JP4700015B2 - Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus - Google Patents

Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4700015B2
JP4700015B2 JP2007012432A JP2007012432A JP4700015B2 JP 4700015 B2 JP4700015 B2 JP 4700015B2 JP 2007012432 A JP2007012432 A JP 2007012432A JP 2007012432 A JP2007012432 A JP 2007012432A JP 4700015 B2 JP4700015 B2 JP 4700015B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
inspection object
image information
inspection
ultrasonic sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007012432A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008180523A (en
Inventor
淳史 馬場
哲也 松井
正浩 小池
美津男 拵
薫 北見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Engineering and Services Co Ltd filed Critical Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Priority to JP2007012432A priority Critical patent/JP4700015B2/en
Publication of JP2008180523A publication Critical patent/JP2008180523A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4700015B2 publication Critical patent/JP4700015B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、超音波検査方法及び超音波検査装置に係り、特に、多層型半導体及び多層型ICなどの多層構造物である検査対象物の超音波検査に適用するのに好適な超音波検査方法及び超音波検査装置に関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic inspection method and an ultrasonic inspection apparatus, and more particularly to an ultrasonic inspection method suitable for application to an ultrasonic inspection of an inspection object that is a multilayer structure such as a multilayer semiconductor and a multilayer IC. And an ultrasonic inspection apparatus.

内部のはく離及びボイドなどの有無を調べる半導体及びICなどの微細な構造物に対する超音波検査においては、従来、単一焦点型の超音波センサをスキャナなどにより機械的に二次元走査する方法が実用化されている。この方法は、単一焦点型超音波センサで検査対象物である上記構造物内の検査対象部位に焦点を結んで超音波の送・受信を行い、検査対象部位からの反射波をゲート処理することによって、その反射波の強度を求める。単一焦点型超音波センサを機械的に二次元走査し、得られた反射波の情報を2次元空間に並べるマッピングを行って、検査画像情報が作成される。この検査画像情報を基に、欠陥の有無を調べる(例えば、特許文献1及び2参照)。   For ultrasonic inspection of fine structures such as semiconductors and ICs that check for internal delamination and voids, a conventional two-dimensional mechanical scanning method using a single-focus ultrasonic sensor with a scanner or the like is practical. It has become. This method uses a single-focus ultrasonic sensor to focus on the inspection target site in the structure, which is the inspection target, to transmit and receive ultrasonic waves, and to gate the reflected wave from the inspection target region. Thus, the intensity of the reflected wave is obtained. Inspection image information is created by mechanically two-dimensionally scanning a single-focus ultrasonic sensor and mapping the obtained reflected wave information in a two-dimensional space. Based on this inspection image information, the presence or absence of a defect is examined (for example, refer to Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、上述した単一焦点型超音波センサを機械的に走査する検査方法は、超音波のビーム径及び機械走査の送り幅(ピッチ)が検査画像の空間分解能を決定している。このため、小さい欠陥の検出には、その走査ピッチを細かくする必要があった。しかし、走査ピッチを細かくした場合には、単一焦点型超音波センサの機械的な走査に時間を要し、検査時間が長くなるという問題が生じる。この問題を解決するために、アレイ型超音波センサを用いた検査手法が考案されてきた。   However, in the inspection method that mechanically scans the single focus ultrasonic sensor described above, the ultrasonic beam diameter and the mechanical scanning feed width (pitch) determine the spatial resolution of the inspection image. For this reason, in order to detect small defects, it is necessary to make the scanning pitch fine. However, when the scanning pitch is made fine, it takes time to mechanically scan the single focus type ultrasonic sensor, resulting in a problem that the inspection time becomes long. In order to solve this problem, an inspection method using an array type ultrasonic sensor has been devised.

アレイ型超音波センサは、複数の圧電振動素子を一列に配列し、この一部に素子駆動の時間遅延を与えて超音波を送信及び受信することで、検査対象部位に送信された超音波を集束させて焦点を結ぶことができる。また、圧電振動素子の並び(アレイ方向)の法線方向にレンズを配置することによって、または圧電振動素子の配列を曲面上に配置することによって、単一焦点型超音波センサと同様に、一点に集束するように超音波を送信及び受信することができる。また、アレイ型超音波センサで焦点を結び、アレイ方向での超音波の送信及び受信に用いる一部の圧電振動素子を電子的に切替えて電子的に走査することによって、機械走査よりも迅速な超音波検査が可能となった(例えば、特許文献3及び4参照)。アレイ型超音波センサを用いた検査方法には、反射法及び透過法と呼ばれるそれぞれの超音波検査方法がある。反射法は、アレイ型超音波センサから送信した超音波が検査対象物内部の欠陥で反射されて生じる反射波を受信し、この反射波の強度に基づいて検査画像情報を作成する(特許文献3参照)。透過法は、例えば超音波の減衰の大きな検査対象物を間に挟むように2つのアレイ型超音波センサを配置し、一方のアレイ型超音波センサから送信されて検査対象物を透過した超音波を他方のアレイ型超音波センサにて受信し、検査画像情報を作成する(特許文献4参照)。   An array-type ultrasonic sensor arranges a plurality of piezoelectric vibration elements in a line, and transmits and receives ultrasonic waves by giving a time delay of element driving to a part of the ultrasonic vibration elements, thereby transmitting ultrasonic waves transmitted to a site to be inspected. It can be focused and focused. Also, by placing lenses in the normal direction of the array of piezoelectric vibration elements (array direction), or by arranging the array of piezoelectric vibration elements on a curved surface, one point as with the single focus ultrasonic sensor Ultrasound can be transmitted and received so as to focus. In addition, it is faster than mechanical scanning by focusing with an array type ultrasonic sensor and electronically switching and electronically scanning some piezoelectric transducers used for transmitting and receiving ultrasonic waves in the array direction. Ultrasonic inspection has become possible (see, for example, Patent Documents 3 and 4). As an inspection method using an array type ultrasonic sensor, there are respective ultrasonic inspection methods called a reflection method and a transmission method. The reflection method receives a reflected wave generated by reflection of an ultrasonic wave transmitted from an array-type ultrasonic sensor by a defect inside an inspection object, and creates inspection image information based on the intensity of the reflected wave (Patent Document 3). reference). In the transmission method, for example, two array type ultrasonic sensors are arranged so as to sandwich an inspection object having a large attenuation of ultrasonic waves, and the ultrasonic wave transmitted from one array type ultrasonic sensor and transmitted through the inspection object. Is received by the other array-type ultrasonic sensor, and inspection image information is created (see Patent Document 4).

特許文献5にも、透過法による超音波検査が説明されている。透過法を実施する前に反射法により検査対象物内の欠陥に上方の超音波センサの焦点を合わせ、上方の超音波センサの高さが決められる。その後、受信器への配線を下方の超音波センサにつなぎ替えて、透過法が実施される。   Patent Document 5 also describes ultrasonic inspection using a transmission method. Before carrying out the transmission method, the upper ultrasonic sensor is focused on the defect in the inspection object by the reflection method, and the height of the upper ultrasonic sensor is determined. Thereafter, the wiring to the receiver is connected to the ultrasonic sensor below, and the transmission method is performed.

特開平5−232092号公報JP-A-5-232092 特開平7−244030号公報JP-A-7-244030 特開平11−304769号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-304769 特開2003−262620号公報JP 2003-262620 A 特許第3822500号公報Japanese Patent No. 3822500

近年、携帯電話及びデジタルカメラなどの小型電子機器の普及に伴い、集積回路(IC)の高集積化が急速に進んでいる。これまでのICの高集積化においては、製造プロセスの微細化技術に因るところが大部分を占めていた。しかしながら、ここ数年間でのこれら小型電子機器の高機能化、多機能化及び高性能化は目覚しく、更なる高密度実装技術が必要となってきた。このため、半導体メーカは、更なる実装密度の向上を目指して、ICチップ(層構造物)を層状に配置した多層型半導体の開発を行い、その多層型半導体を実用化している。しかしながら、多層型半導体は、プロセスが微細化している上、積層構造であるので、その信頼性確保が大きな課題になっている。この信頼性確保のためには、多層型半導体を検査する技術開発が必要となっている。   In recent years, with the spread of small electronic devices such as mobile phones and digital cameras, the integration of integrated circuits (ICs) is rapidly progressing. In the past, high integration of ICs was mostly due to the miniaturization technology of the manufacturing process. However, these small electronic devices have been remarkably improved in functionality, multifunction and performance in recent years, and further high-density mounting technology has become necessary. For this reason, semiconductor manufacturers have developed multilayer semiconductors in which IC chips (layer structures) are arranged in layers in order to further improve the mounting density, and have put the multilayer semiconductors into practical use. However, since a multilayer semiconductor has a miniaturized process and has a laminated structure, ensuring its reliability is a major issue. In order to ensure this reliability, it is necessary to develop technology for inspecting multilayer semiconductors.

従来の単層型半導体においては、その接合部のはく離などの欠陥検査に反射型の超音波検査が用いられてきた(特許文献1〜3)。しかし、多層型半導体に反射法による超音波検査を適用した場合には、複数層のうちの下層の超音波検査では、上層の各層で生じる反射波の影響により、下層の反射波を検出しにくいという課題があった。このため、発明者らは、2つの超音波センサを、多層型半導体を間に挟むように配置し、その上層での反射波の影響を受けない透過法により、多層型半導体の超音波検査を行うことが考えられている。しかしながら、従来の透過法では、超音波が検査対象物を通過してきたか否かだけの情報により、検査を行うため、その欠陥が多層構造物のどの層にあるのかを特定できなかった。   In conventional single-layer semiconductors, reflection-type ultrasonic inspection has been used for defect inspection such as peeling of the joint (Patent Documents 1 to 3). However, when the ultrasonic inspection by the reflection method is applied to the multilayer semiconductor, it is difficult to detect the reflected wave of the lower layer in the lower layer ultrasonic inspection of the plurality of layers due to the influence of the reflected wave generated in each upper layer. There was a problem. For this reason, the inventors arrange two ultrasonic sensors so as to sandwich the multilayer semiconductor, and perform ultrasonic inspection of the multilayer semiconductor by a transmission method that is not affected by the reflected wave on the upper layer. It is considered to do. However, in the conventional transmission method, since the inspection is performed based on only information on whether or not the ultrasonic wave has passed through the inspection object, it cannot be specified which layer of the multilayer structure has the defect.

本発明の目的は、欠陥が存在しないことをより短時間に確認でき、欠陥が存在する場合には欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる超音波検査方法及び超音波検査装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection method and an ultrasonic inspection apparatus that can confirm in a shorter time that a defect does not exist, and can accurately find a layer structure in which a defect exists when a defect exists. It is to provide.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、第1アレイ型超音波センサ及び第2アレイ型超音波センサのうちの一方の超音波センサから複数の層構造物を有する検査対象物に超音波を送信し、検査対象物を透過した超音波を第1アレイ型超音波センサ及び第2アレイ型超音波センサのうちの他方の超音波センサで受信し、他方の超音波センサから出力された第1受信信号を基に第1画像情報を作成し、第1画像情報に基づいて検査対象物内の欠陥が見つかったとき、その検査対象物への超音波の送信及び検査対象物から反射される超音波の受信を同一の超音波センサにて行い、この超音波センサから出力される第2受信信号を基に第2画像情報を作成することにある。   A feature of the present invention that achieves the above-described object is that ultrasonic waves are emitted from one of the first array type ultrasonic sensor and the second array type ultrasonic sensor to an inspection object having a plurality of layer structures. The first ultrasonic wave transmitted and received by the other ultrasonic sensor of the first array type ultrasonic sensor and the second array type ultrasonic sensor is output and transmitted from the other ultrasonic sensor. First image information is created based on the received signal, and when a defect in the inspection object is found based on the first image information, transmission of an ultrasonic wave to the inspection object and a reflection reflected from the inspection object It is to perform reception of sound waves by the same ultrasonic sensor and create second image information based on a second reception signal output from the ultrasonic sensor.

一方の超音波センサから検査対象物に送信されて検査対象物を透過した超音波を他方の超音波センサで受信し、他方の超音波センサから出力された第1受信信号を基に第1画像情報を作成しているので、複数の層構造物を有する検査対象物に欠陥が無い場合に欠陥が無いことをより短時間に確認することができる。第1画像情報により検査対象物内に欠陥を見つけたときに、その検査対象物への超音波の送信及び検査対象物から反射される超音波の受信を同一の超音波センサにて行い、この超音波センサから出力される第2受信信号を基に第2画像情報を作成するので、欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる。   The ultrasonic wave transmitted from one ultrasonic sensor to the inspection object and transmitted through the inspection object is received by the other ultrasonic sensor, and the first image is based on the first reception signal output from the other ultrasonic sensor. Since the information is created, it can be confirmed in a shorter time that there is no defect when the inspection object having a plurality of layer structures has no defect. When a defect is found in the inspection object by the first image information, transmission of ultrasonic waves to the inspection object and reception of ultrasonic waves reflected from the inspection object are performed by the same ultrasonic sensor. Since the second image information is created based on the second reception signal output from the ultrasonic sensor, it is possible to accurately find the layer structure in which the defect exists.

本発明によれば、複数層の層構造物を有する検査対象物において欠陥が存在しないことをより短時間に確認することができる。また、欠陥が存在する検査対象物において、欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can confirm in a short time that a defect does not exist in the test target object which has a multilayered structure of multiple layers. Further, it is possible to accurately find a layer structure in which a defect exists in an inspection object in which a defect exists.

本発明の実施例を以下に説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の好適な一実施例である超音波検査方法を、図1〜6を用いて以下に説明する。まず、この超音波検査方法に用いられる超音波検査装置1を図1に基づいて説明する。超音波検査装置1は、探傷装置2、送信受信装置16及び制御装置26を備えている。   An ultrasonic inspection method according to a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, an ultrasonic inspection apparatus 1 used in this ultrasonic inspection method will be described with reference to FIG. The ultrasonic inspection apparatus 1 includes a flaw detection apparatus 2, a transmission / reception apparatus 16, and a control apparatus 26.

探傷装置1は、アレイ型超音波センサ(以下、単に超音波センサという)2A,2B及び走査装置4を有する。超音波センサ2Aは複数の圧電振動素子3Aを有し、超音波センサ2Bは複数の圧電振動素子3Bを有している。圧電振動素子3Aの個数は圧電振動素子3Bのそれと同じである。超音波センサ2Aは超音波センサ2Bの上方に位置する。走査装置4は、床面等に設置される支持部材5、Y方向移動装置6、Z方向移動装置7,8及びX方向移動装置9を有する。Y方向移動装置6は、支持部材5にY方向に移動可能に取り付けられている。Z方向移動装置7,8は、Y方向移動装置6に、それぞれZ方向(上下方向)に移動可能に取り付けられている。超音波センサ2AはZ方向移動装置8に取り付けられる。超音波センサ2BはZ方向移動装置7に取り付けられている。超音波センサ2Aと超音波センサ2Bは、圧電振動素子3Aと圧電振動素子3Bが互いに向き合うように配置されている。X方向移動装置9は、図示されていないが、支持部材5にX方向に移動可能に取り付けられる。X方向は、Z方向に直交し、水平方向に伸びる一つの方向である。Y方向は、Z方向に直交し、水平方向でそのX方向に直交している。水平方向に伸びる支持部材10が、Z方向に移動可能にX方向移動装置9に取り付けられる。検査対象物である多層型半導体11は、支持部材10に取り付けられる。   The flaw detection apparatus 1 includes array type ultrasonic sensors (hereinafter simply referred to as ultrasonic sensors) 2A and 2B and a scanning device 4. The ultrasonic sensor 2A has a plurality of piezoelectric vibration elements 3A, and the ultrasonic sensor 2B has a plurality of piezoelectric vibration elements 3B. The number of piezoelectric vibration elements 3A is the same as that of the piezoelectric vibration elements 3B. The ultrasonic sensor 2A is located above the ultrasonic sensor 2B. The scanning device 4 includes a support member 5, a Y-direction moving device 6, Z-direction moving devices 7 and 8, and an X-direction moving device 9 that are installed on the floor surface. The Y-direction moving device 6 is attached to the support member 5 so as to be movable in the Y direction. The Z-direction moving devices 7 and 8 are attached to the Y-direction moving device 6 so as to be movable in the Z direction (up and down direction). The ultrasonic sensor 2A is attached to the Z-direction moving device 8. The ultrasonic sensor 2 </ b> B is attached to the Z-direction moving device 7. The ultrasonic sensor 2A and the ultrasonic sensor 2B are disposed so that the piezoelectric vibration element 3A and the piezoelectric vibration element 3B face each other. Although not shown, the X-direction moving device 9 is attached to the support member 5 so as to be movable in the X direction. The X direction is one direction orthogonal to the Z direction and extending in the horizontal direction. The Y direction is orthogonal to the Z direction and is orthogonal to the X direction in the horizontal direction. A support member 10 extending in the horizontal direction is attached to the X-direction moving device 9 so as to be movable in the Z direction. The multilayer semiconductor 11 that is the inspection object is attached to the support member 10.

走査装置4の支持部材5は、水槽14の外側に配置された支柱(図示せず)に取り付けられて支持されている。水槽14内には水15が充填されている。超音波センサ2A,2B及び支持部材10に取り付けられた検査対象物である多層型半導体11は、水槽14内に配置され、水15の中に浸漬される。   The support member 5 of the scanning device 4 is attached to and supported by a column (not shown) disposed outside the water tank 14. The water tank 14 is filled with water 15. The multilayer semiconductor 11, which is an inspection object attached to the ultrasonic sensors 2 </ b> A and 2 </ b> B and the support member 10, is disposed in the water tank 14 and immersed in the water 15.

送信受信装置16は、パルサ17及びレシーバ21を有する。パルサ17は、送信遅延回路18、送信切替回路19及び送信増幅器20を有する。送信遅延回路18は、図示されていないが、圧電振動素子3Aの個数と同じ個数が存在する。送信切替回路19は、その個数の第1スイッチング回路を有するマルチプレクサ(またはクロスポイントスイッチ)を用いる。送信増幅器20は、図示されていないが、圧電振動素子3A,3Bのそれぞれの個数を合計した個数だけ存在する。1つの送信遅延回路18は、送信切替回路19の1つの第1スイッチング回路の一端子に接続される。この第1スイッチング回路の他の2つの端子は、2つの送信増幅器20に別々に接続されている。このように接続された送信遅延回路18、第1スイッチング回路及び送信増幅器20の第1接続体が、圧電振動素子3Aの個数だけ設けられている。これらの第1接続体のそれぞれにおいて、2つの送信増幅器20のうち一方は1つの圧電振動素子3Aに、他方は1つの圧電振動素子3Bに接続される。それぞれの第1接続体において第1スイッチング回路は、切替操作により、該当する送信増幅器20を介した、送信遅延回路18と圧電振動素子3A及びその送信遅延回路18と圧電振動素子3Bのいずれかの接続状態を実現する。   The transmission / reception device 16 includes a pulser 17 and a receiver 21. The pulser 17 includes a transmission delay circuit 18, a transmission switching circuit 19, and a transmission amplifier 20. Although the transmission delay circuit 18 is not illustrated, the same number as the number of the piezoelectric vibration elements 3A exists. The transmission switching circuit 19 uses a multiplexer (or a crosspoint switch) having the first switching circuit of that number. Although not shown, there are as many transmission amplifiers 20 as the total number of the piezoelectric vibration elements 3A and 3B. One transmission delay circuit 18 is connected to one terminal of one first switching circuit of the transmission switching circuit 19. The other two terminals of the first switching circuit are separately connected to the two transmission amplifiers 20. The transmission delay circuit 18, the first switching circuit, and the first connection body of the transmission amplifier 20 connected in this way are provided by the number of piezoelectric vibration elements 3 </ b> A. In each of these first connection bodies, one of the two transmission amplifiers 20 is connected to one piezoelectric vibration element 3A and the other is connected to one piezoelectric vibration element 3B. In each first connection body, the first switching circuit switches any one of the transmission delay circuit 18 and the piezoelectric vibration element 3A and the transmission delay circuit 18 and the piezoelectric vibration element 3B via the corresponding transmission amplifier 20 by switching operation. Realize the connection state.

レシーバ21は、受信切替回路25、受信増幅器24、アナログ/ディジタル変換器(A/D変換器)23及び遅延メモリ22を有する。受信切替回路25は、複数の第2スイッチング回路を有するマルチプレクサ(またはクロスポイントスイッチ)を用いる。図示されていないが、受信切替回路25の第2スイッチング回路、受信増幅器24、A/D変換器23及び遅延メモリ22も、圧電振動素子3Aの個数と同じ個数が存在する。1つの第2スイッチング回路、1つの受信増幅器24、1つのA/D変換器23及び1つの遅延メモリ22がこの順に接続されて構成された第2接続体が、上記の個数だけ設けられている。これらの第2接続体のそれぞれにおいて、第2スイッチング回路の1つの端子が圧電振動素子3Aに、その第2スイッチング回路の他の1つの端子が圧電振動素子3Bに接続される。それぞれの第2接続体において、第2スイッチング回路は、切替操作により、圧電振動素子3Aと受信増幅器24及び圧電振動素子3Bとその受信増幅器24のいずれかの接続状態を実現する。   The receiver 21 includes a reception switching circuit 25, a reception amplifier 24, an analog / digital converter (A / D converter) 23, and a delay memory 22. The reception switching circuit 25 uses a multiplexer (or a cross point switch) having a plurality of second switching circuits. Although not shown, the second switching circuit of the reception switching circuit 25, the reception amplifier 24, the A / D converter 23, and the delay memory 22 also have the same number as the number of piezoelectric vibration elements 3A. The above-mentioned number of second connection bodies configured by connecting one second switching circuit, one reception amplifier 24, one A / D converter 23, and one delay memory 22 in this order are provided. . In each of these second connection bodies, one terminal of the second switching circuit is connected to the piezoelectric vibration element 3A, and the other one terminal of the second switching circuit is connected to the piezoelectric vibration element 3B. In each second connection body, the second switching circuit realizes a connection state between the piezoelectric vibration element 3A and the reception amplifier 24 and the piezoelectric vibration element 3B and the reception amplifier 24 by a switching operation.

パルサ17及びレシーバ21内のそれぞれの接続体を上記したように構成することによって、パルサ17内の送信遅延回路18、及びレシーバ21内の受信増幅器24、A/D変換器23及び遅延メモリ22を、圧電振動素子3A,3Bで共用することができる。   By configuring the connection bodies in the pulsar 17 and the receiver 21 as described above, the transmission delay circuit 18 in the pulsar 17, the reception amplifier 24 in the receiver 21, the A / D converter 23, and the delay memory 22 are provided. The piezoelectric vibration elements 3A and 3B can be shared.

コンピュータ27は、制御器28、信号処理装置20及び記憶装置30を含んでいる。信号処理装置29は、画像情報作成装置としても機能する。制御装置26は、制御器28、走査制御器31、切替制御器32、遅延制御器33及び加算回路34を有する。制御器28は、走査制御器31、切替制御器32及び遅延制御器33に接続される。走査制御器31は、走査装置4のX方向体移動装置9、Y方向移動装置6及びZ方向移動装置7,8及びX方向移動装置9にそれぞれ接続されている。切替制御器32は、各送信切替回路19及び各受信切替回路25に接続される。遅延制御器33は、各送信遅延回路18及び各遅延メモリ22にそれぞれ接続される。加算回路34は、各遅延メモリ22にそれぞれ接続され、さらに信号処理装置29に接続される。信号処理装置29は、記憶装置30及び表示装置35に接続される。   The computer 27 includes a controller 28, a signal processing device 20, and a storage device 30. The signal processing device 29 also functions as an image information creation device. The control device 26 includes a controller 28, a scan controller 31, a switching controller 32, a delay controller 33, and an adder circuit 34. The controller 28 is connected to the scanning controller 31, the switching controller 32, and the delay controller 33. The scanning controller 31 is connected to the X-direction body moving device 9, the Y-direction moving device 6, the Z-direction moving devices 7 and 8, and the X-direction moving device 9 of the scanning device 4, respectively. The switching controller 32 is connected to each transmission switching circuit 19 and each reception switching circuit 25. The delay controller 33 is connected to each transmission delay circuit 18 and each delay memory 22. The adder circuit 34 is connected to each delay memory 22 and further connected to the signal processing device 29. The signal processing device 29 is connected to the storage device 30 and the display device 35.

超音波検査装置1を用いた本実施例の超音波検査方法を、検査対象物である多層型半導体11を検査する場合を例にして、図2に示す手順により説明する。多層型半導体11は複数層の層構造物として例えば複数層のICチップを有している。図2に示すステップS1を実行する前に、多層型半導体11を支持部材10に取り付ける。オペレータは、入力装置(図示せず)から検査開始信号を制御器28に入力する。制御器28は走査制御器31に対して走査指令を出力する。走査指令を入力した走査制御器31は、X方向移動装置9に設けられた支持部材用駆動装置、Y方向移動装置6及びZ方向移動装置7,8に駆動指令を出力する。支持部材用駆動装置、Y方向移動装置6及びZ方向移動装置7,8がそれぞれ駆動され、支持部材10、超音波センサ3A,3Bが水槽14内の水15中で所定の位置に配置される。多層型半導体11は、超音波センサ3Aと超音波センサ3Bの間に配置される。   The ultrasonic inspection method of the present embodiment using the ultrasonic inspection apparatus 1 will be described with reference to the procedure shown in FIG. 2, taking as an example the case of inspecting the multilayer semiconductor 11 that is the inspection object. The multilayer semiconductor 11 has, for example, a multi-layer IC chip as a multi-layer structure. Prior to performing step S <b> 1 shown in FIG. 2, the multilayer semiconductor 11 is attached to the support member 10. The operator inputs an inspection start signal to the controller 28 from an input device (not shown). The controller 28 outputs a scanning command to the scanning controller 31. The scanning controller 31 that has input the scanning command outputs the driving command to the support member driving device, the Y direction moving device 6, and the Z direction moving devices 7 and 8 provided in the X direction moving device 9. The support member driving device, the Y-direction moving device 6 and the Z-direction moving devices 7 and 8 are respectively driven, and the supporting member 10 and the ultrasonic sensors 3A and 3B are arranged at predetermined positions in the water 15 in the water tank 14. . The multilayer semiconductor 11 is disposed between the ultrasonic sensor 3A and the ultrasonic sensor 3B.

透過法を実施し、検査対象物の検査画像情報を作成する(ステップS1)。透過法による多層型半導体(以下、検査対象物と称する)11の検査が、実施される。超音波センサ2Bを送信用とし、超音波センサ2Aを受信用とした場合について、説明する。オペレータは、検査開始指令、透過法において送信用として超音波センサ2Bを、受信用として超音波センサ2Aを用いることを示すセンサ指定指令、及び検査対象物11内での深さ方向における超音波の焦点位置(超音波の集束点)を示す焦点位置情報を、上記の入力装置から制御器28に入力する。さらに、反射法において先に使用する超音波センサ(例えば、超音波センサ2A)を指定するセンサ指定指令も、その入力装置から制御器28に入力される。検査対象物11内での深さ方向における超音波の焦点(以下、単に焦点という)の位置は、欠陥の発生確率等に基づいてオペレータが決定すればよい。例えば、検査対象物11内のどの層に欠陥が発生するか分からない場合には、検査対象物11の厚み方向での中心に焦点位置を設定すればよい。また、検査対象物11の下層に欠陥が発生しやすい場合には、想定する下層の欠陥発生層に焦点位置を設定すればよい。設定される、深さ方向における焦点位置は、透過法により受信信号に基づいて作成される検査画像情報における欠陥像のボケ及びそのボケによる欠陥の検出限界寸法を左右することになる。   A transmission method is performed to create inspection image information of the inspection object (step S1). Inspection of a multilayer semiconductor (hereinafter referred to as inspection object) 11 by a transmission method is performed. The case where the ultrasonic sensor 2B is used for transmission and the ultrasonic sensor 2A is used for reception will be described. The operator issues an inspection start command, a sensor designation command indicating that the ultrasonic sensor 2B is used for transmission and the ultrasonic sensor 2A is used for reception in the transmission method, and ultrasonic waves in the depth direction in the inspection object 11. The focal position information indicating the focal position (the focal point of the ultrasonic wave) is input to the controller 28 from the above input device. Further, a sensor designation command for designating an ultrasonic sensor (for example, the ultrasonic sensor 2A) to be used first in the reflection method is also input to the controller 28 from the input device. The position of the focal point (hereinafter simply referred to as the focal point) of the ultrasonic wave in the depth direction in the inspection object 11 may be determined by the operator based on the occurrence probability of defects. For example, when it is not known which layer in the inspection object 11 has a defect, the focal position may be set at the center of the inspection object 11 in the thickness direction. Further, when a defect is likely to occur in the lower layer of the inspection object 11, the focal position may be set in the assumed lower defect generation layer. The set focal position in the depth direction affects the blur of the defect image and the detection limit size of the defect due to the blur in the inspection image information created based on the reception signal by the transmission method.

制御器28は、入力した検査開始指令及びセンサ指定指令に基づいて、全圧電振動素子3Bのうちの一部である連続した複数の圧電振動素子3Bに対する励起信号(送信信号)、及び切替指令を出力する。全圧電振動素子3Bのうちの一部である連続した複数の圧電振動素子(以下、一部の圧電振動素子という)3Bとは、例えば、超音波センサ2Bが19個の圧電振動素子3Bを有する場合には連続した5個の圧電振動素子3Bである。制御器28は、入力した焦点位置情報に基づいて求めた、一部の圧電振動素子3Bに対応する各遅延時間情報、及び上記の励起信号を遅延制御器33に出力する。また、制御器28は、上記した一部の圧電振動素子3Bに対応する各切替指令を切替制御器32に出力する。   Based on the input inspection start command and sensor designation command, the controller 28 outputs an excitation signal (transmission signal) and a switching command for a plurality of continuous piezoelectric vibration elements 3B that are a part of all the piezoelectric vibration elements 3B. Output. A plurality of continuous piezoelectric vibration elements (hereinafter referred to as “partial piezoelectric vibration elements”) 3B which are a part of all the piezoelectric vibration elements 3B are, for example, an ultrasonic sensor 2B having 19 piezoelectric vibration elements 3B. In this case, there are five continuous piezoelectric vibration elements 3B. The controller 28 outputs each delay time information corresponding to a part of the piezoelectric vibrating elements 3 </ b> B obtained based on the input focal position information and the excitation signal to the delay controller 33. Further, the controller 28 outputs each switching command corresponding to the part of the piezoelectric vibrating elements 3 </ b> B to the switching controller 32.

切替制御器32は、送信切替回路19に含まれる第1スイッチング回路のうち、上記した一部の圧電振動素子3Bに接続されているそれぞれの第1スイッチング回路を制御し、これらの圧電振動素子3Bと該当する送信遅延回路18をそれぞれ接続状態にする。また、切替制御器32は、これらの圧電振動素子3Bと向き合っている同じ個数の圧電振動素子(一部の圧電振動素子)3Aが接続されている、受信切替回路25に含まれる各第2スイッチング回路を制御する。これらの第2スイッチング回路は、その制御によって、それらの圧電振動素子3Aと該当するそれぞれの受信増幅器24を接続する。   The switching controller 32 controls each first switching circuit connected to the above-described part of the piezoelectric vibration elements 3B among the first switching circuits included in the transmission switching circuit 19, and these piezoelectric vibration elements 3B. And the corresponding transmission delay circuit 18 are connected to each other. In addition, the switching controller 32 includes each second switching included in the reception switching circuit 25 to which the same number of piezoelectric vibrating elements (a part of the piezoelectric vibrating elements) 3A facing the piezoelectric vibrating elements 3B are connected. Control the circuit. These second switching circuits connect the piezoelectric transducer elements 3 </ b> A and the corresponding receiving amplifiers 24 under the control of the second switching circuits.

遅延制御器33から励起信号及び遅延時間情報を入力した各送信遅延回路18は、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた励起信号を出力する。この励起信号は、該当するそれぞれの第1スイッチング回路を介して各送信増幅器20に入力される。これらの送信増幅器20で増幅された励起信号は、一部の圧電振動素子3B、例えば図1において斜線で示す5個の圧電振動素子3Bに入力される。これらの圧電振動素子3Bは、励起されて振動し、超音波を送信する。各圧電振動素子3Bから送信された超音波は、検査対象物11の下面から検査対象物11内に達し、焦点位置情報で指定された位置にある焦点12に集束される。   Each transmission delay circuit 18 to which the excitation signal and the delay time information are input from the delay controller 33 outputs the excitation signal delayed based on the input delay time information. This excitation signal is input to each transmission amplifier 20 via the corresponding first switching circuit. The excitation signals amplified by these transmission amplifiers 20 are input to some piezoelectric vibration elements 3B, for example, five piezoelectric vibration elements 3B indicated by diagonal lines in FIG. These piezoelectric vibration elements 3B are excited to vibrate and transmit ultrasonic waves. The ultrasonic wave transmitted from each piezoelectric vibration element 3B reaches the inspection object 11 from the lower surface of the inspection object 11, and is focused on the focal point 12 at the position specified by the focal position information.

切替制御器32は、その一部の圧電振動素子3Bが接続される各第1スイッチング回路を個々にまたは全て同時に切替える。これにより、一部の圧電振動素子3Bのそれぞれに対して、個々にまたは全て同時に励起信号を伝えることができる。送信切替回路19及び受信切替回路25にマルチプレクサなどの切替器を用いているため、超音波を送信する一番端の圧電振動素子3B及び圧電振動素子3Bの個数を決めることによって、超音波センサ2Bに含まれる1〜N個の圧電振動素子3Bのうちその個数の一連の圧電振動素子3Bが、上記した一部の圧電振動素子3Bとして選択される。また、一番端の圧電振動素子3Bに向き合ってそれを受信する一番端の圧電振動素子3A及び圧電振動素子3Aの個数を決めることによって、超音波センサ2Aに含まれる1〜N個の圧電振動素子3Aのうちその個数の一連の圧電振動素子3Aが、上記した一部の圧電振動素子3Aとして選択される。   The switching controller 32 switches each first switching circuit to which some of the piezoelectric vibration elements 3B are connected individually or all at the same time. Thereby, an excitation signal can be transmitted individually or all to each of some of the piezoelectric vibrating elements 3B. Since a switch such as a multiplexer is used for the transmission switching circuit 19 and the reception switching circuit 25, the ultrasonic sensor 2B is determined by determining the number of the piezoelectric vibration elements 3B and the piezoelectric vibration elements 3B at the extreme ends that transmit ultrasonic waves. Among the 1 to N piezoelectric vibration elements 3 </ b> B included, the number of the series of piezoelectric vibration elements 3 </ b> B is selected as the partial piezoelectric vibration elements 3 </ b> B described above. Also, 1 to N piezoelectric elements included in the ultrasonic sensor 2A are determined by determining the number of the piezoelectric vibration element 3A and the piezoelectric vibration element 3A at the extreme end facing and receiving the piezoelectric vibration element 3B at the extreme end. The number of piezoelectric vibration elements 3A of the number among the vibration elements 3A is selected as a part of the piezoelectric vibration elements 3A.

前述したように遅延時間が与えられた各励起信号が、選択された一部の圧電振動素子に伝えられると、それぞれの圧電振動素子は遅延時間に対応した時間遅れで超音波を送信する。それぞれの超音波を集束させる場合には、各圧電振動素子から集束位置までの幾何学的な距離、つまり各媒質での超音波の音速及び境界面での屈折を考慮した距離に対応した遅延時間で各圧電指導素子に電圧を印加すればよい。一般的には、検査対象物が複数の材質で構成される場合には、(1)式で示されるスネルの法則を用いて各媒質間での屈折角度を求め、焦点までの幾何学的な伝播経路を計算して各圧電振動素子に対する遅延時間を決定する。   As described above, when each excitation signal to which a delay time is given is transmitted to some selected piezoelectric vibration elements, each piezoelectric vibration element transmits ultrasonic waves with a time delay corresponding to the delay time. When focusing each ultrasonic wave, the delay time corresponding to the geometric distance from each piezoelectric vibration element to the focusing position, that is, the distance considering the sound velocity of the ultrasonic wave in each medium and refraction at the boundary surface Thus, a voltage may be applied to each piezoelectric guiding element. In general, when the object to be inspected is composed of a plurality of materials, the angle of refraction between each medium is obtained using Snell's law expressed by equation (1), and the geometrical distance to the focal point is determined. A propagation path is calculated to determine a delay time for each piezoelectric vibration element.

Figure 0004700015
Figure 0004700015

ここで、θは超音波の入射角度及び屈折角度、vは超音波の音速、及び添え字の1,2は媒質番号である。そのように決められた遅延時間を用いて、検査対象物11の所定の位置(焦点12)に超音波を集束する。 Here, θ is the incident angle and refraction angle of the ultrasonic wave, v is the sound velocity of the ultrasonic wave, and the subscripts 1 and 2 are the medium numbers. Using the delay time determined in this way, the ultrasonic wave is focused on a predetermined position (focal point 12) of the inspection object 11.

検査対象物11内に送信された超音波は、検査対象物11を透過して前述の一部の圧電振動素子3A、例えば前述の5個の圧電振動素子3Aに受信される。これらの圧電振動素子3Aは、それぞれの受信信号を該当する第2スイッチング回路を介してそれぞれの受信増幅器24に出力する。切替制御器32は、その一部の圧電振動素子3Aが接続される各第2スイッチング回路を個々にまたは全て同時に切替える。これにより、一部の圧電振動素子3Aからのそれぞれの受信信号を、個々にまたは全て同時に該当する受信増幅器24に伝えることができる。   The ultrasonic wave transmitted into the inspection object 11 passes through the inspection object 11 and is received by the above-described part of the piezoelectric vibration elements 3A, for example, the five piezoelectric vibration elements 3A described above. These piezoelectric vibration elements 3A output the respective reception signals to the respective reception amplifiers 24 via the corresponding second switching circuits. The switching controller 32 switches each second switching circuit to which a part of the piezoelectric vibrating elements 3A are connected individually or all at the same time. Thereby, it is possible to transmit the respective reception signals from some of the piezoelectric vibration elements 3A to the corresponding reception amplifiers 24 individually or all at the same time.

超音波センサ2Bの一部の圧電振動素子3Bから送信された超音波は、線対称の位置にある、超音波センサ2Aの一部の圧電振動素子3Aで受信される。但し、検査対象物11、超音波センサ2B、超音波センサ101Cの全てが平行に配置されている。超音波センサ2A,2Bは互いに平行に配置されていることは必須である。しかし、検査対象物11が傾斜している場合は、線対称の位置の圧電振動素子ではなく、(数1)により計算される超音波の幾何学的な伝播経路から、超音波を受信するために最適な圧電振動素子を受信切替回路25で選択すればよい。   The ultrasonic waves transmitted from a part of the piezoelectric vibration elements 3B of the ultrasonic sensor 2B are received by a part of the piezoelectric vibration elements 3A of the ultrasonic sensor 2A at a line-symmetric position. However, the inspection object 11, the ultrasonic sensor 2B, and the ultrasonic sensor 101C are all arranged in parallel. It is essential that the ultrasonic sensors 2A and 2B are arranged in parallel to each other. However, when the inspection object 11 is tilted, the ultrasonic wave is received from the geometric propagation path of the ultrasonic wave calculated by (Equation 1), not the piezoelectric vibrating element at the line-symmetrical position. The reception switching circuit 25 may select an optimum piezoelectric vibration element for the above.

アナログ信号である受信信号は、受信増幅器24で増幅され、A/D変換器23でディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換された受信信号は、該当する遅延メモリ22に記憶される。それぞれの遅延メモリ22は、焦点13に集束された超音波を受信するときには、遅延制御器33から出力された各遅延時間情報を、各圧電振動素子3Aからのそれぞれの受信信号に付与し、これらの受信信号を記憶する。遅延時間情報を付与されたディジタル信号である各受信信号は、各遅延メモリ22から加算回路34に出力される。加算回路34は、上記した一部の圧延振動素子3Aからの各受信信号である、遅延時間情報を付与されたそれぞれのディジタル信号を加算する。すなわち、加算回路34は、付与された遅延時間情報に基づいて時間軸を修正した各ディジタル信号を加算し、信号処理装置29に出力する。信号処理装置29は、加算されたディジタル信号の情報(受信した超音波の波形情報及び強度情報を含む)を記憶装置30に記憶する。   The reception signal which is an analog signal is amplified by the reception amplifier 24 and converted into a digital signal by the A / D converter 23. The received signal converted into the digital signal is stored in the corresponding delay memory 22. Each delay memory 22 gives each delay time information output from the delay controller 33 to each received signal from each piezoelectric vibrating element 3A when receiving the ultrasonic wave focused on the focal point 13, and these The received signal is stored. Each received signal, which is a digital signal to which delay time information is added, is output from each delay memory 22 to the adder circuit 34. The adder circuit 34 adds the respective digital signals to which the delay time information is added, which are the respective reception signals from some of the rolling vibration elements 3A described above. That is, the adder circuit 34 adds the digital signals whose time axes are corrected based on the given delay time information, and outputs the result to the signal processing device 29. The signal processing device 29 stores the added digital signal information (including the received ultrasonic waveform information and intensity information) in the storage device 30.

以上で説明した一部の圧電振動素子3Bからの超音波の送信及び対応する一部の圧電振動素子3Aでの超音波の受信を、超音波センサ2B内の全圧電振動素子3B及び超音波センサ2A内の全圧電振動素子3Aを対象に、それぞれの一部の圧電振動素子を電子的に順次切替えて実施する。このような電子的な走査によって、検査対象物11を対象としたY方向での超音波検査を行うことができる。検査対象物11のX方向に対する検査は、走査制御装置31の制御によってX方向移動装置9を移動させることによって行われる。本実施例は、このような超音波検査によって、検査対象物11を透過して受信された超音波の波形及び強度を、検査対象物11のX方向及びY方向の二次元平面において得ることができる。この二次元平面内での超音波の受信波形及び受信強度の情報は、信号処理装置29によって、記憶装置30に記憶される。   The ultrasonic transmission from some of the piezoelectric vibration elements 3B and the reception of the ultrasonic waves by the corresponding part of the piezoelectric vibration elements 3A described above are performed for all the piezoelectric vibration elements 3B and the ultrasonic sensors in the ultrasonic sensor 2B. For all the piezoelectric vibration elements 3 </ b> A in 2 </ b> A, each part of the piezoelectric vibration elements is electronically sequentially switched. By such electronic scanning, ultrasonic inspection in the Y direction can be performed on the inspection object 11. The inspection of the inspection object 11 in the X direction is performed by moving the X direction moving device 9 under the control of the scanning control device 31. In this embodiment, the ultrasonic waveform and intensity received through the inspection object 11 can be obtained on the two-dimensional plane in the X direction and the Y direction of the inspection object 11 by such ultrasonic inspection. it can. Information on the reception waveform and reception intensity of the ultrasonic wave in the two-dimensional plane is stored in the storage device 30 by the signal processing device 29.

信号処理装置34は、記憶装置30に記憶された、透過した受信信号の強度情報を基に、検査画像情報を作成する。透過した受信信号の強度情報を基に作成されたその検査画像情報を、透過画像情報という。圧電振動素子3Bから送信された超音波は、検査対象物11を透過して伝播する際、検査対象物(多層型半導体)11内の接合部で透過と反射を繰り返しながら進む。ここで、超音波のエネルギー透過率は(2)式で表すことができる。   The signal processing device 34 creates inspection image information based on the intensity information of the transmitted reception signal stored in the storage device 30. The inspection image information created based on the intensity information of the transmitted reception signal is referred to as transmission image information. When the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric vibration element 3 </ b> B transmits through the inspection object 11 and propagates, the ultrasonic wave travels while repeating transmission and reflection at the joint in the inspection object (multilayer semiconductor) 11. Here, the energy transmission factor of the ultrasonic wave can be expressed by equation (2).

Figure 0004700015
Figure 0004700015

ここで、Tは超音波のエネルギー透過率、zは音響インピーダンス(媒質の音速と密度の積)、及び添え字の1及び2は媒質番号を示しており、超音波のエネルギー透過率Tは媒質1から媒質2へ透過する場合の割合を示している

。(2)式によれば、媒質1及び媒質2が連続、つまり接合された状態であれば、超音波は一定の割合で透過することになる。逆に、媒質1と媒質2が接合されていない場合には、zは空気の音響インピーダンスとなるため、固体と比較して非常に小さい値となる。このため、超音波は検査対象物をほとんど透過しなくなる。
Here, T is the ultrasonic energy transmittance, z is the acoustic impedance (the product of the sound speed and density of the medium), and the subscripts 1 and 2 indicate the medium number, and the ultrasonic energy transmittance T is the medium. Shows the ratio when transmitting from 1 to medium 2

. According to the equation (2), if the medium 1 and the medium 2 are continuous, that is, in a joined state, the ultrasonic wave is transmitted at a constant rate. Conversely, when the medium 1 and the medium 2 are not joined, z 2 since the acoustic impedance of air, a very small value as compared with the solid. For this reason, the ultrasonic wave hardly penetrates the inspection object.

上記した現象により、検査対象物11を対象にした透過法による超音波検査では、検査対象物11の欠陥13が存在する横断面において、図3に示す透過した超音波の受信信号の強度41が得られる。検査対象物11の外側の領域50では、圧電振動素子3Bから送信された超音波は、媒質である水15を透過するのみである。このため、領域50における受信信号の強度41Aは最も大きくなる。検査対象物11の欠陥13以外の領域での受信信号の強度41Bは、検査対象物11により超音波が内部で反射する分だけ、強度41Aよりも小さくなる。超音波は欠陥13では検査対象物11を透過しないので、欠陥13の領域での受信信号の強度41Cはゼロとなる。   Due to the above phenomenon, in the ultrasonic inspection by the transmission method for the inspection object 11, the intensity 41 of the transmitted ultrasonic wave reception signal 41 shown in FIG. can get. In the region 50 outside the inspection object 11, the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric vibration element 3 </ b> B only passes through the water 15 that is a medium. For this reason, the intensity 41A of the received signal in the region 50 is the largest. The intensity 41B of the received signal in the region other than the defect 13 of the inspection object 11 is smaller than the intensity 41A by the amount of the ultrasonic wave reflected internally by the inspection object 11. Since the ultrasonic wave does not pass through the inspection object 11 at the defect 13, the intensity 41C of the received signal in the area of the defect 13 becomes zero.

信号処理装置29は、上記した受信信号の強度41の情報を含む二次元平面内での受信強度の情報を用いて、透過画像情報38(図3参照)を作成する。透過画像情報38は、例えばグレースケールで作成される。すなわち、受信信号強度が最も大きい領域は白で、受信信号強度がだんだん弱くなる各領域はそれに従って濃淡のグレーで、受信信号強度がゼロの領域は黒で表示される。上記のように作成された透視画像情報38は、強度が最も強い強度41Aの部分が白、強度41Bの部分がグレー、強度41Cの部分(透過画像情報38の欠陥領域39)は強度がゼロであるので黒で表示される。透過画像情報38内で透過画像情報38は、グレースケールではなく、受信信号強度に応じて色を割り当てカラーで表示することも可能である。表示装置35は、信号処理装置29から出力された、欠陥領域39を含む透過画像情報38を表示する。オペレータは表示された透過画像情報38を見ることによって検査対象物11における欠陥の有無及び欠陥13が存在する場合には二次元平面内での位置及び大きさを把握することができる。   The signal processing device 29 creates transmission image information 38 (see FIG. 3) by using the received intensity information in the two-dimensional plane including the received signal intensity 41 information. The transmission image information 38 is created in gray scale, for example. That is, the region where the received signal strength is the highest is white, each region where the received signal strength is gradually weakened is displayed in light gray, and the region where the received signal strength is zero is displayed in black. In the fluoroscopic image information 38 created as described above, the intensity 41A having the strongest intensity is white, the intensity 41B is gray, and the intensity 41C (defect area 39 of the transmission image information 38) has zero intensity. Since there are, it is displayed in black. In the transmission image information 38, the transmission image information 38 is not grayscale but can be displayed in an assigned color according to the received signal intensity. The display device 35 displays the transmission image information 38 including the defect area 39 output from the signal processing device 29. The operator can grasp the presence / absence of a defect in the inspection object 11 and the position and size in the two-dimensional plane when the defect 13 exists by looking at the displayed transmission image information 38.

透過法による超音波検査は、超音波センサ2Aを送信用に、超音波センサ2Bを受信用に用いて、上記したように実施することもできる。検査対象物11の平滑な面が下向きになっている場合には超音波センサ2Bを送信用として用い、検査対象物11の平滑な面が上向きになっている場合には超音波センサ2Aを送信用として用いることが望ましい。高音波を平滑な面から検査対象物11に入射した場合には、超音波は検査対象物11内で容易に集束し、検査対象物11の超音波検査を容易に行うことができる。しかしながら、ハンダボール等が付いている平滑でない面から超音波を検査対象物11に入射した場合には、入射した超音波の波面が乱れて超音波が検査対象物11の内部で集束しなくなる。
送信用として超音波センサ2A及び2Bのいずれを用いるかは、オペレータが判断し、制御器28に入力するセンサ指定指令によって指示される。
The ultrasonic inspection by the transmission method can be performed as described above by using the ultrasonic sensor 2A for transmission and the ultrasonic sensor 2B for reception. When the smooth surface of the inspection object 11 is facing downward, the ultrasonic sensor 2B is used for transmission, and when the smooth surface of the inspection object 11 is facing upward, the ultrasonic sensor 2A is sent. It is desirable to use it as trust. When high sound waves are incident on the inspection object 11 from a smooth surface, the ultrasonic waves are easily focused in the inspection object 11, and the ultrasonic inspection of the inspection object 11 can be easily performed. However, when an ultrasonic wave is incident on the inspection object 11 from a non-smooth surface with a solder ball or the like, the wave surface of the incident ultrasonic wave is disturbed and the ultrasonic wave is not focused inside the inspection object 11.
The operator determines which of the ultrasonic sensors 2 </ b> A and 2 </ b> B is used for transmission, and is instructed by a sensor designation command input to the controller 28.

オペレータは、表示された透過画像情報38を見て欠陥が存在する場合には「欠陥有り」の情報を、欠陥が存在しない場合には「欠陥なし」の情報を前述の入力装置から制御器28に入力する。制御器28は、この入力情報に基づいて、図2に示す欠陥有無の判定を行う(ステップS2)。検査対象物11に欠陥が存在しない場合には、その検査対象物11に対する超音波検査が終了する。この検査対象物11が支持部材10から取り外される。その後、新たな検査対象物11が支持部材10に取り付けられ、この検査対象物11を対象とする上記した超音波検査が実施される。   When the operator sees the displayed transmission image information 38, if the defect exists, information “defective” is obtained, and if there is no defect, information “defective” is input from the above-mentioned input device to the controller 28. To enter. Based on this input information, the controller 28 determines the presence or absence of defects shown in FIG. 2 (step S2). When there is no defect in the inspection object 11, the ultrasonic inspection for the inspection object 11 ends. The inspection object 11 is removed from the support member 10. Thereafter, a new inspection object 11 is attached to the support member 10, and the above-described ultrasonic inspection for the inspection object 11 is performed.

透過画像情報38には欠陥13が存在することが表示されているため、ステップS2の判定は「欠陥有り」となり、検査対象物11に対する反射法による超音波検査が実施される。この反射法による超音波検査では、図2に示すステップS3〜S8の処理が実行される。これらの処理について、詳細に説明する。   Since the transmission image information 38 indicates that the defect 13 exists, the determination in step S <b> 2 is “defect”, and the inspection object 11 is subjected to ultrasonic inspection by the reflection method. In the ultrasonic inspection by this reflection method, the processes of steps S3 to S8 shown in FIG. 2 are executed. These processes will be described in detail.

上方に位置する超音波センサを用いて反射法を実施し、検査対象物の検査画像情報を作成する(ステップS3)。制御器28は、前述の検査開始指令と共に入力している反射法でのセンサ指定指令に基づいて、上方に位置する超音波センサ2Aの全圧電振動素子3Aのうちの一部である連続した複数の圧電振動素子(以下、一部の圧電振動素子という)3Aに対する励起信号、及び切替指令を出力する。この一部の圧電振動素子3Aは、例えば、5個の圧電振動素子3Aである。制御器28は、一部の圧電振動素子3Aに対応する各遅延時間情報、及び上記の励起信号を遅延制御器33に出力する。制御器28は、上記した一部の圧電振動素子3Aに対応する各切替指令を切替制御器32に出力する。上記の各遅延時間情報は、制御器28で作成される。制御器28は、予め記憶装置30に入力されている検査対象物11内の層構造物の層数のデータ、及び(1)式を用い、層構造物毎に焦点を位置させるための検査対象物11内での超音波の幾何学的伝播経路を計算し、各層毎に焦点を形成するための遅延時間をそれぞれ求める。これらの遅延時間情報は、図2に示す処理手順に合わせて層構造物毎に、順次、制御器28から遅延制御器33に出力される。   The reflection method is performed using the ultrasonic sensor located above, and inspection image information of the inspection object is created (step S3). Based on the sensor designation command in the reflection method that is input together with the above-described inspection start command, the controller 28 includes a plurality of consecutive plural piezoelectric transducer elements 3A of the ultrasonic sensor 2A positioned above. The excitation signal and the switching command for the piezoelectric vibration element 3A (hereinafter referred to as a part of the piezoelectric vibration element) 3A are output. The part of piezoelectric vibration elements 3A is, for example, five piezoelectric vibration elements 3A. The controller 28 outputs each delay time information corresponding to a part of the piezoelectric vibrating elements 3 </ b> A and the excitation signal to the delay controller 33. The controller 28 outputs each switching command corresponding to the part of the piezoelectric vibrating elements 3 </ b> A to the switching controller 32. Each delay time information is created by the controller 28. The controller 28 uses the data on the number of layers of the layer structure in the inspection object 11 input in advance in the storage device 30 and the equation (1), and the inspection object for positioning the focus for each layer structure. The ultrasonic wave propagation path in the object 11 is calculated, and a delay time for forming a focal point for each layer is obtained. The delay time information is sequentially output from the controller 28 to the delay controller 33 for each layer structure in accordance with the processing procedure shown in FIG.

切替制御器32は、上記した一部の圧電振動素子3Aに接続されるそれぞれの前述の第1スイッチング回路を制御し、これらの圧電振動素子3Aを該当する送信遅延回路18にそれぞれ接続させる。切替制御器32は、前述の各第2スイッチング回路を制御し、該当するそれぞれの圧電振動素子3Aを該当するそれぞれの受信増幅器24に接続させる。   The switching controller 32 controls each of the above-described first switching circuits connected to the part of the piezoelectric vibration elements 3 </ b> A, and connects these piezoelectric vibration elements 3 </ b> A to the corresponding transmission delay circuit 18. The switching controller 32 controls each of the above-described second switching circuits and connects the corresponding piezoelectric vibration element 3A to the corresponding reception amplifier 24.

遅延制御器33から励起信号及び上から1層目の層構造物(例えば図4に示す層構造物40)に焦点を合わせる遅延時間情報を入力した各送信遅延回路18は、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた各励起信号を出力する。これらの励起信号は、それぞれの第1スイッチング回路及びそれぞれの送信増幅器20通って、一部の圧電振動素子3Aに入力される。この一部の圧電振動素子3Aからそれぞれ送信された各超音波は、検査対象物11内の1層目の層構造物に焦点が合わされる。検査対象物11から反射された反射波はその一部の圧電振動素子3Aでそれぞれ受信される。一部の圧電振動素子3Aからそれぞれ出力された、反射波の各受信信号は、該当するそれぞれ第2スイッチング回路、それぞれの受信増幅器24、それぞれのA/D変換器23及びそれぞれの遅延メモリ22を、順次、通って、ディジタル信号に変換された状態で加算回路34に入力される。反射法においても、透過法と同様に、加算回路34で得られた、検査対象物11のX方向及びY方向の二次元平面における受信信号の超音波の波形及び強度の各情報が、信号処理装置29によって記憶装置30に記憶される。   Each transmission delay circuit 18 that has received the delay time information focusing on the excitation signal and the first layer structure (for example, the layer structure 40 shown in FIG. 4) from the delay controller 33 receives the input delay time information. Each excitation signal delayed based on is output. These excitation signals are inputted to some of the piezoelectric vibrating elements 3A through the respective first switching circuits and the respective transmission amplifiers 20. Each ultrasonic wave transmitted from each of the piezoelectric vibration elements 3 </ b> A is focused on the first layer structure in the inspection object 11. The reflected waves reflected from the inspection object 11 are received by some of the piezoelectric vibration elements 3A. Each received signal of the reflected wave output from each of the piezoelectric vibrating elements 3A passes through the corresponding second switching circuit, each receiving amplifier 24, each A / D converter 23, and each delay memory 22. Are sequentially input and input to the adder circuit 34 in a state converted into a digital signal. Also in the reflection method, as in the transmission method, each waveform information and intensity information of the received signal in the two-dimensional plane in the X direction and Y direction of the inspection object 11 obtained by the addition circuit 34 is signal processing. It is stored in the storage device 30 by the device 29.

信号処理装置29は、記憶装置30に記憶された、反射波の受信信号の強度情報を基に、検査画像情報を作成する。反射波の受信信号の強度情報を基に作成されたその検査画像情報を、反射画像情報という。ステップS3では、図4に示す1層目の層構造物40に一部の圧電振動素子3Aのそれぞれから送信された超音波の焦点が形成される。この第1層目の層構造物40の横断面において、図4に示す反射波の受信信号の強度43が得られる。検査対象物11の外側の領域50では、圧電振動素子3Bから送信された超音波は、媒質である水15を透過するのみであって反射波がないため、受信信号の強度43Aはゼロになる。検査対象物11内の1層目の層構造物40の領域では、欠陥13が存在しないため、強度43Bとなる。強度43Bは、検査対象物11の表面及び1層目の層構造物40で反射が起こる分だけ強度43Aよりも大きくなる。   The signal processing device 29 creates inspection image information based on the intensity information of the received signal of the reflected wave stored in the storage device 30. The inspection image information created based on the intensity information of the received signal of the reflected wave is referred to as reflected image information. In step S3, the focal points of the ultrasonic waves transmitted from each of the piezoelectric vibrating elements 3A are formed on the first layer structure 40 shown in FIG. In the cross section of the layer structure 40 of the first layer, the intensity 43 of the received signal of the reflected wave shown in FIG. 4 is obtained. In the region 50 outside the inspection object 11, the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric vibration element 3 </ b> B only passes through the water 15 as a medium and has no reflected wave, and therefore the intensity 43 </ b> A of the received signal becomes zero. . Since the defect 13 does not exist in the region of the first layer structure 40 in the inspection object 11, the strength is 43B. The intensity 43B is greater than the intensity 43A by the amount of reflection occurring on the surface of the inspection object 11 and the first layer structure 40.

信号処理装置29は、上記した受信信号の強度43を含む二次元平面内での受信強度の情報を用いて、反射画像情報42(図4参照)を作成する。反射画像情報42もグレースケールを用いて作成される。強度がゼロである強度43Aの部分は黒、及び最も大きい強度よりも小さい強度43Bの部分はグレーで作成される。この作成された反射画像情報42は、検査対象物11の層数(例えば1層目)の情報と共に、信号処理装置29から表示装置35に出力されて表示される。オペレータは、1層目での欠陥の有無を確認できる。   The signal processing device 29 creates the reflected image information 42 (see FIG. 4) using the received intensity information in the two-dimensional plane including the received signal intensity 43 described above. The reflected image information 42 is also created using a gray scale. The part of the intensity 43A where the intensity is zero is created in black, and the part of the intensity 43B smaller than the largest intensity is created in gray. The created reflection image information 42 is output from the signal processing device 29 to the display device 35 and displayed together with information on the number of layers (for example, the first layer) of the inspection object 11. The operator can confirm the presence or absence of a defect in the first layer.

反射法による検査対象になる次の層構造物の層数が(N/2)層目より大きいかを判定する(ステップS4)。例えば、検査対象物11に含まれる層構造物の層数が4つある場合、上から数えて2層目の層構造物までは超音波センサ2Aを用いて反射法による検査が行われる。上から数えて3層目及び4層目の層構造物に対する超音波センサ2Aを用いた反射法による検査は行われない。   It is determined whether the number of layers of the next layer structure to be inspected by the reflection method is larger than the (N / 2) th layer (step S4). For example, when the number of layer structures included in the inspection object 11 is four, the second layer structure counted from the top is inspected by the reflection method using the ultrasonic sensor 2A. Inspection by the reflection method using the ultrasonic sensor 2A is not performed on the layer structure of the third layer and the fourth layer counted from the top.

ステップS4の判定が「NO」である場合は、焦点位置を1層下の次の層構造物の位置まで移動させる(ステップS5)。制御器28は、1層下の2層目の層構造物に焦点を合わせる遅延時間情報を遅延制御器33に出力する。   If the determination in step S4 is “NO”, the focal position is moved to the position of the next layer structure one layer below (step S5). The controller 28 outputs to the delay controller 33 delay time information for focusing on the second layer structure below the first layer.

ステップS3において、検査対象物11内の2層目の層構造物に焦点を合わせた、超音波センサ2Aを用いた反射法による超音波検査が実施される。すなわち、各送信遅延回路18は、遅延制御器33から励起信号及び遅延時間情報を入力し、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた各励起信号を出力する。これらの励起信号が入力された一部の圧電振動素子3Aのそれぞれから送信された各超音波は、検査対象物11内の2層目の層構造物に焦点が合わされる。検査対象物11の2層目の層構造物から反射された反射波はその一部の圧電振動素子3Aでそれぞれ受信され、一部の圧電振動素子3Aからそれぞれ受信信号が出力される。1層目の層構造物に焦点を合わせた場合と同様に、反射画像情報が作成される。この反射画像情報も表示装置35に表示される。   In step S3, the ultrasonic inspection by the reflection method using the ultrasonic sensor 2A focused on the second layer structure in the inspection object 11 is performed. That is, each transmission delay circuit 18 receives the excitation signal and the delay time information from the delay controller 33, and outputs each excitation signal delayed based on the input delay time information. Each ultrasonic wave transmitted from each of the partial piezoelectric vibrating elements 3 </ b> A to which these excitation signals are input is focused on the second layer structure in the inspection object 11. The reflected waves reflected from the second layer structure of the inspection object 11 are respectively received by a part of the piezoelectric vibration elements 3A, and reception signals are output from the part of the piezoelectric vibration elements 3A. Reflected image information is created in the same manner as when focusing on the first layer structure. This reflected image information is also displayed on the display device 35.

図1に示す検査対象物11は2層の層構造物を含んでいるので、上から1層目の層構造物に焦点を合わせた反射法による超音波検査が行われ、反射画像情報42が作成された後のステップS4では、判定が「YES」となる。   Since the inspection object 11 shown in FIG. 1 includes a two-layer structure, an ultrasonic inspection by a reflection method focusing on the first layer structure from the top is performed, and the reflection image information 42 is obtained. In step S4 after the creation, the determination is “YES”.

このため、下方に位置する超音波センサを用いて反射法を実施し、検査対象物の検査画像情報を作成する(ステップS6)。制御器28は、センサ指定指令に基づいて、下方に位置する超音波センサ2Bの全圧電振動素子3Bのうち透過法で述べたように一部の圧電振動素子3Bに対する励起信号、及び切替指令を出力する。制御器28は、一部の圧電振動素子3Bに対応する各遅延時間情報、及び上記の励起信号を遅延制御器33に出力し、上記した一部の圧電振動素子3Bに対応する各切替指令を切替制御器32に出力する。   For this reason, a reflection method is implemented using the ultrasonic sensor located below, and inspection image information of an inspection object is created (Step S6). Based on the sensor designation command, the controller 28 outputs excitation signals and switching commands for some of the piezoelectric transducer elements 3B as described in the transmission method among all the piezoelectric transducer elements 3B of the ultrasonic sensor 2B positioned below. Output. The controller 28 outputs each delay time information corresponding to a part of the piezoelectric vibration elements 3B and the above excitation signal to the delay controller 33, and outputs each switching command corresponding to the part of the piezoelectric vibration elements 3B. Output to the switching controller 32.

切替制御器32は、上記した一部の圧電振動素子3Bに接続されているそれぞれの前述の第1スイッチング回路を制御し、これらの圧電振動素子3Bを該当する送信遅延回路18にそれぞれ接続させる。また、切替制御器32は、前述の各第2スイッチング回路を制御し、該当するそれぞれの圧電振動素子3Bを該当するそれぞれの受信増幅器24に接続させる。   The switching controller 32 controls each of the first switching circuits connected to some of the piezoelectric vibration elements 3B described above, and connects these piezoelectric vibration elements 3B to the corresponding transmission delay circuit 18 respectively. Further, the switching controller 32 controls each of the above-described second switching circuits, and connects each corresponding piezoelectric vibration element 3 </ b> B to each corresponding receiving amplifier 24.

遅延制御器33から励起信号及び最も下方に位置するN層の層構造物(下方から1層目)に焦点を合わせる遅延時間情報を入力した各送信遅延回路18は、入力した遅延時間情報に基づいて遅延させた各励起信号を出力する。これらの励起信号を受信した一部の圧電振動素子3Bのそれぞれから送信される各超音波は、N層目の層構造物(本実施例では下から1層目の層構造物44(図5参照))に焦点が合わされる。検査対象物11から反射された反射波はその一部の圧電振動素子3Bでそれぞれ受信される。ステップS6においても、ステップS3と同様に、加算回路34で得られた、検査対象物11のX方向及びY方向の二次元平面における受信信号の超音波の波形及び強度の各情報が、信号処理装置29によって記憶装置30に記憶される。   Each transmission delay circuit 18 that has received the delay time information focusing on the excitation signal and the lowest layered N layer structure (the first layer from the bottom) from the delay controller 33 is based on the input delay time information. Each excitation signal delayed by the output is output. Each of the ultrasonic waves transmitted from each of the piezoelectric vibration elements 3B that have received these excitation signals is an N-th layer structure (in this embodiment, the first layer structure 44 from the bottom (FIG. 5). See))). The reflected waves reflected from the inspection object 11 are received by some of the piezoelectric vibration elements 3B. Also in step S6, as in step S3, each information of the waveform and intensity of the ultrasonic wave of the received signal on the two-dimensional plane in the X direction and Y direction of the inspection object 11 obtained by the adder circuit 34 is subjected to signal processing. It is stored in the storage device 30 by the device 29.

信号処理装置29は、記憶装置30に記憶された、反射波の受信信号の強度情報を基に、反射画像情報を作成する。超音波の焦点が形成される下から1層目の層構造物44の横断面において、図5に示す反射波の受信信号の強度47が得られる。検査対象物11の外側の領域50では、反射波がないため、圧電振動素子3Bから出力された受信信号の強度47Aはゼロになる。下から1層目の層構造物44の横断面には欠陥13が存在するため、欠陥13以外の検査対象物11の領域での受信信号の強度47Bは、検査対象物11により超音波が内部で反射する分だけ、強度47Aよりも大きくなる。超音波は欠陥13で最も反射されるので、欠陥13の領域での受信信号の強度47Cは最も大きくなる。   The signal processing device 29 creates reflected image information based on the intensity information of the reflected wave reception signal stored in the storage device 30. The intensity 47 of the received signal of the reflected wave shown in FIG. 5 is obtained in the cross section of the first layer structure 44 from the bottom where the ultrasonic focus is formed. Since there is no reflected wave in the region 50 outside the inspection object 11, the intensity 47A of the reception signal output from the piezoelectric vibration element 3B becomes zero. Since the defect 13 exists in the cross section of the first layer structure 44 from the bottom, the intensity 47B of the received signal in the region of the inspection object 11 other than the defect 13 is caused by the ultrasonic wave generated by the inspection object 11 inside. The intensity is greater than the intensity 47A by the amount reflected. Since the ultrasonic wave is most reflected by the defect 13, the intensity 47C of the received signal in the area of the defect 13 is the highest.

信号処理装置29は、上記した受信信号の強度47を含む二次元平面内での受信強度の情報を用いて、反射画像情報45(図5参照)を作成する。反射画像情報45もグレースケールで作成される。強度47Aの部分は黒、強度47Bの部分はグレー、及び強度47Cの部分は白で作成される。この作成された欠陥領域46を含む反射画像情報45は、検査対象物11の層数(例えば下から1層目)の情報と共に、信号処理装置29から表示装置35に出力されて表示される。オペレータは、2層目での欠陥の有無を確認できる。   The signal processing device 29 creates the reflected image information 45 (see FIG. 5) by using the received intensity information in the two-dimensional plane including the received signal intensity 47 described above. The reflected image information 45 is also created in gray scale. The portion with the intensity 47A is made black, the portion with the intensity 47B is gray, and the portion with the intensity 47C is white. The created reflection image information 45 including the defect area 46 is output from the signal processing device 29 to the display device 35 and displayed together with information on the number of layers of the inspection object 11 (for example, the first layer from the bottom). The operator can confirm the presence or absence of defects in the second layer.

反射法による検査対象になる次の層構造物の層数が(N/2)層目より小さいかを判定する(ステップS7)。図1に示す例では、下から1層目の次の層構造物は最も上の層構造物となるため、ステップS7の判定は「YES」となる。このため、超音波センサ2Bを用いた反射法の検査は終了する。以上により、透過法の後に行われる反射法による、検査対象物11を対象にした超音波検査が全て完了する。   It is determined whether the number of layers of the next layer structure to be inspected by the reflection method is smaller than the (N / 2) th layer (step S7). In the example shown in FIG. 1, the next layer structure in the first layer from the bottom is the uppermost layer structure, and therefore the determination in step S <b> 7 is “YES”. For this reason, the inspection of the reflection method using the ultrasonic sensor 2B ends. As described above, all ultrasonic inspections for the inspection object 11 by the reflection method performed after the transmission method are completed.

もし、検査対象物11が前述したように4層の層構造物を含んでいる場合には、ステップS7の判定は「NO」となる。この場合は、焦点位置を1層下の次の層構造物の位置まで移動させる(ステップS8)。制御器28は、1層上の下から2層目の層構造物に焦点を合わせる遅延時間情報を遅延制御器33に出力する。ステップS6の処理に戻って、下から2層目の層構造物に焦点を合わせた、超音波センサ2Bを用いた反射法による超音波検査が実施される。上記したと同様に、反射画像情報が作成される。その後において、ステップS7の判定が「YES」になったとき、上記したように超音波センサ2Bを用いた反射法の検査は終了する。   If the inspection object 11 includes a four-layer structure as described above, the determination in step S7 is “NO”. In this case, the focal position is moved to the position of the next layer structure one layer below (step S8). The controller 28 outputs, to the delay controller 33, delay time information for focusing on the second layer structure from the bottom on the first layer. Returning to the process of step S6, the ultrasonic inspection by the reflection method using the ultrasonic sensor 2B focused on the second layer structure from the bottom is performed. As described above, reflection image information is created. Thereafter, when the determination in step S7 is “YES”, the inspection of the reflection method using the ultrasonic sensor 2B ends as described above.

図2に示す処理が「終了」になったとき、信号処理装置29は、図1に示すように、表示装置35に受信した超音波の波形情報36及び反射画像情報45を表示する。また、図6に示すように、信号処理装置29は、透過画像情報38及び反射画像情報42,45を表示することも可能である。このように、透過画像情報38及び反射画像情報42,45を表示装置35に同時に表示することによって、オペレータが、透過画像情報に含まれる欠陥領域が、反射画像情報に含まれる欠陥領域と対応するのか否かを判別し易くしている。特に、透過画像情報38と並べて、上方の超音波センサ2Aを用いた反射法で得られた反射画像情報42及び下方の超音波センサ2Bを用いた反射法で得られた反射画像情報45を上下に配置している。このため、オペレータが、透過画像情報と反射画像情報における欠陥領域の対応を取りながら、欠陥の確認とその欠陥がどの層構造物に存在するのかを精度良く特定することができる。   When the processing shown in FIG. 2 is “finished”, the signal processing device 29 displays the received ultrasonic waveform information 36 and the reflected image information 45 on the display device 35 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6, the signal processing device 29 can also display the transmission image information 38 and the reflection image information 42 and 45. Thus, by displaying the transmission image information 38 and the reflection image information 42 and 45 on the display device 35 at the same time, the operator corresponds the defect area included in the transmission image information to the defect area included in the reflection image information. It is easy to determine whether or not. In particular, the reflection image information 42 obtained by the reflection method using the upper ultrasonic sensor 2 </ b> A and the reflection image information 45 obtained by the reflection method using the lower ultrasonic sensor 2 </ b> B are arranged vertically with the transmission image information 38. Is arranged. For this reason, the operator can accurately identify the defect structure and the layer structure in which the defect exists while taking correspondence between the defect area in the transmission image information and the reflection image information.

検査画像情報の表示に際して透過画像情報と反射画像情報を受信信号の強度で画像化した場合、原理的に欠陥領域の色が逆転してしまう。例えばグレースケールで画像化した場合には、透過画像情報では欠陥領域は黒く表示されるが、反射画像情報ではその領域は白く表示される。このため、例えば、透過画像情報における受信信号の強度に対する色情報の割り当てを反射画像情報と逆にすることによって、両情報の欠陥領域を同じ色にすることができ、両情報における欠陥領域の判別がし易くなる。   When the transmission image information and the reflection image information are imaged with the intensity of the reception signal when the inspection image information is displayed, the color of the defective area is reversed in principle. For example, when imaged in gray scale, the defect area is displayed in black in the transmission image information, but the area is displayed in white in the reflection image information. For this reason, for example, by reversing the color information allocation with respect to the intensity of the received signal in the transmitted image information to the reflected image information, the defect area of both information can be made the same color, and the defect area in both information It becomes easy to do.

本実施例は、内部に複数層の層構造物(例えば層構造物40,44)を有する検査対象物11に対して最初に透過法による超音波検査を実施しているので、検査対象物11に欠陥が存在しないことをより短時間に確認することができる。このため、複数の検査対象物11に対して実施する超音波検査に要する時間を短縮することができる。本実施例は、特に、検査対象物11に対して透過法による超音波検査を実施し、この検査により欠陥の存在が確認された検査対象物11に対して反射法による超音波検査を実施している。このため、複数の検査対象物11に対する、超音波検査に要する時間を短縮することができ、さらに、検査対象物11内の、欠陥が存在する層構造物を精度良く見つけることができる。   In this embodiment, since the ultrasonic inspection by the transmission method is first performed for the inspection object 11 having a plurality of layer structures (for example, the layer structures 40 and 44) therein, the inspection object 11 It can be confirmed in a shorter time that there is no defect. For this reason, it is possible to reduce the time required for the ultrasonic inspection performed on the plurality of inspection objects 11. In this embodiment, in particular, an ultrasonic inspection by the transmission method is performed on the inspection object 11, and an ultrasonic inspection by the reflection method is performed on the inspection object 11 in which the presence of a defect is confirmed by this inspection. ing. For this reason, it is possible to reduce the time required for the ultrasonic inspection for the plurality of inspection objects 11, and furthermore, it is possible to accurately find the layer structure in the inspection object 11 where a defect exists.

本実施例は、上記のように、欠陥が存在する層構造物、及びこの層構造物のどこに欠陥が存在するかを確認することができる。これにより、欠陥が存在する検査対象物である多層型半導体11の製造工程、具体的には欠陥が存在する層構造物の製造工程、さらには、この層構造物の欠陥が存在する部分の製造工程に異常が無かったかを容易にチェックすることができる。製造工程の該当箇所に異常が存在した場合には、使用している製造装置の該当箇所を修理することができ、以降に製造される多層型半導体11に欠陥が生じることを防止することができる。本実施例は、透過法の後に実施する反射法による超音波検査を、検査対象物11内の全ての層構造物に、順次、焦点を合わせて実施しているので、欠陥が存在する複数の層構造物を精度良く検出することができる。このため、これらの層構造物の製造工程の各異常の原因を容易に取り除くことができる。   In this embodiment, as described above, it is possible to confirm the layer structure in which the defect exists and where the defect exists in the layer structure. Thereby, the manufacturing process of the multilayer semiconductor 11 which is the inspection object in which the defect exists, specifically, the manufacturing process of the layer structure in which the defect exists, and further the manufacture of the portion in which the defect of the layer structure exists. It is possible to easily check whether there is no abnormality in the process. If there is an abnormality in the corresponding part of the manufacturing process, the corresponding part of the manufacturing apparatus being used can be repaired, and a defect can be prevented from occurring in the multilayer semiconductor 11 manufactured thereafter. . In this embodiment, since the ultrasonic inspection by the reflection method performed after the transmission method is sequentially focused on all the layer structures in the inspection object 11, a plurality of defects exist. The layer structure can be detected with high accuracy. For this reason, the cause of each abnormality of the manufacturing process of these layer structures can be removed easily.

本実施例は、反射法による超音波検査において、一方の超音波センサ(例えば超音波センサ2A)を用いて検査対象物11に超音波を送信することができると共に、一方の超音波センサによる超音波検査が終わった後、他方の超音波センサ(例えば超音波センサ2B)を用いて検査対象物11に超音波を送信することができる。このため、本実施例は、反射波の減衰を低減することができ、また、ノイズ重畳の影響も著しく低減することができる。これにより、得られる反射画像情報の精度が向上し、反射画像がより鮮明になる。反射波の減衰の低減及びノイズ重畳の影響の低減が得られる理由を、以下に説明する。反射法による超音波検査は、送信された超音波が欠陥で反射してから超音波センサの圧電振動素子に到達するまでに通過する、層構造物の数だけ反射及び透過が繰り返えされる。1つの超音波センサを用いた、反射法による超音波検査では、検査対象物11に設けられた層構造物の全層数だけ、反射及び透過が繰り返えされるので、超音波の受信信号強度が大幅に減衰する。また、超音波が通過する層構造物の層数が多い場合には、既に通過した層構造物での反射波が残存し、ノイズ成分として、検査対象層と同じ時間位置に重畳する。すなわち、検査対象物11内で上部の層構造物での多重反射波と下部の層構造物での反射波が重畳する。複数層の層構造物を有する検査対象物11では超音波の多重反射が起こるため、下部の層構造物ほど上部の層構造物での多重反射波が重畳してくる。したがって、下部の層構造物ほど超音波検査しにくくなる。
。しかしながら、本実施例は、2つの超音波センサを用い、一方の超音波センサにより検査対象物の上方からの超音波検査、他方の超音波センサにより検査対象物の下方からのその検査を行うので、1つの超音波センサからの超音波が反射及び透過を繰り返えす層数が減少する。したがって、本実施例は、受信信号の強度の減衰及びノイズ重畳の影響のそれぞれが低減される。
In the present embodiment, in the ultrasonic inspection by the reflection method, the ultrasonic wave can be transmitted to the inspection object 11 using one ultrasonic sensor (for example, the ultrasonic sensor 2A), and the ultrasonic wave by the one ultrasonic sensor is used. After the ultrasonic inspection is finished, ultrasonic waves can be transmitted to the inspection object 11 using the other ultrasonic sensor (for example, the ultrasonic sensor 2B). For this reason, the present embodiment can reduce the attenuation of the reflected wave, and can significantly reduce the influence of noise superposition. Thereby, the accuracy of the obtained reflected image information is improved, and the reflected image becomes clearer. The reason why the attenuation of the reflected wave and the effect of noise superposition can be reduced will be described below. In the ultrasonic inspection by the reflection method, reflection and transmission are repeated as many times as the number of layer structures that pass from when the transmitted ultrasonic wave is reflected by the defect to reach the piezoelectric vibration element of the ultrasonic sensor. In the ultrasonic inspection by the reflection method using one ultrasonic sensor, since reflection and transmission are repeated by the total number of layers of the layer structure provided on the inspection object 11, the received signal intensity of the ultrasonic wave Is significantly attenuated. In addition, when the number of layer structures through which ultrasonic waves pass is large, the reflected wave from the layer structure that has already passed through remains and is superimposed as a noise component at the same time position as the inspection target layer. That is, in the inspection object 11, the multiple reflected waves from the upper layer structure and the reflected waves from the lower layer structure are superimposed. In the inspection object 11 having a multi-layer structure, multiple reflections of ultrasonic waves occur, and therefore, multiple reflection waves from the upper layer structure are superimposed on the lower layer structure. Therefore, the lower layer structure is more difficult to be subjected to ultrasonic inspection.
. However, in this embodiment, two ultrasonic sensors are used, one ultrasonic sensor performs ultrasonic inspection from above the inspection object, and the other ultrasonic sensor performs inspection from below the inspection object. The number of layers in which ultrasonic waves from one ultrasonic sensor repeat reflection and transmission is reduced. Therefore, in this embodiment, each of the influence of the attenuation of the received signal strength and the noise superposition is reduced.

透過画像情報38に含まれる欠陥領域39の位置及びこの大きさ同じ欠陥領域が、ある層構造物に焦点を合わせて得られた反射画像情報に存在するとき、焦点を合わせて超音波検査を行っていない層構造物が存在しても、反射法による超音波検査を終了することも可能である。これによって、検査対象物11に対する超音波検査の時間をさらに短縮することができる。   When a defect area 39 having the same position and the same size as the defect area 39 included in the transmission image information 38 is present in the reflected image information obtained by focusing on a certain layer structure, the ultrasonic inspection is performed with the focus on. Even if there is a non-existing layer structure, the ultrasonic inspection by the reflection method can be finished. Thereby, the time of the ultrasonic inspection with respect to the test object 11 can further be shortened.

本発明の他の実施例である超音波検査方法を、図7を用いて以下に説明する。本実施例の超音波検査方法に用いられる超音波検査装置1Aを図7に基づいて説明する。超音波検査装置1Aは、探傷装置2、送信受信装置16A,16B、制御装置26及び表示装置35を備えている。探傷装置2及び制御装置26の構成は、実施例1の超音波検査装置1のそれらと同じである。超音波検査装置1Aは、超音波検査装置1の送信受信装置16を送信受信装置16A,16Bに替えた構成を有する。送信受信装置16Aは超音波センサ2A専用の装置であり、送信受信装置16Bは超音波センサ2B専用の装置である。   An ultrasonic inspection method according to another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. An ultrasonic inspection apparatus 1A used in the ultrasonic inspection method of the present embodiment will be described with reference to FIG. The ultrasonic inspection apparatus 1A includes a flaw detection apparatus 2, transmission / reception apparatuses 16A and 16B, a control apparatus 26, and a display apparatus 35. The configurations of the flaw detection apparatus 2 and the control apparatus 26 are the same as those of the ultrasonic inspection apparatus 1 of the first embodiment. The ultrasonic inspection apparatus 1A has a configuration in which the transmission / reception apparatus 16 of the ultrasonic inspection apparatus 1 is replaced with transmission / reception apparatuses 16A and 16B. The transmission / reception device 16A is a device dedicated to the ultrasonic sensor 2A, and the transmission / reception device 16B is a device dedicated to the ultrasonic sensor 2B.

送信受信装置16Aはパルサ17A及びレシーバ21Aを有する。パルサ17Aは、送信遅延回路18A、送信切替回路19A及び送信増幅器20Aを有する。送信切替回路19Aは、複数の第1スイッチング回路を有するマルチプレクサ(またはクロスポイントスイッチ)を用いる。レシーバ21Aは、受信切替回路25A、受信増幅器24A、A/D変換器23A及び遅延メモリ22Aを有する。受信切替回路25Aは、複数の第2スイッチング回路を有するマルチプレクサ(またはクロスポイントスイッチ)を用いる。   The transmission / reception device 16A includes a pulser 17A and a receiver 21A. The pulser 17A includes a transmission delay circuit 18A, a transmission switching circuit 19A, and a transmission amplifier 20A. The transmission switching circuit 19A uses a multiplexer (or a crosspoint switch) having a plurality of first switching circuits. The receiver 21A includes a reception switching circuit 25A, a reception amplifier 24A, an A / D converter 23A, and a delay memory 22A. The reception switching circuit 25A uses a multiplexer (or a crosspoint switch) having a plurality of second switching circuits.

送信受信装置16Bはパルサ17B及びレシーバ21Bを有する。パルサ17Bは、送信遅延回路18B、送信切替回路19B及び送信増幅器20Bを有する。送信切替回路19Bは複数の第1スイッチング回路を有するマルチプレクサ(またはクロスポイントスイッチ)を用いる。レシーバ21Bは、受信切替回路25B、受信増幅器24B、A/D変換器23B及び遅延メモリ22Bを有する。受信切替回路25Bは、複数の第2スイッチング回路を有するマルチプレクサ(またはクロスポイントスイッチ)を用いる。   The transmission / reception device 16B includes a pulser 17B and a receiver 21B. The pulser 17B includes a transmission delay circuit 18B, a transmission switching circuit 19B, and a transmission amplifier 20B. The transmission switching circuit 19B uses a multiplexer (or crosspoint switch) having a plurality of first switching circuits. The receiver 21B includes a reception switching circuit 25B, a reception amplifier 24B, an A / D converter 23B, and a delay memory 22B. The reception switching circuit 25B uses a multiplexer (or a crosspoint switch) having a plurality of second switching circuits.

パルサ16A,16Bにそれぞれ含まれる各構成要素の接続状態は、実施例1におけるパルサ16に含まれる各構成要素の接続状態と同じである。レシーバ17A,17Bにそれぞれ含まれる各構成要素の接続状態は、実施例1におけるレシーバ17に含まれる各構成要素の接続状態と同じである。送信遅延回路18A、送信切替回路19Aの第1スイッチング回路、送信増幅器20A、受信切替回路25Aの第2スイッチング回路、受信増幅器24A、A/D変換器23A及び遅延メモリ22Aは、圧電振動素子3Bと同じ数だけ存在する。送信遅延回路18B、送信切替回路19Bの第1スイッチング回路、送信増幅器20B、受信切替回路25Bの第2スイッチング回路、受信増幅器24B、A/D変換器23B及び遅延メモリ22Bは、圧電振動素子3Bと同じ数だけ設けられている。   The connection state of each component included in each of the pulsars 16A and 16B is the same as the connection state of each component included in the pulsar 16 in the first embodiment. The connection state of each component included in each of the receivers 17A and 17B is the same as the connection state of each component included in the receiver 17 in the first embodiment. The transmission delay circuit 18A, the first switching circuit of the transmission switching circuit 19A, the transmission amplifier 20A, the second switching circuit of the reception switching circuit 25A, the reception amplifier 24A, the A / D converter 23A, and the delay memory 22A include the piezoelectric vibration element 3B. There are the same number. The transmission delay circuit 18B, the first switching circuit of the transmission switching circuit 19B, the transmission amplifier 20B, the second switching circuit of the reception switching circuit 25B, the reception amplifier 24B, the A / D converter 23B, and the delay memory 22B include the piezoelectric vibration element 3B. The same number is provided.

切替制御器32は、送信切替回路19A,19Bに含まれるそれぞれの第1スイッチング回路を実施例1における第1スイッチング回路と同様に制御する。また、切替制御器32は、受信切替回路25A,25Bに含まれるそれぞれの第2スイッチング回路を実施例1における第2スイッチング回路と同様に制御する。遅延制御器33は、励起信号及び遅延時間情報を各送信遅延回路18A及び各送信遅延回路18Bに出力する。加算回路34は、各遅延メモリ22A及び各遅延メモリ22Bから遅延時間情報を付与されたそれぞれのディジタル信号を入力する。   The switching controller 32 controls the first switching circuits included in the transmission switching circuits 19A and 19B in the same manner as the first switching circuit in the first embodiment. The switching controller 32 controls the second switching circuits included in the reception switching circuits 25A and 25B in the same manner as the second switching circuit in the first embodiment. The delay controller 33 outputs the excitation signal and the delay time information to each transmission delay circuit 18A and each transmission delay circuit 18B. The adder circuit 34 inputs the respective digital signals to which the delay time information is given from each delay memory 22A and each delay memory 22B.

各送信増幅器20A及び受信切替回路25Aの各第2スイッチング回路は、それぞれの圧電振動素子3Bに一つずつ接続される。各送信増幅器20B及び受信切替回路25Bの各第2スイッチング回路も、それぞれの圧電振動素子3Aに一つずつ接続される。   Each second switching circuit of each transmission amplifier 20A and reception switching circuit 25A is connected to each piezoelectric vibration element 3B one by one. Each second switching circuit of each transmission amplifier 20B and reception switching circuit 25B is also connected to each piezoelectric vibration element 3A one by one.

超音波検査装置1Aを用いた本実施例の超音波検査方法も、検査対象物11を対象に図2に示す各手順を実行する。本実施例の超音波検査方法が実施例1における超音波検査方法と異なる点は、圧電振動素子3Bから超音波を送信する場合にはパルサ16Aが用いられ、圧電振動素子3Bの受信信号の処理にはレシーバ21Aが用いられる。また、圧電振動素子3Aから超音波を送信する場合にはパルサ16Bが用いられ、圧電振動素子3Aの受信信号の処理にはレシーバ21Bが用いられる。   The ultrasonic inspection method of the present embodiment using the ultrasonic inspection apparatus 1A also executes each procedure shown in FIG. The ultrasonic inspection method of the present embodiment is different from the ultrasonic inspection method of the first embodiment in that a pulser 16A is used when ultrasonic waves are transmitted from the piezoelectric vibration element 3B, and the received signal processing of the piezoelectric vibration element 3B is performed. For this, a receiver 21A is used. Further, when transmitting ultrasonic waves from the piezoelectric vibration element 3A, the pulsar 16B is used, and the receiver 21B is used for processing the reception signal of the piezoelectric vibration element 3A.

本実施例も、実施例1で生じる効果を得ることができる。しかしながら、本実施例は、送信受信装置16A,16Bをそれぞれ設けているので、実施例1よりも送信受信装置が大きくなる。   Also in this embodiment, the effect produced in the first embodiment can be obtained. However, since the transmission / reception devices 16A and 16B are provided in this embodiment, the transmission / reception device is larger than that in the first embodiment.

本発明の好適な一実施例である実施例1の超音波検査装置の構成図である。It is a block diagram of the ultrasonic inspection apparatus of Example 1 which is one suitable Example of this invention. 図1に示す超音波検査装置を用いて実施される本発明の好適な一実施例である超音波検査方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the ultrasonic inspection method which is a suitable Example of this invention implemented using the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 図1に示す超音波検査装置で得られた透過した超音波の受信信号強度及び作成された透過画像情報を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the received signal intensity | strength of the transmitted ultrasonic wave obtained with the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 1, and the produced transmission image information. 図1に示す超音波検査装置の上方の超音波センサで得られた反射した超音波の受信信号強度及び作成された反射画像情報を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the received signal intensity | strength of the reflected ultrasonic wave obtained with the ultrasonic sensor above the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 1, and the produced reflected image information. 図1に示す超音波検査装置の下方の超音波センサで得られた反射した超音波の受信信号強度及び作成された反射画像情報を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the received signal intensity | strength of the reflected ultrasonic wave obtained with the ultrasonic sensor of the downward direction of the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 1, and the produced reflected image information. 図1に示す超音波検査装置の表示装置に表示された表示情報の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display information displayed on the display apparatus of the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 本発明の他の実施例である実施例2の超音波検査装置の構成図である。It is a block diagram of the ultrasonic inspection apparatus of Example 2 which is another Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A…超音波検査装置、2…探傷装置、2A,2B…アレイ型超音波センサ、3A,3B…圧電振動素子、4…走査装置、6…Y方向移動装置、7,8…Z方向移動装置、9…X方向移動装置、10…支持部材、11…検査対象物、12…焦点、13…欠陥、16,16A,16B…送信受信装置、17,17A,17B…パルサ、18,18A,18B…送信遅延回路、19,19A,19B…送信切替回路、21,21A,21B…レシーバ、22,22A,22B…遅延メモリ、25,25A,25B…受信切替回路、26…制御装置、28…制御器、29…信号処理装置、31…走査制御器、32…切替制御器、33…遅延制御器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Ultrasonic inspection apparatus, 2 ... Flaw detection apparatus, 2A, 2B ... Array type ultrasonic sensor, 3A, 3B ... Piezoelectric vibration element, 4 ... Scanning device, 6 ... Y direction moving device, 7, 8 ... Z direction Moving device, 9 ... X-direction moving device, 10 ... Support member, 11 ... Inspection object, 12 ... Focus, 13 ... Defect, 16, 16A, 16B ... Transmitting / receiving device, 17, 17A, 17B ... Pulser, 18, 18A , 18B ... transmission delay circuit, 19, 19A, 19B ... transmission switching circuit, 21, 21A, 21B ... receiver, 22, 22A, 22B ... delay memory, 25, 25A, 25B ... reception switching circuit, 26 ... control device, 28 , A controller, 29, a signal processing device, 31, a scanning controller, 32, a switching controller, 33, a delay controller.

Claims (8)

第1アレイ型超音波センサ及び第2アレイ型超音波センサを、複数の層構造物を有する検査対象物を挟んで互いに向かい合って配置し、前記第1アレイ型超音波センサ及び前記第2アレイ型超音波センサのうちの一方の超音波センサから前記検査対象物に超音波を送信し、前記検査対象物を透過した前記超音波を前記第2アレイ型超音波センサ及び前記第2アレイ型超音波センサのうちの他方の超音波センサで受信し、前記他方の超音波センサから出力された第1受信信号を基に第1画像情報を作成し、前記第1画像情報に基づいて前記検査対象物内の欠陥が見つかったとき、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信を同一の前記超音波センサにて行い、この超音波センサから出力される第2受信信号を基に第2画像情報を作成することを特徴とする超音波検査方法。   The first array type ultrasonic sensor and the second array type ultrasonic sensor are arranged to face each other across the inspection object having a plurality of layer structures, and the first array type ultrasonic sensor and the second array type An ultrasonic wave is transmitted from one of the ultrasonic sensors to the inspection object, and the ultrasonic wave transmitted through the inspection object is used as the second array type ultrasonic sensor and the second array type ultrasonic wave. First image information is generated based on a first reception signal received by the other ultrasonic sensor of the sensors and output from the other ultrasonic sensor, and the inspection object is based on the first image information. When an internal defect is found, transmission of ultrasonic waves to the inspection object and reception of the ultrasonic waves reflected from the inspection object are performed by the same ultrasonic sensor and output from the ultrasonic sensor. 2nd receiving Ultrasonic inspection method characterized by creating a second image information based on the signal. 前記同一の超音波センサの複数の振動子から送信されるそれぞれの超音波を前記層構造物に集束させ、反射した超音波を前記複数の振動子で受信し、それぞれの振動子から前記第2受信信号を出力する請求項1に記載の超音波検査方法。   The ultrasonic waves transmitted from the plurality of transducers of the same ultrasonic sensor are focused on the layer structure, the reflected ultrasonic waves are received by the plurality of transducers, and the second waves are received from the respective transducers. The ultrasonic inspection method according to claim 1, wherein a reception signal is output. 前記第1画像情報及び前記第2画像情報を表示装置に表示する請求項1または請求項2に記載の超音波検査方法。   The ultrasonic inspection method according to claim 1, wherein the first image information and the second image information are displayed on a display device. 前記同一の超音波センサが、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信を行う前記第1アレイ型超音波センサ、及び、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信を行う前記第2アレイ型超音波センサであり、前記第1アレイ型超音波センサから出力される前記第2受信信号を基に前記第2画像情報である第1反射画像情報を作成し、前記第2アレイ型超音波センサから出力される前記第2受信信号を基に前記第2画像情報である第2反射画像情報を作成する請求項1に記載の超音波検査方法。   The same ultrasonic sensor transmits the ultrasonic wave to the inspection object and receives the ultrasonic wave reflected from the inspection object, and to the inspection object The second array-type ultrasonic sensor that transmits the ultrasonic wave and receives the ultrasonic wave reflected from the inspection object, and outputs the second received signal output from the first array-type ultrasonic sensor. First reflection image information that is the second image information is created based on the second reception signal that is output from the second array-type ultrasonic sensor, and second reflection image information that is the second image information. The ultrasonic inspection method according to claim 1, wherein: 前記第1アレイ型超音波センサの複数の第1振動子から送信されるそれぞれの超音波を前記層構造物に集束させ、反射した超音波を前記複数の第1振動子で受信し、それぞれの第1振動子から前記第2受信信号を出力し、
前記第2アレイ型超音波センサの複数の第2振動子から送信されるそれぞれの超音波を他の前記層構造物に集束させ、反射した超音波を前記複数の第2振動子で受信し、それぞれの第2振動子から前記第2受信信号を出力する請求項4に記載の超音波検査方法。
The ultrasonic waves transmitted from the plurality of first transducers of the first array type ultrasonic sensor are focused on the layer structure, and the reflected ultrasonic waves are received by the plurality of first transducers. Outputting the second received signal from the first vibrator;
Focusing each ultrasonic wave transmitted from the plurality of second transducers of the second array type ultrasonic sensor on the other layer structure, and receiving the reflected ultrasonic waves by the plurality of second transducers; The ultrasonic inspection method according to claim 4, wherein the second reception signal is output from each second transducer.
前記複数の第1振動子から送信されるそれぞれの超音波を集束させる前記層構造物の数は、前記検査対象物内の複数の前記層構造物のうち前記第1振動子側からの所定数であり、前記複数の第2振動子から送信されるそれぞれの超音波を集束させる前記層構造物の数は、前記検査対象物内の残りの前記層構造物の数である請求項5に記載の超音波検査方法。   The number of the layer structures for focusing the ultrasonic waves transmitted from the plurality of first vibrators is a predetermined number from the first vibrator side among the plurality of layer structures in the inspection object. The ultrasonic inspection method according to claim 5, wherein the number of the layer structures for focusing the respective ultrasonic waves transmitted from the plurality of second transducers is the number of the remaining layer structures in the inspection object. 前記第1画像情報、前記第1反射画像情報及び前記第2反射画像情報を表示装置に表示する請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の超音波検査方法。   The ultrasonic inspection method according to claim 4, wherein the first image information, the first reflected image information, and the second reflected image information are displayed on a display device. 複数の第1振動子を有する第1アレイ型超音波センサと、複数の第2振動子を有する第2アレイ型超音波センサと、
複数の遅延装置と、前記遅延装置と前記第1振動子の第1接続状態と、前記遅延装置と前記第2振動子の第2接続状態を切替える複数の第1スイッチング装置を含む第1切替装置を有し、前記第1スイッチング装置の切替操作によって前記遅延装置に接続された、前記第1振動子及び前記第2振動子のうちの1つの振動子に送信信号を送信するパルサと、
複数の遅延メモリと、前記遅延メモリと前記第1振動子の第3接続状態と、前記遅延メモリと前記第2振動子の第4接続状態を切替える複数の第2スイッチング装置を含む第2切替装置を有するレシーバと、
複数の層構造物を有する検査対象物を挟んで互いに向かい合って配置される前記第1振動子及び前記第2振動子のうち送信用として用いる一方の振動子を前記遅延装置に接続するように前記第1スイッチング装置を制御し、前記第1振動子及び前記第2振動子のうち受信用として用いる他方の振動子を前記遅延メモリに接続するように前記第2スイッチング装置を制御し、
送信用の前記一方の振動子に受信される送信信号を複数の前記遅延装置にそれぞれ出力し、前記遅延装置及び前記遅延メモリに遅延時間情報を出力し、及び
前記検査対象物に欠陥が存在する場合に、前記検査対象物への超音波の送信及び前記検査対象物から反射される前記超音波の受信の両方を行う、前記第1振動子及び前記第2振動子のうちの一方の振動子が、前記遅延装置及び前記遅延メモリにそれぞれ接続されるように前記第1スイッチング装置及び前記第2スイッチング装置を制御する制御装置と、
受信用の前記他方の振動子から出力される第1受信信号を基づいて得られる第1の情報を用いて第1画像情報を作成し、送信及び受信を行う前記一方の振動子から出力される第2受信信号に基づいて得られる第2の情報を用いて第2画像情報を作成する画像情報作成装置とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。
A first array-type ultrasonic sensor having a plurality of first transducers; a second array-type ultrasonic sensor having a plurality of second transducers;
A first switching device including a plurality of delay devices, a first connection state of the delay device and the first vibrator, and a plurality of first switching devices for switching a second connection state of the delay device and the second vibrator. And a pulser for transmitting a transmission signal to one of the first vibrator and the second vibrator connected to the delay device by a switching operation of the first switching device,
A second switching device including a plurality of delay memories, a third connection state of the delay memory and the first transducer, and a plurality of second switching devices for switching a fourth connection state of the delay memory and the second transducer. A receiver having
One of the first vibrator and the second vibrator arranged opposite to each other with an inspection object having a plurality of layer structures sandwiched therebetween is connected to the delay device so as to be connected to the delay device. Controlling the first switching device, controlling the second switching device to connect the other transducer used for reception among the first transducer and the second transducer to the delay memory;
A transmission signal received by the one transducer for transmission is output to each of the plurality of delay devices, delay time information is output to the delay device and the delay memory, and a defect exists in the inspection object In this case, one of the first vibrator and the second vibrator that transmits both the ultrasonic waves to the inspection object and receives the ultrasonic waves reflected from the inspection object. A control device for controlling the first switching device and the second switching device so as to be respectively connected to the delay device and the delay memory;
First image information is generated using first information obtained based on the first reception signal output from the other transducer for reception, and is output from the one transducer that performs transmission and reception. An ultrasonic inspection apparatus comprising: an image information creation device that creates second image information using second information obtained based on a second received signal.
JP2007012432A 2007-01-23 2007-01-23 Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus Expired - Fee Related JP4700015B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007012432A JP4700015B2 (en) 2007-01-23 2007-01-23 Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007012432A JP4700015B2 (en) 2007-01-23 2007-01-23 Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008180523A JP2008180523A (en) 2008-08-07
JP4700015B2 true JP4700015B2 (en) 2011-06-15

Family

ID=39724540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007012432A Expired - Fee Related JP4700015B2 (en) 2007-01-23 2007-01-23 Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4700015B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5299128B2 (en) * 2009-07-01 2013-09-25 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic equipment
JP5736719B2 (en) * 2010-10-19 2015-06-17 富士通株式会社 Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus
JP5915182B2 (en) * 2012-01-06 2016-05-11 日産自動車株式会社 Aerial ultrasonic flaw detector
CN103033566B (en) * 2012-12-31 2015-01-21 爱德森(厦门)电子有限公司 Automatic detecting device for spread angle of ultrasonic probe
CN105849549B (en) * 2013-12-23 2019-01-11 Posco公司 Detect the ultrasonic detecting equipment and method of steel plate defect
RU2666159C2 (en) * 2015-06-16 2018-09-06 Закрытое акционерное общество "ЦЕНТР ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АППАРАТУРЫ" (ЗАО "ЦПТА") Device of integrated automated non-destructive quality control of multilayer products
JP6668866B2 (en) * 2016-03-24 2020-03-18 三菱マテリアル株式会社 Ultrasonic inspection apparatus for power module substrate and ultrasonic inspection method for power module substrate
US10126122B2 (en) * 2016-04-14 2018-11-13 The Boeing Company Ultrasonic inspection of wrinkles in composite objects
JP2021043012A (en) 2019-09-09 2021-03-18 キオクシア株式会社 Inspection device
CN113466342B (en) * 2021-07-13 2022-05-06 西安交通大学 Interlayer damage imaging method for multilayer metal composite plate

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6256809A (en) * 1985-09-05 1987-03-12 Yuasa Battery Co Ltd Internal inspecting method for lead battery
JPH04265855A (en) * 1991-02-20 1992-09-22 Kawasaki Steel Corp Method and apparatus for evaluating bonded state of ceramics metal laminated substrate
JPH05220146A (en) * 1992-02-14 1993-08-31 Shimadzu Corp Ultrasonic transmission inspecting device
JPH05237108A (en) * 1992-02-27 1993-09-17 Shimadzu Corp Ultrasonic transmission inspecting instrument
JPH07260747A (en) * 1994-03-22 1995-10-13 Kawasaki Steel Corp Method and device for ultrasonic flaw detection

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008180523A (en) 2008-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4700015B2 (en) Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus
JP4564286B2 (en) 3D ultrasonic imaging device
JP5355660B2 (en) Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection apparatus
JP5279090B2 (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
WO2010001853A1 (en) 3d ultrasonographic device
JP6905422B2 (en) Ultrasonic probe, ultrasonic flaw detector and method
JP5028388B2 (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and method
JP5593208B2 (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method
JP2006308566A (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
JP4644621B2 (en) Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus
JP2004279144A (en) Ultrasonic inspection method and device
JP2011053126A (en) Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection device
CN115362388A (en) Ultrasound probe with row and column addressed array
JP2014023022A (en) Array type ultrasonic probe and ultrasonic inspection device using the same
JP4576281B2 (en) Ultrasonic inspection method
JP2007178186A (en) Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection apparatus
JP5521224B2 (en) Ultrasonic probe, ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic inspection method using the same
JP2011137768A (en) Ultrasonic array sensor and ultrasonic measuring method
JP2008003014A (en) Ultrasonic inspection method and device
JP7180494B2 (en) Ultrasonic flaw detector and ultrasonic flaw detection method
JPH11316215A (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and method
JP2018100852A (en) Ultrasonic inspection device, ultrasonic inspection method and joint block material manufacturing method
WO2023032597A1 (en) Ultrasonic inspection method, ultrasonic inspection device, and program
JP2008510977A (en) System for forming ultrasound images by transmission using at least one piezoelectric film
JP5709357B2 (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081027

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4700015

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees