JP5197717B2 - 薄板検査装置 - Google Patents
薄板検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5197717B2 JP5197717B2 JP2010249556A JP2010249556A JP5197717B2 JP 5197717 B2 JP5197717 B2 JP 5197717B2 JP 2010249556 A JP2010249556 A JP 2010249556A JP 2010249556 A JP2010249556 A JP 2010249556A JP 5197717 B2 JP5197717 B2 JP 5197717B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement object
- vibration
- sound
- pressure level
- crack
- 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
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
(薄板検査装置100の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る薄板検査装置100の概略構成図である。以下、図1を参照しながら、薄板検査装置100の構成について説明する。また、図1を含め、以下の図面においては、各構成部材同士の大きさの関係を限定するものではなく、実際のものとは異なる場合がある。
なお、超音波発生部20は、本発明の「加振部」に相当する。
なお、この支持手段21によって、測定対象物50を下から支持するために、錐状突起部17及び振動緩衝部18はそれぞれ3つ以上備えているものとすればよい。
また、それぞれ感度の異なる音検出装置14を複数設けるものとしてもよく、この場合、測定対象物50に存在するクラックの大きさを、ある程度把握できることができる。
図2は、本発明の実施の形態1に係る薄板検査装置100において検査対象となる測定対象物50の振動の原理の説明図であり、図3は、同測定対象物50が振動によって異音を発生する原理の説明図であり、そして、図4は、同測定対象物50から発生する音のFFT処理後の波形の例を示すものである。以下、図2〜図4を参照しながら、薄板検査装置100によるクラック検知動作について説明する。
(2)45kHzを超えると周波数が大き過ぎて、十分な振幅が得られないため、音圧レベルが低下することになる。
測定対象物50によって、振動するのに必要なエネルギーは異なるが、測定対象物50が、例えば、半導体ウェハ又は太陽電池用セルである場合、その振動には130dB以上の音圧レベルが必要であることがわかっている。そこで、本実施の形態に係る薄板検査装置100における超音波発生部20は、130dB以上の音圧レベルの超音波が発生できるように構成されている。前述したように、振動板12から放射される超音波は、空気中にゆらぎを発生させ、超音波の波長に伴って、空気中に音圧(気圧)の「疎」の部分(減圧される部分)と「密」の部分(加圧される部分)とを生成する。つまり、「疎」の部分から「密」の部分に向かって空気の移動が発生する。これによって、支持手段21上に載置された測定対象物50は、振動板12から放射される超音波の音圧によって浮力を得て、測定対象物50にかかる重力とその浮力とのバランスによって、その全体が振動することになる。この場合、振動板12は、測定対象物50の上面、すなわち、測定対象物50における振動板12と対向する面が「密」の部分と近くなるように設置する必要がある。これは、測定対象物50における振動板12と対向する面と反対側の面が「密」の部分に近いと、測定対象物50において重力方向に空気の移動が発生するため、測定対象物50は、支持手段21に押し付けられる状態となり、測定対象物50の振動は抑制されてしまうためである。
Cs=√[E/{ρ・2(1+σ)}] (2)
(Cp:縦波の伝播速度、Cs:横波の伝播速度、E:ヤング率、ρ:密度、σ:ポアソン比)
前述のように、測定対象物50が発生する音は、クラック有無判断部22における音検出装置14によって検出される。音検出装置14によって検出された音情報は、音響エネルギー解析部15に送信される。音響エネルギー解析部15は、この音情報をFFT処理し、音の音圧レベルを周波数の関数に変換する。このFFT処理によって、測定対象物50からの音が有する様々な周波数成分において、それぞれの周波数成分の音圧レベルの大小がわかるようになる。図4は、この音響エネルギー解析部15によってFFT処理された周波数の関数である音圧レベルの波形を示すものである。この図4のうち、図4(a)は、測定対象物50にクラックがない場合の音圧レベルの波形を示し、図4(b)は、測定対象物50にクラックがある場合の音圧レベルの波形を示すものである。この図4においては、横軸が振動周波数[Hz]を示し、縦軸がレスポンス(音圧レベル)[dB]を示している。
図5は、本発明の実施の形態1に係る薄板検査装置100における音響エネルギー解析部15によってFFT処理された音圧レベル波形の、測定対象物50の変位量Δr2の変動に伴う変化を示す図である。
図5で示される実線の音圧レベルの波形は、測定対象物50の変位量Δr2が最小値である場合のものであり、そして、破線の音圧レベルの波形は、変位量Δr2が最大値である場合のものである。図5で示されるように、変位量Δr2が最小値である場合の音圧レベルの波形も、最大値である場合の音圧レベルの波形も、その発振周波数Fsは共通であり、変位量Δr2の変動に影響を受けない。したがって、測定対象物50におけるクラックの有無の検知範囲を、図5で示されるように、例えば、変位量Δr2の変動に伴う音圧レベル波形の変化部分とは異なる周波数帯域における検知範囲cとした場合、音響エネルギー解析部15による測定対象物50におけるクラックの有無の検知動作は、変位量Δr2の変動によって影響を受けない。すなわち、音響エネルギー解析部15は、測定対象物50の変位量Δr2の変動に関わらず、クラックの有無の検知が可能となる。
図6は、本発明の実施の形態1に係る薄板検査装置100における音響エネルギー解析部15によってFFT処理された音圧レベルの平均値の、測定対象物50の変位量Δr2の変動に伴う変化を示す図である。
測定対象物50の変位量Δr2については、その形状等によってバラツキがあり、この変位量Δr2のいかなる値(すなわち最小値と最大値との間の範囲)においても、クラックを有する測定対象物50の音圧レベルの平均値は、クラックのない良品の測定対象物50の音圧レベルの平均値よりも上回っている。すなわち、測定対象物50の形状等のバラツキ等に起因して変位量Δr2が変動しても、例えば、前述の閾値を図4で示される線Pとしても、音響エネルギー解析部15によるクラックの有無の検知が可能であることがわかる。
以上の構成及び動作のように、振動板12の振動によって、測定対象物50全体に縦波を主とする均一な振動による音波を与えることができ、測定対象物50の形状及び支持手段21の設置位置に関わらず、測定対象物50のクラックの有無の検知について安定した測定が可能となる。
Claims (10)
- 先端が錐状に成形され板状の測定対象物が載置される突起部と、前記測定対象物と前記突起部との間に生じる衝突を抑制するように前記突起部を支える振動緩衝部と、前記振動緩衝部を設置するための設置台とから成る支持部と、
前記測定対象物との間に空気層を介して、該測定対象物に向かって音波を放射し、該音波によって該測定対象物を振動させる加振部と、
前記測定対象物が振動することによって発生する音を検出し、その音情報に基づいて、前記測定対象物のクラックの有無を検知するクラック有無判断部と、
を備え、
前記加振部は、前記測定対象物の前記加振部と対向している面と略垂直方向に前記測定対象物全体を振動させる
ことを特徴とする薄板検査装置。 - 前記加振部は、前記測定対象物に対向し、振動することによって前記測定対象物に向かって音波を放射する振動板と、圧電素子を有し、該圧電素子の振動を前記振動板に伝播させる振動部と、前記圧電素子にパルス電圧を印加して該圧電素子を振動させる発振部と、を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の薄板検査装置。 - 前記振動板と前記振動部との間に設置され、前記振動部から前記振動板に向かって徐々に径が小さくなる円錐台形状に形成されたホーンを備え、
該ホーンは、前記振動部から発生する振動を増幅させて、該振動を前記振動板に伝播させることを特徴とする請求項2記載の薄板検査装置。 - 前記振動板の板面積は、前記測定対象物の板面積よりも大きいことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の薄板検査装置。
- 前記振動板は、放射する音波によって該振動板と前記測定対象物との間の空気層において生成される気圧が高い部分及び低い部分のうち、気圧が高い部分が前記測定対象物の前記振動板に対向する面側近傍に位置するように音波を放射する
ことを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の薄板検査装置。 - 前記振動板が放射する音波は、15kHz以上45kHz以下の超音波であることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載の薄板検査装置。
- 前記クラック有無判断部は、前記測定対象物からの前記音情報に対して、FFT処理を実施して前記音情報の音圧レベルを周波数の関数である音圧レベル波形に変換し、所定の閾値と前記音圧レベル波形における音圧レベルの大きさとを比較することによって、前記測定対象物のクラックの有無を検知することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の薄板検査装置。
- 前記クラック有無判断部は、前記測定対象物の前記音圧レベル波形のうち発振周波数に相当するピーク波形部分を除いた波形部分において、クラックが有る前記測定対象物の特定の周波数範囲の音圧レベルの平均値を算出し、該平均値を前記閾値とし、
前記測定対象物の前記音圧レベル波形のうち、発信周波数に相当するピーク波形部分を除いた波形部分において、前記閾値より大きい音圧レベルが存在する場合、前記測定対象物においてクラックがあると判定する
ことを特徴とする請求項7に記載の薄板検査装置。 - 前記クラック有無判断部は、前記測定対象物の前記音圧レベル波形のうち発振周波数に相当するピーク波形部分を除いた波形部分において、クラックが有る前記測定対象物の特定の周波数範囲の音圧レベルの平均値を算出し、該平均値を前記閾値とし、
前記クラック有無判断部は、前記測定対象物の前記音圧レベル波形のうち、該測定対象物の変位量の変動に伴って該音圧レベル波形形状が変化する発振周波数近傍の波形部分に対応する周波数領域を除いた周波数領域において、前記閾値に基づいて前記測定対象物のクラックの有無を検知する
ことを特徴とする請求項7に記載の薄板検査装置。 - 前記クラック有無判断部によってもとめられた前記測定対象物の前記音圧レベル波形、及び、該測定対象物のクラックの有無の検知結果を表示する表示装置を備えた
ことを特徴とする請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載の薄板検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010249556A JP5197717B2 (ja) | 2010-11-08 | 2010-11-08 | 薄板検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010249556A JP5197717B2 (ja) | 2010-11-08 | 2010-11-08 | 薄板検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012103034A JP2012103034A (ja) | 2012-05-31 |
JP5197717B2 true JP5197717B2 (ja) | 2013-05-15 |
Family
ID=46393626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010249556A Expired - Fee Related JP5197717B2 (ja) | 2010-11-08 | 2010-11-08 | 薄板検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5197717B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7467317B2 (ja) | 2020-11-12 | 2024-04-15 | 株式会社東芝 | 音響検査装置及び音響検査方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4581981B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2010-11-17 | 三菱自動車工業株式会社 | 品質検査装置 |
JP4906897B2 (ja) * | 2009-01-22 | 2012-03-28 | 三菱電機株式会社 | クラック検知支援装置、及び、クラック検知支援方法 |
-
2010
- 2010-11-08 JP JP2010249556A patent/JP5197717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012103034A (ja) | 2012-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4906897B2 (ja) | クラック検知支援装置、及び、クラック検知支援方法 | |
JP4901926B2 (ja) | クラック検知支援装置 | |
EP2076061B1 (en) | Ultrasonic transducer | |
US7965018B2 (en) | Acoustic sensor with piezo-arrangement film | |
JP5197717B2 (ja) | 薄板検査装置 | |
JP5893119B2 (ja) | クラック検査装置 | |
WO2002016925A1 (fr) | Dispositif non destructif d'inspection | |
JP2010008151A (ja) | 締結状態の検査装置及び方法 | |
JP5705091B2 (ja) | クラック検査装置 | |
JP5456010B2 (ja) | 薄板検査装置 | |
JP2012107918A (ja) | クラック検知装置及びクラック検知方法 | |
JP4122443B2 (ja) | 弾性率測定装置、及び、複合センサー | |
JP4373627B2 (ja) | 構造物欠陥深さ測定方法 | |
JP2012093172A (ja) | ショーケースのドレン水検知装置 | |
JP5865328B2 (ja) | 薄板加振装置 | |
EP2895825B1 (en) | Acoustic flexural order level sensor | |
CA3041917C (en) | Method and device for examining a sample | |
JP4680196B2 (ja) | 原子間力顕微鏡の、片側が固定されたばねカンチレバー中にねじれ振動を非接触に励起する方法および装置 | |
JP2005189003A (ja) | 流量測定および気泡検出の可能な統合システム | |
JP5264820B2 (ja) | クラック検知装置及びクラック検知方法 | |
JP5490187B2 (ja) | 薄板検査装置、薄板検査方法、及び、薄板の製造方法 | |
JP5335121B2 (ja) | クラック検知装置及びクラック検知方法 | |
KR101558922B1 (ko) | 빔크기 조절이 가능한 분할형 초음파 센서 | |
JP4598747B2 (ja) | 測距センサ及びそれを備えた設備機器 | |
JP6934785B2 (ja) | 液体検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20120323 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20120420 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120508 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120625 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121002 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121204 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20121212 |
|
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: 20130129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130205 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5197717 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |