible to improve the measurement performance while maintaining the suppression of damage to the sample.
  In particular, the sample is an electronic component, and the electronic component is disposed on a base of a sample lifting device that performs a lifting operation, and the height position of the electronic component is adjusted by the sample lifting device. By the ascending operation of the sample elevating device, the measurement surface of the electronic component arranged outside the container can be pressed and brought into close contact with the polymer film located outside by the ultrasonic wave transmitter.
[0015]
In the second ultrasonic image inspection apparatus (corresponding to claim 2), in the first configuration described above, it is preferable that the deformation rate of the polymer film positioned on the inner side of the plurality of polymer films of the ultrasonic wave propagator Is characterized by being smaller than the deformation rate of the polymer film located outside. With this configuration, the resistance due to deformation of the inner polymer film can be increased, and the pressure applied to the sample can be increased.
[0016]
  In the third ultrasonic image inspection apparatus (corresponding to claim 3), preferably, in each of the above-described configurations, the ultrasonic wave propagator includes a supply / discharge mechanism that changes the amount of the liquid medium sealed therein., Super soundThe pressure is changed by changing the amount of the liquid medium inside the wave propagator. According to this configuration, it is possible to adjust the pressing pressure of the film against the sample according to the sample, and it is possible to set an optimal pressing pressure in measurement.
[0017]
A fourth ultrasonic image inspection apparatus (corresponding to claim 4) is preferably configured to use a plate material in place of the polymer film positioned inside by the ultrasonic wave propagator in each of the above-described configurations. As the plate material, for example, an acrylic plate is used.
[0018]
A fifth ultrasonic image inspection apparatus (corresponding to claim 5) is characterized in that, in each of the above configurations, a gel film is preferably provided on the surface of the polymer film pressed against the sample of the ultrasonic wave propagator. To do. With this configuration, it is possible to improve the adhesion between the outer polymer film and the measurement surface of the sample.
[0019]
  The sixth ultrasonic image inspection device (corresponding to claim 6) is preferably an ultrasonic wave propagator in each of the above configurations.Electronic componentsA liquid medium supply mechanism for supplying the liquid medium to the surface of the film pressed against the liquid is provided. In this configuration, the outer polymer membrane andElectronic componentsIt is possible to improve the adhesion of the measurement surface.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0021]
The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the numerical values and the composition (materials) of each component are illustrated. Only. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
[0022]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The configuration shown in FIG. 1 shows a state at the time of measurement by the ultrasonic image inspection apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, a support frame 12 is provided on a base 11. In the support frame 12, a step 12 a is formed on the inner side from the center in the height direction. A water tank 13 is placed using the step 12. Further, a triaxial scanner 14 is disposed on the upper end portion of the support frame 12 by using, for example, a rail guide mechanism.
[0023]
The triaxial scanner 14 includes a guide mechanism that allows the ultrasonic probe (or ultrasonic probe: hereinafter referred to as “probe”) 15 to move in the X, Y, and Z axial directions shown in FIG. It has a moving mechanism. The triaxial scanner 14 includes a rail mechanism 14a disposed on the upper end of a support frame 12 provided on the base 11, a rod-shaped frame 14b spanned between the rail mechanisms 14a on both sides, and a frame 14b. It is comprised from the moving part 14c and the support part 14d attached to the moving mechanism 14c. The ultrasonic probe 15 is attached to the lower portion of the support portion 14d so as to be movable in the Z-axis direction. The probe 15 is disposed with the ultrasonic wave emission surface facing downward.
[0024]
The water tank 13 disposed in the inner space above the support frame 12 is located below the ultrasonic probe 15. The arrangement position of the water tank 13 is fixed. In the water tank 13, water (liquid medium) 16 that propagates ultrasonic waves is stored.
[0025]
The probe 15 is moved in the three-axis direction by the three-axis scanner 14, and the ultrasonic wave emission surface at the lower end of the probe 15 is in water 16 in the illustrated example. The probe 15 scans the measurement surface (XY plane) of the sample based on the moving operation of the three-axis scanner 14 or is moved in the Z-axis direction.
[0026]
  The computer 21 includes a flaw detector circuit 22 and a three-axis scanner 14To control the operation. The flaw detector circuit 22 outputs a pulse-like electric signal and applies it to the probe 15. The probe 15 converts the electric signal into an ultrasonic wave.InThe ultrasonic waves are emitted into the water 16 after being converted. The ultrasonic wave emitted from the probe 15 is incident on the set sample 23 based on the structure described later. The ultrasonic reflected echo returned from the sample 23 is converted into an electric signal by the probe 15 and received by the flaw detector circuit 22. Information related to the defect state inside the sample can be obtained from the reflected echo signal. The computer 21 controls the operation of the flaw detector circuit 22 and the moving operation of the triaxial scanner 14. As a result, an electrical signal related to the reflected echo is obtained at each point on the measurement surface on the sample 23. A flaw detection video is created based on the obtained electrical signal relating to the reflected echo, and the flaw detection video is displayed on the screen of the display device 24.
[0027]
The sample 23 to be measured is arranged using the lower part of the inner space of the support frame 12. The sample 23 is placed on a pedestal 25 a of the sample lifting device 25. The sample elevating device 25 is configured using a link mechanism, and its height can be adjusted appropriately by operating the adjustment knob 25b. The sample 23 is a single electronic component such as a semiconductor device chip.
[0028]
Next, a characteristic configuration of the ultrasonic image inspection apparatus will be described.
[0029]
The shape of the water tank 13 in which water that is an ultrasonic propagation medium is accommodated is arbitrary. For example, the center of the bottom 13a of the water tank 13 is cut out to form, for example, a circular opening. An ultrasonic wave propagator 31 having a structure as shown in the figure is attached to the opening at the bottom of the water tank 13. The ultrasonic wave propagator 31 includes a polymer film 32 located on the outer side (lower side in the figure), a polymer film 33 located on the inner side (upper side in the figure), and a central plate fitted into the opening of the bottom 13 a of the water tank 13. 34, a presser plate 35 that fixes the outer polymer film 32, and a presser plate 36 that fixes the inner polymer film 33. The planar shape of the center plate 34 and the presser plates 35 and 36 is preferably a circular or rectangular ring shape. The polymer film 32 is sandwiched between the center plate 34 and the presser plate 35, and the polymer film 33 is sandwiched between the center plate 34 and the presser plate 36. In the ultrasonic wave propagator 31, a liquid medium 37 that propagates ultrasonic waves is enclosed between the two polymer films 32 and 33. The liquid medium 37 is not connected to the water 16 in the water tank 13. As shown in FIG. 2, in the state where no pressing pressure is applied, the outer polymer film 32 is in a state of bulging downward due to the weight of the liquid medium 37 sealed inside.
[0030]
In the state of FIG. 1, the sample elevating device 25 is raised, the upper surface (measurement surface) of the sample 23 is in contact with the polymer film 32, and the pressing force of the sample 23 is applied to the polymer film 32. In such a case, more precisely, as shown in FIG. 3, when a pressing pressure is applied to the polymer film 32, the polymer film 33 positioned inside is deformed as it swells upward. When the inner polymer film 33 is deformed, the resistance due to the polymer film 33 affects the pressing pressure between the outer polymer film 32 and the measurement surface of the sample 23, and the pressing pressure increases.
[0031]
FIG. 4 shows an attachment / detachment structure of the polymer films 32 and 33. The outer polymer film 32 provided on the bottom 13a of the water tank 13 is easily deteriorated by repeated contact with the sample 23, and the two polymer films 32 and 33 are formed on the sample and the probe 15 to be used. Since the appropriate material and thickness of the polymer film differ depending on the frequency, replacement is necessary. Therefore, as described above, the polymer film 32 is sandwiched between the center plate 34 having the opening 34a and the holding plate 35 having the opening 35a, and the polymer film 33 is formed by the center plate 34 and the holding plate 36 having the opening 36a. It is pasted as if sandwiched. The central plate 34 and the presser plates 35 and 36 can be freely assembled or disassembled by a plurality of screws 38. The polymer films 32 and 33, the center plate 34, and the presser plates 35 and 36 are unitized and configured as the ultrasonic wave transmitter 31. The assembled ultrasonic wave propagator 31 is attached to the opening 13b of the bottom 13a of the water tank 13 with a structure in which a sealing property is further maintained using screws 39. As described above, the polymer films 32 and 33 can be easily replaced in the water tank 13.
[0032]
The operation of the ultrasonic image inspection apparatus having the above configuration will be described. In a state where the ultrasonic wave propagator 31 is attached to the bottom 13 a of the water tank 13, the sample 23 to be measured is placed on the pedestal 25 a and the sample lifting device 25 is moved up, and the measurement surface of the sample 23 is placed on the ultrasonic wave transmitter 31. Press against the polymer film 32. When the measurement surface of the sample 23 is pressed against the polymer film 32, the liquid medium 37 is pushed up, but resistance is received by the inner polymer film 33. By such an action, the pressing pressure generated between the measurement surface of the polymer film 32 and the sample 23 is increased, and the polymer film 32 and the sample 23 can be brought into close contact with high adhesion. In this state, the probe 15 scans in the water tank 13, measures the ultrasonic image in the sample 23, and performs an inspection.
[0033]
Based on the measurement by the ultrasonic image inspection apparatus described above, a close contact state is formed at a constant high pressure. Therefore, the combination of the sample 23 and the polymer film 32 causes no mixing of bubbles and wrinkles and causes image unevenness. Difficult measurement can be performed. In particular, it is not necessary to put an intermediate ultrasonic propagation medium between the polymer film 32 and the sample 23.
[0034]
In the above, the liquid medium 37 inside the ultrasonic wave propagator 31 and the liquid medium (water 16) in the water tank 13 do not have to be the same type. As the liquid medium, water, silicone oil, alcohol, glycerin, or the like, or a gel material can be used.
[0035]
Regarding the types of the polymer films 32 and 33 of the ultrasonic wave propagator 31, it is not always necessary to use the same material and the same thickness on the outside and the inside. As the type of polymer film, polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, silicone rubber, nylon, or the like can be used. Further, the thickness is preferably 0.01 mm or more because strength by the material is required. By adjusting the thickness of the polymer film to the resonance frequency of the ultrasonic wave to be used, the influence on the ultrasonic wave during propagation can be reduced. A composite membrane may be used as the polymer membrane. Further, the film attached to the ultrasonic wave propagator 31 is not limited to the polymer film, and a similar film can be used, and the number of the films can be arbitrarily determined.
[0036]
In the ultrasonic wave propagator 31, the pressing pressure of the polymer films 32 and 33 can be changed by a combination of film type and film thickness. However, the above-described pressing pressure can be increased when the polymer film 33 located on the inner side is more difficult to deform than the polymer film 32 located on the outer side. Further, the lower the deformation rate of the inner polymer film 33, the smaller the fluctuation of the water level of the water 16 in the water tank 13 when pressed, the less likely it is to leak, and the higher the speed, the easier it is to respond to control.
[0037]
Next, a second embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, only the ultrasonic wave propagator 31 is shown. Other configurations are the same as those described in the first embodiment. In FIG. 5, the same elements as those described in FIG. In the ultrasonic wave propagator 31 according to the second embodiment, a passage 41 connected to the liquid medium 37 filled therein is formed in the central plate 34, and a nozzle 42 and a tube 43 are connected to the passage 41. The base of the tube 43 is connected to the liquid medium supply / discharge mechanism 44. According to the liquid medium supply / discharge mechanism 44, the amount of the liquid medium 37 can be adjusted by supplying and discharging the liquid medium 37 contained in the ultrasonic wave propagator 31. it can. According to the configuration of the second embodiment, the pressing pressure of the polymer film 32 can be adjusted as appropriate.
[0038]
A third embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, only the ultrasonic wave propagator 31 is shown. Other configurations are the same as those described in the first embodiment. In FIG. 6, the same elements as those described in FIG. In the ultrasonic wave propagator 31 according to the second embodiment, the inner polymer film is not used and does not have a related structure. In the plate member 51 corresponding to the center plate, an acrylic thin plate is used in place of the inner polymer film. By using a hard plate material for the member corresponding to the inner membrane, the contact pressure between the outer polymer membrane 32 and the sample can be further increased.
[0039]
Next, a fourth embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, only the ultrasonic wave propagator 31 is shown. Other configurations are the same as those described in the first embodiment. In FIG. 7, the same elements as those described in FIG. In the ultrasonic wave propagator 31 according to the fourth embodiment, the gel film 52 is attached to the outer surface of the polymer film 32 located outside in the configuration described in the first embodiment. According to this configuration, the degree of adhesion between the polymer film 32 and the measurement surface of the sample 23 can be increased.
[0040]
A fifth embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, only the ultrasonic wave propagator 31 is shown. Other configurations are the same as those described in the first embodiment. In FIG. 8, the same elements as those described in FIG. In the ultrasonic wave propagator 31 according to the fifth embodiment, in the configuration described in the first embodiment, a liquid is supplied as an intermediate medium 54 by a medium supply mechanism 53 that supplies a liquid medium to the outer surface of the polymer film 32 positioned outside. A medium is supplied. According to this configuration, the degree of adhesion between the polymer film 32 and the measurement surface of the sample 23 can be increased.
[0041]
A sixth embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, only the component part of the water tank 61 provided with the ultrasonic wave propagation device 31 of the first embodiment on the side wall portion is shown. Other configurations are the same as those described in the first embodiment. In FIG. 9, the same elements as those described in FIG. 1 and FIG. According to the ultrasonic image inspection apparatus according to the sixth embodiment, the ultrasonic wave propagator 31 is provided on the side wall 61 a of the water tank 61, and the probe 15 is attached to the lateral direction by the support frame 62. The support frame 62 is fixed to the triaxial scanner. With such a configuration, it is possible to measure and inspect the internal defect 64 by applying it to the DUT 63 having a vertical surface.
[0042]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
[0043]
  According to the first aspect of the present invention, an ultrasonic wave propagation device including a plurality of polymer films and containing a liquid medium is provided on the bottom or side of a container containing an ultrasonic medium such as water, Since the ultrasonic film inspection measurement is performed by pressing the polymer film against the sample, the pressing pressure between the outer polymer film and the sample can be increased, and the adhesion between the polymer film and the sample can be further increased. Measurement accuracy can be improved. It is also effective from the viewpoint of practical ultrasonic image inspection.
  In particular, the sample is an electronic component, and this electronic component is placed on the base of the sample lifting device that performs the lifting operation, and the height position of the electronic component can be appropriately adjusted by the sample lifting device. By the ascending operation of the apparatus, measurement can be performed by appropriately pressing the measurement surface of the electronic component arranged outside the container against the polymer film located outside with an ultrasonic wave propagator and sufficiently adhering it.
[0044]
  In addition, since an ultrasonic wave propagation apparatus using a water tank and having a polymer film provided on the lower surface is used in the ultrasonic image inspection apparatus, an ultrasonic image inspection can be performed with less damage to the sample due to the medium. Therefore,For samples that are precision electronic components such as IC chips,A sample can be protected, and a flaw detection inspection at an arbitrary place can be performed accurately. According to the present invention, the total number of semiconductor devices to be manufactured can be checked in the manufacturing process of the semiconductor device, which is effective for inspection of electronic parts before shipment.
[0045]
  According to the second aspect of the present invention, the deformation rate of the polymer film located on the inner side is smaller than the deformation rate of the polymer film located on the outer side.TheTherefore, the pressing pressure between the outer polymer film and the sample can be further increased.
[0046]
According to the third aspect of the present invention, since the supply / discharge mechanism for changing the amount of the liquid medium in the ultrasonic wave propagation device is provided, the amount of the liquid medium in the ultrasonic wave propagation device is made variable and pressed according to the sample. The pressure can be changed.
[0047]
According to the fourth aspect of the present invention, since an acrylic plate or the like is used in the ultrasonic wave propagator, the pressing pressure between the outer polymer film and the sample can be increased.
[0048]
According to the fifth aspect of the present invention, since the gel film is provided on the surface of the polymer film pressed against the sample of the ultrasonic wave propagator, the adhesion between the outer polymer film and the measurement surface of the sample can be improved. .
[0049]
According to the sixth aspect of the present invention, since the liquid medium supply mechanism for supplying the liquid medium to the surface of the polymer film pressed against the sample is provided in the ultrasonic wave propagation device, the adhesion between the outer polymer film and the sample is improved. Can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a first embodiment of an ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state where the ultrasonic wave transmitter according to the first embodiment is not in contact with a sample.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a case where an outer polymer film is in contact with a sample in the ultrasonic wave propagation device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an exploded state of the ultrasonic wave propagator according to the first embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic wave propagator according to a second embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic wave propagator according to a third embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic wave propagator according to a fourth embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic wave propagator according to a fifth embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a water tank portion of a sixth embodiment of the ultrasonic image inspection apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 base
12 Support frame
13 Aquarium
14 3-axis scanner
15 Ultrasonic probe
16 water
23 samples
25 Sample lifting device
31 Ultrasonic wave propagator
32 Polymer membrane (outside)
33 Polymer membrane (inside)
37 Liquid media
44 Liquid medium supply / discharge mechanism
51 Acrylic board
52 Gel membrane
53 Medium supply mechanism
54 Intermediate medium

Claims

探傷器回路で作られた電気信号を超音波探触子で超音波に変換し、前記超音波を液体媒質を介して試料に入射させ、前記試料の内部から戻る超音波反射エコーを前記超音波探触子で電気信号に変換して、前記試料の内部を映像化する超音波映像検査装置において、
前記試料は電子部品であり、
前記電子部品は昇降動作を行う試料昇降装置の台座上に配置され、かつ前記電子部品の高さ位置は前記試料昇降装置によって調整され、
前記液体媒質を収容する容器の一部に液体媒質を複数の高分子膜で封じて成る超音波伝播器を備えると共に、前記試料昇降装置の上昇動作により前記容器の外側に配置される前記電子部品の測定面を前記超音波伝播器で外側に位置する前記高分子膜に密着させて測定を行うことを特徴とする超音波映像検査装置。An electrical signal generated by the flaw detector circuit is converted into an ultrasonic wave by an ultrasonic probe, the ultrasonic wave is incident on the sample through a liquid medium, and an ultrasonic reflected echo returning from the inside of the sample is converted into the ultrasonic wave. In an ultrasonic image inspection apparatus that converts an electrical signal with a probe to visualize the inside of the sample,
The sample is an electronic component;
The electronic component is disposed on a base of a sample lifting device that performs a lifting operation, and the height position of the electronic component is adjusted by the sample lifting device,
Rutotomoni comprising an ultrasonic propagator comprising sealing the liquid body medium in a part of the container containing the liquid medium in a plurality of polymer films, wherein disposed on the outside of the container by the upward movement of the sample lifting device An ultrasonic image inspection apparatus characterized in that measurement is performed by bringing a measurement surface of an electronic component into close contact with the polymer film positioned outside by the ultrasonic wave propagation device.

前記超音波伝播器の前記複数の高分子膜について、内側に位置する高分子膜の変形率は外側に位置する高分子膜の変形率より小さいことを特徴とする請求項１記載の超音波映像検査装置。 2. The ultrasonic image according to claim 1, wherein, for the plurality of polymer films of the ultrasonic wave propagator, the deformation rate of the polymer film located inside is smaller than the deformation rate of the polymer film located outside. Inspection device.

前記超音波伝播器は内部に封じられた前記液体媒質の量を変化させる給排機構を備え、前記超音波伝播器の内部の前記液体媒質の量を可変にして押し付け圧力を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の超音波映像検査装置。 The ultrasonic wave propagator is provided with a supply / discharge mechanism for changing the amount of the liquid medium sealed inside, and the pressing pressure is changed by changing the amount of the liquid medium inside the ultrasonic wave propagator. The ultrasonic image inspection apparatus according to claim 1 or 2.

前記超音波伝播器で内側に位置する前記膜の代わりに板材を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波映像検査装置。 The ultrasonic image inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a plate material is used instead of the film positioned inside by the ultrasonic wave propagator.

前記超音波伝播器の前記試料に押し付けられる前記高分子膜の表面にゲル膜を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波映像検査装置。 The ultrasonic image inspection apparatus according to claim 1, wherein a gel film is provided on a surface of the polymer film pressed against the sample of the ultrasonic wave propagator.

前記超音波伝播器で、前記電子部品に押し付けられる前記高分子膜の表面に液体媒質を供給する液体媒質供給機構を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波映像検査装置。5. The liquid medium supply mechanism for supplying a liquid medium to a surface of the polymer film pressed against the electronic component by the ultrasonic wave propagator is provided. Ultrasound image inspection device.