(57)【要約】【課題】超音波検査による検査対象物の内部状態の計算評価の精度を向上する。【解決手段】探触子２から検査対象物に入射した超音波の反射波１０のＲＦ信号１１において、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値との間に時間的な関係があり、その時間的な関係が剥離検出に大いに寄与することに着目した。具体的には、演算部５は、ＲＦ信号１０の正のピークと負のピークが含まれる部分の傾きを求める。その傾きの正負に基づいて検査対象物の剥離等を検出し、その傾きの大きさに基づいて前記剥離等の程度を検出する。検出した剥離は、オシロスコープ７やモニタ８において、ＡスコープやＣスコープ等で特定の色を付して強調して表示することにより、剥離等の判別に熟練度を要しなくとも剥離等の判別が容易になるとともに、計算方法が容易なため超音波検査に要する時間が大幅に短縮される。【選択図】図１
2010185822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子から検査対象物へ向けて入射された超音波の反射波を受信して、前記反射波をＲＦ信号に変換し、前記ＲＦ信号を解析して前記検査対象物の内部状態を検査する超音波検査装置において、
前記ＲＦ信号の正のピークの大きさの最大値と、前記最大値を示す正のピークが生じた時間と、前記ＲＦ信号の負のピークの大きさの絶対値の最大値と、前記最大値を示す負のピークが生じた時間と、を特定する制御と、
前記正のピークが生じた時間と、前記負のピークが生じた時間とを用いて、前記ＲＦ信号のうち前記正のピークおよび前記負のピークが含まれる部分の傾きの正負を特定する制御と、
前記正のピークの大きさの最大値と前記負のピークの大きさの絶対値の最大値との比較および前記傾きの正負に基づいて、前記検査対象物の内部状態を検査する制御と、を実行する制御部を有する
ことを特徴とする超音波検査装置。
【請求項２】
前記ＲＦ信号の大きさに応じた、検査対象物の部位表示用の色と、前記ＲＦ信号の大きさおよび前記傾きの正負に応じた強調表示用の色と、を定義したカラーパレットを記憶する記憶部と、
前記カラーパレットを用いて前記ＲＦ信号を所定の態様で表示する表示部と、を有し、
前記制御部は、
前記カラーパレットを参照して、前記正のピークの大きさの最大値または前記負のピークの大きさの絶対値の最大値のうち大きい方に応じた部位表示用の色を特定し、前記特定した部位表示用の色を用いて前記表示部に前記検査対象物の部位を表示させるとともに、前記正のピークの大きさの最大値または前記負のピークの大きさの絶対値の最大値のうち大きい方および前記傾きの正負に応じた強調表示用の色を特定し、前記特定した強調表示用の色を用いて前記表示部に前記検査対象物の内部状態を表示させる制御を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
超音波探触子から検査対象物へ向けて入射された超音波の反射波を受信して、前記反射波をＲＦ信号に変換し、前記ＲＦ信号を解析して前記検査対象物の内部状態を検査する超音波検査装置において、
前記ＲＦ信号の正のピークの大きさの最大値と、前記最大値を示す正のピークが生じた時間と、前記ＲＦ信号の負のピークの大きさの絶対値の最大値と、前記最大値を示す負のピークが生じた時間と、を特定する制御と、
前記正のピークの大きさの最大値と、前記最大値を示す正のピークが生じた時間と、前記負のピークの大きさの絶対値の最大値と、前記最大値を示す負のピークが生じた時間とを用いて、前記ＲＦ信号のうち前記正のピークおよび前記負のピークが含まれる部分の傾きを算出する制御と、
前記算出した傾きの大きさに基づいて前記検査対象物の内部状態を検査する制御と、を実行する制御部を有する
ことを特徴とする超音波検査装置。
【請求項４】
前記ＲＦ信号の傾きの大きさに応じた色を定義したカラーパレットを記憶する記憶部と、
前記カラーパレットを用いて前記ＲＦ信号を所定の態様で表示する表示部と、を有し、
前記制御部は、
前記カラーパレットを参照して、前記ＲＦ信号のうち前記正のピークおよび前記負のピークが含まれる部分の傾きに応じた色を特定し、前記特定した色を用いて前記表示部に前記検査対象物の内部状態を表示させる制御を実行する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波検査装置。
【請求項５】
超音波探触子から検査対象物へ向けて入射された超音波の反射波を受信して、前記反射波をＲＦ信号に変換し、前記ＲＦ信号を解析して前記検査対象物の内部状態を検査する超音波検査装置における超音波検査方法において、
前記超音波検査装置の制御部は、
前記ＲＦ信号の正のピークの大きさの最大値と、前記最大値を示す正のピークが生じた時間と、前記ＲＦ信号の負のピークの大きさの絶対値の最大値と、前記最大値を示す負のピークが生じた時間と、を特定するステップと、
前記正のピークが生じた時間と、前記負のピークが生じた時間とを用いて、前記ＲＦ信号のうち前記正のピークおよび前記負のピークが含まれる部分の傾きの正負を特定するステップと、
前記正のピークの大きさの最大値と前記負のピークの大きさの絶対値の最大値との比較および前記傾きの正負に基づいて、前記検査対象物の内部状態を検査するステップと、を実行する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項６】
超音波探触子から検査対象物へ向けて入射された超音波の反射波を受信して、前記反射波をＲＦ信号に変換し、前記ＲＦ信号を解析して前記検査対象物の内部状態を検査する超音波検査装置における超音波検査方法において、
前記超音波検査装置の制御部は、
前記ＲＦ信号の正のピークの大きさの最大値と、前記最大値を示す正のピークが生じた時間と、前記ＲＦ信号の負のピークの大きさの絶対値の最大値と、前記最大値を示す負のピークが生じた時間と、を特定するステップと、
前記正のピークの大きさの最大値と、前記最大値を示す正のピークが生じた時間と、前記負のピークの大きさの絶対値の最大値と、前記最大値を示す負のピークが生じた時間とを用いて、前記ＲＦ信号のうち前記正のピークおよび前記負のピークが含まれる部分の傾きを算出するステップと、
前記算出した傾きの大きさに基づいて前記検査対象物の内部状態を検査するステップと、を実行する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物内部における欠陥の有無を、超音波を用いて検査する技術に関し、特に、接合部における剥離の有無を定量的に表示することが可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体間の接合部における剥離の有無や物体中のボイドの有無を正確かつ容易に検査したいという要請は多くの技術分野から出されている。特に最近は、ＩＣ（Integrated Circuit）パッケージ等の電子部品およびそれを組込んだ製品が多数生産されており、これらの接合部における剥離や物体中のボイドはそれらの性能および機能を左右する要因となることから、前記要請は一段と強くなってきている。
【０００３】
従来このような部品の欠陥を検出する方法の一つとして超音波検査方法が知られている。この方法は、液槽（主として水槽）内に検査対象物を沈め、同じく液槽内に入れられた探触子からその検査対象物に向けて超音波を入射させ、検査対象物からの反射波を受信してＲＦ（Radio Frequency）信号（アールエフ信号：探触子により検出され、レシーバにて増幅された信号）とし、このＲＦ信号を表示装置に表示して欠陥の有無を調べるものである。
【０００４】
ＲＦ信号を表示装置に表示する方法としては、オシロスコープの横軸に時間をとり、縦軸にＲＦ信号の波形の振幅をとって表示するＡスコープ表示と、探触子を検査対象物に対して縦横にスキャンし、表示画面の横軸に探触子の移動の横方向（Ｘ方向）距離をとり、縦軸に縦方向（Ｙ方向）距離をとり、ＲＦ信号の波形の正のピークの最大値または負のピークの最大値の絶対値を階調表示するＣスコープ表示と、がある。
【０００５】
検査対象物に接合部の剥離またはボイド等の欠陥があると、欠陥における超音波の反射はほぼ100％となり、欠陥のない部位からの反射に比べてレベルが大きくなる。また超音波は音響インピーダンス（物質の密度×音速）の大きい物質から小さい物質に入射する場合には、反射波の位相が反転する性質を持っているので、接合部の剥離またはボイド等の欠陥があると、そこからの反射波の位相は、欠陥がない部位からの反射波の位相に対して反転する。
【０００６】
前記従来のＡスコープ表示による方法は、このような超音波の二つの性質を評価指標として検査員が経験的に判断するものであった。またＣスコープ表示による方法は、超音波の前者の性質を利用し、階調表示した結果の濃淡を検査員が見て、やはり経験的に判断するものであった。
【０００７】
超音波の前記二つの性質はいかなる剥離またはボイドに対しても常に明確に現れるというものではなく、例えば剥離であっても波形レベルがわずかしか大きくならない場合や、位相の反転が明確に認知できない場合もある。従って、このような場合、検査員の経験的判断に頼る前記従来の検査方法では、波形レベルの大小や位相の反転の有無を明確に判断かつ判定するのが困難である。
【０００８】
このような点を考慮して、特許文献１に見られるような従来技術がなされている。これは、検査対象物（被検体）に向けて超音波を入射する探触子と、前記探触子に超音波を発生させるためのパルス信号を送信するパルサーと、前記検査対象物からの前記超音波の反射波を受信しそれに応じたＲＦ信号を発生するレシーバと、前記ＲＦ信号のデータを表示する表示手段と、を備え、前記表示手段の表示内容から検査対象物の欠陥の有無を判断するようにした超音波検査装置において、前記レシーバに接続され、前記ＲＦ信号の正のピークの最大値と負のピークの最大値の絶対値とを検出するピークディテクタと、前記ピークディテクタに接続され、前記正のピークの最大値と前記負のピークの最大値の絶対値との大小関係を比較するための演算を行い、その演算値を示す信号を前記表示手段に送信しその演算値を表示させる制御手段とを有する超音波探傷装置とし、前記表示手段に表示させた演算値により前記ＲＦ信号の位相の反転の有無を判定し、これにより検査対象物内部の欠陥の有無を検出する検査方法とすることにより、検査対象物の欠陥の有無、特に接合部における剥離や物体内部のボイドの有無を検出できるようにしたものである。
【０００９】
具体的には、この従来技術では、
（Ａ）正のピークの最大値と負のピークの最大値の絶対値との差をとり、大小関係を比較する
（Ｂ）正のピークの最大値と負のピークの最大値の絶対値との比をとり、大小関係を比較する
旨が開示されている。
【００１０】
密着状態におけるＲＦ信号の波形を図８に示し、剥離状態におけるＲＦ信号の波形を図９に示す。図８より、材料が密着していれば正の方向に電圧の最大ピークＰ１が発生することが理解される。また、図９より、材料が剥離していれば負の方向に電圧の最大ピークＮ２が発生することが理解される。
【００１１】
（Ａ）は正のピークの最大値Ｐと負のピークの最大値の絶対値Ｎとの差が正か負かによって検出部位の密着か剥離かを判別する手法である。密着状態であれば、図８を参照して、正のピークＰ１の最大値Ｐが負のピークＮ１の最大値の絶対値Ｎよりも大きくなるため、両者の差は、
Ｐ−Ｎ＞０  ・・・・・式（１）
を示し、剥離状態であれば、図９を参照して、負のピークＮ２の最大値の絶対値Ｎが正のピークＰ２の最大値Ｐよりも大きくなるため、両者の差は、
Ｐ−Ｎ＜０  ・・・・・式（２）
を示す。
この性質を利用し、データを正負二分化し、二色（例えば正を白、負を黒）に色分けした上でＣスコープ表示する。
【００１２】
次に（Ｂ）は正のピークの最大値と負のピークの最大値の絶対値との比が１より大きいか小さいかによって検出部位の状態を判別する手法である。図８および図９を参照して、密着状態であれば、両者の比は、
Ｐ／Ｎ＞１  ・・・・・式（３）
を示し、剥離状態であれば、両者の比は、
Ｐ／Ｎ＜１  ・・・・・式（４）
を示す。
この性質を利用し、データを１に対する大小で識別化し、大小に応じた色調でＣスコープ表示する。
【００１３】
現実に剥離は、完全密着状態から、密着と剥離が混在した状態を経て、完全剥離状態へと遷移する。密着と剥離が混在した状態におけるＲＦ波形は、図８と図９のＲＦ波形が合成された状態の波形となり得る。この場合、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値の大小関係が不定となる場合がある。
前記した判定の手法は、密着か剥離かの両極端な評価しかできないため、密着と剥離が混在した状態に対して適用した場合、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値の大小関係が不定なため、正確な剥離状態の評価ができないという問題点があった。
【００１４】
密着と剥離が混在した状態の評価も適切に行えるように、特許文献２に見られるような従来技術がなされている。これは、検査対象物内部の接合部において、密着状態から剥離状態へと遷移する過程において機械的ダンピングが変化する点に着目し、ＲＦ波形がダンピング変化の影響を受けることからエコー強度とエコーのダンピング変化の相関関係をデータ処理に取り入れて擬似強度分布を映像可視化するものである。
【００１５】
具体的には、次のように行う。まず、正のピークの最大値をＰ、負のピークの最大値の絶対値をＮとする。
そして、エコー強度（振幅）Ａを、
Ａ＝Ｐ＋Ｎ  ・・・・・式（５）
と定義し、ダンピング係数（極性）Ｄを、
Ｄ＝Ｐ／（Ｐ＋Ｎ）  もしくは  Ｎ／（Ｐ＋Ｎ）  ・・・・・式（６）
と定義し、数値（Ｄ、Ａ）の組合せで測定箇所の状態を識別する。
【００１６】
図１０に、選択した測定箇所における擬似強度分布を画像可視化するために導入した座標（Ｄ、Ａ）の概念図を示す。なお、式（６）では、Ｄ＝Ｐ／（Ｐ＋Ｎ）として説明を続ける。
座標（Ｄ、Ａ）が図中（ａ）の領域にあればダンピングが高く位相が反転しているエコーすなわち剥離を示し、図中（ｂ）の領域にあればダンピングが高く位相が反転していないエコーすなわち密着（接着）を示す。そして図中（ｃ）の領域にあればダンピングが低いエコーすなわち密着と剥離が混在した状態を示し、図中（ｄ）の領域にあればエコー高さは低いと判別できる。
【００１７】
この場合、Ｃスコープの色調を、例えば図中（ａ）を赤色、図中（ｂ）を青色、図中（ｃ）を黄色、図中（ｄ）を白色にとると、赤〜黄〜青のグラデーションの変化と色の濃淡から剥離状態を適切に表示できる。すなわち、数値（Ｄ、Ａ）の組合せによって、Ｃスコープ描画の際に適用する色が決まり、選択した測定箇所における擬似強度分布を画像可視化することができるとしている。
【００１８】
しかし、数値（Ｄ、Ａ）の計算結果が、密着と剥離が混在した状態すなわち「中間の状態」を示した場合でも、ＲＦ波形は「剥離」や「密着」の状態を示している場合がある。また、これとは逆に、数値（Ｄ、Ａ）の計算結果が、「剥離」や「密着」の状態を示した場合でも、ＲＦ波形は密着と剥離が混在した状態すなわち「中間の状態」を示している場合がある。つまり、前記評価手法は、数値の組合せ（Ｄ、Ａ）の導入による計算上の評価と実際の接合部の状態が一致しない場合が発生し、剥離状態の誤った評価の原因になるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開昭６２−１７４６５３号公報
【特許文献２】特開平３−１０２２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
前記２件の従来技術は、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値を各々の装置に組込まれたプログラムに読込み、接合部の状態を数値計算で評価するという手法をとっていた。ところが、いずれも計算上の評価と実際の接合部の状態が一致しない場合が発生し、正確な剥離状態の評価ができないという問題点があった。また、接合部が剥離しているか否かという場合だけでなく、例えば、接合部に異物が混入した場合や、検査対象物を構成し、互いに接触する２つの物質の境界領域に何らかの不均質な状態が存在する場合においても、前記問題点が生じる。
【００２１】
このような事情を鑑みて、本発明は、超音波検査による検査対象物の内部状態の計算評価の精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、下記の手段を提供することにより、前記の問題点を解決するものである。すなわち本手段は、超音波探触子から検査対象物内部へ向けて入射させた超音波の反射波を受信してＲＦ信号とし、前記ＲＦ信号の正のピークの最大値、負のピークの絶対値の最大値、これらが発生した時間を検出して、これらの関係からＲＦ波形の「傾き」を導出し、この傾きの分布をＣスコープ表示することにより、検査対象物内部における接合部の剥離の有無および状態を検査する超音波検査装置を提供するものである。
【００２３】
前記手段を施した本発明は、下記の作用を発揮する。
（１）：検出したＲＦ信号の正のピークの最大値、負のピークの絶対値の最大値、これらが発生した時間を検出して、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値の時間的関係を検出する。次にこの時間的関係を時間差として算出することにより、この時間差の符号からＲＦ波形の「傾き」が「正」であるか「負」であるかを導出することが可能となる。
（２）：超音波探触子から検査対象物内部へ向けて入射させた超音波の反射波を受信してＲＦ信号とし、前記ＲＦ信号の正のピークの最大値、負のピークの絶対値の最大値、そしてこれらが発生した時間を検出して、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値の時間差を算出し、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値の和を算出し、最大値の時間差と最大値の和との比を算出して「傾き」とすることにより、ＲＦ波形の「傾き」の大小を算出することが可能となる。
（３）：前記（１）の傾きの符号を任意に選択し、符号に対応したＲＦ信号の正または負のピークを任意に選択し、かつ選択したピーク値のレベルに相当する色をカラーパレットから選択しＣスコープ表示することにより、検査対象物内部における接合部の剥離の有無の判別が可能となる。また、前記（２）の傾きの大小分布を連続階調の色彩でＣスコープ表示することにより、検査対象物内部における接合部の状態を特定することが可能となる。
詳細は、後記する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、超音波検査による検査対象物の内部状態の計算評価の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の超音波検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＦ信号の大小に基づいてＣスコープを描画する際のフロー図である。
【図３】検査対象物の密着状態における一般的なＲＦ信号の波形である。
【図４】検査対象物の剥離状態における一般的なＲＦ信号の波形である。
【図５Ａ】任意の傾き（正か負か）を選択し、選択した傾きを持つ位置に限り、あるエコー高さ以上のＲＦ信号を強調表示してＣスコープを描画する際のフロー図である。
【図５Ｂ】任意の傾き（正か負か）を選択し、選択した傾きを持つ位置に限り、あるエコー高さ以上のＲＦ信号を強調表示してＣスコープを描画する際のフロー図である。
【図５Ｃ】任意の傾き（正か負か）を選択し、選択した傾きを持つ位置に限り、あるエコー高さ以上のＲＦ信号を強調表示してＣスコープを描画する際のフロー図である。
【図６】ＶmaxとＲＦhighおよびＲＦmidとの関係例（カラースケール）である。
【図７】「傾き」の大小を数値化してＣスコープを描画する際のフロー図である。
【図８】検査対象物の密着状態における一般的なＲＦ信号の波形である。
【図９】検査対象物の剥離状態における一般的なＲＦ信号の波形である。
【図１０】選択した測定箇所における擬似強度分布を画像可視化するために導入した座標（Ｄ、Ａ）の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）について説明する。説明の際には、適宜図面を参照する。
【００２７】
図１は、本実施形態の超音波検査装置の構成を示すブロック図である。
符号１は超音波を発生する探触子２を有する探傷器であり、符号２は走査機構部３により保持または駆動され、かつ検査対象物上で走査される探触子である。この走査機構部３は機構部コントローラ４によって制御される。
【００２８】
探傷器１は、水を媒介にして検査対象物へ向けて超音波を入射させる前記の探触子２を備え、探触子２は前記の通り走査機構部３によって検査対象物の検査部位へ逐次走査される。
【００２９】
また探傷器１は、探触子２に超音波を発生させるためのパルス信号９を送信するパルサと、検査対象物からの超音波の反射波１０を受信し、それに応じたＲＦ信号１１を発生させるレシーバを備える。
【００３０】
探傷器１は探触子２にパルス信号９を送り、探触子２はパルス信号９を超音波に変換して検査対象物に入射する。検査対象物からの反射波を探触子２が受信し、前記探傷器１へと送る。前記探傷器１は反射波をＲＦ信号１１に変換し、演算部（制御部）５へ送る。演算部５は探触子２を検査対象物の適宜部位を走査させるために機構部コントローラ４へ信号を送り、機構コントロールを実現する。演算部５→機構部コントローラ４→走査機構部３→探傷器１の系統によって探触子２の自動制御（走査）がなされる。
【００３１】
演算部５が得たデータは必要に応じてハードディスク（記憶部）６へ蓄積される。また、演算部５はオシロスコープ（表示部）７およびモニタ（表示部）８に接続され、リアルタイムにＡスコープ表示またはＣスコープ表示を行うことができる。また、演算部５は、ユーザによってキーボード（入力部；ポインティングデバイス等でも良い）１２から入力された指示、例えば、後記する、評価ゲートの指定やＲＦ信号のピークの選択に応じた処理を実行する。ハードディスク６には、Ｃスコープ表示するときに、ＲＦ信号の波形（特に、ピークの大きさおよび傾き）に応じて使用する色が定義されたカラーパレットが記憶されている。色の定義は、具体的には、ＲＹＢ値を用いてＲＦ信号の波形と対応付ける。
【００３２】
なお、Ｃスコープ表示されるＲＦ信号１１は、評価ゲートに含まれている成分のみが表示される。評価ゲートは、探傷器１から入力されたＲＦ信号１１の検査対象物の検査箇所からの反射波１０による成分のみを取出してＣスコープ表示させるために、そのＲＦ信号を所定の遅延時間後に所定の時間だけゲートを開き通過させる機能を有している。評価ゲートの設定は、例えばキーボード１２からの入力に基づいて演算部５によって行われる。または演算部５がＲＦ波形を解析し自動的に設定しても良い。演算部５には、評価ゲートを生成するゲート回路が搭載されている。ただ、Ａスコープ上では常に、正のピークの最大値および負のピークの絶対値の最大値が評価ゲート範囲内に含まれていることを確認する必要がある。正のピークの最大値と負のピークの最大値、片方もしくは両方が評価ゲート範囲内に含まれていなければ、検査対象箇所ではない箇所が正のピークの最大値や負のピークの絶対値の最大値と誤認識され、検査対象箇所の評価が正しくできない恐れがあるからである。
【００３３】
また、評価ゲートに含まれているＲＦ信号の最大値からＣスコープを得る際には、ＲＦ波形において正負のピークのうち高い方のレベルを選択しＣスコープに反映させている。この詳細は、演算部５によって次に示す演算を行う。
【００３４】
図２に、ＲＦ信号の大小に基づいてＣスコープを描画する際のフロー図を示す。
まず、ステップＳ２０１において、演算部５は、評価ゲートに含まれているＲＦ信号のうち、正のピークの最大値をPEcho、負のピークの絶対値の最大値をNEchoとし、これらの値の入力を受け付ける。この入力は例えば、ＲＦ信号を解析することにより自動的になされる。また、評価ゲート範囲内におけるＲＦ信号の振幅の最大値をＶmaxとする。
【００３５】
次に、ステップＳ２０２において、演算部５は、前記PEchoとNEchoを入力パラメータとしてお互いの数値を比較する。PEcho≧NEchoであれば（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、ＶmaxにPEchoが代入され（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０５に進む。一方、PEcho＜NEchoであれば（ステップＳ２０２でＮｏ）、ＶmaxにNEchoが代入され（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５に進む。
【００３６】
演算部５は、Ｖmaxのレベルに応じた信号を画像信号として発生させ、Ｃスコープを描画する。描画する際は主に白〜黒のグラデーション（部位表示用の色）を採用し、そのために、Ｖmaxのレベルを評価する。つまり、ステップＳ２０５において、ＲＦminおよびＲＦmaxを設定し、Ｖmaxと比較する。ＲＦminは、探傷器１が反射波１０として検出するＲＦ信号の最小値であって予め設定したカラーパレットにより配色表示する最低レベルである。また、ＲＦmaxは、探傷器１が反射波１０として検出するＲＦ信号のうち、予め設定したカラーパレットにより所定の色（この場合は白色であり、異なる音響インピーダンスを有する物質またはボイド等に超音波が進入したと確実に認識できる色）で表示し得るＲＦ信号の最小値である。ＲＦmin＜Ｖmax＜ＲＦmaxであれば（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、カラーパレットの中からＲＦminおよびＲＦmaxの大小関係に相当する色を選択し、その色を表示する画像信号を、画像メモリ（超音波検査装置が備える記憶部）を介してＣスコープに出力する（ステップＳ２０６）。例えば、モニタ８では当該箇所を、白〜黒のグラデーションの範囲内で描画する。一方、ＲＦmin＜Ｖmax＜ＲＦmaxでなければ（ステップＳ２０５でＮｏ）、ステップＳ２０７に進む。
【００３７】
次に、ステップＳ２０７において、演算部５は、Ｖmax≧ＲＦmaxであるか否かを判定する。Ｖmax≧ＲＦmaxであれば（ステップＳ２０７でＹｅｓ）、白色で表示するのに十分な強度の反射波１０が得られたとして、白色を表示する画像信号を、画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ２０８）。例えば、モニタ８では当該箇所を白で描画する。一方、Ｖmax≧ＲＦmaxでなければ（ステップＳ２０７でＮｏ）、Ｖmax＜ＲＦminであり、十分な強度の反射波１０が得られなかったものとして、黒色を表示する画像信号を、画像メモリを介してＣスコープに出力する。例えば、モニタ８では当該箇所を黒で描画する（ステップＳ２０９）。
【００３８】
その後、所定のスキャン範囲（例えば、キーボード１２から設定）にわたって前記手順（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９）を繰返す。これにより、本フローの処理を終了する。この処理により、検査対象物を構成する各部位が白〜黒のグラデーションで描画される。
【００３９】
ここで、評価ゲートに含まれているＲＦ信号のうち、正のピークの最大値をPEcho、負のピークの絶対値の最大値をNEchoとし、正のピークの最大値を検出した時間をPBeamとし、負のピークの絶対値の最大値を検出した時間をNBeamとする。本発明では、正のピークの最大値と負のピークの絶対値の最大値との間に時間的な関係があり、その時間的な関係が剥離検出に大いに寄与することに着目した。
【００４０】
図３および図４は、それぞれ検査対象物の密着状態および剥離状態における一般的なＲＦ信号の波形である。正のピークの最大値と負のピークの最大値の絶対値の時間的な関係を明示しており、なおかつ評価ゲート範囲内にピークが存在している点が図８および図９と異なる。図３は正のピークＰ１の最大値PEchoが負のピークＮ１の最大値の絶対値NEchoよりも大きい場合の波形である。図４は負のピークＮ２の最大値の絶対値NEchoが正のピークＰ２の最大値PEchoよりも大きい場合の波形である。
【００４１】
まず、密着状態でのＲＦ波形では、図３に示すように、負のピークの絶対値の最大値NEchoが発生し、直後に正のピークの最大値PEchoが発生する。すなわち、時間が経過するごとに、エコー高さ（電圧：ＲＦ電圧値）は負から正へと変化する。このとき、PEchoが発生する時間PBeamは、NEchoが発生する時間NBeamよりも後である。この事象は、不等式を用いると、
PBeam−NBeam＞０  ・・・・・式（７）
と表現され、この数式上における状態をもって「傾きが正である」と認識される。
【００４２】
一方、剥離状態でのＲＦ波形では、図４に示すように、正のピークの最大値PEchoが発生し、直後に負のピークの絶対値の最大値NEchoが発生する。すなわち、時間が経過するごとに、エコー高さは正から負へと変化する。このとき、PEchoが発生する時間PBeamは、NEchoが発生する時間NBeamよりも先である。この事象は、不等式を用いると、
PBeam−NBeam＜０  ・・・・・式（８）
と表現され、この数式上における状態をもって「傾きが負である」と認識される。
【００４３】
この表示手法を実行するには、前記パラメータPEcho、NEchoと共に、PBeam、NBeamを読込んで、一旦図２のフローにてＣスコープを描画させたのち、演算部５にて図５に示すフロー（後記）を呼び出し演算させ、傾きが正となっている箇所を強調表示する場合と、傾きが負となっている箇所を強調表示する場合のうちいずれかを選択し、その選択に基づいてＣスコープ上の色分布を変えるようなプログラムを追加すれば良い。
【００４４】
図５（図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃの総称）に、任意の傾き（正か負か）を選択し、選択した傾きを持つ位置に限り、あるエコー高さ以上のＲＦ信号を強調表示してＣスコープを描画する際のフロー図を示す。このフローによる処理は、演算部５が実行する。
【００４５】
まず、ステップＳ５０１において、演算部５は、評価ゲートに含まれているＲＦ信号のうち、正のピークの最大値をPEcho、正のピークの最大値を示す時間をPBeam、負のピークの絶対値の最大値をNEcho、負のピークの絶対値の最大値を示す時間をNBeamとし、これらの値の入力を受け付ける。この入力は例えば、ＲＦ信号を解析することにより自動的になされる。また、評価ゲート範囲内におけるＲＦ信号の振幅（ＲＦ電圧）の最大値をＶmaxとする。
【００４６】
次に、ステップＳ５０２において、演算部５は、モニタ８に、例えば図２のフローにより描画されるＣスコープを、前記強調表示の前段階となる表示処理画面として表示する。
次に、ステップＳ５０３において、演算部５は、モニタ８に、前記強調表示の方法（前記傾きが正となる箇所の強調表示を行うか、前記傾きが負となる箇所の強調表示を行うかのいずれか：表示モード）をユーザに選択させるための表示モード設定画面を表示する。
【００４７】
次に、ステップＳ５０４において、演算部５は、「剥離」（剥離状態）と「密着と剥離の中間」（中間の状態）の境界に相当するＲＦ電圧値：ＲＦhighおよび「密着と剥離の中間」と「密着」（密着状態）の境界に相当するＲＦ電圧値：ＲＦmidの入力を受け付ける。この入力は例えば、キーボード１２からなされる。
【００４８】
先述したように剥離状態におけるＲＦ波形は傾きが負となる（式（８）参照）ので、この箇所を強調して表示することは剥離箇所を強調して表示することと同じ意味である。傾きが正となる箇所すなわち密着箇所を強調して表示することも可能である。図１０でも示しているように、検査対象物内部の状態は「剥離」「密着と剥離の中間」「密着」の３種類に大別されるので、「剥離」と「密着と剥離の中間」の境界に相当するＲＦ電圧値をＲＦhighと定義し、「密着と剥離の中間」と「密着」の境界に相当するＲＦ電圧値をＲＦmidと定義する。そして、評価ゲート範囲内におけるＲＦ電圧の最大値Ｖmaxと、ＲＦhighおよびＲＦmidとを比較することによって、検査対象物内部の状態、すなわち「剥離」か「密着と剥離の中間」か、それとも「密着」か、を評価する。
【００４９】
ＶmaxとＲＦhighおよびＲＦmidとの関係例を図６に示す。Ｖmax≧ＲＦhigh、すなわちＶmaxが図中（ａ）の範囲内にあれば、剥離状態を示す。ＲＦmid≦Ｖmax＜ＲＦhigh 、すなわちＶmaxが図中（ｂ）の範囲内にあれば密着と剥離の中間状態を示す。Ｖmax＜ＲＦmid、すなわちＶmaxが図中（ｃ）の範囲内にあれば密着状態を示す。Ｃスコープを描画する際は、一般に、「剥離」を赤色、「密着と剥離の中間」を黄色、そして「密着」を灰色で表すと、「剥離」「密着と剥離の中間」「密着」の各状態を的確に判別できる。Ｃスコープの描画におけるこれらの配色（強調表示用の色）は、カラーパレットで実現される。
【００５０】
また、ＲＦhighおよびＲＦmidの数値やＲＦ電圧の範囲を受け持つ色は任意に変更できる。ＲＦhighおよびＲＦmidの数値を変更すれば、評価基準、すなわち「剥離」「密着と剥離の中間」「密着」の各状態を示すＲＦ電圧値の範囲も変わる。前記変更は、例えば、キーボード１２からなされる。
【００５１】
図５に戻り、当該フローの説明を続ける。
ステップＳ５０５において、演算部５は、表示モード設定画面において、ユーザから（例えば、キーボード１２を使用して）選択された表示モードを判定する。選択された表示モードが、前記傾きが負である箇所の強調表示の表示モードである場合（ステップＳ５０５で「負を選択」）、ステップＳ５０６に進む。一方、選択された表示モードが、前記傾きが正である箇所の強調表示の表示モードである場合（ステップＳ５０５で「正を選択」）、ステップＳ５１６に進む。
【００５２】
次に、ステップＳ５０６において、演算部５は、PBeam＜NBeamであるか否かを判定する。PBeam＜NBeamであれば（ステップＳ５０６でＹｅｓ）、傾きが負であると認識され、ステップＳ５０７に進み、そうでなでれば（ステップＳ５０６でＮｏ）、傾きが正であると認識され、ステップＳ５１５に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ５０７において、演算部５は、PEcho≧NEchoであるか否かを判定する。PEcho≧NEchoであれば（ステップＳ５０７でＹｅｓ）、ＶmaxにPEchoが代入され（ステップＳ５０８）、ステップＳ５１０に進む。一方、PEcho＜NEchoであれば（ステップＳ５０７でＮｏ）、ＶmaxにNEchoが代入され（ステップＳ５０９）、ステップＳ５１０に進む。
【００５４】
次に、ステップＳ５１０において、演算部５は、Ｖmax≧ＲＦhighであるか否かを判定する。Ｖmax≧ＲＦhighであれば（ステップＳ５１０でＹｅｓ）、剥離状態であると認識し、赤色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５１１）。例えば、モニタ８では当該箇所を、赤色で描画する。一方、Ｖmax≧ＲＦhighでなければ（ステップＳ５１０でＮｏ）、ステップＳ５１２に進む。
【００５５】
次に、ステップＳ５１２において、演算部５は、Ｖmax≧ＲＦmidであるか否かを判定する。Ｖmax≧ＲＦmidであれば（ステップＳ５１２でＹｅｓ）、中間の状態であると認識し、黄色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５１３）。例えば、モニタ８では当該箇所を、黄色で描画する。一方、Ｖmax≧ＲＦmidなければ（ステップＳ５１２でＮｏ）、Ｖmax＜ＲＦmidとなり、密着状態であると認識し、灰色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５１４）。例えば、モニタ８では当該箇所を、灰色で描画する。
【００５６】
次に、ステップＳ５１５において、演算部５は、前記傾きが正と認識された箇所において、黒色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５１５）。例えば、モニタ８では当該箇所を、黒色で描画する、つまり、ユーザが選択した表示モードに対応しないので特徴的な表示はしない。
【００５７】
次に、ステップＳ５１６において、演算部５は、PBeam＞NBeamであるか否かを判定する。PBeam＞NBeamであれば（ステップＳ５１６でＹｅｓ）、傾きが正であると認識され、ステップＳ５１７に進み、そうでなでれば（ステップＳ５１６でＮｏ）、傾きが負であると認識され、ステップＳ５２５に進む。
【００５８】
次に、ステップＳ５１７において、演算部５は、PEcho≧NEchoであるか否かを判定する。PEcho≧NEchoであれば（ステップＳ５１７でＹｅｓ）、ＶmaxにPEchoが代入され（ステップＳ５１８）、ステップＳ５２０に進む。一方、PEcho＜NEchoであれば（ステップＳ５１７でＮｏ）、ＶmaxにNEchoが代入され（ステップＳ５１９）、ステップＳ５２０に進む。
【００５９】
次に、ステップＳ５２０において、演算部５は、Ｖmax≧ＲＦhighであるか否かを判定する。Ｖmax≧ＲＦhighであれば（ステップＳ５２０でＹｅｓ）、剥離状態であると認識し、赤色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５２１）。例えば、モニタ８では当該箇所を、赤色で描画する。一方、Ｖmax≧ＲＦhighでなければ（ステップＳ５２０でＮｏ）、ステップＳ５２２に進む。
【００６０】
次に、ステップＳ５２２において、演算部５は、Ｖmax≧ＲＦmidであるか否かを判定する。Ｖmax≧ＲＦmidであれば（ステップＳ５２２でＹｅｓ）、中間の状態であると認識し、黄色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５２３）。例えば、モニタ８では当該箇所を、黄色で描画する。一方、Ｖmax≧ＲＦmidなければ（ステップＳ５２２でＮｏ）、Ｖmax＜ＲＦmidとなり、密着状態であると認識し、灰色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５２４）。例えば、モニタ８では当該箇所を、灰色で描画する。
【００６１】
次に、ステップＳ５２５において、演算部５は、前記傾きが負と認識された箇所において、黒色を表示する画像信号を画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ５２５）。例えば、モニタ８では当該箇所を、黒色で描画する、つまり、ユーザが選択した表示モードに対応しないので特徴的な表示はしない。
【００６２】
以上で、本フローの処理を終了する。この処理により、検査対象物を構成する各部位の表示において、ユーザが選択した状態が強調表示で描画される。
【００６３】
図５におけるフローは、大まかな剥離の位置を図示するのに有効であったが、今後、剥離の進展度の評価等、更に詳細な剥離状態の分析の実施に対する必要性が増大すると予測される。そこで、既に説明した、剥離か密着かを判別する手段として取り扱った「傾き」の大小を数値化し、詳細な剥離状態の分析に導入する。
【００６４】
まず、前記した通り、傾きＲは時間変化に対するエコー高さ変化の比であるので、式
Ｒ＝（PEcho＋NEcho）／（PBeam−NBeam）  ・・・・・式（９）
を定義し、Ｒを傾きのデータ（傾きデータ）として扱う。分母（PEcho＋NEcho）は正の数同士の和となるため、常に正である。
前記した通り、PEchoが発生する時間が、NEchoが発生する時間よりも後である場合、
PBeam−NBeam＞０  ・・・・・式（７）
と表現でき、Ｒは正の数値で得られる。
また、やはり前記した通り、NEchoが発生する時間が、PEchoが発生する時間よりも後である場合、
PBeam−NBeam＜０  ・・・・・式（８）
と表現でき、Ｒは負の数値で得られる。
この式によって求められた傾きＲの大小をもとに、詳細な剥離状態の分析が可能となる。
【００６５】
この表示手法を実行するには、前記パラメータPEcho、NEchoと共に、PBeam、NBeamを読込んで、図７のフロー（後記）にてＣスコープを描画させるようなプログラムに修正すれば良い。Ｃスコープの色調は、例えば赤〜黄〜青のグラデーションを採用し、「密着」を赤、「密着と剥離の中間」を黄色、「剥離」を青で表示すると、確実に剥離状態を分析できる。
【００６６】
図７に「傾き」の大小を数値化してＣスコープを描画する際のフロー図を示す。このフローによる処理は、演算部５において実行される。
【００６７】
まず、ステップＳ７０１において、演算部５は、評価ゲートに含まれているＲＦ信号のうち、正のピークの最大値をPEcho、正のピークの最大値を示す時間をPBeam、負のピークの絶対値の最大値をNEcho、負のピークの絶対値の最大値を示す時間をNBeamとし、これらの値の入力を受け付ける。この入力は例えば、ＲＦ信号を解析することにより自動的になされる。
【００６８】
次に、ステップＳ７０２において、演算部５は、傾きデータＲを計算する（式（９）参照）。
次に、ステップＳ７０３において、演算部５は、傾きデータＲを評価するために、Ｒmin、Ｒmaxを設定し、Ｒと比較する。Ｒminは、剥離状態にあると認識される傾きの最大値である。この値はユーザが任意に設定し、通常は負の値に設定される。Ｒmaxは、密着状態にあると認識される傾きの最小値である。この値はユーザが任意に設定し、通常は正の値に設定される。Ｒmin＜Ｒ＜Ｒmaxであれば（ステップＳ７０３でＹｅｓ）、カラーパレットの中からＲminおよびＲmaxの大小関係に相当する色を選択し、その色を表示する画像信号を、画像メモリ（超音波検査装置が備える記憶部）を介してＣスコープに出力する（ステップＳ７０４）。例えば、モニタ８では当該箇所を、中間の（剥がれかけの）状態として、赤〜黄〜青のグラデーションの範囲内（黄色が主成分）で描画する。一方、Ｒmin＜Ｒ＜Ｒmaxでなければ（ステップＳ７０３でＮｏ）、ステップＳ７０５に進む。
【００６９】
次に、ステップＳ７０５において、演算部５は、Ｒ≧Ｒmaxであるか否かを判定する。Ｒ≧Ｒmaxであれば（ステップＳ７０５でＹｅｓ）、十分に密着しているものとして、赤色を表示する画像信号を、画像メモリを介してＣスコープに出力する（ステップＳ７０６）。例えば、モニタ８では当該箇所を赤で描画する。一方、Ｒ≧Ｒmaxでなければ（ステップＳ７０５でＮｏ）、Ｒ＜Ｒminであり、十分に剥離しているものとして、青色を表示する画像信号を、画像メモリを介してＣスコープに出力する。例えば、モニタ８では当該箇所を青で描画する（ステップＳ７０７）。
【００７０】
その後、所定のスキャン範囲（例えば、キーボード１２から設定）にわたって前記手順（ステップＳ７０１〜ステップＳ７０７）を繰返す。これにより、本フローの処理を終了する。この処理により、検査対象物を構成する各部位における密着または剥離の程度が赤〜黄〜青のグラデーションで描画される。
【００７１】
本発明は各種複合材（集積回路等）において構造欠陥として問題となる、剥離、亀裂、内部介在物等の欠陥探傷、パルス反射法超音波探傷試験（超音波探傷）に適用するものであり、エコー高さと共に正方向負方向それぞれのピークが発生する時間的関係を考慮することにより密着／剥離の判別が可能である。
この処理により、特に集積回路内部に存在するチップの密着／剥離の正確な判別に好結果をもたらす。
【００７２】
≪まとめ≫
本実施形態により、
（１）材料の欠陥等に対し、正確に定量的な画像表示が得られ、またその確認が容易であるため、材料の評価、特に密着／剥離の判別に熟練度を必要としない。さらに、基本的にはＲＦ信号の傾きを用いた検査であるため、複雑な解析手法を用いた検査に比べて、計算評価は同程度の精度でなされつつも、検査時間は大幅に短縮される。
（２）特に画像を連続階調や部分的着色の色彩等で表示することが可能であり、検査結果をマップとして使うことが可能である。従って、熟練度を必要とせず、材料の密着／剥離に対し正確かつ定量的な判定を行うことができる。
（３）前記（１）（２）の効果が得られる装置を提供でき、これによって密着／剥離の判別が容易かつ確実に行えるものとなった。
【００７３】
≪その他≫
なお、前記実施形態は、本発明を実施するための最良のものであるが、その実施形式はこれに限定するものではない。したがって、本発明の要旨を変更しない範囲において、その実施形式を種々変形することが可能である。
【００７４】
例えば、本実施形態による超音波検査は、検査対象物の接合部の剥離の有無や程度を確認することのみならず、検査対象物に混入した異物を検出することもできる。従来のように、正または負のピークの強度のみに着目していた場合では、検査対象物に存在する欠陥が剥離によって生じた隙間、つまり空気であるのか埃や塵などの不純物であるのか区別することができなかった。しかし、本発明では、ＲＦ信号の傾きを用いるので、正のピークおよび負のピークに関わる反射波の位相がわかる。そして、前記空気と前記不純物とでは、音響インピーダンスが異なるので、反射波の位相に差異が生じる。この差異により、検査対象物の内部がより詳細に解明できる。Ｃスコープ表示等の表示では、カラーパレットで使用する色を変える等すれば、この差異を明確に表現することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、ＲＦ信号の傾きを式（９）のように求めたが、傾きの求め方はこれに限らず、例えば、演算部５に微分回路を搭載し、ＲＦ信号の所定箇所の微分値を求め、それを傾きとしても良い。
【００７６】
また、カラーパレットで使用する色は適宜設計変更することが可能である。
また、本発明の超音波検査は、インラインタイプの検査や、スタンドアローンタイプの検査にも適用可能であり、他の検査態様にも適用できる。
また、クラックやボイドの検出にも本発明は有効である。
【００７７】
その他、ハードウェア、ソフトウェア、各フローチャート等の具体的な構成について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１    探傷器
２    探触子（超音波探触子）
３    走査機構部
４    機構部コントローラ
５    演算部（制御部）
６    ハードディスク（記憶部）
７    オシロスコープ（表示部）
８    モニタ（表示部）
９    パルス信号
１０  反射波
１１  ＲＦ信号
１２  キーボード
【図１】
2010185822.tif 000003
【図２】
2010185822.tif 000004
【図３】
2010185822.tif 000005
【図４】
2010185822.tif 000006
【図５Ａ】
2010185822.tif 000007
【図５Ｂ】
2010185822.tif 000008
【図５Ｃ】
2010185822.tif 000009
【図６】
2010185822.tif 000010
【図７】
2010185822.tif 000011
【図８】
2010185822.tif 000012
【図９】
2010185822.tif 000013
【図１０】
2010185822.tif 000014