WO2012117088A1 - Vorrichtung zur zerstörungsfreien inspektion des inneren von bauteilen - Google Patents

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WO2012117088A1
WO2012117088A1 PCT/EP2012/053604 EP2012053604W WO2012117088A1 WO 2012117088 A1 WO2012117088 A1 WO 2012117088A1 EP 2012053604 W EP2012053604 W EP 2012053604W WO 2012117088 A1 WO2012117088 A1 WO 2012117088A1
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transducer
components
coupling medium
movement
inspected
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PCT/EP2012/053604
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Klaus Krämer
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Institut für Akustomikroskopie Dr. Krämer GmbH
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    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
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    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
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    • G01N29/28—Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water

Definitions

  • the present invention relates to a device for nondestructive inspection of the interior of components.
  • the interior of components is examined by means of an ultrasonic arrangement.
  • the components to be examined, or samples are arranged on at least one table.
  • the ultrasonic arrangement can be designed for inspection in reflection or in reflection and transmission.
  • the ultrasonic arrangement carries at least one transducer, wherein a liquid coupling medium is provided between a free end of the at least one transducer and the components to be inspected.
  • the device comprises a traversing device that moves the at least one transducer along a first direction of movement and a second direction of pointing in order to inspect the plurality of components.
  • German patent application DE 10 2006 032 431 A1 discloses a method for detecting mechanical defects in a semiconductor material consisting of a rod piece.
  • the semiconductor material has at least one flat surface and a thickness of 1 cm 20 to 100 cm measured perpendicular to this surface.
  • the planar surface of the rod piece is scanned with at least one transducer, which is coupled via a liquid coupling medium to the flat surface of the rod piece.
  • the unpublished German patent application DE 10 2008 002 832.0 discloses a method and a device for the non-destructive detection of defects in the interior of semiconductor material.
  • the semiconductor material has a length, a cross-sectional area and a lateral surface aligned along the length.
  • An ultrasonic arrangement is associated with the semiconductor material.
  • a device for generating a relative movement between the ultrasonic arrangement and along the length L of the lateral surface of the semiconductor material is provided.
  • Japanese Patent Application JP 4-084755 discloses an apparatus for inspection of components by means of ultrasonic waves.
  • the part to be inspected is arranged in each case at adjacent positions on a work table.
  • a focal point of an ultrasonic wave probe is provided.
  • a scanner scans the part to be inspected.
  • the result of the inspection of the component can be displayed.
  • Japanese Patent Application JP 1 1 -064302 discloses a device which can prevent the occurrence of air bubbles.
  • ultrasonic test device By means of the ultrasonic test device, ultrasonic waves are emitted from a probe to a sample located under water. The reflected waves are received, which are the returning echo signal. From the returning echo signal, any errors within the sample can be detected.
  • Korean Patent Application KR 2002-0053416 discloses an apparatus for inspecting exfoliation in thinned semiconductor devices. A plurality of the semiconductor devices are arranged in a water tank. The semiconductor devices are held in a strip, with clamping plates for clamping the strip at each end of the strip.
  • US Patent 5,684,252 discloses a method and apparatus for non-destructive ultrasonic inspection.
  • a plurality of the integrated circuits or other electronic components are arranged in a fixed pattern on a liquid-permeable tray. Along an inspection route they are moved by a scanning station. In the scanning station, the electronic components are repeatedly irradiated by an ultrasonic beam emitted by a transmitter and ultimately scanned by a receiver. A coupling fluid flows uninterruptedly along the path of the ultrasonic beam. The coupling fluid also flows along the surfaces of the opposite electronic components. The electronic component tray or tray is air dried as it exits the scanning station.
  • the prior art does not address the problem that at higher scanning speed for the components to be inspected secure mounting on the table must be guaranteed in the coupling medium. If, in fact, the scan speeds increase, then the turbulences in the coupling medium also increase. Thus, there is a risk that the components to be inspected stand out from the table and float freely in the coupling medium within the container of the ultrasonic device and ultimately lost.
  • the invention has for its object to provide a device for nondestructive inspection of the interior of components, with which it is possible with high throughput components to be inspected and to ensure that evaluable results result from the components to be inspected, so that multiple measurements are avoided.
  • the device is configured such that none of the components to be inspected is lost or damaged during the scanning process.
  • the device according to the invention comprises at least one table which carries the components to be examined or inspected.
  • the table is lowered together with the components to be examined into a container, so that the table and the components to be examined are completely surrounded by a coupling medium.
  • the ultrasonic arrangement for inspection of the components can be designed such that the inspection is carried out in reflection. Another possibility of the design of the ultrasonic arrangement is that the inspection can be carried out in reflection and transmission.
  • the ultrasound arrangement carries at least one transducer.
  • the transducer is attached to the ultrasonic arrangement such that the liquid coupling medium is provided between a free end of the transducer and the components to be inspected.
  • the components to be inspected are completely covered with the liquid coupling medium.
  • a traversing device is provided which moves the at least one transducer along a first direction of movement and along a second direction of movement.
  • the at least one transducer carries an element which is attached to the transducer so that it only partially immersed in the coupling medium.
  • the element has two extensions which are aligned in the direction of the first direction of movement and in the direction of the second direction of movement.
  • the table is designed in such a way that the at least one component to be inspected is stationarily fixed to the table during the inspection, so that it is not detached from the table or moved in its position by the movements in the coupling medium.
  • the stationary fixation of the at least one component to be inspected is understood to mean that the component is fixed to the table in such a way that the movements in the coupling medium can not lift the component off the table. Once the component has been placed on the table, it should thus gangs of inspection of the various components within the device at the once-planned position remain on the table.
  • the several components to be inspected are placed on the table in the form of a matrix.
  • the table has a cutout.
  • the ultrasonic arrangement has a holder on which the at least one transducer can be moved over the components to be examined.
  • a receiver is assigned below the components to be examined the transducer, which is also moved synchronously on the holder. With this ultrasonic arrangement, it is possible to perform an inspection of the components in reflection and transmission simultaneously.
  • the receiver is attached to a wing which dips into the coupling medium.
  • the receiver is movable synchronously with the transducer with respect to the components to be inspected.
  • the wing which is attached to the holder of the ultrasonic assembly, also has a flow-optimized form, so that no additional unnecessary turbulence caused by the method of mounting by the wing in the coupling medium.
  • An upper portion of the wing which protrudes from the coupling medium, carries a fuel protection plate, so that electronic elements or mechanical elements of the holder will not be damaged or impaired in function due to splashing of the liquid coupling medium.
  • the holder carries a first transducer and a second transducer.
  • a first receiver and a second receiver are respectively assigned to the first transducer and the second transducer.
  • the first transducer and the second transducer, as well as the first receiver and the second receiver are mounted on opposite sides of the holder.
  • an arm is mounted in each case, which carries at its free end the receiver.
  • these are mounted on a transparent element for the sound waves.
  • components to be inspected are fixed on a film made of a polymer material. The film is clamped together with the components on the table, so that the components to be inspected come to rest within the free space of the table.
  • the components to be inspected are arranged in matrix form.
  • the preferred arrangement of the components is a matrix form.
  • the table is designed as a closed plate which has formed a circumferential frame and carries at least one positioning element to which a negative pressure can be applied. By means of the negative pressure, the components to be inspected can thus be fixed in a stationary manner on the table completely surrounded by the coupling medium.
  • the positioning element may be formed as a tray, in which the components to be inspected are arranged in a matrix form.
  • the tray can be put on the table together with the components.
  • the components and the tray can be sucked together by means of negative pressure, so that a stationary position of the components to be inspected during the entire scan by means of the ultrasound assembly is ensured.
  • the positioning element is a microporous plate to which a negative pressure can be applied.
  • the components to be inspected are likewise fixed in place by means of a vacuum at the table.
  • the arrangement of the components to be inspected can be done on the microporous plate in any manner.
  • the microporous plate can be completely surrounded by the coupling medium together with the table.
  • the negative pressure is applied by means of a pump to the microporous plate or to the positioning elements.
  • the table is formed as a closed plate, only an inspection of the components in reflection can be carried out by means of the ultrasonic arrangement.
  • the ultrasound assembly on the support carries a first transducer and a second transducer, wherein the first transducer and the second transducer are mounted on opposite sides of the support. It is understood that the first transducer and the second transducer are disposed over the components to be inspected.
  • the device has a plurality of tables which carry the components to be inspected in the coupling medium and thus can be inspected by an ultrasonic arrangement.
  • the provision of several tables in the device according to the invention logically increases the throughput of components to be inspected.
  • Each of the transducers carries in the region of its free end the element which has two extensions for flow optimization, which are aligned in the direction of the first direction of movement and in the direction of the second direction of movement and each form an acute angle between the legs of the element.
  • the element may have various embodiments. One possibility is that the element sitting at the free end of the transducer picks up two transducers.
  • a traversing device is provided, so that the at least one transducer and / or the receiver can be moved in a meandering manner with respect to the components or specimens to be examined.
  • the transducer or the receiver is moved substantially along a first direction of movement and along a second direction of movement.
  • the first direction of movement is opposite to the second direction of movement.
  • the device according to the invention has a container in the form of a trough in which the coupling medium is located.
  • the at least one table can be sunk in the coupling medium together with the components to be inspected.
  • the movement of the transducer and / or the receiver then takes place in the coupling medium. It is ensured that coupling medium is always present between the components to be inspected and the transducer or the receiver, so that the ultrasonic waves can be coupled into or out of the components to be inspected.
  • a transducer comprises a piezo element consisting of zinc oxide (ZnO). If an electrical voltage is applied to the transducer, the piezo element deforms. If the electrical voltage is applied at a certain frequency, the deformation of the piezo element in the transducer takes place at the frequency at which acoustic waves are generated. Depending on the shape and size of the piezo element and the material, ultrasonic signals with different frequency or bandwidth are generated. The acoustic waves or ultrasonic waves are focused in the transducer and focused through a series of lenses and filters. The generated ultrasonic waves leave the transducer via another lens (calotte) on the underside or at the free end of the transducer.
  • ZnO zinc oxide
  • the reversal of the piezoelectric effect For the generation of an image of the component to be inspected, use is made of the reversal of the piezoelectric effect.
  • these ultrasonic waves When the reflected and / or transmitted ultrasonic signal hits the transducer or receiver, these ultrasonic waves are directed to the active element inside the transducer.
  • the ultrasonic waves cause a deformation of the piezoelectric element there.
  • the piezo element converts the deformation into a corresponding electrical voltage. From the height and type of electrical voltage, the ultrasound image is generated by the component to be examined.
  • Figure 1 shows a schematic view of a device for non-destructive inspection of the interior of components.
  • Figure 2 shows a schematic view of the structure of a transducer for the delivery and reception of ultrasonic waves.
  • FIG. 3 shows a schematic view of how an object to be examined or
  • Figure 4 shows a schematic plan view of the transducer according to the present invention provided with a flow-optimized element.
  • FIG. 5 shows a schematic view of the assignment of the transducer to the components to be inspected, which are arranged on a table.
  • Figure 6 shows a perspective view of the structure of a table on which the samples to be examined can be positioned.
  • Figure 7 shows a plan view of a tray, which can be placed on the table and the components to be inspected can be arranged in a matrix form therein.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a tray resting on a tray
  • FIG. 9 shows a perspective view of a table which has formed a plurality of positioning elements to which a negative pressure can be applied.
  • FIG. 10 shows a sectional view of the perspective view shown in FIG.
  • Table. shows a microporous plate to which a vacuum can be applied over the table, so that in any arrangement, the components to be inspected can be stored on the microporous plate.
  • shows a plan view of the table shown in Fig. 12. shows an arrangement of two tables, which can be lowered into the coupling medium.
  • FIG. 20 shows a side view of the embodiment of the ultrasonic arrangement from FIGS. 17 and 18.
  • Figures 21a, 21b show an embodiment of the element which can be attached to the free end of the transducer for flow optimization.
  • FIGS. 22a, 22b show a further embodiment of the element, which can be attached to the free end of the transducer for flow optimization.
  • FIG. 23 shows an embodiment of the flow-optimized element.
  • FIG. 24 shows a further embodiment of the flow-optimized
  • FIG. 25 shows another embodiment of the flow-optimized one
  • Figure 1 shows a schematic view of a device 1 for nondestructive inspection of components 2.
  • a device 1 for nondestructive inspection of components 2.
  • Only one component 2 is shown in the embodiment shown here, this should not be construed as a limitation of the invention.
  • the device 1 described in Fig. 1 thus has the table 4 for, or the components 2, on which they can be fixed in place.
  • components 2 can be examined in any form, size and type.
  • the inspected component 2 is together with the Table 4 positioned in a container 6.
  • the container 6 is filled with a liquid coupling medium 8 (usually water).
  • the ultrasonic arrangement 10 for non-destructive inspection of the component 2 has several transducers 12 in the illustration shown here. Ultrasonic waves are emitted by the transducers 12 and coupled via the coupling medium 8 to the component 2 to be inspected.
  • the double arrow 9a indicates that the plurality of transcuters 12 can be moved along the component 2 to be examined.
  • a traversing device 9 is coupled to the transducers 12, so that thereby the entire component 2 or the entire components 2 can be detected.
  • the device shown in FIG. 1 operates exclusively in reflection R.
  • the ultrasound echoes returning from the component 2 are likewise detected by the transducers 12, which are moved by the traversing device 9. From the returning signals, a corresponding image of the interior of the component 2 is generated.
  • the plurality of transducers 12 are accordingly moved along the surface 2 a of, or the components 2, so that the entire component 2 can be detected. During the process, the transducers 12 dip into the liquid coupling medium 8.
  • transducers 12 any number of transducers 12 may be used. So that the components to be examined can be kept stationary in the coupling medium 8 by the table 4, a pump P is provided, with which a negative pressure can be applied to the table 4 via a fluid connection V, so that the components 2 to be examined are securely held on the table can be.
  • Fig. 2 shows a schematic configuration of the structure of a transducer 12, which is used to generate an ultrasound image of a component to be inspected
  • the transducer 12 has a connection 7, via which it can be connected to the ultrasound assembly 10. About this connection 7 z. B. the electrical connections (not shown) out. Furthermore, this connection 7 also constitutes a mechanical connection to the ultrasonic arrangement 10.
  • the active element 14 is provided at the free end 12 a of the transducer 12 .
  • the active element 14 is the piezo element with which the sound waves are generated and which receives the ultrasonic waves returning from the component 2 to be inspected and converts them into corresponding electrical signals. Furthermore, a plurality of electrodes 1 1 are provided, which are responsible for the corresponding conversion of the signals.
  • the required electrical voltages are supplied to the transducer 12 via a plurality of electrical leads 17, or the corresponding electrical voltages are dissipated by the transducers 12 in order to carry out a conversion.
  • an electrical circuit 18 is provided, which is responsible for the conversion of the ultrasonic waves into electrical signals.
  • the application of the electrical voltage to the corresponding active element 14 is controlled via the electrical circuit 18.
  • the electrical leads, the electrical circuit 18 and the active element 14 are housed in a housing 19.
  • On the housing inner wall is an additional tube 16, which supports the active element 14.
  • the housing 19 is closed by an end plate 13 and thus forms the free end 12 a of the transducer 12.
  • the transducer 12 is guided meandering over the surface 2a of the component 2.
  • the meandering movement of the transducer 12 is thus composed of a first direction of movement 20a and a second direction of movement 20b.
  • the first movement direction 20a is parallel to the second movement direction 20b and the second movement 20b is the first
  • Fig. 4 shows an advantageous embodiment of the transducer 12 with an attached to the transducer 12 element 27, which is suitable for the movement of the transducer 12 in the liquid coupling medium 8, the turbulence (not shown) and the blistering (not shown) to reduce and thus To avoid incorrect measurements.
  • the element 27 has a first extension 27a and a second extension 27b.
  • the first extension 27a is in the direction of movement 20a and the second extension 27b is aligned in the direction of movement 20b.
  • Each of the extensions 27a and 27b has a width B and a length L. In this case, the length L is greater than the width B of the first and second extensions 27a and 27b.
  • the two extensions 27a and 27b are formed such that their width B is at least equal to the diameter D of the transducer 12.
  • the extensions 27a and 27b of the element 27 both have the same shape.
  • the shape of the extensions 27a and 27b are an isosceles triangle.
  • the legs 28 of each of the extensions 27a or 27b include an acute angle ⁇ .
  • the tips 29 of the extensions 27a and 27b are rounded in this embodiment.
  • 5 shows a schematic side view of the transducer 12 in association with the components 2 to be inspected.
  • the transducer 12 is provided with the element 27 for reducing turbulence formation.
  • the element 27 is attached to the transducer 12 such that the free end 12a of the transducer projects beyond the element 27. It goes without saying for a person skilled in the art that the element
  • the transducer 12 may also be attached to the transducer 12 such that the free end 12 a is flush with the element 27.
  • the free end 12 a of the transducer 12 is arranged opposite the components 2 to be inspected.
  • the transducer 12 dives so far into the coupling medium 8 that at least the line 8a of the liquid coupling medium up to an immersion depth H of the element
  • the transducer dives so far into the coupling medium 8 that the line 8a of the liquid coupling medium 8 is approximately at half the height h of the element 27.
  • the element 27 has formed the two extensions 27a and 27b, which have a flow-optimized shape, so that turbulences, air bubbles and wave formation in the coupling medium 8 are reduced or avoided in the process of the transducer 12.
  • the transducer 12 Due to the inventive design of the transducer 12, it is possible to increase the maximum scanning speed with an ultrasound microscope from 1 m / s to more than 1.5 m / s. With the ultrasonic microscope, a maximum magnification of 625x can be achieved. A minimum scanning field of 200 pm to 200 pm is possible.
  • the transducer 12 emits sound frequencies in the range of 1 MHz to 1000 MHz.
  • the components 2 to be inspected are arranged in a positioning element 30.
  • the positioning element 30 itself rests on the table 4, so that a negative pressure can be applied via the table 4 or the positioning element 30, so that the components 2 to be inspected are held firmly and securely during or during the scanning operation in or on the positioning element 30 of the table 4 become.
  • Fig. 6 shows a perspective view of the table 4, which is used in the device 1 according to the invention.
  • the table 4 is designed as a closed plate 41 which carries at least one positioning element 30. In the embodiment shown here, three positioning elements 30 are arranged on the plate 41.
  • On the opposite sides 43 of the table 4 each have a mounting member 42 is attached. The mounting elements 42 serve to keep the table 4 at a certain level in the coupling medium 8.
  • Fig. 7 is a plan view and Fig. 8 is a perspective view of a
  • the JEDEC tray 50 represents a solution for product handling in the semiconductor industry.
  • the JEDEC tray 50 can be placed on the table 4 of FIG.
  • the components 2 are semiconductor components and are placed in the individual compartments 52 of the JEDEC tray 50 during production.
  • the JEDEC Trax 50 is used to transport the components 2 to another Processing machine (not shown).
  • the JEDEC tray 50 sits on the table 4, or on the positioning elements 30.
  • a negative pressure can be applied to the JEDEC tray 50 via a vacuum line 51, so that the components are sucked into the individual compartments 52 of the JEDEC tray 50 become.
  • the individual compartments 52 have for this purpose corresponding passages 53 formed, via which the negative pressure acts on the component 2 and this stationary in the JEDEC tray 50 holds.
  • FIGS. 9, 10 and 11 show different views of a further embodiment for the stationary fixing of the components 2 for inspection with the device 1 according to the invention.
  • the table 4 is formed as a closed plate 41 and carries a plurality of positioning elements 30.
  • a plurality of terminals 45 are provided in the frame 46 of the table 4 .
  • a negative pressure can be applied via the connections 45.
  • This negative pressure acts on a microporous plate 55 which fits into the frame 46 of the table 4.
  • FIG. 10 shows a section along the line 54 from FIG. 9.
  • the microporous plate 55 is inserted into the table 4 and rests on the positioning elements 30. Via the ports 45, a negative pressure is applied, which propagates across the microporous plate and acts on the components 2, which are arranged on the microporous plate 55. Due to the negative pressure, the components 2 are fixed in place on the microporous plate 55.
  • Fig. 12 and Fig. 13 show a further embodiment of the table 4 for the inspection of components 2.
  • the table 4 is designed for the inspection of the components 2 in reflection R and transmission T.
  • the table 4 has formed a free-space 48, into which the components can be inserted, so that they can be irradiated unhindered by the ultrasonic waves emanating from the transducer. So that the components 2 are held securely in the cutout 48, the components 2 are placed on a film 35. The film 35 is fastened by means of clamping elements 49 on the table 4 via the cutout 48.
  • the table 4 also has, as already described, the monostatic shown in FIG. Day elements 42 formed so that the table can be lowered into the coupling medium 8 in the container 6.
  • Fig. 14 shows a perspective view of two tables 4, each provided with a cutout 48.
  • the tables 4 sit with the mounting elements 42 on rails 37 with which the tables within the container 6 in the coupling medium 8 can be positioned.
  • Fig. 15 shows a schematic plan view of the arrangement of the components 2 for the inspection by means of reflection and transmission.
  • the components 2 are applied in a matrix form on the film 35.
  • Fig. 16 the embodiment is shown that on both sides of the film 35 4, the components 2 are applied in matrix form.
  • the film 35 is clamped in the table 4 by means of the clamping elements 49, so that the film 35 and thus the components 2 are arranged in one plane within the cutout 48 to sit.
  • 17 shows a schematic view of an embodiment of the ultrasonic arrangement 10 according to the invention, in which the components 2 can be examined both in reflection R and in transmission T. In the embodiment shown in FIG. 17, a table 4 having a cutout 48 is used.
  • the ultrasound assembly 10 has a holder 24, in which a first transducer 12a and a second transducer 12b are arranged above the components 2 to be inspected.
  • the holder 24 carries a wing 25, in each of which an arm 26 is attached on both sides.
  • the receiver 31 is mounted on the arm 31 in such a way that it directly adjoins the first transducer 12a or second transducer 12b. Between the first transducer 12a and the first receiver 31, the components 2 to be examined are introduced in the coupling medium 8.
  • the ultrasonic arrangement 10 is moved in such a way that two components 2 arranged in a matrix arrangement can be detected in parallel.
  • the first transducer 12a and the second transducer 12b each carry the flow-optimized element 27.
  • the first transducer 12a and the second transducer 12b dive so far into the liquid coupling medium 8, that an upper line 8a of the liquid coupling medium 8 at about half of the flow-optimized element 27 is located.
  • FIG. 18 shows a perspective view of one embodiment of the ultrasound assembly 10.
  • the first transducer 12a and the second transducer 12b are omitted for clarity.
  • a splash guard plate 33 is attached at the upper end of the blade 25, which protrudes from the coupling medium 8.
  • the holder 24 of the ultrasound assembly 10 carries a first transducer 12a and a second transducer 12b. Each of the transducers 12a and 12b is provided with a flow-optimized element 27, which only partially dips into the coupling medium 8.
  • the first transducer 12a and the second transducer 12b are each assigned to a table 4 on which the components 2 to be inspected are located. With a traversing device, not shown here, the entire ultrasonic device 10 can be moved, so that parallel to the components to be inspected 2 on the two tables
  • FIGS. 17 and 18 show a side view of the embodiments of the ultrasonic arrangement shown in FIGS. 17 and 18 for inspecting the components 2 in reflection R and transmission T.
  • the entire ultrasonic arrangement 10 is in a first direction of movement 20a and in a second direction of movement 20b movable so as to examine all mounted on a film 35 and fixedly fixed components 2 with the ultrasound from the transducer 12.
  • the components 2 are fixed in place on the film 35 and fixed in a table 4, which has a cutout 48, clamped.
  • the table 4 (not shown here) is positioned in the coupling medium 8 such that the components 2 to be inspected come to rest between the transducer 12 and the receiver 31.
  • the receiver 31 is seated on an arm 26 which is mounted on the wing 25.
  • the transducers 12 and the receivers 31 can be moved in the same position with respect to the components 2 to be inspected by means of the ultrasonic device 10 in the first movement direction 20a and the second movement direction 20b.
  • the splash guard plate 33 is attached, which protects the rest of the ultrasonic assembly 10 of splashes of the coupling medium 8.
  • Figures 21a and 21b show a schematic view of an embodiment of the element 27 which can be attached to the transducer (not shown).
  • the element 27 is here designed such that it has two holes 60, each of which receives a transducer.
  • a flow-optimized element 27 carries two transducers.
  • the flow-optimized element 27 has a threaded bore 62 through which the flow-optimized element 27 can be attached and fixed to one of the two transducers.
  • FIGS. 22a and 22b show a further embodiment of the flow-optimized element 27.
  • the flow-optimized element 27 has a bore 60 into which a transducer can be received. At diametrically opposite locations of the bore 60 threaded holes 62 are provided, via which the flow-optimized element 27 can be fixed and mounted with exact position on the transducer.
  • the flow-optimized element 27 of FIGS. 22 a and 22 b also has rounded tips 29 which are in the first movement direction 20 a and in the second movement direction, respectively 20b in the use of the flow-optimized element 27 in the ultrasonic device 10 point.
  • FIG. 23 shows a further embodiment of the flow-optimized element 27.
  • a formation 64 is formed, via which the electronic connections (not shown here) of the transducer are led out.
  • the flow-optimized element 27 can be mounted and fixed to the transducer.
  • the tips 29 of the flow-optimized element 27 are not rounded here.
  • Fig. 24 shows a further embodiment of the flow-optimized element 27, which also has rounded tips 29.
  • the bore 60 for the transducer has a lateral notch 66 through which electrical leads for the transducer are led out. Also via two threaded holes 62, the flow-optimized element 27 is mounted and fixed to the transducer.
  • FIG. 25 shows a further embodiment of the flow-optimized element 27.
  • the tips 29 of the flow-optimized element 27 are not rounded here.
  • the bore 60 for the transducer is graduated and via two threaded holes 62, the flow-optimized element 27 can be attached to the transducer.

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Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Inspektion des Inneren von Bauteilen (2) offenbart. Eine eine Ultraschallanordnung (10) kann zur Inspektion in Reflexion oder zur Inspektion in Reflexion und Transmission der Bauteile (2) ausgebildet sein. Mindestens ein Transducer (12), den die Ultraschallanordnung (10) trägt, ist derart angeordnet, dass bei der Messung zwischen einem freien Ende (12a) des mindestens einen Transducers (12) und den Bauteilen (2) ein flüssiges Koppelmedium (8) vorgesehen ist. Der mindestens eine Transducer (12) trägt ein strömungsreduzierendes Element (27). Ein Tisch (4) ist derart ausgebildet ist, dass das mindestens eine Bauteil (2) während der Inspektion bzw. Messung am Tisch (4) ortsfest fixiert ist.

Description

VORRICHTUNG ZUR ZERSTÖRUNGSFREIEN INSPEKTION DES INNEREN
VON BAUTEILEN
5 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Inspektion des Inneren von Bauteilen. Das Innere von Bauteilen wird dabei mittels einer Ultraschallanordnung untersucht. Die zu untersuchenden Bauteile, bzw. Proben sind auf mindestens einem Tisch angeordnet. Die Ultraschallanordnung kann zur Inspektion in Reflexion oder in Reflexion und Transmission ausgebil- 10 det sein. Die Ultraschallanordnung trägt mindestens einen Transducer, wobei zwischen einem freien Ende des mindestens einen Transducers und den zu inspizierenden Bauteilen ein flüssiges Koppelmedium vorgesehen ist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Verfahreinrichtung, die den mindestens einen Transducer entlang einer ersten Bewegungsrichtung und einer zweiten Bewei s gungsrichtung verfährt, um die mehreren Bauteile zu inspizieren.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 032 431 A1 offenbart ein Verfahren zur Detektion von mechanischen Defekten in einem aus einem Stabstück bestehenden Halbleitermaterial. Das Halbleitermaterial besitzt mindestens eine ebene Fläche und eine senkrecht zu dieser Fläche gemessene Dicke von 1 cm 20 bis 100 cm. Bei dem Verfahren wird die ebene Fläche des Stabstücks mit mindestens einem Transducer abgerastert, der über ein flüssiges Koppelmedium an die ebene Fläche des Stabstücks angekoppelt ist.
Die unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2008 002 832.0 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Detektion von 25 Defekten im Inneren von Halbleitermaterial. Das Halbleitermaterial besitzt eine Länge, eine Querschnittsfläche und eine entlang der Länge ausgerichtete Mantelfläche. Eine Ultraschallanordnung ist dem Halbleitermaterial zugeordnet. Ebenso ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Ultraschallanordnung und entlang der Länge L der Mantelfläche des Halbleitermaterials vorgesehen.
Die Japanische Patentanmeldung JP 4-084755 offenbart eine Vorrichtung zur Inspektion von Bauteilen mittels Ultraschallwellen. Hierzu ist das zu inspizieren- de Teil jeweils an benachbarten Positionen auf einem Arbeitstisch angeordnet. Ein Fokalpunkt einer Ultraschallwellen-Sonde ist vorgesehen. Mit einem Scanner wird das zu inspizierende Teil inspiziert. Auf einem Sichtgerät kann das Ergebnis der Inspektion des Bauteils angezeigt werden.
Die Japanische Patentanmeldung JP 1 1 -064302 offenbart eine Vorrichtung, die das Auftreten von Luftblasen verhindern kann. Mittels der Ultraschall- Prüfvorrichtung werden von einer Sonde Ultraschallwellen auf eine sich unter Wasser befindliche Probe abgestrahlt. Die reflektierten Wellen werden empfangen, die das zurücklaufende Echo-Signal sind. Aus dem zurücklaufenden Echo- Signal können evtl. Fehler innerhalb der Probe detektiert werden. Die Koreanische Patentanmeldung KR 2002-0053416 offenbart eine Vorrichtung für das Inspizieren von Abblätterungen in gehausten Halbleiterbauteilen. Eine Mehrzahl der Halbleiterbauteile ist in einem Wassertank angeordnet. Die Halbleiterbauteile werden in einem Streifen gehaltert, wobei Klemmplatten für das Festklemmen des Streifens an jedem Ende des Streifens vorgesehen sind. Das U.S. -Patent 5,684,252 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Ultraschallinspektion. Eine Mehrzahl der integrierten Schaltungen oder der sonstigen elektronischen Bauelemente sind in einem örtlich festgelegten Muster auf einer Flüssigkeit-durchlässigen Schale angeordnet. Entlang eines Inspektions-Weges werden diese durch eine abtastende Station bewegt. In der abtastenden Station werden die elektronischen Bauelemente wiederholt durch einen Ultraschallstrahl bestrahlt, der von einem Sender ausgesendet wird und von einem Empfänger letztendlich abgetastet wird. Eine Koppelflüssigkeit fließt dabei ununterbrochen entlang des Weges des Ultraschallstrahls. Die Koppelflüssigkeit fließt auch entlang der Oberflächen der ge- genüberliegenden elektronischen Bauelemente. Die Halterung, bzw. die Schale für die elektronischen Bauelemente wird an der Luft getrocknet, während sie von der abtastenden Station herausfährt.
Der Stand der Technik spricht dabei nicht die Problematik an, dass bei höherer Scangeschwindigkeit für die zu inspizierenden Bauteile eine sichere Halterung auf dem Tisch im Koppelmedium gewährleistet sein muss. Wenn sich nämlich die Scangeschwindigkeiten erhöht, erhöhen sich folglich auch die Turbulenzen im Koppelmedium. Somit besteht die Gefahr, dass die zu inspizierenden Bauteile vom Tisch sich abheben und frei im Koppelmedium innerhalb des Behälters der Ultraschallvorrichtung schwimmen und letztlich auch verloren gehen.
Hinzu kommt, dass bei hohen Geschwindigkeiten sich Turbulenzen, bzw. am freien Ende des Transducers anhaftende Blasen bilden. Diese am Transducer anhaftenden Blasen führen zu einer Verfälschung der Meßergebnisse. Hinzu kommt, dass aufgrund der Verfälschung eine neue Messung erforderlich ist. Dies führt zu einem erheblichen Zeitverlust bei der Auswertung der Meßergebnisse. Um dies zu vermeiden, ist es dem Stand der Technik nur möglich, die Scangeschwindigkeit des Transducers oder der Transducer nicht all zu groß werden zu lassen. Die maximale Geschwindigkeit, mit der der Transducer im flüssigen Koppelmedium verfahren werden kann beträgt bei den Vorrichtungen des Standes der Technik maximal 1 m/s.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Inspektion des Inneren von Bauteilen zu schaffen, mit der es möglich ist mit hohem Durchsatz Bauteilen zu inspizierenden und dabei sicherzustellen, dass von den zu inspizierenden Bauteilen auswertbare Meßergebnisse resultieren, so dass Mehrfachmessungen vermeiden werden. Hinzu kommt, dass die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass bei dem Scanvorgang keines der zu inspizierenden Bauteile verloren geht oder beschädigt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Inspektion des Inneren von Bauteilen gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens einen Tisch, der die zu untersuchenden oder zu inspizierenden Bauteile trägt. Der Tisch wird dabei zusammen mit den zu untersuchenden Bauteilen in ein Behältnis abgesenkt, so dass der Tisch und die zu untersuchenden Bauteile komplett von einem Kop- pelmedium umgeben sind.
Die Ultraschallanordnung zur Inspektion der Bauteile kann dabei derart ausgestaltet sein, dass die Inspektion in Reflexion durchgeführt wird. Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung der Ultraschallanordnung ist, dass die Inspektion in Reflexion und Transmission durchgeführt werden kann. Die Ultraschallanord- nung trägt mindestens einen Transducer. Der Transducer ist dabei derart an der Ultraschallanordnung angebracht, dass zwischen einem freien Ende des Transducers und den zu inspizierenden Bauteilen das flüssige Koppelmedium vorgesehen ist. Die zu inspizierenden Bauteile sind vollkommen mit dem flüssigen Koppelmedium bedeckt. Um eine Vielzahl der Bauteile inspizieren zu können, ist eine Verfahreinrichtung vorgesehen, die den mindestens einen Transducer entlang einer ersten Bewegungsrichtung und entlang einer zweiten Bewegungsrichtung verfährt. Der mindestens eine Transducer trägt dabei ein Element, das derart am Transducer befestigt ist, dass es nur zum Teil in das Koppelmedium eintaucht. Das Element hat zwei Fortsätze ausgebildet, die in Richtung der ersten Bewegungsrichtung und in Richtung der zweiten Bewegungsrichtung ausgerichtet sind. Ebenso ist der Tisch derart ausgebildet, dass das mindestens eine zu inspizierende Bauteil während der Inspektion am Tisch ortsfest fixiert ist, so dass es nicht von den Bewegungen im Koppelmedium vom Tisch gelöst oder in seiner Position ver- schoben wird.
Unter der ortsfesten Fixierung des mindestens einen zu inspizierenden Bauteils ist zu verstehen, dass das Bauteil derart am Tisch fixiert ist, das die Bewegungen im Koppelmedium das Bauteil nicht vom Tisch abheben können. Das einmal auf dem Tisch angeordnete Bauteil soll somit während des gesamten Vor- gangs der Inspektion der verschiedenen Bauteile innerhalb der Vorrichtung an der einmal vorgesehenen Position auf dem Tisch verbleiben.
Die mehreren zu inspizierenden Bauteile werden auf dem Tisch in Form einer Matrix angeordnet. Gemäß einer ersten Ausführungsform hat der Tisch eine Freisparung ausgebildet. Die Ultraschallanordnung hat eine Halterung, an der der mindestens eine Transducer über den zu untersuchenden Bauteilen verfahrbar ist. Ebenso ist unterhalb der zu untersuchenden Bauteile dem Transducer ein Empfänger zugeordnet, der ebenfalls über die Halterung synchron verfahrbar ist. Mit dieser Ultraschallanordnung ist es möglich, eine Inspektion der Bauteile in Reflexion und Transmission gleichzeitig durchführen zu können.
Der Empfänger ist an einem Flügel befestigt, der in das Koppelmedium eintaucht. Dadurch ist der Empfänger synchron mit dem Transducer in Bezug auf die zu inspizierenden Bauteile verfahrbar. Der Flügel, welcher an der Halterung der Ultraschallanordnung angebracht ist, besitzt ebenfalls eine strömungsopti- mierte Form, so dass durch das Verfahren der Halterung durch den Flügel im Koppelmedium keine zusätzlichen unnötigen Turbulenzen entstehen. Ein oberer Abschnitt des Flügels, der aus dem Koppelmedium ragt, trägt eine Spritschutzplatte, damit elektronische Elemente oder mechanische Elemente der Halterung nicht aufgrund von Spritzern des flüssigen Koppelmediums beschädigt oder in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform trägt die Halterung einen ersten Transducer und einen zweiten Transducer. Ebenso sind dem ersten Transducer und dem zweiten Transducer jeweils ein erster Empfänger und ein zweiter Empfän- ger zugeordnet. Der erste Transducer und der zweite Transducer, sowie der erste Empfänger und der zweite Empfänger sind an gegenüberliegenden Seiten der Halterung angebracht. An beiden Seiten des Flügels ist jeweils ein Arm angebracht, der an seinem freien Ende den Empfänger trägt. Für die Inspektion der Bauteile in Reflexion und Transmission sind diese auf einem für die Schallwellen transparenten Element angebracht. Eine Möglichkeit ist, dass zu inspizierenden Bauteile dabei auf einer Folie aus einem Polymermaterial festgelegt sind. Die Folie wird zusammen mit den Bauteilen auf dem Tisch eingespannt, so dass die zu inspizierenden Bauteile innerhalb der Frei- sparung des Tisches zu liegen kommen. Gemäß einer weiteren Möglichkeit der Anordnung der zu inspizierenden Bauteilte, sind diese beiden Seiten der Folie in Matrixform angeordnet. Wie bereits eingangs erwähnt, ist die bevorzugte Anordnung der Bauteile eine Matrixform. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Tisch als eine geschlossene Platte ausgebildet, die einen umlaufenden Rahme ausgebildet hat und mindestens ein Positionierelement trägt, an das ein Unterdruck anlegbar ist. Mittels des Unterdrucks können somit die zu inspizierenden Bauteile ortsfest auf dem vom Koppelmedium vollständig umgebenen Tisch festgelegt werden.
Das Positionierelement kann als ein Tray ausgebildet sein, in dem die zu inspizierenden Bauteile in einer Matrixform angeordnet sind. Das Tray lässt sich zusammen mit den Bauteilen auf den Tisch setzen. Die Bauteile und das Tray können zusammen mittels Unterdruck entsprechend angesaugt werden, damit eine ortsfeste Lage der zu inspizierenden Bauteile während des gesamten Scanvorgangs mittels der Ultraschallanordnung gewährleistet ist.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des Positionierelements ist, dass das Positionierelement eine mikroporöse Platte ist, an welche ein Unterdruck anlegbar ist. Die zu inspizierenden Bauteile sind ebenfalls mittels eines Unter- drucks am Tisch ortsfest festgelegt. Die Anordnung der zu inspizierenden Bauteile kann auf der mikroporösen Platte in beliebiger Art und Weise erfolgen. Die mikroporöse Platte kann zusammen mit dem Tisch vollständig vom Koppelmedium umgeben werden. Der Unterdruck wird mittels einer Pumpe an die mikroporöse Platte oder an die Positionierelemente angelegt. Für den Fall, dass der Tisch als eine geschlossene Platte ausgebildet ist, kann mittels der Ultraschallanordnung lediglich eine Inspektion der Bauteile in Reflexion durchgeführt werden. Gemäß dieser Ausführungsform trägt die Ultraschallanordnung an der Halterung einen ersten Transducer und einen zweiten Transducer, wobei der erste Transducer und der zweite Transducer an gegenüberliegenden Seiten der Halterung angebracht sind. Es ist selbstverständlich, dass der erste Transducer und der zweite Transducer über den zu inspizierenden Bauteilen angeordnet sind.
Es ist ebenso möglich, dass die Vorrichtung mehrere Tische aufweist, die die zu inspizierenden Bauteile im Koppelmedium tragen und somit von einer Ultraschallanordnung inspiziert werden können. Das Vorsehen mehrerer Tische bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht logischerweise den Durchsatz an zu inspizierenden Bauteilen.
Jeder der Transducer trägt im Bereich seines freien Endes das Element, das zur Strömungsoptimierung zwei Fortsätze aufweist, die in der Richtung der ersten Bewegungsrichtung und in Richtung der zweiten Bewegungsrichtung ausgerichtet sind und jeweils einen spitzen Winkel zwischen den Schenkeln des Elements ausbilden. Das Element kann verschiedene Ausführungsformen aufweisen. Eine Möglichkeit ist, dass das Element, welches am freien Ende des Transducers sitzt, zwei Transducer aufnimmt.
Um die Transducer und/oder die Empfänger in Bezug auf die zu inspizierenden Bauteile zu verfahren, ist eine Verfahreinrichtung vorgesehen, so dass der mindestens eine Transducer und/oder der Empfänger mäanderförmig in Bezug auf die zu untersuchenden Bauteile bzw. Proben verfahren werden können. Hierbei wird der Transducer bzw. der Empfänger im Wesentlichen entlang einer ersten Bewegungsrichtung und entlang einer zweiten Bewegungsrichtung verfahren. Die erste Bewegungsrichtung ist dabei der zweiten Bewegungsrichtung entgegengesetzt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ein Behältnis in Form einer Wanne, in der sich das Koppelmedium befindet. Der mindestens eine Tisch kann zusammen mit den zu inspizierenden Bauteilen im Koppelmedium versenkt werden. Die Bewegung der Transducer und/oder der Empfänger erfolgt dann im Koppelmedium. Es ist sichergestellt, dass zwischen den zu inspizierenden Bauteilen und dem Transducer, bzw. dem Empfänger immer Koppelmedium vorhanden ist, so dass die Ultraschallwellen in die zu inspizierenden Bauteile ein- bzw. ausgekoppelt werden können.
Ein Transducer umfasst ein Piezo-Element, das aus Zinkoxyd (ZnO) besteht. Wird an den Transducer eine elektrische Spannung angelegt, verformt sich das Piezo-Element. Wird die elektrische Spannung mit einer bestimmten Frequenz angelegt, erfolgt auch die Verformung des Piezo-Elements im Transducer mit der Frequenz, bei der akustische Wellen erzeugt werden. In Abhängigkeit von der Form und Größe des Piezo-Elements und dem Material werden Ultraschall- Signale mit unterschiedlicher Frequenz bzw. Bandbreite erzeugt. Die akustischen Wellen bzw. Ultraschallwellen werden im Transducer gebündelt und durch eine Reihe von Linsen und Filtern fokussiert. Über eine weitere Linse (Kalotte) auf der Unterseite bzw. am freien Ende des Transducers verlassen die erzeugten Ultraschallwellen den Transducer. Für die Erzeugung eines Bildes des zu inspizierenden Bauteils nutzt man die Umkehrung des Piezoelektrischen Effekts aus. Trifft das reflektierte und/oder transmittierte Ultraschallsignal auf den Transducer oder Empfänger, werden diese Ultraschallwellen an das aktive Element im Inneren des Transducers bzw. Empfängers geleitet. Die Ultraschallwellen bewirken dort eine Verformung des Piezo-Elements. Das Piezo-Element wandelt die Verformung in eine entsprechende elektrische Spannung um. Aus der Höhe und Art der elektrischen Spannung wird das Ultraschallbild von dem zu untersuchenden Bauteil erzeugt.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien Inspektion des Inneren von Bauteilen.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Transducers für die Abgabe und den Empfang von Ultraschallwellen. Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht, wie ein zu untersuchendes bzw.
mehrere zu untersuchenden Bauteile mit einem Transducer mä- anderförmig abgescannt werden können.
Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Transducer gemäß der gegenwärtigen Erfindung, der mit einem strömungsoptimierten Element versehen ist.
Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht der Zuordnung des Transducers zu den zu inspizierenden Bauteilen, welche auf einem Tisch angeordnet sind.
Figur 6 zeigt in perspektivischer Ansicht den Aufbau eines Tisches, auf dem die zu untersuchenden Proben positioniert werden können.
Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf ein Tray, welches auf dem Tisch aufgesetzt werden kann und die zu inspizierenden Bauteile darin in einer Matrixform anordenbar sind.
Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trays, das auf einem
Tisch aufgesetzt warden kann.
Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Tisches, der mehrere Positionierelemente ausgebildet hat, an die ein Unterdruck anlegbar ist.
Figur 10 zeigt eine Schnittansicht des in Fig. 9 perspektivisch dargestellten
Tisches. zeigt eine mikroporöse Platte, an die über den Tisch ein Unterdruck anlegbar ist, so dass in beliebiger Anordnung die zu inspizierenden Bauteile auf der mikroporösen Platte abgelegt werden können. zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Tisches, der eine Freisparung ausgebildet hat, so dass mit diesem Tisch die Inspektion der Bauteile in Reflexion und Transmission möglich ist. zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 12 dargestellten Tisch. zeigt eine Anordnung von zwei Tischen, welche in das Koppelmedium abgesenkt werden können. zeigt eine Matrixanordnung von zu inspizierenden Bauteilen, die auf einer Folie aus Polymermaterial angeordnet sind. zeigt eine Seitenansicht der Anordnung der zu inspizierenden Bauteile über und unter der Folie. zeigt eine schematische Frontansicht der Halterung, so dass mit der Ultraschallanordnung die zu inspizierenden Proben sowohl in Transmission, als auch in Reflexion untersucht werden können. zeigt eine perspektivische Ansicht der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung, wobei der Übersicht halber die Transducer oberhalb der zu inspizierenden Bauteile weggelassen sind. zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ultraschallanordnung, bei der die zu untersuchenden Bauteile mittels der Transducer in Reflexion untersucht werden können. Figur 20 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform der Ultraschallanordnung aus den Fig. 17 und 18. Figur 21 a, 21 b zeigen eine Ausführungsform des Elements, welches am freien Ende des Transducers zur Strömungsoptimierung befestigt werden kann.
Figur 22a, 22b zeigen eine weitere Ausführungsform des Elements, wel- ches am freien Ende des Transducers zur Strömungsoptimierung befestigt werden kann.
Figur 23 zeigt eine Ausführungsform des strömungsoptimierten Elements.
Figur 24 zeigt eine weitere Ausführungsform des strömungsoptimierten
Elements. Figur 25 zeigt eine andere Ausführungsform des strömungsoptimierten
Elements, das am freien Ende des Transducers befestigt werden kann.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszei- chen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 1 zur zerstörungsfreien Inspektion von Bauteilen 2. Obwohl in der hier dargestellten Ausführungsform nur ein Bauteil 2 dargestellt ist, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Mit der gegenwärtigen Erfindung ist es möglich, eine Vielzahl von Bauteilen 2 zu untersuchen, wobei diese sicher und ortsfest im Koppelmedium 8 auf einem Tisch 4 festgelegt sind. Es ist besonders wichtig, dass sich die zu inspizierenden Bauteile 2 während des Scanvorgangs durch den oder die Transducer 12 nicht verschieben oder sogar im Koppelmedium 8 verloren gehen. Die in Fig. 1 beschriebene Vorrichtung 1 besitzt folglich den Tisch 4 für das, bzw. die Bauteile 2, auf welchem diese ortsfest fixiert werden können. Mit der Vorrichtung 1 können Bauteile 2 in beliebiger Form, Größe und Art untersucht werden. Das zu inspizierende Bauteil 2 ist zusammen mit dem Tisch 4 in einem Behältnis 6 positioniert. Das Behältnis 6 ist mit einem flüssigen Koppelmedium 8 (in der Regel Wasser) gefüllt. Die Ultraschallanordnung 10 zur zerstörungsfreien Inspektion des Bauteils 2 besitzt in der hier gezeigten Darstellung mehrere Transducer 12. Von den Transducern 12 werden Ultraschallwel- len abgegeben und über das Koppelmedium 8 an das zu inspizierende Bauteil 2 gekoppelt.
Der Doppelpfeil 9a deutet an, dass die mehreren Transcuder 12 entlang des zu untersuchenden Bauteils 2 verfahren werden können. Hierzu ist mit den Transducern 12 eine Verfahreinrichtung 9 gekoppelt, so dass dadurch das gesamte Bauteil 2 oder die gesamten Bauteile 2 erfasst werden kann. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet ausschließlich in Reflexion R. Die vom Bauteil 2 zurückkommenden Ultraschallechos werden ebenfalls mit den Transducern 12 erfasst, die mit der Verfahreinrichtung 9 verfahren werden. Aus den zurückkommenden Signalen wird ein entsprechendes Bild des Inneren des Bauteils 2 erzeugt. Die mehreren Transducer 12 werden entsprechend entlang der Oberfläche 2a des, bzw. der Bauteile 2 verfahren, damit das gesamte Bauteil 2 erfasst werden kann. Während des Verfahrens tauchen die Transducer 12 in das flüssige Koppelmedium 8 ein. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, dass eine beliebige Anzahl von Transducern 12 verwendet werden kann. Damit die zu untersuchenden Bauteile vom Tisch 4 ortsfest im Koppelmedium 8 gehalten werden können, ist eine Pumpe P vorgesehen, mit der an dem Tisch 4 über eine fluide Verbindung V ein Unterdruck angelegt werden kann, so dass die zu untersuchenden Bauteile 2 sicher am Tisch gehalten werden können.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ausgestaltung des Aufbaus eines Transducers 12, der zur Erzeugung eines Ultraschallbildes eines zu inspizierenden Bauteils
2 Verwendung findet. Der Transducer 12 besitzt eine Verbindung 7, über die er mit der Ultraschallanordnung 10 verbunden werden kann. Über diese Verbindung 7 werden z. B. die elektrischen Verbindungen (nicht dargestellt) geführt. Ferner stellt diese Verbindung 7 ebenfalls eine mechanische Verbindung zur Ultraschallanordnung 10 dar. Am freien Ende 12a des Transducers 12 ist das aktive Element 14 vorgesehen. Das aktive Element 14 ist das Piezo-Element, mit dem die Schallwellen erzeugt werden und das die vom zu inspizierenden Bauteil 2 zurückkommenden Ultraschallwellen empfängt und in entsprechende elektrische Signale wandelt. Ferner sind mehrere Elektroden 1 1 vorgesehen, die für die entsprechende Wandlung der Signale verantwortlich sind. Über mehrere elektrische Leitungen 17 werden dem Transducer 12 die erforderlichen elektrischen Spannungen zugeführt, bzw. werden von den Transducern 12 die entsprechenden elektrischen Spannungen abgeführt, um eine Wandlung durchzuführen. Ebenso ist eine elektrische Schaltung 18 vorgesehen, die für die Wandlung der Ultraschallwellen in elektrische Signale verantwortlich ist. Ebenso wird über die elektrische Schaltung 18 das Anlegen der elektrischen Spannung an das entsprechende aktive Element 14 gesteuert. Die elektrischen Leitungen, die elektrische Schaltung 18 und das aktive Element 14 sind in einem Gehäuse 19 untergebracht. An der Gehäuseinnenwand liegt ein zusätzliches Rohr 16 an, das das aktive Element 14 haltert. Das Gehäuse 19 ist durch eine Endplatte 13 abgeschlossen und bildet somit das freie Ende 12a des Transducers 12. Im Inneren des Gehäuses sind zumindest die Leitungen 17 von einer Füllung 15 umgeben. Diese Füllung 15 dämpft diffus die abgestrahlten Ultraschallsignale.
Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung, wie das zu inspizierende Bauteil oder die zu inspizierenden Bauteile 2 mit dem Transducer 12 abgescannt werden. Der Transducer 12 wird dabei mäanderförmig über die Oberfläche 2a des Bauteils 2 geführt. Die mäanderförmige Bewegung des Transducers 12 setzt sich somit aus einer ersten Bewegungsrichtung 20a und einer zweiten Bewegungsrichtung 20b zusammen. Dabei ist die erste Bewegungsrichtung 20a parallel zur zweiten Bewegungsrichtung 20b und die zweite Bewegung 20b ist der ersten
Bewegungsrichtung 20a entgegengesetzt. Bei den Umkehrpunkten 22 wird der Transducer 12 von der ersten Bewegungsrichtung 20a in die zweite Bewegungsrichtung 20b übergeführt. Somit ist es möglich, die gesamte Oberfläche 2a des zu untersuchenden Bauteils 2 mit dem Transducer 12 oder den Trans- ducern 12 abzuscannen und somit ein Ultraschallbild von einem inneren Bereich des Bauteils 2 zu erfassen. Fig. 4 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Transducers 12 mit einem am Transducer 12 befestigten Element 27, das geeignet ist, bei der Bewegung des Transducers 12 im flüssigen Koppelmedium 8 die Turbulenzen (nicht dargestellt) und die Blasenbildung (nicht dargestellt) zu reduzieren und somit Fehl- messungen zu vermeiden. Das Element 27 besitzt einen ersten Fortsatz 27a und einen zweiten Fortsatz 27b. Durch diese Fortsätze 27a, 27b ist es möglich, dass auch bei hohen Scangeschwindigkeiten von bis zu ca. 1 ,5 m pro Sekunde und höher die Turbulenzen und die Blasenbildung im Koppelmedium 8 reduziert sind. Die in Fig. 4 gezeigte. Der erste Fortsatz 27a ist in Bewegungsrichtung 20a und der zweite Fortsatz 27b ist in Bewegungsrichtung 20b ausgerichtet. Jeder der Fortsätze 27a und 27b besitzen eine Breite B und eine Länge L. Dabei ist die Länge L größer als die Breite B des ersten bzw. zweiten Fortsatzes 27a, bzw. 27b. Ebenso sind die beiden Fortsätze 27a und 27b derart ausgebildet, dass deren Breite B zumindest gleich im Durchmesser D des Transducers 12 ist. Die Fortsätze 27a und 27b des Elements 27 haben beide die gleiche Form. Die Form der Fortsätze 27a und 27b sind ein gleichschenkliges Dreieck. Die Schenkel 28 eines jeden der Fortsätze 27a oder 27b schließen dabei einen spitzen Winkel α ein. Die Spitzen 29 der Fortsätze 27a und 27b sind in dieser Ausführungsform abgerundet. Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Transducers 12 in der Zuordnung zu den zu inspizierenden Bauteilen 2. Der Transducer 12 ist, wie bereits erwähnt, zur Reduzierung der Turbulenzbildung mit dem Element 27 versehen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Element 27 derart am Transducer 12 befestigt, dass das freie Ende 12a des Transducers über das Element 27 hinausragt. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass das Element
27 auch derart am Transducer 12 befestigt sein kann, dass das freie Ende 12a bündig mit dem Element 27 abschließt. Das freie Ende 12a des Transducers 12 ist gegenüber den zu inspizierenden Bauteilen 2 angeordnet. Der Transducer 12 taucht dabei derart weit in das Koppelmedium 8 ein, dass zumindest die Li- nie 8a des flüssigen Koppelmediums bis zu einer Eintauchtiefe H des Elements
27 reicht. In der Regel taucht der Transducer derart weit in das Koppelmedium 8 ein, dass die Linie 8a des flüssigen Koppelmediums 8 etwa bei der Hälfte der Höhe h des Elements 27 liegt. Wie bereits erwähnt, hat das Element 27 die beiden Fortsätze 27a und 27b ausgebildet, die eine strömungsoptimierte Form besitzen, so dass Turbulenzen, Luftblasen und Wellenbildung im Koppelmedium 8 bei dem Verfahren des Transducers 12 reduziert bzw. vermieden ist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Transducers 12 ist es möglich, die maximale Scangeschwindigkeit mit einem Ultraschallmikroskop von bisher 1 m/s auf über 1 ,5 m/s zu erhöhen. Mit dem Ultraschallmikroskop kann eine maximale Vergrößerung von 625-fach erreicht werden. Dabei ist ein minimales Scannfeld von 200 pm auf 200 pm möglich. Der Transducer 12 sendet Schallfrequenzen im Bereich von 1 Mhz bis 1000 Mhz aus. In der hier dargestellten Ausführungsform sind die zu inspizierenden Bauteile 2 in einem Positionierelement 30 angeordnet. Das Positionierelement 30 selbst liegt dabei auf dem Tisch 4 auf, so dass über den Tisch 4 oder das Positionierelement 30 ein Unterdruck angelegt werden kann, so dass die zu inspizierenden Bauteile 2 fest und sicher während des Scanvorgangs im oder am Positionierelement 30 des Tisches 4 gehalten werden.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Tisches 4, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 Verwendung findet. Der Tisch 4 ist als geschlossene Platte 41 ausgebildet, die mindestens ein Positionierelement 30 trägt. In der hier dargestellten Ausführungsform sind drei Positionierelemente 30 auf der Platte 41 angeordnet. An den gegenüberliegenden Seiten 43 des Tisches 4 ist jeweils ein Montageelement 42 angebracht. Die Montageelemente 42 dienen dazu, den Tisch 4 auf einem bestimmten Niveau im Koppelmedium 8 zu halten. Fig. 7 zeigt eine Draufsicht und Fig. 8 zeigt eine Perspektivansicht eines
JEDEC-Trays 50. Ds JEDEC-Tray 50 stellt eine Lösung zum Produkthandling in der Halbleiterbranche dar. Das JEDEC Tray 50 kann auf dem Tisch 4 aus Fig. 6 aufgesetzt werden. Die Bauelemente 2 sind Halbleiterbauelemente und werden während der Produktion in die einzelnen Fächer 52 des JEDEC-Trays 50 ge- setzt. Das JEDEC Trax 50 dient zum Transport der Bauteile 2 zu einer anderen Verarbeitungsmaschine (nicht dargestellt). Das JEDEC-Tray 50 sitzt auf dem Tisch 4, bzw. auf den Positionierelementen 30. An das JEDEC-Tray 50 kann über eine Unterdruckleitung 51 ein Unterdruck angelegt werden, so dass die Bauteile, in den einzelnen Fächern 52 des JEDEC-Trays 50 angesaugt werden. Die einzelnen Fächer 52 haben hierzu entsprechende Durchlässe 53 ausgebildet, über die der Unterdruck auf das Bauteil 2 wirkt und dieses ortsfest im JEDEC-Tray 50 haltert.
Fig. 9, Fig. 10 und Fig. 11 zeigen verschiedene Ansichten einer weiteren Ausführungsform zum ortsfesten Festlegen der Bauteile 2 für die Inspektion mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 . Der Tisch 4 ist als geschlossene Platte 41 ausgebildet und trägt mehrere Positionierelemente 30. Im Rahmen 46 des Tisches 4 sind mehrere Anschlüsse 45 vorgesehen. Über die Anschlüsse 45 kann ein Unterdruck angelegt werden. Dieser Unterdruck wirkt auf eine mikroporöse Platte 55, die in den Rahmen 46 des Tisches 4 passt. Fig. 10 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 54 aus Fig. 9. Die mikroporöse Platte 55 ist dabei in den Tisch 4 eingesetzt und liegt auf den Positionierelementen 30 auf. Über die Anschlüsse 45 wird ein Unterdruck angelegt, der sich über die mikroporöse Platte fortpflanzt und auf die Bauteile 2 wirkt, welche auf der mikroporösen Platte 55 angeordnet sind. Durch den Unterdruck werden die Bauteile 2 auf der mikroporösen Platte 55 ortsfest fixiert.
Fig. 12 und Fig. 13 zeigen eine weitere Ausführungsform des Tisches 4 für die Inspektion von Bauteilen 2. Der Tisch 4 ist für die Inspektion der Bauteile 2 in Reflexion R und Transmission T ausgebildet. Hierzu hat der Tisch 4 eine Frei- sparung 48 ausgebildet, in die die Bauteile eingelegt werden können, so dass sie ungehindert von den Ultraschallwellen, die von dem Transducer ausgehen, durchstrahlt werden können. Damit die Bauteile 2 sicher in der Freisparung 48 gehalten werden, sind die Bauteile 2 auf eine Folie 35 aufgesetzt. Die Folie 35 wird mittels Spannelementen 49 am Tisch 4 über der Freisparung 48 befestigt. Der Tisch 4 hat ebenfalls, wie bereits beschrieben, die in Fig. 6 gezeigten Mon- tageelemente 42 ausgebildet, damit der Tisch in das Koppelmedium 8 im Behältnis 6 abgesenkt werden kann.
Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht von zwei Tischen 4, die jeweils mit einer Freisparung 48 versehen sind. Die Tische 4 sitzen mit den Montageele- menten 42 auf Schienen 37, mit denen die Tische innerhalb des Behältnisses 6 im Koppelmedium 8 positioniert werden können.
Fig. 15 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Anordnung der Bauteile 2 für die Inspektion mittels Reflexion und Transmission. Die Bauteile 2 sind dabei in einer Matrixform auf der Folie 35 aufgebracht. In Fig. 16 ist die Ausführungsform dargestellt, dass auf beiden Seiten der Folie 35 4die Bauteile 2 in Matrixform aufgebracht sind. Wie bereits in der Beschreibung zu Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14 erwähnt, wird die Folie 35 mittels der Spannelemente 49 in den Tisch 4 eingespannt, so dass die Folie 35 und somit die Bauteile 2 in einer Ebene innerhalb der Freisparung 48 sitzen. Fig. 17 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ultraschallanordnung 10, bei der die Bauteile 2 sowohl in Reflexion R, als auch in Transmission T untersucht werden können. Bei der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform wird ein Tisch 4 verwendet, der eine Freisparung 48 besitzt. Nur so ist es möglich, die Bauteile 2 in Reflexion R und Transmission T zu untersuchen. In der hier dargestellten Ausführungsform besitzt die Ultraschallanordnung 10 eine Halterung 24, in der ein erster Transducer 12a und ein zweiter Transducer 12b überhalb den zu inspizierenden Bauteilen 2 angeordnet ist. Die Halterung 24 trägt einen Flügel 25, in dem an beiden Seiten jeweils ein Arm 26 befestigt ist. An jedem Arm 26 ist ein Empfänger 31 angebracht. Der Empfänger 31 ist dabei derart am Arm 31 angebracht, dass er direkt dem ersten Transducer 12a, bzw. zweiten Transducer 12b gegenüberliegt. Zwischen dem ersten Transducer 12a und dem ersten Empfänger 31 sind die zu untersuchenden Bauteile 2 im Koppelmedium 8 eingebracht. Ebenso sind zwischen dem zweiten Transducer 12b und dem zweiten Empfänger 31 die zu untersu- chenden Bauteile 2 im Koppelmedium 8 eingebracht. Mittels der Verfahreinrichtung 9 wird die Ultraschallanordnung 10 derart verfahren, dass parallel zwei in einer Matrixanordnung angeordnete Bauteile 2 erfasst werden können. Der erste Transducer 12a und der zweite Transducer 12b tragen jeweils das strö- mungsoptimierte Element 27. Der erste Transducer 12a und der zweite Transducer 12b tauchen dabei derart weit in das flüssige Koppelmedium 8 ein, dass eine obere Linie 8a des flüssigen Koppelmediums 8 in etwa bei der Hälfte des strömungsoptimierten Elements 27 liegt.
Fig. 18 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Ultra- schallanordnung 10. Bei der hier gezeigten Ansicht sind der erste Transducer 12a und der zweite Transducer 12b der Übersicht halber weggelassen. Am oberen Ende des Flügels 25, welches aus dem Koppelmedium 8 herausragt, ist eine Spritzschutzplatte 33 angebracht. Mittels der Spritzschutzplatte 33 werden die Elemente der Ultraschallanordnung 10 von Spritzern des Koppelmediums 8 geschützt.
Fig. 19 zeigt eine schematische Ansicht der Ausführungsform der Ultraschallanordnung 10, mit der die zu untersuchenden Bauteile 2 in Reflexion R inspiziert werden können. Die Halterung 24 der Ultraschallanordnung 10 trägt einen ersten Transducer 12a und einen zweiten Transducer 12b. Jeder der Transdu- cer 12a und 12b ist mit einem strömungsoptimierten Element 27 versehen, dass nur zum Teil in das Koppelmedium 8 eintaucht. Der erste Transducer 12a und der zweite Transducer 12b sind dabei jeweils einem Tisch 4 zugeordnet, auf dem sich die zu inspizierenden Bauteile 2 befinden. Mit einer hier nicht dargestellten Verfahreinrichtung kann die gesamte Ultraschallanordnung 10 verfahren werden, so dass parallel die zu inspizierenden Bauteile 2 auf den zwei Tischen
4 untersucht werden können.
Fig. 20 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 17 und Fig. 18 dargestellten Ausführungsformen der Ultraschallanordnung zur Inspizierung der Bauteile 2 in Reflexion R und Transmission T. Die gesamte Ultraschallanordnung 10 ist in einer ersten Bewegungsrichtung 20a und in einer zweiten Bewegungsrichtung 20b verfahrbar, um somit alle auf einer Folie 35 angebrachten und ortsfest fixierten Bauteile 2 mit dem Ultraschall aus dem Transducer 12 zu untersuchen. Die Bauteile 2 sind dabei auf der Folie 35 ortsfest fixiert und in einem Tisch 4, der eine Freisparung 48 aufweist, eingespannt. Der Tisch 4 (hier nicht dargestellt) ist dabei derart im Koppelmedium 8 positioniert, dass die zu inspizierenden Bauteile 2 zwischen dem Transducer 12 und dem Empfänger 31 zu liegen kommen. Der Empfänger 31 sitzt dabei auf einem Arm 26, der am Flügel 25 angebracht ist. Somit ist es möglich, dass die Transducer 12 und die Empfänger 31 positionsgleich in Bezug auf die zu inspizierenden Bauteile 2 mittels der Ultraschalleinrichtung 10 in der ersten Bewegungsrichtung 20a und der zweiten Bewegungsrichtung 20b verfahren werden können. Am oberen Ende des Flügels 25 der aus dem Koppelmedium 8 herausragt, ist die Spritzschutzplatte 33 angebracht, die den Rest der Ultraschallanordnung 10 von Spritzern des Koppelmediums 8 schützt. Fig. 21a und 21 b zeigen eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Elements 27, welches am Transducer (hier nicht dargestellt) befestigt werden kann. Das Element 27 ist hier derart ausgebildet, dass es zwei Bohrungen 60 besitzt, von denen jede einen Transducer aufnimmt. Somit trägt ein strömungs- optimiertes Element 27 zwei Transducer. Das strömungsoptimierte Element 27 hat eine Gewindebohrung 62 ausgebildet, über die das strömungsoptimierte Element 27 an einem der zwei Transducer befestigt und fixiert werden kann.
Die Fig. 22a und 22b zeigen eine weitere Ausführungsform des strömungsop- timierten Elements 27. Das strömungsoptimierte Element 27 hat eine Bohrung 60 ausgebildet, in die ein Transducer aufgenommen werden kann. An diametral gegenüberliegenden Stellen der Bohrung 60 sind Gewindebohrungen 62 vorgesehen, über die das strömungsoptimierte Element 27 positionsgenau am Transducer fixiert und montiert werden kann. Analog zu dem strömungsopti- mierten Element 27 der Fig. 21 a und 21 b hat auch das strömungsoptimierte Element 27 der Fig. 22 a und 22 b jeweils abgerundete Spitzen 29 ausgebildet, die in die erste Bewegungsrichtung 20a bzw. in die zweite Bewegungsrichtung 20b bei der Benutzung des strömungsoptimierten Elements 27 in der Ultraschallanordnung 10 weisen.
Fig. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform des strömungsoptimierten Elements 27. Seitlich an der Bohrung 60 für den Transducer ist eine Ausformung 64 aus- gebildet, über die die elektronischen Anschlüsse (hier nicht dargestellt) des Transducers herausgeführt werden. Über ebenfalls zwei diametral angeordnete Gewindebohrungen 62 kann das strömungsoptimierte Element 27 am Transducer montiert und fixiert werden. Die Spitzen 29 des strömungsoptimierten Elements 27 sind hier nicht abgerundet ausgebildet. Fig. 24 zeigt eine weitere Ausführungsform des strömungsoptimierten Elements 27, das ebenfalls abgerundete Spitzen 29 besitzt. Die Bohrung 60 für den Transducer hat eine seitliche Kerbe 66 ausgebildet, über die elektrische Anschlüsse für den Transducer herausgeführt werden. Ebenfalls über zwei Gewindebohrungen 62 wird das strömungsoptimierte Element 27 am Transducer montiert und fixiert.
Fig. 25 zeigt eine weitere Ausführungsform des strömungsoptimierten Elements 27. Die Spitzen 29 des strömungsoptimierten Elements 27 sind hier nicht abgerundet ausgebildet. Die Bohrung 60 für den Transducer ist abgestuft ausgebildet und über ebenfalls zwei Gewindebohrungen 62 kann das strömungsopti- mierte Element 27 am Transducer befestigt werden.
Bezugszeichenliste:
1 Vorrichtung
2 zu inspizierende Bauteile
2a Oberfläche des Bauteils
4 Tisch
6 Behältnis
7 Verbindung
8 flüssiges Koppelmedium
8a Linie
9 Verfahreinrichtung
9a Doppelpfeil
10 Ultraschallanordnung
12 Transducer
12a freien Ende des Transducers
13 Endplatte
14 aktives Element
15 Füllung
16 Rohr
18 Schaltung
19 Gehäuse
20a erste Bewegungsrichtung
20b zweite Bewegungsrichtung
22 Umkehrpunkten
24 Halterung
25 Flügel
26 Arm
27 Element
27a erster Fortsatz
27b zweiter Fortsatz
28 Schenkel
29 Spitzen
30 Positionierelement
31 Empfänger
33 Spritzschutzplatte
35 Folie
37 Schiene
41 geschlossene Platte
42 Montagelemente
43 Gegenüberliegende Seiten
45 Anschluss
46 Rahmen des Tisches
48 Freisparung
49 Spannelemente
50 JEDEC Tray 51 Druckleitung
52 Fächer
53 Durchlass
54 Schnittlinie
55 Mikroporöse Platte
60 Bohrungen
62 Gewindebohrung
64 Ausformung
66 seitliche Kerbe
B Breite
D Durchmesser des Transducers
H Eintauchtiefe des Transducers h Höhe des Elements
L Länge
P Pumpe
R Reflexion
T Transmission
V Verbindung
α spitzer Winkel

Claims

Ansprüche:
1 . Vorrichtung (1 ) zur zerstörungsfreien Inspektion des Inneren von mehreren Bauteilen (2) mit
• mindestens einem Tisch (4), der die zu untersuchenden Bauteile (2) trägt;
• einer Ultraschallanordnung (10), die zur Inspektion in Reflexion oder zur Inspektion in Reflexion und Transmission der Bauteile (2) ausgebildet ist;
• mindestens einem Transducer (12), den die Ultraschallanordnung (10) trägt, wobei zwischen einem freien Ende (12a) des mindestens einen Transducers (12) und den Bauteilen (2) ein flüssiges Koppelmedium (8) vorgesehen ist;
• einer Verfahreinrichtung (9), die den mindestens einen Transducer (12) entlang einer ersten Bewegungsrichtung (20a) und einer zweiten Bewegungsrichtung (20b) verfährt, um die mehreren Bauteile (2) zu inspizieren; dadurch gekennzeichnet, dass
• der mindestens eine Transducer (12) trägt ein Element (27), das derart am Transducer (12) befestigt ist, dass es nur zum Teil in das Koppelmedium (8) eintaucht und zwei Fortsätze (27a) und (27b) hat, die in die erste Bewegungsrichtung (20a) bzw. in die zweite Bewegungsrichtung (20b) gerichtet sind und dass der Tisch (4) derart ausgebildet ist, dass das mindestens eine Bauteil (2) während der Inspektion am Tisch (4) ortsfest fixiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die mehreren Bauteile (2) in Form einer Matrix (2M) auf dem Tisch (4) angeordnet sind.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 bis 2, wobei der Tisch (4) eine Freisparung (48) besitzt und die Ultraschallanordnung (10) eine Halterung (24) derart ausgebildet hat, dass der mindestens eine Transducer (12) über den zu untersuchenden Bauteilen (2) verfahrbar ist, wobei an der Halterung (24) ein Flügel (25) angebracht ist, so dass dem mindestens einen Transducer (12) ein Empfänger (31 ) unterhalb der zu untersuchenden Bauteilen (2) zugeordnet und mit diesem synchron verfahrbar ist, so dass mit dieser Ultraschallanordnung (10) eine Inspektion der Bauteile (2) in Reflexion und Transmission durchführbar ist.
4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, wobei der Flügel (25), der in das Koppelmedium eintaucht und den mindestens einen Empfänger (31 ) an einem Arm (26) trägt, eine strömungsoptimierte Form besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein oberer Abschnitt des Flügels (25), der aus dem Koppelmedium (8) ragt, eine Spritzschutzplatte (33) trägt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, wobei die Halterung (24) einen ersten Transducer (12a) und einen zweiten Transducer (12b) sowie dem ersten Transducer (12a) und dem zweiten Transducer (12b) jeweils einen zugeordneten ersten Empfänger (31 ) und zweiten Empfänger (31 ) aufweist, wobei der erste Transducer (12a) und der zweite Transducer (12b) sowie der erste Empfänger (31 ) und der zweite Empfänger (31 ) an gege- nünerliegenden Seiten der Halterung (24) angebracht sind und der erste Empfänger (31 ) und der zweite Empfänger (31 ) jeweils an einem Arm (26) vorgesehen sind, der am Flügel (25) der Halterung (24) montiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bauteile (2) auf einer Folie (35) festgelegt sind und die Folie mit den Bauteilen in die Freisparung (48) des Tisches (4) eingespannt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei auf beiden Seiten der Folie (35) die Bauteile (2) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Tisch (4) als eine geschlossene Platte (41 ) ausgebildet ist, die mindestens ein Positionierelement (30) trägt, an das ein Unterdruck anlegbar ist, so dass die Bauteile (2) ortsfest auf dem vom Koppelmedium (8) vollständig umgebenen Tisch (4) sitzen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Positionierelement (30) als ein Tray (50) ausgebildet ist, in dem die zu inspizierenden Bauteile (2) in einer Matrixform angeordnet sind und das Tray (50) zusammen mit den Bauteilen (2) auf den Tisch (4) setzbar ist.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei Positionierelement (30) eine mikroporöse Platte (55) ist, an die ein Unterdruck anlegbar ist, so dass die Bauteile (2) ortsfest auf dem vom Koppelmedium (8) vollständig umgebenen in beliebiger Verteilung auf dem Tisch 4 (4) sitzen.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 1 1 , wobei der Unterdruck mittels einer Pumpe (P) anlegbar ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, wobei die Ultraschallanordnung (10) die Halterung (24) einen ersten Transducer (12a) und einen zweiten Transducer (12b) aufweist, wobei der erste Transducer (12a) und der zweite Transducer (12b) an gegenüberliegenden Seiten der Halterung (24) angebracht sind und für eine Inspektion in Reflexion (R) der auf dem Tisch (4) sitzenden Bauteile (2) ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen, wobei mehrere Tische (4) vorgesehen sind, die die zu inspizierenden Bauteile (2) im Koppelmedium (8) tragen und von der Ultraschallanordnung (10) inspizierbar sind.
15. Vorrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen, wobei jeder der Transducer (12) das Element (27), das zur Strömungsoptimierung zwei Fortsätze (27a) und (27b) aufweist, die in der ersten Bewegungsrichtung (20a) und der zweiten Bewegungsrichtung (20b) jeweils einen spitzen Winkel (oc) ausgebildet haben.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei Element (27) zwei Bohrungen (60) besitzt, in denen jeweils ein Transducer (12) sitzt.
17. Vorrichtung (1 ) nach den vorangehenden Ansprüchen, wobei eine Verfahreinrichtung (9) vorgesehen ist, die den mindestens einen Transducer (12) mäanderförmig, im Wesentlichen entlang der ersten Bewegungsrichtung (20a) und entlang der zweiten, der ersten Bewegungsrichtung (20a) entgegengesetzten Bewegungsrichtung (20b) im flüssigen Koppelmedium (8) über die auf den Tisch (4) angeordneten Bauteile (2) bewegt.
18. Vorrichtung (1 ) nach den vorangehenden Ansprüchen, wobei ein Behältnis (6) vorgesehen ist, in der das Koppelmedium (8) eingebracht ist und der mindestens eine Tisch (4) zusammen mit den zu inspizierenden Bauteilen (2) im Koppelmedium (8) versenkt ist.
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