Bombas para Refrigeração de Semicondutores: Um Guia de Seleção de Bombas de Acionamento Magnético para Sistemas de Refrigeração Galden, Fluorinert e HFE

A fabricação de semicondutores depende do controle de temperatura. Cada etapa em uma fábrica de ponta — litografia EUV, CMP, gravação a plasma, CVD, implantação iônica, metrologia óptica — depende da manutenção dos fluidos do lado da ferramenta em um ponto de ajuste estável, frequentemente dentro de ±0,1 °C. Os chillers e TCUs que mantêm essa estabilidade são vendidos como equipamentos acabados, mas o componente que realmente movimenta o fluido refrigerante através deles é uma bomba. Quando essa bomba falha, pulsa ou contamina o circuito, o wafer é descartado ou retorna da inspeção com defeitos sutis que ninguém quer depurar. Fornecemos bombas de acionamento magnético para projetos de chillers e fluidos refrigerantes fluorados para semicondutores em Taiwan, Coreia do Sul e China continental há mais de uma década, incluindo um projeto de longa duração em Taiwan para o fornecimento de bombas da série MDW com motores síncronos de ímã permanente, personalizados especificamente para a transferência de fluido refrigerante PFPE em temperaturas abaixo de zero.

Este guia aborda como selecionar uma bomba para refrigeração de semicondutores em 2026 — um ano em que a indústria está construindo simultaneamente mais de 18 novas fábricas de 300 mm, elevando as temperaturas de processo para perto de −80 °C e migrando dos fluidos Fluorinert e Novec da 3M (descontinuados) para o PFPE da Galden e substitutos HFE de terceiros. As opções de bombas que funcionavam há cinco anos não são automaticamente as mais adequadas hoje.

1. O desafio das bombas de resfriamento de semicondutores: da litografia EUV ao CMP e à gravação.

Uma fábrica moderna possui mais de uma dúzia de categorias de ferramentas que necessitam de resfriamento líquido ativo. Cada uma delas utiliza um fluido diferente, possui um ponto de ajuste de temperatura diferente e uma tolerância diferente a perturbações induzidas pela bomba. Compreender todo o panorama é a condição essencial para a especificação adequada da bomba.

Resfriamento da fonte e do scanner de litografia EUV — −20 °C a +25 °C, mistura de PFPE ou glicol-água, orçamento de pulsação extremamente restrito porque o alinhamento óptico se desloca com a vibração.

Bancada úmida e CMP (Polimento Químico-Mecânico) — Suspensões e processos de limpeza com temperatura controlada, geralmente entre 20 e 40 °C, com altos requisitos de pureza (sem íons metálicos no percurso da suspensão).

Resfriamento do suporte do reator de gravação a plasma e PECVD — −40 °C a +80 °C, fluido refrigerante PFPE fluorado em contato direto com mandris eletrostáticos e chuveiros de ar.

Resfriamento da linha de feixe de implantação iônica — Normalmente, utiliza-se água-glicol, mas os circuitos secundários para implantadores de alta energia usam PFPE.

Ferramentas de inspeção e metrologia — Inspeção óptica, metrologia por feixe de elétrons, inspeção de máscaras. Controle de ±0,1 °C com pulsação de fluxo próxima de zero; é aqui que a arquitetura da bomba se torna crucial.

Teste e envelhecimento acelerado — câmaras de choque térmico que submetem os chips a ciclos de temperatura entre −65 °C e +155 °C em banhos bifásicos de Fluorinert/Galden.

Etapas do processo criogênico — gravação a frio a −100 °C, pré-aquecimento da amostra a −196 °C com nitrogênio líquido para empilhamento avançado de NAND 3D e HBM.

Circuitos de utilidades de subfábrica — Água de resfriamento de processo (PCW), água ultrapura, recuperação de lama. Menor precisão, maior vazão.

Cinco restrições de engenharia são comuns a todas essas estações: zero vazamento para proteger o ar da sala limpa e o caro estoque de PFPE, contaminação ultrabaixa por íons metálicos no fluido, fluxo sem pulsação nas ferramentas de litografia e inspeção, capacidade de operar continuamente em temperaturas de −196 °C a +290 °C e compatibilidade química com fluidos de transferência de calor fluorados, cujas propriedades diferem drasticamente da água. Nenhuma arquitetura de bomba única atende a todas as cinco restrições simultaneamente. O que funciona é um conjunto de soluções adequadas à estação.

2. Química dos Fluoretos de Arrefecimento: Comparação entre Galden PFPE, Fluorinert FC e HFE

Antes de especificar uma bomba, é preciso conhecer o fluido. As três famílias que dominam o resfriamento de semicondutores são os perfluoropoliéteres (PFPE, comercializados sob a marca Galden pela Syensqo/antiga Solvay), os perfluorocarbonos (PFC, comercializados sob a marca Fluorinert pela 3M) e os hidrofluoroéteres (HFE, comercializados pela 3M como Novec). Do ponto de vista de um engenheiro de processos, eles parecem semelhantes — transparentes, dielétricos e inertes —, mas seu comportamento de bombeamento é bastante diferente.

Principais propriedades que importam na seleção da bomba:

Família de fluidos refrigerantesMarca típicaFaixa de operaçãoDensidade a 25°CViscosidade a −40°CNotas sobre a bomba
PFPEGall HT55–HT270−70 a +290 °C1,7–1,9 g/cm³5–20 cP (HT55–HT135)Padrão da indústria para manutenção de chiller/TCU; substitui os fluidos 3M descontinuados.
PFCFluorinert FC-3283 / FC-40 / FC-72+30 a +215 °C1,7–1,9 g/cm³N/A (congelado)A produção da 3M terminou em outubro de 2024 (FC-3283) e se estendeu até o final de 2025.
HFENovec 7100/7200/7300/7500−135 a +260 °C1,4–1,6 g/cm³0,4–1,5 cPMenor GWP que PFC/PFPE; 3M encerrando a produção; HFE é uma alternativa da TMC/BestSolv.
Água glicol50/50 etilenoglicol−35 a +105 °C1,07 g/cm³50–200 cPBarato, mas não consegue atingir as temperaturas necessárias para os nós avançados.

Três pontos a observar. Primeiro, o PFPE da Galden e o PFC da Fluorinert têm densidade aproximadamente duas vezes maior que a da água — uma bomba dimensionada para água terá desempenho inferior com PFPE, pois a mesma potência hidráulica movimenta um volume menor. Segundo, a viscosidade do Galden aumenta drasticamente com a queda de temperatura; abaixo de −50 °C, mesmo a versão de baixo ponto de ebulição HT55 se aproxima do limite de 20 cP, no qual os sistemas hidráulicos centrífugos começam a perder eficiência. Terceiro, o custo desses fluidos varia entre US$ 200 e US$ 500 por quilograma — cada vazamento representa uma perda de estoque, cada litro contaminado implica em trabalho de recuperação e cada gota no piso da sala limpa pode desencadear um incidente de HSE (Saúde, Segurança e Meio Ambiente).

3. A saída da 3M: por que as especificações das bombas estão sendo reexaminadas em todo o setor.

Em dezembro de 2022, a 3M anunciou que sairia completamente do negócio de substâncias per e polifluoroalquiladas (PFAS) até o final de 2025. O primeiro corte concreto ocorreu em outubro de 2024 com a descontinuação do Fluorinert FC-3283, o fluido refrigerante monofásico essencial usado em inúmeros chillers de semicondutores e estações de teste e burn-in. Até o final de 2025, as linhas de produção de Novec e Fluorinert foram totalmente encerradas. Grupos de planejamento de fábricas, fabricantes de TCUs de OEMs e fornecedores de bombas como nós estão lidando com as consequências.

Para a seleção de bombas, as consequências são concretas:

A migração em direção ao Galden PFPE altera o ponto de operação hidráulica. O PFPE apresenta viscosidade mais elevada na extremidade fria da faixa de operação do que os fluidos Fluorinert que substitui. Uma curva de desempenho da bomba publicada para o serviço com FC-3283 a −40 °C já não é válida para o Galden HT80 à mesma temperatura. As TCUs existentes que funcionavam corretamente com fluidos FC podem desviar-se do seu ponto de ajuste após uma troca de fluido.

As alternativas ao HFE têm densidade menor, mas pressão de vapor maior. O fluido Novec 7100 entra em ebulição a +61 °C; se a bomba operar próxima a essa temperatura, a margem de NPSH torna-se a especificação crítica em vez da altura manométrica. A cavitação surge mais cedo no ciclo de trabalho do que no fluido PFPE.

Fluidos reciclados e de terceiros introduzem variabilidade na pureza. A TMC, a BestSolv e outros fornecedores oferecem substitutos para o FC-3283 e o Novec, incluindo material reciclado. A pureza, a contagem de partículas e o teor de metal dissolvido variam de lote para lote. Uma bomba com revestimentos internos endurecidos ou não metálicos protege o rendimento de uma forma que uma bomba padrão de aço inoxidável não consegue.

A pressão regulatória em relação às PFAS continua a aumentar. As restrições do REACH sobre PFAS de cadeia longa, a fiscalização da EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA) sobre PFOA/PFOS e as propostas de regras mais abrangentes para compostos fluorados continuam a pressionar as fábricas de semicondutores em direção à contenção de emissões zero. As bombas de selo mecânico em serviço com PFPE (polipropileno expandido) não são mais apenas um passivo de manutenção — elas representam um risco de conformidade ambiental. Abordamos o panorama regulatório mais amplo em nosso artigo. Guia sobre regulamentações de PFAS e requisitos para bombas químicas.

4. Engenharia para temperaturas ultrabaixas: por que o bombeamento a −80 °C é diferente

A maioria dos catálogos de bombas publica curvas de desempenho para água a 20 °C. As bombas de refrigeração de semicondutores operam em um regime onde esses dados são praticamente inúteis. Três efeitos térmicos predominam na operação abaixo de zero:

Contração térmica e perda de folga

O aço inoxidável contrai aproximadamente 0,3% da temperatura ambiente até −80 °C e mais 0,1% até −196 °C. Os componentes plásticos contraem-se mais. Se uma bomba for construída com folgas apertadas a 20 °C, essas folgas desaparecem em temperaturas criogênicas e o contato metal-metal ocorre em segundos. A solução para esse problema é a especificação de folgas assimétricas — uma bomba projetada para operar a −80 °C é usinada com folgas de funcionamento à temperatura ambiente que parecem folgadas, mas se ajustam corretamente à temperatura de operação.

Desempenho do ímã versus temperatura

Ímãs de neodímio-ferro-boro (NdFeB), a escolha padrão para bombas de acionamento magnético em temperatura ambiente, perdem fluxo magnético quando a temperatura cai abaixo do ponto de projeto e o recuperam quando aquecidos. Eles não desmagnetizam em temperaturas criogênicas da mesma forma que acima do ponto de Curie, mas o acoplamento de torque pode cair de 10 a 20% a −80 °C. Para operação em temperaturas ultrabaixas, normalmente superdimensionamos o acoplamento magnético em 25 a 30%, além da penalidade de viscosidade na partida a frio, e na bomba de nitrogênio líquido AYDH usamos conjuntos de ímãs criogênicos especializados que mantêm o torque até −196 °C.

Lubrificação de rolamentos em fluido não lubrificante

As bombas de acionamento magnético dependem do fluido de processo para lubrificar os mancais internos de carbeto de silício ou PEEK. Os fluidos de arrefecimento fluorados têm tensão superficial muito baixa e praticamente nenhuma lubrificação limite, especialmente em baixas temperaturas. As folgas entre o mancal e o eixo, bem como a escolha do material do mancal, devem ser adequadas ao fluido de arrefecimento específico. O carbeto de silício sobre carbeto de silício funciona de forma confiável para PFPE até −70 °C; abaixo dessa faixa, os mancais de polímero PEEK apresentam melhor desempenho que o SiC, pois toleram melhor a lubrificação marginal. Para o nosso Bomba magnética de nitrogênio líquido AYDHO sistema de rolamentos foi projetado especificamente para operação a −196 °C, com componentes tratados criogenicamente em condições extremas e invólucros de isolamento cerâmico.

5. Por que a arquitetura de acionamento magnético é obrigatória para o serviço com fluido refrigerante fluorado

Para o resfriamento de semicondutores, a bomba de selo mecânico está praticamente obsoleta. Três razões explicam isso:

O estoque de fluido refrigerante fluorado é muito caro para vazar. Uma carga de 500 litros de um chiller Galden HT135 representa um estoque de fluido entre US$ 100.000 e US$ 250.000. Um vazamento na vedação do eixo que reduza a carga em 1% por mês resulta em uma perda anual de cinco a seis dígitos, antes mesmo de considerar qualquer impacto em saúde, segurança e meio ambiente (HSE) ou em salas limpas. A diferença no custo de capital entre o acionamento magnético e a vedação mecânica é recuperada em poucos meses.

Os protocolos de HSE (Saúde, Segurança e Meio Ambiente) para salas limpas não toleram emissões fugitivas. Gotículas de PFPE no ar da sala limpa não apenas contaminam os wafers, como também provocam o desligamento imediato das instalações. A construção sem vedação está sendo cada vez mais incluída diretamente nas especificações dos equipamentos de TCU e chiller pelos principais compradores de fundições.

O serviço contínuo 24 horas por dia, 7 dias por semana, não possui janela de manutenção. Uma fábrica de semicondutores opera a cada minuto possível de produção de wafers. As vedações mecânicas se degradam de forma previsível, e seu cronograma de falhas não coincide com o da fábrica. Bombas de acionamento magnético com rolamentos de carboneto de silício demonstraram um MTBF (Tempo Médio Entre Falhas) superior a 50.000 horas em serviço em sala limpa, o que significa que uma troca planejada de rolamentos coincide com uma parada programada da fábrica, em vez de provocá-la.

Para obter informações técnicas mais detalhadas sobre a arquitetura, incluindo seleção de ímãs, perdas por correntes parasitas em invólucros metálicos e torque de desacoplamento, consulte nosso [link para o artigo/documento/recurso]. Guia de seleção de bombas industriais com acionamento magnéticoPara aplicações de operação contínua, onde até mesmo um anel de vedação estático com revestimento interno é inaceitável, a variante com motor encapsulado vai um passo além: o rotor do motor gira dentro do fluido do processo, atrás de uma fina camada metálica, eliminando completamente o acoplamento magnético. guia de tecnologia de bombas de motor encapsulado Abrange as três variantes estruturais de acionamento sem vedação.

6. Controle de pulsação para ferramentas de EUV, metrologia óptica e inspeção de wafers

De todas as restrições impostas a uma bomba de resfriamento de semicondutores, a que mais surpreende os integradores iniciantes é a pulsação. O estágio de retículo de um scanner EUV mantém o alinhamento posicional com tolerância de um único nanômetro. A coluna óptica de uma ferramenta de inspeção por feixe de elétrons resolve características abaixo de 5 nm. Qualquer vibração induzida pelo fluxo no circuito de resfriamento transmite ruído mecânico para o subsistema óptico ou mecânico e degrada a resolução. Os fabricantes de ferramentas especificam a bomba como uma fonte de vibração, e não apenas como um componente de fluxo e cabeçote.

Três causas de pulsação indesejada no lado da bomba neste serviço:

Pulsação dos dentes da engrenagem em bombas de engrenagem externa — pequenas variações periódicas de fluxo à medida que os dentes da engrenagem se engrenam e se desengrenam.

Movimento alternativo em bombas de pistão ou diafragma — grandes picos de fluxo periódicos entre os cursos; inaceitável para qualquer aplicação de precisão.

Pulsação de cavitação próxima ao limite de NPSH — fluxo irregular à medida que bolhas de vapor se formam e colapsam, particularmente em aplicações com fluidos de alta eficiência (HFE), onde o ponto de ebulição está próximo da temperatura de operação.

Configurações que especificamos para serviço de semicondutores de baixa pulsação:

Bombas de vórtice com acionamento magnético (turbina regenerativa). Nossas séries MDW e MDS produzem fluxo quase contínuo com pulsação pico a pico tipicamente inferior a 2% no ponto de operação nominal. O impulsor da turbina regenerativa transfere energia em muitos pequenos estágios ao redor de sua periferia, em vez de em passagens discretas das pás, o que inerentemente suaviza a descarga. Esta é a configuração que já implementamos em diversos projetos de chillers para a indústria de semicondutores em Taiwan e na Coreia do Sul.

Acionamento de motor CC sem escovas com controle de velocidade em malha fechada. Os motores síncronos de ímã permanente com controle VFD ou CC com sensor mantêm a velocidade de rotação dentro de ±0,5%, eliminando a oscilação de fluxo induzida pela velocidade. Esta é uma das nossas 10 tecnologias principais e é padrão em nossas bombas com especificações para semicondutores.

Acumulador de descarga ou amortecedor de bexiga. Para as estações mais sensíveis à pulsação (scanners EUV, colunas de feixe de elétrons), um pequeno acumulador colocado na descarga da bomba reduz a pulsação residual para menos de 0,5% pico a pico. Esta é uma adição ao nível do sistema, e não uma característica da bomba, mas vale a pena especificar.

7. Materiais e partes em contato com o fluido: rolamentos em aço inoxidável 316L, PTFE, PEEK e cerâmica.

Os fluidos de corte fluorados são quimicamente inertes a quase tudo, mas a contaminação que entra na fábrica pela bomba não é o fluido de corte em si, e sim tudo o que ele remove das superfícies em contato com o fluido ao longo de milhares de horas de operação. Portanto, a especificação dos materiais é orientada pelo controle da contaminação, e não pela compatibilidade química.

Aço inoxidável 316L. O material padrão para contato com fluido em bombas semicondutoras de grau chiller. Polido com acabamento espelhado até Ra 0,2 µm ou melhor para minimizar o desprendimento de partículas. Aceitável para uso com PFPE por décadas; não aceitável para fluidos de processo contendo HF (razão pela qual as bombas utilitárias de fábricas e as bombas de eletrólito/CMP devem passar a ser construídas com revestimento de fluoropolímero).

Revestimento de fluoropolímero PTFE/PFA. Para serviços de ultra-pureza ou para processos químicos que incluem traços de HF ou espécies ácidas (CMP, bancada úmida, recuperação de eletrólitos), a construção totalmente revestida com PTFE elimina a lixiviação de íons metálicos a níveis de ppb. Bomba de acionamento magnético revestida com PTFE AMC-F Foi projetado para essa classe de serviço.

Rolamentos de polímero PEEK e componentes da estrutura de contenção. Selecionado para aplicações em temperaturas abaixo de zero, onde a contração térmica torna as cascas cerâmicas frágeis. O PEEK apresenta excelente resistência criogênica e inércia química; a desvantagem é o limite de temperatura mais baixo (tipicamente ≤ 200 °C).

Mancais de carboneto de silício sinterizado. Padrão da indústria para mancais de bombas de acionamento magnético em temperatura ambiente. Excelente dureza, desgaste próximo de zero e compatibilidade química universal. Menos tolerante que o PEEK em condições de lubrificação marginal; utilize com proteção contra funcionamento a seco se aplicado em serviços onde a vazão pode cair brevemente a zero.

Invólucros de isolamento cerâmicos. Os invólucros de contenção não metálicos eliminam as perdas por correntes parasitas (sem aquecimento induzido no invólucro pelo campo magnético rotativo), o que é importante em temperaturas criogênicas, onde mesmo alguns watts de calor parasita podem perturbar o circuito. Os invólucros de cerâmica são padrão em nossos equipamentos. bomba de nitrogênio líquido AYDH.

Para serviços convencionais de chillers PFPE, a configuração típica consiste em peças em contato com o fluido em aço inoxidável 316L com acabamento polido espelhado, mancais de carboneto de silício e uma fina camada de contenção metálica. Para aplicações com mancais de alta frequência ou bancadas úmidas, utiliza-se revestimento completo em PTFE. Para metrologia de precisão em temperaturas abaixo de zero, utiliza-se revestimento cerâmico com mancais de PEEK. A árvore de decisão mapeia claramente a estação, e não uma única configuração "ideal".

8. Um método de dimensionamento para bombas de chiller e TCU de semicondutores

Dimensionar uma bomba para refrigeração de semicondutores envolve um protocolo de seis etapas. A versão resumida abaixo é a que nossos engenheiros de aplicação utilizam quando um fabricante de TCU OEM ou uma equipe de engenharia de fabricação nos envia uma especificação:

Etapa 1 — Identifique o fluido refrigerante e sua densidade na temperatura de operação a frio. O Galden HT80 a −40 °C tem densidade de aproximadamente 1,92 g/cm³. A potência hidráulica da bomba é proporcional à densidade, portanto, uma bomba de água de 1,5 kW se torna uma bomba de PFPE de 2,9 kW com a mesma vazão e altura manométrica.

Etapa 2 — Calcular a carga de refrigeração e a vazão necessária. Para uma ferramenta que dissipa Q kW com uma ΔT permitida no circuito, a vazão volumétrica segue a equação V[L/min] = Q[kW] / (ρ[kg/L] × Cp[kJ/kg·K] × ΔT[K] / 60). O Galden HT80 tem um Cp de aproximadamente 0,97 kJ/kg·K; para uma carga de ferramenta de 5 kW a 3 °C de ΔT, isso resulta em cerca de 53 L/min. Aplique um multiplicador de 1,3× para a margem de redução de vazão.

Etapa 3 — Calcular a carga do sistema. A soma da altura manométrica estática, do atrito na tubulação (considerando a maior viscosidade do PFPE frio) e da queda de pressão na placa fria do lado da ferramenta. Para unidades de controle de temperatura (TCUs) de semicondutores que alimentam placas de ferramentas compactas, a altura manométrica total geralmente varia de 3 a 8 bar.

Etapa 4 — Verificar a margem NPSH. Em baixas temperaturas, o Galden apresenta uma pressão de vapor muito baixa e o NPSH raramente é limitante; em condições de operação com HFE próximo ao seu ponto de ebulição, o NPSH torna-se dominante. Especifique explicitamente as condições do lado da sucção e selecione uma bomba com capacidade para o NPSH disponível mais uma margem de 30%.

Etapa 5 — Adequar a arquitetura da bomba à tolerância à pulsação. Para litografia, metrologia e inspeção: bomba de vórtice magnética com turbina regenerativa. Para bancada úmida e CMP: bomba magnética revestida com PTFE. Para testes e envelhecimento acelerado: bomba de vórtice magnética padrão em aço inoxidável 316L. Para etapas de processo criogênico: variante AYDH com nitrogênio líquido.

Etapa 6 — Valide com um teste de amostra de fluido. As curvas de catálogo são geradas em água. Para aplicações críticas em semicondutores, solicite ao fornecedor que realize testes com o fluido refrigerante específico, na temperatura operacional real, com dados de pulsação e contaminação medidos. Fornecemos essa validação mediante solicitação para qualquer orçamento de serviço da Galden/Fluorinert/HFE.

9. Portfólio de bombas de semicondutores Aulank: MDW, AYDH, PWH, AMC-F

Fornecemos bombas com acionamento magnético e motores encapsulados para o setor de semicondutores desde 2015. Nossos projetos em andamento incluem um cliente taiwanês do setor de semicondutores que utiliza bombas da série MDW com motores síncronos de ímã permanente personalizados para transferência de líquidos fluorados em baixa temperatura; um fabricante sul-coreano de equipamentos de refrigeração para semicondutores que utiliza unidades MDW para testes de integração de chillers; e diversos integradores de ferramentas e utilitários de fábricas na China continental, abrangendo etapas de CMP, bancada úmida e processos criogênicos. O portfólio que normalmente recomendamos para uma lista de materiais de bombas para fábricas de semicondutores é o seguinte:

Bomba magnética de vórtice MDW em aço inoxidável — o equipamento ideal para circuitos de chiller e TCU com fluidos Galden HT55–HT135 e PFPE equivalentes. Componentes em contato com o fluido em aço inoxidável 304/316L, acabamento polido espelhado, faixa de temperatura padrão de −40 a +200 °C. Este é o equipamento que mais enviamos para projetos de refrigeração em fábricas de Taiwan e Coreia do Sul.

Bomba de acionamento magnético de vórtice em aço inoxidável MDS — mesma família hidráulica do MDW, porém com maior capacidade de vazão para centrais de refrigeração maiores e circuitos de utilidades em sub-fábricas.

Bomba magnética de nitrogênio líquido AYDH — Classificado para uso criogênico até −196 °C. Utilizado em circulação de nitrogênio líquido, ferramentas de gravação a frio, liofilização e etapas de processamento de wafers em temperaturas ultrabaixas. Corpo da bomba com tratamento criogênico profundo e revestimento de isolamento cerâmico.

Bomba de vórtice encapsulada PWH/PWD/PWM — a variante com motor encapsulado para serviço contínuo de alta pureza, onde até mesmo os anéis de vedação estáticos representam uma via de exposição. Comum em circuitos de recuperação e reciclagem de PFPE, recuperação de COVs e circuitos de processo nas classes de pureza mais elevadas das fábricas.

Bomba de acionamento magnético revestida com PTFE AMC-F — Partes em contato com o fluido totalmente revestidas com PTFE para bancada úmida, pasta de polimento químico-mecânico (CMP), eletrólito e qualquer aplicação onde produtos químicos ácidos ou contendo HF possam atacar o aço inoxidável 316L. Contaminação por íons metálicos mantida em níveis de ppb.

Personalizações que o setor de semicondutores normalmente solicita: motores síncronos de ímã permanente em vez de motores de indução padrão (melhora a eficiência de acoplamento e reduz a pulsação), variantes de corrente contínua (CC) e 24 V para chillers integrados às ferramentas, revestimento e embalagem compatíveis com salas limpas, dimensões de flange personalizadas para corresponder à área de contato existente da TCU, variantes à prova de explosão para zonas de vapor de HFE e DMC e registros completos de inspeção com rastreabilidade de materiais para qualificação da fábrica.

Nossas bombas de vórtice magnético possuem certificação TÜV CE, nossa ampla gama de produtos está em conformidade com os requisitos de qualidade ISO 9001 e CE, e detemos mais de 50 patentes técnicas que abrangem a estrutura de acionamento síncrono de ímã permanente, o acoplamento magnético criogênico e o sistema hidráulico de vórtice blindado utilizados nesta família de produtos.

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Seja você um fabricante de equipamentos originais (OEM) de chillers, unidades de controle de temperatura (TCUs) ou ferramentas de processamento de wafers, ou uma fábrica de usuários finais especificando bombas para uma nova linha ou um projeto de migração de PFPE, nossa equipe de engenharia pode selecionar a arquitetura de bomba de acionamento magnético ideal para cada estação e validá-la de acordo com o tipo de fluido refrigerante e as condições operacionais reais.

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FAQ

Que tipo de bomba é usada em chillers para semicondutores com fluido refrigerante Galden ou Fluorinert?

As bombas de vórtice com acionamento magnético (tipo turbina regenerativa) são a escolha padrão da indústria para circuitos de resfriamento e unidades de controle de temperatura (TCU) de semicondutores que utilizam fluidos refrigerantes como Galden PFPE, Fluorinert FC ou HFE. O acoplamento magnético sem selo elimina os caminhos de vazamento de fluido criados pelos selos mecânicos, o que é importante tanto pelo alto custo dos fluidos refrigerantes fluorados (US$ 200–500 por kg) quanto pela exigência de que os protocolos de HSE (Saúde, Segurança e Meio Ambiente) de salas limpas não tolerem emissões fugitivas. Para etapas de processo com temperaturas abaixo de zero, até −196 °C, são utilizadas bombas criogênicas especializadas com acionamento magnético, como a série AYDH. Para bancadas úmidas e processos de polimento químico-mecânico (CMP) envolvendo produtos químicos com HF, as bombas com acionamento magnético revestidas com PTFE oferecem proteção contra contaminação por íons metálicos.

Como a descontinuação do Fluorinert e do Novec da 3M está mudando a seleção de bombas para resfriamento de semicondutores?

A 3M descontinuou o Fluorinert FC-3283 em outubro de 2024 e encerrou as linhas completas de Novec e Fluorinert até o final de 2025, em resposta à pressão regulatória sobre PFAS. O fluido de refrigeração para a maioria das aplicações de semicondutores é o Galden PFPE da Syensqo (antiga Solvay Specialty Polymers), com alternativas de HFE de fornecedores terceirizados como TMC e BestSolv. Isso significa que as curvas de desempenho originalmente validadas com o FC-3283 não são mais válidas com o Galden HT80 ou HT110 na mesma temperatura de operação, pois o PFPE possui viscosidade mais alta na extremidade fria. Unidades de controle de temperatura (TCUs) que funcionam bem com o fluido antigo podem apresentar desvios do ponto de ajuste após o reabastecimento com Galden. A revalidação com o fluido de refrigeração substituto é a etapa correta antes de concluir a migração do fluido.

Por que a pulsação é tão importante para bombas em litografia EUV e ferramentas de inspeção?

Os scanners EUV mantêm o alinhamento da retícula com tolerância de um único nanômetro, e as ferramentas de inspeção óptica resolvem características abaixo de 5 nm. Qualquer pulsação de pressão induzida pelo fluxo no circuito de resfriamento transmite vibração mecânica para o subsistema óptico ou mecânico, degradando a resolução e deslocando o alinhamento. Os fabricantes de ferramentas incluem as especificações de pulsação diretamente na qualificação da bomba, geralmente exigindo uma ondulação de fluxo pico a pico inferior a 2% no ponto de operação nominal e inferior a 0,5% para as estações mais exigentes. Bombas de vórtice magnético com turbina regenerativa e motores síncronos de ímã permanente atendem a essa exigência; bombas de pistão, diafragma e engrenagem externa geralmente não.

Qual a faixa de temperatura que as bombas de resfriamento de semicondutores precisam suportar?

O manuseio de fluidos semicondutores abrange uma faixa de temperatura mais ampla do que quase qualquer outra aplicação industrial. Os circuitos de resfriamento convencionais e as unidades de controle de temperatura (TCUs) operam de −40 a +85 °C com fluido refrigerante PFPE. O resfriamento de fontes EUV e as TCUs de ferramentas de inspeção operam de −20 a +25 °C. O resfriamento de placas de gravação a plasma e PECVD atinge −80 °C com PFPE. A gravação a frio para empilhamento avançado de NAND 3D e HBM opera até −100 °C, e a circulação de nitrogênio líquido para preparação de amostras criogênicas atinge −196 °C. Os ciclos de teste e burn-in abrangem de −65 a +155 °C em banhos bifásicos de Fluorinert/Galden. Nenhuma bomba individual atende a todas essas necessidades; uma abordagem integrada com bombas de vórtice de acionamento magnético convencionais para a extremidade quente e projetos específicos para criogenia, como a AYDH para operação abaixo de −80 °C, cobre toda a gama de aplicações.

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