KR20190143378A

KR20190143378A - 초음파 검사 장치, 제어 장치 및 검사 방법

Info

Publication number: KR20190143378A
Application number: KR1020190070615A
Authority: KR
Inventors: 다까아끼 마유즈미; 마사후미 다까다; 가오루 기따미
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치 파워 솔루션즈
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2019-12-30
Also published as: TWI699531B; TW202001242A; JP2019219234A; CN110618194A; JP6498341B1; KR102143460B1

Abstract

초음파 검사 장치에 있어서의 기포 제거의 확실성을 향상시키는 것을 과제로 한다.
초음파의 조사 및 수신을 행하는 초음파 탐촉자(100)와, 초음파에 의한 검사가 행해지는 검사 대상물이 적재되는 시료대(104)와, 시료대(104)가 침지되는 액체 매질(물 W)이 저류되어 있는 수조 WT와, 시료대(104)에 대하여, 액체 매질을 토출하는 노즐(103)을 갖고, 초음파 탐촉자(100)는, 검사 범위를 이동하고, 노즐(103)은, 초음파 탐촉자(100)의 이동에 추종하여 이동하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 검사 장치, 제어 장치 및 검사 방법{ULTRASONIC TEST DEVICE, CONTROL DEVICE AND TEST METHOD}

본 발명은, 초음파 검사 장치, 제어 장치 및 검사 방법의 기술에 관한 것이다.

초음파 검사 장치를 사용하여, 반도체 패키지 내의 크랙이나 박리, 보이드 등의 결함을 검사하는 것이 행해지고 있다. 이때, 물 등에 침지된 반도체 패키지의 상면측으로부터, 초음파 검사 장치의 초음파 탐촉자를 통해 초음파가 조사된다. 그리고, 해당 반도체 패키지의 하면측에 배치한 수신용 초음파 탐촉자에 의해 투과파가 취득되거나(투과법), 검사하고 싶은 적층면으로부터의 반사파가, 해당 초음파 탐촉자에 의해 취득되거나(반사법) 한다. 투과법, 반사법 각각의 방법은, 반도체 패키지의 적층수 등의 검사 조건에 따라 구분지어 사용할 수 있다.

상기한 어느 방법에 있어서도 물 등의 액체물을 매체로 하여, 초음파가 전파된다. 여기서, 초음파는, 기포에 의해 전반사되는 성질이 있다. 당연, 초음파의 전파 방향에 기포가 존재하면, 초음파가 기포에 충돌하였을 때 산란이 발생한다. 이 결과, 목표로 하는 적층면에 초음파가 도달하지 않거나, 하면측에 배치한 수신용 초음파 탐촉자에 도달하지 않거나 한다. 이렇게 되면, 검사 결과에 있어서 기포의 영향이 확인된 경우, 기포를 제거하고 다시, 재검사하게 되어, 작업 시간의 증대, 비용의 증대가 된다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 1에는, 「물을 수용하는 수조와, 상기 수조 내에 배치되며, 피검체를 적재하는 시료대와, 상하 방향으로 대향하여 배치되며, 피검체를 향하여 초음파를 조사하는 제1 초음파 탐촉자 및 피검체를 투과한 초음파를 수신하는 제2 초음파 탐촉자를 갖고, 상기 시료대의 하면측에 친수성 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는」 초음파 검사 장치가 개시되어 있다(청구항 1 참조). 이 방법은, 매우 높은 정밀도의 검사 기준이 요구되지 않는 검사에 있어서는 유효한 수단이다.

일본 특허 제5405686호 명세서

그러나, 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 방법으로는, 매우 고정밀도의 검사 기준이 요구되는 경우에 있어서는 반드시 만족되는 검사 결과가 얻어지는 것은 아님을 확인하였다. 즉, 이 방법에서는, 매우 높은 정밀도가 요구되는 검사에 있어서는, 적잖이 영향을 주는 정도의 기포가 잔존하는 것을 확인하였다.

그러나, 노즐로부터 토출되는 수류에 의해 기포가 불어 날려져도, 수류에 의해 흩날린 기포가 다시 검사 대상에 부착되어 버리는 경우가 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술과 같이 시료대 하면에 친수성 피막이 있는 경우에도 마찬가지이다.

구체적으로는, 노즐로부터 분출된 물이 닿는 개소의 기포는 제거되지만, 제거된 기포는 다른 장소로 이동할 뿐이며, 반도체 패키지의 전체면으로부터 기포를 제거할 수 없다. 상세는 후기한다.

그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 확실하게 기포 제거를 할 수 있다고는 할 수 없다.

이와 같은 배경을 감안하여 본 발명이 이루어진 것이며, 본 발명은, 초음파 검사 장치에 있어서의 기포 제거의 확실성을 향상시키는 것을 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 초음파의 조사 및 수신을 행하는 초음파 탐촉자와, 상기 초음파에 의한 검사가 행해지는 검사 대상물이 적재되는 시료대와, 상기 시료대가 침지되는 액체 매질이 저류되어 있는 수조와, 상기 시료대에 대하여, 상기 액체 매질을 토출하는 토출부를 갖고, 적어도 상기 시료대 및 상기 초음파 탐촉자가, 모두 지면에 대하여 소정의 각도로 경사지도록 설치되고, 상기 초음파 탐촉자는, 검사 범위를 이동하고, 상기 토출부는, 상기 초음파 탐촉자의 이동에 추종하여 이동함과 함께, 상기 토출부에 있어서의 토출구는, 상기 검사 대상물에 부착되어 있는 기포가 상기 시료대의 경사 방향으로 이동하도록, 상기 시료대에 대하여 소정의 각도를 이루어 경사져서 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

그 밖의 해결 수단은, 실시 형태 중에 있어서 후기한다.

본 발명에 따르면, 초음파 검사 장치에 있어서의 기포 제거의 확실성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 투과형 초음파 검사 장치(1)의 개념도.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 초음파 검사 시스템(200)의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 초음파 탐촉자(100) 및 노즐(103)의 주사를 도시하는 도면.
도 4는 수류의 토출 방향의 예(예 1)를 도시하는 도면.
도 5는 수류의 토출 방향의 예(예 2)를 도시하는 도면.
도 6은 도 5의 주사예를 검사 대상물 B 상면으로부터 본 도면.
도 7은 제1 실시 형태에서 행해지는 초음파 탐촉자(100) 및 노즐(103)의 주사의 처리 수순을 설명하는 흐름도.
도 8은 투과형 초음파 검사 장치(1a)의 다른 예를 도시하는 도면.
도 9는 제2 실시 형태에 있어서의 노즐(103b)의 측면도.
도 10은 제2 실시 형태에 있어서의 노즐(103b)의 상면도.
도 11은 제2 실시 형태에 있어서의 주사예를 도시하는 도면.
도 12는 제3 실시 형태에 있어서의 노즐(103b, 103c)의 측면도.
도 13은 제3 실시 형태에 있어서의 노즐(103b, 103c)의 상면도.
도 14는 제3 실시 형태에 있어서의 주사예를 도시하는 도면.
도 15는 제4 실시 형태에 관한 반사형 초음파 검사 장치(1b)를 사용한 초음파 검사 시스템(200b)의 개념도.
도 16은 반사형 초음파 검사 장치(1b)의 개념도.

다음에, 본 발명을 실시하기 위한 형태(「실시 형태」라 함)에 대하여, 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[지금까지의 과제]

먼저, 특허문헌 1에 기재된 기술에 있어서의 문제점을 상세하게 설명한다.

발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 방법에 의한 기포의 제거 과정을 관측한 결과, 이하의 것을 알아냈다. 먼저, 분출용의 노즐로부터 분출된 물에 의해 수류가 발생하고, 이 수류에 의해 기포가 흡인용의 노즐측으로 이동한다. 이때, 일부의 기포가 수류의 좌우 외측으로 빠져나가 버려, 이들 기포가 다시 시료대 하측부에 부착되어 버린다. 즉, 수류가 닿는 개소에 있어서의 기포의 일부가 이동할 뿐이며, 검사 범위로부터 기포를 완전히 제거할 수 없다.

[투과형 초음파 검사 장치(1)]

《제1 실시 형태》

도 1은 제1 실시 형태에 관한 투과형 초음파 검사 장치(1)의 개념도이다. 또한, 도 2는 제1 실시 형태에 관한 초음파 검사 시스템(200)의 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 도 1 내지 도 7에서는, 투과형 초음파 검사 장치(1)의 예를 도시한다. 조사용 탐촉자(101) 및 수신용 탐촉자(102)를 합하여 초음파 탐촉자(100)라 적절히 칭한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 초음파 검사 장치의 1종인 투과형 초음파 검사 장치(1)는, 수조 WT, 조사용 탐촉자(101), 수신용 탐촉자(102), 시료대(104), 노즐(토출부)(103)을 갖는다.

그리고, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 조사용 탐촉자(101), 수신용 탐촉자(102)는 z축 스캐너(111z)에 설치된 지지부(105)에 의해 보유 지지되어 있다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, z축 스캐너(111z)는 x축 스캐너(111x)에 설치되어 있다. 또한, x축 스캐너(111x)는 y축 스캐너(111y)에 설치되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 패키지 등의 검사 대상물 B는 시료대(104)에 적재된 상태에서, 액체 매질(물 W가 일반적)에 침지되어 있다. 시료대(104)는, 토대부(106)에 설치되어 있다. 액체 매질(물 W)은, 조사용 탐촉자(101)로부터 조사된 초음파를 전파시키는 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 수조 WT는 x축 스캐너(111x)와 y축 스캐너(111y)의 동작 범위보다도 크다. 이와 같이 함으로써, 수조 WT 내의 임의의 위치에 설치된, 검사 대상물 B 상에서 초음파 탐촉자(100)를 주사하는 것이 가능해진다. 초음파 탐촉자(100)의 주사에 대해서는 후기한다. 초음파 탐촉자(100)와 검사 대상물 B의 표면의 거리는 z축 스캐너(111z)에 의해 임의의 높이로 조정할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 조사용 탐촉자(101)에는 펄서(31)가 접속되어 있다. 펄서(31)에 의해, 조사용 탐촉자(101)에 펄스가 인가되면, 조사용 탐촉자(101)의 선단으로부터 초음파가 발생한다. 발생한 초음파는, 조사용 탐촉자(101)의 선단으로부터 검사 대상물 B를 향하여 조사된다. 조사된 초음파는 검사 대상물 B의 각 계면에서 반사, 혹은 투과를 한다. 조사용 탐촉자(101), 수신용 탐촉자(102)의 2탐촉자를 사용한 도 1과 같은 투과형 초음파 검사 장치(1)의 경우, 검사 대상물 B를 투과한 초음파(투과파)가 사용된다. 투과파는 수신용 탐촉자(102) 내부의 압전 소자에 의해 전기 신호로 변환된다. 변환된 전기 신호는 리시버(32)에 보내진다. 그 후, 투과파가 변환된 전기 신호는 A/D 변환기(41A)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 또한 퍼스널 컴퓨터(43)에 접속되어 있는 디스플레이(44)에 표시된다. 이에 의해, 파고 분석됨으로써 투과파의 강도에 따른 콘트라스트의 화상이 디스플레이(44)에 표시된다.

또한, 제어 장치(42)로부터 송신된 펄스 제어 신호는, D/A 변환기(41B)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후, 펄서(31)에 송신된다. 또한, 제어 장치(42)로부터 송신된 수류 펌프 제어 신호는, D/A 변환기(41B)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후, 수류 펌프(11)로 송신된다. 수류 펌프(11)에 대해서는 후기한다. 또한, 상기한 바와 같이, 수신용 탐촉자(102)에 의해 수신되어, 변환된 전기 신호(아날로그 신호)는, A/D 변환기(41A)에 의해 디지털 신호로 변환된 후, 제어 장치(42)를 통해, 퍼스널 컴퓨터(43)에 입력된다. 또한, 제어 장치(42)로부터 송신된 주사 제어 신호는, D/A 변환기(41B)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후, z축 스캐너(111z), y축 스캐너(111y), x축 스캐너(111x)에 송신된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 수신용 탐촉자(102)의 하방에 수류를 토출하기 위한 노즐(103)이 설치되어 있다. 노즐(103)은, 수신용 탐촉자(102)의 지지부(105)와 일체로 동작하도록 설치되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 수신용 탐촉자(102)의 지지부(105)는, 노즐(103)을 지지하는 지지부(105)이기도 하다. 이 노즐(103)로부터, 시료대(104) 하면을 향하여 수류가 토출됨으로써, 시료대(104) 하면에 부착된 기포를 날릴 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 노즐(103)의 선단은, 시료대(104)에 대하여 각도를 갖고 있다(경사져 있다). 이와 같이 함으로써, 시료대(104) 하면에 부착된 기포를 효율적으로 제거할 수 있다.

노즐(103)의 설치 장소, 각도, 방향, 수압은, 적절히 조정 가능하다. 예를 들어, 유저는, 디스플레이(13)에 표시되어 있는 정보를 참조하면서, 수류 컨트롤 패널(12)에 의해 수류 펌프(11)의 급수압 등을 제어할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 수조 WT 내의 물 W는, 수조 WT 저면으로부터 흡수 튜브 T1을 통해, 수류 펌프(펌프)(11)에 의해 흡인된다. 그리고, 흡인된 물 W는, 토출 튜브 T2, 조인트 J, 토출 튜브 T3을 통해 노즐(103)의 선단으로부터 토출된다. 이와 같이 함으로써, 검사 중, 상시 노즐(103)의 선단으로부터 수류가 토출 가능하다. 검사 중, 상시 수류가 토출됨으로써, 검사하는 동안, 검사 대상물 B에 부착된 기포를 계속해서 날리는 것이 가능하다.

도 1의 예에서는, 시료대(104)의 하방에 노즐(103)이 설치되어 있지만, 시료대(104)의 상방에도 노즐(103)이 설치되어도 된다. 시료대(104)의 상방에만 노즐(103)이 설치되어도 된다. 이와 같이 함으로써, 검사 대상물 B의 상부 표면에 부착된 기포도 제거할 수 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터(43)로부터 입력된 동작 제어 데이터는, 제어 장치(42)로 보내진다. 제어 장치(42)는, 보내진 동작 제어 데이터를 기초로, x축 스캐너(111x), y축 스캐너(111y), z축 스캐너(111z)의 동작을 제어한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 투과형 초음파 검사 장치(1)의 전체가 기울어지도록(지면에 대하여 각도를 갖도록, 즉, 경사져서) 설치되어 있다. 또한, 도 1에서는, 투과형 초음파 검사 장치(1)의 전체가 기울어지도록 설치되어 있지만, 적어도 시료대(104), 조사용 탐촉자(101), 수신용 탐촉자(102)가 기울어지도록 설치되면 된다. 이 각도는, 검사 대상물 B에 따라 상이하지만, 10° 정도이다. 또한, 이 각도는, 유저에 의해 임의로 조정 가능하다.

이와 같이, 시료대(104)가 기울어지도록 설치되어 있음으로써, 검사 대상물 B(시료대(104))가 기울어져 있기 때문에, 공기의 상승성에 의해, 기포 제거를 효율적으로 행할 수 있다. 즉, 적어도 시료대(104)가 기울어지도록 설치되어 있음으로써, 노즐(103)로부터 토출된 수류에 의해 제거된 기포는, 검사 대상물 B의 근방에 부착되지 않고, 수면을 향하여 상승한다. 이에 의해, 효율적인 기포 제거를 실현할 수 있다.

또한, 검사 대상물 B의 사이즈가 상이한 경우에도, 이 방법이면 효율적으로 기포 제거가 가능하다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, 투과형 초음파 검사 장치(1)가 y 방향에 대하여 기울어져 있지만, x 방향에 대하여 기울어져도 된다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 노즐(103)의 선단은, 시료대(104)에 대하여 각도를 갖도록 설치되어 있다. 이 각도는, 투과형 초음파 검사 장치(1)가 기울어져 있는 방향으로, 기포가 이동하는 각도이다.

이와 같이, 노즐(103)의 선단은, 시료대(104)에 대하여 각도를 갖도록 설치되어 있음으로써, 시료대(104)의 하면에 부착되어 있는 기포를 투과형 초음파 검사 장치(1)가 기울어져 있는 방향으로 날릴(이동시킬) 수 있다. 이에 의해, 효율적으로 기포를 제거할 수 있다.

(주사)

도 3은 초음파 탐촉자(100) 및 노즐(103)의 주사를 도시하는 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 초음파 탐촉자(100)(조사용 탐촉자(101) 및 수신용 탐촉자(102))는, 도 2에 도시한 x축 스캐너(111x), y축 스캐너(111y)의 동작에 따라서, x 방향, y 방향으로 동작한다. 이때, 초음파 탐촉자(100)는, 도 3의 화살표와 같이 동작함으로써, 검사 대상물 B를 주사한다.

검사 대상 범위에 있어서, 초음파 탐촉자(100)가 주사됨으로써, 1매의 검사 화상을 얻을 수 있다. 이 검사 화상에 의해, 검사 대상물 B(반도체 패키지)에 있어서의 크랙이나 박리, 보이드 등과 같은 검사 대상물 B 내부의 결함을 검출할 수 있다.

상기한 바와 같이 노즐(103)은, 수신용 탐촉자(102)의 지지부(105)와 일체가 되어 동작하도록 설치되어 있기 때문에, 노즐(103)도 초음파 탐촉자(100)와 동일한 움직임을 한다. 즉, 노즐(103)도, 수신용 탐촉자(102) 및 조사용 탐촉자(101)에 추종하여, 검사 대상물 B의 하면을 주사하도록 움직인다. 덧붙여서 말하면, 시료대(104) 및 검사 대상물 B는 움직이지 않는다. 이에 의해, 노즐(103)로부터 토출되는 수류에 의해 기포가, 시료대(104)의 하면의 다른 장소로 움직여도, 또 움직여 온 노즐(103)로부터 토출되는 수류에 의해 제거된다. 이와 같이 함으로써, 기포 제거의 확실성을 향상시킬 수 있다.

(수류 토출 방향)

도 4는 수류의 토출 방향의 예(예 1)를 도시하는 도면이다.

도 4의 예에서는, 수류가 검사 개소에 닿도록 노즐(103)이 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 검사 개소의 기포가 제거되기 때문에, 정밀도가 높은 검사가 가능해진다.

도 5는 수류의 토출 방향의 예(예 2)를 도시하는 도면이다. 또한, 도 6은 도 5의 주사예를 검사 대상물 B 상면으로부터 본 도면이다.

도 5의 예에서는, 수류가 검사 개소보다도 앞의 개소에 닿도록 노즐(103)이 설치되어 있다. 여기서, 도 6에 있어서, 파선이 초음파 탐촉자(100)의 주사 경로를 나타내는 것이다. 그리고, 도 6에 있어서, 검정색 동그라미는 초음파 탐촉자(100)에 의한 검사 개소를 나타내고, 흰색 동그라미는 수류가 닿는 개소를 나타낸다.

도 5, 도 6에 도시한 예에서는, 앞으로 검사가 행해지는 지점을 향하여 수류가 토출되고 있다. 이와 같이 함으로써, 초음파가 수류에 의해 교란되는 일이 없기 때문에, 정밀도가 높은 검사가 가능해진다.

여기서, 도 6에 있어서의 일점쇄선은, 도 6에 있어서의 세로 방향 이동 시의 노즐(103)의 주사 경로이다. 도 6에 있어서의 가로 방향으로는, 노즐(103)은 초음파 탐촉자(100)와 동일한 주사 경로(파선)를 이동한다. 도 6의 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 도 6에 있어서의 세로 방향 이동 시에는, 초음파 탐촉자(100)와 노즐(103)의 주사 경로는 상이한 것으로 된다. 그러나, 수류에 의한 기포 제거 범위는 넓기 때문에, 도 6에 있어서의 가로 방향의 주사 경로에 있어서의 기포 제거로, 파선으로 나타내는, 초음파 탐촉자(100)의 세로 방향의 주사 경로에 있어서의 기포도 제거된다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 검사 대상물 B가 기울어져 있음으로써, 검사 종료 후, 검사 대상물 B가 시료대(104)와 함께 상방으로 끌어올려졌을 때, 액체 매질(물 W)이 검사 대상물 B 상에 머물지 않고 수조 WT 내로 흘러내린다. 즉, 효율적으로 검사 대상물 B의 물기 제거가 가능해진다. 게다가, 상기한 바와 같이, 검사 대상물 B의 배출 시에 있어서, 검사 대상물 B가 끌어올려졌을 때, 액체 매질(물 W)이 수조 WT 내로 흘러내린다. 그 때문에, 수평으로 설치되어 있는 경우에 비해, 수조 WT의 외부로 반출되는 액체 매질의 양을 저감시키는 것이 가능해진다.

(흐름도)

도 7은 제1 실시 형태에서 행해지는 초음파 탐촉자(100) 및 노즐(103)의 주사의 처리 수순을 설명하는 흐름도이다. 적절히, 도 2를 참조한다.

먼저, 제어 장치(42)는, 수류 펌프(11)를 제어하여, 노즐(103)로부터 물 W를 소정 시간 토출시킨다(S101).

다음에, 제어 장치(42)는, 소정 시간 경과하였는지 여부를 판정한다(S102). 이 소정 시간은, 토출된 개소의 수류가 안정되는 시간이다.

스텝 S102의 결과, 소정 시간 경과하지 않은 경우(S102→"아니오"), 제어 장치(42)는 스텝 S102로 처리를 되돌린다.

스텝 S102의 결과, 소정 시간 경과한 경우(S102→"예"), 제어 장치(42)는, 조사용 탐촉자(101)로부터 초음파를 펄스 조사시킨다(S103). 수신용 탐촉자(102)는 투과파를 수신한다.

그 후, 제어 장치(42)는, 현재지가 검사 종료점인지 여부를 판정한다(S104).

스텝 S104의 결과, 검사 종료점인 경우(S104→"예"), 제어 장치(42)는 처리를 종료한다.

스텝 S104의 결과, 검사 종료점이 아닌 경우(S104→"아니오"), 제어 장치(42)는, 초음파 탐촉자(100) 및 노즐(103)을 다음 검사 개소로 이동시키고(S105), 처리를 스텝 S101로 되돌린다.

도 7에 도시한 바와 같이, 노즐(103)로부터 물 W가 토출된 후, 소정 시간 경과하고 나서 초음파를 조사함으로써, 검사 개소의 수류가 안정되고 나서 초음파의 조사를 행할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 기포를 확실하게 제거하는 것에 더하여, 검사의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

[토출 튜브 T3a와 지지부(105a)를 일체화]

도 8은 투과형 초음파 검사 장치(1a)의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 8에 있어서, 도 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 8에 도시한 투과형 초음파 검사 장치(1a)에서는, 토출 튜브 T3a와, 지지부(105a)가 일체로 되어 있다. 즉, 수류 펌프(11)로부터 토출된 물 W는, 토출 튜브 T2 내를 흐른 후, 지지부(105a) 내를 흘러, 토출구로부터 토출된다. 바꿔 말하면, 토출 튜브 T3a는, 지지부(105a) 내에 형성된 유로(도 8의 파선)로 되어 있다. 즉, 유로인 토출 튜브 T3a는 지지부(105a)를 겸하고 있다.

이와 같이, 토출 튜브 T3a와, 지지부(105a)를 일체 형성함으로써, 부품수를 적게 할 수 있고, 비용을 저하시킬 수 있다.

《제2 실시 형태》

도 9 및 도 10은 제2 실시 형태에 있어서의 노즐(103b)의 예를 도시하는 도면이다. 도 9는 노즐(103b)의 측면도이고, 도 10은 노즐(103b)의 상면도이다. 또한, 도 9 및 도 10에 있어서, 도 1과 마찬가지의 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 또한, 도 9 및 도 10은, 각 부가 수평으로 묘화되어 있지만, 실제로는 도 1과 같이 각 부가 기울어지도록 설치되어 있다.

도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에서는, 수신용 탐촉자(102)의 양옆에 노즐(103b1(103b)) 및 노즐(103b2(103b))이 설치되어 있다. 즉, 노즐(103b1) 및 노즐(103b2)이 수신용 탐촉자(102)를 좌우로부터 사이에 두도록 설치되어 있다. 즉, 노즐(103b1) 및 노즐(103b2)로부터는, 수신용 탐촉자(102)를 좌우로부터 사이에 두도록 수류가 토출된다. 여기서, 좌우란, 도 2에 도시한 x축 방향이다. 노즐(103b1) 및 노즐(103b2)에 보내지는 물 W는, 조인트 J의 하류에 마련되어 있는 세갈래 조인트 Jb에 의해, 2개의 토출 튜브 T3b로 나누어진다.

도 11은 제2 실시 형태에 있어서의 주사예를 도시하는 도면이다.

도 11에 있어서, 파선 L은 초음파 탐촉자(100)(수신용 탐촉자(102))의 주사 경로를 나타내고 있다. 그리고, 도 11에 있어서, 검정색 동그라미(201)는 초음파 탐촉자(100)에 의한 검사 개소를 나타내고, 흰색 동그라미(202A, 202B)는 수류가 닿는 개소를 나타낸다. 여기서 흰색 동그라미(202A)는, 도 10의 노즐(103b1)로부터 토출된 수류가 닿는 개소이며, 흰색 동그라미(202B)는, 노즐(103b2)로부터 토출된 수류가 닿는 개소이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 노즐(103b1) 및 노즐(103b2)은, 지면 수평 방향으로의 진행 방향에 대해, 검사 개소(201)를 사이에 두고 수류가 닿도록 배치되어 있다. 즉, 초음파 탐촉자(100)가 제1 방향(예를 들어, 라인 L1의 방향)과, 제1 방향과는 역방향인 제2 방향(예를 들어, 라인 L2의 방향)으로 진행하는 경우, 제1 방향 및 제2 방향에 있어서 초음파 탐촉자(100)를 사이에 두고, 물 W가 토출되도록 노즐(103b)이 설치된다.

그리고, 도 11의 지면 좌측 방향으로 진행하는 라인 L1에서는, 노즐(103b1)에 의한 수류(흰색 동그라미(202A))가, 앞으로 검사되는 개소의 기포를 미리 제거한다. 그리고, 라인 L1과는 역방향으로 초음파 탐촉자(100)가 진행하는 라인 L2에서는, 노즐(103b2)에 의한 수류(흰색 동그라미(202B))가, 앞으로 검사되는 개소의 기포를 미리 제거한다.

이와 같이, 도 9 및 도 10에 도시한 구성에 의하면, 앞으로 검사되는 개소의 기포를 미리 제거할 수 있다.

또한, 도 9 내지 도 11에 도시한 구조가 아니라, 노즐(103)을 초음파 탐촉자(100)의 옆에 1개 갖고, 도 11의 라인 L1과, 라인 L2에서는 노즐(103)의 위치를 변화시키도록 해도 된다.

《제3 실시 형태》

도 12 및 도 13은 제3 실시 형태에 관한 노즐(103b, 103c)의 예를 도시하는 도면이다. 또한, 도 12 및 도 13에 있어서, 도 1과 마찬가지의 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 또한, 도 12 및 도 13은, 각 부가 수평으로 묘화되어 있지만, 실제로는 도 1과 같이 각 부가 기울어지도록 설치되어 있다.

도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에서는, 도 9 및 도 10과 마찬가지로, 수신용 탐촉자(102)의 양옆에 노즐(103b1(103b)) 및 노즐(103b2(103b))이 설치된다. 그리고, 이들 노즐(103b)에 더하여, 노즐(103c)이 설치되어 있다.

여기서, 노즐(103b1, 103b2), 노즐(103c)로 보내지는 물 W(도 1 참조)는, 조인트 J의 하류에 마련되어 있는 네갈래 조인트 Jc에 의해, 2개의 토출 튜브 T3b 및 1개의 토출 튜브 T3c로 나누어진다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 노즐(103c) 및 튜브 T3c는, 지지부(105)의 상측(검사 대상물 B측)에 설치되어 있다. 또한, 노즐(103c)은, 수신용 탐촉자(102)에 대하여, 지면 우측(조인트 J측)에 마련되어 있다. 즉, 노즐(103c)은, 수신용 탐촉자(102)에 대하여 수평 방향, 또한, 조인트 J측(즉, 도 2의 y축 부방향)에 마련되어 있다. 또한, 노즐(103c)은, 노즐(103b1, 103b2)에 대해, 수직 방향 상측(즉, 도 2의 z축 정방향)에 마련되어 있다.

또한, 노즐(103c)로부터 토출되는 수류는, 검사 개소(수신용 탐촉자(102))보다도, 약간 지면 좌측(조인트 J와는 반대측)으로 토출되도록, 조정되어 있다.

도 14는 제3 실시 형태에 있어서의 주사예를 도시하는 도면이다.

도 14에 있어서, 도 11과 마찬가지로, 파선 L은 초음파 탐촉자(100)(수신용 탐촉자(102))의 주사 경로를 나타내고 있다. 그리고, 도 14에 있어서, 도 11과 마찬가지로, 검정색 동그라미(201)는 초음파 탐촉자(100)에 의한 검사 개소를 나타내고, 흰색 동그라미(202A 내지 202C)는 수류가 닿는 개소를 나타낸다. 여기서 흰색 동그라미(202A)는, 노즐(103b1)로부터 토출된 수류가 닿는 개소이며, 흰색 동그라미(202B)는, 노즐(103b2)로부터 토출된 수류가 닿는 개소이다. 그리고, 흰색 동그라미(202C)는, 노즐(103c)로부터 토출된 수류가 닿는 개소이다.

즉, 초음파 탐촉자(100)가, 제1 방향(예를 들어, 라인 L1의 방향) 및 제2 방향(예를 들어, 라인 L2의 방향)과는 수직인 방향인 제3 방향(라인 L11의 방향)으로 진행하는 경우, 제3 방향에 있어서의 진행 방향에 대하여, 초음파 탐촉자(100)의 전방에 수류를 토출하도록, 노즐(103c)이 더 설치된다.

라인 L1 및 라인 L2에 있어서의 기포의 제거는 도 11과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명을 생략한다.

라인 L1 및 라인 L2에 대해, 수직 방향으로 초음파 탐촉자(100)가 이동하는 라인 L11에서는, 노즐(103c)로부터 토출된 수류(흰색 동그라미(202C))가, 앞으로 검사되는 개소의 기포를 미리 제거한다.

이와 같이, 노즐(103c)은, 도 14의 지면 수직 방향으로의 진행 방향(라인 L11)에 대해, 초음파 탐촉자(100)보다 선행하는 개소에 닿도록 마련된다.

《제4 실시 형태》

[반사형 초음파 검사 장치(1b)]

도 15는 초음파 검사 장치의 1종인 반사형 초음파 검사 장치(1b)를 사용한 초음파 검사 시스템(200b)의 개념도이다. 또한, 도 16은 반사형 초음파 검사 장치(1b)의 개념도이다. 도 15에서는 반사형 초음파 검사 장치(1b)의 사시도를 도시하고, 도 16은 반사형 초음파 검사 장치(1b)를 가로 방향으로부터 본 개념도를 도시한다. 또한, 도 15 및 도 16에 있어서, 도 1 및 도 2와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 또한, 도 16에서는, 도 2에 도시되어 있는 수류 펌프(11), 수류 컨트롤 패널(12), 디스플레이(13), 펄서(31), 리시버(32), A/D 변환기(41A), D/A 변환기(41B), 제어 장치(42), 퍼스널 컴퓨터(43), 디스플레이(44)가 도시 생략되어 있다.

도 15, 도 16에 도시한 바와 같은 초음파 검사 시스템(200b)에 있어서의 반사형 초음파 검사 장치(1b)는, 조사, 수신을 1개의 초음파 탐촉자(100b)로 행하고 있다. 즉, 초음파 탐촉자(100b)로부터 발신된 초음파는, 검사 대상물 B에서 반사된다. 검사 대상물 B에서 반사된 초음파(반사파)는 초음파 탐촉자(100b)에 의해 수신된다. 수신된 반사파는 초음파 탐촉자(100b)의 내부의 압전 소자(도시하지 않음)에 의해 전기 신호로 변환되고, 도 2에 도시한 리시버(32), A/D 변환기(41A)를 통해 퍼스널 컴퓨터(43)에 보내진다. 퍼스널 컴퓨터(43)에 의해 파고 분석되어 투과파의 강도에 따른 콘트라스트의 화소가 도 2에 도시한 디스플레이(44)에 표시된다.

또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 수류를 토출하는 노즐(103d)이, 초음파 탐촉자(100b)의 후방에 구비되어 있다. 노즐(103d)은, z축 스캐너(111z)에 설치되어 있는 지지부(105b)에 설치되어 있다. 또한, 도 16의 예에서는, 노즐(103d)의 선단이 초음파 탐촉자(100b)의 후방에 구비되어 있지만, 초음파 탐촉자(100b)의 전방에 구비되어 있어도 된다. 노즐(103d)의 선단이 초음파 탐촉자(100b)의 전방에 구비되도록 함으로써, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같은, 검사 개소에 앞선 개소의 기포 제거가 가능해진다.

그 밖의 구성은, 도 1 및 도 2에 도시한 투과형 초음파 검사 장치(1)와 마찬가지이므로, 여기서의 설명을 생략한다.

도 15 및 도 16에 도시한 반사형 초음파 검사 장치(1b)에서도, 검사 대상물 B가 비스듬히 설치되도록 되어 있음으로써, 수류에 의해 날려진 기포는, 검사 대상물 B의 근방에 부착되지 않고 수면으로 부상한다.

또한, 제4 실시 형태에 있어서, 노즐(103d)이 제2 실시 형태나, 제3 실시 형태와 같은 구성을 가져도 된다.

본 실시 형태에 따르면, 투과형 초음파 검사 장치(1)의 경우, 검사 대상물 B의 이면(및 표면)에 부착된 기포를 용이하게, 또한, 확실하게 제거하는 것이 가능해진다. 반사형 초음파 검사 장치(1b)의 경우, 검사 대상물 B 표면에 부착된 기포를 용이하게, 또한, 확실하게 제거하는 것이 가능해진다. 이것으로부터 기포의 부착의 원인에 의한 오판정, 재측정을 없애는 것이 가능해져, 효율적으로 정확한 검사 화상을 얻을 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 갖는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 어떤 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시 형태의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 각 구성, 기능은, 그것들의 일부 또는 모두를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 것 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 상기한 각 구성, 기능 등은, CPU 등의 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다. 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는, HD(Hard Disk)에 저장하는 것 이외에, 메모리나, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치, 또는, IC(Integrated Circuit) 카드나, SD(Secure Digital) 카드, DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기록 매체에 저장할 수 있다.

또한, 각 실시 형태에 있어서, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있으며, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는, 대부분 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.

1, 1a : 투과형 초음파 검사 장치(초음파 검사 장치)
1b : 반사형 초음파 검사 장치(초음파 검사 장치)
11 : 수류 펌프(펌프)
42 : 제어 장치
100, 100b : 초음파 탐촉자
101 : 조사용 탐촉자
102 : 수신용 탐촉자
103, 103b 내지 103d : 노즐(토출부)
104 : 시료대
105, 105a, 105b : 지지부
200, 200a, 200b : 초음파 검사 시스템
B : 검사 대상물
T2, T3, T3a 내지 T3c : 토출 튜브(유로)
WT : 수조

Claims

초음파의 조사 및 수신을 행하는 초음파 탐촉자와,
상기 초음파에 의한 검사가 행해지는 검사 대상물이 적재되는 시료대와,
상기 시료대가 침지되는 액체 매질이 저류되어 있는 수조와,
상기 시료대에 대하여, 상기 액체 매질을 토출하는 토출부
를 갖고,
적어도 상기 시료대 및 상기 초음파 탐촉자가, 모두 지면에 대하여 소정의 각도로 경사지도록 설치되고,
상기 초음파 탐촉자는, 검사 범위를 이동하고,
상기 토출부는, 상기 초음파 탐촉자의 이동에 추종하여 이동함과 함께, 상기 토출부에 있어서의 토출구는, 상기 검사 대상물에 부착되어 있는 기포가 상기 시료대의 경사 방향으로 이동하도록, 상기 시료대에 대하여 소정의 각도를 이루어 경사져서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 토출부로부터 토출된 상기 액체 매질은, 앞으로 검사를 행하는 지점을 향하여 토출되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제2항에 있어서,
상기 토출부는, 적어도 2개 구비되고,
상기 초음파 탐촉자가 제1 방향과, 상기 제1 방향과는 역방향인 제2 방향으로 진행하는 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 있어서 상기 초음파 탐촉자를 사이에 두도록, 상기 액체 매질이 토출되도록 상기 토출부가 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 초음파 탐촉자가, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과는 수직인 방향인 제3 방향으로 진행하는 경우, 상기 제3 방향에 대하여, 상기 초음파 탐촉자의 전방에 수류를 토출하도록, 상기 토출부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 토출부로부터 상기 액체 매질이 토출되고 나서 소정 시간 경과 후에, 상기 초음파 탐촉자로부터 초음파가 조사되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 수조에 저류되어 있는 상기 액체 매질을 흡인하고, 상기 토출부로부터 토출시키는 펌프를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제6항에 있어서,
상기 펌프로부터, 상기 토출부까지 상기 액체 매질이 통과하는 유로의 적어도 일부가 상기 토출부를 지지하는 지지부를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 초음파 탐촉자는, 적어도, 상기 초음파를 조사하는 조사용 탐촉자와, 상기 검사 대상물을 투과한 상기 초음파를 수신하는 수신용 탐촉자를 갖고,
상기 조사용 탐촉자는, 상기 시료대와 대향하도록 설치되고,
상기 수신용 탐촉자는, 상기 시료대를 사이에 두고, 상기 조사용 탐촉자와 반대측에 설치되고,
상기 토출부가, 상기 조사용 탐촉자 및 상기 수신용 탐촉자 중 적어도 한쪽의 근방에 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 초음파 탐촉자는, 상기 초음파를 조사한 후, 상기 검사 대상물에서 반사된 초음파를 수신하고,
상기 초음파 탐촉자는, 상기 시료대에 대향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
검사 범위를 이동하여, 초음파의 조사 및 수신을 행하는 초음파 탐촉자와,
상기 초음파에 의한 검사가 행해지는 검사 대상물이 적재되는 시료대와,
상기 시료대가 침지되는 액체 매질이 저류되어 있는 수조와,
상기 초음파 탐촉자의 이동에 추종하여 이동하도록 설치되어 있으며, 상기 시료대에 대하여, 상기 액체 매질을 토출하는 토출부
를 갖고,
적어도 상기 시료대 및 상기 초음파 탐촉자가, 모두 지면에 대하여 소정의 각도로 경사지도록 설치되고,
상기 토출부에 있어서의 토출구는, 상기 검사 대상물에 부착되어 있는 기포가 상기 시료대의 경사 방향으로 이동하도록, 상기 시료대에 대하여 소정의 각도를 이루어 경사져서 설치되어 있는 초음파 검사 장치에 있어서,
주사 제어 신호에 기초하여 상기 초음파 탐촉자의 이동을 제어하고,
수류 펌프 제어 신호에 기초하여 상기 토출부의 상기 액체 매질의 공급을 제어하고,
상기 초음파 탐촉자에 의한 초음파의 조사를 제어하고,
상기 초음파 탐촉자에 의해 수신한 신호를 분석하여, 시료를 투과한 상기 초음파의 강도에 따른 콘트라스트 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제10항에 있어서,
상기 토출부로부터 상기 액체 매질이 토출되고 나서 소정 시간 경과 후에, 상기 초음파 탐촉자로부터 초음파가 조사되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
검사 범위를 이동하여, 초음파의 조사 및 수신을 행하는 초음파 탐촉자와,
상기 초음파에 의한 검사가 행해지는 검사 대상물이 적재되는 시료대와,
상기 시료대가 침지되는 액체 매질이 저류되어 있는 수조와,
상기 시료대에 대하여, 상기 액체 매질을 토출하는 토출부
를 갖는 초음파 검사 장치에 의한 검사 방법이며,
적어도 상기 시료대 및 상기 초음파 탐촉자가, 모두 지면에 대하여 소정의 각도로 경사지도록 설치되고,
상기 초음파 검사 장치는,
상기 초음파 탐촉자를 이동하고,
상기 토출부를 상기 초음파 탐촉자의 이동에 추종하여 이동함과 함께, 상기 토출부에 있어서의 토출구는, 상기 검사 대상물에 부착되어 있는 기포가 상기 시료대의 경사 방향으로 이동하도록, 상기 시료대에 대하여 소정의 각도를 이루어 경사져서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
제12항에 있어서,
상기 초음파 검사 장치는,
상기 토출부로부터 상기 액체 매질이 토출되고 나서 소정 시간 경과 후에, 상기 초음파 탐촉자로부터 초음파를 조사하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.