How To Design A Modern Cleanroom?

클린룸을 구축하려면 일반 업무 공간에 비해 많은 연구가 필요합니다. 클린룸 조성 시 고려해야 할    핵심 사항을 알아보고 필요한 사항을 검토하세요.

클린룸은 정교한 포뮬러 1의 레이싱카와 같습니다. 우수한 품질과 규정을 충족한 제품은 성능을 발휘할 수 있습니다. 반대로 정밀하지 않고 클린룸의 목적에 대해 이해하지 못한 경우, 엔진이 고장난 자동차와 마찬가지입니다.

클린룸을 설계할 때, 청결한 상태, 공기 흐름, 공간에 대한 통제력 등 고려해야 할 사항이 있습니다.

클린룸은 규정에 의해 정해진 수치 내에서 청결 상태를 유지하는 밀폐된 공간으로, 클린룸이 준수해야 하는 청결도 그 목적에 따라 나누어져 있습니다. 청결도 분류 기준은 ISO14644-2015에 따른 IEST(환경 과학 및 기술 연구소)표준을 기준으로 합니다.

공기 중에 존재하는 입자 농도를 기준으로 하는 표준 분류는 클린룸 설계 방식과 클린룸 운영에 사용되는 에너지양에 많은 영향을 미칩니다. 입자 농도는  1 세제곱 미터 당 0.1 마이크로미터 이상의 입자 10개가 있을 경우 가장 청정한 상태입니다. 이 정도의 청정도가 필요한 공간은 아주 작은 입자 오염이 생산에 심각한 결과를 초래할 수 있는 반도체 산업 또는 마이크로 전자 제품을 생산하는 시설에서 요구됩니다.

프로젝트 부지 안에 공정 유형에 따라 청결 수준을 이해하는 것은 프로젝트의 리드 타임과 비용에 큰 영향을 미칩니다. 또한 높은 청정도를 유지해야 하는 클린룸일수록     기술적인 요소가 더 투입될 것입니다.

반도체 제조 외에도 ISO 1등급 클린룸(최고 청정도 기준)은 렌즈, 레이저, 광섬유와 같은 광학 기기 생산 시설에도 많이 사용됩니다. ISO 클래스 5 이상의 청정도 역시          미생물과 같은 오염 물질로부터 충분히 시설을 보호할 수 있는 수준입니다. 따라서 제약, 바이오 산업에서 널리 사용될 수 있습니다.

또한 클린룸을 설계할 때 복도와 같은 연결 공간은 거리를 두어야 하므로 클린룸 내부의 워크 플로가 이러한 매개변수를 준수하는지 확인해야 합니다.

클린룸 내 압력 조절 기능은 오염을 방지하는 데 있어 중요합니다.

산업마다 가이드라인이 다르지만 클린룸 구역 간 압력 차이는 5 – 20Pa로, 교차 오염을 일으키지 않으면서 액세스 포인트가 열려야 합니다.

압력 조절 기능은 특정 구역을 보호하는데 필수 요소입니다. 예를 들어 클린룸에 마이크로 광학 기기 생산라인이 있다고 가정해 봅시다. 이 경우 우수한 품질을 유지하기        위해서는 외부 입자가 생산 기지로 유입되는 것을 막야야 합니다. 이를 위해서는 양압 클린룸이 필수적입니다. 이 설계는 문을 열면 전용 공간에서 공기가 흘러나오도록        하여 기압차를 이용해 실내를 오염원으로부터 보호합니다.

위험한 병원균이든 방사성 물질이든 특정 구역 내에서 유해 물질을 다루는 경우, 주변 구역을 누출로부터 보호하는 데 중점을 두어야 합니다. 이런런 측면에서 음압 클린룸은 공기의 흐름을 민감한 구역으로 유도하여 시설 전체에 유해 물질이 확산되는 것을 방지합니다.

공기 처리 시스템, 에어락, 필터, 자동 도어 개구부 등은 효율적인 압력 시스템을 설계하고 구현하는데 필요한 장비들입니다.

클린룸을 구축할 때 산업의 특성과 클린룸 모듈에 대한 압력 요구 사항을 이해해야 합니다. 그래야 클린룸 내부 프로세스에 영향을 주지 않으면서 문을 열어 복도를 사용할 수 있습니다.

공기가 한 장소에서 다른 장소로 이동하는 것을 침투 및 배출이라고 합니다. 공기 흐름을 관리하는 것은 청정도 등급을 유지하는데 필수 요소입니다. 클린룸으로      유입되는 깨끗한 공기가 많을수록 내부 공기가 희석돼 청정도 등급이 높아집니다.

그리고 클린룸에는 위험도가 높은 오염 물질이 없도록 HEPA 또는 ULPA 필터      (고효율 미립자 공기 또는 초미립자 공기)를 통해 공기를 여과하도록 해야 합니다. HEPA 필터는 공기 처리 시스템을 통해 흐르는 입자를 제거하는 데 중요합니다.  99.97%의 효율로 0.3 마이크로미터 크기의 화합물까지 포집할 수 있으며, 때로는 그보다 더 큰 화합물도 포집할 수 있습니다. 이런 필터는 천장에 직접 연결된 팬    필터 장치(FFU)에 배치할 수 있습니다. 또한 냉난방 코일, 환풍기 및 댐퍼로 구성된 시스템 내에 공기 처리 장치(AHU)의 일부로 설치할 수 있습니다.

공기 필터가 공기 중 입자를 걸러내고 위생 수준을 유지하게끔 설계해야 합니다.

클린룸의 사양이 모두 같지 않으며 ISO 표준, 청결도 분류, 공기 및 압력 요건 외에도 클린룸 설계 방식을 변경할 수 있는 요소는 많습니다.

온도를 통제하는 것은 두 가지 목적이 있습니다. 첫째, 작업 프로세스에 필요한 조건일 경우입니다. 둘째, 작업장이 특정한 온도 범위에 있어야 하거나 작업하기 안전한 온도인지 확인해야 할 경우입니다.

클린룸의 핵심 기능 중 하나는 건물 관리 시스템(BMS)를 구현하는 것입니다. BMS는 다양한 빌딩 시스템을 통합하고 제어하여 성능, 에너지 효율성 및 실시간 상태를        최적화하는 중앙 집중식 시스템입니다. 기본적으로 사전에 정의된 매개 변수와 데이터 모니터링을 기반으로 건물 온도를 지정된 범위 안에서 유지하는 것입니다. BMS는       클린룸의 MEP 시스템에 연결된 센서와 액추에이터를 사용하여 온도, 공기 흐름, 조명을 제어하는 동시에 모든 건물 시스템을 효율적으로 운영할 수 있도록 합니다.

소음이나 진동에 민감한 공정일 경우 클린룸 내부에 적절한 단열재나 차음 장치를 사용해야 합니다. 모듈식 파티션은 내부 및 외부 힘으로 인한 진동을 줄이고 클린룸에서 작업을 완료할 수 있는 환경을 유지하도록 보장합니다.

위의 고려 사항 외에도 전체 공정에 필요한 습도, 정전기 또는 기타 환경적 특성을 고려할 수도 있습니다.

그리고 환경적인 측면뿐만 아니라 미적 측면도 고려해야 합니다. 클리닝 스테이션이 필요하신가요? 어떤 종류의 액세스 포인트가 필요하세요? 안락한 공간 또한 필요하진 않으신가요? 모든 개별 공간의 구성을 신중하게 고려해야 합니다.

다수의 프로젝트를 진행하여 현장 경험이 풍부한 전문가의 도움을 받아 계획을 세워야 안전하고 효율이 높은 클린룸을 구축할 수 있습니다.

정확히 이해하기 어려울 수 있지만 클린룸 공간을 구축할 때 앞서 언급했던 모든 요소를 고려해야 합니다.

클린룸은 정교하고 고도로 기술적인 요소가 함축된 공간입니다. 클린룸이 제대로 작동하여 그 효율성을 높이기 위해선 엄격한 설계 요건에 따라 설계되어야 합니다.

그 규정을 제대로 따르지 않으면 수준 이하의 클린룸이 구축될 뿐만 아니라 잠재적으로 제조 공정을 위태롭게 할 수 있습니다.

어려울 수 있습니다. 하지만 이를 쉽게 해결할 수 있는 방법이 있습니다.

클린룸을 전반적으로 구축할 수 있는 업체를 선택한다면 많은 부담을 덜 수 있습니다. 클린룸 구축 시 필요한 요소를 놓치지 않고 꼼꼼히 짚어드리겠습니다.

클린룸 전문가가 필요하시다면 풍부한 경험과 축적된 기술을 가지고 있는 Clestra와 함께해보세요.