Ratgeber / Werkstoffe

Sauberkeit, Oberflächengüte und Werkstoffregeln für Vakuumteile

26. September 2026

Ein Vakuumteil kann jede Maßprüfung im Bericht bestehen und trotzdem abgelehnt werden. Der Grund ist fast immer etwas, das die Zeichnung nicht gesagt hat: wie sauber sauber ist, welche Fläche die Oberfläche brauchte, was das Teil auf dem Weg aus dem Gebäude berühren durfte.

Sauberkeit verhält sich in dieser Nische wie ein Maß. Sie hat ein Ziel, eine Messung, einen Preis und kann außerhalb der Vorgabe liegen. Der Unterschied ist, dass die meisten Zeichnungen die Geometrie sorgfältig bemaßen und die Sauberkeit dem Raten überlassen.

Warum Sauberkeit ein Maß ist

Bei Atmosphärendruck ist ein Fingerabdruck kosmetisch. Bei 10-6 Torr ist er eine Quelle für Kohlenwasserstoffe, die verdampft, solange die Kammer unter Vakuum steht. Die Pumpe muss sie entfernen, das Abpumpen dauert länger, und liegt das Teil oberhalb des Wafers, landet die Kontamination dort, wo sie zählt. Das ist Ausgasung, und sie macht aus einer Abkürzung bei der Reinigung ein Terminproblem Wochen später in einer Fab, keinen Fehler, den der Betrieb auf der Werkbank sieht.

Die Geometrie trägt zum selben Problem bei. Ein Sackgewinde mit einer Schraube darin hält eine Gastasche, die langsam in die Kammer leckt und nie ganz verschwindet. Deshalb gibt es an UHV-Hardware belüftete Schrauben und Durchgangsbohrungen, und deshalb kann eine Konstruktion, die bei 10-3 Torr in Ordnung ist, bei 10-9 Torr unbrauchbar sein, ohne dass sich ein Maß ändert.

Dazu kommt die Partikelerzeugung, die eine Frage an den Fertigungsbetrieb ist und keine Konstruktionsfrage. Partikel stammen aus einer kurzen und vorhersehbaren Liste:

Strahlmittel, das vom vorigen Auftrag in einer Ecke geblieben ist
Kühlschmierstoffreste, die in einer Tasche eingetrocknet sind
Putztücher und Handschuhe, besonders solche mit Silikon
Der Beutel, wenn es der falsche ist oder er im falschen Raum verschlossen wurde

Silikon verdient eine eigene Zeile. Es wandert, ist auf einem Teil fast nicht mehr zu entfernen und zeigt sich als Fehler weit stromabwärts. Betriebe, die Halbleiterteile fertigen, halten es ganz aus dem Gebäude fern. Betriebe, die das nicht tun, hatten nie einen Grund, darüber nachzudenken.

Oberflächengüte, Fläche für Fläche

Drei Ra-Werte decken die meisten Vakuumzeichnungen ab, und sie sind keine drei Stufen auf einer Skala. Es sind drei verschiedene Fertigungsentscheidungen.

Vorgabe	Wie sie erreicht wird	Wofür sie meist dient
Ra 0.8 um	Ein normaler Schlichtgang	Allgemeine Flächen, nicht kritische Flächen
Ra 0.4 um	Langsamerer Gang, schärferes Werkzeug, Prüfschritt	Dichtflächen, O-Ring-Nuten
Ra 0.2 um und darunter	Ein Folgeprozess, meist extern	Medienberührte Innenflächen, Wafer-Kontakt, UHV

Die Zahl ist nur die halbe Vorgabe. Die andere Hälfte ist die Fläche, auf die sie angewendet wird, und dort liegt das Geld. Eine O-Ring-Nutfläche mit Ra 0.4 um kostet sehr wenig. Dieselbe Vorgabe im Schriftfeld bepreist das ganze Teil mit Ra 0.4 um, auch Flächen, die nie jemand ansehen wird.

Drei Arten von Flächen brauchen eine Oberfläche aus drei verschiedenen Gründen, deshalb verdienen sie drei getrennte Vermerke:

Dichtflächen. Die Oberfläche existiert, damit das Elastomer dichtet und über thermische Zyklen weiter dichtet. Kratzer quer zur Nut zählen mehr als der mittlere Ra.

Wafer-Auflageflächen. Die Oberfläche existiert, damit das Teil keine Partikel erzeugt und den Wafer nicht zeichnet. Die Ebenheit gehört meist dazu.

Medienberührte Innenflächen. Die Oberfläche existiert, damit weniger Fläche adsorbiertes Gas hält und weniger Textur Rückstände einfängt. Das ist die Fläche, die meist Elektropolieren bedeutet.

Die Oberfläche muss auch zusammen mit der Beschichtung gelesen werden. Hartanodisieren Typ III lässt das Teil wachsen und verändert die Oberfläche, deshalb muss die Zeichnung angeben, ob Ra und Maß vor oder nach der Beschichtung gelten. Teile, die richtig messen und nicht passen, sind fast immer dieser Fehler.

Zulässige Werkstoffe

Die Werkstoffliste in dieser Nische ist kurz, und die Gründe sind konkret.

6061-T6 ist der Standard für Kammerkörper, Deckel und Halter. Es lässt sich vorhersehbar zerspanen und gut anodisieren. Wo Korrosionsbeständigkeit wichtiger ist als Festigkeit, ist 5052 oder 5083 oft die bessere Antwort, und bei großen Plattenteilen zählen Zustand und Ebenheit des angelieferten Materials so viel wie die Güte, denn eine nicht spannungsarmgeglühte Platte verzieht sich beim Zerspanen.

316L ist der Standard für medienberührte Gaswege, und das L ist nicht optional. Der niedrige Kohlenstoff hält die Korngrenzen beim Schweißen sauber, und genau das lässt die Verbindung in einer korrosiven Leitung bestehen. 304L ist für Struktur und für Vakuumhardware ohne Prozessgaskontakt zulässig, und es an einem medienberührten Weg einzusetzen, um Geld zu sparen, ist eine Entscheidung, die später auffällt.

Titan erscheint in bestimmten korrosiven Bereichen und in Teilen, die das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht brauchen, meist Arme für das Wafer-Handling.

PEEK, Vespel und Aluminiumoxid sind der Punkt, an dem der Auftrag einen Metallbetrieb verlässt. Isolatoren, Dichtungsträger, Wafer-Kontaktpads und Ringe. Ein Kunststoff- oder Keramikbetrieb ist hier der richtige Lieferant, und ein Metallbetrieb, der zu einem Aluminiumoxidring Ja sagt, wird ihn meist gleich weitervergeben, ohne es Ihnen zu sagen.

Listen beschränkter Stoffe liegen über all dem. Eine Fab kann bestimmte Legierungselemente, bestimmte Hütten oder bestimmte Beschichtungschemien ausschließen. Jede Beschränkung verkleinert den Lieferantenkreis, und ein Betrieb, der bei dem einkauft, der diese Woche Material hat, kann die Anforderung gar nicht bedienen. Das ist besser vor der ersten Bestellung zu wissen als nach der ersten Ablehnung.

Reinigung vorgeben

Reinigung ist ein Leistungsumfang, also sollte sie sich auch so lesen.

Entfetten macht jeder Betrieb. Lösemittel, wischen, fertig. Geeignet für Rahmen, Vorrichtungen und alles, was bei Atmosphäre bleibt.

Präzisionsreinigung ist ein mehrstufiger Prozess mit kontrolliertem Wasser, kontrollierter Trocknung und einem kontrollierten Raum am Ende. Sie kostet echtes Geld und braucht echte Zeit, und der Betrieb muss einen Ort dafür haben.

Ein benanntes Fab-Verfahren ist der strengste Fall. Der Kunde liefert das Dokument, der Betrieb folgt ihm, und beide Seiten wissen, was vereinbart wurde.

Die Verifizierung ist meist ein Wischtest, und man sollte wissen, was er tatsächlich prüft. Ein kontrolliertes Wischen über eine definierte Fläche und dann die Inspektion des Tuchs sagt etwas über sichtbare Rückstände und Partikel. Es sagt nichts über molekulare Kontamination, deshalb können ein sauberer Wischtest und ein Silikonproblem nebeneinander bestehen.

Die Verpackung ist die letzte Gelegenheit, all das rückgängig zu machen. Doppelbeutel als Standard, Reinraumbeutel, wo die Fab es verlangt, Etikett außen, damit niemand den Innenbeutel öffnet, um zu sehen, was darin ist, und Stickstoffspülung für Teile, die sie brauchen. Reinraumklassen der Fab stammen aus ISO 14644, und arbeitet Ihr Wareneingang nach einer davon, muss die Verpackung dazu passen, sonst ist das Teil bei der Ankunft schmutzig.

In die Zeichnung schreiben

Ein Vakuumteil wird kalkulierbar, wenn diese Vermerke vorhanden sind. Den meisten Zeichnungen, die hier ankommen, fehlt mindestens einer.

Werkstoffgüte, Zustand und ob ein Werkszeugnis oder Rückverfolgbarkeit der Schmelzcharge verlangt ist.
Oberflächengüte an bestimmten Flächen, mit einem Vermerk, ob sie vor oder nach der Beschichtung gilt.
Die Oberflächenkette mit Namen: Anodisierart, Elektropolieren, Passivieren und welche Flächen maskiert sind.
Die Reinigungsstufe mit Namen und das Verfahrensdokument, falls es eines gibt.
Der Verpackungsstandard, einschließlich Beutel und ob eine Spülung verlangt ist.
Handhabungsbeschränkungen, mit ausdrücklich genanntem Silikon, wenn das Teil in die Nähe einer Fab kommt.

Die drei, die am häufigsten fehlen, sind die Reinigungsstufe, der Verpackungsstandard und der Vermerk vor oder nach der Beschichtung. Jeder ist eine einzige Zeile. Jeder, wenn er fehlt, ist ein Angebot, das zu niedrig zurückkommt, und ein Teil, das falsch zurückkommt.

Wenn Sie einen Betrieb nicht selbst anhand dieser Liste prüfen möchten, ist das die Aufgabe dieser Website: Sie senden die Zeichnung, und sie geht an Betriebe, die diese Teileklasse bereits fertigen.

Häufig gestellte Fragen

Lohnt sich ein Sauberkeitsvermerk wirklich, wenn der Betrieb ohnehin entfettet?

Ja, denn Entfetten und Präzisionsreinigung sind verschiedene Produkte zu verschiedenen Preisen. Steht in der Zeichnung nichts, erhalten Sie das normale Entfetten des Betriebs, und das ist eine faire Auslegung dessen, was Sie bestellt haben.

Kann ich zur Sicherheit einfach eine Ra-Zahl ins Schriftfeld schreiben?

Sie können, und es ist die teuerste Zeile auf den meisten Vakuumzeichnungen. Der Betrieb muss diese Oberfläche überall halten und überall prüfen. Geben Sie die Oberfläche an den Flächen vor, die sie brauchen.

Behebt Elektropolieren eine raue gefertigte Oberfläche?

Nein. Elektropolieren verbessert eine Oberfläche, die es bekommt, es rettet keine. Die Zerspanung muss zuerst nahe an das Ziel kommen, deshalb gehören Oberflächenvorgabe und Oberflächenprozess gemeinsam in die Zeichnung.

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