클린룸에 대한 분류 영향

클린룸 용어와 표준에 익숙하지 않은 분들을 돕기 위해 아래에서 클린룸 분류에 영향을 받는 몇 가지 클린룸 설계 요소를 확인하실 수 있습니다.

클린룸 분류란 무엇인가요?
클린룸의 등급은 0.1마이크론에서 0.5마이크론에 이르는 다양한 크기의 입자 농도에 따라 결정되며, ISO 14644-1에 따라 등급이 결정됩니다.

ISO 표준 14644-1(ISO 5, 6, 7, 8)이 1999년에 연방 표준 209 분류(클래스 100, 클래스 10,000, 클래스 100,000)를 대체했지만(2015년에 개정), 많은 기업이 기존의 클래스 100, 클래스 10,000, 클래스 100,000 용어를 계속 사용하고 있습니다.

1) 분류된 객실의 레이아웃 및 수량
클린룸 분류는 시설의 레이아웃에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 통제되지 않은 환경에서 바로 ISO 8 클린룸에 들어갈 수 있습니다. 반면에 ISO 6 환경에 들어가기 전에 최소 하나의 에어락이 필요합니다(저는 두 개를 권장합니다). 공간을 계획할 때 이 점을 염두에 두는 것이 중요합니다.

2) HVAC 시스템
클린룸은 단순히 벽과 천장이 아닙니다. 클린룸의 핵심은 공기 처리 시스템(HVAC)입니다. 클린룸 HVAC는 공기 공급량, 공기 흐름 패턴, 고효율 필터 사용, 실내 가압 등 기존 시스템과 다른 점이 많습니다. 요구되는 공기 청정도를 충족하려면 공기가 HEPA 필터를 통과해야 합니다. ISO 등급이 낮을수록 공기를 HEPA 필터에 더 자주 통과시켜야 합니다. 이를 시간당 공기 교환량(ACH)이라고 합니다. 따라서 HVAC에 필요한 공기 흐름(분당 입방 피트(CFM))은 ACH와 실내 용적을 사용하여 계산됩니다.

2.1) 시간당 공기 변화(ACH)
클린룸 내부의 원하는 청정도에 도달하기 위해 HVAC 시스템은 시간당 공기 변화량(ACH)과 시간당 여러 번 클린룸으로 순환하는 HEPA 필터링 공기를 결합합니다. 필요한 ACH는 아래 그림과 같이 충족해야 하는 ISO 등급에 따라 결정됩니다. 이에 비해 일반 HVAC 시스템은 일반적으로 시간당 2~4회의 공기 교환이 이루어지는 반면, 클린룸에서는 10~250회 또는 그 이상의 공기 교환이 이루어질 수 있습니다.

2.2) 공기 흐름(CFM)
필요한 ACH와 클린룸 내 각 기밀실의 크기를 파악하면 대략적인 필요 공기 유량(CFM: 분당 입방 피트)을 계산할 수 있습니다.

2.3) HEPA 필터
실내가 깨끗할수록(ISO 5 대 ISO 8) 필요한 HEPA 필터의 개수가 많아집니다.

일반적으로 HEPA 필터는 400~700CFM을 공급할 수 있습니다. 필터마다 성능이 다르므로 디자인에 사용하는 HEPA 필터의 성능을 확인해야 합니다. 계산을 위해 평균 수치인 500 CFM을 사용하겠습니다.

예를 들어, 10' x 15' x 8' 크기의 작은 방에 50 ACH(ISO 7)가 필요한 경우 1,000 CFM이 필요하므로 2개의 HEPA 필터가 필요합니다.

2.4) 낮은 공기 회수율
일반적으로 HEPA 필터의 수와 거의 같은 수의 저공기 환기 필터가 필요합니다. 그러나 HEPA 필터와 마찬가지로 공기 회수 모델마다 다릅니다. 시중에 나와 있는 모든 모델이 다르기 때문에 공기 회수량은 용량에 따라 달라집니다. HEPA 필터가 실내로 허용하는 것보다 더 많은 공기를 처리할 수 있는지 또는 더 적은 공기를 처리할 수 있는지에 따라 공기 재순환의 수가 HEPA 필터의 수보다 많거나 적을 수 있습니다.

2.5) 가압
클린룸은 양압으로 유지되지만, 음압으로 유지해야 하는 위험 제품을 취급하는 경우를 제외하고는 양압으로 유지됩니다. 양압은 공기가 실내로 유입되는 대신 실내 밖으로 흐르게 합니다. 즉, 클린룸의 공기가 실내로 유입되는 대신 외부로 누출되는 경향이 있어 여과되지 않은 공기나 공기 미립자가 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.

통제되지 않은 환경의 입자로 인한 객실 오염을 방지하기 위해 기밀 구역과 통제되지 않은 공간 사이에 대기실을 추가하고 이 대기실의 압력을 높여 에어록 역할을 합니다.

차압은 오염 물질과 입자가 저압 측에서 고압 측으로 이동하는 것을 방지합니다. 따라서 압력 캐스케이드는 클린룸 청결의 핵심입니다.

그러나 위험 제품의 경우, 위험 제품에 의해 오염될 수 있는 공기가 실내로 빠져나가지 못하도록 압력을 음압으로 설정하는 반대 효과를 원합니다.

3) 클래스를 유지하는 데 도움이 되는 풀 플러시 디자인
풀 플러시 설계는 ISO 14464-1 표준 어디에도 언급되어 있지 않지만, 가장 낮은 등급(ISO 7 이하)에서는 적극 권장됩니다. 이렇게 하면 검증 프로세스가 용이해질 뿐만 아니라 일상적인 청소 작업도 훨씬 쉬워집니다. 시운전 및 인증 시 원하는 클린룸 등급에 도달하는 것도 중요하지만, 직원들이 내부에서 일하는 동안 매일 깨끗하게 유지하는 것은 더 어려운 작업입니다. 청소하기 쉬운 벽과 완전 플러시 디자인(벽과 벽, 벽과 천장, 벽과 바닥, 창문, 조명, 공기 환기구)을 사용하면 유지보수 작업이 훨씬 쉬워집니다.