(57)【要約】【課題】水濡れを嫌う被検体でも測定できる超音波探傷法及び超音波探傷用構造物を提供する。【解決手段】本超音波探傷法は、被検体の全てまたは一部をゲル材料の超音波伝播媒体４またはさらに包装材５にて包むことにより被検体を水や油等の媒体１０に汚染されることなく超音波探傷法する方法である。この被検体は素子１とセラミック基板３をはんだ２により接合されている電子実装部品である。超音波伝播媒体４またはさらに包装材５にて包んだ被検体を加圧もしくは減圧した後に加圧することにより被検体と包装材５は密着されている。これにより水等１０に汚染されることもなく良好に超音波を伝播する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定媒体中にて超音波探傷する方法において、被検体の全部又は一部をゲル材料からなる超音波伝播媒体にて包んで行うことを特徴とする超音波探傷法。
【請求項２】
更に、上記超音波伝播媒体を包む包装材を備える請求項１記載の超音波探傷法。
【請求項３】
上記媒体は水である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
【請求項４】
上記超音波伝播媒体は、大気圧以上の加圧、又は一端大気圧以下に減圧した後に大気圧以上の加圧により被検体に密着させられる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
【請求項５】
記超音波伝播媒体は、硬度が１〜３０アスカーＣおよび／又は引張り強度が１０ＭＰａ〜１００ＭＰａのゲル材料であり、該ゲル材料の厚さが０．５ｍｍから５ｍｍである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
【請求項６】
上記包装材の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニールであり、且つ該包装材の厚さが０．０１ｍｍから２ｍｍである請求項２乃至５のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
【請求項７】
被検体と、該被検体の全部又は一部を包み、且つ該被検体と密着されているゲル材料からなる超音波伝播媒体と、を備えることを特徴とする超音波探傷用構造物。
【請求項８】
更に、上記超音波伝播媒体は、包装材により包まれている請求項７記載の超音波探傷用構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波探傷法および超音波探傷用構造物に関し、更に詳しくは被検体の全部又は一部をゲル材料で密着し、更に包装材で包むことにより被検体を水や油などとの接触を無くして汚染や腐食を無くすことに優れる超音波探傷法および超音波探傷用構造物に関する。本発明は、非破壊検査分野、更に電子材料、鉄鋼材料、非鉄材料、成形分野、粉体材料分野及び生体材料分野等に広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水濡れを防止した超音波探傷法は、高分子シートと被検体との間に有機溶媒を介在させた後、減圧して被検体と高分子シートとを密着させる方法がある（例えば特許文献１参照）。
また、空気伝播により実施する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５７７５８号公報
【非特許文献１】
（社）日本非破壊検査協会  平成１３年度秋季大会講演概要集、Ｐ．２１３−２１４の「エア・カップリングによるＣＦＲＰ材料の超音波探傷」
【非特許文献２】
Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  Ｔｈｅ  ６ｔｈ  Ｆａｒ−Ｅａｓｔ  Ｃｏｎｆ．  ｏｎ  Ｎｏｎ−Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｔｅｓｔｉｎｇ（ＦＥＮＤＴ２００２）、Ｐ．３８５−３９０、「ＤＲＹ−ＣＯＮＴＡＣＴ
ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＩＭＡＧＩＮＧ  ＵＮＤＥＲ  ＯＰＴＩＭＵＭ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳ」
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１に示すように超音波探傷法で用いられる超音波伝播媒体は、液体を用いているために被検体が水や油等で濡れや汚染が生ずる。そのため、電子部品や粉末成形体等へ適用できなかった。また、水濡れを防止する方法として高分子シートと被検体との間に有機溶媒を介在させる場合、有機溶媒の周囲への汚染や超音波の伝播特性の違いにより効率的でない。上記の非特許文献１に示すように空気伝播を利用した場合、周波数が低いために欠陥検出度が低い。更にＸ線透過試験等の手法が用いた場合、超音波探傷法以上の検出感度を得ることができなかった。上記の非特許文献２に示すようにゲル材料が無くて包装材のみの場合、包装材の厚さを０．０１ｍｍ前後の極めて薄い材料を使用する必要があり、包装材の損傷により水が侵入する危険性が高く、測定毎に包装材を交換しなければならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下に示す通りである。
１．所定媒体中にて超音波探傷する方法において、被検体の全部又は一部をゲル材料からなる超音波伝播媒体にて包んで行うことを特徴とする超音波探傷法。
２．更に、上記超音波伝播媒体を包む包装材を備える上記１記載の超音波探傷法。
３．上記媒体は水である上記１、２又は３に記載の超音波探傷法。
４．上記超音波伝播媒体は、大気圧以上の加圧、又は一端大気圧以下に減圧した後に大気圧以上の加圧により被検体に密着させられる上記１乃至３のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
５．記超音波伝播媒体は、硬度が１〜３０アスカーＣおよび／又は引張り強度が１０ＭＰａ〜１００ＭＰａのゲル材料であり、該ゲル材料の厚さが０．５ｍｍから５ｍｍである上記１乃至４のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
６．上記包装材の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニールであり、且つ該包装材の厚さが０．０１ｍｍから２ｍｍである上記２乃至５のいずれか一項に記載の超音波探傷法。
７．被検体と、該被検体の全部又は一部を包み、且つ該被検体と密着されているゲル材料からなる超音波伝播媒体と、を備えることを特徴とする超音波探傷用構造物。
８．更に、上記超音波伝播媒体は、包装材により包まれている上記７記載の超音波探傷用構造物。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の超音波探傷法によれば、被検体の全てまたは一部をゲル材料の超音波伝播媒体または更に包装材にて包むことにより被検体を水や油などに汚染されることなく超音波探傷法ができる。被検体をゲル材料等の超音波伝播媒体を介してポリエチレン等の包装材にて包み、加圧もしくは減圧した後に加圧することにより被検体と包装材を密着させることができ、良好に超音波を伝播できる。超音波伝播媒体としてゲル材料を用いることにより限られた領域以外への超音波伝播媒体による汚染が無い。金属板やアクリル板を試料台としてその上に被検体を置き、下面から超音波を入射する超音波探傷する方法により包装材の損傷による水濡れを完全に防ぐことができる。
本発明の超音波探傷法は、上記の如く、被検体の水濡れを防ぎ、被検体の汚染が無い状態で超音波探傷ができる。
本発明の超音波伝播媒体を用いることにより、被検体と包装材を容易に密着させることができる。また、容易に剥がすことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下に詳細に説明する。
本超音波探傷法に用いられる所定の「媒体」としては、特に限定されないが、水、油、有機溶媒、又は、水と水溶性有機溶媒（メタノール、エタノール等のアルコール、アセトン等のケトン等）との混合媒体等が挙げられる。これらのうちで、水が好ましい。
上記超音波探傷を行うために用いる「超音波伝播媒体」としては、特に限定されないが、ゲル材料、ゴム材料又は熱可塑性材料が好ましい。これらのうち、ゲル材料がより好ましい。このゲル材料としては、高分子ゲル、シリコンゲル、フッ素系ゲル、シリコーン組成物、コラーゲンゲル、ハイドロゲル等が挙げられる。このゴム材料としては、スチレン−ブタジエン系ゴム、ニトリル−ブタジエン系ゴム、エチレン−プロピレン系ゴム、アクリルゴム等の公知のゴム材料が挙げられる。この熱可塑性材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニール、ナイロン、ポリエステル等が挙げられる。この熱可塑性材料としては、軟質材料（ポリ塩化ビニール、ポリエチレン等）が好ましい。また、この熱可塑性材料は、超音波が伝播し、被検体に密着し、後で容易に剥がせる材料であり、剥がした後に残存物が無くなることが望ましい。超音波伝播媒体の好ましい硬度は、１〜３０アスカーＣであり、より好ましくは３〜２０アスカーＣ、更に好ましくは４〜１５アスカーＣである。超音波伝播媒体は、引張り強度１０〜１００ＭＰａのゲル材料が好ましく、より好ましい引張り強度は２０〜８０ＭＰａである。
【０００８】
被検体とゲル材料を包装する包装材は、用いられてもよいし、用いられなくてもよいが、通常、用いられる。この包装材の材質は、特に限定されないが、通常、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニール等が用いられる。この包装材は、所定の媒体、特に好ましく用いられる水が浸透しない材質が望ましい。また、この包装材は、透明もしくは半透明であり、中の状態がわかる材質が望ましい。包装材の厚さは、好ましくは０．０１〜２ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。
上記被検体とゲル材料、及びゲル材料と包装材とは密着される。この被検体とゲル材料、及びゲル材料と包装材との密着する方法として、（１）加圧状態で実施する方法、（２）減圧後に加圧する方法、及び（３）減圧後に大気圧により密着させる方法等がある。どの方法においても実施できるが、好ましくは減圧後に大気圧による密着させる方法が良い。
更に、水濡れの危険性を無くす方法として被検体を金属板又は樹脂製の試料台に被検体を置き、真空減圧により被検体と試料台を密着させて下方から超音波探傷することができる。その時、試料台及び超音波探触子の走査軸が水平より０．５度から３０度の任意の角度に傾けることにより気泡が被検体に付きにくくすることができる。
【０００９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
本実施例は、電子実装部品のはんだ接合部分に介在した空隙や亀裂を非破壊・非接触により検出する検査例である。
以下に本発明の実施方法と実験結果を例に挙げて説明する。
【００１０】
（１）使用した被検体
被検体としては、図１に示すように、はんだ接合を施した電子実装部品を用いた。この被検体は、素子１とセラミック基板３をはんだ２により接合されている。このはんだ接合層に製造時に発生する空隙や亀裂が生じる場合がある。従ってこれを検査する必要がある。しかし、水を媒体としてこの接合状態を検査する場合、電子部品が水等に触れて電気特性に影響を受けることとなる。そこで、電子部品が水等に触れて電気特性に影響を受けない状態で空隙や亀裂を非破壊検査で検出する必要がある。
被検体の素子１に厚さ一定のゲル質の超音波伝播媒体４（商品名「クリスタルゲル」、株式会社タナック製）を貼り、包装材５に入れて減圧包装する。この時、素子１とゲル状媒体４との界面、および包装材５とゲル状媒体４との界面に空隙が残らないように注意する。
【００１１】
（２）使用した装置の概要
本実施例に使用したシステムの構成は、図２に示すように、超音波の送信と受信を行うハルサーレシーバー６、超音波探触子７、超音波探触子７を２次元走査するスキャナ８、スキャナ８と送信・受信の命令するコントローラ９からなる。
【００１２】
（３）実験結果
図２に示すように、水１０を入れた水槽１１に減圧包装した被検体を図２に示した配置に置いて超音波探傷（水浸式）により測定した。従来例として従来行われている水中で水塗れ対策の無い状態で測定した結果を図３に示す。図３中に略中央の灰色の領域がはんだ接合部１２であり、白色の領域ははんだ接合部に存在する空隙１３である。この被検体にゲル状媒体４を貼り、真空減圧して密着させた状態で測定した結果を図４に示す。図４において図３と同様に空隙部が検出できている。次に、比較例として減圧包装のみの状態で測定した結果を図５に示す。図５において、はんだ接合部には白色の領域が認められず、はんだ接合部からの信号が無く、測定できないことがわかる。尚、図５中の多くの灰色のまだら模様領域はノイズである。
本実験で明らかのようにゲル状媒体を挟み、減圧包装した状態で超音波探傷することにより水濡れ防止を実施した状態ではんだ接合部の空隙を検出する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】被検体と超音波伝播媒体を減圧下で密着包装したときの模式図である。
【図２】超音波探傷実験システムの構成図である。
【図３】被検体をそのまま水に浸した場合の探傷結果を示す説明図である。
【図４】本発明のゲル状超音波伝播媒体と減圧包装を実施した探傷結果を示す説明図である。
【図５】減圧包装のみ行った場合の探傷結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１；素子、２；はんだ、３；セラミック基板、４；超音波伝播媒体、５；包装材、６；パルサーレシーバー、７；超音波探触子、８；超音波探触子スキャナ（走査方向）、９；コントローラ、１０；水または油、１１；水槽、１２；超音波伝播領域、１３；はんだ接合部、１４；空隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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