เผยแพร่เมื่อ: 2025-06-06 อัปเดตล่าสุด: 2025-06-10
ข้อมูลพื้นฐาน
จากรายงานของ Precedence Research เมื่อเดือนพฤษภาคม 2025 ตลาดเคมีภัณฑ์สำหรับกระบวนการเปียกในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกจะมีมูลค่าประมาณ 14.9 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 และการวิเคราะห์โดย Maximize Market Research และ TECHCET แสดงให้เห็นว่าตลาดนี้จะยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องที่อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) ประมาณ 6–7% ในอนาคต โดยได้รับแรงขับเคลื่อนจากจำนวนชั้นของกระบวนการขั้นสูงที่เพิ่มขึ้นและการลงทุนในโรงงานผลิตเวเฟอร์แห่งใหม่
เมื่อโรงงานผลิตเวเฟอร์มีความต้องการระบบส่งจ่ายสารเคมีที่ "แม่นยำ เสถียร และไร้มลพิษ" มากขึ้น ผู้รวมระบบจำเป็นต้องมีโซลูชันปั๊มที่มีเสียงรบกวนต่ำ สามารถตรวจสอบจากระยะไกล และใช้พื้นที่น้อย เพื่อให้มั่นใจว่าระบบทำงานได้อย่างต่อเนื่อง 24 ชั่วโมงทุกวัน และเป็นไปตามมาตรฐานของห้องคลีนรูม
บทความนี้จะนำเสนอวิธีแก้ไขปัญหาและผลการใช้งานจริงของปั๊มไดอะแฟรมไฟฟ้า GRACO ในระบบ CDS ของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
CDS คืออะไร?
CDS ย่อมาจาก Chemical Dispensing System หรือระบบจ่ายสารเคมี
ระบบนี้มักติดตั้งที่ "ต้นทาง" ของกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ มีหน้าที่ลำเลียงสารเคมีจากถังเก็บไปยังอุปกรณ์กระบวนการ เช่น เครื่องแกะสลักหรือเครื่องทำความสะอาด ผ่านปั๊ม ท่อ วาล์ว และส่วนประกอบอื่นๆ
ระบบ CDS สามารถปรับแต่งให้เหมาะสมกับคุณสมบัติและอัตราการไหลของสารเคมีแต่ละประเภท เพื่อให้สามารถจ่ายของเหลวได้อย่างแม่นยำสูงสุด
📌 ความท้าทายหลัก: เสียงดัง ลมอัด พื้นที่ และการควบคุม
ลูกค้ากรณีศึกษาจริง－LTCAM ผู้ให้บริการระบบส่งจ่ายสารเคมีสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
สถานะปัจจุบัน
LTCAM เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและติดตั้งระบบส่งจ่ายสารเคมีสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ในพื้นที่จ่ายสารเคมีของห้องคลีนรูมภายในโรงงาน ระบบท่อจะต้องสามารถส่งจ่ายของเหลวเคมีความบริสุทธิ์สูงได้อย่างต่อเนื่องหลากหลายประเภท เช่น น้ำยาทำความสะอาดเวเฟอร์ น้ำยาแกะสลัก น้ำยาขัด CMP และน้ำยาอิเล็กโทรแพลตติ้ง
ของเหลวเหล่านี้มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง มีความหนืดและความถ่วงจำเพาะที่แตกต่างกัน จึงต้องส่งจ่ายไปยังอุปกรณ์กระบวนการด้วยอัตราการไหลที่เสถียรผ่านระบบท่อปิดตลอด 24 ชั่วโมง
เป้าหมายในการปรับปรุง
- 1. ลดเสียงรบกวนในการทำงาน
- 2. หลีกเลี่ยงการเพิ่มพื้นที่ติดตั้งระบบ
- 3. ตัดระบบท่อลม ลดการใช้พลังงานและค่าบำรุงรักษา
- 4. เชื่อมต่อปั๊มกับ PLC เพื่อตรวจสอบและควบคุมแบบอัตโนมัติ
- 5. ปั๊มใหม่ต้องรองรับฟังก์ชันดูดเองและการทำงานแบบไม่มีน้ำ (Dry-run)
💡 แก้ปัญหาหลัก 5 ข้อของระบบส่งจ่ายสารเคมี ด้วยปั๊มไฟฟ้า QUANTM
ในกรณีนี้ มีการเปลี่ยนปั๊มไดอะแฟรมขนาด 1 นิ้วที่ขับเคลื่อนด้วยลม เป็นปั๊มไดอะแฟรมไฟฟ้าคู่ GRACO QUANTM i30
การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าช่วยตัดความจำเป็นในการใช้ลม ลดเสียงรบกวน ประหยัดพลังงาน และลดค่าบำรุงรักษา
ตัวปั๊มมีขนาดกะทัดรัด สามารถติดตั้งเข้ากับโครงเดิมได้โดยไม่เพิ่มพื้นที่ใช้งาน
ฟังก์ชันหลัก เช่น การดูดเองและการทำงานแบบไม่มีน้ำ (Dry-run) ยังคงอยู่ เพื่อความปลอดภัยในขั้นตอนการหยุดเครื่อง การระบายน้ำ และ CIP
นอกจากนี้ยังมีอินเทอร์เฟซ Modbus-RTU ในตัว สามารถเชื่อมต่อเข้ากับ PLC ได้โดยตรง รองรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และระบบอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์
🔧 ปั๊มไดอะแฟรมไฟฟ้าตอบโจทย์ความต้องการของลูกค้าได้อย่างไร
เป้าหมายและแนวทางแก้ไข
| เป้าหมาย |
โซลูชันจาก QUANTM |
| 🎯 ลดเสียงขณะทำงาน และปรับปรุงสภาพแวดล้อมในที่ทำงาน |
✔ ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่าน เดินเครื่องนุ่มนวลและเงียบขึ้น เสียงลดจาก 75 dB เหลือ 61 dB แรงสั่นสะเทือน < 0.3 mm/s ไม่จำเป็นต้องใช้ PPE ติดตั้งบนโครงเดิมได้ทันที |
| 🎯 รักษาโครงสร้างท่อเดิมโดยไม่เพิ่มพื้นที่ติดตั้ง |
✔ ตัวปั๊มขนาดเพียง 250 × 310 มม. เล็กกว่ารุ่นเดิม 42% ติดตั้งเข้ากับโครงเดิมได้โดยตรง ไม่เพิ่มพื้นที่ใช้งาน ทำความสะอาดห้องคลีนรูมง่ายขึ้น |
| 🎯 ตัดการพึ่งพาระบบลม ลดการใช้พลังงานและค่าบำรุงรักษา |
✔ ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแทนคอมเพรสเซอร์ลม ไม่ต้องใช้แหล่งลม 16 ปั๊มช่วยประหยัดพลังงาน 30 MWh ต่อปี และลดค่าบำรุงรักษาอุปกรณ์ลม |
| 🎯 ตรวจสอบสถานะปั๊มแบบอัตโนมัติผ่าน PLC |
✔ มี I/O ในตัว และรองรับ Modbus-RTU เชื่อมต่อ PLC ได้โดยตรง ตรวจสอบสถานะ เริ่ม/หยุด อัตราการไหล และแรงดันแบบเรียลไทม์ผ่าน SCADA |
| 🎯 คงความสามารถในการดูดเองและทำงานแบบไม่มีน้ำ เพื่อรองรับการหยุดเครื่องหรือระบบ CIP |
✔ รองรับการดูดเองสูงสุด 6 เมตร เดินเครื่องเปล่าได้นาน 30 นาที สามารถเริ่มใหม่หลังปิดเครื่องโดยไม่ต้องเติมน้ำ เหมาะสำหรับระบบ CIP และการระบายน้ำ |
📊 ผลลัพธ์ที่พิสูจน์แล้ว: ประหยัดพลังงาน 71% และลดเสียงรบกวน 14 dB
¹ Estimated using average U.S. industrial electricity rate of $0.13 USD/kWh and typical air compressor efficiency of 0.25 kW/(m³/min). Actual savings may vary depending on specific system conditions.