입자 발생원은 무기 입자, 유기 입자, 그리고 생입자로 구분됩니다. 인체에는 호흡기 및 폐 질환을 유발하기 쉽고, 알레르기와 바이러스 감염을 유발할 수도 있습니다. 실리콘 칩의 경우, 먼지 입자가 부착되면 집적 회로의 변형이나 단락을 유발하여 칩의 작동 기능을 상실하게 됩니다. 따라서 미량 오염원 관리는 클린룸 관리의 중요한 부분이 되었습니다.
클린룸 환경 관리의 중요성은 생산 공정의 환경 조건이 특정 청정 기준을 충족하도록 보장하는 데 있으며, 이는 많은 산업에서 매우 중요합니다. 클린룸 환경 관리의 중요성과 구체적인 역할은 다음과 같습니다.
1. 제품 품질 보장
1.1 오염 방지: 반도체, 제약, 의료 장비 등의 산업에서는 미세 입자 오염 물질이 제품 결함이나 고장을 유발할 수 있습니다. 클린룸의 공기 질과 입자 농도를 제어함으로써 이러한 오염 물질이 제품에 영향을 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
초기 하드웨어 장비 투자 외에도, 클린룸 청결 유지 및 관리를 위해서는 우수한 "소프트웨어" 관리 시스템도 필요합니다. 클린룸 청결에 가장 큰 영향을 미치는 것은 작업자입니다. 작업자가 클린룸에 들어가면 먼지가 크게 증가합니다. 작업자가 드나드는 경우, 청결도는 즉시 저하됩니다. 청결도 저하의 주요 원인은 인적 요인임을 알 수 있습니다.
1.2 일관성: 클린룸 환경은 생산 공정의 일관성과 반복성을 유지하는 데 도움이 되므로 안정적인 제품 품질을 보장합니다.
유리 기판의 경우, 먼지 입자가 부착되면 유리 기판에 스크래치, 단락 및 기포 발생, 기타 공정 품질 저하로 인해 폐기가 발생할 수 있습니다. 따라서 오염원 관리는 클린룸 관리의 중요한 부분이 되었습니다.
외부먼지 유입 및 방지
클린룸은 적정 양압(>0.5mm/Hg)을 유지하고, 시공 전 공기 누출 방지를 철저히 하며, 작업자, 장비, 원자재, 공구, 소모품 등을 클린룸에 반입하기 전에 세척 및 소독해야 합니다. 또한, 세척 도구는 정기적으로 교체하거나 세척하여 제자리에 놓아야 합니다.
클린룸에서의 먼지 발생 및 방지
칸막이판, 바닥재 등 청정실 자재의 적절한 선정, 공정장비 내 먼지 발생 억제(정기적인 유지관리 및 청소), 생산인력이 작업장 내에서 돌아다니거나 큰 움직임을 하지 않도록 하며, 전용 작업대에 접착매트를 설치하는 등 예방조치를 취한다.
2. 생산 효율성 향상
2.1 폐기율 감소: 생산 공정에서 불순물과 오염 물질을 줄이면 폐기율을 줄이고 수율을 높일 수 있으며, 결과적으로 생산 효율을 향상시킬 수 있습니다.
예를 들어, 웨이퍼 생산에는 600단계가 있습니다. 각 공정의 수율이 99%라면, 600개 공정의 전체 수율은 얼마입니까? 답: 0.99600 = 0.24%.
어떤 과정을 경제적으로 실행 가능하게 만들기 위해서는 각 단계의 수율이 얼마나 높아야 할까요?
•0.999600= 54.8%
•0.9999600=94.2%
최종 공정 수율이 90% 이상이 되려면 각 공정 수율이 99.99% 이상에 도달해야 하며, 미립자의 오염은 공정 수율에 직접적인 영향을 미칩니다.
2.2 프로세스 가속화: 깨끗한 환경에서 작업하면 불필요한 청소와 재작업 시간이 줄어들어 생산 프로세스의 효율성이 높아집니다.
3. 직원의 건강과 안전을 보장하십시오.
3.1 직업 건강: 유해 물질을 배출할 수 있는 일부 생산 공정의 경우, 클린룸은 유해 물질의 외부 환경으로의 확산을 방지하고 작업자의 건강을 보호할 수 있습니다. 인류의 발전 이후 기술, 장비, 지식은 향상되었지만, 대기 질은 퇴화되었습니다. 사람은 평생 약 27만 m³의 공기를 흡입하며, 그중 70%에서 90%의 시간을 실내에서 보냅니다. 인체는 미세 입자를 흡입하여 호흡기에 침착합니다. 5~30㎛ 크기의 입자는 비인두에, 1~5㎛ 크기의 입자는 기관지와 폐에, 1㎛ 미만의 입자는 폐포 벽에 침착됩니다.
신선한 공기량이 부족한 실내에 장시간 머물게 되면 두통, 가슴 답답함, 피로감 등의 증상을 동반한 '실내 증후군'이 발생하기 쉽고, 호흡기 및 신경계 질환에도 걸리기 쉽습니다. 우리나라 국가표준 GB/T18883-2002에서는 신선한 공기량이 30m3/h 이상이어야 한다고 규정하고 있습니다.
청정실의 신선한 공기량은 다음 두 항목 중 최대값을 가져야 합니다.
가. 실내 배기량을 보상하고 실내 양압값을 확보하는 데 필요한 풍량의 합.
b. 클린룸 직원에게 필요한 신선한 공기를 확보하십시오. 클린룸 설계 기준에 따르면, 1인당 시간당 신선한 공기량은 40m³ 이상이어야 합니다.
3.2 안전한 생산: 습도, 온도 등의 환경적 매개변수를 제어함으로써 정전기 방전과 같은 안전 위험을 방지하여 생산 안전을 보장할 수 있습니다.
4. 규제 및 표준 요구 사항 충족
4.1 산업 표준: 많은 산업은 엄격한 청정도 기준(예: ISO 14644)을 준수하며, 생산은 특정 등급의 클린룸에서 이루어져야 합니다. 이러한 기준을 준수하는 것은 규제 요건일 뿐만 아니라 기업 경쟁력을 반영하는 요소이기도 합니다.
클린 워크벤치, 클린 셰드, 층류 전달창, 팬 필터 유닛 FFU, 클린 옷장, 층류 후드, 계량 후드, 클린 스크린, 셀프 클리너, 에어 샤워 시리즈 제품의 경우, 기존 제품의 청결도 테스트 방법을 표준화하여 제품의 신뢰성을 높이는 것이 필요합니다.
4.2 인증 및 심사: 제3자 인증기관의 심사를 통과하고 관련 인증(GMP, ISO 9001 등)을 취득하여 고객의 신뢰를 높이고 시장 진출을 확대합니다.
5. 기술 혁신을 촉진하다
5.1 R&D 지원: 클린룸은 첨단 제품 개발을 위한 이상적인 실험 환경을 제공하고 신제품 개발을 가속화하는 데 도움이 됩니다.
5.2 프로세스 최적화: 엄격하게 통제된 환경에서는 프로세스 변화가 제품 성능에 미치는 영향을 관찰하고 분석하는 것이 더 쉬워져 프로세스 개선을 촉진합니다.
6. 브랜드 이미지 강화
6.1 품질 보증: 높은 수준의 청정 생산 시설을 갖추면 브랜드 이미지를 향상시키고 제품 품질에 대한 고객의 신뢰를 높일 수 있습니다.
6.2 시장 경쟁력: 깨끗한 환경에서 생산되는 제품은 종종 높은 품질과 높은 신뢰성의 상징으로 여겨지며, 이는 기업이 치열한 시장 경쟁에서 두각을 나타내는 데 도움이 됩니다.
7. 수리 및 유지 보수 비용 절감
7.1 장비 수명 연장: 깨끗한 조건에서 작동하는 생산 장비와 도구는 부식과 마모에 덜 취약하여 서비스 수명이 연장되고 유지 관리 빈도와 비용이 줄어듭니다.
7.2 에너지 소비 감소: 클린룸의 설계와 관리를 최적화하여 에너지 효율을 높이고, 에너지 소비와 운영 비용을 절감합니다.
클린룸 운영 관리의 4가지 원칙:
1. 다음 물품은 반입하지 마십시오.
HEPA 필터 프레임은 누출될 수 없습니다.
설계된 압력은 실내에서 유지되어야 합니다.
작업자는 에어샤워 후 옷을 갈아입고 청정실로 들어가야 합니다.
모든 자재, 장비, 도구는 가져오기 전에 세척해야 합니다.
2. 생성하지 마십시오:
사람들은 먼지가 없는 옷을 입어야 합니다.
불필요한 행동을 줄이세요.
먼지가 발생하기 쉬운 재질은 사용하지 마세요.
불필요한 물품은 반입할 수 없습니다.
3. 다음을 축적하지 마십시오.
청소하기 어려운 모서리나 기계 주변은 없어야 합니다.
실내에서는 노출된 공기 덕트, 물 파이프 등을 최소화하도록 하세요.
세척은 표준 방법과 지정된 시간에 따라 수행되어야 합니다.
4. 즉시 제거하세요:
공기 교체 횟수를 늘리세요.
먼지가 발생하는 부분 근처의 배기.
제품에 먼지가 붙지 않도록 공기 흐름 모양을 개선하세요.
간단히 말해, 클린룸 환경 관리는 제품 품질 보장, 생산 효율 향상, 직원 건강 및 안전 보호, 규제 요건 충족, 기술 혁신 촉진, 그리고 브랜드 이미지 제고에 매우 중요합니다. 기업은 클린룸을 구축하고 유지 관리할 때 이러한 요소들을 충분히 고려하여 생산 및 연구개발(R&D)의 요구를 충족할 수 있도록 해야 합니다.
게시 시간: 2025년 2월 12일