KR20160105865A - 초음파 검사 장치 및 초음파 검사 방법 - Google Patents

초음파 검사 장치 및 초음파 검사 방법 Download PDF

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Abstract

어레이형 프로브를 구비하는 초음파 검사 장치에 적용하여, 워크의 물에 젖음을 거의 검사면에 한정한다. 초음파 검사 장치(100)는 검사면을 아래로 향하게 하여 워크(106)를 보유 지지하는 워크 홀더(105)와, 워크(106)를 초음파로 탐촉하는 어레이형 프로브(107)와, 물에 어레이형 프로브(107)를 침지하는 수조(109)와, 워크(106)의 검사면의 하방에 어레이형 프로브(107)를 서로 마주보도록 보유 지지하는 아암(116)과, 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 워크(106)를 수평으로 주사하는 X축 방향 주사 수단(104A, 104B)과, 어레이형 프로브(107)를 수평으로 주사하는 Y축 방향 주사 수단(101)을 구비한다.

Description

초음파 검사 장치 및 초음파 검사 방법{ULTRASONIC TESTING DEVICE AND ULTRASONIC TESTING METHOD}
본 발명은 초음파 검사 장치 및 초음파 검사 방법에 관한 것이다.
초음파 검사 장치란, 검사 대상인 피검체(이후, 「워크」로 기재하고 있는 경우가 있음)에 초음파를 조사하고, 반사 또는 투과해 온 초음파를 초음파 탐촉자(이후, 「프로브」로 기재하고 있는 경우가 있음)에 의해 수신하여 영상화하는 장치이다. 예를 들어, 워크가 전자 디바이스인 경우에는 미세한 결함을 검출할 필요가 있어, 초음파 검사 장치에는 높은 분해능이 요구된다. 초음파 검사 장치는, 사용하는 초음파의 주파수가 높으면, 높은 분해능이 얻어지지만, 그 반면으로서 감쇠가 커져 S/N비가 저하될 우려가 있다. 물은 공기에 비해 고주파의 초음파의 감쇠의 정도가 작기 때문에, 통상은, 워크를 수몰시켜, 프로브 선단과 워크 표면 사이를 물로 채운 상태에서 초음파 검사를 행하는 경우가 많다. 그리고, 초음파 검사 장치는, 워크 내부의 관찰 대상으로 되어 있는 계면에 초점을 맞추고, 프로브 선단과 워크 표면 사이의 거리(이후, 「물거리」로 기재하고 있는 경우가 있음)를 소정 값으로 유지한 채로, 프로브를 주사하여 얻어진 결과를 화상화한다. 이에 의해, 결함의 위치ㆍ형상ㆍ깊이를 알 수 있다.
전자 디바이스는, 물에 젖으면 부식이나 금속 오염 등에 의한 불량이 발생하는 원인으로 된다. 그 때문에, 종래의 전자 디바이스의 초음파 검사에서는, 발취 검사가 행해져 왔다. 그러나, 차량 탑재용 등의 전자 디바이스에서는, 1건이라도 문제가 있으면 큰 손실이 발생하는 경우가 있다. 만에 하나라도 사외 품질 불량을 발생시키지 않기 위해서, 전수 검사의 필요성이 높아지고 있다. 즉, 이들의 중요한 부품을 검사하기 위해서는, 물에 젖는 것을 최대한 피하고, 또한 고속으로 검사할 필요가 있다.
초음파 프로브는, 크게 나누면, 단일의 초음파 진동 소자가 배치된 싱글형 프로브와, 다수의 초음파 진동 소자가 열 형상으로 배치된 어레이형 프로브가 있다. 싱글형 프로브는, 단일의 초음파 진동 소자를 사용하여 초음파의 송수신을 행한다. 어레이형 프로브는, 열 형상으로 배치된 초음파 진동 소자 중 몇 개 연접하는 복수의 초음파 진동 소자군에서 하나의 초음파 펄스 빔을 송수신한다.
어레이형 프로브를 구비하는 초음파 검사 장치는, 이들 복수의 초음파 진동 소자군을 구성하는 각 초음파 진동 소자에 송파 신호(여진 신호)를 제공한다. 초음파 검사 장치는 또한, 각 초음파 진동자로 수파 신호(에코파의 수신 신호)를 수신한다. 초음파 검사 장치는, 송파 신호(여진 신호)와 수파 신호(에코파의 수신 신호)에 소정의 시간적 어긋남(지연 패턴)을 부여하여, 소위 페이즈드 어레이로서 기능시킨다. 이에 의해, 초음파 검사 장치는, 초음파 빔을 집속시켜, 초점을 가진 초음파 에코를 얻을 수 있다. 각 초음파 진동 소자의 배열 방향에 직교하는 방향으로 곡률을 부여함으로써, 배열 방향에 직교하는 방향에 대해서도 초음파 빔을 집속시켜, 초점을 가진 초음파 에코를 얻을 수 있다. 어레이형 프로브에서는 초음파펄스 빔을 송신하는 복수의 초음파 진동자군을 전자적으로 주사함으로써, 고속 측정이 가능해진다. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 실리콘 웨이퍼와 같은 큰 워크를 검사하는 경우에는, 스루풋을 높이기 위해 어레이형 프로브를 사용하는 경우가 있다.
또한, 물을 싫어하는 전자 디바이스 등을 워크로서 검사하는 경우, 특허문헌 1의 도 1에 도시된 바와 같이, 검사면을 아래로 향하게 한 워크 하방에 프로브를 설치하고, 프로브의 주위로부터 물을 내뿜는 타입의 국소 수침형의 프로브가 제안되어 있다. 특허문헌 1의 제8 페이지에는, 「도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼에의 초음파 빔의 음향 결합은, 트랜스듀서에 근접한 1개 이상의 위치로부터 유체를 흘림으로써 유지되는 물 또는 다른 유체(110)의 열에 의해 증강된다.」(참고 번역)라고 기재되어 있다.
미국 특허 제7661315호 명세서
그러나, 특허문헌 1에 기재한 프로브는, 초음파 방사면이 물의 방출구 위로 돌출된 형상이기 때문에, 소정의 수압으로 물기둥을 형성할 필요가 있다. 특히 프로브로부터의 초음파 방사면과 검사면까지의 물거리가 긴 경우에는, 높은 수압을 필요로 한다. 그 때문에, 프로브의 물 방출구의 근방이나, 워크의 검사면에 물기둥이 닿은 장소에, 수압의 급격한 변화에 수반하는 기포(캐비테이션)가 발생하기 쉽다. 이와 같은 기포는, 고주파의 초음파의 감쇠가 크기 때문에, 검사의 장해로 된다.
특허문헌 1에 기재한 방식은, 가는 물기둥을 형성하면 되는 싱글형 프로브에는 적용 가능하지만, 어레이형 프로브에는, 굵은 물기둥을 형성하여 넓은 면적에서 수압 분포를 안정적으로 균일하게 유지할 필요가 있어, 적용 곤란하다.
일반적으로 초음파 검사 장치에서는, 워크 표면이 아니라 워크 내부의 결함을 검사할 목적으로 사용된다. 그 때문에, 물거리는 프로브의 초점 거리보다도 짧은 상태에서 사용하는 것이 일반적이고, 워크의 재료나 깊이 방향의 구조에 따라 초점을 연결하는 깊이도 상이하다. 또한, 다층 구조를 갖는 워크에서, 각 층에서의 결함을 상세하게 평가하고자 하는 경우에는, 물거리를 변화시켜 복수회의 검사를 행할 필요가 있다. 따라서, 특허문헌 1에 기재한 방식은, 워크에 따라서는 원하는 깊이에 초점을 연결하는 것이 곤란하다.
또한, 검사면을 위로 향하게 한 워크 상방에 프로브를 설치하고, 프로브의 상방으로부터 물을 공급하는 방식의 국소 수침형의 프로브도 제안되어 있다. 이 방식에서는, 워크를 완전히 수몰시키는 것보다도 젖는 부분을 감소시킬 수는 있지만, 검사 대상의 측면이나 저면의 일부에 물이 돌아들어갈 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는, 어레이형 프로브를 구비하는 초음파 검사 장치 및 그 초음파 검사 방법에 적용하여, 다층 구조의 워크를 검사 가능하게 하고, 또한 워크의 물에 젖음을 거의 검사면에 한정하는 것을 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 제1 발명의 초음파 검사 장치는, 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 피검체 보유 지지 기구와, 상기 피검체를 초음파로 탐촉하는 어레이형 탐촉자와, 초음파를 전파시키는 액체에 상기 어레이형 탐촉자를 침지하는 조와, 상기 피검체의 검사면의 하방에 상기 어레이형 탐촉자를 서로 마주보도록 보유 지지하는 탐촉자 보유 지지 기구와, 상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 수평 주사 수단을 구비한다.
제2 발명의 초음파 검사 장치는, 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 피검체 보유 지지 기구와, 상기 피검체를 초음파로 탐촉하는 어레이형 탐촉자와, 초음파를 전파시키는 액체에 상기 어레이형 탐촉자를 침지하는 조와, 상기 피검체의 검사면의 하방에 상기 어레이형 탐촉자를 서로 마주보도록 상기 조와 함께 보유 지지하는 탐촉자 보유 지지 기구와, 상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 수평 주사 수단과, 상기 어레이형 탐촉자와 상기 피검체의 검사면 사이의 거리, 및 당해 어레이형 탐촉자를 침지하는 상기 조의 상연과 상기 피검체의 검사면 사이의 거리를, 각각 독립하여 가변할 수 있는 높이 조정 기구를 구비한다.
제1 발명의 초음파 검사 방법은, 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 스텝과, 상기 피검체의 검사면의 하방에 보유 지지된 어레이형 탐촉자를 둘러싸는 조에 초음파를 전파시키는 액체를 공급하고, 표면 장력에 의해, 이 액면을 상기 조의 상연을 초과시키는 스텝과, 상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 스텝을 실행한다.
제2 발명의 초음파 검사 방법은, 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 스텝과, 상기 어레이형 탐촉자와 상기 피검체의 검사면 사이의 거리를 조정하는 스텝과, 상기 피검체의 검사면의 하방에 보유 지지된 어레이형 탐촉자를 둘러싸는 조에 초음파를 전파시키는 액체를 공급하고, 표면 장력에 의해, 이 액면을 상기 조의 상연을 초과시키는 스텝과, 상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서 검사를 행하고자 하는 층에 초점을 맞추는 스텝과, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 스텝을 실행한다.
그 밖의 수단에 대해서는, 발명을 실시하기 위한 형태 내에서 설명한다.
본 발명에 따르면, 어레이형 프로브를 구비하는 초음파 검사 장치 및 그 초음파 검사 방법에 적용하여, 다층 구조의 워크를 검사 가능하게 하고, 또한 워크의 물에 젖음을 거의 검사면에 한정하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치를 도시하는 개략의 구성도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이다.
도 3은 제2 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치를 도시하는 개략의 구성도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치의 일부를 도시하는 개략의 구성도이다.
도 6은 제3 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이다.
이후, 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 각 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치(100)를 도시하는 개략의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 초음파 검사 장치(100)는 검사면을 아래로 향하게 하여 워크(106)(피검체)를 수평으로 보유 지지하는 워크 홀더(105)(피검체 보유 지지 기구)와, 이것을 수평(X축) 방향으로 가동하게 하는 X축 방향 주사 수단(104A, 104B)(수평 주사 수단)을 구비한다. 초음파 검사 장치(100)는 또한, 아암(116)과, 이 아암(116)을 고정하는 스테이지(103)와, 스테이지(103)를 가동시키는 Y축 방향 주사 수단(101) 및 Z축 방향 주사 수단(102)을 구비한다.
워크(106)는 다층 구조이며, 검사면에 대한 원하는 깊이를 검사하는 것이 필요하다.
아암(116)(탐촉자 보유 지지 기구)은 그 상측에 어레이형 프로브(107)와, 그 케이스(108)와, 수조(109)를 보유 지지한다. 아암(116)은 워크(106)의 검사면의 하방에 어레이형 프로브(107)를 서로 마주보도록 어레이형 프로브(107)의 케이스(108)를 보유 지지한다. 아암(116)은 또한 상부에 커넥터(114)를 구비하고 있다. 커넥터(114)에는, 외부의 신호 처리 장치의 신호 케이블(115)이 접속된다. 신호 케이블(115)은 어레이형 프로브(107)로부터 초음파를 발생시키거나, 워크(106)로부터 반사되어 되돌아 온 초음파를 검출하기 위한 것이다.
Y축 방향 주사 수단(101)(수평 주사 수단)은 스테이지(103)를 수평(Y축) 방향으로 가동시킴으로써, 워크(106)의 검사면을 어레이형 프로브(107)에 의해 수평(Y축) 방향으로 주사한다. 또한, 수평 주사 수단은, 제1 실시 형태에 한정되지 않고, 워크(106) 및/또는 어레이형 프로브(107)를 수평으로 주사하면 된다. 이에 의해, 수평 주사 수단은, 워크(106)의 검사면에 대하여 어레이형 프로브(107)를 상대적으로 주사 가능하다.
Z축 방향 주사 수단(102)은 스테이지(103)를 높이(Z축) 방향으로 가동시킴으로써, 아암(116) 상의 수조(109) 및 어레이형 프로브(107)를 높이 방향으로 가동시킨다. Z축 방향 주사 수단(102)은 워크(106)의 검사면에 대한 어레이형 프로브(107) 및 수조(109)의 상대적인 높이를 조정하는 높이 조정 기구의 하나이다. 또한, Z축 방향 주사 수단(102)은 조사하는 초음파의 초점을 맞출 때에도 사용한다.
어레이형 프로브(107)(어레이형 탐촉자)는 길이 방향이 Y축 방향으로 되도록 설치된다. 어레이형 프로브(107) 및 그 케이스(108)의 주위에는, 수조(109)(조)가 설치된다. 수조(109)는 물을 축적하여 어레이형 프로브(107) 및 그 케이스(108)를 물에 침지한다. 수조(109)에 축적된 물의 표면 장력에 의해, 워크(106)의 검사면에는 수면이 접촉한다. 이에 의해, 검사면과 어레이형 프로브(107) 사이가 물로 채워지므로, 어레이형 프로브(107)는 워크(106)를 초음파로 탐촉 가능하다. 또한, 검사면과 어레이형 프로브(107) 사이를 채우는 것은 물에 한정되지 않고, 초음파를 전파 가능한 액체이면 된다.
검사면과 어레이형 프로브(107) 사이를 물로 확실하게 채우기 위해서, 수조(109)의 외연은 어레이형 프로브(107)의 외연보다도 5㎜ 이상 넓게 하면 된다. 수조(109)의 측면에는, 급수구(110)와, 급수구(110)에 접속되는 급수 튜브(111)가 설치되어 있다. 급수 튜브(111)에는, 수조(109)에 물을 공급하는 펌프(130)가 접속되어 있다. 이 펌프(130)는 수조(109)에 저류된 물(117)의 액면이 물결치지 않을 정도의 수량을 공급한다. 펌프(130)는 유량 제어가 가능하다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 소정 유량을 공급하는 펌프와 유량 제어를 가능하게 하는 밸브 및 바이패스 배관의 조합인 유량 제어 기구에 의해, 수조(109)의 액면이 물결치지 않을 정도의 수량을 공급해도 된다.
수조(109)는 조정 나사(131A, 131B, 131C)에 의해 지지되고, 어레이형 프로브(107)의 케이스(108)에 덜걱거림이 없이 매끄럽게 상하로 움직일 정도의 끼워맞춤으로 부착되어 있다. 조정 나사(131A, 131B, 131C)는, 어레이형 프로브(107)의 고정이나 위치의 조정에 관여하지 않기 때문에, 수조(109)의 상연의 평행 맞춤 및 높이 조정을, 어레이형 프로브(107)의 높이 조정 및 평행 맞춤과는 독립하여 행할 수 있다. 이들 조정 나사(131A, 131B, 131C)는, 각각 조정 손잡이(113A, 113B) 및 도시하지 않은 조정 손잡이에 접속되어 있다. 조정 손잡이(113A, 113B) 및 도시하지 않은 조정 손잡이의 이송량을 동량으로 함으로써, 수조(109)의 상연의 높이 조정을 행할 수 있다. 또한 조정 손잡이(113A, 113B) 및 조정 손잡이(113C)(도 2 참조)의 이송량을 각각 미묘하게 변화시킴으로써, 수조(109)에 저류한 물(117)의 표면이, 검사면에 대하여 거의 평행하게 되도록 미세 조정할 수 있다.
상기한 바와 같이, 이 수조(109)는 어레이형 프로브(107)의 케이스(108)에 덜걱거림이 없이 매끄럽게 상하로 움직일 정도의 끼워맞춤으로 부착되어 있다. 그 때문에, 수조(109)와 케이스(108) 사이로부터는, 극단적으로 물이 새는 일은 없다. 또한, 수조(109)와 케이스(108) 사이는, 필요에 따라서 O링 등으로 시일해도 된다. 조정 나사(131A, 131B, 131C)와, 조정 손잡이(113A, 113B) 및 조정 손잡이(113C)(도 2 참조)는, 워크(106)의 검사면에 대한 수조(109)의 상대적인 높이를 조정하는 높이 조정 기구의 하나이다.
어레이형 프로브(107)를 사용하여 검사를 행할 때에는, 어레이형 프로브(107)의 길이 방향이 워크(106)의 검사면과 거의 평행하게 되도록, 어레이형 프로브(107)를 설치할 필요가 있다. 어레이형 프로브(107)(케이스(108))의 길이 방향의 기울기(아오리량)는 고정 나사(112A, 112B)에 의해 조정 가능하다.
고정 나사(112A, 112B)는, 어레이형 프로브(107)를 보유 지지하는 아암(116)을 스테이지(103)에 고정하고 있다. 이들 고정 나사(112A, 112B)는 긴 구멍을 통과한다.
아암(116)을 스테이지(103)에 고정하는 위치는, 고정 나사(112A, 112B)를 고정하는 긴 구멍의 위치를 조정함으로써 조정 가능하다. 따라서, 어레이형 프로브(107)의 아오리량을 조정하여, 워크(106)의 검사면과의 평행 맞춤이 가능하다. 즉, 고정 나사(112A, 112B)는, 어레이형 프로브(107)의 아오리량을 조정하는 아오리량 조정 기구이다.
제1 실시 형태의 초음파 검사 장치(100)는 이하와 같이 하여 검사를 행한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 검사자는 우선, 워크 홀더(105)에, 검사면을 수평 또한 아래로 향하게 한 워크(106)를 싣는다. 이때, 필요에 따라서 척킹을 행한다. 제1 실시 형태의 척킹 방법은, 워크(106)를 아래에서 지지함으로써, 워크 홀더(105)에 워크(106)를 기계적으로 고정하는 것이다. 그 밖의 방법으로서, 워크(106)의 상면을 진공 흡착하여 보유 지지하는 방법이나, 워크(106)의 측면으로부터 마찰 계수가 높은 재료를 바짝 대어 보유 지지하는 방법 등이 생각된다. 이에 의해 워크(106)의 검사면은 수평으로 아래를 향한다.
검사자는 다음에, X축 방향 주사 수단(104A, 104B) 및 Y축 방향 주사 수단(101)을 사용하여, 어레이형 프로브(107)를 워크(106)의 검사면(검사 영역) 아래로 이동시킨다.
다음에, 펌프(130)에 의해, 급수 튜브(111)와 급수구(110)를 통해 수조(109)에 물을 공급하고, 수조(109)의 상연으로부터 물(117)이 오버플로우할 때까지 기다린다. 이에 의해, 물의 표면 장력에 의해, 액면을 수조(109)의 상연을 초과시킬 수 있다. 펌프(130)에 의한 급수량은, 수면이 물결치지 않고, 거의 정수면으로 간주할 수 있을 정도로 한다. 어레이형 프로브(107)로부터 발생한 초음파가, 수면이 물결쳐서 발생한 기포에 의해 반사되어 버리는 것을 방지하기 위해서이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브(107) 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이며, 수조(109)의 가장자리로부터 물(117)이 오버플로우하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 물(117)은 표면 장력에 의해 수면이 수조(109)의 상연으로부터 높이 h만큼 높아져 있다.
이 상태에서 Z축 방향 주사 수단(102)을 사용하여 물(117)의 액면이 검사면에 접촉할 때까지 어레이형 프로브(107) 및 수조(109)를 들어올린다. 이때, 수조(109)의 상연의 위치가 너무 높거나, 기울어져 있어 워크(106)의 검사면에 닿을 것 같으면, 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 기울기를 조정한다. 이에 의해, 수조(109)의 상연의 높이 조정(거리 조정) 및 평행 맞춤이 가능하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 신호 케이블(115)은 아암(116)의 내부를 통과하여, 어레이형 프로브(107)와 전기적으로 접속된다. 신호 케이블(115)은 아암(116)의 내부를 통과하고 있고, 어레이형 프로브(107)와 케이스(108) 사이, 및 케이스(108)와 아암(116) 사이를 코킹 등으로 매립함으로써, 물에 젖음에 의한 쇼트를 방지하고 있다.
이하, 다시 도 1을 참조하여, 검사 방법을 설명한다.
검사자는, 신호 케이블(115)에 접속된 어레이형 프로브(107)로부터 초음파를 발생시켜, 워크(106)의 검사면에 초점을 맞춘다. 초음파의 초점을 맞출 때에는, Z축 방향 주사 수단(102)을 사용한다. 이때, 수조(109)의 상연이 워크에 충돌하거나, 물(117)의 표면이 검사면으로부터 이격되거나 하지 않도록, Z축 방향 주사 수단(102)의 움직임에 맞추어 적절히 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 수조(109)의 높이도 조정한다. 워크(106)의 검사면에서 반사된 에코 신호가 되돌아 오는 시간이 어레이형 프로브(107)의 길이 방향에서 균일하게 되도록 고정 나사(112A, 112B)를 조정함으로써, 워크(106)의 검사면에 대한 어레이형 프로브(107)의 평행 맞춤을 행한다. 이에 의해, 어레이형 프로브(107)는 워크(106)의 검사면과 평행한 면을 초음파에 의해 탐촉 가능하다.
그 후 검사자는, Z축 방향 주사 수단(102)을 사용하여 어레이형 프로브(107)의 초점을 워크(106)의 검사를 행하고자 하는 원하는 심도에 맞춘다. 이때에 검사자는, 수조(109)의 상연이 워크에 충돌하거나, 물(117)의 표면이 검사면으로부터 이격되거나 하지 않도록, Z축 방향 주사 수단(102)의 움직임에 맞추어 적절히 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 수조(109)의 높이도 조정한다. 또한 수조(109)의 가장자리와 검사면 사이가 높이 H로 되도록 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 수조(109)의 높이 조정(거리 조정)과 평행 맞춤을 행한다. 이에 의해, 초음파 검사 장치(100)는 워크(106)의 검사면으로부터 원하는 심도의 층을 검사할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 수조(109)의 상연에 대한 워크(106)의 검사면의 높이 H는, 표면 장력에 의해 수면이 수조(109)의 상연으로부터 솟아오르는 높이 h 이하로 하고 있다. 이에 의해, 수면을 물결치게 하지 않고 거의 정수면으로 간주할 수 있는 상태에서, 물(117)의 액면을 검사면에 접촉시킬 수 있어, 기포의 발생을 억제할 수 있다. 여기서 높이 H는, 0㎜를 초과하고, 또한 2㎜ 이하로 설정하고 있다. 여기까지의 작업에 의해 어레이형 프로브(107) 및 수조(109)의 조정은 완료된다.
또한, 수조(109)의 상연의 검사면과 서로 마주보는 면은, 표면 장력에 의해 수면이 수조(109)의 상연으로부터 솟아오르는 높이 h를 크게 하기 위해, 물에 대한 습윤성이 나쁜 재료 또는 습윤성이 나빠지도록 표면 가공한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 초음파 검사 장치(100)는 어레이형 프로브(107)를 시점으로 이동시켜, 주사를 개시한다.
처음에, X축 방향 주사 수단(104A, 104B)은, 워크(106)를 수평으로 X 방향으로 이송함으로써, X 방향으로 주사한다. X축 방향 주사 수단(104A, 104B)(수평 주사 수단)은 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 워크(106)를 수평(X축) 방향으로 주사한다.
X 방향의 1라인분의 주사를 종료하면, Y축 방향 주사 수단(101)이 어레이형 프로브(107)의 길이 방향의 길이 분만큼, 이 어레이형 프로브(107)를 이송한다. Y축 방향 주사 수단(101)(수평 주사 수단)은 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 워크(106)를 수평(Y축) 방향으로 이송한다.
다음에 X축 방향 주사 수단(104A, 104B)은, 워크(106)를 직전의 X 방향의 주사와는 역방향 또한 수평으로 이송한다. X축 방향 주사 수단(104A, 104B)(수평 주사 수단)은 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 워크(106)를 수평 방향으로 주사한다.
초음파 검사 장치(100)는 이들 주사 수순을 반복하여, 검사 영역을 주사한다. 검사 영역을 주사 완료한 후, 필요에 따라서 상기 수순에 준하여 워크(106)의 다른 심도의 층에 초점을 맞추고, 다시 검사를 행한다. 이에 의해, 초음파 검사 장치(100)는 다층 구조의 워크(106)를 검사 가능하다.
Y축 방향 주사 수단(101)에 의한 어레이형 프로브(107)의 주사 속도는, 워크(106)의 검사면과 수조(109) 사이에 공기가 인입되지 않을 정도로 느리게 하고 있다. 이에 의해, 검사면에의 기포의 침입을 방지하여, 어레이형 프로브(107)에 의한 초음파의 조사와 수신에 지장이 생기지 않도록 하고 있다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태는, 어레이형 프로브(107)의 주사 방향의 전후에 시트 형상의 기류 발생 장치를 설치하고, 물이 접하여 젖은 검사면에 기류를 분사하여, 건조시키면서 주사를 행하는 것이다. 이에 의해, 워크(106)가 물에 젖는 것에 의한 폐해를 더욱 방지할 수 있다.
도 3은 제2 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치(100A)를 도시하는 개략의 구성도이다. 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 초음파 검사 장치(100)와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 초음파 검사 장치(100A)는, 제1 실시 형태의 초음파 검사 장치(100)와 마찬가지의 구성 외에, 에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)(기류 발생 장치)를 설치하고 있다.
에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)(기류 발생 장치)는 어레이형 프로브(107)의 폭 방향의 전후에 어레이형 프로브(107)와 평행하게 설치되어 있다. 에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)는, 수조(109)로부터 멀어지는 방향으로 시트 형상의 기류를 발생시킨다. 이 시트 형상의 기류는, 에어 나이프라 불리는 경우가 있다.
에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)에는, 건조 공기나 건조 질소 등, 0.1[㎫] 이상의 고압 가스가 가스 배관에 의해 공급된다. 에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)는, 슬릿 상의 간극으로부터 고압 가스를 시트 형상으로 분출한다.
초음파 검사 장치(100A)는, 어레이형 프로브(107)의 통과 후에, 워크(106)의 검사면에 남은 물을 에어 나이프에 의해 날려 버린다. 이에 의해, 워크(106)가 물에 젖는 것에 의한 폐해를, 보다 한층 더 방지 가능하다. 에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)는, 가열부를 구비하고, 시트 형상의 기류를 온풍으로서 분출해도 된다. 온풍의 에어 나이프에 의해, 건조의 효과를 증가시킬 수 있다.
도 4는 제2 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브(107) 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이다. 도 2에 도시한 제1 실시 형태와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 4에 도시한 예는, 워크(106)를 도면의 좌측으로부터 우측으로 주사하는 경우이며, 워크(106)의 검사면 상에 남는 물방울을, 에어 나이프 기류(121B)에 의해 날려 버리고 있는 상태를 도시하고 있다.
에어 나이프 발생 장치(118A)는, 고압 가스 공급구(120A)를 구비하고 있다. 고압 가스 공급구(120A)에는, 고압 가스 배관(119A)이 접속된다. 고압 가스가, 고압 가스 배관(119A)을 통해 고압 가스 공급구(120A)로부터 에어 나이프 발생 장치(118A)에 공급되고, 에어 나이프 기류(121A)로서 좌측 경사 상방으로 시트 형상으로 분출된다.
에어 나이프 발생 장치(118B)도 마찬가지로, 고압 가스 공급구(120B)를 구비하고 있다. 고압 가스 공급구(120B)에는, 고압 가스 배관(119B)이 접속된다. 고압 가스가, 고압 가스 배관(119B)을 통해 고압 가스 공급구(120B)로부터 에어 나이프 발생 장치(118B)에 공급되고, 에어 나이프 기류(121B)로서 우측 경사 상방으로 시트 형상으로 분출된다.
에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)의 슬릿 상의 간극은, 검사면에 대하여 수조(109)로부터 멀어지는 경사 방향에 형성된다. 이에 의해, 시트 형상의 기류(에어 나이프)는 검사면에 대하여 분사하여 워크(106)의 검사면에 남은 물을 날려버림과 함께, 수조(109)로부터 멀어지는 방향에 경사 방향으로 분사한다. 이에 의해, 수조(109)의 수면은, 물결치지 않고 안정을 유지할 수 있다.
시트 형상의 기류(에어 나이프)는 수직이나 수조(109)에 근접시키는 방향으로 비스듬히 분사하도록 하면, 수조(109)의 물에 닿아, 그 수면을 물결치게 하여 불안정화시켜 버려, 기포를 발생시킬 우려가 있기 때문이다.
또한, 초음파 검사 장치(100A)는, 워크(106)의 주사 방향에 따라서, 에어 나이프 발생 장치(118A, 118B)를 동작시켜도 된다. 초음파 검사 장치(100A)는, 워크(106)를 도면의 우측으로부터 좌측으로 주사하는 경우에, 에어 나이프 발생 장치(118A)를 동작시켜 에어 나이프 기류(121A)를 분출시킨다. 초음파 검사 장치(100A)는, 워크(106)를 도면의 좌측으로부터 우측으로 주사하는 경우에, 에어 나이프 발생 장치(118B)를 동작시켜 에어 나이프 기류(121B)를 분출시킨다. 이에 의해, 고압 가스의 소비량을 삭감할 수 있음과 함께, 수조(109)의 수면은, 또한 물결치지 않고 안정을 유지할 수 있다.
(제3 실시 형태)
제3 실시 형태의 초음파 검사 장치(100B)는, 제1 실시 형태와는 달리, 워크(106)를 고정시켜, 어레이형 프로브(107)를 XYZ축에서 가동시킨다. 제3 실시 형태의 초음파 검사 장치의 이점은, 워크(106)를 고정시키고 있기 때문에, 초음파 검사 장치의 설치 스페이스를 작게 할 수 있는 것이다.
도 5는 제3 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치(100B)의 일부를 도시하는 개략의 구성도이다. 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 초음파 검사 장치(100)와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
제3 실시 형태의 초음파 검사 장치(100B)에 있어서, 어레이형 프로브(107)와, 케이스(108)는, 수조(109)에 둘러싸여 있다. 수조(109)의 아래에는, 팬(240)이 있다. 팬(240)은 수조(109)로부터 오버플로우하는 물을 받는 것이다. 팬(240)에는, 물을 배수하는 배수 튜브(241)가 접속된다. 수조(109)는 조정 나사(131A, 131B, 131C)에 의해 지지되고, 어레이형 프로브(107)의 케이스(108)에 덜걱거림이 없이 매끄럽게 상하로 움직일 정도의 끼워맞춤으로 부착되어 있다. 또한, 어레이형 프로브(107)의 케이스(108)는 팬(240)을 관통하여 팬 고정대(242)에 고정된다. 팬(240)과 어레이형 프로브(107)의 케이스(108)의 간극은, 코킹제 등으로 시일되어, 물이 새지 않도록 되어 있다.
팬(240)은 팬 고정대(242) 위에 설치된다. 팬 고정대(242)는 2축 고니오 스테이지(205) 위에 설치된다. 2축 고니오 스테이지(205)는, 어레이형 프로브(107)의 XY 방향의 기울기를 조정하기 위한 것이다.
2축 고니오 스테이지(205)는, Z축 방향 주사 수단(202)에 의해 Z축 방향으로 가동된다. 2축 고니오 스테이지(205)는, X축 방향 주사 수단(204)에 의해 X축 방향으로 가동된다. 2축 고니오 스테이지(205)는 또한, Y축 방향 주사 수단(201)에 의해 Y축 방향으로 가동된다. 이와 같이, 제3 실시 형태의 초음파 검사 장치(100B)는, 어레이형 프로브(107)를 XYZ축의 방향으로 주사할 수 있으므로, 워크(106)(도시하지 않음)를 고정시켜, 초음파 검사 장치(100B)의 평면 투영 면적을 작게 할 수 있다. 워크(106)를 고정시켜 초음파로 탐촉하고 있으므로, 초음파 검사 장치(100B)는, 워크(106)의 진동을 저감시켜, 보다 정밀한 초음파상을 취득 가능하다.
도 6은 제3 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브(107) 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이다.
급수 튜브(111)로부터 공급된 물은, 수조(109)로부터 오버플로우하여, 팬(240)에 의해 받아져 배수(245)로 된다. 배수(245)는 배수 튜브(241)를 통해 배출된다. 이와 같은 구조로 함으로써, X축 방향 주사 수단(204)ㆍY축 방향 주사 수단(201)ㆍZ축 방향 주사 수단(202)은 물에 젖는 일이 없어진다.
또한, 배수 튜브(241)에 의해 배출된 물은, 펌프(130)에 환류시켜 순환해도 된다. 이에 의해, 물의 사용량을 삭감 가능하다.
수조(109)의 높이 및 평행 맞춤은, 조정 손잡이(113A, 113B) 및 어레이형 프로브(107)의 맞은 편에 설치되어 있는 조정 손잡이(113C)에 의해, 어레이형 프로브(107)의 높이 및 평행 맞춤과는 독립하여 행할 수 있다. 조정 손잡이(113A)와 조정 나사(131A)는, 시일 베어링(132A)을 개재하여 접속된다. 조정 손잡이(113B)와 조정 나사(131B)는, 시일 베어링(132B)을 개재하여 접속된다. 조정 손잡이(113C)와 조정 나사(131C)는, 시일 베어링(132C)을 개재하여 접속된다. 시일 베어링(132A, 132B, 132C)은, 팬(240)으로부터의 누수를 방지할 목적으로 설치되어 있다. 조정 손잡이(113A, 113B, 132C)를 돌림으로써, 수조(109)는 어레이형 프로브(107)의 외연을 따라서 상하한다.
급수 튜브(111)로부터 공급된 물은, 급수구(110)를 통해 수조(109)에 공급된다. 수조(109)의 상연으로부터 넘친 물은, 팬(240)에 배수(245)로서 저류된다. 이 배수(245)는 배수구(244)와 배수 튜브(241)를 통해, 외부로 배출된다.
제3 실시 형태의 초음파 검사 장치(100B)는, 진공 흡착 기구(250)를 구비하고 있다. 진공 흡착 기구(250)는 O링(251)을 구비하고, 워크(106)의 검사면의 반대면으로부터의 진공 흡착에 의해 워크(106)를 고정한다. 진공 흡착 방식은, 워크(106)를 기계적으로 고정하는 방식에 비해, 수조(109) 및 어레이형 프로브(107)를 더욱 검사면에 근접시킬 수 있다.
제3 실시 형태의 초음파 검사 장치(100B)는, 이하와 같이 하여 검사를 행한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 검사자는 우선, 진공 흡착 기구(250)를 사용하여, 검사면을 아래로 향하게 한 워크(106)의 척킹을 행한다. 그 밖의 방법으로서, 워크(106)의 상면을 진공 흡착하여 보유 지지하는 방법이나 워크(106)의 측면으로부터 마찰 계수가 높은 재료를 바짝 대어 보유 지지하는 방법 등이 생각된다. 이에 의해 워크(106)의 검사면은 수평으로 아래를 향한다.
검사자는 다음에, X축 방향 주사 수단(204) 및 Y축 방향 주사 수단(201)을 사용하여, 어레이형 프로브(107)를 워크(106)의 검사면(검사 영역) 아래로 이동시킨다.
다음에, 펌프(130)에 의해, 급수 튜브(111)와 급수구(110)를 통해 수조(109)에 물을 공급하고, 수조(109)의 상연으로부터 물(117)이 오버플로우할 때까지 기다린다. 이에 의해, 물의 표면 장력에 의해, 액면을 수조(109)의 상연을 초과시킬 수 있다. 펌프(130)에 의한 급수량은, 수면이 물결치지 않고, 거의 정수면으로 간주할 수 있을 정도로 한다. 어레이형 프로브(107)로부터 발생한 초음파가, 수면이 물결쳐 발생한 기포에 의해 반사되어 버리는 것을 방지하기 위해서이다.
도 6은 제3 실시 형태에 있어서의 어레이형 프로브(107) 근방의 구성과 동작을 도시하는 확대도이며, 수조(109)의 가장자리로부터 물(117)이 오버플로우하고 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 물(117)은 표면 장력에 의해 수면이 수조(109)의 상연으로부터 높이 h만큼 높아져 있다.
이 상태에서 Z축 방향 주사 수단(202)을 사용하여 물(117)의 액면이 검사면에 접촉할 때까지 어레이형 프로브(107) 및 수조(109)를 들어올린다. 이때, 수조(109)의 상연의 위치가 너무 높거나, 기울어져 있어 워크(106)의 검사면에 닿을 것 같으면, 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여, 검사면에 대한 수조(109)의 거리(높이) 및 기울기를 조정한다. 이에 의해, 수조(109)의 상연의 높이 조정 및 평행 맞춤이 가능하다.
도 6에 도시한 바와 같이, 신호 케이블(115)은 어레이형 프로브(107)와 전기적으로 접속된다. 신호 케이블(115)은 팬 고정대(242)의 내부 등을 통과하여, X축 방향 주사 수단(204), Y축 방향 주사 수단(201), Z축 방향 주사 수단(202), 2축 고니오 스테이지(205)의 동작에 간섭하지 않도록 되어 있다. 수조(109)의 상연으로부터 넘친 물은, 팬(240)에 의해 받아진다. 어레이형 프로브(107)와 케이스(108) 사이, 및 케이스(108)와 팬 고정대(242) 사이를 코킹 등으로 매립함으로써, 물에 젖음에 의한 쇼트를 방지하고 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 검사 방법을 설명한다.
검사자는, 신호 케이블(115)에 접속된 어레이형 프로브(107)로부터 초음파를 발생시켜, 워크(106)의 검사면에 초점을 맞춘다. 초점을 맞출 때에는 Z축 방향 주사 수단(202)을 사용하여 행한다. 이때, 수조(109)의 상연이 워크(106)에 충돌하거나, 물(117)의 표면이 검사면으로부터 이격되거나 하지 않도록, Z축 방향 주사 수단(202)의 움직임에 맞추어 적절히 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 수조(109)의 높이를 조정한다. 워크(106)의 검사면에서 반사된 에코 신호가 되돌아 오는 시간이 어레이형 프로브(107)의 길이 방향에서 일정해지도록 2축 고니오 스테이지(205)를 조정함으로써, 워크(106)의 검사면에 대한 어레이형 프로브(107)의 평행 맞춤을 행한다. 이에 의해, 어레이형 프로브(107)는 워크(106)의 검사면과 평행한 면을 초음파로 탐촉 가능하다.
그 후 검사자는, Z축 방향 주사 수단(202)을 사용하여 어레이형 프로브(107)의 초점을 워크(106)의 검사를 행하고자 하는 원하는 심도에 맞춘다. 이때도 수조(109)의 상연이 워크(106)에 충돌하거나, 물(117)의 표면이 검사면으로부터 이격되거나 하지 않도록, Z축 방향 주사 수단(202)의 움직임에 맞추어 적절히 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 수조(109)의 높이도 조정한다. 또한 수조(109)의 가장자리와 검사면의 사이가 높이 H로 되도록 조정 손잡이(113A, 113B, 113C)를 사용하여 수조(109)의 높이 조정과 평행 맞춤을 행한다. 이에 의해, 초음파 검사 장치(100B)는, 워크(106)의 검사면으로부터 원하는 심도의 층을 검사할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 수조(109)의 상연에 대한 워크(106)의 검사면의 높이 H는, 표면 장력에 의해 수면이 수조(109)의 상연으로부터 솟아오르는 높이 h 이하로 하고 있다. 이에 의해, 수면을 물결치게 하지 않고 거의 정수면으로 간주할 수 있는 상태에서, 물(117)의 액면을 검사면에 접촉시킬 수 있어, 기포의 발생을 억제할 수 있다. 여기서 높이 H는, 0㎜를 초과하고, 또한 2㎜ 이하로 설정하고 있다. 여기까지의 작업에 의해 어레이형 프로브(107) 및 수조(109)의 조정은 완료된다.
또한, 수조(109)의 상연의 검사면과 서로 마주보는 면은, 표면 장력에 의해 수면이 수조(109)의 상연으로부터 솟아오르는 높이 h를 크게 하기 위해서, 물에 대한 습윤성이 나쁜 재료 또는 습윤성이 나빠지도록 표면 가공한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 초음파 검사 장치(100B)는 어레이형 프로브(107)를 시점으로 이동시켜, 주사를 개시한다.
처음에, X축 방향 주사 수단(204)은 어레이형 프로브(107)를 X 방향으로 이송함으로써, X 방향으로 주사한다. X축 방향 주사 수단(204)(수평 주사 수단)은 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 어레이형 프로브(107)를 수평(X축) 방향으로 주사한다.
X 방향의 1라인분의 주사를 종료하면, Y축 방향 주사 수단(201)이 어레이형 프로브(107)의 길이 방향의 길이분만큼, 이 어레이형 프로브(107)를 이송한다. Y축 방향 주사 수단(201)(수평 주사 수단)은 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 워크(106)를 수평(Y축) 방향으로 이송한다.
다음에 X축 방향 주사 수단(204)은 어레이형 프로브(107)를 직전의 X 방향의 주사와는 역방향으로 이송한다. X축 방향 주사 수단(204)(수평 주사 수단)은 수조(109)에 축적한 물의 표면 장력에 의해 워크(106)의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 어레이형 프로브(107)를 수평 방향으로 주사한다.
초음파 검사 장치(100B)는, 이들 주사 수순을 반복하여, 검사 영역을 주사한다. 검사 영역을 주사 완료한 후, 필요에 따라서 상기 수순에 준하여 워크(106)의 다른 심도의 층에 초점을 맞추어 검사를 행한다. 이에 의해, 초음파 검사 장치(100B)는 다층 구조의 워크(106)를 검사 가능하다.
X축 방향 주사 수단(204) 및 Y축 방향 주사 수단(201)에 의한 어레이형 프로브(107)의 주사의 속도는, 관성에 의해 물이 넘쳐 워크(106)의 검사면과 수조(109) 사이에 공기가 인입되지 않을 정도로 느리게 하고 있고, 매끄럽게 가감속하도록 제어하고 있다. 이에 의해, 검사면에의 기포의 침입을 방지하여, 어레이형 프로브(107)에 의한 초음파의 조사와 수신에 지장이 생기지 않도록 하고 있다.
(변형예)
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어 상기한 실시 형태는, 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 어느 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 어느 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시 형태의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것도 가능하다.
각 실시 형태에 있어서, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있고, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는, 거의 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.
100, 100A, 100B : 초음파 검사 장치
101, 201 : Y축 방향 주사 수단(수평 주사 수단)
102, 202 : Z축 방향 주사 수단(높이 조정 기구, 거리 조정 기구)
103 : 스테이지(탐촉자 보유 지지 기구)
104A, 104B, 204 : X축 방향 주사 수단(수평 주사 수단)
105 : 워크 홀더(피검체 보유 지지 기구)
106 : 워크(피검체)
107 : 어레이형 프로브(어레이형 탐촉자)
108 : 케이스
109 : 수조(조)
111 : 급수 튜브
112A, 112B : 고정 나사(아오리량 조정 기구)
113A, 113B, 113C : 조정 손잡이(수조의 아오리ㆍ높이 조정 기구, 거리 조정 기구)
114 : 커넥터
115 : 신호 케이블
116 : 아암(탐촉자 보유 지지 기구)
117 : 물
118A, 118B : 에어 나이프 발생 장치(기류 발생 장치)
119A, 119B : 고압 가스 배관
120A, 120B : 고압 가스 공급구
121A, 121B : 에어 나이프 기류
130 : 펌프
131A, 131B, 131C : 조정 나사(수조의 아오리ㆍ높이 조정 기구)
132A, 132B, 132C : 시일 베어링
205 : 2축 고니오 스테이지(탐촉자 보유 지지 기구)
240 : 팬
241 : 배수 튜브
242 : 팬 고정대
250 : 진공 흡착 기구

Claims (16)

  1. 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 피검체 보유 지지 기구와,
    상기 피검체를 초음파로 탐촉하는 어레이형 탐촉자와,
    초음파를 전파시키는 액체에 상기 어레이형 탐촉자를 침지하는 조와,
    상기 피검체의 검사면의 하방에 상기 어레이형 탐촉자를 서로 마주보도록 보유 지지하는 탐촉자 보유 지지 기구와,
    상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 수평 주사 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피검체에 대한 상기 조의 상대적인 높이를 조정하는 높이 조정 기구와,
    상기 어레이형 탐촉자의 아오리량을 조정하는 아오리량 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어레이형 탐촉자와 평행하게 설치되고, 상기 조로부터 멀어지는 방향으로 시트 형상의 기류를 발생시키는 기류 발생 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피검체 보유 지지 기구는, 진공 흡착에 의해 상측으로부터 상기 피검체를 보유 지지하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사할 때, 상기 피검체의 검사면과 상기 조의 상연의 간격은 0㎜를 초과하고, 또한 2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조에 액면이 물결치지 않는 유량으로 액체를 공급하는 펌프 또는 유량 제어 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수평 주사 수단은, 상기 피검체의 검사면과 상기 어레이형 탐촉자 사이에 공기가 들어가지 않도록 하는 속도로, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  8. 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 스텝과,
    상기 피검체의 검사면의 하방에 보유 지지된 어레이형 탐촉자를 둘러싸는 조에 초음파를 전파시키는 액체를 공급하고, 표면 장력에 의해, 이 액체의 액면을 상기 조의 상연을 초과시키는 스텝과,
    상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 스텝
    을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 방법.
  9. 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 피검체 보유 지지 기구와,
    상기 피검체를 초음파로 탐촉하는 어레이형 탐촉자와,
    초음파를 전파시키는 액체에 상기 어레이형 탐촉자를 침지하는 조와,
    상기 피검체의 검사면의 하방에 상기 어레이형 탐촉자를 서로 마주보도록 상기 조와 함께 보유 지지하는 탐촉자 보유 지지 기구와,
    상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 수평 주사 수단과,
    상기 어레이형 탐촉자와 상기 피검체의 검사면 사이의 거리, 및 당해 어레이형 탐촉자를 침지하는 상기 조의 상연과 상기 피검체의 검사면 사이의 거리를, 각각 독립하여 가변할 수 있는 높이 조정 기구
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 어레이형 탐촉자의 아오리량을 조정하는 아오리량 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 어레이형 탐촉자와 평행하게 설치되고, 상기 조로부터 멀어지는 방향으로 시트 형상의 기류를 발생시키는 기류 발생 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 피검체 보유 지지 기구는, 진공 흡착에 의해 상측으로부터 상기 피검체를 보유 지지하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사할 때, 상기 피검체의 검사면과 상기 조의 상연의 간격은 0㎜를 초과하고, 또한 2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 조에 액면이 물결치지 않는 유량으로 액체를 공급하는 펌프 또는 유량 제어 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 수평 주사 수단은, 상기 피검체의 검사면과 상기 어레이형 탐촉자 사이에 공기가 들어가지 않도록 하는 속도로, 상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 장치.
  16. 검사면을 아래로 향하게 하여 피검체를 보유 지지하는 스텝과,
    어레이형 탐촉자와 상기 피검체의 검사면 사이의 거리를 조정하는 스텝과,
    상기 피검체의 검사면의 하방에 보유 지지된 상기 어레이형 탐촉자를 둘러싸는 조에 초음파를 전파시키는 액체를 공급하고, 표면 장력에 의해, 이 액체의 액면을 상기 조의 상연을 초과시키는 스텝과,
    상기 조에 축적한 액체의 표면 장력에 의해 상기 피검체의 검사면에 액면이 접촉한 상태에서 검사를 행하고자 하는 층에 초점을 맞추는 스텝과,
    상기 피검체 및/또는 상기 어레이형 탐촉자를 수평으로 주사하는 스텝
    을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 방법.
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