JP2582109B2 - 超音波映像と他の映像との複合表示方法 - Google Patents

超音波映像と他の映像との複合表示方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被検材を超音波探傷装置およびそれ以外の
装置により非破壊検査し、その結果を表示装置に表示す
る超音波映像と他の映像との複合表示方法に関する。
〔従来の技術〕
種々の分野においては、製品が製造されたとき、欠陥
品を除くとともにその欠陥発生の原因を探求するため、
当該製品に対する非破壊検査が実施される。このような
非破壊検査には種々の装置が用いられるが、例えば超音
波探傷装置とX線装置のように2種の装置が用いられる
場合がある。これを、半導体チツプ(ICチツプ)の検査
を例示して説明する。
第2図はICチツプの成形品の斜視図である。図で、1
はICチツプを含む部品をモールドした合成樹脂のモール
ドブロツク、2はモールドブロツク1から突出した多数
のリードフレームである。
第3図は第2図に示すモールドブロツク1を除去した
ICチツプおよびその部品の平面図である。図で、4はIC
チツプ、5はICチツプ4を接着してこれを保持する台、
6はICチツプ4と各リードフレーム2とを接続するボン
デイングワイヤである。図中、第2図に示すモールドブ
ロツク1が破線で示されている。なお、各図で、3はIC
チツプ4およびその各部品ならびにモールドブロツク1
を含むICブロツクを示す。
上記のようなICブロツク3が完成したとき、このICブ
ロツク3について、全体形状、ボンデイングワイヤ6の
断線の有無、ICチツプ4と台5との間の剥離の有無等が
非破壊検査によりチエツクされる。ところで、全体形状
やボンデイングワイヤ6の断線の有無等はX線装置によ
り検査を行なうことが可能であるが、ICチツプ4と台5
間の剥離をX線装置で検出することは、この剥離の間隙
が極めて微小であるため、ほとんど不可能である。一
方、ICチツプ4と台5間の剥離は超音波探傷装置で確実
にチエツクできるが、全体形状やボンデイングワイヤ6
の断線の有無等のチエツクを超音波探傷装置で行なうの
は種々の理由により不適当である。このように、X線装
置と超音波探傷装置にはそれぞれの長所と短所(検査で
きる内容とできない内容)とがあるため、X線装置で全
体のX線像を得、かつ、超音波探傷装置で第3図に符号
Aで示す領域(一点鎖線)を探傷してICチツプ4と台5
間の剥離の有無が判断できる超音波像を得るというよう
にそれぞれの装置が併用されていた。
ここで、X線像を得るためのX線装置の概略を第4図
により説明する。第4図はX線装置の系統図である。図
で、3はICブロツク、9はICチツプ4を載置する載置台
である。載置台9はX線を透過する材料で作成される。
11はX線用テレビカメラ(ビジコンカメラ)であり、投
影されたX線像を走査し、その濃淡に比例した電気信号
vを出力する。この信号vはX線装置の画像処理部に入
力されて画像処理された後、その結果が表示部に表示さ
れる。結局、上記X線装置はICブロツク3の全体像を投
影し、その全体像を表示部に表示する。
次に、超音波像を得るための超音波探傷装置を第5図
により説明する。第5図は超音波探傷装置の系統図であ
る。図で、X,Zは座標軸を示し、Y軸は紙面に垂直な方
向である。11は水槽、12は水槽11に満たされた水、13は
水槽11の底壁に固定された台、14は台13に支持されたテ
ーブルである。3はテーブル14上に載置固定された前記
ICブロツクを示す。16は超音波探触子、17は超音波探触
子16をZ軸方向に駆動可能に支持する支持体、18は支持
体17を支持する移動体である。移動体18は水槽11上をY
軸方向に移動可能であり、かつ、支持体17を移動体18上
でX軸方向に移動させる手段を備えている。20は支持体
17をX軸方向に駆動するモータ、21は超音波探触子16を
Z軸方向に駆動するモータ、22は移動体18をY軸方向に
駆動するモータである。23,24,25はそれぞれモータ20,2
1,22の回転量に応じた数のパルスを出力するエンコー
ダ、26はモータ20,21,22をエンコーダ23,24,25を介して
駆動制御するモータコントローラである。
27はエンコーダ23,24,25の出力パルスを入力して各軸
方向の所定の位置間隔に応じたパルスに分周する分周器
である。28はパルサーレシーバであり、超音波探触子16
にパルスを出力して超音波を発生せしめるとともに、超
音波探触子16に入力した比検材15からの反射波を受信し
これをデータとして出力する。29はゲート回路ピークホ
ールドであり、パルサーレシーバ28から出力されたデー
タのうち任意のデータのみを通過させるとともにこれら
データのうちのピーク値をホールドする回路である。こ
のゲート回路ピークホールド29によりICブロツク3の表
面からの探傷の深さ範囲を定め、その範囲におけるピー
ク値をとり出すことができる。30はA/D変換器、31は定
められた手順にしたがつて所要の演算,制御を行なうCP
U(中央処理装置)、32は入力されたデータを記憶する
メモリ、33は信号の入出力を行なうためのインタフエー
スである。CPU31、メモリ32およびインタフエース33に
より信号処理装置が構成される。34はパルサーレシーバ
28の受信信号によりICブロツク3の探傷波形を表示する
オシロスコープ、35は探傷結果を表示するモニタテレビ
ジヨン、36は所要のデータや指令等を入力するためのキ
ーボードである。モニタTV35,キーボード36、および前
記信号処理装置により画像処理部が構成される。
ここで、上記超音波探傷装置の動作を第6図に示すサ
ンプル位置分布図を参照しながら説明する。CPU31に対
して、キーボード36から所要の数値、例えばゲート回路
ピークホールド29のゲート範囲や分周器27の分周数、モ
ータ20,22の駆動速度等が設定される。CPU31はモータコ
ントローラ26に指令信号を出力し、エンコーダ23,24,25
を介してモータ20,21,22を駆動し、探触子16を第6図に
示す定められた走査開始点S00(原点)に移行させる。
このとき分周器27から出力される信号によりA/D変換器
が駆動されるとともに、CPU31はパルサレシーバ28を駆
動して超音波の送受信を行なわせる。受信された反射波
は、ゲート回路ピークホールド29に入力され、そのうち
の所定深さ範囲におけるピーク値のみとり出され、この
ピーク値は作動状態にあるA/D変換器によりデイジタル
値に変換され、この変換された値はCPU31の指令により
メモリ32の所定のアドレスに格納される。
以後、モータ20が連続して所定速度で駆動され、探触
子16は第6図に示すように領域Aの外側をX軸方向に移
動してゆく。この移動中、エンコーダ23からは単位移動
毎にパルスが出力され、分周器27はこのパルスの所定数
毎にA/D変換器30にパルスを出力する。エンコーダ23か
ら出力される上記所定数のパルスは探触子16のある移動
距離に相当し、その移動距離が第6図に示すサンプルピ
ツチXPである。したがつて、分周器27は探触子16がサン
プルピツチXP移動する毎にパルスを出力し、このパルス
の出力毎に前記ピーク値が順次メモリ32所定のアドレス
に格納されてゆく。なお、第6図ではサンプルピツチ毎
に黒点が示され、これら各黒点がサンプル位置を示すこ
とになる。
上記X軸方向の走査が継続され、サンプル位置Sn0
おけるデータのサンプリングが終了すると、CPU31はモ
ータ22を駆動して探触子16をY軸方向に移動する。そし
て、エンコーダ25からのパルスが所定数(サンプル位置
Sn1)に達したとき、分周器27はA/D変換器30にパルスを
出力し、かつ、モータ22は停止せしめられる。上記所定
数が第6図に示すY軸方向のサンプルピツチYPに相当す
る。次いで、モータ20が逆方向(−X方向)に駆動さ
れ、今度は領域A内において上記と同様の動作でサンプ
リングが行なわれる。このように、モータ20,22が駆動
され、探触子16によるX軸方向およびY軸方向の走査が
実施され、その走査の間、第6図に示す各サンプル位置
でサンプリングが行なわれる。このようにして採取され
たデータに基づいて、モニタTV35にICブロツク3の超音
波探傷による検査結果を表示する。
検査者は、X線装置の表示部に表示されたX線像をみ
てICブロツク3の全体形状やボンデイングワイヤ6の断
線の有無等をチエツクし、かつ、超音波探傷装置のモニ
タTV35に表示された超音波像をみてICチツプ4と台5間
の剥離の有無をチエツクする。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記のような非破壊検査においては、X線
像はX線装置の表示部に、又、超音波像は超音波探傷装
置のモニタTV35に表示されることになるので、全体構成
が大形になるとともに、検査者は両方の表示を別々にチ
エツクしなければならず面倒であつた。
さらに、X線装置におけるビジコンカメラ11の縦横比
等の仕様が変わることによりX線装置の表示部には同一
の被検体を撮影しても異なつた形状でそのX線像が表示
されることがある。これを第7図(a),(b)により
説明する。
第7図(a),(b)はX線装置の表示部の画面の正
面図である。各図で、40は当該表示部の表示領域、41,4
1′は同一被検材をX線装置で撮影した像であり、第7
図(a)はあるX線装置での撮影像、第7図(b)は他
のX線装置での撮影像を示す。上述の理由により、同一
の被検材を撮影したにもかかわらず、一方のX線装置に
よる像41の縦横比はy/xであり、他方のX線装置による
像41′の縦横比はy′/x′(y′>y)であつて両像4
1,41′は異なるものとなる。この差異は表示位置のずれ
や拡大率の相違とは全く異質のものである。第7図
(a),(b)では理解を容易にするため単純な外形形
状の被検材を例示したが、ICブロツク3についても、使
用されるX線装置により表示部に表示されるX線像の縦
横比が異なることになる。
このように、ICブロツク3のX線像の縦横比が使用す
るX線装置により異なると、超音波探傷装置による超音
波像の原像に対する縦横比とX線像の原像に対する縦横
比とが相違する場合が生じ、検査者が表示された両像を
対比しながら検査しようとしても、正確な検査を実施で
きなくなるおそれが生じる。これは、ICブロックに限ら
ずどのような被検材についても生じ、かつ、X線装置に
限らずその他の装置、例えばCCDカメラ,赤外線カメラ
等を使用した場合にも生じることである。
本発明の目的は、このような課題を解決し、超音波像
と他の像とを1つの表示装置で同時に精度良く表示する
ことができる超音波映像と他の映像との複合表示方法を
提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明は、被検材の所定
範囲を超音波探傷装置以外の装置により撮影して得た第
1の像と、前記被検材の前記所定範囲内における特定領
域を超音波探傷装置により探傷して得た第2の像とを、
1つの表示装置に同時に表示させるとともに、前記超音
波探傷装置のデータサンプルピツチを、前記表示装置に
表示された前記第1の像の縦横比に対応して調節し、前
記第2の像の縦横比を前記第1の像の縦横比に一致させ
るようにしたことを特徴とする。
〔作 用〕
第1の像を表示装置に表示させ、その縦横比を見出
し、当該縦横比に応じて超音波探傷装置の一方向又は他
方向あるいは両方向におけるデータサンプルピツチを調
節する。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
本実施例においては、メモリを含む画像処理部、およ
び表示部を、X線装置と超音波探傷装置で共有するよう
に構成する。このため、本実施例では、X線装置の画像
処理部および表示部を除き、第4図に示すビジコンカメ
ラ11の信号vを、第5図に示す超音波探傷装置のインタ
フエース33に入力し、CPU31で所定の処理を実行し、そ
の結果をモニタTV35に表示する。この場合、信号vは超
音波信号と同じくメモリ32に格納される。そして、X線
像と超音波像は同時にモニタTV35に表示される。
前述のように、両像の縦横比が異なると、両像を対比
して検査することが困難になるが、上記のように両像を
1つのモニタTV35に複合して表示する場合には、両像の
縦横比が異なると単に両像の対比が困難になるだけでは
なく、検査が不可能になる事態が生じるのは明らかであ
る。本実施例では以下に説明する方法により、両像の縦
横比が異なつても支障なく検査を実施できるようにす
る。
第1図(a)〜(b)は超音波探傷装置で探傷すべき
領域の表示面上の像の平面図である。第1図(a)は超
音波で探傷すべきICブロツク上の領域AをX線装置で撮
影してモニタTV35に表示されたX線像AXを示す。今、仮
にこのX線像AXのモニタTV35の画面における縦方向の画
素数が80ドツト、横方向の画素数が100ドツトであつた
とする。なお、このような画素の数は画像処理部におい
て容易に判る。本実施例においては、まず、上記のよう
にX線像AXを表示し、その画素数をチエツクする。
次に、超音波探傷装置により領域Aを走査し、その超
音波像AU1を第1図(b)に示すように、モニタTV35上
に表示する。超音波探傷装置による走査では、X軸方向
およびY軸方向の各サンプルピツチXP,YPは第6図に示
すように等しくする場合が多く、上記超音波像AU1も等
しいサンプルピツチにより得られたものとし、そのサン
プルピツチを、XP=YP=0.01mmとする。そして、超音波
像AU1の縦方向の画素数が60ドツト、横方向の画素数が1
50ドツトであつたとする。
ここで、超音波像AU1の横方向(X方向)のドツト数
をX線像AXの横方向のドツト数に一致させるように超音
波像を作成する。このためには、超音波探傷装置のサン
プルピツチXPを変更する必要があり、このサンプルピツ
チXPは、画素数がサンプルピツチに反比例することから
次式により得られる。
そこで、キーボード36により数値0.015mm(又は1.5
倍)を入力すると、CPU31は分周器27に指令を出力して
分周率を1.5倍(XP=0.015mm)とする。
この状態で再度超音波探傷装置を作動させてモニタTV
35に第1図(c)に示す新しい超音波像AU2を得る。こ
の場合、サンプルピツチYPも同時に1.5倍されているの
で、超音波像AU2横方向の画素数は100ドツトとなるが、
縦方向の画素数は40ドツト(60×0.1/0.015)となる。
次に、超音波像AU2の縦方向(Y方向)の画素数を、
第1図(a)に示すX線像AX縦方向の画素数に一致させ
るように超音波像を作成する。このため、今度は超音波
探傷装置のサンプルピツチYPのみを変更する。このサン
プルピツチYPは次式により得られる。
このようなサンプルピツチYPは、キーボード36で数値
0.0075mm(又は0.5倍)を入力することにより、CPU31が
分周器27のY軸の分周率を変化して得られる。このよう
にして得られたY軸方向のサンプルピツチYP(=0.0075
mm)およびX軸方向のサンプルピツチXP(=0.0015mm)
を用いて超音波走査を行なうと、第1図(d)に示すよ
うに、横方向の画素数100ドツト、縦方向の画素数80ド
ツトの超音波像AU3を作成することができる。そして、
この超音波像AU3は第1図(a)に示すX線像AXと縦横
比が等しい像となる。
このように、本実施例では、超音波探傷装置の画像処
理部(メモリを含む)によりX線装置の信号の画像処理
を行ない、かつ、X線像と超音波像とを1つのモニタTV
に複合表示するようにしたので、装置全体を小形化する
ことができ、又、検査者によるチエツクを容易にするこ
とができる。
さらに、本実施例では、超音波探傷装置のX軸方向サ
ンプルピツチおよびY軸方向サンプルピツチをX線像の
縦横比に対応して変更するようにしたので、簡単な操作
でX線像と超音波像の縦横比を一致させることができ、
ひいては精度良く両者の複合表示を行なうことができ
る。
なお、上記実施例の説明では、X線装置を用いて像を
表示する例を挙げたが、これに限ることはなく、CCDカ
メラ,赤外線カメラ等の装置により得られる像について
も同様に適用可能である。又、被検材はICブロツクに限
らず、どのような被検材であつてもよい。さらに、上記
実施例の説明では、一旦X軸方向、Y軸方向のサンプル
ピツチを同一割合で変更した後Y軸方向のサンプルピツ
チを再び変更する例について説明したが、両者を同時に
変更するようにしてもよいのは当然である。さらに又、
画像処理部にサンプルピツチ演算手段を設け、X線像の
縦横比を入力するだけで自動的に超音波像のサンプルピ
ツチを変更せしめることもできる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明では、超音波探傷装置の像
と他の像とを1つの表示装置に複合表示するようにした
ので、検査の実施が極めて容易になる。又、超音波探傷
装置のサンプルピツチを超音波探傷装置以外の装置によ
り得られる像の縦横比に応じて変更するようにしたの
で、簡単な操作で超音波像と他の像との縦横比を一致さ
せることができ、精度良く複合表示を行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b),(c),(d)は表示される像
の平面図、第2図および第3図はICブロツクの斜視図お
よび内部平面図、第4図はX線装置の系統図、第5図は
超音波探傷装置の系統図、第6図は超音波によるサンプ
ル位置の分布図、第7図(a),(b)はモニタTVの表
示面の平面図である。 AX……X線像、AU1,AU2,AU3……超音波像、3……ICブ
ロツク。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検材の所定範囲を超音波探傷装置以外の
    装置により撮影して得た第1の像と、前記被検材の前記
    所定範囲内における特定領域を超音波探傷装置により探
    傷して得た第2の像とを、1つの表示装置に同時に表示
    させるとともに、前記超音波探傷装置のデータサンプル
    ピツチを、前記表示装置に表示された前記第1の像の縦
    横比に対応して調節し、前記第2の像の縦横比を前記第
    1の像の縦横比に一致させるようにしたことを特徴とす
    る超音波映像と他の映像との複合表示方法
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