Ilmoitustyyppi: Ilmoitus tehdystä sopimuksesta

DSTW Mainz BSO/TSO - Abriss, Hochbau, Außenanlagen und TGA für 2 Gebäude;
Los 1 Hochbau
Los 2 Abbrucharbeiten
Los 3 Errichtung Außenanlagen
Los 4 Technische Gebäudeausrüstung

Das Projekt Digitales Stellwerk (DSTW) Instandhaltungsbezirk (IHB) Mainz Serie-02 ist ein Serienprojekt der 2. Tranche Digitale Schiene Deutschland (DSD) und erneuert im IHB Mainz die vollständige Leit- und Sicherungstechnik, mit Ausnahme bereits bestehender Elektronischer Stellwerke (ESTW).
Das Projekt ist hinsichtlich der Finanzierung nicht im BVWP oder der Netzkonzeption enthalten, sondern eine Bestandsnetzmaßnahme im Ha (Starke Auslastung) und Ha+ (Sehr starke Auslastung) -Netz.
Gegenstand der Maßnahme ist die Erneuerung der Kabeltiefbaus, der Telekommunikationsanlagen sowie Teile der Elektrischen Energieanlagen. Die Vorplanung wurde im Mai 2022 erfolgreich abgeschlossen. Projektziele sind die Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit durch Ersatz abgängiger Stellwerkstechnik, die Stabilisierung des Betriebsprogramms durch Einrichtung von Gleiswechselbetrieb (GWB) und eine optimierte Betriebsführung aus dem neu zu errichtenden Betriebsstandort (BSO) Mainz. Durch den Neubau des DSTWs ist eine Qualitätssteigerung, jedoch keine Mehrverkehre zu erwarten. Im Rahmen des Projektes werden die bestehenden Relais-Stellwerke in Mainz Hbf., Budenheim, Mainz-Bischofsheim, Mainz-Gustavsburg, Mainz-Weisenau und Nauheim (bei Groß-Gerau) durch das zu bauende DSTW abgelöst. Insbesondere entfällt dadurch die abgängige Fernsteuerung der Stellwerke in Budenheim und Mainz-Weisenau. Das Durchschnittsalter der Stellwerke beträgt heute rd. 55 Jahre. Die Summe der im Zielzustand gebauten Stelleinheiten beläuft sich aktuell auf 1.429. Zur Umsetzung der Betriebssteuerstrategie (BSS) werden am Standort Mainz in einem Pilotprojekt erstmalig die neuen Standardgebäude für den Betriebsstandort (BSO) und den Technikstandort (TSO) realisiert. Im Zuge des DSTW IHB Mainz Serie-02 wird der einzige Pilot zum TSO bundesweit realisiert, der als Blaupause für einen späteren Rollout von weiteren TSO-Standorten dient. Die vorangegangenen Vorserienprojekte (u.a. DSTW Warnemünde, DSTW Mertingen-Meitingen) beinhalteten nur projektspezifische Lösungen der Gebäude, die nicht für den Serien-Rollout anwendbar sind. Erfahrungen zur DSTW-Technik aus den bereits umgesetzten Vorserienprojekten fließen in die Planungsvorgaben des DSTW Mainz mit ein.

Diese Beschaffung betrifft die
•Mechanische, thermische und elektrische Verbindung von extern produzierten Anwender-spezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs) mit den hoch-spezialisierten intern
entwickelten und gefertigten Strahlungssensoren
•Heterogene Integration von photonischen und elektrischen Baugruppen
•Verbindung von vorproduzierten thermo-mechanischen Baugruppen mit aktiven Sensoren und ASICs, um ein effizientes material- und platzsparendes thermisches
Management bei Detektorsystem zu erreichen. Die dazu notwendige Technologie ist das sogenannte „Wafer bonding“: die Verbindung von zwei Wafern mit polierten
Oberflächen entweder direkt oder über andere funktionale Lagen wie SiO2, Metallen oder Polymeren. Die dabeiverwendeten Wafer sind entweder
•unprozessiert
•haben geätzte oder andersartig strukturierte Oberflächen
•vorprozessiert mit mehreren Metalllagen
•rekonstituierte Substrate mit einzelnen chips, die vorher mittels geeigneter Methoden aufgebracht wurden.
Allgemeine Spezifikation der Wafer, bzw. Substrate:
•Durchmesser 150mm und 200 mm, Dicke ca. 100 µm bis 1000 µm
Der Prozess des Wafer-Bondens soll manuell ablaufen. Die Waferpaare werden manuell in die verschiedenen Teilprozesse geladen.
Die wichtigsten drei Prozesse mit den Spezifikationen werden weiter unten aufgelistet.
1.Cavity SOI
Bei dieser Anwendung werden zwei Wafer direkt gebondet. Das Ziel ist eine Struktur mit integrierten Mikro-Kühlkanälen
Wafer a:
Durchmesser 150 mm oder 200 mm, Dicke 100 µm - 1000 µm,
CMOS mit Multi-metal oder active pixel sensor, Bondseite Si poliert
Wafer b:
Durchmesser 150 mm oder 200 mm, Dicke 500 µm - 1000 µm,
Thermisches Oxid beidseitig, Bondseite vorprozessiert mit etwa
300 µm tiefen und 300 µm weiten Kanälen, aktive Bondfläche
etwa 75% des Wafers
Bond: Bonden in Vakuum bei etwa 100 mbar, Justage über Waferrand, Genauigkeit von +/-100 µm, abhängig von Wafertoleranzen, Bond bei RT, Annealing nach Bond bei T<300 °C, batch annealing Dauer max. 2h, Oberflächenenergie nach Annealing >2 J/cm2, Bond yield >95% bei Randaussschluß von 5mm
2.Unterstützung für dünne Wafer
Bei dieser Anwendung werden zwei Wafer über eine zuvor aufgebrachte Polymerlage verbunden. Dabei dient ein dickerer Wafer als Unterstützung eines dünneren Wafers.
Wafer a:
Durchmesser 150 mm oder 200 mm, Dicke ca. 100 µm, CMOS mit Multi-metal oder active pixel sensor, Bondseite Si poliert
Wafer b:
Durchmesser 150 mm oder 200 mm, Dicke 500 µm - 1000 µm,Die Bondseite wurde zuvor mit einem geeigneten Polymer als Klebelage beschichtet
Bond:
Justage über Waferrand, Genauigkeit von +/-100 µm, abhängig von Wafertoleranzen, Bond bei RT und minimalem Druck, Annealing nach Bond bei T<300 °C (abhängig von verwendetem Polymer), batch annealing (Dauer abhängig von dem verwendeten Polymer), Oberflächenenergie nach Annealing abhängig von Polymerlage, Bond yield >95% bei Randaussschluß von 5mm
3.Hybrides Bonden
Hierbei werden zwei Wafer gebondet, die nach der Verbindung sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung durch geeignete eingelagerte Kupferpads haben.
Wafer a:
Durchmesser 150 mm oder 200 mm, Dicke ca. 300 µm bis 1000 µm, Bondseite hat vorbehandelte aktive pixel sensoren mit definierten Flächen für die mechanische und elektrische
Verbindung
Wafer b:
Durchmesser 150 mm oder 200 mm, Dicke 300 µm - 1000 µm, Zwei Varianten ?Ganzer CMOS Wafer mit ASICs und dem layout des Wafer a entsprechenden Bondflächen, Trägerwafer auf dem einzelne ASICs face-up aufgebracht wurden, um dann kollektiv mit Wafer a verbunden zu werden
Bond:
Justagegenauigkeit Wafer zu Wafer von mindestens 1 µm, Bond bei RT, Annealing nach Bond bei T<=300 °C, batch annealing Dauer max. 2 h, Oberflächenenergie nach Annealing >2 J/cm2, Bond yield >95% bei Randaussschluß von 5mm
Systemanforderungen: Semiautomatisches Bond-System mit manueller Beladung SEMI S2/S8 Zertifikat; Bondkammer ?Einfaches und vollständiges Öffnen ohne zusätzliche Werkzeuge Schneller Wechsel zwischen Wafergrößen 150mm und 200 mm (~10 min) Wechsel zwischen Wafergrößen und zwischen den Prozessen
ohne Sonderwerkzeug Vakuum System bis 0,1 mbar,Bondkraft regelbar bis 20 kN,
Heizung: Aufheizrampe bis zu 30°C/Min, Maximale Temperatur bis zu 450°C, Heizer Temperatur Gleichmäßigkeit <+/-1,2%, Heizer Temperatur Wiederholbarkeit +/-1,0°C, Aktive Wasserkühlung, Bond Chucks Kompatibel zum Bond Aligner , Müssen eine Fixierung beinhalten, welche die Wafer in ausgerichteter Position hält, Zur Maximierung der Bondfläche dürfen die Wafer max. an zwei Stellen mittels Klemmen fixiert werden Systemanforderungen: Plasmaaktiverung Stand-alone semi-automatisches Plasmaaktivierungssystem mit manueller Beladung zur Oberflächenaktivierung für Fusionsbonding Anwendung, Kompatibel für Durchmesser 150 mm oder 200mm, Dual Frequency Plasma mit einstellbarer Matching Einheit, Prozessgase N2, O2, Edelgase, Formiergas N2 mit max. 4%H2, 3 Gase Misch Funktionalität über Rezeptsteuerung, Optionale Kammerdruck Kontrolle < ± 5 % bei Setpoint 0.1 to 1.0 mbar mit kontrollierter Evakuierung und Prozessgasfluss ± 1 % zwischen 20 - 100 %, Siliziumbasierte Beschichtung für Metallionenfreiheit nach SOI Standard , Partikelreinheit nach SOI Standard Anlage muss kompatibel zu Gesamtprozess sein

Ziel des Auftrags ist der vollumfängliche Ausgleich des CO2-Fußabdrucks für das Jahr 2023 sowie für das Jahr 2024. Die Stilllegung der Emissionsgutschriften erfolgt dabei zu unterschiedlichen Zeitpunkten.