Projektübersicht
Projekttyp: Kritische Verbesserung der Stromqualität für Halbleiterproduktionslinien
Fertigstellungsdatum: Januar 2024
Standort: Tampines Industrial Park, Singapur
Kunde: Führender globaler Halbleiterhersteller (Standort Singapur)
Technische Herausforderung und Lösung
Herausforderung: Beseitigung harmonischer Störungen, Spannungstransienten und Erdschleifenströme, die empfindliche Lithografie- und Prüfgeräte in einer Reinraumumgebung der Klasse 1000 beeinträchtigen. Die Lösung erforderte eine äußerst stabile, elektrisch isolierte Stromversorgung mit minimaler elektromagnetischer Interferenz (EMI) und eine kompakte Grundfläche aufgrund der Platzbeschränkungen in den technischen Galerien der Anlage.
Lösung: TSTYNICE lieferte und installierte speziell entwickelte dreiphasige Trenntransformatoren mit verbesserter Abschirmung und für den Innenbereich optimierten Wärmemanagementsystemen.
Mitgelieferte Ausrüstung
3-Phasen-Trenntransformator (hochpräzise): 300 kVA, Dreieck-Stern-Konfiguration
3-Phasen-Trenntransformator (Prozessleistung): 575 kVA, Dreieck-Stern-Konfiguration
Spannungsverhältnis (beide Einheiten): 400 V ±1 % / 400 V (erdfreier sekundärer Neutralleiter)
Menge: je 1 Stück (300 kVA & 575 kVA)
Gehäuse: IP31-geschütztes Innengehäuse mit Korrosionsschutzbeschichtung (RAL 7035)
Kühlung: ONAN + Zwangsluft (integrierte thermostatisch gesteuerte Lüfter)
Montage: Innenbereich, Bodenmontage mit vibrationsdämpfenden Pads
Wichtige technische Merkmale und Spezifikationen
Elektrostatische Abschirmung (Faraday-Abschirmung): Dreischichtige elektrostatische Abschirmung aus Kupferfolie zwischen Primär- und Sekundärwicklung zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen und Hochfrequenztransienten (>60 dB Dämpfung).
Geringes magnetisches Streufeld: Kern- und Wicklungsdesign optimiert, um magnetischen Streufluss (<5 mT bei 1 m) zu minimieren und Interferenzen mit benachbarten empfindlichen Instrumenten zu verhindern.
Verbesserte Isolierung (Klasse H): Isoliersystem für 180 °C für hohe thermische Beständigkeit und Zuverlässigkeit im tropischen Klima Singapurs.
Präzise Spannungsregelung: Enge Impedanzanpassung (±2 %) und Verwendung hochwertiger, kornorientierter Siliziumstahlkerne, um eine Spannungsregelung von besser als 1,5 % von Leerlauf bis Volllast zu gewährleisten.
Leiser Betrieb: Ventilatoren mit EC-Technologie (elektronisch kommutiert) zur variablen Drehzahlregelung sorgen für einen Geräuschpegel von unter 55 dB(A) im Normalbetrieb.
Integrierte Überwachung: Eingebaute PT100-Sensoren zur Überwachung der Wicklungstemperatur, mit Alarm- und Auslösekontakten. Lokale Digitalanzeige für Spannung, Strom und Temperatur.
Konformität: Entwickelt und getestet, um SS 323 (Singapur-Standards), IEC 61558-1 und IEEE C57.12.01 zu erfüllen oder zu übertreffen.
Projektdurchführung
Phasenweise Lieferung und Installation: Abstimmung mit dem Anlagenstillstandsplan des Kunden, um zuerst die 575-kVA-Einheit für die Prozesslinie und anschließend die 300-kVA-Einheit für die Präzisionsinstrumente zu installieren, um Produktionsunterbrechungen zu minimieren.
Benutzerdefinierte Schnittstellenintegration: Sekundäranschlüsse, konfiguriert mit isolierten Kupferschienen für den direkten Anschluss an die vorhandene PDU (Stromverteilereinheit) des Kunden, wodurch Kabelschuhe entfallen und Verbindungspunkte reduziert werden.
Standortspezifische Anpassungen: Das Gehäusedesign umfasste abnehmbare Platten vorne und hinten sowie Kabeleinführungsoptionen an der Oberseite, um es an die engen Kabelführungswege der Anlage anzupassen.
Umfassende Tests: Zu den Tests vor der Auslieferung gehörten Routinetests, spezielle Impulstests, Wärmelauftests und vor allem Abschirmungswirksamkeitstests und THD-Messungen unter Last zur Validierung der Leistungsspezifikationen.
Operative Ergebnisse
Stromqualität deutlich verbessert: Gemessene Reduzierung des Gleichtaktrauschens um über 85 %, wodurch sporadische Fehler in den Wafer-Inspektionssystemen beseitigt werden.
Verbesserte Geräteverfügbarkeit: Die mittlere Zeit zwischen Ausfällen (Mean Time Between Failures, MTBF) des Fotolithographie-Tools aufgrund von Stromproblemen erhöhte sich um über 30 %.
Stabile thermische Leistung: Das Zwangsluftkühlsystem hält die Wicklungstemperaturen selbst bei anhaltender 90-prozentiger Belastung und einer Umgebungstemperatur von 28 °C auf einem Anstieg von 65 °C.
Platzsparend: Das kompakte, integrierte Gehäusedesign sparte etwa 15 % Stellfläche im Vergleich zum ursprünglichen Plan des Kunden mit separatem Transformator und Leitungen.
