CN113167766A

CN113167766A - 超声波检查方法以及超声波检查装置

Info

Publication number: CN113167766A
Application number: CN201980079054.2A
Authority: CN
Inventors: 小林昌幸; 酒井薰; 菊池修; 住川健太
Original assignee: Hitachi Power Solutions Co Ltd
Current assignee: Hitachi Power Solutions Co Ltd
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-07-23
Also published as: TWI708940B; JP6602449B1; KR102559929B1; KR20210083336A; JP2020091194A; TW202024632A; WO2020116289A1

Abstract

本发明提供一种超声波检查方法以及超声波检查装置。超声波检查方法具备：登记步骤，将超声波探头(2)的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部；加载步骤，基于超声波探头(2)的品种识别符，将参照波形加载到运算处理部(5)；检测步骤，检测接收波形的波峰；位置对齐步骤，基于接收波形的波峰使被加载的参照波形在时间轴方向上进行位置对齐；计算步骤，计算接收波形与参照波形的相关值；判定步骤，基于相关值的正负判定检查对象物的内部状态是否为异常状态；以及显示步骤，将在判定步骤中判定为异常状态的异常区域以C示波器显示而显示于显示装置上。

Description

超声波检查方法以及超声波检查装置

技术领域

本发明涉及超声波检查方法以及超声波检查装置。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，有专利文献1。在专利文献1中有“超声波在声阻抗(密度ⅹ声速)不同的界面反射，其反射信号的大小被构成界面的物质的声阻抗左右。在超声波从声阻抗大的物质向小的物质入射的情况和相反超声波从声阻抗小的物质向大的物质入射的情况下，反射的相位不同。例如在从固体向水、空气那样阻抗小的物质入射时，反射的相位反转。公知有利用该现象，通过超声波检查材料或部件的接合部有无剥离、有无空隙的方法。”(参照发明的详细说明)。

另外，在专利文献1中记载了“超声波检查方法，接收从超声波探头向被检材料内部发射的超声波的反射波作为RF信号，检测所述RF信号的正波峰的最大值以及所述RF信号的负波峰的绝对值，计算出该正波峰的最大值与负波峰的绝对值之和，计算该和的值与所述正波峰的最大值或者负波峰的绝对值中的任意一个的比，将以这些和的值与比的值作为参数的函数进行C示波器显示，检查所述接合部有无剥离”(参照权利要求)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-102258号公报

发明内容

发明要解决的课题

在所述专利文献1中记载有检测超声波的相位的反转来检查有无剥离的超声波检查方法。但是，在专利文献1的超声波检查方法中，相位反转的判定是基于波峰的最大值这样的波形的局部信息，所以对于如果观察波形整体时相位反转的反射波的波形、或者不应该判定为不是相位反转的反射波的波形，有可能进行错误判定。

例如，本申请的图17A是没有剥离的界面的反射波的接收波形的示意图。本申请的图17B是具有剥离的界面的反射波的接收波形的示意图。观察波形整体可知两者的差异明显。但是，任意的波形的正波峰的波高值与负波峰的波高值的绝对值都接近。因此，如果将正波峰和负波峰的波高值视为尺度，则两波形没有明确的差异，如果由于噪声等理由而正或负波峰的波高值变动，则判定结果容易变化而无法得到稳定的检查结果。

另外，一般而言，超声波探头的发送波的频率特性由于品种而不同，因此即使在同一检查对象物的同一超声波反射位置，当超声波探头的品种不同时，正波峰的波高值和负波峰的波高值也不同。当然，专利文献1中记载的通过正波峰的波高值和负波峰的波高值的绝对值得到的参数值也由于超声波探头的品种而不同。因此，在单独使用所述参数值的情况下，有可能在用户侧无法容易地判断是否为剥离。

因此，本发明提供即使在使用具有各种频率特性的超声波探头的情况下也能够稳定地进行剥离检测的超声波检查方法以及超声波检查装置。

用于解决课题的手段

为了解决所述课题，本发明的超声波检查方法使用超声波探头，由运算处理部分析接收波形，由此检查检查对象物的内部状态，所述超声波探头产生超声波并入射到检查对象物，将从检查对象物反射的反射波形作为接收波形来接收，该超声波检查方法具备以下步骤：登记步骤，将超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部；加载步骤，基于超声波探头的品种识别符，将参照波形加载到运算处理部；检测步骤，检测接收波形的波峰；位置对齐步骤，基于接收波形的波峰，使加载的参照波形在时间轴方向上进行位置对齐；计算步骤，计算接收波形与参照波形的相关值；判定步骤，根据相关值的正负来判定检查对象物的内部状态是否为异常状态；以及显示步骤，将在判定步骤中判定为异常状态的异常区域通过C示波器显示而显示在显示装置上。关于本发明的其他方式，将在后述的实施方式中进行说明。

发明效果

根据本发明，能够提供即使在使用具有各种频率特性的超声波探头的情况下也能够稳定地进行剥离检测的超声波检查方法以及超声波检查装置。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的超声波检查装置的结构的框图。

图2是表示在超声波检查中使用的发送波的波形的一例的图。

图3是表示向检查对象物入射发送波，其作为接收波进行反射的情形的图。

图4A是表示在正常边界部的图2所示的发送波入射到检查对象物并进行反射后的接收波形的图。

图4B是表示在剥离部的图2所示的发送波入射到检查对象物并进行反射后的接收波形的图。

图5是表示使用石英玻璃取得表面的反射波的接收波形的方法的图。

图6是表示从石英玻璃表面的反射波的接收波形中提取参照波形的方法的图。

图7是使用户选择与超声波检查装置连接的超声波探头的品种的GUI(GraphicalUser Interface图形用户界面)。

图8是表示使用被加载的参照波形来判定有无剥离的方法的图。

图9是使判定为剥离的测定点在C示波器上进行彩色显示的GUI。

图10是确认参照波形的位置对齐结果的GUI。

图11是表示进行有无剥离判定的程序的处理步骤的处理流程图。

图12A是表示以正的最大波高值波峰为基准进行参照波形的位置对齐，计算正值的相关系数的方法的图。

图12B是表示以负的最大波高值波峰为基准进行参照波形的位置对齐，计算负值的相关系数的方法的图。

图13A是关于IC芯片的层L1的厚度较薄的检查对象物，表示剥离部的反射波的接收波形的图。

图13B是关于IC芯片的层L1的厚度较厚的检查对象物，表示剥离部的反射波的接收波形的图。

图14是使用户指定包含正常边界部的反射波的接收波形的测定点的GUI。

图15是使用户指定正常边界部的反射波的接收波形的GUI。

图16是将图13A、图13B所示的接收波形与通过图15所示的方法取得的参照波形重叠描绘后得到的A示波器图像。

图17A是表示没有剥离的界面的反射波的接收波形的示意图。

图17B是表示具有剥离的界面的反射波的接收波形的示意图。

具体实施方式

适当参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。

《第一实施方式》

图1是表示第一实施方式所涉及的超声波检查装置100的结构的框图。超声波检查装置100包括超声波探伤器1、超声波探头2、扫描机构部3、机构部控制器4、运算处理部5(微处理器)、硬盘6、示波器7、监视器8、输入装置12等而构成。

超声波探伤器1是对产生超声波的超声波探头2施加脉冲信号9来进行驱动的超声波探伤器。超声波探头2是由扫描机构部3保持或驱动，且在检查对象物上扫描的超声波探头(探针)。该扫描机构部3由机构部控制器4控制。

即，超声波探伤器1对超声波探头2提供脉冲信号9来驱动，从超声波探头2以水作为介质对检查对象物50(被检测体)送出超声波U1。另外，超声波探伤器1具备：接收器(未图示)，其接收从检查对象物50的表面或内部的多个界面返回的反射波U2作为反射波10，并产生与其对应的RF(Radio Frequeucy射频)信号11并进行放大。

超声波探头2通过扫描机构部3逐次扫描检查对象物的检查部位。超声波探头2与超声波探伤器1经由连接器电连接，超声波探头2能够由用户容易地卸下和安装。

另外，为了便于说明，有时将超声波探头2产生的超声波称为“发送波”。另外，有时将超声波探头2接收的反射波U2或RF信号11称为“接收波”。

如上所述，超声波探伤器1向超声波探头2发送脉冲信号9，超声波探头2将脉冲信号9转换为超声波并入射到检查对象物50。超声波探头2接收来自检查对象物50的反射波U2，并发送给超声波探伤器1。超声波探伤器1将反射波10转换为RF信号11，并发送给运算处理部5(控制部)。运算处理部5为了使用超声波探头2扫描检查对象物的适当部位，向机构部控制器4发送控制信号，实现机构控制。通过运算处理部5→机构部控制器4→扫描机构部3→超声波探头2→超声波探伤器1的系统进行超声波探头2的自动控制(扫描)。

运算处理部5得到的数据(包含RF信号11、所述自动控制所需要的信号)根据需要被累积到硬盘(存储部)6。另外，运算处理部5与示波器(显示部)7以及监视器(显示部)8连接，能够实时地进行A示波器显示或C示波器显示。

另外，“A示波器显示”是指在示波器7的横轴取时间，在纵轴取RF信号11的波形的振幅(波高值)时的RF信号11的显示。另外，“C示波器显示”是指将超声波探头2对检查对象物纵横地扫描，在显示画面的横轴取超声波探头2的移动的横向(X方向)距离，在纵轴取纵向(Y方向)距离时的RF信号11的波形的正波峰的最大值或者负波峰的最大值的绝对值的灰度显示。A示波器显示有时通过运算处理部5显示在与C示波器显示相同的监视器上。

另外，运算处理部5执行与由用户从输入装置12输入的指示，例如后述的评价门的指定或RF信号11的波峰的选择相应的处理。输入装置12例如可以是键盘、指示设备等。在硬盘6中存储有调色板，该调色板定义了在C示波器显示时根据RF信号11的波形(特别是波峰的大小)而使用的颜色。具体而言，颜色的定义使用RYB(Red Yellow Blue红黄蓝)值与RF信号11的波形对应。

另外，在硬盘6中存储有用于运算处理部5执行第一实施方式的超声波检查的程序(用于进行超声波检查方法的程序)。

另外，被进行C示波器显示的RF信号11仅显示评价门所包含的成分。评价门用于只取出从超声波探伤器1输入的RF信号11的成分中、基于来自检查对象物的检查部位的反射波10的成分并进行C示波器显示。因此，评价门具有在预定的延迟时间后将门打开预定的时间使该RF信号11通过的功能(选通)。评价门的设定例如基于来自输入装置12的输入由运算处理部5来进行。或者，运算处理部5也可以对RF信号11进行分析并自动地设定。在运算处理部5中搭载有生成评价门的门电路。但是，在A示波器上始终需要确认正波峰的最大和负波峰的最大被包含在评价门的范围内的情况。这是因为，如果正波峰的最大和负波峰的最大的一方或双方没有被包含在评价门范围内，则不是检查对象部位的部位会被错误识别为正波峰的最大或负波峰的最大，有可能无法正确地评价检查对象部位。

另外，在从评价门所包含的RF信号11的最大值得到C示波器时，例如在RF信号11中选择正负波峰中较高一方的电平并反映到C示波器中。

另外，为了便于说明，有时会将RF信号11所具有的波峰的正负称为“极性”，进行波峰的极性为正或负的说明。另外，专利文献1所记载的相位反转与极性反转同义。

图2是表示在超声波检查中使用的发送波的波形的一例的图。图2的发送波是在横轴取时间，在纵轴取振幅、即波高值时的波形。在横轴取的时间在图2中向右方向行进，在纵轴取的波高值将中央设为0，从此在图2中，朝向上方的方向表示正的极性，朝向下方的方向表示负的极性。这些方向，关于后述的发送波以及接收波的波形也是同样的。

发送波交替出现极性不同的波峰，这些波峰中的波高值最大的波峰出现在初始阶段，具有逐渐减少的波形。发送波所包含的波峰的数量、间隔、波高值因超声波探头的品种而不同。

图3是表示向检查对象物入射发送波，其作为接收波进行反射的情形的图。检查对象物是层L1与层L2接合而成的IC芯片。层L1由声阻抗为Z1的材质形成，层L2由声阻抗为Z2的材质形成。声阻抗作为材质的密度ⅹ声速而被求出。

一般，超声波的反射率R为R＝(Z2-Z1)/(Z2+Z1)。

在此，当存在剥离时，Z1＞Z2，与Z1相比，如果将Z2大致视为0，则Z2-Z1＜Z1的关系式成立。

作为层L1与层L2的接合面的边界部，其一部分剥离而形成剥离部。剥离部能够视为由空气组成的层，空气的声阻抗与固体的材质相比几乎为0，因此剥离部的声阻抗大致为0。另外，有时将不发生剥离而层L1与层L2正常接合的边界部称为“正常边界部”。

图4A是表示在正常边界部(无剥离)的图2所示的发送波入射到检查对象物并进行反射后的接收波形的图。图4B是表示在剥离部(有剥离)的图2所示的发送波入射到检查对象物并进行反射后的接收波形的图。超声波在从声阻抗大的物质入射到声阻抗小的物质并进行反射的情况下，具有反射波的相位反转的性质。因此，如图4A所示，在发送波从层L1向层L2入射的情况下，如果层L1与层L2的边界部未剥离，则在该边界部反射的接收波的相位没有反转。但是，如图4B所示，当发送波入射到剥离部时，剥离部的声阻抗大致为0，因此在该剥离部反射的接收波的相位反转。图4B所示的接收波也在剥离部相对于发送波(参照图2)相位反转。

以下，对使用超声波探头2接收到的接收波来判定检查对象物是否存在剥离的方法进行说明。

在本实施方式中，使用相对于发送波没有相位的反转，且波形和发送波为相似形状的参照波形。运算处理部5计算所关注的反射波的接收波形与参照波形的相关系数，并基于相关系数的正负进行剥离判定。如果相关系数为负，则认为有相位的反转，即是剥离部。另外，在本实施方式中，将相关系数作为指标，对接收波形与参照波形的相关性进行定量化，但只要是表示2波形间的相关性的指标，则也可以采用相关系数以外的指标(相关值)。以下，对详细的剥离的判定方法进行叙述。

首先，超声波检查装置100使用标准试验片从标准试验片表面的反射波取得了参照波形。以下表示使用了将表面平滑化后的石英玻璃用于标准试验片的例子，但只要是相对于发送波没有相位的反转，且能够取得波形和发送波为相似形状的参照波形的标准试验片，则对可应用的标准试验片的种类没有限制。

图5是表示取得石英玻璃表面的反射波的接收波形的方法的图。石英玻璃14被浸渍在水13中。石英玻璃14的声抗阻比水13的声阻抗大，因此石英玻璃表面的反射波相对于发送波没有相位的反转，且波形和发送波为相似形状。超声波检查装置100在使超声波探头2的焦点位置与石英玻璃14表面对齐的状态下，从超声波探头2向石英玻璃14入射发送波，并通过超声波探头2接收在石英玻璃14的表面反射后的反射波。

图6是表示从石英玻璃表面的反射波的接收波形中提取参照波形的方法的图。图6中，通过石英玻璃表面反射的反射波的接收波形17进行A示波器显示。用户从A示波器显示的接收波形17指定开始点15和结束点16，将从开始点15到结束点16之间的接收波形17的数据作为参照波形。按照超声波探头的每个品种取得参照波形，将各个参照波形保存在硬盘6中。运算处理部5对所保存的每个参照波形赋予识别符，并且进行参照波形的识别符和超声波探头的品种识别符的对应。

另外，运算处理部5使监视器8显示使用户选择参照波形的识别符的GUI，使与用户选择出的参照波形的识别符对应的参照波形在示波器7或监视器8上进行A示波器显示，由此适时使用户目视确认参照波形。

图7是使用户选择与超声波检查装置100连接的超声波探头的品种的GUI(Graphical User Interface)。GUI18显示预先登记在超声波检查装置100中的超声波探头的品种的列表。另外，用户从列表中选择与超声波检查装置100连接的超声波探头的品种。通过该选择，运算处理部5能够将与选择出的超声波探头的品种识别符对应的参照波形数据保存到运算处理部5的存储器区域并加载(读入)。由此，超声波检查装置100的使用便利性提高。

超声波探头的品种识别符的选择也可以使用RFID(Radio FrequencyIdentifier)自动地执行。具体而言，将加入了超声波探头的标识符信息的RF标签(RadioFrequency)附加在每个超声波探头上，运算处理部5读取所连接的超声波探头的RF标签。由此，超声波检查装置100自动读取超声波探头的品种识别符。加载与所读取的超声波探头的品种识别符对应的参照波形。由此，提高超声波检查装置100的使用便利性。

另外，在硬盘6中保存有在GUI18上进行列表显示的超声波探头的品种库信息，通过更新该超声波探头的品种库信息，更新在GUI18中进行列表显示的超声波探头的品种。能够登记与更新后的超声波探头的品种标识符对应的参照波形。能够通过将CD、DVD等记录介质中保存的新的超声波探头的品种库信息复制到硬盘6中来执行超声波探头的品种库信息的更新。

图8是表示使用加载的参照波形来判定有无剥离的方法的图。在图8中表示向剥离部入射发送波而得到的接收波形19。接收波形19中，在时间轴方向的前半段包含通过层L1(参照图3)的表面反射的接收波形(表面回波)，在后半段包含通过层L1与层L2的界面反射的接收波形(界面回波)。首先，从接收波形19提取层L1和层L2的界面回波，因此运算处理部5将在表面回波门20(S门)的范围内接收波形19的波高值超过阈值的时间设定为表面回波开始点21(触发点)。运算处理部5将从表面回波开始点21延迟了一定时间的时间范围设定为评价门22。在该评价门22的范围内，使接收波形19的正波高值的最大值或者负波高值的绝对值的最大值反映到C示波器。

接着，运算处理部5进行参照波形23的时间轴方向位置对齐。对位置对齐使用接收波形19的正和负的最大波高值波峰。图8表示将负的最大波高值波峰作为基准进行位置对齐的结果。运算处理部5在评价门22的范围内从接收波形19检测负的最大波高值波峰24。使参照波形23在时间轴方向上位置对齐，使得参照波形23的最大波高值波峰和接收波形19的负的最大波高值波峰24一致。

运算处理部5在接收波形19与参照波形23重叠的时间范围内，提取接收波形19的波高值数据，通过提取出的波高值数据和参照波形23来计算相关系数。此时得到负值的相关系数。接着，运算处理部5以正的最大波高值波峰为基准，同样地计算正值的相关系数，将负值的相关系数与正值的相关系数进行比较，采用绝对值较大一方的相关系数。在负值的相关系数较大的情况下，评价门22的范围内的界面回波被判定为剥离候补。判定为剥离候补的测定点通过下述的阈值处理被最终判定为是否为剥离。

另外，在所述中表示了在阈值处理中进行最终的剥离判定的例子，但可以追加到阈值处理中，使用剥离区域的特征量进行最终的剥离判定。具体而言，在所有测定点的剥离判定结束的时间点，运算处理部5进行提取连续的剥离区域的像素的标记处理，将面积、圆度这样的与形状有关的特征量收敛在一定范围内的剥离区域作为最终的剥离区域，显示在监视器8上。

图9是使判定为剥离的测定点在C示波器上进行彩色显示的GUI。剥离判定有效化按钮28从用户接受是否执行剥离判定的输入。此外，在选择了未登记参照波形的超声波探头的品种的情况下，使剥离判定有效化按钮28变灰，使剥离判定处理无效化。由此，能够容易地掌握是否能够进行剥离判定。

C示波器图像25在进行C示波器显示的检查对象物的图像上彩色显示异常区域29(剥离部)。通过彩色显示，用户能够容易地判定有无剥离。

在图9中，表示在层L1与层L2的界面(参照图3)设定评价门并影像化的例子。相关系数阈值调整条26、亮度值阈值调整条27从用户接受相关系数阈值和亮度值阈值的输入。运算处理部5进行相关系数阈值与各测定点的相关系数的比较、以及亮度值阈值与各测定点的亮度值的比较，将相关系数的绝对值比相关系数阈值大且亮度值比亮度值阈值大的测定点作为异常区域29进行彩色显示。另外，测定参数显示区域30显示所连接的超声波探头的品种识别符、参照波形的识别符、超声波探头的扫描条件等测定参数。由此，提高超声波检查装置100的使用便利性。

另外，在图9中对在C示波器上彩色显示被判定为剥离的测定点的例子进行了说明，但也可以以用户能够掌握的方式使监视器8显示被判定为剥离候补的测定点(参照前述图8的说明)即相关系数为负的测定点。具体而言，关于相关系数为0～-1的测定点，以256灰度进行灰度显示。用户使用这种的相关系数的分布，由此针对相关系数的阈值的调整变得容易。

在将C示波器图像25作为电子文件输出的情况下，可以作为EXIF(ExchangeableImage File Format)输出，将连接的超声波探头的品种识别符、参照波形的识别符等测定参数显示区域30的信息嵌入到电子文件中。另外，也可以作为C示波器图像25、所述相关系数的分布的2维图像和多TIFF图像输出。作为多TIF图像，通过保留亮度值和相关系数的信息，用户能够进行相关系数的再分析。由此，提高超声波检查装置100的使用便利性。

运算处理部5检测所连接的超声波探头被拆卸的情况。当检测到超声波探头被拆卸时，运算处理部5执行保存有参照波形的运算处理部5的存储器区域的释放，卸载参照波形(废弃所读入的数据)。当参照波形被卸载时，与其他超声波探头的品种识别符对应的参照波形的加载成为可能。

图10是确认参照波形23的位置对齐结果的GUI。当用户在该GUI中选择图9所示的C示波器图像25的任意的测定点时，对参照波形23的位置对齐结果进行A示波器显示。接收波形19和参照波形23被重叠描绘在A示波器图像中。在所选择的测定点中，在采用负值的相关系数的情况下，显示以负的最大波高值波峰为基准进行位置对齐的结果。另外，在采用正值的相关系数的情况下，显示以正的波高值波峰为基准进行位置对齐的结果。用户通过确认参照波形23的位置对齐结果，能够知道例如在某个测定点没有被彩色显示的情况下，是由于没有相位反转的理由而没有进行颜色显示，还是由于相关系数阈值高的理由而没有进行彩色显示。在由于相关系数阈值高的理由而没有进行彩色显示的情况下，用户能够掌握将相关系数阈值设定得较低即可，所以成为相关系数阈值设定的辅助。

图11是表示进行有无剥离判定的程序的处理步骤的处理流程图。运算处理部5执行硬盘6中保存的处理程序，判定有无剥离。首先，在步骤S1中，将用于剥离判定的处理参数输入到程序。在此，参数是指S门、评价门的设定条件、亮度值、针对相关系数的阈值、用于从接收波形检测波峰的阈值等。

另外，在步骤S2、步骤S3中，分别将参照波形和接收波形输入到处理程序。在步骤S4中，运算处理部5从接收波形中检测表面回波的开始点作为触发点。在步骤S5中，运算处理部5将从在步骤S4中检测出的触发点延迟了一定时间的时间范围设定为评价门。在步骤S6中，运算处理部5从接收波形19的正波高值的最大值或者负波高值的绝对值的最大值取得反映到C示波器的亮度值。

在步骤S7中，运算处理部5在评价门的范围内在正侧和负侧检测接收波形的最大波高值波峰。在步骤S8中，运算处理部5以正的最大波高值波峰为基准进行参照波形的位置对齐，计算正值的相关系数(参照图12A)。在步骤S9中，运算处理部5以负的最大波高值波峰为基准进行参照波形的位置对齐，计算负值的相关系数(参照图12B)。在步骤S10中，运算处理部5进行正值的相关系数和负的相关系数的比较，采用绝对值大的一方的相关系数。在步骤S11中，运算处理部5进行亮度值以及相关系数的阈值处理，在亮度值比亮度值阈值大且相关系数比相关系数阈值大的情况下(步骤S11，是)，判定为有剥离(步骤S12)，进入步骤S14，运算处理部5在除此以外的情况下(步骤S11，否)，判定为无剥离(步骤S13)，进入步骤S14。

然后，在步骤S14中，运算处理部5判定是否所有测定点的处理结束，在判定为所有测定点的处理没有结束的情况下(步骤S14，否)，返回步骤S3，在所有测定点的处理结束的情况下(步骤S14，是)，进入步骤S15。

在所有测定点中，在从步骤S3至步骤S13的处理完成的时间点，运算处理部5将所有测定点的相关系数分布作为二维图像而输出(步骤S15)。在此，对于相关系数为负的测定点，以能够掌握负的相关强的测定点的方式进行灰度显示。例如，关于相关系数为0～-1的测定点，以256灰度进行灰度显示。用户使用相关系数分布，由此针对相关系数的阈值的调整变得容易。在步骤S16中，将剥离区域(异常区域)作为二维图像来输出(参照图9)。

前文描述了在步骤S14中在所有测定点的剥离判定结束的时间点，执行相关系数的分布的输出(步骤S15)、剥离区域的输出(步骤S16)的例子。但也可以在每次各测定点的剥离判定结束时，使相关系数的分布和剥离区域显示于监视器8，使用户能够实时地确认处理结果。

通过使用以上所述的本实施方式的剥离判定方法，即使针对图7A、图17B所示的波高值的正负对称性高的接收波形也能够得到正确的剥离判定结果。如果对于图17B的有剥离的接收波形通过图11所示的流程图进行处理，则与正值的相关系数相比，负值的相关系数一方的绝对值较大，因此判定为有相位的反转。通过设定适当的相关系数阈值，能够正确地判定为剥离。另外，用于剥离判定的参照波形与超声波探头的每个品种对应，因此即使对应于变更超声波探头的品种引起的接收波形的波峰的数量、间隔、波高值的变化也能够正确地进行剥离判定。另外，即使在使用了具有各种频率特性的超声波探头的情况下也能够稳定地进行剥离检测。

《第二实施方式》

在第二实施方式的检查装置中，使用户示教正常边界部的接收波形，将所示教的正常边界部的反射波的接收波形作为参照波形。另外，第二实施方式所涉及的超声波检查装置100除了参照波形的采取方法以外，与第一实施方式同样，因此省略与第一实施方式的说明重复的部分。

在第一实施方式的剥离判定方法中，在层L1的厚度极端较厚的情况下，有时会产生如下现象。在第二实施方式中，使用附图对关于该现象的进一步的改善对策进行说明。

图13A是关于IC芯片的层L1(参照图3)的厚度薄的检查对象物表示剥离部的反射波的接收波形的图，图13B是关于IC芯片的层L1(参照图3)的厚度厚的检查对象物表示剥离部的反射波的接收波形的图。如图13A所示，当层L1较薄时，接收波形101的相位相对于从石英玻璃表面的接收波形得到的参照波形23(参照第一实施方式)的相位反转。另一方面，如图13B所示，在层L1较厚的情况下，接收波形102的相位看起来没有相对于参照波形23的相位进行反转。

接收波形102的相位看起来没有相对于参照波形23的相位而反转的原因在于，随着超声波在层L1内部传播，超声波的波形发生变化，接收到波形变化的超声波。一般超声波探头产生的发送波具有与超声波探头的品种对应的频带宽度。超声波具有频率越高随着传播的振幅的衰减越大的性质，因此随着超声波在层L1内部传播，高频成分的衰减相对变大。其结果，在层L1较厚的情况下，在层L1内部传播的超声波的波形与发送波的波形会产生显著的差异。在剥离部发生超声波的相位的反转与层L1的厚度无关而不变，但如果对接收波形和发送波形进行比较，则在层L1较厚的情况下，由于所述的波形的变化，接收波形相对于发送波形和参照波形23不是相似形状。以上是接收波形102的相位看起来没有相对于参照波形23的相位反转的原因。

如以上所述，如果使用从石英玻璃表面的接收波形得到的参照波形23，则在将层L1厚的IC芯片作为检查对象物的情况下，偶尔会有无法正确地进行剥离判定的情况。另外，即使是层L1薄的IC芯片，在使用了中心频率高的超声波探头的情况下，高频成分的衰减变得显著，因此产生同样的现象。

因此，在本实施方式中，为了即使产生所述的波形的变化，也能够正确地进行剥离判定，使用户示教正常边界部的反射波的接收波形，并将所示教的正常边界部的接收波形作为参照波形。正常边界部的反射波与接收波形102同样地在层L1内部传播，产生波形的变形，因此正常边界部的反射波的接收波形和接收波形102为相似形状。另外，根据所述的Z2-Z1＜Z1这样的关系式，剥离部的接收波形的相位相对于接收波形102的相位进行反转。因此，运算处理部5将边界部的接收波形作为参照波形，评价与接收波形102的相关的正负，从而能够正确地进行剥离判定。

以下，使用附图说明使用户示教正常边界部的反射波的接收波形并将所示教的正常边界部的接收波形作为参照波形的方法。

图14是使用户指定包含正常边界部的反射波的接收波形的测定点的GUI。在图14中，对于层L1较厚的IC芯片，以包含层L1与层L2的界面回波的方式设定评价门并进行C示波器显示。在此，使用预先知道是合格件且没有剥离的IC芯片，或者使用已知没有剥离的位置的IC芯片。光标103选择使用户示教正常边界部的反射波的接收波形的测定点。

图15是使用户指定正常边界部的反射波的接收波形的GUI。在该GUI中A示波器显示在图14所示的GUI中选择出的测定点的接收波形104。在进行A示波器显示的接收波形为104中，用户指定开始点105和结束点106，并将从开始点105到结束点106之间的接收波形104的数据作为参照波形。参照波形数据针对每个超声波探头的品种而取得，将超声波探头的每个品种的参照波形数据保存在硬盘6中。运算处理部5对保存的每个参照波形数据赋予识别符，并且进行参照波形的识别符和超声波探头的品种识别符的对应。

图16是将图13A、图13B所示的接收波形102和通过图15所示的方法取得的参照波形107重叠描绘后得到的A示波器图像。接收波形102的相位已知相对于参照波形107反转。在从石英玻璃表面的反射波的接收波形得到的参照波形23中，无法检测到接收波形102的相位的反转(参照图13B)。但是，在从正常边界部的接收波形得到的参照波形107中，能够正确地检测接收波形102的相位的反转。

如上所述，根据本实施方式所涉及的超声波检查装置100，即使针对层L1较厚的IC芯片也能够正确地进行剥离判定。

以上说明的本实施方式的超声波检查方法具有以下特征。

本实施方式的超声波检查方法使用超声波探头，由运算处理部对接收波形进行分析，由此对检查对象物的内部状态进行检查，该超声波探头产生超声波并入射到检查对象物，将从检查对象物反射的反射波形作为接收波形来接收。超声波检查方法具备以下步骤：登记步骤(例如参照图5、图6)，将超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部(例如硬盘6)；加载步骤(例如图11的步骤S2)，基于超声波探头的品种识别符将参照波形加载到运算处理部；检测步骤(例如图11的步骤S7)，检测接收波形的波峰；位置对齐步骤(例如图11的步骤S8、S9)，基于接收波形的波峰使加载的参照波形在时间轴方向上进行位置对齐；计算步骤(例如图11的步骤S8、S9)，计算接收波形与参照波形的相关值；判定步骤(例如图11的步骤S10、S11)，根据相关值的正负来判定检查对象物的内部状态是否为异常状态；以及显示步骤(例如图11的步骤S16)，将在判定步骤中判定为异常状态的异常区域通过C示波器显示而显示在显示装置上。根据本实施方式的超声波检查方法，即使在使用了具有各种频率特性的超声波探头的情况下也能够进行剥离检测。

在所述登记步骤中，将所登记的超声波探头的品种列表显示在显示装置上(参照图7)，具有使用户从进行了列表显示的超声波探头的品种中选择超声波探头的品种的选择步骤，在所述加载步骤中，基于用户所选择的超声波探头的品种来加载参照波形(参照图7的说明)。

超声波探头具备嵌入了超声波探头的品种信息的RF(Radio Frequency)标签，具有从RF标签读取超声波探头的品种的读取步骤，在加载步骤中，能够基于在读取步骤中读取的超声波探头的品种来加载参照波形(参照图7的说明)。

具备：针对相关值的第一阈值调整步骤(参照图9)，使用户指定针对相关值的阈值；以及针对亮度的第二阈值调整步骤(参照图9)，使用户指定针对C示波器图像信息的亮度值的阈值，在所述判定步骤中，基于由用户指定的针对相关值的阈值和针对亮度值的阈值来判定检查对象物的内部状态是否为异常状态。

超声波检查方法在所述显示步骤中具备使显示装置显示超声波探头的品种识别符的步骤以及使显示装置显示在所述加载步骤中被加载的参照波形的识别符的步骤(参照图9的说明)。

超声波检查方法在所述显示步骤中具备使参照波形和接收波形重叠地描绘在显示装置上的描绘步骤(参照图16)。

超声波检查方法在所述登记步骤中具备使标准试验片的表面的反射波形以A示波器显示而显示在显示装置的步骤以及从进行A示波器显示的标准试验片的表面的反射波形接受参照波形的范围的指定的步骤(参照图5、图6)。

超声波检查方法具有接受来自用户的是否执行所述判定步骤的指定的接受步骤，在所述加载步骤中，在没有加载参照波形时，不能够接受在接受步骤中来自用户的指定(参照图9)。

超声波检查方法具备以EXIF(Exchangeable Image File Format)输出在所述显示步骤显示的C示波器图像信息的输出步骤以及在被输出的图像电子文件中嵌入超声波探头的品种识别符和被加载的参照波形的识别符的步骤(参照图9的说明)。

在所述登记步骤中，具备以C示波器显示使用户指定检查对象物的正常部的步骤、将正常部的接收波形以A示波器显示而显示在显示装置上的步骤以及从进行A示波器显示的接收波形接受参照波形的范围的指定的步骤，所述登记步骤能够将所指定的范围登记为参照波形(参照图14、图15)。

此外，本发明并不限定于所述的实施方式，包括各种变形例。例如，所述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明的实施方式，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，也能够在某实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分能够进行其他结构的追加、删除、置换。

另外，所述的各结构、功能、处理部、处理单元等也可以通过将它们的一部分或全部例如用集成电路进行设计等而由硬件来实现。另外，所述的各结构、功能等也可以通过处理器解释并执行实现各个功能的程序而由软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等信息能够放置在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等记录装置或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

另外，控制线、信息线表示出在说明上需要的线，产品上不一定表示出所有的控制线、信息线。实际上也可以认为几乎所有的结构相互连接。

附图标记说明

1 超声波探伤器；

2 超声波探头；

3 扫描机构部；

4 机构部控制器；

5 运算处理部；

6 硬盘(存储部)；

7 示波器(A示波器显示)(显示装置)；

8 监视器(C示波器显示)(显示装置)；

9 脉冲信号；

10 反射波；

11 RF信号；

12 输入装置；

13 水；

14 石英玻璃；

15 开始点(石英玻璃表面的反射波的接收波形)；

16 结束点(石英玻璃表面的反射波的接收波形)；

17 接收波形(石英玻璃表面的反射波)；

18 GUI；

19 接收波形(IC芯片)；

20 表面回波门(S门)；

21 表面回波开始点(触发点)；

22 评价门；

23 参照波形(从石英玻璃表面的接收波形取得)；

24 负的最大波高值波峰；

25 C示波器图像；

26 相关系数阈值调整条(第一阈值调整条)；

27 亮度值阈值调整条(第二阈值调整条)；

28 剥离判定有效化按钮；

29 异常区域；

50 检查对象物(被检测体)；

100 超声波检查装置；

101 接收波形(在薄的层L1中传播)；

102 接收波形(在厚的层L1中传播)；

103 光标；

104 接收波形(正常边界部的反射波)；

105 开始点(正常边界部的反射波的接收波形)；

106 结束点(正常边界部的反射波的接收波形)；

L1、L2 层。

Claims

1.一种超声波检查方法，使用产生超声波并入射到检查对象物，并将从所述检查对象物反射的反射波形作为接收波形来接收的超声波探头，由运算处理部对所述接收波形进行分析，由此对所述检查对象物的内部状态进行检查，其特征在于，

该超声波检查方法具备以下步骤：

登记步骤，将超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部；

加载步骤，基于所述超声波探头的品种识别符，将参照波形加载到所述运算处理部；

检测步骤，检测所述接收波形的波峰；

位置对齐步骤，基于所述接收波形的波峰，使加载的所述参照波形在时间轴方向上进行位置对齐；

计算步骤，计算所述接收波形与所述参照波形的相关值；

判定步骤，根据所述相关值的正负来判定所述检查对象物的内部状态是否为异常状态；以及

显示步骤，将在所述判定步骤中判定为异常状态的异常区域以C示波器显示而显示在显示装置上。

2.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

在所述显示装置上对在所述登记步骤中登记的超声波探头的品种进行列表显示，

具有使用户从进行了所述列表显示的超声波探头的品种中选择超声波探头的品种的选择步骤，

在所述加载步骤中，基于用户所选择的超声波探头的品种来加载所述参照波形。

3.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

所述超声波探头具备嵌入了所述超声波探头的品种信息的RF标签，

具有从所述RF标签读取所述超声波探头的品种的读取步骤，

在所述加载步骤中，根据在所述读取步骤中读取的超声波探头的品种来加载参照波形。

4.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

该超声波检查方法具备以下步骤：

针对相关值的第一阈值调整步骤，使用户指定针对相关值的阈值；以及

针对亮度值的第二阈值调整步骤，使用户指定针对C示波器图像信息的亮度值的阈值，

在所述判定步骤中，基于由用户指定的针对相关值的阈值和针对亮度值的阈值来判定所述检查对象物的内部状态是否为异常状态。

5.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

在所述显示步骤中具有：

使所述显示装置显示所述超声波探头的品种识别符的步骤；以及

使所述显示装置显示在所述加载步骤中被加载的参照波形的标识符的步骤。

6.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

在所述显示步骤中具有：描绘步骤，使所述参照波形和所述接收波形重叠地描绘在所述显示装置上。

7.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

在所述登记步骤中具有：

使标准试验片的表面的反射波形以A示波器显示而显示在所述显示装置的步骤；以及

从进行所述A示波器显示的所述标准试验片的表面的反射波形中接受所述参照波形的范围的指定的步骤。

8.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

该超声波检查方法具有接受来自用户的是否执行所述判定步骤的指定的接受步骤，在所述加载步骤中没有加载所述参照波形时，不能够接受所述接受步骤中来自所述用户的指定。

9.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

该超声波检查方法具有：

以EXIF输出在所述显示步骤中显示的C示波器图像信息的输出步骤；以及

在被输出的图像电子文件中嵌入所述超声波探头的品种识别符和被加载的所述参照波形的识别符的步骤。

10.根据权利要求1所述的超声波检查方法，其特征在于，

在所述登记步骤中具有：

以C示波器显示使用户指定检查对象物的正常部的步骤；

将所述正常部的接收波形以A示波器显示而显示在所述显示装置上的步骤；以及

从进行所述A示波器显示的接收波形中接受所述参照波形的范围的指定的步骤，

所述登记步骤将指定的所述范围登记为所述参照波形。

11.一种超声波检查装置，具备：超声波探头，其产生超声波并入射到检查对象物，并将从所述检查对象物反射的反射波形作为接收波形来接收；运算处理部以及显示装置，所述运算处理部通过分析所述接收波形来检查所述检查对象物的内部状态，其特征在于，

所述运算处理部，

将所述超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记在存储部，

基于与所述超声波检查装置连接的所述超声波探头的品种识别符，将参照波形加载到所述运算处理部，

检测所述接收波形的波峰，

基于所述接收波形的波峰，使加载的所述参照波形在时间轴方向上进行位置对齐，

计算所述接收波形与所述参照波形的相关值，

基于所述相关值的正负来判定所述检查对象物的内部状态是否为异常状态；以及

将被判定为所述异常状态的异常状态的区域以C示波器显示而显示在所述显示装置上。

12.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

在将所述超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部时，在所述显示装置中对所述存储部中登记的超声波探头的品种进行列表显示，

使用户从所述列表显示的超声波探头的品种中选择超声波探头的品种，

在基于与所述超声波检查装置连接的所述超声波探头的品种识别符将参照波形加载到所述运算处理部时，基于用户所选择的超声波探头的品种来加载所述参照波形。

13.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

从所述RF标签读取所述超声波探头的品种，

在基于与所述超声波检查装置连接的所述超声波探头的品种识别符将参照波形加载到所述运算处理部时，基于所读取的超声波探头的品种来加载参照波形。

14.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

将使用户指定针对相关值的阈值的针对相关值的第一阈值调整条和使用户指定针对C示波器图像信息的亮度值的阈值的针对亮度值的第二阈值调整条显示在所述显示装置上，

在基于所述相关值的正负来判定所述检查对象物的内部状态是否为异常状态时，基于由用户指定的针对相关值的阈值和针对亮度值的阈值来判定所述检查对象物的内部状态是否为异常状态。

15.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

在使被判定为所述异常状态的异常状态的区域以C示波器显示而显示于所述显示装置时，将所述超声波探头的品种识别符显示在所述显示装置上，

将被加载的所述参照波形的识别符显示在所述显示装置上。

16.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部在使被判定为所述异常状态的异常状态的区域以C示波器显示而显示于所述显示装置时，使所述参照波形与所述接收波形重叠地描绘在所述显示装置上。

17.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

在将所述超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部时，将标准试验片的表面的反射波形以A示波器显示而显示在所述显示装置上，

从进行所述A示波器显示的所述标准试验片的表面的反射波形中接受所述参照波形的范围的指定。

18.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

接受来自用户的是否基于所述相关值的正负来判定所述检查对象物的内部状态是否为异常状态的指定，

在基于与所述超声波检查装置连接的所述超声波探头的品种识别符将参照波形加载到所述运算处理部时，在没有加载所述参照波形时，不能够接受所述接受中来自所述用户的指定。

19.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

通过EXIF输出使判定为所述异常状态的异常状态的区域以C示波器显示而显示在所述显示装置上的C示波器图像信息，

在被输出的图像电子文件中嵌入所述超声波探头的品种识别符和被加载的所述参照波形的识别符。

20.根据权利要求11所述的超声波检查装置，其特征在于，

所述运算处理部，

在将所述超声波探头的每个品种固有的参照波形与品种识别符相关联地登记到存储部时，以C示波器显示使用户指定检查对象物的正常部，

将所述正常部的接收波形以A示波器显示而显示在所述显示装置，从进行所述A示波器显示的接收波形中接受所述参照波形的范围的指定，将被指定的所述范围登记为所述参照波形。