सेमीकंडक्टर निर्माण तापमान नियंत्रण पर निर्भर करता है। अत्याधुनिक फ़ैब्रिकेशन में हर चरण—ईयूवी लिथोग्राफी, सीएमपी, प्लाज़्मा एचिंग, सीवीडी, आयन इम्प्लांट, ऑप्टिकल मेट्रोलॉजी—टूल-साइड तरल पदार्थों को एक स्थिर तापमान पर बनाए रखने पर निर्भर करता है, जो अक्सर ±0.1 °C के भीतर होता है। इस स्थिरता को बनाए रखने वाले चिलर और टीसीयू तैयार उपकरण के रूप में बेचे जाते हैं, लेकिन वास्तव में शीतलक को उनमें प्रवाहित करने वाला घटक एक पंप होता है। जब वह पंप खराब हो जाता है, स्पंदित होने लगता है, या लूप को दूषित कर देता है, तो वेफर या तो बेकार हो जाता है या निरीक्षण से सूक्ष्म दोषों के साथ वापस आता है जिन्हें कोई भी ठीक नहीं करना चाहता। हम एक दशक से अधिक समय से ताइवान, दक्षिण कोरिया और मुख्य भूमि चीन में सेमीकंडक्टर चिलर और फ्लोरीनेटेड शीतलक परियोजनाओं में चुंबकीय-चालित पंप भेज रहे हैं, जिसमें एक दीर्घकालिक ताइवान परियोजना भी शामिल है, जिसमें शून्य से नीचे के तापमान पर पीएफपीई शीतलक स्थानांतरण के लिए विशेष रूप से अनुकूलित सिंक्रोनस स्थायी चुंबक मोटरों के साथ एमडीडब्ल्यू श्रृंखला के पंपों की आपूर्ति की जाती है।
यह गाइड 2026 में सेमीकंडक्टर कूलेंट सेवा के लिए पंप का चयन करने के तरीके को कवर करती है - एक ऐसा वर्ष जिसमें उद्योग एक साथ 18 से अधिक नए 300 मिमी फैब्स का निर्माण कर रहा है, प्रक्रिया तापमान को -80 डिग्री सेल्सियस की ओर ले जा रहा है, और 3M के बंद हो चुके फ्लोरीनर्ट और नोवेक फ्लूइड्स से हटकर गैल्डेन पीएफपीई और तृतीय-पक्ष एचएफई विकल्पों की ओर बढ़ रहा है। जो पंप विकल्प पांच साल पहले काम करते थे, वे आज स्वतः ही सही विकल्प नहीं हैं।
1. सेमीकंडक्टर कूलिंग पंप की चुनौती: ईयूवी लिथोग्राफी से सीएमपी और एचिंग तक
एक आधुनिक फ़ैब्रिकेशन प्लांट में एक दर्जन से अधिक टूल श्रेणियां होती हैं जिन्हें सक्रिय तरल शीतलन की आवश्यकता होती है। प्रत्येक श्रेणी में एक अलग द्रव, एक अलग तापमान सेटपॉइंट और पंप-प्रेरित गड़बड़ी के लिए एक अलग सहनशीलता होती है। संपूर्ण प्रक्रिया को समझना पंप के उचित विनिर्देशन के लिए पूर्व शर्त है।
● ईयूवी लिथोग्राफी स्रोत और स्कैनर शीतलन — −20 °C से +25 °C तक, PFPE या ग्लाइकोल-पानी का मिश्रण, अत्यंत सख्त स्पंदन बजट क्योंकि कंपन के साथ ऑप्टिकल संरेखण में बदलाव होता है।
● वेट बेंच और सीएमपी (केमिकल मैकेनिकल पॉलिशिंग) तापमान-नियंत्रित घोल और सफाई रसायन, अक्सर 20-40 डिग्री सेल्सियस पर, उच्च शुद्धता आवश्यकताओं के साथ (घोल के मार्ग में कोई धातु आयन नहीं)।
● प्लाज्मा एचिंग और पीईसीवीडी रिएक्टर चक कूलिंग — −40 °C से +80 °C तक, फ्लोरीनयुक्त PFPE शीतलक सीधे इलेक्ट्रोस्टैटिक चक और शॉवरहेड के संपर्क में आता है।
● आयन प्रत्यारोपण बीमलाइन शीतलन — आमतौर पर वाटर-ग्लाइकॉल का उपयोग किया जाता है, लेकिन उच्च-ऊर्जा इंप्लांटर्स के लिए सेकेंडरी लूप में पीएफपीई का उपयोग किया जाता है।
● निरीक्षण और माप उपकरण — ऑप्टिकल निरीक्षण, ई-बीम मेट्रोलॉजी, मास्क निरीक्षण। लगभग शून्य प्रवाह स्पंदन के साथ ±0.1 °C नियंत्रण; यहीं पर पंप की संरचना सबसे अधिक मायने रखती है।
● परीक्षण और बर्न-इन — थर्मल शॉक चैंबरों में चिप्स को दो-चरण वाले फ्लोरीनर्ट/गैल्डेन बाथ में −65 °C और +155 °C के बीच तापमान पर घुमाया जाता है।
● क्रायोजेनिक प्रक्रिया के चरण उन्नत 3डी NAND और HBM स्टैकिंग के लिए -100 डिग्री सेल्सियस पर कोल्ड एचिंग और तरल नाइट्रोजन के साथ नमूने को -196 डिग्री सेल्सियस तक पहले से गर्म करना।
● सब-फैब यूटिलिटी लूप्स — प्रक्रिया शीतलन जल (पीसीडब्ल्यू), अतिशुद्ध जल, स्लरी रिक्लेम। कम परिशुद्धता, उच्च प्रवाह।
इन सभी स्टेशनों पर पाँच इंजीनियरिंग संबंधी बाधाएँ लागू होती हैं: क्लीनरूम की हवा और महंगे PFPE भंडार की सुरक्षा के लिए शून्य रिसाव, द्रव में धातु आयनों का अत्यंत निम्न संदूषण, लिथोग्राफी और निरीक्षण उपकरणों पर स्पंदन-मुक्त प्रवाह, -196°C से +290°C तक के तापमान पर निरंतर संचालन की क्षमता, और फ्लोरीनयुक्त ऊष्मा-स्थानांतरण द्रवों के साथ रासायनिक अनुकूलता, जिनके गुण पानी से बिल्कुल भिन्न होते हैं। कोई भी एक पंप संरचना इन पाँचों बाधाओं को एक साथ पूरा नहीं कर सकती। स्टेशन के अनुरूप उपयुक्त संरचनाओं का समूह ही कारगर सिद्ध होता है।
2. फ्लोरीनयुक्त शीतलक रसायन: गैल्डेन पीएफपीई, फ्लोरीनर्ट एफसी और एचएफई की तुलना
पंप का चयन करने से पहले, आपको द्रव के बारे में जानकारी होनी चाहिए। सेमीकंडक्टर कूलिंग में मुख्य रूप से उपयोग होने वाले तीन प्रकार के द्रव हैं: परफ्लोरोपॉलीईथर (PFPE, जिसे Syensqo/पूर्व Solvay कंपनी Galden ब्रांड के तहत बेचती है), परफ्लोरोकार्बन (PFC, जिसे 3M कंपनी Fluorinert ब्रांड के तहत बेचती है) और हाइड्रोफ्लोरोईथर (HFE, जिसे 3M कंपनी Novec के नाम से बेचती है)। एक प्रोसेस इंजीनियर के दृष्टिकोण से ये देखने में समान लगते हैं — पारदर्शी, डाइइलेक्ट्रिक और अक्रिय — लेकिन इनका पंपिंग कार्य बहुत भिन्न होता है।
पंप का चयन करते समय महत्वपूर्ण मुख्य विशेषताएं:
| शीतलक परिवार | विशिष्ट ब्रांड | परिचयाीलन की रेंज | 25°C पर घनत्व | -40°C पर श्यानता | पंप-साइड नोट्स |
| पीएफपीई | गॉल एचटी55–एचटी270 | -70 से +290 डिग्री सेल्सियस | 1.7–1.9 ग्राम/सेमी³ | 5–20 सीपी (HT55–HT135) | चिलर/टीसीयू सर्विस के लिए उद्योग मानक; बंद हो चुके 3एम फ्लूइड्स का स्थान लेता है |
| पीएफसी | फ्लोरीनर्ट एफसी-3283/एफसी-40/एफसी-72 | +30 से +215 डिग्री सेल्सियस | 1.7–1.9 ग्राम/सेमी³ | लागू नहीं (जमे हुए) | 3M का उत्पादन अक्टूबर 2024 (FC-3283) से लेकर 2025 के अंत तक जारी रहेगा। |
| एचएफई | नोवेक 7100/7200/7300/7500 | -135 से +260 डिग्री सेल्सियस | 1.4–1.6 ग्राम/सेमी³ | 0.4–1.5 सीपी | पीएफसी/पीएफपीई की तुलना में कम जीडब्ल्यूपी; 3एम ने उत्पादन बंद कर दिया; एचएफई टीएमसी/बेस्टसॉल्व का विकल्प है। |
| ग्लाइकॉल-पानी | 50/50 एथिलीन ग्लाइकॉल | -35 से +105 डिग्री सेल्सियस | 1.07 ग्राम/सेमी³ | 50–200 सीपी | सस्ता है, लेकिन उन्नत नोड्स द्वारा आवश्यक तापमान तक नहीं पहुंच सकता। |
तीन बातों पर ध्यान दें। पहली बात, गैल्डेन पीएफपीई और फ्लोरीनर्ट पीएफसी पानी से लगभग दोगुने घने होते हैं - पानी के लिए डिज़ाइन किया गया पंप पीएफपीई को ठीक से प्रवाहित नहीं कर पाएगा क्योंकि समान हाइड्रोलिक हॉर्सपावर से कम मात्रा में तरल पदार्थ प्रवाहित होता है। दूसरी बात, तापमान गिरने पर गैल्डेन की चिपचिपाहट तेजी से बढ़ती है; -50 डिग्री सेल्सियस से नीचे, कम क्वथनांक वाला एचटी55 ग्रेड भी 20 सीपी सीमा के करीब पहुंच जाता है, जिस पर अपकेंद्री हाइड्रोलिक्स की कार्यक्षमता कम होने लगती है। तीसरी बात, इन तरल पदार्थों की कीमत 200 से 500 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोग्राम है - हर रिसाव से माल का नुकसान होता है, हर दूषित लीटर से पुनः प्राप्त करने का काम करना पड़ता है, और क्लीनरूम के फर्श पर गिरी हर बूंद से स्वास्थ्य और सुरक्षा (एचएसई) संबंधी घटना घटित होती है।
3. 3M का बाहर निकलना: उद्योग भर में पंप विनिर्देशों की पुनः जांच क्यों की जा रही है?
दिसंबर 2022 में, 3M ने घोषणा की कि वह 2025 के अंत तक पर- और पॉलीफ्लोरोएल्काइल सब्सटेंस (PFAS) व्यवसाय से पूरी तरह बाहर निकल जाएगी। पहला ठोस कदम अक्टूबर 2024 में फ्लोरीनर्ट FC-3283 के उत्पादन बंद होने के साथ उठाया गया, जो अनगिनत सेमीकंडक्टर चिलर और टेस्ट-एंड-बर्न-इन स्टेशनों में इस्तेमाल होने वाला प्रमुख सिंगल-फेज कूलेंट था। 2025 के अंत तक, नोवेक और फ्लोरीनर्ट की सभी लाइनों का उत्पादन बंद हो गया। फैब प्लानिंग ग्रुप, OEM TCU निर्माता और हमारे जैसे पंप आपूर्तिकर्ता सभी इसके परिणामों से निपटने के लिए प्रयासरत हैं।
पंप के चयन के लिए, इसके परिणाम स्पष्ट हैं:
● गैल्डेन पीएफपीई की ओर प्रवास से हाइड्रोलिक ऑपरेटिंग बिंदु में परिवर्तन होता है। PFPE की ऑपरेटिंग रेंज के ठंडे सिरे पर चिपचिपाहट, इसके द्वारा प्रतिस्थापित किए गए फ्लोरीनर्ट ग्रेड की तुलना में अधिक होती है। -40°C पर FC-3283 सेवा के लिए प्रकाशित पंप वक्र, उसी तापमान पर गैल्डेन HT80 के लिए अब मान्य नहीं है। मौजूदा TCU, जो FC तरल पदार्थों पर ठीक से काम करते थे, रिफिल बदलने के बाद अपने निर्धारित बिंदु से भटक सकते हैं।
● एचएफई विकल्पों का घनत्व कम होता है लेकिन वाष्प दाब अधिक होता है। नोवेक 7100 +61 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है; यदि पंप उस तापमान के आसपास संचालित होता है, तो हेड के बजाय एनपीएसएच मार्जिन महत्वपूर्ण विनिर्देश बन जाता है। कैविटेशन पीएफपीई की तुलना में ड्यूटी साइकिल में पहले दिखाई देता है।
● पुनः प्राप्त और तृतीय-पक्ष तरल पदार्थों के कारण शुद्धता में भिन्नता आ सकती है। TMC, BestSolv और अन्य विक्रेता FC-3283 और Novec के विकल्प प्रदान करते हैं, जिनमें पुनर्चक्रित सामग्री भी शामिल है। शुद्धता, कणों की संख्या और घुली हुई धातु की मात्रा बैच दर बैच भिन्न होती है। कठोर या अधात्विक आंतरिक परत वाला पंप उत्पादन को इस तरह सुरक्षित रखता है जैसा कि मानक स्टेनलेस स्टील पंप नहीं कर सकता।
● पीएफएएस को लेकर नियामक दबाव अभी भी बढ़ रहा है। लंबे-श्रृंखला वाले PFAS पर REACH प्रतिबंध, PFOA/PFOS पर US EPA का प्रवर्तन, और प्रस्तावित व्यापक फ्लोरीनयुक्त यौगिक नियम कारखानों को शून्य-उत्सर्जन रोकथाम की ओर धकेल रहे हैं। PFPE सेवा में मैकेनिकल-सील पंप अब केवल रखरखाव की समस्या नहीं रह गए हैं, बल्कि ये पर्यावरणीय अनुपालन के लिए भी एक जोखिम हैं। हमने अपने लेख में व्यापक नियामक परिदृश्य को विस्तार से बताया है। पीएफएएस विनियम और रासायनिक पंप आवश्यकताओं संबंधी मार्गदर्शिका.
4. अति निम्न तापमान के लिए इंजीनियरिंग: -80 डिग्री सेल्सियस पर पंपिंग करना क्यों अलग है
अधिकांश पंप कैटलॉग 20 डिग्री सेल्सियस पानी के सापेक्ष प्रदर्शन वक्र प्रकाशित करते हैं। सेमीकंडक्टर कूलिंग पंप एक ऐसे वातावरण में काम करते हैं जहां यह डेटा लगभग बेकार होता है। शून्य से नीचे के तापमान पर संचालन के दौरान तीन तापीय प्रभाव हावी होते हैं:
तापीय संकुचन और निकासी हानि
स्टेनलेस स्टील कमरे के तापमान से -80°C तक लगभग 0.3% और -196°C तक 0.1% तक सिकुड़ता है। प्लास्टिक के पुर्जे इससे भी अधिक सिकुड़ते हैं। यदि किसी पंप को 20°C पर कम से कम क्लीयरेंस के साथ बनाया जाता है, तो क्रायोजेनिक तापमान पर ये क्लीयरेंस खत्म हो जाते हैं और कुछ ही सेकंड में धातु से धातु का संपर्क हो जाता है। इसका समाधान असममित क्लीयरेंस विनिर्देशन है - -80°C पर उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए पंप को कमरे के तापमान पर ढीले दिखने वाले रनिंग क्लीयरेंस के साथ बनाया जाता है, लेकिन ऑपरेटिंग तापमान पर ये सही फिट में कस जाते हैं।
तापमान के सापेक्ष चुंबक का प्रदर्शन
कमरे के तापमान पर चलने वाले मैग्नेटिक ड्राइव पंपों के लिए डिफ़ॉल्ट विकल्प के रूप में इस्तेमाल होने वाले नियोडिमियम-आयरन-बोरॉन (NdFeB) मैग्नेट, तापमान गिरने पर अपनी डिज़ाइन सीमा से नीचे आने पर चुंबकीय प्रवाह खो देते हैं और गर्म होने पर पुनः प्राप्त कर लेते हैं। ये क्रायोजेनिक तापमान पर उस तरह विचुम्बकित नहीं होते जैसे कि अपने क्यूरी बिंदु से ऊपर होते हैं, लेकिन -80°C पर टॉर्क कपलिंग 10-20% तक कम हो सकती है। अति निम्न तापमान सेवा के लिए, हम आमतौर पर कोल्ड-स्टार्ट विस्कोसिटी पेनल्टी के अतिरिक्त मैग्नेट कपलिंग का आकार 25-30% तक बढ़ा देते हैं, और AYDH लिक्विड नाइट्रोजन पंप पर हम विशेष क्रायोजेनिक-रेटेड मैग्नेट स्टैक का उपयोग करते हैं जो -196°C तक टॉर्क बनाए रखते हैं।
गैर-चिकनाई वाले द्रव में बेयरिंग का स्नेहन
चुंबकीय-चालित पंप आंतरिक सिलिकॉन-कार्बाइड या पीईईके बियरिंग को चिकनाई देने के लिए प्रक्रिया द्रव पर निर्भर करते हैं। फ्लोरीनयुक्त शीतलक का पृष्ठ तनाव बहुत कम होता है और सीमांत स्नेहन लगभग न के बराबर होता है, विशेष रूप से ठंड में। बियरिंग और शाफ्ट के बीच की दूरी और बियरिंग सामग्री का चुनाव विशिष्ट शीतलक के अनुरूप होना चाहिए। सिलिकॉन कार्बाइड पर सिलिकॉन कार्बाइड -70°C तक पीएफपीई के लिए विश्वसनीय रूप से काम करता है; इस सीमा से नीचे, पीईईके पॉलिमर बियरिंग सिलिकॉन कार्बाइड से बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि वे कम स्नेहन को बेहतर ढंग से सहन करते हैं। AYDH चुंबकीय तरल नाइट्रोजन पंपयह बेयरिंग सिस्टम विशेष रूप से -196 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें डीप-क्रायोजेनिक उपचारित घटक और सिरेमिक आइसोलेशन शेल शामिल हैं।
5. फ्लोरीनयुक्त शीतलक सेवा के लिए चुंबकीय ड्राइव आर्किटेक्चर क्यों अनिवार्य है?
सेमीकंडक्टर कूलिंग के लिए, मैकेनिकल-सील पंप अब लगभग अप्रचलित हो चुका है। इसके तीन कारण हैं:
● फ्लोरीनेटेड कूलेंट का स्टॉक इतना महंगा है कि उसे लीक होने देना ठीक नहीं है। गैल्डेन HT135 के 500 लीटर चिलर चार्ज की कीमत 100,000 अमेरिकी डॉलर से 250,000 अमेरिकी डॉलर तक के तरल भंडार के बराबर होती है। शाफ्ट-सील रिसाव, जिससे प्रति माह 1% चार्ज कम हो जाता है, स्वास्थ्य सुरक्षा और क्लीनरूम पर पड़ने वाले किसी भी प्रभाव से पहले ही पांच से छह अंकों का वार्षिक नुकसान होता है। मैकेनिकल-सील की तुलना में मैग्नेटिक-ड्राइव की पूंजी लागत का अंतर कुछ ही महीनों में वसूल हो जाता है।
● क्लीनरूम एचएसई प्रोटोकॉल अनियंत्रित उत्सर्जन को बर्दाश्त नहीं कर सकते। क्लीनरूम की हवा में PFPE की बूंदें न केवल वेफर्स को दूषित करती हैं, बल्कि वे तत्काल संयंत्र को बंद करने का कारण भी बनती हैं। प्रमुख फाउंड्री खरीदार अब TCU और चिलर उपकरण विनिर्देशों में सीलरहित निर्माण को सीधे शामिल कर रहे हैं।
● चौबीसों घंटे सातों दिन चलने वाली निरंतर सेवा में रखरखाव के लिए कोई समय सीमा नहीं होती है। एक सेमीकंडक्टर निर्माण संयंत्र वेफर उत्पादन के लिए हर संभव मिनट तक चलता है। यांत्रिक सीलें अनुमानित रूप से खराब हो जाती हैं, और उनकी खराबी का समय संयंत्र के कामकाज से मेल नहीं खाता। सिलिकॉन-कार्बाइड बियरिंग वाले चुंबकीय-चालित पंपों ने क्लीनरूम सेवा में 50,000+ घंटे का अधिकतम प्रदर्शन (MTBF) प्रदर्शित किया है, जिसका अर्थ है कि नियोजित बियरिंग परिवर्तन संयंत्र के बंद होने के साथ मेल खाता है, न कि उसे शुरू करता है।
चुंबक चयन, धातु आवरण में एड़ी धारा हानि और वियोजन टॉर्क सहित वास्तुकला की गहन इंजीनियरिंग पृष्ठभूमि के लिए, हमारा लेख देखें। औद्योगिक चुंबकीय ड्राइव पंप चयन मार्गदर्शिकानिरंतर कार्य-आधारित अनुप्रयोगों के लिए, जहाँ एक भरी हुई खोल वाली स्थिर ओ-रिंग भी अस्वीकार्य है, कैन्ड-मोटर संस्करण एक कदम आगे जाता है - मोटर रोटर एक पतले धातु के डिब्बे के पीछे प्रक्रिया द्रव के अंदर चलता है, जिससे चुंबक युग्मन पूरी तरह से समाप्त हो जाता है। डिब्बाबंद मोटर पंप प्रौद्योगिकी गाइड इसमें सील-रहित ड्राइव के तीन संरचनात्मक प्रकारों को शामिल किया गया है।
6. ईयूवी, ऑप्टिकल मेट्रोलॉजी और वेफर निरीक्षण उपकरणों के लिए स्पंदन नियंत्रण
सेमीकंडक्टर कूलिंग पंप पर आने वाली सभी बाधाओं में से, पहली बार इंटीग्रेट करने वालों को सबसे ज़्यादा चौंकाने वाली बाधा है स्पंदन। एक EUV स्कैनर का रेटिकल स्टेज एक नैनोमीटर की सटीकता के साथ स्थितिगत संरेखण बनाए रखता है। एक ई-बीम निरीक्षण उपकरण का ऑप्टिकल कॉलम 5 nm से कम आकार की विशेषताओं को भी स्पष्ट रूप से दर्शाता है। कूलिंग लूप में प्रवाह के कारण होने वाला कोई भी कंपन ऑप्टिकल या मैकेनिकल सबसिस्टम में यांत्रिक शोर उत्पन्न करता है और रिज़ॉल्यूशन को कम करता है। उपकरण निर्माता पंप को केवल प्रवाह और ताप घटक के रूप में नहीं, बल्कि कंपन के स्रोत के रूप में भी निर्दिष्ट करते हैं।
इस सेवा में अवांछित स्पंदन के तीन पंप-पक्षीय कारण हैं:
● बाह्य गियर पंपों में गियर-दांतों का स्पंदन — गियर के दांतों के आपस में जुड़ने और अलग होने पर होने वाले छोटे आवधिक प्रवाह परिवर्तन।
● पिस्टन या डायाफ्राम पंपों में प्रत्यावर्ती गति - स्ट्रोक के बीच बड़े आवधिक प्रवाह उछाल; किसी भी सटीक अनुप्रयोग के लिए अस्वीकार्य।
● एनपीएसएच सीमा के निकट कैविटेशन स्पंदन - वाष्प के बुलबुले बनने और ढहने के कारण अनियमित प्रवाह, विशेष रूप से एचएफई सेवा में जहां क्वथनांक परिचालन तापमान के करीब होता है।
कम स्पंदन वाले अर्धचालक सेवा के लिए हम जो विन्यास निर्दिष्ट करते हैं:
● चुंबकीय-चालित भंवर (पुनर्योजी टरबाइन) पंप। हमारी MDW और MDS श्रृंखलाएं लगभग निरंतर प्रवाह उत्पन्न करती हैं, जिसमें रेटेड ड्यूटी पॉइंट पर पीक-टू-पीक पल्सेशन आमतौर पर 2% से कम होता है। रीजनरेटिव टरबाइन इम्पेलर ऊर्जा को अलग-अलग ब्लेड पास के बजाय अपनी परिधि के चारों ओर कई छोटे चरणों में स्थानांतरित करता है, जिससे डिस्चार्ज स्वाभाविक रूप से सुचारू हो जाता है। यही कॉन्फ़िगरेशन हमने ताइवान और दक्षिण कोरिया की कई सेमीकंडक्टर चिलर परियोजनाओं में भेजा है।
● क्लोज्ड-लूप स्पीड कंट्रोल के साथ ब्रशलेस डीसी मोटर ड्राइव। VFD या सेंसरयुक्त DC नियंत्रण वाले सिंक्रोनस स्थायी चुंबक मोटर घूर्णी गति को ±0.5% के भीतर बनाए रखते हैं, जिससे गति के कारण होने वाली प्रवाह तरंग समाप्त हो जाती है। यह हमारी 10 प्रमुख तकनीकों में से एक है और हमारे सेमीकंडक्टर-विशिष्ट पंपों में मानक रूप से उपलब्ध है।
● डिस्चार्ज एक्युमुलेटर या ब्लैडर डैम्पनर। सबसे अधिक स्पंदन-संवेदनशील स्टेशनों (ईयूवी स्कैनर, ई-बीम कॉलम) के लिए, पंप डिस्चार्ज पर लगाया गया एक छोटा संचायक अवशिष्ट स्पंदन को 0.5% पीक-टू-पीक से नीचे लाता है। यह पंप की विशेषता नहीं बल्कि सिस्टम-स्तर का एक अतिरिक्त फीचर है, लेकिन इसका उल्लेख करना उचित है।
7. सामग्री और गीले भाग: 316L, PTFE, PEEK और सिरेमिक बियरिंग
फ्लोरीनयुक्त शीतलक लगभग हर चीज के प्रति रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं, लेकिन पंप से कारखाने में आने वाला संदूषण शीतलक नहीं होता है - यह वह सब कुछ होता है जो शीतलक हजारों घंटों के परिचालन के दौरान गीली सतहों से साफ कर देता है। इसलिए सामग्री विनिर्देश रासायनिक अनुकूलता के बजाय संदूषण नियंत्रण द्वारा निर्धारित होता है।
● 316L स्टेनलेस स्टील। चिलर-ग्रेड सेमीकंडक्टर पंपों के लिए डिफ़ॉल्ट वेटिंग मटेरियल। कणों के झड़ने को कम करने के लिए Ra 0.2 µm या उससे बेहतर तक मिरर-पॉलिश किया गया। दशकों तक PFPE सेवा के लिए स्वीकार्य; HF युक्त प्रोसेस फ्लूइड्स के लिए स्वीकार्य नहीं (यही कारण है कि फैब यूटिलिटी पंप और इलेक्ट्रोलाइट/CMP पंपों को फ्लोरोपॉलिमर-लाइन्ड संरचना में बदलना पड़ता है)।
● पीटीएफई/पीएफए फ्लोरोपॉलिमर लाइनिंग। अति-शुद्ध सेवा के लिए या उन रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए जिनमें ट्रेस एचएफ या अम्लीय प्रजातियाँ शामिल होती हैं (सीएमपी, वेट बेंच, इलेक्ट्रोलाइट रिकवरी), पूर्ण पीटीएफई-लेपित संरचना धातु-आयन लीचिंग को पीबीपी स्तर तक समाप्त कर देती है। एएमसी-एफ पीटीएफई-लाइन वाला चुंबकीय ड्राइव पंप यह इसी ड्यूटी क्लास के लिए बनाया गया है।
● पीईईके पॉलिमर बियरिंग और कंटेनमेंट शेल घटक। इसे शून्य से नीचे के तापमान में उपयोग के लिए चुना गया है, जहाँ ऊष्मीय संकुचन के कारण सिरेमिक शैल भंगुर हो जाते हैं। PEEK उत्कृष्ट क्रायोजेनिक मजबूती और रासायनिक निष्क्रियता प्रदर्शित करता है; इसकी एक कमी यह है कि इसका तापमान सीमा कम है (आमतौर पर ≤ 200 °C)।
● सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड बियरिंग। कमरे के तापमान पर काम करने वाले मैग्नेटिक ड्राइव पंप बेयरिंग के लिए उद्योग-मानक। उत्कृष्ट कठोरता, लगभग शून्य घिसाव, सार्वभौमिक रासायनिक अनुकूलता। कम लुब्रिकेशन पर PEEK की तुलना में कम सहनशील; यदि ऐसे स्थानों पर उपयोग किया जाता है जहां प्रवाह थोड़े समय के लिए शून्य हो सकता है, तो ड्राई-रन सुरक्षा के साथ प्रयोग करें।
● सिरेमिक इन्सुलेशन शैल। गैर-धातु आवरण शैल एड़ी-करंट हानियों को समाप्त कर देते हैं (घूर्णनशील चुंबकीय क्षेत्र से शैल में कोई प्रेरित तापन नहीं होता), जो क्रायोजेनिक तापमान पर महत्वपूर्ण होता है, जहां कुछ वाट की परजीवी ऊष्मा भी लूप को बाधित कर सकती है। हमारे उपकरणों में सिरेमिक शैल मानक हैं। AYDH तरल नाइट्रोजन पंप.
मुख्यधारा के PFPE चिलर उपयोग के लिए, सामान्य कॉन्फ़िगरेशन में मिरर पॉलिश वाले 316L गीले हिस्से, सिलिकॉन-कार्बाइड बियरिंग और एक पतली धातु की आवरण परत शामिल होती है। HF बियरिंग या वेट-बेंच उपयोग के लिए, पूर्ण PTFE लाइनिंग का उपयोग किया जाता है। शून्य से नीचे के तापमान पर सटीक मापन के लिए, PEEK बियरिंग वाली सिरेमिक आवरण परत उपयुक्त होती है। निर्णय वृक्ष स्पष्ट रूप से स्टेशन को दर्शाता है, न कि किसी एक "सर्वश्रेष्ठ" कॉन्फ़िगरेशन को।
8. सेमीकंडक्टर चिलर और टीसीयू पंपों के लिए आकार निर्धारण विधि
सेमीकंडक्टर कूलेंट सेवा के लिए पंप का आकार निर्धारित करना छह चरणों वाली प्रक्रिया है। नीचे दिया गया संक्षिप्त संस्करण वह है जिसका उपयोग हमारे एप्लिकेशन इंजीनियर तब करते हैं जब कोई OEM TCU निर्माता या फैब इंजीनियरिंग टीम हमें कोई विनिर्देश भेजती है:
● चरण 1 — शीतलक की पहचान करें और ठंडे परिचालन तापमान पर उसके घनत्व का पता लगाएं। गैल्डेन HT80 का घनत्व −40 °C पर लगभग 1.92 ग्राम/सेमी³ होता है। पंप की हाइड्रोलिक हॉर्सपावर घनत्व के साथ बढ़ती है, इसलिए समान प्रवाह और दबाव पर 1.5 किलोवाट का वाटर पंप 2.9 किलोवाट का PFPE पंप बन जाता है।
● चरण 2 — शीतलन भार और आवश्यक प्रवाह की गणना करें। किसी उपकरण के लिए जो Q kW ऊर्जा का क्षय करता है और लूप में अनुमत ΔT है, आयतनिक प्रवाह V[L/min] = Q[kW] / (ρ[kg/L] × Cp[kJ/kg·K] × ΔT[K] / 60) सूत्र का अनुसरण करता है। गैल्डेन HT80 का Cp लगभग 0.97 kJ/kg·K है; 3 °C ΔT पर 5 kW उपकरण भार के लिए यह लगभग 53 L/min होता है। टर्न-डाउन मार्जिन के लिए 1.3 गुना गुणक लागू करें।
● चरण 3 — सिस्टम हेड की गणना करें। स्थैतिक ताप, पाइपलाइन घर्षण (ठंडे PFPE की उच्च श्यानता को ध्यान में रखते हुए), और टूल-साइड कोल्ड प्लेट पर दबाव में गिरावट का योग करें। कॉम्पैक्ट टूल प्लेटों को फीड करने वाले सेमीकंडक्टर TCU के लिए, कुल ताप आमतौर पर 3-8 बार होता है।
● चरण 4 — एनपीएसएच मार्जिन की जांच करें। कम तापमान पर गैल्डेन का वाष्प दाब बहुत कम होता है और NPSH शायद ही कभी सीमित कारक होता है; क्वथनांक के निकट HFE सेवा में, NPSH प्रमुख कारक होता है। सक्शन-साइड की स्थितियों को स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करें और उपलब्ध NPSH के साथ-साथ 30% मार्जिन के लिए उपयुक्त पंप का चयन करें।
● चरण 5 — पंप की संरचना को स्पंदन सहनशीलता के अनुरूप बनाएं। लिथोग्राफी, मेट्रोलॉजी और निरीक्षण के लिए: रीजनरेटिव-टर्बाइन मैग्नेटिक वर्टेक्स पंप। वेट-बेंच और सीएमपी के लिए: पीटीएफई-लाइन्ड मैग्नेटिक पंप। परीक्षण और बर्न-इन के लिए: मानक 316L मैग्नेटिक ड्राइव वर्टेक्स पंप। क्रायोजेनिक प्रक्रिया चरणों के लिए: एवाईडीएच लिक्विड नाइट्रोजन वेरिएंट।
● चरण 6 — नमूना द्रव परीक्षण के साथ सत्यापन करें। कैटलॉग कर्व पानी पर तैयार किए जाते हैं। सेमीकंडक्टर से संबंधित महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, आपूर्तिकर्ता से वास्तविक ऑपरेटिंग तापमान पर वास्तविक शीतलक ग्रेड का परीक्षण करने का अनुरोध करें, जिसमें मापी गई स्पंदन और संदूषण संबंधी जानकारी शामिल हो। अनुरोध करने पर हम किसी भी गैल्डेन/फ्लोरिनर्ट/एचएफई सेवा कोटेशन के लिए यह सत्यापन प्रदान करते हैं।
9. औलैंक सेमीकंडक्टर पंप पोर्टफोलियो: एमडीडब्ल्यू, एवाईडीएच, पीडब्ल्यूएच, एएमसी-एफ
हम 2015 से सेमीकंडक्टर क्षेत्र को मैग्नेटिक-ड्राइव और कैन्ड-मोटर पंपों की आपूर्ति कर रहे हैं। सक्रिय परियोजनाओं में ताइवान का एक सेमीकंडक्टर ग्राहक शामिल है जो कम तापमान वाले फ्लोरीनेटेड तरल पदार्थ के स्थानांतरण के लिए कस्टम सिंक्रोनस परमानेंट मैग्नेट मोटर्स के साथ MDW सीरीज के पंपों का उपयोग कर रहा है, दक्षिण कोरिया का एक सेमीकंडक्टर चिलर उपकरण निर्माता जो चिलर इंटीग्रेशन टेस्टिंग के लिए MDW यूनिट्स का उपयोग कर रहा है, और मुख्य भूमि चीन के कई फैब यूटिलिटी और टूल-OEM इंटीग्रेटर शामिल हैं जो CMP, वेट बेंच और क्रायोजेनिक प्रक्रिया चरणों में काम कर रहे हैं। सेमीकंडक्टर फैब पंप बिल ऑफ मैटेरियल्स में हम आमतौर पर निम्नलिखित पोर्टफोलियो की अनुशंसा करते हैं:
● एमडीडब्ल्यू स्टेनलेस स्टील वर्टेक्स मैग्नेटिक पंप — गैल्डेन HT55–HT135 और समकक्ष PFPE तरल पदार्थों पर चलने वाले चिलर और TCU लूप के लिए यह एक भरोसेमंद उपकरण है। 304/316L गीले पुर्जे, दर्पण जैसी चमक, -40 से +200 °C मानक तापमान। यह वह इकाई है जिसे हमने ताइवान और दक्षिण कोरिया के फ़ैब्रिकेशन कूलिंग प्रोजेक्ट्स में सबसे अधिक बार भेजा है।
● एमडीएस स्टेनलेस स्टील वर्टेक्स मैग्नेटिक ड्राइव पंप — यह MDW के समान ही हाइड्रोलिक परिवार का है, लेकिन इसमें बड़े सेंट्रल चिलर प्लांट और सब-फैब यूटिलिटी लूप के लिए उच्च प्रवाह क्षमता है।
● AYDH चुंबकीय तरल नाइट्रोजन पंप -196 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर उपयोग के लिए क्रायोजेनिक रूप से प्रमाणित। इसका उपयोग तरल नाइट्रोजन परिसंचरण, कोल्ड एचिंग टूल्स, फ्रीज-ड्राइंग और अति-निम्न तापमान वेफर प्रक्रिया चरणों में किया जाता है। पंप बॉडी और सिरेमिक आइसोलेशन शेल को डीप-क्रायोजेनिक उपचारित किया गया है।
● PWH/PWD/PWM कैन्ड वर्टेक्स पंप — उच्च शुद्धता वाली निरंतर सेवा के लिए डिब्बाबंद मोटर वाला प्रकार, जहाँ स्थिर ओ-रिंग भी जोखिम का कारण बन सकती हैं। यह PFPE रिक्लेम और रिकवरी लूप, VOC रिकवरी और उच्चतम फैब शुद्धता वर्ग के प्रोसेस लूप में आम है।
● एएमसी-एफ पीटीएफई-लाइन वाला चुंबकीय ड्राइव पंप — वेट बेंच, सीएमपी स्लरी, इलेक्ट्रोलाइट और किसी भी ऐसे कार्य के लिए पूरी तरह से पीटीएफई-लाइन वाले गीले हिस्से, जहां एचएफ युक्त या अम्लीय रसायन 316एल पर हमला कर सकते हैं। धातु-आयन संदूषण को पीपीपीबी स्तर तक सीमित रखा गया है।
सेमीकंडक्टर क्षेत्र में आमतौर पर निम्नलिखित अनुकूलन की मांग की जाती है: मानक प्रेरण के स्थान पर तुल्यकालिक स्थायी-चुंबक मोटर (युग्मन दक्षता में सुधार करता है और स्पंदन को कम करता है), उपकरण-एकीकृत चिलर के लिए डीसी और 24 वी वेरिएंट, क्लीनरूम-संगत कोटिंग और पैकेजिंग, मौजूदा टीसीयू फुटप्रिंट से मेल खाने के लिए कस्टम फ्लेंज आयाम, एचएफई और डीएमसी वाष्प क्षेत्रों के लिए विस्फोट-रोधी वेरिएंट, और फैब योग्यता के लिए सामग्री ट्रैसेबिलिटी के साथ पूर्ण निरीक्षण रिकॉर्ड।
हमारे चुंबकीय भंवर पंपों को TÜV CE प्रमाणन प्राप्त है, हमारी व्यापक उत्पाद श्रृंखला ISO 9001 और CE गुणवत्ता आवश्यकताओं का अनुपालन करती है, और हमारे पास इस उत्पाद परिवार में उपयोग की जाने वाली सिंक्रोनस स्थायी-चुंबक ड्राइव संरचना, क्रायोजेनिक चुंबक युग्मन और परिरक्षित भंवर हाइड्रोलिक्स को कवर करने वाले 50 से अधिक तकनीकी पेटेंट हैं।
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चाहे आप चिलर, टीसीयू या वेफर-प्रोसेसिंग टूल बनाने वाली एक ओईएम हों, या एक एंड-यूज़र फैब हों जो एक नई लाइन या पीएफपीई माइग्रेशन प्रोजेक्ट के लिए पंप निर्दिष्ट कर रहे हों, हमारी इंजीनियरिंग टीम प्रत्येक स्टेशन के लिए सही मैग्नेटिक-ड्राइव पंप आर्किटेक्चर का मिलान कर सकती है और आपके वास्तविक कूलेंट ग्रेड और ऑपरेटिंग स्थितियों के आधार पर इसका सत्यापन कर सकती है।
हमारी टीम से बात करें: हमसे संपर्क करें | व्हाट्सएप: +86 13773157367 | ईमेल: [email protected]
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