Die Halbleiterfertigung ist auf Temperaturkontrolle angewiesen. Jeder Schritt in einer hochmodernen Fabrik – EUV-Lithografie, CMP, Plasmaätzen, CVD, Ionenimplantation, optische Messtechnik – hängt davon ab, die Kühlmitteltemperatur an den Anlagen konstant zu halten, oft innerhalb von ±0,1 °C. Die Kühler und Temperaturregler, die diese Stabilität gewährleisten, werden als fertige Anlagen verkauft, doch die Komponente, die das Kühlmittel tatsächlich durch sie transportiert, ist eine Pumpe. Fällt diese Pumpe aus, pulsiert sie oder verunreinigt sie den Kreislauf, muss der Wafer entweder verworfen werden oder weist bei der Inspektion subtile Defekte auf, die niemand beheben möchte. Seit über einem Jahrzehnt liefern wir Magnetkupplungspumpen für Halbleiterkühlanlagen und Projekte mit fluorierten Kühlmitteln in Taiwan, Südkorea und Festlandchina. Dazu gehört auch ein langjähriges Projekt in Taiwan, bei dem wir Pumpen der MDW-Serie mit speziell für den PFPE-Kühlmitteltransport bei Minustemperaturen angepassten Synchronmotoren liefern.
Dieser Leitfaden erklärt, wie Sie im Jahr 2026 die richtige Pumpe für die Halbleiterkühlung auswählen – einem Jahr, in dem die Branche gleichzeitig über 18 neue 300-mm-Fertigungsanlagen baut, die Prozesstemperaturen weiter in Richtung −80 °C senkt und von den nicht mehr erhältlichen Fluorinert- und Novec-Kühlmitteln von 3M auf Galden PFPE und HFE-Alternativen von Drittanbietern umsteigt. Pumpen, die vor fünf Jahren noch funktionierten, sind heute nicht mehr automatisch die beste Wahl.
1. Die Herausforderung der Kühlpumpen in der Halbleiterindustrie: Von der EUV-Lithographie bis zum CMP- und Ätzprozess
Eine moderne Fertigungsanlage verfügt über mehr als ein Dutzend Werkzeugkategorien, die eine aktive Flüssigkeitskühlung benötigen. Jede Kategorie hat ein anderes Kühlmittel, einen anderen Sollwert für die Temperatur und eine andere Toleranz gegenüber pumpenbedingten Störungen. Das vollständige Verständnis dieser Zusammenhänge ist die Voraussetzung für eine sinnvolle Pumpenspezifikation.
● Kühlung der EUV-Lithographiequelle und des Scanners — −20 °C bis +25 °C, PFPE oder Glykol-Wasser-Gemisch, extrem enges Pulsationsbudget, da die optische Ausrichtung durch Vibrationen driftet.
● Nassbank- und CMP-Verfahren (chemisch-mechanisches Polieren) — temperaturkontrollierte Schlamm- und Reinigungschemikalien, oft 20–40 °C, mit hohen Reinheitsanforderungen (keine Metallionen im Schlammweg).
● Kühlung des Chucks beim Plasmaätzen und PECVD-Reaktor — −40 °C bis +80 °C, fluoriertes PFPE-Kühlmittel, das direkt mit elektrostatischen Spannfuttern und Duschköpfen in Kontakt kommt.
● Kühlung der Ionenimplantationsstrahlführung — typischerweise Wasser-Glykol, aber Sekundärkreisläufe für Hochenergie-Implanter verwenden PFPE.
● Prüf- und Messtechnik — Optische Inspektion, Elektronenstrahl-Messtechnik, Maskeninspektion. ±0,1 °C-Regelung bei nahezu pulsationsfreier Strömung; hier kommt es vor allem auf die Pumpenarchitektur an.
● Test & Einbrennen — Thermoschockkammern, in denen Chips in zweiphasigen Fluorinert/Galden-Bädern zwischen −65 °C und +155 °C zyklisch erhitzt werden.
● Kryogene Prozessschritte — Kaltätzung bei −100 °C, Vorwärmen der Probe auf −196 °C mit flüssigem Stickstoff für fortschrittliches 3D-NAND- und HBM-Stacking.
● Unterfertigungs-Versorgungsschleifen — Prozesskühlwasser (PCW), Reinstwasser, Schlammrückgewinnung. Geringere Präzision, höherer Durchfluss.
Fünf technische Anforderungen betreffen alle diese Stationen: absolute Dichtheit zum Schutz der Reinraumluft und der teuren PFPE-Bestände, extrem geringe Metallionenkontamination des Fluids, pulsationsfreier Durchfluss an den Lithografie- und Inspektionsanlagen, kontinuierlicher Betrieb bei Temperaturen von −196 °C bis +290 °C sowie chemische Kompatibilität mit fluorierten Wärmeträgerflüssigkeiten, deren Eigenschaften sich deutlich von Wasser unterscheiden. Keine einzelne Pumpenarchitektur erfüllt alle fünf Anforderungen gleichzeitig. Entscheidend ist ein auf die jeweilige Station abgestimmtes Pumpenportfolio.
2. Chemie fluorierter Kühlmittel: Vergleich von Galden PFPE, Fluorinert FC und HFE
Bevor man eine Pumpe auswählt, muss man das Kühlmedium kennen. Die drei wichtigsten Kühlmittelgruppen für die Halbleiterkühlung sind Perfluorpolyether (PFPE, vertrieben unter der Marke Galden von Syensqo/ehemals Solvay), Perfluorkohlenwasserstoffe (PFC, vertrieben unter der Marke Fluorinert von 3M) und Hydrofluorether (HFE, vertrieben von 3M als Novec). Aus Sicht eines Verfahrenstechnikers sehen sie ähnlich aus – klar, dielektrisch, inert –, aber ihr Pumpverhalten ist sehr unterschiedlich.
Wichtige Eigenschaften für die Pumpenauswahl:
| Kühlmittelfamilie | Typische Marke | Betriebsbereich | Dichte bei 25 °C | Viskosität bei −40 °C | Anmerkungen zur Pumpenseite |
| PFPE | Gall HT55–HT270 | −70 bis +290 °C | 1,7–1,9 g/cm³ | 5–20 cP (HT55–HT135) | Industriestandard für Kältemaschinen/Thermostat-Service; ersetzt nicht mehr erhältliche 3M-Flüssigkeiten |
| PFC | Fluorinert FC-3283 / FC-40 / FC-72 | +30 bis +215 °C | 1,7–1,9 g/cm³ | Nicht verfügbar (gefroren) | Die Produktion von 3M endete im Oktober 2024 (FC-3283) und wird bis Ende 2025 fortgesetzt. |
| HFE | Novec 7100/7200/7300/7500 | −135 bis +260 °C | 1,4–1,6 g/cm³ | 0,4–1,5 cP | Niedrigeres Treibhauspotenzial als PFC/PFPE; 3M stellt Produktion ein; HFE-Alternativen von TMC/BestSolv |
| Glykol-Wasser | 50/50 Ethylenglykol | −35 bis +105 °C | 1,07 g/cm³ | 50–200 cP | Günstig, erreicht aber nicht die von fortgeschrittenen Knoten benötigten Temperaturen. |
Drei Dinge sind zu beachten. Erstens: Galden PFPE und Fluorinert PFC sind etwa doppelt so dicht wie Wasser. Eine für Wasser ausgelegte Pumpe fördert mit PFPE daher weniger Volumen als üblich, da die gleiche hydraulische Leistung weniger Fördermenge benötigt. Zweitens: Die Viskosität von Galden steigt mit sinkender Temperatur stark an. Unter −50 °C erreicht selbst die niedrigsiedende Sorte HT55 fast die 20-cP-Grenze, ab der Zentrifugalhydraulik an Effizienz verliert. Drittens: Die Flüssigkeiten kosten zwischen 200 und 500 US-Dollar pro Kilogramm. Jedes Leck bedeutet einen Lagerverlust, jeder kontaminierte Liter erfordert Aufbereitungsarbeiten, und jeder Tropfen auf dem Reinraumboden löst einen HSE-Vorfall aus.
3. Der Ausstieg von 3M: Warum Pumpenspezifikationen branchenweit neu bewertet werden
Im Dezember 2022 kündigte 3M an, das Geschäft mit per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) bis Ende 2025 vollständig einzustellen. Der erste konkrete Schritt erfolgte im Oktober 2024 mit der Einstellung der Produktion von Fluorinert FC-3283, dem bewährten einphasigen Kühlmittel, das in unzähligen Halbleiterkühlern und Burn-in-Stationen eingesetzt wurde. Bis Ende 2025 wurde die Produktion der gesamten Novec- und Fluorinert-Linien eingestellt. Halbleiterfertigungs-Planungsgruppen, OEM-Hersteller von Thermoelektronik-Steuergeräten (TCUs) und Pumpenlieferanten wie wir arbeiten seitdem an der Bewältigung der Folgen.
Für die Pumpenauswahl ergeben sich konkrete Konsequenzen:
● Die Migration hin zu Galden PFPE verändert den hydraulischen Betriebspunkt. PFPE weist im kalten Bereich des Betriebstemperaturbereichs eine höhere Viskosität auf als die Fluorinert-Sorten, die es ersetzt. Eine für FC-3283 bei −40 °C veröffentlichte Pumpenkennlinie ist für Galden HT80 bei derselben Temperatur nicht mehr gültig. Vorhandene Temperaturregelungseinheiten (TCUs), die mit FC-Flüssigkeiten einwandfrei funktionierten, können nach einem Flüssigkeitswechsel vom Sollwert abweichen.
● HFE-Alternativen weisen eine geringere Dichte, aber einen höheren Dampfdruck auf. Novec 7100 siedet bei +61 °C; arbeitet die Pumpe nahe dieser Temperatur, ist die NPSH-Reserve wichtiger als die Förderhöhe. Kavitation tritt im Vergleich zu PFPE früher im Betriebszyklus auf.
● Wiederaufbereitete und Fremdflüssigkeiten führen zu Schwankungen im Reinheitsgrad. TMC, BestSolv und andere Anbieter bieten Ersatzstoffe für FC-3283 und Novec an, darunter auch recyceltes Material. Reinheit, Partikelanzahl und Gehalt an gelösten Metallen variieren von Charge zu Charge. Eine Pumpe mit gehärteten oder nichtmetallischen Innenauskleidungen schützt die Ausbeute besser als eine Standard-Edelstahlpumpe.
● Der Regulierungsdruck im Bereich der PFAS nimmt weiter zu. Die REACH-Beschränkungen für langkettige PFAS, die Durchsetzung der PFOA/PFOS-Vorschriften durch die US-Umweltschutzbehörde (EPA) und die vorgeschlagenen, umfassenderen Vorschriften für fluorierte Verbindungen drängen die Halbleiterindustrie weiterhin in Richtung emissionsfreier Produktion. Gleitringdichtungspumpen in PFPE-Anlagen stellen nicht mehr nur ein Wartungsrisiko dar, sondern auch ein Risiko für die Einhaltung von Umweltauflagen. Wir haben das umfassendere regulatorische Umfeld in unserem Artikel ausführlicher dargestellt. Leitfaden zu PFAS-Vorschriften und Anforderungen an ChemikalienpumpenDie
4. Technik für ultratiefe Temperaturen: Warum das Pumpen bei −80 °C anders ist
Die meisten Pumpenkataloge veröffentlichen Leistungskennlinien für 20 °C warmes Wasser. Halbleiterkühlpumpen arbeiten in einem Bereich, in dem diese Daten nahezu wertlos sind. Drei thermische Effekte dominieren den Betrieb unter Null Grad:
Thermische Kontraktion und Spaltverlust
Edelstahl schrumpft bei Temperaturen von Raumtemperatur bis −80 °C um etwa 0,3 % und bei −196 °C um weitere 0,1 %. Kunststoffbauteile ziehen sich stärker zusammen. Wenn eine Pumpe bei 20 °C mit geringen Spaltmaßen gefertigt wird, verschwinden diese bei kryogenen Temperaturen, und es kommt innerhalb von Sekunden zu Metallkontakt. Die Gegenmaßnahme besteht in der Verwendung asymmetrischer Spaltmaße: Eine für den Einsatz bei −80 °C vorgesehene Pumpe wird so gefertigt, dass die Spaltmaße bei Raumtemperatur zunächst groß erscheinen, sich aber bei Betriebstemperatur auf das korrekte Maß verringern.
Magnetleistung in Abhängigkeit von der Temperatur
Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)-Magnete, die Standardwahl für Magnetantriebspumpen bei Raumtemperatur, verlieren magnetischen Fluss, wenn die Temperatur unter ihren Auslegungspunkt sinkt, und gewinnen ihn beim Erwärmen zurück. Sie entmagnetisieren sich bei kryogenen Temperaturen nicht so stark wie oberhalb ihrer Curie-Temperatur, jedoch kann die Drehmomentkopplung bei −80 °C um 10–20 % abfallen. Für den Einsatz bei extrem niedrigen Temperaturen überdimensionieren wir die Magnetkopplung typischerweise um 25–30 % zusätzlich zum Viskositätsverlust beim Kaltstart. Bei der AYDH-Flüssigstickstoffpumpe verwenden wir spezielle, kryogene Magnetstapel, die das Drehmoment bis zu −196 °C aufrechterhalten.
Lagerschmierung in einer nicht schmierenden Flüssigkeit
Magnetkupplungspumpen benötigen das Prozessmedium zur Schmierung der internen Siliziumkarbid- oder PEEK-Lager. Fluorierte Kühlmittel weisen eine sehr geringe Oberflächenspannung und nahezu keine Grenzschmierung auf, insbesondere bei Kälte. Lagerspiel und Lagermaterial müssen auf das jeweilige Kühlmittel abgestimmt sein. Siliziumkarbid-auf-Siliziumkarbid-Lager funktionieren bei PFPE bis zu −70 °C zuverlässig; unterhalb dieses Bereichs sind PEEK-Polymerlager SiC überlegen, da sie eine geringere Schmierung besser tolerieren. AYDH Magnetische FlüssigstickstoffpumpeDas Lagersystem ist speziell für den Betrieb bei −196 °C mit tiefkryogen behandelten Komponenten und keramischen Isolierschalen konstruiert.
5. Warum eine Magnetantriebsarchitektur für den Betrieb mit fluorierten Kühlmitteln zwingend erforderlich ist
Für die Halbleiterkühlung ist die Gleitringdichtungspumpe praktisch überholt. Dafür gibt es drei Gründe:
● Fluoriertes Kühlmittel ist zu teuer, um Leckagen zu riskieren. Eine 500-Liter-Kältemittelfüllung Galden HT135 entspricht einem Kältemittelbestand im Wert von 100.000 bis 250.000 US-Dollar. Ein Wellendichtungsleck, das den Füllstand um 1 % pro Monat reduziert, verursacht einen jährlichen Verlust im fünf- bis sechsstelligen Bereich, noch vor Berücksichtigung von HSE- oder Reinraum-Aspekten. Die höheren Investitionskosten für Magnetkupplungen im Vergleich zu Gleitringdichtungen amortisieren sich innerhalb weniger Monate.
● Die HSE-Protokolle für Reinräume tolerieren keine flüchtigen Emissionen. PFPE-Tröpfchen in der Reinraumluft kontaminieren nicht nur Wafer, sondern führen zu sofortigen Anlagenstillständen. Der dichtungslose Aufbau wird von großen Foundry-Abnehmern zunehmend direkt in die Spezifikationen für TCU- und Kälteanlagen aufgenommen.
● Der Dauerbetrieb rund um die Uhr kennt kein Wartungsfenster. Eine Halbleiterfabrik produziert Wafer in jeder verfügbaren Minute. Gleitringdichtungen verschleißen vorhersehbar, und ihr Ausfallzyklus stimmt nicht mit dem der Fabrik überein. Magnetkupplungspumpen mit Siliziumkarbidlagern haben im Reinraumbetrieb eine mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) von über 50.000 Stunden erreicht. Das bedeutet, dass ein geplanter Lagerwechsel mit einem Fabrikstillstand zusammenfällt, anstatt diesen auszulösen.
Für detailliertere technische Hintergrundinformationen zur Architektur, einschließlich Magnetauswahl, Wirbelstromverlusten in metallischen Gehäusen und Entkopplungsmoment, siehe unsere Auswahlhilfe für industrielle MagnetkupplungspumpenFür Anwendungen im Dauerbetrieb, bei denen selbst ein statischer O-Ring mit gestopfter Hülse nicht akzeptabel ist, geht die Variante mit gekapseltem Motor noch einen Schritt weiter – der Motorrotor läuft innerhalb des Prozessmediums hinter einer dünnen Metallkapsel, wodurch die Magnetkupplung vollständig entfällt. Technologieleitfaden für gekapselte Motorpumpen behandelt die drei strukturellen Varianten des dichtungslosen Antriebs.
6. Pulsationskontrolle für EUV-, optische Messtechnik- und Waferinspektionswerkzeuge
Von allen Einschränkungen bei Kühlpumpen für Halbleiteranlagen überrascht die Pulsation insbesondere Einsteiger. Der Retikeltisch eines EUV-Scanners hält die Positionsausrichtung auf einen Nanometer genau. Die optische Säule eines Elektronenstrahl-Inspektionssystems löst Strukturen unter 5 nm auf. Jegliche strömungsbedingte Vibration im Kühlkreislauf überträgt mechanisches Rauschen auf das optische oder mechanische Subsystem und verschlechtert die Auflösung. Anlagenbauer spezifizieren die Pumpe daher nicht nur als Durchfluss- und Förderhöhenkomponente, sondern auch als Vibrationsquelle.
Drei pumpenseitige Ursachen für unerwünschte Pulsationen in diesem System:
● Zahnpulsation bei Außenzahnradpumpen – kleine periodische Durchflussschwankungen beim Eingriff und Auseinanderweichen der Zahnräder.
● Hin- und hergehende Bewegung in Kolben- oder Membranpumpen – große periodische Fördermengenschwankungen zwischen den Hüben; für Präzisionsanwendungen unakzeptabel.
● Kavitationspulsation nahe der NPSH-Grenze – unregelmäßige Strömung durch Bildung und Zusammenfallen von Dampfblasen, insbesondere im HFE-Betrieb, wo der Siedepunkt nahe der Betriebstemperatur liegt.
Konfigurationen, die wir für Halbleiterbetrieb mit niedrigen Pulsationen spezifizieren:
● Magnetisch angetriebene Wirbelpumpen (regenerative Turbinenpumpen). Unsere MDW- und MDS-Serien erzeugen einen nahezu kontinuierlichen Durchfluss mit einer typischen Pulsationsamplitude von unter 2 % im Nennbetrieb. Das regenerative Turbinenlaufrad überträgt die Energie in vielen kleinen Stufen entlang seines Umfangs anstatt in einzelnen Schaufeldurchgängen, was den Ausstoß von Natur aus glättet. Diese Konfiguration haben wir bereits in mehreren Halbleiter-Kühlanlagenprojekten in Taiwan und Südkorea eingesetzt.
● Bürstenloser Gleichstrommotorantrieb mit Drehzahlregelung im geschlossenen Regelkreis. Synchrone Permanentmagnetmotoren mit Frequenzumrichter oder sensorgesteuerter Gleichstromregelung halten die Drehzahl innerhalb von ±0,5 % konstant und eliminieren so drehzahlbedingte Förderstromschwankungen. Dies ist eine unserer zehn Kerntechnologien und Standard bei unseren Pumpen in Halbleiterqualität.
● Entladungsspeicher oder Blasendämpfer. Bei besonders pulsationsempfindlichen Stationen (EUV-Scanner, Elektronenstrahlsäulen) reduziert ein kleiner Akkumulator am Pumpenausgang die Restpulsation auf unter 0,5 % Spitze-Spitze. Dies ist eine Systemerweiterung und keine Pumpenfunktion, sollte aber dennoch erwähnt werden.
7. Werkstoffe und medienberührende Teile: Lager aus 316L, PTFE, PEEK und Keramik
Fluorierte Kühlmittel sind gegenüber nahezu allen Stoffen chemisch inert, doch die Verunreinigungen, die von der Pumpe in die Fabrik gelangen, stammen nicht vom Kühlmittel selbst, sondern von dem, was das Kühlmittel über Tausende von Betriebsstunden von den benetzten Oberflächen abwäscht. Die Materialspezifikation richtet sich daher nach der Kontaminationskontrolle und nicht nach der chemischen Kompatibilität.
● Edelstahl 316L. Das Standard-Benetzungsmaterial für Halbleiterpumpen in Kälteanlagenqualität. Hochglanzpoliert auf Ra 0,2 µm oder besser, um Partikelablösung zu minimieren. Geeignet für den jahrzehntelangen Einsatz mit PFPE; nicht geeignet für HF-haltige Prozessflüssigkeiten (weshalb Anlagenpumpen und Elektrolyt-/CMP-Pumpen auf eine fluorpolymerbeschichtete Konstruktion umgestellt werden müssen).
● PTFE/PFA-Fluorpolymer-Auskleidung. Für Anwendungen mit höchsten Reinheitsanforderungen oder für chemische Prozesse, die Spuren von HF oder sauren Spezies enthalten (CMP, Nasslabor, Elektrolytrückgewinnung), verhindert die vollständig PTFE-ausgekleidete Konstruktion das Auslaugen von Metallionen bis in den ppb-Bereich. Unsere AMC-F PTFE-ausgekleidete Magnetkupplungspumpe ist für diese Einsatzklasse konzipiert.
● Lager und Gehäusekomponenten aus PEEK-Polymer. PEEK wurde für den Einsatz bei Minustemperaturen ausgewählt, da die thermische Kontraktion Keramikgehäuse spröde macht. PEEK zeichnet sich durch hervorragende Tieftemperaturfestigkeit und chemische Beständigkeit aus; der Nachteil ist die niedrigere maximale Betriebstemperatur (typischerweise ≤ 200 °C).
● Sinterlager aus Siliziumkarbid. Industriestandard für Magnetkupplungspumpenlager bei Raumtemperatur. Ausgezeichnete Härte, nahezu verschleißfrei, universelle chemische Beständigkeit. Bei unzureichender Schmierung weniger tolerant als PEEK; daher in Anwendungen, in denen der Durchfluss kurzzeitig auf null sinken kann, mit Trockenlaufschutz kombinieren.
● Keramische Isolierschalen. Nichtmetallische Gehäuse eliminieren Wirbelstromverluste (keine induzierte Erwärmung des Gehäuses durch das rotierende Magnetfeld), was bei kryogenen Temperaturen von Bedeutung ist, da bereits wenige Watt parasitärer Wärme den Regelkreis stören können. Keramikgehäuse gehören bei unseren Produkten zum Standard. AYDH FlüssigstickstoffpumpeDie
Für den Standardbetrieb von PFPE-Kühlern besteht die typische Konfiguration aus medienberührenden Teilen aus 316L mit Hochglanzpolitur, Siliziumkarbidlagern und einem dünnen metallischen Gehäuse. Für HF-Lager oder den Einsatz in Nasslaboren wird eine vollständige PTFE-Auskleidung verwendet. Für Präzisionsmesstechnik bei Minustemperaturen kommt ein Keramikgehäuse mit PEEK-Lagern zum Einsatz. Die Entscheidungskriterien sind klar auf die jeweilige Station abgestimmt und führen nicht zu einer einzigen „besten“ Konfiguration.
8. Eine Dimensionierungsmethode für Halbleiterkühler und TCU-Pumpen
Die Dimensionierung einer Pumpe für die Kühlmittelversorgung von Halbleiteranlagen erfolgt in sechs Schritten. Die untenstehende Kurzfassung verwenden unsere Anwendungstechniker, wenn uns ein OEM-TCU-Hersteller oder ein Fertigungsentwicklungsteam eine Spezifikation übermittelt:
● Schritt 1 – Identifizieren Sie das Kühlmittel und seine Dichte bei der kalten Betriebstemperatur. Galden HT80 hat bei −40 °C eine Dichte von ca. 1,92 g/cm³. Die hydraulische Leistung einer Pumpe skaliert mit der Dichte, sodass eine 1,5 kW Wasserpumpe bei gleichem Durchfluss und gleicher Förderhöhe zu einer 2,9 kW PFPE-Pumpe wird.
● Schritt 2 — Kühllast und erforderlichen Volumenstrom berechnen. Bei einem Werkzeug mit einer Verlustleistung von Q kW und einer zulässigen Temperaturdifferenz ΔT im Kreislauf ergibt sich der Volumenstrom zu V [L/min] = Q [kW] / (ρ [kg/L] × Cp [kJ/kg·K] × ΔT [K] / 60). Galden HT80 hat einen Cp-Wert von ca. 0,97 kJ/kg·K; bei einer Werkzeuglast von 5 kW und einer Temperaturdifferenz von 3 °C entspricht dies etwa 53 L/min. Für den Regelbereich ist ein Faktor von 1,3 anzuwenden.
● Schritt 3 — Systemkopf berechnen. Die Summe aus statischem Förderdruck, Rohrleitungsreibung (unter Berücksichtigung der höheren Viskosität von kaltem PFPE) und Druckabfall an der werkzeugseitigen Kühlplatte beträgt üblicherweise 3–8 bar.
● Schritt 4 — NPSH-Marge prüfen. Bei niedrigen Temperaturen weist Galden einen sehr geringen Dampfdruck auf, und der NPSH-Wert ist selten der limitierende Faktor; im HFE-Betrieb nahe dem Siedepunkt dominiert der NPSH-Wert. Geben Sie die Saugseitenbedingungen explizit an und wählen Sie eine Pumpe, die für den verfügbaren NPSH-Wert plus 30 % Reserve ausgelegt ist.
● Schritt 5 — Die Pumpenarchitektur muss auf die Pulsationstoleranz abgestimmt sein. Für Lithografie, Metrologie und Inspektion: regenerative Turbinen-Magnetwirbelpumpe. Für Nassbearbeitung und CMP: PTFE-ausgekleidete Magnetpumpe. Für Test und Burn-in: Standard-Magnetwirbelpumpe aus 316L-Edelstahl. Für kryogene Prozessschritte: AYDH-Variante mit flüssigem Stickstoff.
● Schritt 6 — Validierung mit einer Flüssigkeitsprobe. Katalogkurven werden mit Wasser erstellt. Für Anwendungen mit kritischen Halbleiterkomponenten bitten wir Sie, den Lieferanten aufzufordern, Tests mit der tatsächlichen Kühlmittelqualität bei der tatsächlichen Betriebstemperatur durchzuführen und dabei Pulsations- und Kontaminationsdaten zu erfassen. Diese Validierung stellen wir Ihnen auf Anfrage für jedes Angebot zu Galden-/Fluorinert-/HFE-Dienstleistungen zur Verfügung.
9. Aulank Halbleiterpumpen-Portfolio: MDW, AYDH, PWH, AMC-F
Seit 2015 beliefern wir die Halbleiterindustrie mit Magnetkupplungs- und Spaltrohrmotorpumpen. Zu unseren aktuellen Projekten zählen ein taiwanesischer Halbleiterkunde, der Pumpen der MDW-Serie mit kundenspezifischen Synchron-Permanentmagnetmotoren für den Transfer fluorierter Flüssigkeiten bei niedrigen Temperaturen einsetzt, ein südkoreanischer Hersteller von Halbleiter-Kühlanlagen, der MDW-Einheiten für Integrationstests verwendet, sowie mehrere chinesische Halbleiterhersteller und Anlagenbauer, die Anlagen für CMP-, Nass- und Kryoprozesse liefern. Unser typisches Pumpenportfolio für Halbleiterfabriken umfasst:
● MDW Edelstahl-Wirbelmagnetpumpe — Das Arbeitspferd für Kälte- und Wärmeleitsysteme mit Galden HT55–HT135 und vergleichbaren PFPE-Kühlflüssigkeiten. Medienberührende Teile aus Edelstahl 304/316L, hochglanzpoliert, Standard-Temperaturbereich: −40 bis +200 °C. Dieses Gerät haben wir am häufigsten für Kühlprojekte in Taiwan und Südkorea geliefert.
● MDS Edelstahl-Wirbelmagnetpumpe — gleiche Hydraulikfamilie wie MDW mit höherer Durchflusskapazität für größere zentrale Kälteanlagen und Versorgungskreisläufe unterhalb der Fabrik.
● AYDH Magnetische Flüssigstickstoffpumpe — Kryotechnisch geeignet für den Einsatz bis zu −196 °C. Verwendung in Flüssigstickstoffzirkulation, Kaltätzanlagen, Gefriertrocknung und Waferprozessen bei extrem niedrigen Temperaturen. Tiefkryogenisch behandeltes Pumpengehäuse und keramische Isolierhülle.
● PWH/PWD/PWM-Vortexpumpe – Die gekapselte Motorvariante für den Dauerbetrieb mit höchsten Reinheitsanforderungen, bei dem selbst statische O-Ringe einen Expositionspfad darstellen. Häufig eingesetzt in PFPE-Rückgewinnungs- und -Rückgewinnungskreisläufen, VOC-Rückgewinnungsanlagen und Prozesskreisläufen der höchsten Reinheitsklassen in der Fertigung.
● AMC-F PTFE-ausgekleidete Magnetkupplungspumpe — Vollständig mit PTFE ausgekleidete medienberührende Teile für Nassbearbeitungsanlagen, CMP-Suspensionen, Elektrolyte und alle Anwendungen, bei denen HF-haltige oder saure Chemikalien den Werkstoff 316L angreifen würden. Metallionenverunreinigungen wurden im ppb-Bereich gehalten.
Die Halbleiterindustrie verlangt typischerweise folgende Anpassungen: Synchrone Permanentmagnetmotoren anstelle von Standard-Induktionsmotoren (verbessert die Kopplungseffizienz und reduziert Pulsationen), DC- und 24-V-Varianten für werkzeugintegrierte Kühler, Reinraum-kompatible Beschichtung und Verpackung, kundenspezifische Flanschabmessungen, die zum vorhandenen TCU-Footprint passen, explosionsgeschützte Varianten für HFE- und DMC-Dampfzonen sowie vollständige Inspektionsprotokolle mit Materialrückverfolgbarkeit für die Fabrikqualifizierung.
Unsere Magnetwirbelpumpen verfügen über eine TÜV CE-Zertifizierung, unser breites Produktsortiment entspricht den Qualitätsanforderungen der ISO 9001 und CE, und wir besitzen mehr als 50 technische Patente, die die synchrone Permanentmagnetantriebsstruktur, die kryogene Magnetkupplung und die in dieser Produktfamilie verwendete abgeschirmte Wirbelhydraulik abdecken.
Konfiguration einer Halbleiterkühlpumpe abrufen
Egal ob Sie als OEM Kältemaschinen, TCUs oder Wafer-Bearbeitungsanlagen herstellen oder als Endkundenfabrik Pumpen für eine neue Produktionslinie oder ein PFPE-Migrationsprojekt spezifizieren – unser Ingenieurteam kann die passende Magnetkupplungspumpenarchitektur für jede Station auswählen und sie anhand Ihrer tatsächlichen Kühlmittelqualität und Betriebsbedingungen validieren.
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