(57)【要約】    【課題】  本発明の目的は、試料を液体媒質に接触させることなく超音波探傷できる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行え作業効率を向上させることができる超音波探傷装置を提供することにある。    【解決手段】  試料５の表面積より面積が大きい２枚の高分子フィルム１６の略中央部に試料を置いて高分子フィルム１６をラミネート加工して試料５の上面と下面に密着させて試料５を封入する。水槽６の底面に配置された支持台２０に試料５載置して高分子フィルム１６の試料５との非密着面２３によって試料５を支持台２０に着脱自在に固定する。【選択図】  図１
2005351723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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超音波探傷装置。
【請求項２】
水が溜められている水槽と、試料の表面積より面積が大きく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、前記水槽の水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、前記超音波探触子を３次元走査するスキャナと、前記水槽の底面に配置され、前記試料が載置される支持台と、前記高分子フィルムの前記試料との非密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超音波探傷装置。
【請求項３】
水が溜められている水槽と、試料の表面積より面積が大きくラミネート加工された２枚の高分子フィルムの略中央部に上面と下面が密着して封入されている試料と、振動子面が前記水槽の水面下に位置するように配置され、前記試料に超音波を照射して前記試料から反射波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子を前記水槽水面に対して３次元走査するスキャナと、前記水槽の底面に配置され、前記試料が載置される支持台と、前記高分子フィルムの前記試料との非密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、前記超音波探触子に受信された反射波を入力して前記試料の映像を作成するコンピュータとを具備することを特徴とする超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水などの液体媒質を介して試料に超音波を照射して試料からの反射波によって試料内部を探傷する超音波探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波探傷装置においては超音波探触子が発生する超音波を試料に効率良く伝達するために接触媒質を介して超音波を照射している。接触媒質としては、通常、水などの液体媒質が用いられている。
水は安定しているが、水の中には塩素やカルキなどの極少量の物質が含まれている。試料に水が付着すると除去するのに、多くの手間と時間を必要とする。また、試料には水と接触すると劣化するものもあり、特に電子部品においては接触媒質の使用が超音波探傷装置の適用範囲を狭めているのが実情である。
このことを解決するために、水が試料に直接接触するのを防止して超音波探傷できるドライコンタクト超音波探傷法が提案されている。ドライコンタクト超音波探傷法は、水槽の下面に試料を保持するケースを設け、ケースの上部開口を高分子フィルム（弾性フィルム）で密閉し、試料と高分子フィルムの間を減圧して試料の上面に高分子フィルムを密着させている。高分子フィルムは超音波を透過させるフィルムが用いられる。
【０００３】
ドライコンタクト超音波探傷法については、例えば、下記の非特許文献１、特許文献１に記載されている。
【０００４】
【非特許文献１】「平成14年春季大会  講演概要集」第45〜48頁、                      社団法人  日本非破壊検査協会、平成14年5月28日発行
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８５６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術は保持ケースに試料を装着して水槽内に配置し、ポンプで保持ケース内の空気を吸引し試料の上面に高分子フィルムを密着させてから探傷している。したがって、超音波探傷による検査作業の効率が悪いという問題点を有する。このため、半導体パッケージなどの多数の電子部品は出荷の抜き取り検査しかできないというのが実情である。
【０００７】
本発明の目的は、試料を液体媒質に接触させることなく超音波探傷できる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行え作業効率を向上させることができる超音波探傷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴とするところは、高分子フィルムをラミネート加工して試料の上面と下面に密着させて試料を封入し、液体媒質中に配置された支持台に載置して高分子フィルム同士の接着面によって試料を支持台に着脱自在に固定するようにしたことにある。
【０００９】
本発明の望ましい実施形態は、試料の表面積より面積が大きい２枚の高分子フィルムの略中央部に試料を置いて高分子フィルムをラミネート加工して試料の上面と下面に密着させて試料を封入し、水槽の底面に配置された支持台に載置して高分子フィルムの試料との非密着面によって試料を支持台に着脱自在に固定するように構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は高分子フィルムをラミネート加工して高分子フィルムを試料の上面と下面に密着させて試料を封入し、液体媒質中に配置された支持台に載置して高分子フィルム同士の接着面によって試料を支持台に着脱自在に固定して超音波探傷を行えるので、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行え作業効率を向上させることができる。その結果として、多数の電子部品を全数検査することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
水槽には水が溜められている。試料は試料の表面積より面積が大きくラミネート加工された２枚の高分子フィルムの略中央部に上面と下面が密着して封入されている。超音波探触子は振動子面を水槽の水面下に位置するように配置され、試料に超音波を照射して試料からの反射波を受信する。超音波探触子はスキャナにより水槽水面に対して３次元走査される。試料は水槽の底面に配置された支持台に載置される。支持台に載置された試料は試料固定手段により高分子フィルムの試料との非密着面を支持台に着脱自在に固定される。コンピュータは超音波探触子に受信された反射波を入力して試料の映像を作成しモニタに表示する。
【実施例１】
【００１２】
図１に本発明の一実施例を示す。
【００１３】
図１において、超音波探触子1はスキャナ２によりＸ，Ｙ、Ｚ軸方向に３次元走査される。スキャナ２はＸ軸駆動体２Ｘ、Ｙ軸駆動体２、Ｚ軸駆動体２Ｚから構成され、基台３に立設した２本の支柱４に搭載されている。超音波探触子1はスキャナ２のＺ軸駆動体２に設けられている。
【００１４】
基台３の２本の支柱４間に水槽６が配置されている。水槽６には液体媒質としての水７が溜められている。超音波探触子１は探傷時にＺ軸駆動体２Ｚにより下方に駆動され、図示のように振動子面１ａが水槽６の水７の中に埋没されるようになる。つまり、超音波探触子１の振動子面１ａは水槽６の水面下に位置するように配置される。
【００１５】
水槽６の底面には試料５を載置する支持台２０が配置されている。支持台２０には図２（ａ）に示すように４個の支持突起２１が植立して設けられている。各支持突起２１には板バネ２２が回転自在に取付けられている。支持突起２１と板バネ２２は試料５を支持台２０に着脱自在に固定する試料固定手段を構成する。
【００１６】
試料５はラミネート加工された高分子フィルム１６に封入されている。試料５を高分子フィルム１６に封入するには図３（ａ）に示すように、試料５の表面積より面積の大きい２枚の矩形状の高分子フィルム１６間に試料５を挟み、図３（ｂ）に示すようにラミネータ１７を構成する一対のローラ１８の間隙に挿入する。試料５は２枚の高分子フィルム１６の略中央部に位置するように配置される。試料５の厚みは２mm程度である。
【００１７】
ローラ１８は金属ローラの周囲にゴムを張り合わせたものなどが用いられる。ラミネータ１７の一対のローラ１８が図示矢印方向に回転すると、試料５と高分子フィルム１６は圧着されながら挿入側と反対方向に押し出される。高分子フィルム１６は加熱した状態で高分子フィルム１６同士を加圧すると接着するものが用いられる。２つのローラ１８は試料５と高分子フィルム１６を圧着すると同時に、内臓ヒータにより高分子フィルム１６を加熱する。
【００１８】
このようにして試料５は、図４に示すようにラミネート加工された２枚の高分子フィルム１６に上面と下面が密着して封入される。試料５は高分子フィルム１６の略中央部に封入される。高分子フィルム１６の面積は試料５の表面積より大きいので封入された試料５の周囲に高分子フィルム１６同士の接着面２３が形成される。高分子フィルム１６同士の接着面２３は高分子フィルム１６の試料５との非密着面となる。
【００１９】
このような高分子フィルム１６のラミネート加工は４〜５秒程度の数秒で行える。また、高分子フィルム１６に封入された試料５の探傷面に気泡やゴミが付着しているかを目視等により確認できる。
【００２０】
なお、ラミネート加工は上述したような熱を加えるホット式出なく、常温で加圧のみで加工できるコールド式を用いることもできる。
【００２１】
さて、ラミネート加工により試料５を封入した高分子フィルム１６には高分子フィルム１６同士の接着面（高分子フィルム１６との試料５との非密着面）２３が形成される。図２に示すように、支持台２０の４本の支持突起２１間にラミネート加工された試料５を載置し、板バネ２２を回転させてフィルム同士接着面２３を支持台２０に圧接する。試料５は板バネ２２によって支持台２０に強固に固定される。試料５の取外しは板バネ２２を外側に回転させることによって簡単に外すことができる。
【００２２】
コンピュータ９は超音波回路１０とスキャナ制御装置１１を制御する。スキャナ制御装置１１はスキャナ２を制御する。超音波回路１０は探傷ケーブル１５を介して超音波探触子１にパルス信号を与える。超音波探触子１はパルス信号を超音波に変換し振動子面１ａから水７中に発信する。
【００２３】
超音波探触子１から発信された超音波は、水７を伝播して水槽６に配置された試料５に照射される。試料５から反射された超音波（反射波）は水７を介して超音波探触子１に受信される。超音波探触子１は反射波を電気信号に変換し超音波回路１０を介してコンピュータ９に加える。コンピュータ９は超音波探触子１に受信された反射波を入力して試料５の映像を作成してモニタ１４に表示する。
【００２４】
この構成において、超音波探傷の動作は良く知られているので詳細説明を省略するが、コンピュータ９は、超音波回路１０を動作させると同時にスキャナ制御装置１１を制御しスキャナ２を動作させ超音波探触子１を走査する。探傷位置における試料５からの反射波を入力して位置信号を座標とした反射波を映像化し、モニタ１４に表示する。
【００２５】
このようにして超音波探傷を行うのであるが、本発明は高分子フィルム１６をラミネート加工して高分子フィルム１６を試料５の上面と下面に密着させて試料５を封入し、支持台２０に載置して高分子フィルム同士の接着面２３によって試料５を支持台２０に着脱自在に固定している。ラミネート加工は数秒で行うことができ、試料５の着脱も簡単に行えるので、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行え作業効率を向上させることができる。その結果として、多数の電子部品を全数検査することが可能になる。
【実施例２】
【００２６】
図５に超音波探触子の他の例を示す。図５は電子スキャン方式による走査を行う超音波探触子を示している。
【００２７】
超音波探触子（アレイプローブ）２５は複数個の超音波振動子２４を直線状に配置し、数個の超音波振動子２４に同時にパルス信号を与え超音波２７を集中させ１つの超音波を構成する。同時にパルス信号を与える超音波振動子２４の組合せを超音波振動子２４の配列方向に移動していくことにより白抜き矢印２８方向に超音波を走査させる。
【００２８】
このようなアレイプローブ２５を用いても図１の実施例と同様に超音波探傷を行うことができる。ただし、ケーブル２６、超音波回路１０及びコンピュータ９は、電子スキャン方式に対応したものを用いることになる。
【実施例３】
【００２９】
図６に試料固定手段の他の例を示す。図６は支持台２０に試料５の大きさに応じた固定溝３０を設け、試料５を固定溝３０に嵌め込んで固定するようにしたものである。このようにしても試料５を着脱自在に固定することができ、着脱も簡単に行える。
【実施例４】
【００３０】
図７に試料固定手段の他の例を示す。図７は支持台２０の高分子フィルム１６同士の接着面（高分子フィルム１６との試料５との非密着面）２３の位置に複数個（図では８個）の吸引口３１を穿設し、ポンプ３５にて水７を吸引する。吸引された水７は、吸引管３３を介してポンプ３５を経由し、排出管３４を経て水槽６に戻るようになる。試料５はポンプ３５の吸引力によって支持台２０に強固に固定される。試料５の取外しはポンプ３５を停止することによって簡単に外すことができる。
【００３１】
このようにしても試料５を着脱自在に固定することができ、着脱も簡単に行える。なお、図７の試料固定手段は支持台２０の試料５の載置位置に吸引口３１を穿設するとより一層強固に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】試料固定手段の一例を示す構成図である。
【図３】本発明におけるラミネート加工の説明図である。
【図４】ラミネート加工された試料の一例を示す構成図である。
【図５】本発明に用いる超音波探触子の他の例を示す構成図である。
【図６】試料固定手段の他の例を示す構成図である。
【図７】試料固定手段の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…超音波探触子、１ａ…超音波探触子振動子面、２…スキャナ、３…基台、４…支柱、５…試料、６…水槽、７…水、９…コンピュータ、１０…超音波回路、１１…スキャナ制御装置、１４…モニタ、１５…探傷ケーブル、１６…高分子フィルム、１７…ラミネータ、１８…ローラ、２０…支持台、２１…支持突起、２２…板バネ、２３…高分子フィルム同士の接着面、２４…超音波振動子、２５…アレイプローブ（超音波探触子）、２６…アレイプローブケーブル、２７…超音波、３０…固定溝、３１…吸引口、３３…吸引管、３４…排水管、３５…ポンプ。
【図１】
2005351723.tif 000003
【図２】
2005351723.tif 000004
【図３】
2005351723.tif 000005
【図４】
2005351723.tif 000006
【図５】
2005351723.tif 000007
【図６】
2005351723.tif 000008
【図７】
2005351723.tif 000009