JP2946195B2 - 非破壊検査装置 - Google Patents
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は磁場測定に関し、
特に鋼材や導伝性材料の傷や腐食等の欠陥検査やＩＣ等
の電子回路のパターンの欠陥検査を行う非破壊検査装置
とその測定方法に関する。
特に鋼材や導伝性材料の傷や腐食等の欠陥検査やＩＣ等
の電子回路のパターンの欠陥検査を行う非破壊検査装置
とその測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）は、
超伝導磁束トランス等の磁束圧縮技術を用いなくとも、
フラックスゲート磁束計等の高感度磁気センサと比較し
て３桁程度高い感度を有する。また、検出面積は５桁程
度小さいことから、高感度、高空間分解能の磁気センサ
として多方面で応用され始めている。
超伝導磁束トランス等の磁束圧縮技術を用いなくとも、
フラックスゲート磁束計等の高感度磁気センサと比較し
て３桁程度高い感度を有する。また、検出面積は５桁程
度小さいことから、高感度、高空間分解能の磁気センサ
として多方面で応用され始めている。
【０００３】超伝導磁気センサーとしてＳＱＵＩＤを用
いた非破壊検査装置は、被検査物の磁束密度の計測や磁
界を印加した際の磁束密度の計測を行い、その磁束密度
の分布から、鋼材や導伝性材料の傷や腐食等の欠陥を検
査する装置である。図２は従来の非破壊検査装置の一例
を示した構成図である。
いた非破壊検査装置は、被検査物の磁束密度の計測や磁
界を印加した際の磁束密度の計測を行い、その磁束密度
の分布から、鋼材や導伝性材料の傷や腐食等の欠陥を検
査する装置である。図２は従来の非破壊検査装置の一例
を示した構成図である。
【０００４】非破壊検査装置は少なくともＳＱＵＩＤ１
０、センサー駆動回路２０、クライオスタット、解析・
表示装置５０、ステージ４０で構成される。クライオス
タットは内層容器３８と外層容器３９から構成され、内
層容器３８は外層容器３９の上端に接続された構造であ
る。内層容器３８と外層容器３９の間を真空断熱し、内
層容器３８に冷媒を保持している。クライオスタット内
にＳＱＵＩＤを保持するプローブ１００を挿入しするこ
とでＳＱＵＩＤ１０を超伝導状態に保つことができる装
置である。
０、センサー駆動回路２０、クライオスタット、解析・
表示装置５０、ステージ４０で構成される。クライオス
タットは内層容器３８と外層容器３９から構成され、内
層容器３８は外層容器３９の上端に接続された構造であ
る。内層容器３８と外層容器３９の間を真空断熱し、内
層容器３８に冷媒を保持している。クライオスタット内
にＳＱＵＩＤを保持するプローブ１００を挿入しするこ
とでＳＱＵＩＤ１０を超伝導状態に保つことができる装
置である。
【０００５】ステージはステージ上に装着した被検査物
６０とＳＱＵＩＤ１０との位置の決定および走査のため
に用いる。通常、高さ方向ではクライオスタットのＳＱ
ＵＩＤ設置部外面と被検査物との距離が最小となるよう
に調節し、水平方向では被検査物の検査範囲を走査す
る。
６０とＳＱＵＩＤ１０との位置の決定および走査のため
に用いる。通常、高さ方向ではクライオスタットのＳＱ
ＵＩＤ設置部外面と被検査物との距離が最小となるよう
に調節し、水平方向では被検査物の検査範囲を走査す
る。
【０００６】駆動回路により磁気センサとして動作させ
たＳＱＵＩＤを用いて、被検査物の任意の範囲の磁束密
度を計測し、解析・表示装置で分布の表示を行う。鋼材
の被検査物に欠陥が存在すると、欠陥の有無による透磁
率の変化により被検査物自体が保持する磁束密度や外部
から印加された磁束密度が欠陥の周辺で変化するため、
磁束密度の分布を観察することにより欠陥を発見するこ
とができる。
たＳＱＵＩＤを用いて、被検査物の任意の範囲の磁束密
度を計測し、解析・表示装置で分布の表示を行う。鋼材
の被検査物に欠陥が存在すると、欠陥の有無による透磁
率の変化により被検査物自体が保持する磁束密度や外部
から印加された磁束密度が欠陥の周辺で変化するため、
磁束密度の分布を観察することにより欠陥を発見するこ
とができる。
【０００７】非破壊検査装置の重要な性能である空間分
解能は、ＳＱＵＩＤ１０と被検査物６０の距離に大きく
依存する。しかし、ＳＱＵＩＤ１０と被検査物６０の間
には内層容器３８の底部、真空断熱層、外層容器３９の
底部が存在し、また、クライオスタットの内層容器３８
に冷媒を入れると内層容器３８が冷えて収縮するため、
さらに真空断熱層が拡大する。したがって、ＳＱＵＩＤ
１０と被検査物６０の最短距離は５ｍｍ程度が限界であ
る。
解能は、ＳＱＵＩＤ１０と被検査物６０の距離に大きく
依存する。しかし、ＳＱＵＩＤ１０と被検査物６０の間
には内層容器３８の底部、真空断熱層、外層容器３９の
底部が存在し、また、クライオスタットの内層容器３８
に冷媒を入れると内層容器３８が冷えて収縮するため、
さらに真空断熱層が拡大する。したがって、ＳＱＵＩＤ
１０と被検査物６０の最短距離は５ｍｍ程度が限界であ
る。
【０００８】ここで従来の非破壊検査装置を用いて行っ
た空間分解能の検査結果を示す。図７はガラスエポキシ
からなる基板６１の表面に銅からなる配線パターン６２
を形成した被測定物である。ここで配線パターン６２
（各配線間隔は２ｍｍ）に電流２５ｍＡを流し、パター
ンの中心部分をＳＱＵＩＤで走査した結果を、図８に示
す。
た空間分解能の検査結果を示す。図７はガラスエポキシ
からなる基板６１の表面に銅からなる配線パターン６２
を形成した被測定物である。ここで配線パターン６２
（各配線間隔は２ｍｍ）に電流２５ｍＡを流し、パター
ンの中心部分をＳＱＵＩＤで走査した結果を、図８に示
す。
【０００９】図８から、パターンとＳＱＵＩＤとの間隔
６ｍｍでは配線２ｍｍのパターンに対して検出する磁場
が分離できていないことが確認できる。また、従来の非
破壊検査装置では、第１の冷媒として液体窒素を使用
し、中間段階まで冷却を行った後、液体ヘリウムを使用
し超伝導状態を得ていた。
６ｍｍでは配線２ｍｍのパターンに対して検出する磁場
が分離できていないことが確認できる。また、従来の非
破壊検査装置では、第１の冷媒として液体窒素を使用
し、中間段階まで冷却を行った後、液体ヘリウムを使用
し超伝導状態を得ていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の非破壊検
査装置では、超伝導磁気センサーと被検査物との間に真
空断熱層を有するクライオスタットの底面が存在するた
め、距離を短くすることに限界があり、空間分解能を向
上させることが困難であるという問題があった。
査装置では、超伝導磁気センサーと被検査物との間に真
空断熱層を有するクライオスタットの底面が存在するた
め、距離を短くすることに限界があり、空間分解能を向
上させることが困難であるという問題があった。
【００１１】また、従来の非破壊検査装置では、第１の
冷媒として液体窒素を使用し、中間段階まで冷却を行っ
た後、液体ヘリウムを使用し超伝導状態を得ていたので
測定の準備時間が長時間必要であった。。
冷媒として液体窒素を使用し、中間段階まで冷却を行っ
た後、液体ヘリウムを使用し超伝導状態を得ていたので
測定の準備時間が長時間必要であった。。
【００１２】
（第１の手段）本発明は、上記の課題を解決するため
に、クライオスタット中に検査室を備え、検査室中にス
テージおよび被検査物を設置する構造とした。 （第２の手段）第１の手段にさらにクライオスタットの
内層容器の外層容器に対向する面に金属からなる底板を
配置しその底板上に超伝導磁気センサーを配置する。 （第３の手段）また、本発明において、クライオスタッ
ト内の検査室と外層容器間にロードロック室を有する構
造とした。 （第４の手段）被破壊検査装置に被検査物に磁場を印加
する手段を備えた。 （第５の手段）クライオスタットに冷凍機を接続した。 （第６の手段）超伝導磁気センサーをガスで冷却する手
段を設けた。
に、クライオスタット中に検査室を備え、検査室中にス
テージおよび被検査物を設置する構造とした。 （第２の手段）第１の手段にさらにクライオスタットの
内層容器の外層容器に対向する面に金属からなる底板を
配置しその底板上に超伝導磁気センサーを配置する。 （第３の手段）また、本発明において、クライオスタッ
ト内の検査室と外層容器間にロードロック室を有する構
造とした。 （第４の手段）被破壊検査装置に被検査物に磁場を印加
する手段を備えた。 （第５の手段）クライオスタットに冷凍機を接続した。 （第６の手段）超伝導磁気センサーをガスで冷却する手
段を設けた。
【００１３】第１の手段による非破壊検査装置の構造に
よれば、超伝導磁気センサーと被検査物間の距離を短く
することが可能となるため、空間分解能を向上させるこ
とができる。第２の手段により、超伝導磁気センサーを
超伝導状態に冷却することができ、さらに被測定物との
間に断熱層有しない状態で測定することができ、超伝導
磁気センサーに対して被測定物を近接させることができ
る。第３の手段により、ロードロック室内への被検査物
の搬送と真空排気及び大気導入の繰り返しが可能とな
り、１度の冷媒の移送で複数の検査物が検査可能とな
る。
よれば、超伝導磁気センサーと被検査物間の距離を短く
することが可能となるため、空間分解能を向上させるこ
とができる。第２の手段により、超伝導磁気センサーを
超伝導状態に冷却することができ、さらに被測定物との
間に断熱層有しない状態で測定することができ、超伝導
磁気センサーに対して被測定物を近接させることができ
る。第３の手段により、ロードロック室内への被検査物
の搬送と真空排気及び大気導入の繰り返しが可能とな
り、１度の冷媒の移送で複数の検査物が検査可能とな
る。
【００１４】第４の手段により、従来の装置に比べ被検
査物の近傍で磁場を印加することができるため、外部磁
場へのエネルギー供給が少なくて済み、保持力の弱い磁
性材料やアルミ、銅等の非磁性材料の欠陥検査が可能と
なる。第５の手段により、クライオスタットに冷媒を移
送せずにＳＱＵＩＤを冷却することができ、冷媒の補充
が不要となるため、小型のクライオスタットで長時間の
検査が可能となる。
査物の近傍で磁場を印加することができるため、外部磁
場へのエネルギー供給が少なくて済み、保持力の弱い磁
性材料やアルミ、銅等の非磁性材料の欠陥検査が可能と
なる。第５の手段により、クライオスタットに冷媒を移
送せずにＳＱＵＩＤを冷却することができ、冷媒の補充
が不要となるため、小型のクライオスタットで長時間の
検査が可能となる。
【００１５】第６の手段により、従来の液体の冷媒を使
用する装置と比較して超伝導磁気サンサーの冷却速度が
高くなり、超伝導磁気センサーを超伝導状態にするまで
の時間が短縮でき、測定にかかる全体の時間を短縮する
ことができる。
用する装置と比較して超伝導磁気サンサーの冷却速度が
高くなり、超伝導磁気センサーを超伝導状態にするまで
の時間が短縮でき、測定にかかる全体の時間を短縮する
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について図
面を参照して説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１を示す非破壊検査
装置の構造を示した図である。超伝導磁気センサーとし
てＳＱＵＩＤを使用したが、超伝導磁気抵抗素子などの
他の超伝導磁気センサーでも良い。
面を参照して説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１を示す非破壊検査
装置の構造を示した図である。超伝導磁気センサーとし
てＳＱＵＩＤを使用したが、超伝導磁気抵抗素子などの
他の超伝導磁気センサーでも良い。
【００１７】クライオスタットは外層容器３９と内層容
器３８から構成され、外層容器３９と内層容器３８の間
を断熱することで内層容器３８に冷媒を保持する装置で
ある。外層容器３９および内層容器３８は非磁性で強度
のあるＦＲＰ製が望ましいが、アルミやステンレス等の
金属材料でも良い。特に外層容器３９は外部からの磁気
雑音の影響を抑えるために、パーマロイやパーマロイと
銅の多層構造の材料を使用しても良い。
器３８から構成され、外層容器３９と内層容器３８の間
を断熱することで内層容器３８に冷媒を保持する装置で
ある。外層容器３９および内層容器３８は非磁性で強度
のあるＦＲＰ製が望ましいが、アルミやステンレス等の
金属材料でも良い。特に外層容器３９は外部からの磁気
雑音の影響を抑えるために、パーマロイやパーマロイと
銅の多層構造の材料を使用しても良い。
【００１８】クライオスタット内へのＳＱＵＩＤ１０の
設置は、被検査物６０とＳＱＵＩＤ１０間の距離を短く
するためにクライオスタットの内層容器３８から着脱可
能な底板３１に直接実装を行っている。本実施例のＳＱ
ＵＩＤ１０の他に、図２に示すような、プローブ１００
も使用可能である。
設置は、被検査物６０とＳＱＵＩＤ１０間の距離を短く
するためにクライオスタットの内層容器３８から着脱可
能な底板３１に直接実装を行っている。本実施例のＳＱ
ＵＩＤ１０の他に、図２に示すような、プローブ１００
も使用可能である。
【００１９】ここで、底板３１はＦＲＰで作製された厚
さ０．６ｍｍの板材であるが、熱輻射シールドとしてア
ルミ等のシートが数層挿入されたＦＲＰ板材や、銅等の
金属製板材や、サファイア等の熱伝導性に優れた材料で
も良い。底板３１の表面にはＳＱＵＩＤ１０へ配線を行
うための配線パターンやＳＱＵＩＤ駆動回路へつながる
クライオスタット内配線との接続を行うためのコネクタ
ーが設けられている。ＳＱＵＩＤ１０と底板３１の配線
パターンとの接続は超伝導バンプにより行っているが、
通常のボンディング配線にて行う方法でも良い。超伝導
バンプによる方法はＳＱＵＩＤ１０の電極面を底板３１
に向けた状態で実装するため、被検査物とＳＱＵＩＤ１
０との間隔をウェハーの厚み分だけ短くでき、空間分解
能の向上に有効である。
さ０．６ｍｍの板材であるが、熱輻射シールドとしてア
ルミ等のシートが数層挿入されたＦＲＰ板材や、銅等の
金属製板材や、サファイア等の熱伝導性に優れた材料で
も良い。底板３１の表面にはＳＱＵＩＤ１０へ配線を行
うための配線パターンやＳＱＵＩＤ駆動回路へつながる
クライオスタット内配線との接続を行うためのコネクタ
ーが設けられている。ＳＱＵＩＤ１０と底板３１の配線
パターンとの接続は超伝導バンプにより行っているが、
通常のボンディング配線にて行う方法でも良い。超伝導
バンプによる方法はＳＱＵＩＤ１０の電極面を底板３１
に向けた状態で実装するため、被検査物とＳＱＵＩＤ１
０との間隔をウェハーの厚み分だけ短くでき、空間分解
能の向上に有効である。
【００２０】底板３１の内層容器３８への取り付けの向
きは、ＳＱＵＩＤ１０が内層容器の内側に向くように取
り付けられるが、底板３１が銅などの高導電率材料の場
合は熱伝導により冷却されて超伝導状態となるため、Ｓ
ＱＵＩＤ１０を外側に向けて取り付けても良い。その場
合は底板３１の厚み分だけＳＱＵＩＤ１０が被検査物に
近づくため、空間分解能の向上に有効である。
きは、ＳＱＵＩＤ１０が内層容器の内側に向くように取
り付けられるが、底板３１が銅などの高導電率材料の場
合は熱伝導により冷却されて超伝導状態となるため、Ｓ
ＱＵＩＤ１０を外側に向けて取り付けても良い。その場
合は底板３１の厚み分だけＳＱＵＩＤ１０が被検査物に
近づくため、空間分解能の向上に有効である。
【００２１】ＳＱＵＩＤ１０にはＮｂ系のＬｏｗ−Ｔｃ
−ＳＱＵＩＤを用い、クライオスタットの内層容器３８
に冷媒として液体ヘリウムを溜めることでＳＱＵＩＤ１
０を超伝導状態に保つ。ただし、ＳＱＵＩＤ１０にはイ
ットリウム系等のＨｉ−Ｔｃ−ＳＱＵＩＤを用いても良
く、その際は、冷媒として液体窒素を用いることもでき
る。
−ＳＱＵＩＤを用い、クライオスタットの内層容器３８
に冷媒として液体ヘリウムを溜めることでＳＱＵＩＤ１
０を超伝導状態に保つ。ただし、ＳＱＵＩＤ１０にはイ
ットリウム系等のＨｉ−Ｔｃ−ＳＱＵＩＤを用いても良
く、その際は、冷媒として液体窒素を用いることもでき
る。
【００２２】クライオスタットの検査室内にはステージ
４０が設置されており、被検査物６０底板３１との距離
の調節や、被検査物６０を走査させるために用いる。ス
テージ４０はＦＲＰ、ベークライト、デルリン等の非磁
性樹脂およびアルミニウム、真鍮等の非磁性金属で作製
されている。ステージの動力源には磁気ノイズを発生さ
せないために非磁性材で作製した超音波モーターを用い
た。ただし、駆動方法は超音波モーターに限らず、エア
ーシリンダー、エアーステッピングモーター、磁気シー
ルドを施した通常のモーター等を用いることもできる。
４０が設置されており、被検査物６０底板３１との距離
の調節や、被検査物６０を走査させるために用いる。ス
テージ４０はＦＲＰ、ベークライト、デルリン等の非磁
性樹脂およびアルミニウム、真鍮等の非磁性金属で作製
されている。ステージの動力源には磁気ノイズを発生さ
せないために非磁性材で作製した超音波モーターを用い
た。ただし、駆動方法は超音波モーターに限らず、エア
ーシリンダー、エアーステッピングモーター、磁気シー
ルドを施した通常のモーター等を用いることもできる。
【００２３】クライオスタットは真空排気弁ａ３２およ
び扉３３を備え、扉３３から被検査物６０を挿入し、ス
テージ４０に設置後、真空排気弁ａ３２から真空ポンプ
７０で検査室の真空排気を行う。真空度が例えば１×１
０-4Ｔｏｒｒ程度になったら冷媒の移送を行う。移送が
終了し、内層容器の収縮が落ちついたら被検査物６０を
底板３１に可能な限り近づけることで、ＳＱＵＩＤ１０
と被検査物６０の間隔を１ｍｍ以下に近づけることがで
きる。
び扉３３を備え、扉３３から被検査物６０を挿入し、ス
テージ４０に設置後、真空排気弁ａ３２から真空ポンプ
７０で検査室の真空排気を行う。真空度が例えば１×１
０-4Ｔｏｒｒ程度になったら冷媒の移送を行う。移送が
終了し、内層容器の収縮が落ちついたら被検査物６０を
底板３１に可能な限り近づけることで、ＳＱＵＩＤ１０
と被検査物６０の間隔を１ｍｍ以下に近づけることがで
きる。
【００２４】図９に実施例１の装置を用いて行った空間
分解能の検査結果を示す。検査は従来装置で行った方法
と同じく、図７に示す配線パターンに電流２５ｍＡを流
し、パターンの中心部分をＳＱＵＩＤでスキャンして行
った。パターンとＳＱＵＩＤとの間隔は１．１ｍｍであ
る。結果から、各配線毎の磁場が分離できていることが
確認できる。
分解能の検査結果を示す。検査は従来装置で行った方法
と同じく、図７に示す配線パターンに電流２５ｍＡを流
し、パターンの中心部分をＳＱＵＩＤでスキャンして行
った。パターンとＳＱＵＩＤとの間隔は１．１ｍｍであ
る。結果から、各配線毎の磁場が分離できていることが
確認できる。
【００２５】（実施例２）図３は本発明の実施例２を示
す非破壊検査装置のロードロック室を備えたクライオス
タットの構造を表した図である。実施例１に示すクライ
オスタット内の検査室と外層容器３９の間にロードロッ
ク室３４を設置したことを特徴とする。クライオスタッ
ト以外の装置に関しては実施例１となんら変わるところ
はない。ロードロック室３４には真空排気弁ｂ３５、被
検査物用の搬送装置３６、ゲートバルブ３７が備えられ
ている。本実施例の非破壊検査装置による検査手順を以
下に示す。
す非破壊検査装置のロードロック室を備えたクライオス
タットの構造を表した図である。実施例１に示すクライ
オスタット内の検査室と外層容器３９の間にロードロッ
ク室３４を設置したことを特徴とする。クライオスタッ
ト以外の装置に関しては実施例１となんら変わるところ
はない。ロードロック室３４には真空排気弁ｂ３５、被
検査物用の搬送装置３６、ゲートバルブ３７が備えられ
ている。本実施例の非破壊検査装置による検査手順を以
下に示す。
【００２６】クライオスタットの検査室はあらかじめ真
空排気を行い、内層容器３８に冷媒を移送する。被検査
物６０をロードロック室３４の搬送装置３６に乗せ、挿
入口３３を閉じ、ロードロック室内の真空排気を行う。
真空度が例えば１×１０-4Torr程度になったらゲートバ
ルブ３７を開き被検査物を搬送装置３６により検査室に
運びステージ上に設置し、実施例１と同様に被検査物の
欠陥検査を行う。被検査物６０の検査が終了した場合、
本実施例２によれば以下の方法で次の被検査物を検査す
るために入れ替えを行うことができる。まず、検査が終
了した被検査物６０をロードロック室３４に移動し、ゲ
ートバルブを閉じる。ロードロック室３４を大気または
窒素ガスなどの不活性ガスにて大気圧に戻し、扉３３を
開いて新たな被検査物と交換する。以後は最初の被検査
物の検査手順と同様にして検査を行う。実施例２の非破
壊検査装置によれば、１度の冷媒の移送で複数の被検査
物が検査可能となる。
空排気を行い、内層容器３８に冷媒を移送する。被検査
物６０をロードロック室３４の搬送装置３６に乗せ、挿
入口３３を閉じ、ロードロック室内の真空排気を行う。
真空度が例えば１×１０-4Torr程度になったらゲートバ
ルブ３７を開き被検査物を搬送装置３６により検査室に
運びステージ上に設置し、実施例１と同様に被検査物の
欠陥検査を行う。被検査物６０の検査が終了した場合、
本実施例２によれば以下の方法で次の被検査物を検査す
るために入れ替えを行うことができる。まず、検査が終
了した被検査物６０をロードロック室３４に移動し、ゲ
ートバルブを閉じる。ロードロック室３４を大気または
窒素ガスなどの不活性ガスにて大気圧に戻し、扉３３を
開いて新たな被検査物と交換する。以後は最初の被検査
物の検査手順と同様にして検査を行う。実施例２の非破
壊検査装置によれば、１度の冷媒の移送で複数の被検査
物が検査可能となる。
【００２７】（実施例３）図４は本発明の実施例３を示
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。内層容器３８内に磁場印加手段としてＮｂ
Ｔｉ線で作製された励磁コイル９０を備えたことを特長
とする。励磁コイルの線材は他の超伝導線材や銅線等の
常伝導線で作製することもでき、常伝導線の場合は検査
室内やクライオスタット外に設置することもできる。被
検査物６０が磁性体の場合、励磁コイル９０の代わりに
永久磁石を用いても良い。実施例３の装置によれば磁性
材料に加えて、保持力の弱い磁性材料やアルミ、銅等の
非磁性材料の欠陥検査を高空間分解能で行うことができ
る。
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。内層容器３８内に磁場印加手段としてＮｂ
Ｔｉ線で作製された励磁コイル９０を備えたことを特長
とする。励磁コイルの線材は他の超伝導線材や銅線等の
常伝導線で作製することもでき、常伝導線の場合は検査
室内やクライオスタット外に設置することもできる。被
検査物６０が磁性体の場合、励磁コイル９０の代わりに
永久磁石を用いても良い。実施例３の装置によれば磁性
材料に加えて、保持力の弱い磁性材料やアルミ、銅等の
非磁性材料の欠陥検査を高空間分解能で行うことができ
る。
【００２８】（実施例４）図５は本発明の実施例４を示
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。クライオスタットの内層容器３８には冷媒
を移送せず、冷凍機でＳＱＵＩＤ１０を冷却することを
特長としている。本実施例によると小さいクライオスタ
ットで長時間の検査が可能であり、また、常時検査を行
うことができる。
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。クライオスタットの内層容器３８には冷媒
を移送せず、冷凍機でＳＱＵＩＤ１０を冷却することを
特長としている。本実施例によると小さいクライオスタ
ットで長時間の検査が可能であり、また、常時検査を行
うことができる。
【００２９】（実施例５）図６は本発明の実施例５を示
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。ＳＱＵＩＤ１０をガスで冷却する手段とし
てブロー管８１を備えたことを特徴とする。ブロー管８
１よりＳＱＵＩＤの転移温度以下のヘリウムガスを直接
ＳＱＵＩＤ１０に吹きつけることで、ＳＱＵＩＤ１０を
超伝導状態とする。ＳＱＵＩＤ１０にＨｉ−Ｔｃ−ＳＱ
ＵＩＤを用いている場合はＮ2ガス等でもよい。
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。ＳＱＵＩＤ１０をガスで冷却する手段とし
てブロー管８１を備えたことを特徴とする。ブロー管８
１よりＳＱＵＩＤの転移温度以下のヘリウムガスを直接
ＳＱＵＩＤ１０に吹きつけることで、ＳＱＵＩＤ１０を
超伝導状態とする。ＳＱＵＩＤ１０にＨｉ−Ｔｃ−ＳＱ
ＵＩＤを用いている場合はＮ2ガス等でもよい。
【００３０】実施例５による方法は、液体の冷媒を用い
るものと比べＳＱＵＩＤを超伝導状態にするまでの時間
が短い。特に実施例１に示す装置のように、クライオス
タット内にロードロック室を備えていない装置の場合に
有効である。
るものと比べＳＱＵＩＤを超伝導状態にするまでの時間
が短い。特に実施例１に示す装置のように、クライオス
タット内にロードロック室を備えていない装置の場合に
有効である。
【００３１】（実施例６）図１０は本発明の実施例を示
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。ＳＵＱＵＩＤ１０を冷却する手段として電
子冷却手段１３１と、この電子冷却手段の駆動回路１３
０を備えたことを特徴とする。内層容器３８には、冷却
した窒素またはヘリウムガスを充填し、ＳＵＱＵＩＤ１
０を電子冷却手段１３１で直接冷却し、超伝導状態とす
る。ガスの温度は、ＳＵＱＵＩＤの転移温度以下にする
必要はない。電子冷却手段としてペルチェ素子などを使
用する。電子冷却手段としてペルチェ素子などを使用す
ることができる。
す非破壊検査装置のクライオスタット周辺の構造を表し
た図である。ＳＵＱＵＩＤ１０を冷却する手段として電
子冷却手段１３１と、この電子冷却手段の駆動回路１３
０を備えたことを特徴とする。内層容器３８には、冷却
した窒素またはヘリウムガスを充填し、ＳＵＱＵＩＤ１
０を電子冷却手段１３１で直接冷却し、超伝導状態とす
る。ガスの温度は、ＳＵＱＵＩＤの転移温度以下にする
必要はない。電子冷却手段としてペルチェ素子などを使
用する。電子冷却手段としてペルチェ素子などを使用す
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ＳＱＵＩＤと被検査物
間の距離を短くすることが可能となるため、空間分解能
が向上し、微小な欠陥を検出することが可能となる。
間の距離を短くすることが可能となるため、空間分解能
が向上し、微小な欠陥を検出することが可能となる。
【図１】本発明の実施例１を示す非破壊検査装置を表し
た図である。
た図である。
【図２】従来のＳＱＵＩＤを用いた非破壊検査装置を表
した図である。
した図である。
【図３】本発明の実施例２を示す非破壊検査装置のロー
ドロック室を備えたクライオスタットの構造を表した図
である。
ドロック室を備えたクライオスタットの構造を表した図
である。
【図４】本発明の実施例３を示す磁場印加コイルを備え
た非破壊検査装置のクライオスタット周辺を表した図で
ある。
た非破壊検査装置のクライオスタット周辺を表した図で
ある。
【図５】本発明の実施例４を示す冷凍機を備えた非破壊
検査装置のクライオスタット周辺を表した図である。
検査装置のクライオスタット周辺を表した図である。
【図６】本発明の実施例５を示す非破壊検査装置のクラ
イオスタット周辺を表した図である。
イオスタット周辺を表した図である。
【図７】空間分解能の比較に用いた配線パターンの形
状。
状。
【図８】従来の非破壊検査装置で測定した測定例。
【図９】本発明の実施例１の非破壊検査装置で測定した
測定例。
測定例。
【図１０】本発明の実施例６を示す非破壊検査装置のク
ライオスタット周辺を表した図である。
ライオスタット周辺を表した図である。
１０ ＳＱＵＩＤ ２０ センサー駆動回路 ３１ 底板 ３２ 真空排気弁ａ ３３ 扉 ３４ ロードロック室 ３５ 真空排気弁ｂ ３６ 搬送装置 ３７ ゲートバルブ ３８ 内層容器 ３９ 外層容器 ４０ ステージ ４１ ステージコントローラ ５０ 解析・表示装置 ６０ 被検査物 ７０ 真空ポンプ ８０ 冷媒タンク ８１ ブロー管 ９０ 励磁コイル ９１ 励磁コイル用電源 １００ プローブ １２０ 冷凍機 １２１ コールドヘッド １３０ 駆動回路 １３１ 電子冷却手段
Claims (6)
- 【請求項１】 磁気信号を電気信号に変換する超伝導磁
気センサーと、前記超伝導磁気センサーを駆動する電子
回路と、冷媒を保持するクライオスタットと、被検査物
を走査するステージと、前記ステージを前記クライオス
タット内に有する非破壊検査装置において、 前記クライオスタットが冷媒を保持する内層容器と前記
内層容器を外気と断熱する外層容器からなり、前記内層
容器の前記外層容器に対向する面に底板と前記底板上に
前記超伝導磁気センサーを有することを特徴とする非破
壊検査装置。 - 【請求項２】 前記底板が金属であることを特徴とする
請求項１記載の非破壊検査装置。 - 【請求項３】 前記底板がＦＲＰであることを特徴とす
る請求項１記載の非破壊検査装置。 - 【請求項４】 前記底板がサファイアであることを特徴
とする請求項１記載の非破壊検査装置。 - 【請求項５】 前記外層容器が磁気遮蔽材からなること
を特徴とする請求項１記載の非破壊検査装置。 - 【請求項６】 前記外層容器がパーマロイと銅から選ば
れる少なくとも１種の金属を有することを特徴とする請
求項１記載の非破壊検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8166346A JP2946195B2 (ja) | 1995-08-18 | 1996-06-26 | 非破壊検査装置 |
| DE19632234A DE19632234A1 (de) | 1995-08-18 | 1996-08-09 | Gerät zur störungsfreien Werkstoffprüfung |
| CA002183174A CA2183174A1 (en) | 1995-08-18 | 1996-08-12 | Nondestructive inspection equipment |
| US08/699,894 US5834938A (en) | 1995-08-18 | 1996-08-16 | Nondestructive inspection apparatus with superconducting magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21078395 | 1995-08-18 | ||
| JP7-210783 | 1995-08-18 | ||
| JP8166346A JP2946195B2 (ja) | 1995-08-18 | 1996-06-26 | 非破壊検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119918A JPH09119918A (ja) | 1997-05-06 |
| JP2946195B2 true JP2946195B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=26490748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8166346A Expired - Lifetime JP2946195B2 (ja) | 1995-08-18 | 1996-06-26 | 非破壊検査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5834938A (ja) |
| JP (1) | JP2946195B2 (ja) |
| CA (1) | CA2183174A1 (ja) |
| DE (1) | DE19632234A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19654868A1 (de) * | 1996-12-24 | 1998-06-25 | Forschungsgesellschaft Fuer In | Prüfverfahren zur Erkennung von Korrosion |
| DE19748556A1 (de) * | 1997-11-04 | 1999-05-20 | Siemens Ag | Magnetfluß-Meßsystem zur Wirbelstromprüfung und Verfahren zur Wirbelstromprüfung |
| JP2002526781A (ja) * | 1998-10-05 | 2002-08-20 | ユニヴァーシティ オブ メリーランド | 空間周波数フィルタリング及びマスキングを使用する映像化方法及び装置 |
| WO2000057200A1 (en) * | 1999-03-24 | 2000-09-28 | Case Western Reserve University | Apparatus and method for determining magnetic susceptibility |
| JP3054141B1 (ja) * | 1999-03-31 | 2000-06-19 | エム・シー・エレクトロニクス株式会社 | Ｉｃデバイスの温度制御装置及び検査装置 |
| US6657431B2 (en) * | 2000-06-06 | 2003-12-02 | Brown University Research Foundation | Scanning magnetic microscope having improved magnetic sensor |
| JP2003254654A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-10 | Seiko Instruments Inc | 冷却装置 |
| US7173416B2 (en) * | 2002-03-04 | 2007-02-06 | Sicpa Holding S.A. | Measurement probe and authentication device comprising the same |
| US7145330B2 (en) | 2002-08-16 | 2006-12-05 | Brown University Research Foundation | Scanning magnetic microscope having improved magnetic sensor |
| JP2005227148A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Sii Nanotechnology Inc | センサのダイナミックレンジ拡大方法及びそれを用いた走査型計測装置 |
| JP4903539B2 (ja) * | 2005-12-01 | 2012-03-28 | パナソニック株式会社 | 誘起磁場検出装置 |
| GB0904500D0 (en) | 2009-03-16 | 2009-04-29 | Oxford Instr Superconductivity | Cryofree cooling apparatus and method |
| KR101403318B1 (ko) * | 2012-10-29 | 2014-06-05 | 한국표준과학연구원 | 초전도 양자 간섭 소자의 간접 냉각 장치 및 그 방법 |
| DE102016207846B3 (de) | 2016-05-06 | 2017-07-13 | Bruker Biospin Gmbh | Magnet- und Kryostatanordnung sowie Verfahren zum passiven Shimmen |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4079730A (en) * | 1974-10-02 | 1978-03-21 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Apparatus for measuring externally of the human body magnetic susceptibility changes |
| US4827217A (en) * | 1987-04-10 | 1989-05-02 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Low noise cryogenic apparatus for making magnetic measurements |
| EP0308888B1 (en) * | 1987-09-21 | 1995-06-21 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting embrittlement of a measuring object |
| US5491411B1 (en) * | 1993-05-14 | 1998-09-22 | Univ Maryland | Method and apparatus for imaging microscopic spatial variations in small currents and magnetic fields |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP8166346A patent/JP2946195B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-09 DE DE19632234A patent/DE19632234A1/de not_active Withdrawn
- 1996-08-12 CA CA002183174A patent/CA2183174A1/en not_active Abandoned
- 1996-08-16 US US08/699,894 patent/US5834938A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2183174A1 (en) | 1997-02-19 |
| JPH09119918A (ja) | 1997-05-06 |
| DE19632234A1 (de) | 1997-02-20 |
| US5834938A (en) | 1998-11-10 |
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