[發明專利]超聲波檢查裝置及超聲波檢查方法

有效

• 申請號: 201310258105.2
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103592370A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 大野茂;住川健太;成塚康則
• 申請（專利權）人: 株式會社日立電力解決方案
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及超聲波檢查裝置及超聲波檢查方法。

背景技術

超聲波檢查裝置是向檢查對象（以后，稱為“工件”）照射超聲波，利用超聲波接觸件（以后稱為“探測器”）接收反射或透過來的超聲波并圖像化的裝置。

例如，在工件是電子裝置的場合，需要檢測微細的缺陷，在超聲波檢查裝置中，要求較高的分解能。超聲波檢查裝置當使用的超聲波的頻率越高，越能得到較高的分解能，另一方面，使用的超聲波的頻率越高，衰減越大，S／N比越下降。水與空氣相比，超聲波的衰減的程度小，因此通常的超聲波檢查裝置在使工件被水淹沒，用水填滿探測器前端與工件表面之間的狀態下進行超聲波檢查。并且，超聲波檢查裝置使焦點與工件內部的成為觀察對象的界面一致，在使探測器前端與工件表面之間的距離（以后，稱為“水距離”）保持為一定的狀態下，通過將由使探測器進行掃描而得到的結果圖像化，能夠了解缺陷的位置或深度。

在此，提出了在工件是厭惡水的電子裝置等，或難以被水淹沒的大型品或高溫體的場合，通過利用水柱連接探測器前端與工件表面之間，傳送超聲波的局部水浸方式的超聲波檢查裝置（例如，參照專利文獻1）。

現有技術文獻

專利文獻1：日本平2-17440號公報

一般地，超聲波檢查裝置為了得到較高的位置分解能，使探測器的前端為凹透鏡形狀，使超聲波集中在觀察位置。當在內部具有層疊結構的工件時，為了使用一個探測器觀察多個層界面，需要在每個界面改變水距離地進行測定。例如，在觀察工件的較深的部分（靠近工件底面的一側）的場合與觀察工件的較淺的部分（靠近工件表面的一側）的場合相比，減小水距離。

在現有的超聲波檢查裝置中，為了將供給水的附件直接安裝在探測器的機箱，能夠增大水距離的自由度，盡量將水的噴出口（以后，稱為噴嘴）靠近探測器前端地安裝。在該場合，當改變水距離時，從噴嘴向工件表面延伸的水柱的長度變化。

然而，為了利用超聲波檢查裝置獲得檢查圖像，需要使探測器在xy平面內進行掃描。例如，在x方向掃描后，以規定的間隙在y方向上運動，并接著在-x方向掃描，之后以規定的間距在y方向上運動，并反復進行該掃描。使探測器向x方向或-x方向的掃描包括從速度0到期望的速度的加速工序、以期望的速度的等速工序、以及從期望的速度到速度0的減速工序。

當探測器的掃描方向改變時，根據慣性法則，存在水柱在原來的探測器的掃描方向上振動的問題。該現象在探測器的加減速急劇，水的流量小，且水柱長時是顯著的。在水柱振動的場合，由于超聲波在其中傳送，因此有可能接收來自偏離探測器正下方的位置的反射超聲波信號。并且，在極端的場合，還存在水柱分為幾個水滴并間斷的情況。如果這樣，則不僅在觀察的部位，并接收從探測器側觀察來自最初的水-空氣界面的反射信號，因此無法得到正確的檢查數據。

以往，作為防止這種現象且得到穩定的檢查圖像的方法，具有相對于比想要觀察的區域寬的區域使探測器進行掃描的方法、使探測器的加減速緩和的方法、增大水的流量的方法、以及減小水柱的方法等。但是，任一個方法都有問題。

例如，在相對于比想要觀察的區域寬的區域使探測器進行掃描的方法或使探測器的加減速緩和的方法中，每一個工件的檢查時間增長。因此，需要降低拔取檢查的頻率或增加檢查裝置的臺數。在前者的場合，由于能夠檢測異常的可靠性下降，因此產品的可靠性下降。在后者的場合，導致制造成本增加。

另外，在增大水的流量的方法中，在局部水浸方式的超聲波檢查裝置的場合，在保持工件時，需要提高厭惡水的面的密封性，導致成本增加。

另外，在現有的超聲波檢查裝置中，在減少水柱的方法中，水距離的自由度減少，利用一個探測器能夠觀察的層數有限。這是因為，由于水柱短，能夠使探測器上下移動的范圍也短。

因此，在具有多層結構的工件的場合，任一個都需要在更換探測器的狀態下進行觀察。這導致對作業人員帶來較大負擔，導致檢查時間增大。另外，由于在每個工件的結構中需要探測器，因此在必須對多品種進行檢查的場合，探測器的數量增加，是不現實的。

發明內容

因此，本發明的課題在于提供得到穩定的檢查圖像的超聲波檢查裝置及超聲波檢查方法。