클린룸은 주로 제조 또는 과학 연구 분야에서 사용되며, 먼지, 공기 중 미생물, 에어로졸 입자, 화학 증기 등의 오염 물질 농도가 낮은 제어된 환경입니다. 정확히 말하면, 클린룸은 특정 입자 크기의 입자 수를 입방미터당 일정 수준으로 제어한 환경을 의미합니다. 일반적인 도시 환경의 대기에는 직경 0.5 마이크론 이상의 입자가 입방미터당 3,500만 개 존재하는데, 이는 클린룸 기준 중 가장 낮은 수준인 ISO 9 등급의 클린룸에 해당합니다.
클린룸 개요
클린룸은 미세 입자가 제조 공정에 악영향을 미칠 수 있는 거의 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 크기와 복잡성이 다양하며, 반도체 제조, 제약, 바이오 기술, 의료 기기 및 생명 과학 분야는 물론 항공 우주, 광학, 군사 및 에너지 부문에서 흔히 사용되는 중요 공정 제조 분야에서 광범위하게 활용됩니다.
클린룸은 입자 오염을 줄이고 온도, 습도, 압력 등의 환경 변수를 제어하기 위해 마련된 밀폐된 공간을 말합니다. 핵심 구성 요소는 0.3 마이크론 이상의 입자를 걸러내는 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터입니다. 클린룸으로 유입되는 모든 공기는 HEPA 필터를 통과하며, 더욱 엄격한 청정 성능이 요구되는 경우에는 초저미립자 공기(ULPA) 필터가 사용됩니다.
클린룸에서 근무하도록 선발된 인원은 오염 제어 이론에 대한 광범위한 교육을 받습니다. 이들은 에어록, 에어 샤워 및/또는 가운 착용실을 통해 클린룸에 출입하며, 피부와 신체에서 자연적으로 발생하는 오염 물질을 차단하도록 설계된 특수 의복을 착용해야 합니다.
방의 분류 또는 기능에 따라 작업자의 복장은 실험복과 헤어넷처럼 간단한 것부터 자체 호흡 장치가 장착된 여러 겹의 방호복으로 완전히 감싸는 것까지 다양할 수 있습니다.
클린룸 복장은 착용자의 신체에서 물질이 방출되어 주변 환경을 오염시키는 것을 방지하기 위해 사용됩니다. 클린룸 복장 자체도 입자나 섬유를 방출해서는 안 되며, 이는 작업자에 의한 환경 오염을 막기 위함입니다. 이러한 작업자 오염은 반도체 및 제약 산업에서 제품 성능 저하를 초래할 수 있으며, 의료 산업에서는 의료진과 환자 간의 교차 감염을 유발할 수 있습니다.
클린룸 복장에는 부츠, 신발, 앞치마, 수염 덮개, 부팡 캡, 작업복, 안면 마스크, 가운/실험복, 장갑 및 손가락 보호대, 헤어넷, 후드, 소매 및 신발 덮개가 포함됩니다. 사용되는 클린룸 복장의 종류는 클린룸 및 제품 사양을 반영해야 합니다. 저등급 클린룸에서는 먼지나 오물이 유입되지 않도록 밑창이 완전히 매끄러운 특수 신발만 필요할 수 있습니다. 그러나 안전이 최우선이므로 신발 밑창은 미끄럼 방지 기능을 갖춰야 합니다. 일반적으로 클린룸에 들어가려면 클린룸복을 착용해야 합니다. 클래스 10,000 클린룸에서는 간단한 작업복, 머리 덮개 및 덧신을 사용할 수 있습니다. 클래스 10 클린룸에서는 지퍼가 달린 작업복, 부츠, 장갑 및 완전한 호흡기 보호구를 착용하는 등 철저한 가운 착용 절차가 필요합니다.
클린룸 공기 흐름 원리
클린룸은 층류 또는 난류 공기 흐름 원리를 이용하는 HEPA 또는 ULPA 필터를 사용하여 미립자가 없는 공기를 유지합니다. 층류(또는 단방향) 공기 흐름 시스템은 여과된 공기를 일정한 흐름으로 아래쪽으로 보냅니다. 층류 공기 흐름 시스템은 일반적으로 일정한 단방향 흐름을 유지하기 위해 천장 전체에 적용됩니다. 층류 기준은 일반적으로 이동식 작업대(LF 후드)에 명시되어 있으며, ISO-1부터 ISO-4 등급의 클린룸에서 의무적으로 요구됩니다.
적절한 클린룸 설계는 전체 공기 분배 시스템을 포괄하며, 여기에는 적절한 하류 공기 회수 장치 설치가 포함됩니다. 수직 흐름 클린룸의 경우, 구역 외곽 벽면에 낮은 높이의 공기 회수 장치를 설치해야 합니다. 수평 흐름 클린룸의 경우, 공정 하류 경계에 공기 회수 장치를 설치해야 합니다. 천장에 공기 회수 장치를 설치하는 것은 적절한 클린룸 시스템 설계 원칙에 위배됩니다.
클린룸 분류
클린룸은 공기 청정도에 따라 분류됩니다. 미국 연방 표준 209(A~D)에서는 1세제곱피트(약 0.02m³)의 공기 중 0.5µm(약 0.5µm) 이상의 입자 수를 측정하고, 이 값을 기준으로 클린룸을 분류합니다. 이러한 미터법 표기법은 최신 버전인 209E 표준에서도 사용됩니다. 연방 표준 209E는 미국에서 사용되고 있으며, 국제 표준화 기구(ISO)의 TC 209도 최신 표준입니다. 두 표준 모두 실험실 공기 중 입자 수를 기준으로 클린룸을 분류합니다. 클린룸 분류 표준인 FS 209E와 ISO 14644-1은 클린룸 또는 클린 구역의 청정도를 분류하기 위해 특정 입자 수 측정 및 계산 방법을 요구합니다. 영국에서는 영국 표준 5295를 사용하여 클린룸을 분류하고 있으며, 이 표준은 곧 BS EN ISO 14644-1로 대체될 예정입니다.
클린룸은 단위 부피당 허용되는 입자의 수와 크기에 따라 분류됩니다. "클래스 100" 또는 "클래스 1000"과 같은 큰 숫자는 FED_STD-209E 표준을 참조하며, 단위 부피(입방피트)당 허용되는 0.5µm 이상의 입자 수를 나타냅니다. 이 표준은 보간법도 허용하므로 "클래스 2000"과 같이 표현하는 것도 가능합니다.
작은 숫자는 ISO 14644-1 표준을 참조하며, 이 표준은 공기 1세제곱미터당 허용되는 0.1µm 이상의 입자 수의 십진 로그 값을 규정합니다. 예를 들어, ISO 5등급 클린룸은 공기 1세제곱미터당 최대 10⁵ = 100,000개의 입자를 허용합니다.
FS 209E와 ISO 14644-1 모두 입자 크기와 입자 농도 사이에 로그-로그 관계가 있다고 가정합니다. 따라서 입자 농도가 0인 경우는 존재하지 않습니다. 일반적인 실내 공기는 대략 ISO 9 등급(등급 1,000,000)에 해당합니다.
ISO 14644-1 클린룸 표준
| 수업 | 최대 입자 수/m³ | FED STD 209E 동등 | |||||
| >=0.1 µm | >=0.2 µm | >=0.3 µm | >=0.5 µm | >=1 µm | >=5 µm | ||
| ISO 1 | 10 | 2 | |||||
| ISO 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ISO 3 | 1,000 | 237 | 102 | 35 | 8 | 1반 | |
| ISO 4 | 10,000 | 2,370 | 1,020 | 352 | 83 | 10학년 | |
| ISO 5 | 10만 | 23,700 | 10,200 | 3,520 | 832 | 29 | 100반 |
| ISO 6 | 1,000,000 | 237,000 | 102,000 | 35,200 | 8,320 | 293 | 1000번째 클래스 |
| ISO 7 | 352,000 | 83,200 | 2,930 | 10,000번째 클래스 | |||
| ISO 8 | 3,520,000 | 832,000 | 29,300 | 10만 번째 클래스 | |||
| ISO 9 | 35,200,000 | 8,320,000 | 293,000 | 실내 공기 | |||
게시 시간: 2023년 3월 29일