Kalibrierplatten & Targets

Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten sind Referenznormale – Bauteile, deren Wert vollständig in der Exaktheit und langfristigen Stabilität der geometrischen Strukturen liegt, die sie tragen.
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Fertigung / Beschreibung / Technische Details / Services nach Mass / Industrielle Anwendungen / Anwendungsfall / FAQ

Das Produkt im Detail

Fertigung von Kalibriertargets

Eine Kalibrierplatte ist nur so wertvoll wie die Exaktheit und langfristige Stabilität der Strukturen, die sie trägt – jeder Fehler im Referenznormal überträgt sich direkt und unkorrigiert auf jede daran vorgenommene Messung. Selba fertigt Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten photolithographisch auf Glassubstraten und definiert Referenzstrukturen – Rastermuster, Punktmatrizen, Fadenkreuztargets, Skalengraduierungen und massgefertigte geometrische Referenzen – mit gleichbleibenden Strichbreiten, scharfer Kantendefinition und mikrometrischer Positionsgenauigkeit über die gesamte Substratfläche.

Glas ist die Standardplattform für Kalibriernormale, weil sein niedriger thermischer Ausdehnungskoeffizient die Positionsgenauigkeit der Strukturen über Betriebs- und Lagertemperaturbereiche erhält und die geometrische Referenz so über Jahre stabil bleibt. Der hohe optische Kontrast der Chrom-Graduierungsmuster von Selba gewährleistet, dass Referenzstrukturen vom zu kalibrierenden Bildgebungs- oder Messsystem gleichbleibend und eindeutig erkannt werden, unabhängig von Instrumentenvergrösserung oder Beleuchtungsgeometrie.

Die Reproduzierbarkeit über Fertigungslose hinweg wird durch stabile Prozessparameter, gleichbleibende Substrat- und Beschichtungsmaterialien und die Dateiprüfung von Selba vor der Produktion gewährleistet – eine bei einem Nachbestellungsauftrag gefertigte Kalibrierplatte ist geometrisch nicht von ihrer Vorgängerin zu unterscheiden. Die langfristige Zuverlässigkeit wird durch die Verschleiss- und Korrosionsbeständigkeit der Chrom-Graduierungsschicht und durch kontrollierte Substratkantenprofile aus der Glasbearbeitung von Selba unterstützt, was die mechanische Integrität der Platte über ihre gesamte Nutzungsdauer erhält.

Bewegungsfeedback

Produktbeschreibung

Sie dienen als bekannte Referenz, anhand derer optische Systeme, Messinstrumente und Bildverarbeitungsanlagen validiert, kalibriert und zertifiziert werden. In jeder Anwendung, in der ein Messsystem auf einen definierten geometrischen Standard rückführbar sein muss, steht ein präzisionsgefertigtes Kalibriernormal am Anfang dieser Rückführbarkeitskette.

Selba fertigt Graduierungsmuster und Kalibrierplatten vollständig nach Kundenspezifikation, auf Glassubstraten, unter Einsatz seines photolithographischen Prozesses, um die Strukturexaktheit und dimensionale Stabilität zu erreichen, die Metrologie- und optische Kalibrieranwendungen erfordern.

  • Metrologie & Koordinaten messsysteme
  • Optische Kalibrierung & Bildgebungssysteme
  • Industrielle Qualitätskontrolle & Inspektion
  • Wissenschaftliche Forschung & Photonik
Selba's Calibration Targets

PRODUKTSPEZIFIKATIONEN

Technische Details

Photolithographische Referenznormale auf dimensionsstabilem Glas

Die Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten von Selba werden photolithographisch auf Glassubstraten gefertigt, gewählt wegen ihrer hohen dimensionalen Stabilität, geringen thermischen Ausdehnung und langfristigen Oberflächenintegrität unter Betriebs- und Lagerbedingungen. Die Strukturgeometrie – einschliesslich Teilung, Strichbreite, Punktmatrizen, Fadenkreuztargets, Rastermuster und Skalengraduierungen – wird vollständig nach Kundenspezifikation definiert, ohne Katalogformat.

Die Musterexaktheit wird durch den hochauflösenden Laser-Photoplotting-Prozess von Selba bestimmt, der mit bis zu 50 800 dpi arbeitet und gewährleistet, dass Strukturplatzierung und Kantendefinition über die gesamte Substratfläche die Toleranzen erfüllen, die die jeweilige Kalibrier- oder Metrologieanwendung erfordert. Substratformat, Dicke und Aussengeometrie werden nach dem optischen System spezifiziert, dem das Normal dienen wird – einschliesslich Sichtfeld, Arbeitsabstand, Vergrösserungsbereich und Montageschnittstelle. Wenn die Kalibrierplatte zudem einer bestimmten mechanischen Kontur entsprechen muss, erlaubt die Glasbearbeitungskompetenz von Selba, das Substrat auf die erforderliche Aussengeometrie zu schneiden, zu profilieren oder zu bohren, ohne einen Positionsfehler zwischen bearbeiteter Form und photolithographischem Muster einzuführen.

Hochauflösende photolithographische Strukturierung

Bis zu
0.6 µm

Extrem hohe thermische
Stabilität

≈0.55 ppm/°C
(quartz)

Dimensionale
Konstanz

≈9 ppm/°C
(sodalime)

Kontrollierte
Musterplatzierung

Mikrometrische
Strukturexaktheit

Vor jedem Versand
geprüft

100 % dimensionale
Kontrolle

Vollständig anwendungsspezifische Konstruktionen

Massgeschneiderte
Geometrie

PRODUKTSPEZIFIKATIONEN

Services nach Mass

Eine spezifikationsgeführte Entwicklung ab dem ersten Gespräch

Da keine zwei Kalibrieranwendungen identische Anforderungen aufweisen, beginnt die Dienstleistung von Selba für Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten mit einem detaillierten technischen Beratungsgespräch. Das F&E-Team von Selba arbeitet mit den Ingenieuren des Kunden zusammen, um Instrumentenspezifikationen – Vergrösserung, Sichtfeld, Messbereich, Strukturerkennbarkeit – in eine Graduierungsmusterspezifikation zu übersetzen, die im vorgesehenen optischen System korrekt funktioniert.
Eingereichte Vorlagen oder vom Kunden definierte Musterspezifikationen werden vor Produktionsstart geprüft; die Experten von Selba bewerten Strukturgeometrie, Teilungsgenauigkeit und Substratwahl im Hinblick auf die vorgesehene Anwendung. Für Musterteile und Prototyping-Programme ermöglicht der integrierte Standort von Selba eine schnelle Umsetzung von der Spezifikation zum fertigen Normal. Für wiederkehrende Lieferungen – häufig bei Instrumentenherstellern, die einen Bestand an Kalibriernormalen unterhalten – gewährleisten gleichbleibende Prozessparameter und Prüfprotokolle die Reproduzierbarkeit über Fertigungslose hinweg. Jedes Normal wird vor dem Versand einer vollständigen dimensionalen Kontrolle unterzogen, mit verfügbarer Dokumentation zur Unterstützung von Kunden, die in regulierten Messumgebungen tätig sind.

Ingenieurleistung
Dateiprüfung vor Produktion
Reproduzierbare Produktion

SONDERANFERTIGUNG & SERIENPRODUKTION

Industrielle Anwendungen

Technische Details
Die Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten von Selba dienen als rückführbare geometrische Referenz an der Basis der optischen und dimensionalen Messung in einem breiten Spektrum von Metrologie-, Kalibrier- und Qualitätskontrollanwendungen. In Metrologiesystemen – einschliesslich Koordinatenmessgeräten, Oberflächenprofilometern und Laserinterferometern – liefert die Kalibrierplatte die bekannte Referenzgeometrie, anhand derer die Instrumentengenauigkeit festgelegt und verifiziert wird; jeder Fehler in der Platte überträgt sich direkt auf die Messunsicherheit des Systems, das sie kalibriert. In der optischen Kalibrierung werden Präzisionspunktmatrizen, Rastermuster und Fadenkreuztargets verwendet, um Verzeichnung, Vergrösserungsfehler und Bildfeldkrümmung von Bildgebungssystemen zu charakterisieren und zu korrigieren – vom Mikroskop und der Bildverarbeitungskamera bis zur lithographischen Projektionsoptik und medizinischen Bildgebungsplattformen.

In industriellen Testumgebungen dienen Graduierungsmuster als dimensionale Referenznormale für die Fertigungskontrolle, die Messmittelkalibrierung und die Verifizierung automatisierter optischer Inspektionssysteme – sie gewährleisten, dass Produktionsmessmittel zwischen Kalibrierintervallen innerhalb der Spezifikation bleiben. In Labor- und Forschungsumgebungen unterstützen massgefertigte Graduierungsmuster experimentelle optische Aufbauten, Wellenfrontmessung, strukturierte Beleuchtung und die Charakterisierung neuartiger Bildgebungs- oder Sensorsysteme, für die kein handelsübliches Kalibriertarget im erforderlichen Format oder Genauigkeitsklasse existiert. In allen diesen Anwendungen ist die Anforderung dieselbe: ein geometrisch exaktes, dimensional stabiles und optisch konstantes Referenznormal, das bei wiederholter Nutzung zuverlässig funktioniert – eine Anforderung, auf die der photolithographische Fertigungsprozess und die Glassubstratwahl von Selba gezielt ausgerichtet sind.

Industrielle Anwendungen
Selba fertigt Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten auf Glassubstraten, spezifiziert nach den Anforderungen an dimensionale Stabilität, Oberflächenplanheit und langfristige geometrische Integrität, die Referenznormale in Metrologiequalität erfordern. Sodalimeglas (≈ 9 ppm/°C) bedient die Mehrheit der Kalibrieranwendungen für optische Komparatoren, Bildverarbeitung und Koordinatenmessung, die innerhalb üblicher Labortemperaturbereiche arbeiten, wo seine dimensionale Konstanz und Kompatibilität mit der photolithographischen Chromstrukturierung die Strukturexaktheit liefern, die für die routinemässige Instrumentenqualifizierung erforderlich ist. Quarz (Quarzglas) bei ≈ 0,55 ppm/°C – rund fünfzehnmal thermisch stabiler – wird für die anspruchsvollsten Metrologieumgebungen eingesetzt: Laserinterferometrie, Kalibrierung nanometergenauer Achsen, Wellenfrontmesssysteme und hochexakte Bildgebungskalibrierplattformen, wo eine thermische Strukturverschiebung von auch nur einem Bruchteil eines Mikrons einen systematischen Fehler im Messunsicherheitsbudget des kalibrierten Instruments verursachen würde.

Graduierungsmuster werden in Chrom gefertigt, was den hohen optischen Kontrast, die Kantenschärfe und die langfristige Beschichtungsstabilität bietet, die Metrologiesysteme benötigen, um Referenzstrukturen über wiederholte Kalibrierzyklen hinweg gleichbleibend und zu erkennen und zu lokalisieren. Antireflex-Chrom wird eingesetzt, wenn kohärente oder strukturierte Beleuchtung im Metrologiesystem Rückreflexionsartefakte von der Plattenoberfläche erzeugt, die sonst die Erkennungsgenauigkeit der Strukturen beeinträchtigen würden. Die Positionsgenauigkeit der Strukturen – Teilungsgleichmässigkeit, Positionsfehler und Zuordnung zwischen Strukturen – wird durch Laser-Photoplotting bis 50 800 dpi auf mikrometrische Toleranzen gehalten, wobei jede Platte vor der Freigabe einer vollständigen dimensionalen Kontrolle unterzogen wird. Die Substratplanheit wird durch eine Kontrolle vor der Strukturierung gewährleistet, sodass eine Variation des Arbeitsabstands zwischen Platte und Objektiv keinen fokusabhängigen Vergrösserungsfehler in das Kalibrierergebnis einführt.

Services nach Mass
Die Dienstleistung von Selba für Präzisionsgraduierungsmuster und Kalibrierplatten beruht vollständig auf massgefertigter Herstellung – jedes Normal ist einzigartig für das Instrument oder Messsystem, dem es dient, ohne Katalogformate, die Ihre Spezifikation einschränken. Die Geometrie der Referenzstrukturen – Punktmatrizen, Fadenkreuztargets, Ronchi-Gitter, Rastermuster, Skalengraduierungen oder Mehrelementtargets – wird in direkter Zusammenarbeit mit Ihren Metrologen oder optischen Ingenieuren definiert: Instrumentenspezifikationen wie Sichtfeld, Vergrösserungsbereich und Messunsicherheitsanforderungen werden in ein Graduierungsmuster übersetzt, das im vorgesehenen System korrekt funktioniert.

Jeder Auftrag beginnt mit einer Dateiprüfung vor Produktion durch das F&E-Team von Selba, das vor Produktionsstart verifiziert, dass Positionsgenauigkeit, Strukturteilung und optischer Kontrast der Genauigkeitsspezifikation des Normals entsprechen werden. Für Musterteile und Prototyping-Programme ermöglicht die integrierte Photolithographie- und Glasbearbeitungskompetenz von Selba eine schnelle Umsetzung von der Spezifikation zum fertigen Normal. Für die Serienproduktion – häufig bei Instrumentenherstellern, die einen Bestand an Kalibriernormalen für mehrere Instrumente oder Feldkalibrierkits unterhalten – gewährleisten stabile Prozessparameter und gleichbleibende Substrat- und Beschichtungsmaterialien, dass jede Platte eines Fertigungslos geometrisch und optisch dem qualifizierten ersten Musterteil entspricht, unabhängig von Losgrösse oder Intervall zwischen Aufträgen.

Das Ingenieurteam von Selba steht durchgehend für die Substratwahl, Beschichtungsspezifikation, Musteroptimierung und Anpassung bestehender Kalibrierdesigns an neue Instrumentenplattformen zur Verfügung.

Anwendungsfall

Präzisionskalibrierplatten für ein revolutionäres CNC-Werkzeugkonzept liefern — Schweizer Präzisionshersteller

„Selba liefert dem Kunden weiterhin Kalibrierplatten, als langfristiger Produktionspartner, sowohl zur Unterstützung der Entwicklung der CNC-Plattform als auch ihrer breiteren kommerziellen Einführung.“
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FAQ

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine Präzisionsgraduierung?
Präzisionsgraduierung ist der Prozess, bei dem eine Reihe exakt beabstandeter Referenzmarken, Linien oder Strukturen auf einem Substrat definiert wird, um einen geometrischen Referenzstandard für Messung, Kalibrierung oder Positionscodierung zu schaffen. Im optischen Kontext werden Graduierungsmuster photolithographisch gefertigt – ein hochauflösender Laser-Photoplotting-Prozess definiert das Muster in einer Chromschicht auf einem Glassubstrat und erzeugt opake Referenzstrukturen mit gleichbleibenden Strichbreiten, scharfer Kantendefinition und mikrometrischer Positionsgenauigkeit über die gesamte Substratfläche. Der Begriff umfasst ein breites Spektrum von Referenzstrukturtypen – lineare Skalengraduierungen, Winkelteilungen, Punktmatrizen, Rastermuster, Fadenkreuztargets und Ronchi-Gitter –, die jeweils eine bestimmte Mess- oder Kalibrierfunktion innerhalb eines optischen oder Metrologiesystems erfüllen. Das entscheidende Merkmal einer Präzisionsgraduierung, unabhängig vom Strukturtyp, ist, dass die Positionsgenauigkeit ihrer Strukturen bekannt, kontrolliert und rückführbar ist – sie ist damit eine verlässliche Referenz, mit der die Leistung eines Messinstruments festgelegt, verifiziert oder korrigiert werden kann.
Wofür werden Kalibrierplatten verwendet?
Kalibrierplatten sind Präzisionsreferenznormale, die zur Charakterisierung, Verifizierung und Korrektur der Leistung optischer und dimensionaler Messsysteme verwendet werden. Ihre Hauptfunktion besteht darin, eine bekannte, stabile geometrische Referenz zu liefern – ein Muster von Strukturen, deren Positionen, Abstände und Dimensionen exakt definiert sind –, anhand der das zu kalibrierende Instrument bewertet werden kann. In optischen Systemen werden Kalibrierplatten verwendet, um Objektivverzeichnung, Bildfeldkrümmung, Vergrösserungsfehler und die Ausrichtung der optischen Achse von Mikroskopen, Bildverarbeitungskameras, lithographischen Projektionssystemen und medizinischen Bildgebungsplattformen zu messen und zu korrigieren. In der Koordinatenmetrologie dienen Präzisionsgraduierungsmuster als dimensionale Referenzstandards zur Verifizierung der Exaktheit von Messachsen, Encodern und Positioniersystemen.

In der industriellen Qualitätskontrolle werden Kalibrierplatten verwendet, um automatisierte optische Inspektionssysteme zu qualifizieren und periodisch neu zu zertifizieren – so bleiben Produktionsmessmittel zwischen Kalibrierintervallen innerhalb ihrer spezifizierten Genauigkeitsgrenzen. In der Forschung und wissenschaftlichen Instrumentierung unterstützen massgefertigte Graduierungsmuster die Wellenfrontmessung, strukturierte Beleuchtung, interferometrische Kalibrierung und die Charakterisierung neuartiger Bildgebungs- oder Sensorsysteme, für die keine handelsüblichen Targets im erforderlichen Format oder Genauigkeitsklasse verfügbar sind.

Wie exakt sind optische Massstäbe?
Die Exaktheit eines optischen Massstabs – ob lineare Graduierung, Punktmatrix oder Mehrelement-Kalibriertarget – wird durch die Positionsgenauigkeit seiner Referenzstrukturen relativ zu ihren Nominalpositionen über die gesamte Substratfläche bestimmt. Selba fertigt optische Massstäbe und Kalibrierplatten mittels hochauflösendem Laser-Photoplotting bis 50 800 dpi und hält Strukturplatzierungsgenauigkeit und Teilungsgleichmässigkeit über die gesamte graduierte Fläche auf mikrometrische Toleranzen. Diese Exaktheit wird durch dimensionale Kontrolle vor dem Versand jedes Normals verifiziert.

In der Praxis wird die Exaktheit eines optischen Massstabs im Einsatz auch durch die thermische Stabilität des Substrats beeinflusst: Sodalimeglas-Substrate (≈ 9 ppm/°C) erhalten die Positionsgenauigkeit der Strukturen innerhalb üblicher Labortemperaturbereiche, während Quarzsubstrate (Quarzglas, ≈ 0,55 ppm/°C) diese Stabilität auf die anspruchsvollsten Metrologieumgebungen ausdehnen, in denen eine submikronische thermische Strukturverschiebung sonst aus dem Messunsicherheitsbudget des kalibrierten Instruments herausfallen würde. Die für eine bestimmte Anwendung erforderliche Genauigkeitsklasse wird während der technischen Beratung von Selba vor der Produktion festgelegt, sodass Substratmaterial, Strukturgeometrie und photolithographischer Prozess auf die Unsicherheitsanforderungen des Messsystems abgestimmt werden, dem das Normal dienen wird.

Wie werden Kalibrierplatten gefertigt?
Die Kalibrierplatten von Selba werden mittels eines photolithographischen Prozesses gefertigt, bei dem ein Präzisionsgraduierungsmuster in einer auf einem Glassubstrat abgeschiedenen Chromschicht definiert wird. Der Prozess beginnt mit einer Dateiprüfung vor Produktion durch das F&E-Team von Selba, das die Musterspezifikation des Kunden – oder die eingereichte Vorlage – im Hinblick auf Strukturgeometrie, Positionsgenauigkeitsanforderungen und Prozesskompatibilität bewertet, bevor ein Substrat in die Produktion geht. Das Glassubstrat wird vor der Chrombeschichtung auf Oberflächenplanheit und -sauberkeit geprüft, da die Substratoberflächenqualität direkt die Planheit und optische Gleichmässigkeit des fertigen Normals beeinflusst. Das Graduierungsmuster wird anschliessend mittels hochauflösendem Laser-Photoplotting gefertigt: eine auf das Chrom aufgebrachte lichtempfindliche Resistschicht wird belichtet und entwickelt, um die Geometrie der Referenzstrukturen zu definieren, bevor das Chrom geätzt wird, was das endgültige Muster ergibt.

Wenn die Kalibrierplatte zudem einem bestimmten mechanischen Formfaktor entsprechen muss – einer definierten Aussenkontur, Montagebohrungen oder einer gefasten Kante –, bringt die interne Glasbearbeitung von Selba das Substrat auf die erforderliche Aussengeometrie, während eine präzise Zuordnung zwischen bearbeiteter Form und photolithographischem Muster erhalten bleibt. Die fertige Platte durchläuft vor der Freigabe eine dimensionale Kontrolle, die Strukturplatzierungsgenauigkeit, Konstanz der Strichbreite, Kantendefinition, Beschichtungsgleichmässigkeit und Oberflächensauberkeit umfasst, mit vollständiger Produktionsrückverfolgbarkeit vom Substrateingang bis zum Versand.

Welche Branchen benötigen Kalibrierkomponenten?
Präzisionskalibrierkomponenten werden in jeder Branche benötigt, in der optische oder dimensionale Messsysteme charakterisiert, verifiziert oder auf einen bekannten Genauigkeitsstandard korrigiert werden müssen. In der Halbleiterfertigung werden Kalibrierplatten verwendet, um die optischen Systeme von lithographischen Belichtungsgeräten, Wafer-Inspektionsplattformen und Metrologieausrüstung zu qualifizieren – wobei die Genauigkeit des Kalibriernormals die Genauigkeit des Prozesses, den es unterstützt, direkt begrenzt. In der Medizinprodukteherstellung und der biomedizinischen Forschung werden Kalibriertargets verwendet, um die Bildgebungsleistung von Diagnosesystemen, chirurgischen Führungsplattformen und Labormikroskopiegeräten zu verifizieren, die in regulierten Umgebungen arbeiten, in denen die Instrumentengenauigkeit dokumentiert und periodisch neu zertifiziert werden muss.

In der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigung unterstützen Präzisionsgraduierungsmuster die Kalibrierung optischer Visiersysteme, inertialer Messplattformen und luftgestützter Bildgebungsgeräte, bei denen die Genauigkeit des Kalibriernormals auf nationale oder internationale Messstandards rückführbar sein muss. In der industriellen Fertigung qualifizieren Kalibrierplatten automatisierte optische Inspektionssysteme, Koordinatenmessgeräte und bildgeführte robotergestützte Montageanlagen über Produktions- und Wartungskalibrierzyklen hinweg. In der wissenschaftlichen Forschung und Photonik unterstützen massgefertigte Graduierungsmuster und Kalibriertargets die Wellenfrontmetrologie, interferometrische Messung, strukturierte Beleuchtungsmikroskopie und die Entwicklung neuartiger optischer Systeme, für die keine handelsüblichen Kalibriernormale im erforderlichen Format oder Genauigkeitsklasse existieren.

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