(57)【要約】【課題】全固体電池の不良箇所の特定や観察を容易かつ正確に行うことができる超音波顕微鏡及び超音波検査方法を提供すること。【解決手段】検査対象である試料Ｓと、試料Ｓを内部に配置する媒質槽４と、媒質槽４に貯留されて試料Ｓが浸漬される不活性接触媒質２と、不活性接触媒質２を介して媒質槽４に配置された試料Ｓへ超音波を送出すると共に試料Ｓからの反射超音波を受信する超音波探触子とを備える超音波顕微鏡において、試料Ｓを、電池又は電池材料とし、不活性接触媒質２を、非水媒質とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である試料と、前記試料を内部に配置する媒質槽と、前記媒質槽に貯留されて前記配置された試料が浸漬される不活性接触媒質と、前記不活性接触媒質を介して前記媒質槽に配置された試料へ超音波を送出すると共に前記試料からの反射超音波を受信する超音波探触子とを備える超音波顕微鏡であって、
前記試料が、電池又は前記電池を構成する電池材料であり、
前記不活性接触媒質が、非水媒質であることを特徴とする超音波顕微鏡。
【請求項２】
前記非水媒質が、フッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１に記載の超音波顕微鏡。
【請求項３】
前記媒質槽が、前記試料を、前記非水媒質に浸漬して収納する容器であって、前記非水媒質に浸漬して収納した試料と共に移動可能な移送容器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波顕微鏡。
【請求項４】
前記移送容器が、容器本体の内部を密閉する蓋部を有することを特徴とする請求項３に記載の超音波顕微鏡。
【請求項５】
請求項３に記載の超音波顕微鏡を用いて前記試料を検査する超音波検査方法であって、
前記試料を、前記非水媒質に浸漬して、前記移送容器内に収納する収納工程と、
前記試料を収納する移送容器を、前記超音波探触子からの超音波が前記試料へ送出される検査位置へ移動することで、当該試料を前記検査位置に配置する配置工程と、
前記超音波探触子が前記検査位置に配置された試料へ超音波を送出すると共に当該試料からの反射超音波を受信することで、前記試料を検査する検査工程と、
前記移送容器を前記検査位置から移動することで、前記移送容器内で前記非水媒質に浸漬された試料を当該非水媒質と共に前記検査位置から取り出す取出工程とを備えることを特徴とする超音波検査方法。
【請求項６】
請求項４に記載の超音波顕微鏡を用いて前記試料を検査する超音波検査方法であって、
前記試料を、前記非水媒質に浸漬して、前記蓋部によって前記移送容器内に密閉して収納する収納工程と、
前記試料を収納する移送容器を、前記超音波探触子からの超音波が前記試料へ送出される検査位置へ移動し、前記蓋部による密閉を解くことで、当該試料を前記検査位置に配置する配置工程と、
前記超音波探触子が前記検査位置に配置された試料へ超音波を送出すると共に当該試料からの反射超音波を受信することで、前記試料を検査する検査工程と、
前記移送容器を前記検査位置から移動することで、前記移送容器内で前記非水媒質に浸漬された試料を当該非水媒質と共に前記検査位置から取り出す取出工程とを備えることを特徴とする超音波検査方法。
【請求項７】
前記取出工程が、前記移送容器を前記検査位置から移動する前に、前記移送容器を前記蓋部によって密閉することを特徴とする請求項６に記載の超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池などの試料を非破壊で検査する技術に関するものであり、特に、固体電解質を用いる電池や電池材料など、水との反応性が高い試料を検査するための超音波顕微鏡及び超音波検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造や材料開発の分野においては、非破壊検査により不良箇所を検出する技術が採用され、不良解析に対して効果を挙げている。非破壊検査の技術としてはＸ線ＣＴを用いた技術があるが、Ｘ線ＣＴによる非破壊検査は、試料内にあるクラックや剥離などの空隙の検出には不向きであると言われている。
一般に、クラックや剥離などの空隙の検出には、超音波顕微鏡が適していると考えられており、例えば、半導体の実装部品についての「接合」や「剥離」の検査及び分析では、従来から、超音波顕微鏡によって剥離箇所や特異箇所といった不良箇所の特定が行われている。
【０００３】
上述の不良箇所の特定に用いられる超音波顕微鏡として、特許文献１には超音波映像検査装置が、特許文献２には超音波探傷装置が開示されている。
特許文献１に開示の超音波映像検査装置は、探傷信号生成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液体媒質を介して試料に照射し、この試料から戻る超音波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ものである。
【０００４】
この超音波映像検査装置は、内部空間を真空排気して試料を保持する試料保持具ケースを備えており、超音波映像検査装置の水槽に対して自在に試料保持具ケースを入れたり出したりすることができるとされている。
特許文献２に開示の超音波探傷装置は、液体媒質が溜められている液体槽と、ラミネート加工された高分子フィルムに上面と下面が密着して封入されている試料と、前記液体媒質を介して前記試料に超音波を照射し、前記試料から反射波を受信する超音波探触子と、前記液体媒質中に配置され、前記試料が載置される支持台と、前記高分子フィルム同士の接着面によって前記試料を前記支持台に着脱自在に固定する試料固定手段とを具備することを特徴とする。
【０００５】
この超音波探傷装置によれば、ドライコンタクト超音波探傷法による検査作業を簡単におこなうことができるとされている。
しかし、上述の特許文献１，２に開示されるような非破壊検査技術を二次電池の開発に適用するための技術開発についてはあまり検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８５６４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１，２に開示の装置はいずれも、試料と接触媒質である液体媒質（水）との間に高分子フィルムを介在させることで、試料が液体媒質である水に直接触れることのないようにしている。
現在開発の主流であるリチウムイオン二次電池などの電池及び電池材料は、大気中の酸素、窒素、水分と化学反応を起こすだけでなく、水やアルコールとも酸化還元反応を起こして変質及び破損してしまい、フッ酸や硫化水素などの有害な化学物質を生成する。
【０００８】
従って、特許文献１，２に開示されるような接触媒質に水を用いる超音波顕微鏡を電池及び電池材料の不良箇所の特定や観察に適用することは困難であり、電池及び電池材料の不良箇所の特定や観察を容易かつ正確に行う検査技術の開発が目下の課題となっている。
そこで本発明は、上記問題点及び課題に鑑み、電池及び電池材料の不良箇所の特定や観察を容易かつ正確に行う超音波顕微鏡及び超音波検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の超音波顕微鏡は、検査対象である試料と、前記試料を内部に配置する媒質槽と、前記媒質槽に貯留されて前記配置された試料が浸漬される不活性接触媒質と、前記不活性接触媒質を介して前記媒質槽に配置された試料へ超音波を送出すると共に前記試料からの反射超音波を受信する超音波探触子とを備える超音波顕微鏡であって、前記試料が、電池又は前記電池を構成する電池材料であり、前記不活性接触媒質が、非水媒質であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記非水媒質が、フッ素系不活性液体であってもよい。
また、前記媒質槽が、前記試料を、前記非水媒質に浸漬して収納する容器であって、前記非水媒質に浸漬して収納した試料と共に移動可能な移送容器であってもよい。
さらに、前記移送容器が、容器本体の内部を密閉する蓋部を有していてもよい。
本発明の超音波検査方法は、上述の移送容器を備える超音波顕微鏡を用いて前記試料を検査する超音波検査方法であって、前記試料を、前記非水媒質に浸漬して、前記移送容器内に収納する収納工程と、前記試料を収納する移送容器を、前記超音波探触子からの超音波が前記試料へ送出される検査位置へ移動することで、当該試料を前記検査位置に配置する配置工程と、前記超音波探触子が前記検査位置に配置された試料へ超音波を送出すると共に当該試料からの反射超音波を受信することで、前記試料を検査する検査工程と、前記移送容器を前記検査位置から移動することで、前記移送容器内で前記非水媒質に浸漬された試料を当該非水媒質と共に前記検査位置から取り出す取出工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明のもう一つの超音波検査方法は、上述の蓋部を有する移送容器を備える超音波顕微鏡を用いて前記試料を検査する超音波検査方法であって、前記試料を、前記非水媒質に浸漬して、前記蓋部によって前記移送容器内に密閉して収納する収納工程と、前記試料を収納する移送容器を、前記超音波探触子からの超音波が前記試料へ送出される検査位置へ移動し、前記蓋部による密閉を解くことで、当該試料を前記検査位置に配置する配置工程と、前記超音波探触子が前記検査位置に配置された試料へ超音波を送出すると共に当該試料からの反射超音波を受信することで、前記試料を検査する検査工程と、前記移送容器を前記検査位置から移動することで、前記移送容器内で前記非水媒質に浸漬された試料を当該非水媒質と共に前記検査位置から取り出す取出工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記取出工程が、前記移送容器を前記検査位置から移動する前に、前記移送容器を前記蓋部によって密閉してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の超音波顕微鏡及び超音波検査方法によれば、電池及び電池材料の不良箇所の特定や観察を容易かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による超音波顕微鏡及びグローブボックスの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態による超音波顕微鏡の接触媒質の性質を比較する表を示す図である。
【図３】本実施形態による超音波顕微鏡の移送容器及び蓋部の概略構成を示す図である。
【図４】本実施形態による超音波顕微鏡を用いた超音波検査方法の手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１〜図３を参照しつつ、本実施形態による超音波顕微鏡１について説明し、その後に図４を参照しつつ、超音波顕微鏡１を用いた超音波検査方法について説明する。
以下の説明において、図１に示すＺ軸方向である重力方向を下（下方）といい、その正反対方向を上（上方）という。超音波顕微鏡１の構成について上方及び下方を用いるときは、超音波顕微鏡１が適正に設置されたときの重力方向に従っている。
【００１６】
本実施形態による超音波顕微鏡１は、従来の超音波顕微鏡と同様に、接触媒質２を介して試料（サンプル）Ｓへ超音波を送出（送信）する構成を有するが、接触媒質２として水及びアルコールを用いない。従って、超音波顕微鏡１は、試料Ｓを水及びアルコールに曝すことなく、その試料Ｓの内部に存在するクラック、剥離、反応生成物などの空隙、及び異物などといった欠陥が発生した箇所（不良箇所）を検査することができる。
【００１７】
接触媒質２として水やアルコールを用いない超音波顕微鏡１は、例えば、リチウムイオン二次電池などの電池や電池材料を試料Ｓとすることができ、その試料Ｓの内部に存在する不良箇所を検査し特定することができる。試料Ｓである電池や電池材料は、水やアルコールに曝されないので、水やアルコールと酸化還元反応を起こして変質及び破損してしまったり、フッ酸や硫化水素などの有害な化学物質を生成したりといった問題を生じることがない。
【００１８】
図１を参照して、超音波顕微鏡１の構成を説明する。図１は、本実施形態による超音波顕微鏡１及びグローブボックス３の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態による超音波顕微鏡１は、上述の不良箇所の検査対象である試料（サンプル）Ｓと、試料Ｓを内部に配置する媒質槽４と、媒質槽４に配置された試料Ｓが浸漬される接触媒質２と、媒質槽４に配置された試料Ｓへ超音波を送出すると共に試料Ｓからの反射超音波を受信する超音波探触子５とを備える。
【００１９】
検査対象である試料Ｓは、大気中の酸素、窒素、水分と化学反応を起こしやすく、水やアルコールとも酸化還元反応を起こしやすい材料特性を有する物体であって、例えば、リチウムイオン二次電池などの電池、及びこの電池を構成する材料（電池材料）などが挙げられる。なお、本実施形態では、試料Ｓとなる電池及びその材料を「電池及び電池材料」と表記することもあり、その場合、試料Ｓは、電池又は当該電池を構成する電池材料である。
【００２０】
媒質槽４は、例えば直方体又は立方体の内面形状を有し上面が開放されている槽状の容器であって、内部に試料Ｓを配置するのに十分な容積を有している。図示しないが、媒質槽４の内部には、媒質槽４内部の所定位置に試料Ｓを配置するための台（ステージ）が設けられている。この媒質槽４は、試料Ｓをステージ上の所定の位置に配置（載置）すると共に、後に詳しく説明する液体状の接触媒質２を、この接触媒質２によって試料Ｓが十分に浸漬される程度に貯留する。
【００２１】
接触媒質２は、後述する超音波探触子５と試料Ｓの間に介在して、超音波探触子５から送信された超音波を試料Ｓに伝達するカプラ（連結材）であり、化学的に不活性で、且つ常温で液体状の物質からなる水以外の媒質（非水媒質）である。以下、非水媒質である化学的に不活性な接触媒質２を「不活性接触媒質２」という。
不活性接触媒質２は、例えばフッ素終端された分子構造を持つ液体状の物質（フッ素系不活性液体）である。不活性接触媒質２は、媒質槽４に貯留され、媒質槽４内に配置された試料Ｓを浸漬する。この化学的に不活性な不活性接触媒質２に浸漬されることによって、試料Ｓは、化学的な変化や、物理的な変化を起こすことなく媒質槽４内のステージ上に配置される。
【００２２】
図２を参照して、フッ素系不活性液体である不活性接触媒質２と他の物質とを比較する。図２は、本実施形態による超音波顕微鏡１の不活性接触媒質２の性質を比較する表を示す図である。
図２では、水、エタノール、アセトン、ヘキサン、及びフッ素系不活性液体について、構造式、引火性、電池及び電池材料（リチウムイオン二次電池）の浸漬結果を示している。まず浸漬結果によると、水、エタノール、及びアセトンにおいて電池及び電池材料は溶解した。これは、水は極性分子であり、エタノール及びアセトンは極性分子の性質を示す分子であるなど、電池及び電池材料に対する化学的活性が大きいことが理由であると考えられる。
【００２３】
さらに図２の結果から、不活性接触媒質２としては、２５℃における誘電率が１０以下の媒質が好ましいこともわかる。（２５℃における誘電率は次の通りである。水：７８、エタノール：２４、アセトン：２０、ヘキサン：１.９、フッ素系不活性液体：１.７−１.９）。
尚、不活性接触媒質２は、官能基の少なくとも１つ以上がハロゲン元素により終端された媒質であると規定することもできる。
【００２４】
ヘキサンとフッ素系不活性液体の浸漬結果によると、両者共に試料Ｓが変化することは無かった。従って、ヘキサンとフッ素系不活性液体の両方を超音波顕微鏡１の不活性接触媒質２として用いることが可能である。しかし、発火の可能性である引火性に着目すると、フッ素系不活性液体には引火性が無いが、ヘキサンには引火性が有るので、不活性接触媒質２としてはフッ素系不活性液体が最も適していると考えられる。
【００２５】
このような図２に示す知見は、本発明の発明者が実験及び考察を重ねた末に得られたものであり、大気中の酸素、窒素、水分と化学反応を起こしやすい、又は水やアルコールとも酸化還元反応を起こしやすい電池及び電池材料を超音波顕微鏡で検査するという従来にない課題に取り組んだ結果である。本実施形態による超音波顕微鏡１は、この知見に基づく不活性接触媒質２を備えることで、電池及び電池材料を検査することができるという従来の技術では得られなかった効果を奏する。
【００２６】
図１を参照して、超音波探触子５は、媒質槽４に貯留された不活性接触媒質２を介して、媒質槽４のステージ上に配置された試料Ｓへ超音波を送出すると共に試料Ｓからの反射超音波を受信するものである。超音波探触子５は、音響レンズ６と変換器（トランスデューサ）７を含んで構成される。
音響レンズ６は、例えば、硬質な無機材料からなる円柱状部材であって、その内部は空間の無い中実な構造を有している。この円柱状の音響レンズ６の一つの面、つまり媒質槽４のステージと対向させる下方の面（下面）のほぼ中央に、音響レンズ６の内部に向かって湾曲した窪みが形成されている。その窪みの表面は、平滑な曲面からなる略球面状で焦点を形成するレンズ面６０である。
【００２７】
トランスデューサ７は、印加されたパルス電圧（パルス信号）に応じた周波数の超音波を送出すると共に、受信した超音波から受ける応力に応じた電圧を超音波強度信号として発生させるものである。このトランスデューサ７は、例えば圧電素子などで構成されて、音響レンズ６の上方の平面（上面）に接触するように設けられている。
このような音響レンズ６とトランスデューサ７を備える超音波探触子５は、媒質槽４のステージの上方で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に移動可能な３軸スキャナ（図示せず）に支持される。この３軸スキャナによって、超音波探触子５は、媒質槽４に貯留された不活性接触媒質２内に少なくとも音響レンズ６のレンズ面６０を沈めるように配置される。その上で、超音波探触子５は、３軸スキャナによってＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３方向に移動することで、試料Ｓに対する超音波の送信位置（つまり、サンプルの検査位置）を変化させる。
【００２８】
上述の構成を有する超音波探触子５において、トランスデューサ７が送出した超音波は、振動成分として音響レンズ６内を伝播し、音響レンズ６のレンズ面６０から不活性接触媒質２に伝播して、レンズ面６０の焦点Ｆで集束する。このレンズ面６０の焦点Ｆが試料Ｓの表面又は内部に位置するように３軸スキャナで超音波探触子５の位置を調整すれば、高い分解能で試料Ｓを検査することができる。
【００２９】
以下、レンズ面６０の焦点Ｆが試料Ｓの表面又は内部に位置し、超音波探触子５からの超音波が試料Ｓへ送出されるときの試料Ｓの位置を検査位置と呼び、さらに、この検査位置にある試料Ｓを載置する媒質槽４の位置も同様に検査位置と呼ぶ。
試料Ｓで反射した超音波である反射超音波は、振動成分として不活性接触媒質２を伝搬してレンズ面６０から音響レンズ６内に入射して伝播し、トランスデューサ７に到達する。トランスデューサ７は、反射超音波を受信して、受信した反射超音波に対応する強度及び周波数の超音波強度信号（受信信号）を出力する。
【００３０】
以下、図１を参照して、超音波探触子５のトランスデューサ７に接続する他の構成について説明する。
トランスデューサ７には、トランスデューサ７にパルス信号を出力（つまり、パルス電圧を印加）するためのパルス信号出力部８と、トランスデューサ７が出力した超音波強度信号を受信する強度信号受信部９が接続されている。
【００３１】
パルス信号出力部８は、トランスデューサ７に接続する送信パルス発生器８０と、送信パルス発生器８０に接続する超音波送信器（トランスミッター）８１とを有する。トランスミッター８１は、例えば周波数帯域が１００ＭＨｚ以上といった短パルスの超音波を送信パルス発生器８０に出力する。送信パルス発生器８０は、トランスミッター８１が出力した超音波を受けて、入力された超音波の強度及び周波数に対応する電圧のパルス電圧（パルス信号）をトランスデューサ７に出力する。トランスデューサ７は、出力されたパルス電圧（パルス信号）に応じた周波数の超音波を、音響レンズ６へ送出する。
【００３２】
強度信号受信部９は、トランスデューサ７に接続する受信増幅器９０と、受信増幅器９０に接続する電圧変化検出手段９１とを有する。受信増幅器９０は、トランスデューサ７から受信した超音波強度信号（受信信号）を増幅して出力する。電圧変化検出手段９１は、受信増幅器９０から増幅されて出力された超音波強度信号の電圧変化を処理して表示する。電圧変化検出手段９１は、オシロスコープなどの表示部（モニター）を有する機器であって、例えば、受信増幅器９０から受け取った超音波強度信号をサンプリングして一時記憶し、その超音波強度信号の時系列変化を検出して表示する。
【００３３】
上述の構成を有する超音波顕微鏡１によって、電池及び電池材料の不良箇所を特定し観察するといった検査を実施することができる。しかし、超音波顕微鏡１の検査対象である試料Ｓを、電池及び電池材料のように大気に曝すことができない場合、この試料Ｓを、大気から隔離しつつ、超音波探触子５下の位置であって、超音波探触子５からの超音波が試料Ｓへ送出される検査位置へ移送（移動）する移送手段が必要である。そこで図１に示すように、超音波顕微鏡１は、この移送手段として、媒質槽４を移動可能な構成とし、その媒質槽４を、試料Ｓを収納して検査位置へ移送するための移送容器１０としている。すなわち、本実施形態による移送容器１０は、試料Ｓを、非水媒質である不活性接触媒質２に浸漬して収納する容器であって、不活性接触媒質２に浸漬して収納した試料Ｓと共に移動可能であり、超音波顕微鏡１による検査を行う試料Ｓを内包する媒質槽４である。
【００３４】
移送容器１０の寸法としては、「移送容器１０の幅 ＞ 試料Ｓの幅＋音響レンズ６の外径」、「移送容器１０の深さ ＞ 試料Ｓの高さ＋媒質中における音響レンズ１０の焦点」を満たすことが好ましい。
この移送容器１０に試料Ｓを収納し、この試料Ｓを移送容器１０内で大気から隔離しつつ、超音波探触子５下の検査位置へ移送する。
【００３５】
具体的には、図１に示すように、密閉容器であるグローブボックス３を用意し、グローブボックス３内を真空に保つ。この真空のグローブボックス３内で移送容器１０に試料Ｓを収納すると共に不活性接触媒質２を供給することで、収納した試料Ｓを予め完全に不活性接触媒質２に浸漬させる。このように、試料Ｓを不活性接触媒質２に浸漬させて収納した移送容器１０をグローブボックス３から取り出すことで、試料Ｓを大気に曝すことなく超音波探触子５下の検査位置へ移送することができる。試料Ｓを検査位置へ移送した後の移送容器１０は、媒質槽４として用いられる。
【００３６】
ここで、グローブボックス３内は、必ずしも真空に保たれる必要はない。グローブボックス３内を希ガスなどの不活性気体で満たしてもよい。そうすれば、グローブボックス３内が不活性雰囲気となり、移送容器１０は、試料Ｓを不活性雰囲気で不活性接触媒質２に浸漬させて収納することができる。
さらに、移送容器１０は、移送容器１０の内部を密閉するために、図３に示すような蓋部１１を有する。図３は、移送容器１０及び蓋部１１の概略構成を示す図である。
【００３７】
図３を参照して、蓋部１１は、移送容器１０の上方で開放された開口を覆うことで、移送容器１０の内部を密閉する蓋材である。蓋部１１は、例えば、移送容器１０の開口周辺に設けられた凸状の鍔（フランジ）１２を引っかけて掴む鉤状のクランプ１３を側方に有している。このクランプ１３は、その基端が蓋部１１の縁部に上下回動自在に枢支されており、その先端が移送容器１０のフランジ１２に係合可能となっている。クランプ１３の先端がフランジ１２に係合する（引っかかる）ことによって、移送容器１０の開口に蓋部１１を密着、固定させ、移送容器１０の内部を密閉する。このとき、図３に示すように、移送容器１０の開口の周囲全周にわたって弾性体で構成された密閉材（パッキン）１４を設ければ、移送容器１０の開口の周囲と蓋部１１との間に形成される隙間を塞ぐことができ、より確実に移送容器１０の内部を密閉することができる。
【００３８】
真空又は不活性雰囲気のグローブボックス３内で移送容器１０に試料Ｓを収納し、移送容器１０内の試料Ｓを予め不活性接触媒質２に浸漬させてから蓋部１１によって移送容器１０を密閉する。このように、不活性接触媒質２に浸漬された試料Ｓを密閉した移送容器１０がグローブボックス３から超音波探触子５下の検査位置に移動することで、試料Ｓを、大気に曝すことなく、且つ移送容器１０内の不活性接触媒質２を移送容器１０外へ漏出させることなく超音波探触子５下の検査位置に移送することができる。その後、超音波探触子５下の検査位置に移動した移送容器１０を密閉する蓋部１１を取り除いて移送容器１０の内部を開放し、超音波探触子５の音響レンズ６を移送容器１０内の不活性接触媒質２に浸し、検査を開始する。
【００３９】
次に、試料Ｓの検査を終えると、超音波探触子５の音響レンズ６は移送容器１０内の不活性接触媒質２から抜き取られ、移送容器１０は、超音波探触子５下の検査位置からグローブボックス３へ移動する。この移動の前に、移送容器１０を、再び蓋部１１によって密閉してもよい。
以上に説明したとおり、移送容器１０は、試料Ｓを、非水媒質である不活性接触媒質２に浸漬させて収納する容器であって、超音波探触子５下の検査位置に移動することで、試料Ｓを収納する内部が不活性接触媒質２で満たされた媒質槽４として働く。
【００４０】
本実施形態による超音波顕微鏡１は、上述の構成を有する移送容器１０を備えることによって、リチウムイオン二次電池などの電池及び電池材料を大気に曝すことなく、媒質槽４内に配置することができる。このように、超音波顕微鏡１は、電池及び電池材料が大気中の酸素、窒素、水分と化学反応を起こすことも防ぐことができる。
次に、図４を参照しながら、超音波顕微鏡１を用いた試料Ｓの検査手順（超音波検査方法）について説明する。図４は、超音波顕微鏡１を用いた超音波検査方法の手順を表すフローチャートである。
【００４１】
まず、真空又は不活性雰囲気のグローブボックス３内で、試料Ｓを移送容器１０内に収納する。グローブボックス３内が真空であっても不活性雰囲気であっても、移送容器１０内に不活性接触媒質２を供給して、不活性接触媒質２に完全に試料Ｓを浸漬させる。移送容器１０内の試料Ｓが不活性接触媒質２に完全に浸漬されていれば、グローブボックス３内で蓋部１１を用いて移送容器１０を密閉するか否かについては任意である。このように、試料Ｓを、非水媒質である不活性接触媒質２に浸漬して移送容器１０内に収納する（収納工程：ステップＳ１）。
【００４２】
次に、収納工程で試料Ｓを収納した移送容器１０を超音波探触子５下の検査位置へ移動して、当該試料Ｓを超音波探触子５下の検査位置に配置する。これによって、移送容器１０を媒質槽４とする。次に、音響レンズ６を移送容器１０内の不活性接触媒質２に浸す（配置工程：ステップＳ２）。
ここで、移送容器１０が蓋部１１によって密閉されている場合、上述の配置工程に代わる工程が必要となる。まず、収納工程で試料Ｓを収納し蓋部１１によって密閉された移送容器１０を超音波探触子５下の検査位置へ移動して、試料Ｓを超音波探触子５下の検査位置へ移送する。これによって、移送容器１０を媒質槽４とする。次に、蓋部１１を媒質槽４から外して蓋部１１による媒質槽４内部の密閉を解き、音響レンズ６を媒質槽４内の不活性接触媒質２に浸す（配置工程：ステップＳ２）。
【００４３】
上述の配置工程の後、超音波探触子５が、検査位置にある試料Ｓへ音響レンズ６から超音波を送出すると共に当該試料Ｓからの反射超音波を受信することで、試料Ｓを検査する（検査工程：ステップＳ３）。
検査工程による試料Ｓの検査が終了すると、音響レンズ６を媒質槽４内の不活性接触媒質２から抜き取り、媒質槽４を検査位置から移動させて取り出す。これによって、媒質槽４を移送容器１０とする。このとき、移送容器１０を密閉する必要がある場合、試料Ｓを収容する媒質槽４（移送容器１０）を移動する前に、媒質槽４を蓋部１１によって密閉する（取出工程：ステップＳ４）。
【００４４】
超音波探触子５下の検査位置から取り出された移送容器１０を、真空又は不活性雰囲気のグローブボックス３内に移送して、グローブボックス３内で移送容器１０から不活性接触媒質２が付着した試料Ｓを取り出す。その後、グローブボックス３内において、取り出された試料Ｓを乾燥させる（乾燥工程：ステップＳ５）。
超音波顕微鏡１を用いた検査において、上記の各工程を有する超音波検査方法によって試料Ｓを検査すれば、試料Ｓが大気、水及びアルコールに曝されることがないので、検査対象の試料Ｓとしてリチウムイオン二次電池などの電池及び電池材料を検査することができる。
【００４５】
なお、今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された各実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【００４６】
例えば、上述の実施形態では、超音波顕微鏡及び超音波検査方法の試料Ｓとして、リチウムイオン二次電池及びこの電池を構成する材料を例示して説明を行ったが、試料Ｓとして、他の種類の電池（電解液を用いたリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、空気電池等）や、それら電池を構成する材料（リチウム金属など）などが考えられる。
【符号の説明】
【００４７】
１  超音波顕微鏡
２  不活性接触媒質
３  グローブボックス
４  媒質槽
５  超音波探触子
６  音響レンズ
７  トランスデューサ
８  パルス信号出力部
９  強度信号受信部
１０  移送容器
１１  蓋部
１２  鍔（フランジ）
１３  突起
１４  密閉材（パッキン）
６０  レンズ面
８０  送信パルス発生器
８１  トランスミッター
９０  受信増幅器
９１  電圧変化検出手段
Ｓ  試料（サンプル）
Ｆ  焦点
【図１】
2015145785.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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