Präzisionskühlung, die Nanometer möglich macht

Deionisiertes Wasser ist in der Halbleiterfertigung Standard, greift Aluminium aber an: Ihm fehlen die Ionen, weshalb es sie aus dem Werkstoff löst und die schützende Oxidschicht nicht stabil bleibt. Die Folge sind Lochkorrosion und Partikelabgabe in den Kreislauf. Beides ist in einer Fab nicht akzeptabel. Für DI-Wasser-Kreisläufe arbeiten wir daher mit Edelstahl, Kupfer mit geeigneter Innenoberfläche oder mit Aluminiumplatten, in die Kupfer- oder Edelstahlrohre eingepresst sind, sodass das Medium nur Rohrmaterial berührt. Diese Trennung von tragender Struktur und medienberührter Oberfläche ist der eigentliche Vorteil der Einpresstechnik in diesem Umfeld. Grenze: Auch Kupfer ist nicht überall zulässig. In Bereichen mit Kupferkontaminationsverbot muss die medienberührte Oberfläche Edelstahl sein.

Vakuumtauglichkeit ist keine Eigenschaft des Kühlers allein, sondern eine Frage von Konstruktion, Oberfläche und Reinigung. Kritisch sind eingeschlossene Volumina: Sacklochbohrungen, überlappende Fügestellen und Gewinde halten Restluft und Feuchte, die im Vakuum über Stunden ausgasen. Konstruktiv lösen wir das über durchgehende Bohrungen, Entlastungsnuten und Fügeverfahren ohne Hohlräume. Für partikelarme Umgebungen kommt die Nachbehandlung hinzu: definierte Oberflächenrauheit, gratfreie Kanten und eine dokumentierte Endreinigung, verpackt in Reinraumfolie. Was wir dafür brauchen, ist die Angabe der Zielumgebung: Vakuumklasse, Reinraumklasse, zulässige Ausgasungsrate. Grenze und Ehrlichkeit: Eine Ausgasungsprüfung nach Spezifikation (z. B. Restgasanalyse) und Reinraum-Endmontage liefern wir nicht selbst; wir konstruieren und fertigen vakuumgerecht und stimmen den Nachweis mit deinem Prüflabor ab.

Die erreichbare Temperaturstabilität an der Bauteilfläche hängt fast vollständig vom Thermostat und der Regelung ab, nicht vom Kühler. Der Kühler bestimmt aber, wie stark eine Schwankung im Vorlauf am Bauteil ankommt. Zwei konstruktive Hebel sind entscheidend: eine hohe Wärmekapazität der Platte dämpft schnelle Schwankungen, und eine gleichmäßige Kanalführung verhindert, dass unterschiedliche Bereiche der Platte unterschiedlich warm werden. Für stabilitätskritische Anwendungen legen wir die Kanäle deshalb nicht auf minimalen Druckverlust, sondern auf gleichmäßige Temperaturverteilung aus und weisen sie per Simulation nach. Grenze: Wenn deine Spezifikation eine Stabilität im Bereich weniger Hundertstel Kelvin fordert, ist das eine Regelungs- und Thermostataufgabe. Wir liefern die Platte, die es nicht kaputt macht, aber nicht die Regelgüte.

Eine Geheimhaltungsvereinbarung vor dem ersten technischen Austausch ist in der Halbleiterbranche der Normalfall und für uns Routine. Praktisch läuft es so: Du schickst deine NDA-Vorlage an deinen Ansprechpartner im Vertrieb, wir prüfen sie und melden uns mit Freigabe oder Anmerkungen zurück; erst danach tauschen wir Geometrien, Leistungsdaten und Simulationsergebnisse aus. Wenn du keine eigene Vorlage hast, stellen wir eine bereit. Bitte nenn in der Anfrage direkt, an welche Adresse die Vereinbarung gehen soll. Die häufigste Verzögerung entsteht dadurch, dass die NDA im allgemeinen Postfach landet und der zuständige Ingenieur davon nichts erfährt. Grenze: Zeichnungen und Auslegungsergebnisse aus deinem Projekt verwenden wir nicht für andere Kunden; umgekehrt können wir bestehende Konstruktionen anderer Kunden nicht als Referenz zeigen.

Aluminium und Keramik lassen sich verbinden, aber nicht mit denselben Verfahren wie Metall auf Metall. Die stark unterschiedliche Wärmedehnung erzeugt bei jedem Temperaturwechsel Spannung in der Fügezone. Übliche Wege sind Kleben mit einem thermisch leitfähigen, dehnungsverträglichen Klebstoff, Löten über eine metallisierte Keramikoberfläche oder eine geklemmte Verbindung mit dünner Wärmeleitfolie. Welcher Weg passt, hängt an drei Angaben: geforderter Wärmewiderstand, Temperaturwechselbereich und ob die Verbindung dicht sein muss. Für Aufbauten, bei denen die Keramik gleichzeitig Isolator und Deckel eines Kühlkanals ist, ist die Dichtheit über Temperaturwechsel der kritische Punkt. Grenze und Ehrlichkeit: Aktivlöten von Keramik ist kein Standardverfahren bei uns. Wir bewerten die Machbarkeit, ziehen dafür aber gegebenenfalls einen Spezialisten hinzu, statt es intern zu improvisieren.

Wir sind nicht die richtige Wahl, wenn du ein Katalogprodukt in Großserie zum Marktpreis brauchst und keine kundenspezifische Geometrie: Dort ist ein Katalog- oder Massenhersteller günstiger, und das sollte er auch sein. Ebenso passen wir nicht, wenn die Anforderung eine vollständige Reinraum-Endmontage inklusive Restgasanalyse und Partikelzertifikat je Bauteil umfasst. Das ist Aufgabe eines auf Vakuumkomponenten spezialisierten Fertigers. Unsere Stärke liegt dort, wo eine Geometrie neu entwickelt werden muss, wo Werkstoffe und Medien ungewöhnlich kombiniert werden und wo zwischen Simulation, Prototyp und Serie mehrere Schleifen nötig sind. Wenn dein Projekt eher nach Katalog als nach Entwicklung klingt, sagen wir dir das im Erstgespräch. Eine Anfrage, die zu einem anderen Anbieter gehört, kostet uns beide nur Zeit.

Wir arbeiten mit definierten, dokumentierten Reinigungsprozessen: mehrstufige Spülung der Innenkanäle, kontrollierte Trocknung, Restschmutzanalyse nach vereinbarter Prüfvorschrift und reinraumgerechte Verpackung mit Verschlusskappen. Die Kanalgeometrie legen wir so aus, dass keine Toträume entstehen, in denen sich Partikel oder Medienreste sammeln. Welche Reinheitsklasse wir garantieren, definieren wir gemeinsam mit dir am Anfang des Projekts, inklusive der Frage, wie geprüft und dokumentiert wird.

Je nach Bauweise und Fügeverfahren realisieren wir Dichtheiten bis in den Bereich der Helium-Dichtheitsprüfung. Standard ist bei uns die Druckprüfung jedes Bauteils; für anspruchsvolle Anwendungen prüfen wir mit Helium-Lecktest und dokumentieren die Leckrate pro Teil. Die Zielleckrate legen wir im Lastenheft fest. Sie hat direkten Einfluss auf Werkstoff, Fügeverfahren und Prüfaufwand, deshalb klären wir sie vor der Konstruktion.

Ja. Für Vakuumanwendungen wählen wir ausgasarme Werkstoffe und verzichten auf problematische Hilfsstoffe in Fertigung und Reinigung. Entscheidend sind die Oberflächenbehandlung, das Fügeverfahren und die Vermeidung von eingeschlossenen Volumina. Wenn deine Anwendung Ausgasraten nach einer bestimmten Norm verlangt, stimmen wir Werkstoff- und Prozessauswahl darauf ab und dokumentieren sie entsprechend.

Wir verarbeiten Kupfer, Kupfernickel, Edelstahl und Aluminium. Die Wahl folgt drei Kriterien: Wärmeleitfähigkeit, Medienkompatibilität und mechanische Anforderung. Kupfer bringt die beste Leitfähigkeit, Kupfernickel deutlich höhere Korrosionsbeständigkeit gegen aggressive Medien, Edelstahl die höchste chemische Beständigkeit und Sauberkeit, Aluminium das beste Verhältnis aus Gewicht und Kosten. In vielen Semi-Projekten kombinieren wir Werkstoffe: leitfähiges Material an der Wärmequelle, beständiges Material am Medium.

Wir starten mit deinem Lastfall: Verlustleistung, Verteilung über die Fläche, zulässige Bauteiltemperatur, Vorlauftemperatur, Volumenstrom und Bauraum. Daraus ergibt sich das Rth-Budget, das wir auf Kontaktwiderstand, Materialleitung und konvektiven Anteil aufteilen. In der Thermosimulation prüfen wir Varianten der Kanalführung, bis Temperaturmaximum und Druckverlust gemeinsam passen. Erst danach beginnt die Konstruktion. Das spart in der Regel eine komplette Musterschleife.

Turbulatoren erhöhen den konvektiven Wärmeübergang deutlich: In unseren Anwendungen sind bis zu 40 % mehr Kühlleistung möglich. Der Druckverlust steigt dabei mit, deshalb setzen wir sie gezielt ein: nur in den Abschnitten unter den Hotspots, nicht über die gesamte Kanallänge. So bleibt der Systemdruckverlust im Budget deiner Pumpe, während die kritische Stelle die zusätzliche Leistung bekommt. Verfügbar in eingezogenen und seit Kurzem auch in eingepressten Rohren.

Wir fertigen vom 30 mm kurzen Mikrokanalkühler bis zur 3 m (30.000 mm) langen Kühlplatte und bis zum komplett gekühlten Präzisionsgroßbauteil. Was geht, entscheidet nicht die Größe allein, sondern Werkstoff, Bauweise und Toleranz: nenn uns deine Abmessungen, wir sagen dir, in welcher Bauweise wir sie fertigen.

Das ist in Halbleiteranwendungen sogar der Regelfall. Wir kühlen Gehäuse und Strukturbauteile, Optik- und Spiegelhalterungen, Chucks, Vakuumkammer-Komponenten, Statoren von Positionierantrieben und Prozessgas. Bei mechanischen Bauteilen geht es selten nur um maximale Wärmeabfuhr, sondern um einen möglichst kleinen Temperaturgradienten, weil der Gradient die Verformung erzeugt, die deine Präzision kostet.

In Positionier- und Handlingsystemen erzeugen Linear- und Torquemotoren Verlustwärme direkt neben der Präzisionsmechanik. Wird sie nicht abgeführt, wandert sie in Führungen und Struktur und erzeugt Drift. Eine Statorkühlung führt die Wärme unmittelbar an der Wicklung ab, bevor sie sich verteilt. Wir legen dafür Kühlkörper aus, die eng an der Motorgeometrie sitzen, hohe Wärmestromdichten aufnehmen und trotzdem die Toleranzen der Baugruppe einhalten.

Prozessgaskühler müssen zwei Dinge zugleich leisten: die Gastemperatur eng führen und die Gasreinheit nicht beeinträchtigen. Wir konstruieren die gasberührten Flächen entsprechend (beständiger Werkstoff, saubere Oberfläche, keine Toträume) und legen die Wärmeübertragerfläche auf deinen Volumenstrom und dein Temperaturfenster aus. Druckverlust auf der Gasseite ist dabei meist die kritische Nebenbedingung; den optimieren wir mit in der Simulation.

Von wenigen Zentimetern bis rund 3 m Baulänge, vom Einzelstück für den Prototypenaufbau bis zur Serie. Halbleiterprojekte laufen bei uns typischerweise in kleinen bis mittleren Stückzahlen mit hoher Variantenvielfalt. Dafür ist unsere Fertigung ausgelegt. Muster liefern wir in rund 6-8 Wochen, per Express in 2-4 Wochen, abhängig von Produkt und Komplexität.

Werkstoffnachweise, Maßprotokolle, Druck- und Dichtheitsprüfprotokolle sowie Reinigungs- und Verpackungsnachweise, jeweils im vereinbarten Umfang je Los oder je Teil. Für Erstbemusterungen erstellen wir die Dokumentation nach deiner Vorgabe. Was genau du brauchst, klären wir vor Serienstart, damit die Prüfschritte von Anfang an in den Prozess eingeplant sind.

Ja, das ist in der Halbleiterindustrie Standard und für uns der Normalfall. Wir zeichnen deine Geheimhaltungsvereinbarung oder stellen unsere. Kundenprojekte und Anwendungsdetails geben wir grundsätzlich nicht weiter. Auch die Referenzen auf dieser Seite nennen wir nur mit ausdrücklicher Freigabe.