Mikromittauksessa

Mikromittauksessa tarkoitetaan suureiden mittaamista pienemmällä kuin millimetrin mittakaavalla, usein mikrometrien ja muiden pienempiä yksiköitä sisältävien arvojen tarkkuudella. Sen kohteena ovat sekä pituudet että muodot, pinnan topografia sekä geometriset toleranssit. Mikromittauksia käytetään laajalti elektroniikassa, mikroteknologiassa (esimerkiksi MEMS-laitteet), materiaalitutkimuksessa sekä tarkkuustuotteiden laadunvalvonnassa.

Mittausteknologiat ja laitteet vaihtelevat sovelluksen mukaan. Yleisimmät ovat optinen mikromittaus, kuten konfokaalinen mikroskopia ja interferometrinen profilometria, sekä kosketus- ja ei-kosketustekniikat, kuten AFM (Atomic Force Microscopy) ja STM (Scanning Tunneling Microscopy). Lisäksi käytetään elektronimikroskopian menetelmiä ja laser-pohjaisia profilometri- tai triangulaatiomittauksia. Monimutkaisemmissa tapauksissa 3D-pintaprofiilit ja tilamittaukset syntyvät useiden mittausten yhdistämisellä.

Laatu ja luotettavuus mikromittauksessa perustuvat tulosten traceabilityyn eli mittausten jäljitettävyyteen SI-yksikköihin. Tämä edellyttää kalibrointia standardikappaleilla, mittausmenetelmien validointia sekä epävarmuuslukuja, joiden avulla ilmoitetaan mittauksen tarkkuus. Epätarkkuuteen vaikuttavat sekä mittausvälineen ominaisuudet että kohteen pinta, ympäristöolosuhteet ja mittausprosessin toistettavuus.

Haasteita ovat lämpötilavaihtelut, tärinä, pinnan epäjatkuvuudet sekä mittaus-alustan ja instrumentin epälineaarisuudet. Kehitystyö kohdistuu entistä suurempaan automaatioon, parempaan kalibrointiin ja entistä tarkempiin, nopeampiin sekä ei-kosketustuotteisiin perustuvien menetelmien kehittämiseen. Mikromittauksessa tulokset ovat usein riippuvaisia kokonaisvaltaisesta mittausstrategiasta ja laadunvarmistuksesta.