JPH08313498A - Ultrasonic microscope - Google Patents

Ultrasonic microscope

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Publication number
JPH08313498A
JPH08313498A JP7144265A JP14426595A JPH08313498A JP H08313498 A JPH08313498 A JP H08313498A JP 7144265 A JP7144265 A JP 7144265A JP 14426595 A JP14426595 A JP 14426595A JP H08313498 A JPH08313498 A JP H08313498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
acoustic lens
gate
moving
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7144265A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akitsugu Kagayama
明嗣 加賀山
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7144265A priority Critical patent/JPH08313498A/en
Publication of JPH08313498A publication Critical patent/JPH08313498A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an ultrasonic microscope capable of setting the focus matching position of an internal interface desired to be detected without performing complicated operation. CONSTITUTION: An ultrasonic microscope is equipped with an external input device 121 inputting the data of a sample 105, a Z moving part 120 relatively moving an acoustic lens 104 and the sample 105 in a Z-direction, a computer 100 controlling the Z moving part moving the focus of the acoustic lens to the surface of the sample on the basis of the data of the sample, a gate 110 taking out only a reflected wave desired to be detected from the reflection signal from the sample and a gate setting part 111 setting the gate 110 at the position and width desired to be detected on the basis of the data of the sample and constituted so that the acoustic lens or the sample is moved in the Z- direction by an indicated value at every one scanning of an X- or Y-axis and the moving quantity of the gate is calculated from the moving quantity in the Z-direction and the gate is moved from a set position desired to be detected by the moving quantity at every Z-movement.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、焦点型の超音波音響
レンズ(超音波探触子)を用い超音波画像を得る超音波
顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic microscope for obtaining an ultrasonic image by using a focus type ultrasonic acoustic lens (ultrasonic probe).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、焦点型の音響レンズを用い、
試料内部をBモードあるいはCモードで画像化する超音
波顕微鏡が知られている。このような焦点型の音響レン
ズを用いた超音波顕微鏡では、分解能の高い画像を得ら
れる代わりに、焦点位置が試料の音速などの影響により
変化するため、観察したい位置に焦点を合わせる作業が
必要となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a focus type acoustic lens is used,
An ultrasonic microscope that images the inside of a sample in B mode or C mode is known. In an ultrasonic microscope using such a focus type acoustic lens, an image with high resolution can be obtained, but the focus position changes due to the influence of the sound velocity of the sample, etc., so it is necessary to focus on the position to be observed. Becomes

【0003】その作業は、オシロスコープ等で音響レン
ズの受信信号を観察し、その中から検出したい反射信号
を見つけ、試料と音響レンズの距離を変化させて、検出
したい反射が最大となる位置を見つけ、ゲートの位置及
び幅を設定する。次に試料表面に対して平行に音響レン
ズ又は試料を2次元走査し、画像化を行うようになって
いる。
In the work, the received signal of the acoustic lens is observed with an oscilloscope and the like, the reflection signal to be detected is found from the signal, the distance between the sample and the acoustic lens is changed, and the position where the reflection to be detected is maximized is found. , Set the position and width of the gate. Next, the acoustic lens or the sample is two-dimensionally scanned in parallel with the surface of the sample for imaging.

【0004】しかし、上記操作のうちで焦点を合わせる
作業は、音響レンズに関する知識や試料内部の音響特性
に関する知識、またオシロスコープ等の操作に関する電
子機器の知識等の専門知識が要求されるため、専門技術
者以外に超音波顕微鏡を操作する事は困難である。
However, among the above operations, the focusing work requires specialized knowledge such as knowledge about the acoustic lens, knowledge about the acoustic characteristics inside the sample, and knowledge about electronic equipment related to the operation of the oscilloscope. It is difficult for anyone other than a technician to operate an ultrasonic microscope.

【0005】上記問題点を解消させるため、本件出願人
は先に特開平5−333007号において、試料からの
反射波にゲートの位置及び幅を設定しておき、音響レン
ズを試料に近づけながらゲート内の反射強度が一定にな
るようにゲインを調節し、ゲイン変化に応じて合焦位置
を検出する方法を提案した。
In order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present invention has previously set the position and width of the gate in the reflected wave from the sample in Japanese Patent Laid-Open No. 5-333007, and gates the acoustic lens close to the sample. We proposed a method that adjusts the gain so that the reflection intensity inside becomes constant and detects the in-focus position according to the gain change.

【0006】また、平面走査をしながら試料の深さ方向
に音響レンズを移動させ、音響レンズの焦点での内部画
像を描画し検出したい内部画像を捜す方式が、特開平4
−230849号において提案されている。
Further, there is a method in which an acoustic lens is moved in the depth direction of a sample while scanning a plane and an internal image is drawn at the focus of the acoustic lens to search for an internal image to be detected.
-230849.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先に提
案した、試料からの反射波にゲートの位置及び幅を設定
しておき、焦点型の音響レンズを近づけながらゲート内
の信号強度が一定になるようにゲインを調整し、このゲ
イン変化曲線値が最小になる位置から合焦位置を検出す
る方法では、検出したい反射波が現れていれば有効であ
るが、検出したい内部界面が音響レンズの直下にない場
合、反射波が現れず合焦させることができないという問
題点がある。
However, as previously proposed, the position and width of the gate are set for the reflected wave from the sample, and the signal intensity in the gate becomes constant while the focus type acoustic lens is brought closer. The method of adjusting the gain as described above and detecting the in-focus position from the position where this gain change curve value is the minimum is effective if the reflected wave to be detected appears, but the internal interface to be detected is directly below the acoustic lens. If not, there is a problem that a reflected wave does not appear and focusing cannot be performed.

【0008】また、平面走査をしながら試料の深さ方向
に音響レンズを移動させ、音響レンズの焦点での内部画
像を描画し検出したい内部画像を捜す方式では、ゲート
を常に焦点に合うように設定しているため平面走査して
いる位置により画像化している深さが異なり、したがっ
て平面走査している位置に検出したい内部界面がない場
合、内部界面を画像化することができず合焦位置を捜す
ことが困難である。また、ゲートが固定されている場合
でも、平面走査したとき焦点の波形がそのゲート内に現
れるとは限らず、更に、反射波がゲート内に入ったとし
ても合焦しているとは限らず、画像化してもピントの合
っていないぼけた画像になったり、表面反射など不必要
な反射波が同時にゲート内に入り、内部界面の反射波の
みを検出することができず、合焦した画像を得ることは
困難である。
Further, in the method of moving the acoustic lens in the depth direction of the sample while scanning the plane and drawing the internal image at the focus of the acoustic lens to search for the internal image to be detected, the gate is always in focus. Since the depth is imaged differently depending on the plane scanning position because it is set, and therefore there is no internal interface to detect at the plane scanning position, the internal interface cannot be imaged and the focus position Is difficult to find. Further, even when the gate is fixed, the waveform of the focus does not always appear in the gate when the surface is scanned, and even if the reflected wave enters the gate, it does not necessarily mean that the focus is in focus. , Even if it is made into an image, it becomes a blurry image that is out of focus, and unnecessary reflected waves such as surface reflections enter the gate at the same time, and it is not possible to detect only the reflected waves at the internal interface, so the focused image Is hard to get.

【0009】本発明は、従来の超音波顕微鏡における上
記問題点を解消するためになされたもので、複雑な操作
を行うことなしに検出したい内部界面の合焦位置を設定
することができる超音波顕微鏡を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventional ultrasonic microscope, and it is possible to set an in-focus position of the internal interface to be detected without performing a complicated operation. The purpose is to provide a microscope.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、請求項1記載の発明は、焦点型超音波音響
レンズをX軸及びY軸方向に平面走査し、該音響レンズ
に電気的なパルス信号を入力し発生させた超音波を試料
に入射し、試料からの反射波を前記音響レンズで受波し
検出して平面画像を描画する超音波顕微鏡において、前
記試料の厚さ及び検出したい深さや試料音速などのデー
タを入力する試料データ入力手段と、前記音響レンズと
前記試料を相対的にZ軸方向に移動させるZ軸移動手段
と、前記試料を装着可能で前記音響レンズとの距離が既
知な試料固定手段と、前記試料データ入力手段より入力
された試料データ及び前記試料固定手段のZ軸位置から
前記音響レンズの焦点を前記試料の表面位置に移動する
ように前記Z軸移動手段を制御する焦点移動制御手段
と、前記試料からの反射信号から検出したい反射波のみ
を取り出すタイムゲートと、該タイムゲートを前記試料
データ入力手段より入力された試料データに基づいて試
料の検出したい位置及び幅に設定する第1のタイムゲー
ト制御手段と、前記X軸又はY軸の一走査毎に前記音響
レンズ又は前記試料をZ方向に指定した値だけ移動する
Z軸移動制御手段と、前記第1のタイムゲート設定手段
により設定された試料の検出したい位置から前記Z軸移
動制御手段により移動された移動量に基づいてゲート移
動量を求めてZ軸移動毎に前記ゲート移動量分タイムゲ
ートを移動させる第2のタイムゲート制御手段とを設け
るものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a focus type ultrasonic acoustic lens is planarly scanned in the X-axis and Y-axis directions, and the acoustic lens is electrically driven. An ultrasonic wave generated by inputting a specific pulse signal to the sample, and a reflected wave from the sample is received by the acoustic lens and detected to detect a plane image in an ultrasonic microscope, and the thickness of the sample and Sample data input means for inputting data such as depth to be detected and sample sound velocity, Z-axis moving means for relatively moving the acoustic lens and the sample in the Z-axis direction, and the acoustic lens to which the sample can be attached Of a known distance, and the Z-axis so as to move the focus of the acoustic lens from the Z-axis position of the sample data and the sample-fixing means input from the sample-data inputting means to the surface position of the sample. Transfer A focus movement control means for controlling the means, a time gate for extracting only a reflected wave to be detected from a reflection signal from the sample, and a time gate for detecting the sample based on the sample data input from the sample data input means First time gate control means for setting the position and width; Z-axis movement control means for moving the acoustic lens or the sample by a designated value in the Z direction for each scanning of the X-axis or the Y-axis; The gate movement amount is calculated based on the movement amount moved by the Z-axis movement control means from the position to be detected of the sample set by the first time gate setting means, and the gate movement amount time gate is calculated for each Z-axis movement. And second time gate control means for moving the.

【0011】また請求項2記載の発明は、請求項1記載
の発明において、更に前記平面画像の描画毎にZ軸方向
を反転して移動させる移動方向入力手段と、前記平面画
像の描画毎に平面画像上の目的とする位置を入力する位
置入力手段と、前記平面画像の描画毎に平面画像上の目
的とする走査範囲を入力する走査範囲入力手段と、前記
入力された位置へ前記音響レンズをXY軸方向に移動さ
せるXY軸移動制御手段と、前記平面画像上から目的の
位置で且つ合焦している位置を入力する合焦位置入力手
段と、前記合焦位置入力手段により入力された合焦位置
において前記音響レンズ又は前記試料をZ軸方向へ移動
させる焦点位置移動手段と、前記合焦位置入力手段によ
り入力された合焦位置におけるタイムゲート位置を設定
するゲート制御手段と、ゲート内の反射信号を、最適な
画像を描画できるようにゲイン調整を行うゲイン制御手
段とを設けるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a moving direction input means for inverting and moving the Z-axis direction for each drawing of the plane image, and for each drawing of the plane image. Position input means for inputting a desired position on the planar image, scanning range input means for inputting a desired scanning range on the planar image for each drawing of the planar image, and the acoustic lens to the input position XY axis movement control means for moving in the XY axis directions, a focus position input means for inputting a focused position at a target position on the plane image, and a focus position input means for inputting. A focus position moving means for moving the acoustic lens or the sample in the Z-axis direction at the focus position, and a gate control hand for setting a time gate position at the focus position input by the focus position input means. When the reflected signal in the gate, is intended to provide a gain control means for adjusting the gain to be drawn optimum image.

【0012】また請求項3記載の発明は、請求項1又は
2記載の発明において、前記音響レンズを交換できるよ
うに構成すると共に、音響レンズを取付けたときその音
響レンズの焦点距離等の個別情報を得ることができる音
響レンズ識別手段を設けるものである。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect of the invention, the acoustic lens is configured to be replaceable, and when the acoustic lens is attached, individual information such as the focal length of the acoustic lens is attached. The acoustic lens identification means capable of obtaining

【0013】上記のように構成された超音波顕微鏡にお
いては、試料データ入力手段より試料の厚さを入力する
ことによって、焦点移動制御手段により音響レンズの焦
点位置へ試料の表面をZ軸移動手段にて移動する制御が
行われる。この時点での表面反射波の時間的な位置は既
知である。この表面反射の位置から、試料の厚さ、又は
検出したい深さと試料の音速より求められる内部反射の
時間的な位置と幅に、タイムゲートを第1のタイムゲー
ト制御手段により設定する。そして上記Z軸位置及びタ
イムゲートの位置と幅の設定状態において、XY軸方向
の走査が開始される。XY軸のどちらか一方の走査毎
に、音響レンズ又は試料のZ軸位置がZ軸移動制御手段
により移動制御される。更に、Z軸位置移動毎に音響レ
ンズと試料の距離の変化から反射波の時間的な移動量が
求められ、その時間的移動量分タイムゲートを第2のタ
イムゲート制御手段により移動する。
In the ultrasonic microscope constructed as described above, by inputting the thickness of the sample from the sample data input means, the focus movement control means moves the surface of the sample to the focus position of the acoustic lens by the Z-axis movement means. Is controlled to move. The temporal position of the surface reflected wave at this point is known. From the position of the surface reflection, the time gate is set by the first time gate control means to the thickness of the sample or the position and width of the internal reflection obtained from the depth to be detected and the sound velocity of the sample. Then, in the state where the Z-axis position and the time gate position and width are set, scanning in the XY-axis directions is started. The Z-axis position of the acoustic lens or the sample is controlled to be moved by the Z-axis movement control means for each scanning of the XY axes. Further, the temporal movement amount of the reflected wave is obtained from the change in the distance between the acoustic lens and the sample every time the Z-axis position is moved, and the time gate is moved by the second time gate control means by the temporal movement amount.

【0014】ここでZ軸の移動方向は、移動方向入力手
段から入力され、また平面描画された画像上の目的とす
る位置をXY軸移動制御手段により指定し、次回平面描
画する際目的とする位置が画面上の見やすい位置、例え
ば中央になるように入力する。また、走査範囲入力手段
により平面画像で必要な範囲を入力し、次回平面描画す
る際目的の画像が適切な画像の大きさで描画できるよう
にする。得られた平面画像上から合焦している位置を入
力する合焦位置入力手段により合焦位置を入力し、合焦
位置入力手段により入力された合焦位置における音響レ
ンズ又は試料のZ軸座標に焦点位置移動手段により再度
移動され、更に前記合焦位置入力手段により入力された
位置でのタイムゲート位置が、ゲート制御手段により設
定される。そして、ここで設定されたゲート内の反射信
号で描画される画像が最適になるように、ゲイン制御手
段によりゲイン調整が行われる。また、音響レンズが交
換された場合、音響レンズの個別の情報、例えば焦点距
離が音響レンズ識別手段により超音波顕微鏡側に渡され
る。
Here, the moving direction of the Z axis is input from the moving direction input means, and the target position on the image rendered on the plane is designated by the XY axis movement control means, and is used for the next plane rendering. Enter the position so that it is easy to see on the screen, for example, in the center. Further, the necessary range of the plane image is input by the scanning range input means so that the target image can be drawn with an appropriate image size when the plane is drawn next time. The Z-axis coordinate of the acoustic lens or the sample at the in-focus position input by the in-focus position input unit is input by the in-focus position input unit that inputs the in-focus position from the obtained planar image. Is moved again by the focus position moving means and the time gate position at the position input by the focus position input means is set by the gate control means. Then, the gain control means adjusts the gain so that the image drawn by the reflection signal in the gate set here becomes optimum. When the acoustic lens is replaced, the individual information of the acoustic lens, for example, the focal length is passed to the ultrasonic microscope side by the acoustic lens identification means.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

(第1実施例)次に実施例について説明する。図1は本
発明に係る超音波顕微鏡の第1実施例を示すブロック構
成図である。図1において、101 はパルス波送信部で、
該パルス波送信部101 において発生する電気的な送信パ
ルス波は、一方向にのみ伝送されるサーキュレーター10
2 を通り、トランスジューサ103 に入力され超音波に変
換される。そして、この超音波はトランスジューサ103
を接着している音響レンズ104 を伝わり、微小スポット
に収束されるようになっている。水槽106 の中には試料
105 が固定され、音響レンズ104 と試料105 の間には、
超音波が伝播するようにカップラ液体107 が満たされて
いる。試料105 からの反射波は再び音響レンズ104 を伝
わり、トランスジューサ103 で電気的な信号に変換さ
れ、サーキュレーター102 を通り減衰器108 へ入力され
るようになっている。
(First Embodiment) Next, an embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the ultrasonic microscope according to the present invention. In FIG. 1, 101 is a pulse wave transmitter,
The electric transmission pulse wave generated in the pulse wave transmission unit 101 is transmitted only in one direction.
After passing through 2, it is input to the transducer 103 and converted into ultrasonic waves. Then, this ultrasonic wave is transmitted to the transducer 103.
Is transmitted through the acoustic lens 104 to which is adhered and is converged into a minute spot. Sample in the aquarium 106
105 is fixed, and between the acoustic lens 104 and the sample 105,
The coupler liquid 107 is filled so that ultrasonic waves can propagate. The reflected wave from the sample 105 is transmitted again through the acoustic lens 104, converted into an electric signal by the transducer 103, and input to the attenuator 108 through the circulator 102.

【0016】減衰器108 の減衰量は、コンピュータ100
により設定可能になっており、減衰器108 を通った信号
は増幅器109 で増幅され、ゲート110 に入力される。こ
のゲート110 はコンピュータ100 により位置及び幅が決
められ、ゲート設定部111 により設定されるようになっ
ている。ゲート110 によって目的とする反射波形を取り
出した信号は、ピーク検出部112 に入力され、波形のピ
ーク値が検出されるようになっている。そしてピーク検
出部112 の出力は、コンパレータ113 の一方の端子に入
力されると共に、A/D変換部114 へ入力されるように
なっている。コンパレータ113 の他方の入力端子へは、
閾値設定部115 から供給される閾値が入力されている。
そしてコンパレータ113 はピーク検出値が閾値を越えて
いるときのみオンになっており、コンパレータ113 の出
力はバス122 を通してコンピュータ100 へ接続されてい
る。
The amount of attenuation of the attenuator 108 is calculated by the computer 100.
The signal that has passed through the attenuator 108 is amplified by the amplifier 109 and input to the gate 110. The position and width of the gate 110 are determined by the computer 100, and are set by the gate setting unit 111. The signal obtained by extracting the target reflected waveform by the gate 110 is input to the peak detector 112, and the peak value of the waveform is detected. The output of the peak detector 112 is input to one terminal of the comparator 113 and also to the A / D converter 114. To the other input terminal of the comparator 113,
The threshold value supplied from the threshold value setting unit 115 is input.
The comparator 113 is turned on only when the peak detection value exceeds the threshold value, and the output of the comparator 113 is connected to the computer 100 via the bus 122.

【0017】またA/D変換部114 でデジタル信号に変
換された信号は、画像メモリ116 に入力される。そし
て、バス122 には、画像メモリ116 ,表示部117 ,外部
入力装置121 ,パルス波送信部101 ,ゲート設定部111
,減衰器108 ,X移動部118 ,Y移動部119 ,Z移動
部120 が接続されており、X,Y,Z移動部118 ,119
,120 は、コンピュータ100 から指定される距離だけ
音響レンズ104 を移動できるようになっている。なお、
音響レンズ104 を移動する代わりに、水槽106 を移動す
る方式としてもよい。そしてコンピュータ100 からの送
信タイミング信号によって、パルス波送信部101 が送信
パルス波を発生し、またゲート設定部111 は、コンピュ
ータ100 からの送信タイミング信号から、コンピュータ
100 により指定されるゲート位置の値だけ遅延した時間
にゲート信号を設定し、更にコンピュータ100 から指定
されるゲート幅をゲート110 に送信するようになってい
る。更にバス122 にはメモリ123 が接続されており、こ
のメモリ123 には簡易焦点合わせプログラム123a及び描
画プログラム123bが格納されている。
The signal converted into a digital signal by the A / D converter 114 is input to the image memory 116. The bus 122 has an image memory 116, a display unit 117, an external input device 121, a pulse wave transmission unit 101, and a gate setting unit 111.
, Attenuator 108, X moving unit 118, Y moving unit 119, and Z moving unit 120 are connected to each other, and X, Y, Z moving units 118, 119 are connected.
, 120 can move the acoustic lens 104 by a specified distance from the computer 100. In addition,
Instead of moving the acoustic lens 104, the water tank 106 may be moved. Then, the pulse wave transmission unit 101 generates a transmission pulse wave according to the transmission timing signal from the computer 100, and the gate setting unit 111 uses the transmission timing signal from the computer 100 to calculate the transmission pulse wave.
The gate signal is set at a time delayed by the value of the gate position designated by 100, and the gate width designated by the computer 100 is transmitted to the gate 110. Further, a memory 123 is connected to the bus 122, and a simple focusing program 123a and a drawing program 123b are stored in this memory 123.

【0018】次に、このように構成されている超音波顕
微鏡の動作を、図5〜図7に示す、メモリ123 に記憶さ
れている簡易焦点合わせプログラム123aのフローチャー
トに基づいて説明する。また、試料としては、図2に示
すように簡単に図示したモールドICを対象として説明
する。まずコンピュータ100 は、メモリ123 から簡易焦
点合わせプログラム123aを読み出し、図5に示したフロ
ーチャートのスタートステップ501 から実行する。一般
にモールドICの内部のモールドとチップあるいはリー
ドフレームとの剥離やクラックなどを検査する場合、超
音波顕微鏡がよく用いられる。モールドICでは、通
常、厚さやチップあるいはリードフレームまでの深さは
設計上既知であるため、それらの試料情報を試料データ
入力ステップ502 において、外部入力装置121 からオペ
レータが入力する。ここで入力する情報は、試料厚さ
t,試料表面から検査したい位置までの深さd,試料の
音速v,更に試料を固定するサンプルフォルダ等があれ
ば、その厚さなどである。
Next, the operation of the ultrasonic microscope thus constructed will be described with reference to the flow chart of the simple focusing program 123a stored in the memory 123 shown in FIGS. As a sample, a mold IC simply illustrated as shown in FIG. 2 will be described. First, the computer 100 reads the simple focusing program 123a from the memory 123 and executes it from the start step 501 of the flowchart shown in FIG. Generally, an ultrasonic microscope is often used when inspecting for peeling or cracks between a mold inside a molded IC and a chip or a lead frame. In the mold IC, the thickness and the depth to the chip or the lead frame are usually known by design, so that the operator inputs the sample information from the external input device 121 in the sample data input step 502. The information input here includes the sample thickness t, the depth d from the sample surface to the position to be inspected, the sound velocity v of the sample, and the thickness of the sample folder for fixing the sample, if any.

【0019】次に、ゲート位置及び幅の設定ステップ50
3 では、電気回路の設計上既知である音響レンズ104 の
焦点に基づくタイムゲートの位置(送信パルス信号から
音響レンズ104 の水中焦点を通り反射信号を検出するま
での遅延時間)と、音響レンズ104 の特性により予め決
めてあるゲート幅を、コンピュータ100 からゲート設定
部111 に設定する。
Next, the gate position and width setting step 50
In 3, the position of the time gate based on the focal point of the acoustic lens 104 (the delay time from the transmission pulse signal until the reflected signal passes through the underwater focal point of the acoustic lens 104), which is known in the design of the electric circuit, and the acoustic lens 104 The gate width determined in advance according to the characteristics of (1) is set in the gate setting unit 111 from the computer 100.

【0020】次に、音響レンズの焦点の試料表面への移
動ステップ504 では、外部入力装置121 から入力された
試料の厚さに基づいて、音響レンズ104 の焦点を水槽10
6 に置かれている試料105 の表面へZ移動部120 により
移動する。このZ移動部120によるZ移動量は、音響レ
ンズ104 の焦点位置と試料105 を置く水槽106 の底部ま
での距離が既知なため、計算により求めることができ
る。またサンプルフォルダなど試料の高さ位置に影響を
与えるものは、この算出過程で調整される。
Next, in step 504 of moving the focal point of the acoustic lens to the sample surface, the focal point of the acoustic lens 104 is focused on the water tank 10 based on the thickness of the sample input from the external input device 121.
It moves to the surface of the sample 105 placed on the surface 6 by the Z moving unit 120. The Z movement amount by the Z movement unit 120 can be obtained by calculation because the distance between the focal position of the acoustic lens 104 and the bottom of the water tank 106 on which the sample 105 is placed is known. In addition, items that affect the height position of the sample such as the sample folder are adjusted in this calculation process.

【0021】次に、内部反射ゲート設定ステップ505 で
は、外部入力装置121 から入力された試料表面から検査
したい位置までの深さdと試料音速vから、表面から検
査したい位置までの超音波の伝播時間を計算し、ゲート
設定部111 に表面反射波のゲート位置に加えて入力する
ことによって、内部反射にゲートを設定する。
Next, in the internal reflection gate setting step 505, the ultrasonic wave propagates from the surface d to the position to be inspected, which is input from the external input device 121 to the position to be inspected from the depth d to the position to be inspected. The gate is set for internal reflection by calculating the time and inputting it to the gate setting unit 111 in addition to the gate position of the surface reflected wave.

【0022】次に、図5に示したフローチャートに続く
図6に示すフローチャートを、図3に示す走査図を用い
て説明する。まず、ステップ601 において、X方向に走
査を開始し1ラインを画像化する処理が実行され、X移
動部118 により音響レンズ301 をA点303 から+X方向
に移動し、画像メモリ116 に1ラインの画像を入力す
る。
Next, the flow chart shown in FIG. 6 following the flow chart shown in FIG. 5 will be described with reference to the scanning diagram shown in FIG. First, in step 601, the process of starting scanning in the X direction and converting one line into an image is executed, and the X moving unit 118 moves the acoustic lens 301 from the point A 303 in the + X direction, and the line of one line is stored in the image memory 116. Enter the image.

【0023】次に、Y移動終了確認処理ステップ602 に
おいて、Y方向移動の終了を確認し、Y方向移動が終了
せずY方向に移動可能な場合、ステップ603 においてY
方向の移動処理が実行され、Y移動部119 により音響レ
ンズ301 を+Y方向ヘ移動する。ここまでは通常の平面
走査と同様である。
Next, in the Y movement end confirmation processing step 602, the end of the Y direction movement is confirmed, and if the movement in the Y direction is not completed and the movement in the Y direction is possible, the Y movement is confirmed in step 603.
The moving process in the direction is executed, and the Y moving unit 119 moves the acoustic lens 301 in the + Y direction. Up to this point, it is the same as the normal plane scanning.

【0024】次に、ステップ604 においてZ方向の移動
処理が実行され、Z移動部120 により音響レンズ301 が
+Z方向に移動され、音響レンズ301 の焦点がB点304
に移動する。Z方向の移動量は前記外部入力装置121 か
らオペレータが入力しても、あるいは試料の厚さとY方
向の移動回数から算出しても良い。
Next, in step 604, the Z direction moving process is executed, the Z moving unit 120 moves the acoustic lens 301 in the + Z direction, and the focus of the acoustic lens 301 is point B 304.
Go to The amount of movement in the Z direction may be input by the operator from the external input device 121, or may be calculated from the thickness of the sample and the number of movements in the Y direction.

【0025】次に、Z方向の移動分のゲート位置の移動
ステップ605 では、音響レンズ301のZ方向移動によ
り、試料302 との距離変化分の水中での超音波伝播時間
変化分だけゲート位置を移動する。図4はA点303 から
B点304 へ音響レンズ301 の焦点が移動した場合の、反
射波形の移動とゲート位置の移動を示した図である。A
点303 における反射波401 によって試料内部の反射403
を検出できるようにA点でのゲート位置404 はゲート信
号405 により設定されている。なお、402 はA点303 に
おける反射波401 の試料表面の反射を示している。音響
レンズ301 をZ方向に移動し、焦点をB点304 に移動す
ると、B点304 での反射波406 に示すように、試料内部
の反射407 が時間的に前に進む。これは水中での距離が
短くなった分の伝播時間の変化によるものである。この
時間は、既知である水(カップラ液体)の音速とZ方向
の移動量により計算して求めることができる。B点304
でのゲート位置408 は試料内部の反射407 を検出するた
め、内部反射が進んだ時間(t)だけ進めた位置409 に
設定する。
Next, in step 605 of moving the gate position by the amount of movement in the Z direction, the gate position is moved by the amount of change in the ultrasonic propagation time in water by the amount of change in the distance from the sample 302 by moving the acoustic lens 301 in the Z direction. Moving. FIG. 4 is a diagram showing the movement of the reflection waveform and the movement of the gate position when the focus of the acoustic lens 301 moves from the point A 303 to the point B 304. A
Reflection wave 401 at point 303 causes reflection 403 inside the sample.
The gate position 404 at the point A is set by the gate signal 405 so that the signal can be detected. Note that reference numeral 402 denotes the reflection of the reflected wave 401 at the point A 303 on the sample surface. When the acoustic lens 301 is moved in the Z direction and the focus is moved to the point B 304, the reflection 407 inside the sample advances temporally as shown by the reflected wave 406 at the point B 304. This is due to the change in propagation time due to the shorter distance in water. This time can be calculated and obtained from the known speed of sound of water (coupler liquid) and the amount of movement in the Z direction. B point 304
Since the gate position 408 in FIG. 6 detects the reflection 407 inside the sample, it is set to the position 409 advanced by the time (t) when the internal reflection advances.

【0026】上記の動作をY方向移動が完了するまで繰
り返すことにより、常に試料の同じ深さの反射波形を検
出しながら、Y方向の移動に伴って焦点を少しづつ移動
させた、図8に示すような平面画像を描画することがで
きる。図8はモールドICの超音波画像801 であり、上
記描画により画面上部では、表面に音響レンズの焦点が
合っているときの内部の画像802 が表れる。更に描画を
続けると、チップとモールドの界面より上部に焦点が合
っているときの内部画像803 が表れる。更に続けて描画
すると、チップとモールドの界面に合焦しているときの
内部画像804 が表れる。合焦しているY方向の範囲は一
走査当たりのZ方向の移動量や音響レンズの深度により
異なる。更に描画を続けると、焦点がさらに深い位置に
移動し、試料裏面に焦点が合っているときの内部画像80
5 が表れる。
By repeating the above operation until the movement in the Y direction is completed, the focus is gradually moved along with the movement in the Y direction while always detecting the reflection waveform of the same depth of the sample. A plane image as shown can be drawn. FIG. 8 shows an ultrasonic image 801 of the mold IC, and an internal image 802 when the acoustic lens is focused on the surface appears in the upper part of the screen by the above drawing. When the drawing is further continued, the internal image 803 appears when the focus is above the interface between the chip and the mold. When the drawing is further continued, an internal image 804 is displayed when the interface between the chip and the mold is in focus. The focused Y-direction range varies depending on the amount of movement in the Z-direction per scan and the depth of the acoustic lens. As the drawing continues, the focus moves to a deeper position and the internal image when the back surface of the sample is in focus 80
5 appears.

【0027】図7は、上記図8に示した平面画像が得ら
れた後の処理、すなわち図6に示したフローチャートの
Y方向移動が終了した後の処理のフローチャートを示す
図である。描画範囲の移動を行うか否かの判断ステップ
701 において、描画範囲の移動処理を実行する場合、描
画位置の入力ステップ702 において平面画像上にカーソ
ルが表示され、そのカーソルを移動し次回の描画におい
て画面の中心に描画したい部分をオペレータが指定する
ことができる。例えば、モールドICのチップを中央に
描画したい場合、この操作が有効である。また、描画範
囲を設定することによって平面画像から分かる試料の大
きさに合わせ走査幅を設定することができる。描画位置
及び範囲が指定されると、ステップ703 において音響レ
ンズ301がXY方向に描画範囲内を移動する処理が実行
される。
FIG. 7 is a diagram showing a flow chart of the processing after the plane image shown in FIG. 8 is obtained, that is, the processing after the movement in the Y direction of the flow chart shown in FIG. 6 is completed. Steps for deciding whether to move the drawing range
In 701, when the drawing range moving process is executed, a cursor is displayed on the plane image in the drawing position input step 702, and the operator moves the cursor to specify the portion to be drawn at the center of the screen in the next drawing. be able to. For example, when it is desired to draw the mold IC chip in the center, this operation is effective. Further, by setting the drawing range, the scanning width can be set according to the size of the sample that can be seen from the planar image. When the drawing position and range are designated, in step 703, the process of moving the acoustic lens 301 in the XY direction within the drawing range is executed.

【0028】次に、Z移動方向反転判断ステップ704 に
おいて、Z移動方向を反転する場合にはステップ705 に
おいて、次回の平面画像の描画からZ移動方向を反対方
向に設定し、前回の描画では試料と音響レンズが近づく
方向にZ移動していた処理を、試料と音響レンズが離れ
る方向に移動するように設定できる。これにより、音響
レンズの焦点が検査したい深さより行き過ぎてしまった
場合、戻しながら描画することができる。このときタイ
ムゲート位置も反対方向に移動するようになる。
Next, in the Z movement direction reversal determination step 704, in the case of reversing the Z movement direction, in step 705, the Z movement direction is set to the opposite direction from the drawing of the next planar image, and the sample is drawn in the previous drawing. It is possible to set the process in which the Z lens is moved in the direction in which the acoustic lens and the acoustic lens come closer to each other so that the sample and the acoustic lens move in the direction to move away from each other. As a result, when the focus of the acoustic lens goes beyond the depth to be inspected, it is possible to draw while returning it. At this time, the time gate position also moves in the opposite direction.

【0029】次に、合焦位置決め移動を行うか否かのス
テップ706 において、合焦位置決め移動を行うとした場
合、上記のようにして描画した平面画像の中から検査し
たい深さの画像が最もはっきり見えている所(合焦して
いる部分)を画面上に表示されるカーソルで指定し、そ
の位置での音響レンズのZ方向の位置とゲート位置を再
設定し合焦させる。すなわち、まず合焦位置指定ステッ
プ707 において、平面画像上に表示されるカーソルを移
動する。画像はY方向に進むにつれて合焦位置が変化し
ている画像なため、少しずつピントが合っていくような
画像である。ここでオペレータが試料の検査したい深さ
の画像が一番鮮明である場所をカーソルで決定する。合
焦位置が決定されると、ステップ708で合焦位置の音響
レンズのZ方向の位置及びタイムゲート位置を、カーソ
ルで決定した位置での値にコンピュータ100 が再設定す
る。そして、減衰器の値の設定ステップ709 において、
ピーク検出部112 の出力が閾値設定部115 であらかじめ
設定してある閾値を超えない値になるように、減衰器10
8 を設定する。
Next, in step 706 of whether or not to perform the focusing positioning movement, if the focusing positioning movement is performed, the image of the depth to be inspected is the most out of the plane images drawn as described above. The clearly visible portion (the focused portion) is designated by the cursor displayed on the screen, and the position in the Z direction and the gate position of the acoustic lens at that position are reset and focused. That is, first, in the focus position designation step 707, the cursor displayed on the plane image is moved. Since the image is an image in which the in-focus position changes as it advances in the Y direction, the image gradually becomes in focus. Here, the operator determines the place where the image of the depth of the sample to be inspected is the clearest with the cursor. When the focus position is determined, in step 708, the computer 100 resets the Z position and time gate position of the acoustic lens at the focus position to the values at the position determined by the cursor. Then, in the attenuator value setting step 709,
The attenuator 10 is set so that the output of the peak detection unit 112 does not exceed the threshold value set in advance by the threshold value setting unit 115.
Set 8.

【0030】以上で簡易焦点合わせ方法の処理は終了す
る(ステップ710 )。この後、通常の平面走査で描画す
ると、試料の検査したい深さの焦点の合った超音波画像
を描画することができる。
Thus, the processing of the simple focusing method ends (step 710). After that, when drawing is performed by normal plane scanning, it is possible to draw an in-focus ultrasonic image of the depth to be inspected of the sample.

【0031】一方、前記合焦位置決め移動を行うか否か
のステップ706 において、合焦位置決め移動処理を実行
しない場合は、減衰器108 への値の設定ステップ711 を
経て図6のフローチャートへ戻り、Z方向の位置を移動
させながら平面描画する処理を繰り返すことができる。
これにより更に音響レンズの焦点を移動した画像を得る
ことができる。
On the other hand, in step 706 of whether or not to perform the focusing positioning movement, if the focusing positioning movement processing is not executed, the value returns to the flowchart of FIG. The process of drawing a plane while moving the position in the Z direction can be repeated.
This makes it possible to obtain an image in which the focus of the acoustic lens is further moved.

【0032】(第2実施例)超音波顕微鏡で試料の内部
をXY平面走査する場合、図9に示すように、試料901
の表面とXY平面が平行でないと、ある走査位置Aにお
ける音響レンズ902と異なる走査位置Bにおける音響レ
ンズ902 とでは、試料901 と音響レンズ902の距離が変
化し、反射波形が時間方向に移動してしまい、タイムゲ
ートの位置が固定の場合、検出したい内部界面の反射波
から外れてしまい、画像化できなくなる。このような場
合、試料台の傾き調整手段(ゴニオステージ)により補
正する。しかし、傾き調整手段がない場合や傾きを補正
しきれない場合は、追従ゲートと言う電気的な傾き補正
を行う。
(Second Embodiment) When the inside of the sample is scanned in the XY plane with an ultrasonic microscope, as shown in FIG.
If the surface of the sample is not parallel to the XY plane, the distance between the sample 901 and the acoustic lens 902 changes between the acoustic lens 902 at a certain scanning position A and the acoustic lens 902 at a different scanning position B, and the reflection waveform moves in the time direction. If the position of the time gate is fixed, it will be out of the reflected wave of the internal interface to be detected, and it will not be possible to image it. In such a case, the tilt adjustment means (gonio stage) of the sample table is used for correction. However, when there is no inclination adjusting means or when the inclination cannot be completely corrected, an electrical inclination correction called a tracking gate is performed.

【0033】次に、かかる追従ゲートによる傾き補正方
法を図10に基づいて説明する。反射波1001には試料表面
反射1002と内部反射1003の波形が存在する。試料が傾い
てる場合、音響レンズを走査させるたびに矢印1004の方
向に反射波が移動してしまう。この移動量が大きい場
合、通常の固定ゲート位置1005を設定する固定ゲート信
号1006では、反射波がゲートから外れ描画できない部分
が発生する。そこで第1のゲート位置1007を、第1のゲ
ート信号1008により表面反射1002の移動範囲を全てカバ
ーする幅で設定する。このように設定した第1のゲート
内で検出された反射波形のピーク位置を検出し、第2の
ゲート位置1009を設定する第2のゲート信号1010の設定
の基準とする。次に、検出した反射波1001を電気的に所
望の時間だけ遅延させるためのディレイラインを用い
て、この基点位置から反射波1001を所望の時間だけ遅延
させた反射波1012を求める。すなわち、表面反射1002は
表面反射1014に、また、内部反射1003は内部反射1013に
それぞれ対応している。したがって、ディレイラインを
用いて遅延した時間に、表面反射1014のピーク位置から
内部反射1013までの時間を加えた一定時間tD により、
第2のゲート信号1010を設定する。
Next, the inclination correction method using the tracking gate will be described with reference to FIG. The reflected wave 1001 has waveforms of a sample surface reflection 1002 and an internal reflection 1003. When the sample is tilted, the reflected wave moves in the direction of arrow 1004 every time the acoustic lens is scanned. When this movement amount is large, in the fixed gate signal 1006 that sets the normal fixed gate position 1005, the reflected wave deviates from the gate and a portion cannot be drawn. Therefore, the first gate position 1007 is set with a width that covers the entire movement range of the surface reflection 1002 by the first gate signal 1008. The peak position of the reflection waveform detected in the thus set first gate is detected and used as a reference for setting the second gate signal 1010 for setting the second gate position 1009. Next, using a delay line for electrically delaying the detected reflected wave 1001 by a desired time, a reflected wave 1012 obtained by delaying the reflected wave 1001 by a desired time from this base point position is obtained. That is, the surface reflection 1002 corresponds to the surface reflection 1014, and the internal reflection 1003 corresponds to the internal reflection 1013. Therefore, by the constant time t D obtained by adding the time from the peak position of the surface reflection 1014 to the internal reflection 1013 to the time delayed using the delay line,
The second gate signal 1010 is set.

【0034】以上のことから、表面反射1002が移動した
としても、その表面反射1002のピーク位置を検出し、こ
のピーク位置から一定時間tD だけシフトした位置に第
2のゲートを設定しているので、ディレイラインにより
遅延された反射波1012の内部反射1013を確実に検出でき
る。そして、この第2のゲート信号1010内で検出した反
射波形から画像化する。なお、ディレイライン通過後の
反射波1012にゲートを設定する理由は、基点を検出する
までの電気回路のタイムラグを考慮するためである。
From the above, even if the surface reflection 1002 moves, the peak position of the surface reflection 1002 is detected, and the second gate is set at a position shifted from this peak position by a fixed time t D. Therefore, the internal reflection 1013 of the reflected wave 1012 delayed by the delay line can be reliably detected. Then, the reflected waveform detected in the second gate signal 1010 is imaged. The reason why the gate is set on the reflected wave 1012 after passing through the delay line is to consider the time lag of the electric circuit until the base point is detected.

【0035】この追従ゲートを第1実施例に導入するこ
とによって、試料が傾いて設定されている場合でも、平
面画像を得ることができるが、タイムゲート位置を移動
する際、第1のゲート信号1008のみ第1実施例と同様に
移動設定する。これで表面反射が第1のゲート信号1008
から外れることがなくなり、常に内部反射1013に合わせ
て第2のゲート信号1011を設定して置くことができる。
By introducing this follow-up gate into the first embodiment, a plane image can be obtained even when the sample is set to be inclined, but when the time gate position is moved, the first gate signal is obtained. Only 1008 is moved and set as in the first embodiment. Now the surface reflection is the first gate signal 1008
The second gate signal 1011 can always be set and set according to the internal reflection 1013.

【0036】(第3実施例)第1実施例では、試料表面
に音響レンズの焦点を合わせ、内部反射にゲートを設定
したが、試料の検査したい内部界面の深さが不明の場
合、タイムゲート設定が困難になる。この場合は、図11
に示す試料のBモード画像を描画し、この画像上から内
部界面の位置をオペレータが入力する。
Third Embodiment In the first embodiment, the acoustic lens is focused on the sample surface and the gate is set for internal reflection. However, when the depth of the internal interface to be inspected of the sample is unknown, the time gate is used. Setting becomes difficult. In this case,
The B-mode image of the sample shown in is drawn, and the operator inputs the position of the internal interface from this image.

【0037】すなわち、まず第1実施例と同様に、試料
の表面に音響レンズの焦点を合わせる。そして、表面反
射の位置よりゲートを時間的に設定する。この状態から
X走査毎にZ方向を移動し、音響レンズと試料を近づけ
て、図11に示すようなモールドICのBモード超音波画
像1101を描画する。モールドICのBモード超音波画像
1101には、まず表面反射の画像1102が表れ、次に内部反
射の画像1103が表れる。
That is, first, similarly to the first embodiment, the acoustic lens is focused on the surface of the sample. Then, the gate is temporally set from the position of surface reflection. From this state, the Z direction is moved for each X scan, the acoustic lens and the sample are brought close to each other, and a B mode ultrasonic image 1101 of the mold IC as shown in FIG. 11 is drawn. B-mode ultrasonic image of mold IC
At 1101, an image 1102 of surface reflection first appears, and then an image 1103 of internal reflection appears.

【0038】このようにして得られたBモード画像の描
画が終了すると、タイムゲート位置を入力するためのラ
インカーソル1104を表示し、このラインカーソル1104を
オペレータが移動し、検出したい内部界面を指定し、入
力することによって、音響レンズをZ方向に移動し、試
料の検査したい内部界面の波形がゲート内に入るように
再設定される。
When the drawing of the B-mode image thus obtained is completed, the line cursor 1104 for inputting the time gate position is displayed, and the operator moves the line cursor 1104 to designate the internal interface to be detected. Then, by inputting, the acoustic lens is moved in the Z direction, and the waveform of the internal interface to be inspected of the sample is reset so that it enters the gate.

【0039】この時点では、Bモードを描画したゲート
位置に内部反射が合うように音響レンズを移動しただけ
なので、試料の検査したい内部界面の位置に音響レンズ
の焦点が合っていないため、この状態から第1実施例の
平面画像を描画する。これにより試料の検査したい内部
界面の焦点合わせが可能となる。
At this point, since the acoustic lens is simply moved so that the internal reflection is aligned with the gate position where the B mode is drawn, the acoustic lens is not in focus at the position of the internal interface to be inspected of the sample. Then, the plane image of the first embodiment is drawn. This allows focusing of the internal interface of the sample to be inspected.

【0040】(第4実施例)超音波顕微鏡の音響レンズ
は、試料にあわせ数種類選択することができるが、それ
ぞれ超音波の周波数や焦点距離などが異なる場合があ
る。特に焦点距離が異なる場合、第1実施例で行う試料
表面に焦点を合わせる処理において音響レンズを交換し
た場合、正常な位置に焦点を移動できず、最悪音響レン
ズと試料を衝突させてしまう場合がある。
(Fourth Embodiment) The acoustic lens of the ultrasonic microscope can be selected from several types according to the sample, but the frequency and focal length of the ultrasonic wave may differ from each other. In particular, when the focal lengths are different, when the acoustic lens is replaced in the process of focusing on the sample surface performed in the first example, the focal point cannot be moved to a normal position, and the worst case may cause the sample to collide with the acoustic lens. is there.

【0041】このような不具合を回避するため、音響レ
ンズを交換すると同時に、その音響レンズとセットにな
っているステータスボックスも交換し、超音波顕微鏡側
で音響レンズを認識させ、音響レンズの個別情報を設定
できるようにする。
In order to avoid such a problem, at the same time as replacing the acoustic lens, the status box that is a set with the acoustic lens is also replaced, and the acoustic lens is recognized on the ultrasonic microscope side, and individual information on the acoustic lens is obtained. To be able to set.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、試料の厚さなどの情報をオペレータが
入力することによってまず試料の表面に音響レンズの焦
点を合わせることができ、そして試料の検査したい内部
の反射波に合わせタイムゲートを設定することができ
る。更に、一走査毎に音響レンズをZ方向に移動し、そ
してタイムゲートも検査したい内部反射に合うように移
動することよって、常に同じ深さの内部反射波を検出し
且つ音響レンズの焦点を少しずつ移動した平面画像を得
ることができる。このようにして得られた平面画像の中
から合焦している部分を選択することによって、試料の
検査したい内部に合焦し且つその内部反射にタイムゲー
トを設定することができ、専門知識のないオペレータが
超音波顕微鏡の焦点合わせを画像上から簡単に行うこと
ができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, the operator can input the information such as the thickness of the sample to first focus the acoustic lens on the surface of the sample, and set the time gate according to the reflected wave inside the sample to be inspected. can do. Furthermore, the acoustic lens is moved in the Z direction for each scanning, and the time gate is also moved so as to match the internal reflection to be inspected, so that the internal reflected wave of the same depth is always detected and the focus of the acoustic lens is slightly reduced. It is possible to obtain a planar image that has moved in steps. By selecting the in-focus portion from the plane image obtained in this way, it is possible to focus on the inside of the sample to be inspected and set a time gate for the internal reflection. The operator can easily focus the ultrasound microscope from the image.

【0043】また、試料が傾いている場合、追従ゲート
の追従範囲を設定する第1のゲートをZ方向の移動に合
わせ設定していくことによって、同様に平面画像を得る
ことができる。また、試料のBモード画像から内部反射
の位置をオペレータが指定することによって、内部反射
に正しくゲート位置を設定することができる。また、音
響レンズを交換しても音響レンズの情報をもつステータ
スボックスを付け替えることによって、音響レンズの焦
点距離の変更をオペレータが気にすることなく操作する
ことができる。
When the sample is tilted, a plane image can be similarly obtained by setting the first gate for setting the follow-up range of the follow-up gate in accordance with the movement in the Z direction. Further, the gate position can be correctly set for the internal reflection by the operator designating the position of the internal reflection from the B-mode image of the sample. Further, even if the acoustic lens is replaced, the operator can operate the acoustic lens without changing the focal length of the acoustic lens by changing the status box having the information of the acoustic lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る超音波顕微鏡の実施例を示すブロ
ック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic microscope according to the present invention.

【図2】図1に示した実施例において用いる試料の概略
構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a sample used in the example shown in FIG.

【図3】図1に示した実施例における音響レンズの走査
態様を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a scanning mode of an acoustic lens in the example shown in FIG.

【図4】図3において音響レンズの焦点が移動した場合
の反射波形とゲート位置の移動態様を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a reflection waveform and a movement mode of a gate position when the focus of the acoustic lens moves in FIG.

【図5】図1に示した実施例の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図6】図1に示した実施例の動作を説明するための、
図5に示したフローチャートに続くフローチャートであ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
6 is a flowchart that follows the flowchart shown in FIG. 5.

【図7】図1に示した実施例の動作を説明するための、
図6に示したフローチャートに続くフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
7 is a flowchart following the flowchart shown in FIG. 6.

【図8】モールドICの超音波画像を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an ultrasonic image of a mold IC.

【図9】試料表面とXY走査平面とが平行でない場合に
おける音響レンズの走査態様を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a scanning mode of the acoustic lens when the sample surface is not parallel to the XY scanning plane.

【図10】追従ゲートにより傾き補正を行う場合の補正態
様を説明するための反射波及びゲート位置を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a reflected wave and a gate position for explaining a correction mode when the inclination correction is performed by the tracking gate.

【図11】モールドICのBモード超音波画像を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a B-mode ultrasonic image of a mold IC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 コンピュータ 101 パルス波送信部 102 サーキュレータ 103 トランスジューサ 104 音響レンズ 105 試料 106 水槽 107 カップラ液体 108 減衰器 109 増幅器 110 ゲート 111 ゲート設定部 112 ピーク検出部 113 コンパレータ 114 A/D変換器 115 閾値設定部 116 画像メモリ 117 表示部 118 X移動部 119 Y移動部 120 Z移動部 121 外部入力装置 122 バス 123 メモリ 100 Computer 101 Pulse wave transmitter 102 Circulator 103 Transducer 104 Acoustic lens 105 Sample 106 Water tank 107 Coupler liquid 108 Attenuator 109 Amplifier 110 Gate 111 Gate setting unit 112 Peak detector 113 Comparator 114 A / D converter 115 Threshold setting unit 116 Image Memory 117 Display section 118 X moving section 119 Y moving section 120 Z moving section 121 External input device 122 Bus 123 Memory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 焦点型超音波音響レンズをX軸及びY軸
方向に平面走査し、該音響レンズに電気的なパルス信号
を入力し発生させた超音波を試料に入射し、試料からの
反射波を前記音響レンズで受波し検出して平面画像を描
画する超音波顕微鏡において、前記試料の厚さ及び検出
したい深さや試料音速などのデータを入力する試料デー
タ入力手段と、前記音響レンズと前記試料を相対的にZ
軸方向に移動させるZ軸移動手段と、前記試料を装着可
能で前記音響レンズとの距離が既知の試料固定手段と、
前記試料データ入力手段より入力された試料データ及び
前記試料固定手段のZ軸位置から前記音響レンズの焦点
を前記試料の表面位置に移動するように前記Z軸移動手
段を制御する焦点移動制御手段と、前記試料からの反射
信号から検出したい反射波のみを取り出すタイムゲート
と、該タイムゲートを前記試料データ入力手段より入力
された試料データに基づいて試料の検出したい位置及び
幅に設定する第1のタイムゲート制御手段と、前記X軸
又はY軸の一走査毎に前記音響レンズ又は前記試料をZ
方向に指定した値だけ移動させるZ軸移動制御手段と、
前記第1のタイムゲート制御手段により設定された試料
の検出したい位置から前記Z軸移動制御手段により移動
された移動量に基づいてゲート移動量を求めてZ軸移動
毎に前記ゲート移動量分タイムゲートを移動させる第2
のタイムゲート制御手段とを備えていることを特徴とす
る超音波顕微鏡。
1. A focus type ultrasonic acoustic lens is planarly scanned in the X-axis and Y-axis directions, and an ultrasonic wave generated by inputting an electrical pulse signal to the acoustic lens is incident on a sample and reflected from the sample. In an ultrasonic microscope that receives and detects a wave by the acoustic lens and draws a planar image, sample data input means for inputting data such as the thickness of the sample and the depth and sample sound velocity to be detected, and the acoustic lens. The sample is relatively Z
Z-axis moving means for moving in the axial direction, sample fixing means capable of mounting the sample and having a known distance from the acoustic lens,
Focus movement control means for controlling the Z axis moving means so as to move the focus of the acoustic lens from the Z axis position of the sample fixing means and the sample data input from the sample data input means to the surface position of the sample. A time gate for extracting only a reflected wave to be detected from a reflection signal from the sample, and a first time gate for setting the position and width of the sample to be detected based on the sample data input from the sample data input means. The time gate control means and the acoustic lens or the sample are Z-scanned for each scan of the X-axis or the Y-axis.
Z-axis movement control means for moving a specified value in the direction,
The gate movement amount is obtained based on the movement amount moved by the Z-axis movement control unit from the position to be detected of the sample set by the first time gate control unit, and the gate movement amount time is calculated for each Z-axis movement. The second to move the gate
And a time gate control means of the above.
【請求項2】 前記請求項1記載の超音波顕微鏡におい
て、前記平面画像の描画毎にZ軸方向を反転して移動さ
せる移動方向入力手段と、前記平面画像の描画毎に平面
画像上の目的とする位置を入力する位置入力手段と、前
記平面画像の描画毎に平面画像上の目的とする走査範囲
を入力する走査範囲入力手段と、前記入力された位置へ
前記音響レンズをXY軸方向に移動させるXY軸移動制
御手段と、前記平面画像上から目的の位置で且つ合焦し
ている位置を入力する合焦位置入力手段と、前記合焦位
置入力手段により入力された合焦位置において前記音響
レンズ又は前記試料をZ軸方向へ移動させる焦点位置移
動手段と、前記合焦位置入力手段により入力された合焦
位置におけるタイムゲート位置を設定するゲート制御手
段と、ゲート内の反射信号を、最適な画像を描画できる
ようにゲイン調整を行うゲイン制御手段とを備えている
ことを特徴とする超音波顕微鏡。
2. The ultrasonic microscope according to claim 1, wherein a moving direction input means for inverting and moving the Z-axis direction for each drawing of the planar image, and a purpose on the planar image for each drawing of the planar image. Position input means for inputting a position to be input, scanning range input means for inputting a target scanning range on the planar image for each drawing of the planar image, and the acoustic lens to the input position in the XY axis directions. XY axis movement control means for moving, a focus position input means for inputting a focused position at a target position on the planar image, and the focus position input by the focus position input means A focus position moving means for moving the acoustic lens or the sample in the Z-axis direction, a gate control means for setting a time gate position at the focus position input by the focus position input means, and a counter in the gate. An ultrasonic microscope, comprising: a gain control means for adjusting a gain of an injection signal so that an optimum image can be drawn.
【請求項3】 前記音響レンズを交換できるように構成
すると共に、音響レンズを取付けたときその音響レンズ
の焦点距離等の個別情報を得ることができる音響レンズ
識別手段を備えていることを特徴とする請求項1又は2
記載の超音波顕微鏡。
3. The acoustic lens is configured to be replaceable, and an acoustic lens identifying means is provided which can obtain individual information such as a focal length of the acoustic lens when the acoustic lens is attached. Claim 1 or 2
The described ultrasonic microscope.
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