"불순물로 인한 오작동 꼼짝마"…습도ㆍ소음까지 제어
첨단제품 생산위한 '청정공간'
첨단제품 생산위한 '청정공간'
반도체와 라면, 디지털카메라, 의약품의 공통점은 무엇일까요? 정답은 이 제품들 모두 공기 중의 먼지 등 불순물이 거의 없는 청정공간(클린룸)에서 생산된다는 점입니다. 식품이나 의약품은 인간이 섭취해야 하므로 청결해야 합니다. 반도체나 LCD, 디지털카메라 같은 첨단 IT제품의 경우도 아주 작은 미세먼지로 인해 오작동이 발생할 수 있어 반드시 엄격하게 통제된 클린룸 내에서만 생산해야 합니다. 클린룸의 정의와 등급, 종류에 대해 알아보겠습니다.
클린룸은 공기 중에 존재하는 입자는 물론 공간 내부 온도와 습도, 공기압, 진동, 소음, 밝기 등의 조건을 원하는 대로 제어할 수 있는 밀폐된 공간을 의미합니다. 제품의 특성에 맞춰 생산에 요구되는 온도와 습도를 유지하고, 정밀한 제품을 만들기 위해 소음과 진동을 제어하는 일도 중요합니다.
클린룸에는 이같은 다양한 요소 조건들을 적절히 제어하기 위한 4대 원칙이 있습니다. △먼지와 미생물이 실내로 침투하는 것을 방지(침투 방지)하고 △실내에서 먼지나 미생물이 발생하는 것을 방지(발생 방지)하며 △실내에 먼지가 쌓이거나 미생물의 활동을 방지(누적 방지)하고 △실내의 먼지와 미생물을 신속히 제거(신속 제거)해야 하는 것입니다.
이같이 철저히 통제되는 청정공간에서는 어떤 제품들이 만들어질까요? 클린룸은 첨단 반도체와 브라운관, LCD, PDP, AM OLED 등 디스플레이는 물론 가전제품, 휴대폰, 컴퓨터, 식품, 음료, 의약품, 포장용기, 광학렌즈, 필름, 시계, 카메라, 현미경, 통신장비 등 정밀기기에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있습니다.
클린룸은 작업 용도에 따라 알맞은 청정도의 시설을 구축하게 됩니다. 물론 어떤 제품을 제조하더라도 청정도가 높을수록 좋겠지만 그만큼 구축비용과 유지비용이 많이 들어 사용 목적에 적합한 클린룸을 구축하는 것이 통례입니다.
클린룸의 청정도는 클래스(Class)라는 단위를 사용합니다. 클래스 뒤에는 숫자가 표기되는데 이 숫자는 가로와 세로, 높이가 각각 1피트인 정육면체 공간당 포함하고 있는 0.5㎛크기의 먼지 개수를 뜻합니다. 예를 들어 클래스 1000은 1세제곱피트당 크기가 0.5㎛인 먼지가 1000개 가량 포함된 공간을 의미합니다. 이 수준의 청정도는 컴퓨터 하드디스크드라이브를 조립하거나 카메라용 필름을 생산하기에는 괜찮은 환경이지만 디스플레이용 액정장치를 제조하기는 무리인 수준입니다.
반도체를 예로 들면 대규모집적(LSI)반도체의 경우 웨이퍼 공정(전공정)에는 Class 1∼Class 100의 높은 청정도를 요구하지만, LSI의 조립과 검사공정 등 후공정은 Class 100∼Class 10만까지도 가능하다는 게 업계의 설명입니다.
클린룸은 내부 공기가 순환하는 방식에 따라 수직층류방식, 수평층류방식, 비층류방식(난류) 등 3가지로 구분할 수 있습니다.
수직층류 방식은 천정으로부터 외부 공기를 유입하고 내부공기는 바닥을 통해 내보내는 방식입니다. 따라서 항상 공기는 위에서 아래로 움직이게 되며 중력의 방향와 같아 효과적입니다. 다만 클린룸 시공시 클린룸 바닥부에 공기 순환을 위한 일정 공간을 확보해야 합니다. 대부분 반도체 및 LCD 공정에서 사용하고 있습니다.
수평층류방식은 공기를 좌에서 우로 수평으로 흐르게 하는 방식이며, 난류방식은 천정 중앙에서 유입된 공기가 좌우로 나뉘어 바닥면을 향에 비스듬히 흐르는 하는 방식입니다. 각각 공기의 흐름은 다르지만, 여러 단계의 필터를 사용해 걸러 깨끗한 공기를 내부로 공급하고 불순물을 포함한 내부 공기는 외부로 다시 빼내어 청정도를 유지한다는 기본원칙에는 변함이 없습니다. 내부 기압을 외부보다 약간 높게 유지해 외부로부터 예기치 않은 공기유일을 막는 일도 중요합니다.
클린룸은 청정도 유지를 위한 다양한 설비를 갖추고 있습니다. 클린룸을 출입할 때 입는 방진복을 보관하는 `클린락커'와 인원 출입시 고압의 공기를 쏴 먼지를 제거하는 `에어샤워' 시설, 외부 물건을 클린룸으로 안전하게 반입하기 위한 `패스박스', 클린룸에 깨끗한 공기를 공급하는 `팬필터유닛', 클린룸 내부와 외부의 기압차를 고려해 출입구를 제어하는 `릴리프 댐퍼'등이 있습니다.
<자료제공 : HNC>
김영은기자 link@
클린룸은 공기 중에 존재하는 입자는 물론 공간 내부 온도와 습도, 공기압, 진동, 소음, 밝기 등의 조건을 원하는 대로 제어할 수 있는 밀폐된 공간을 의미합니다. 제품의 특성에 맞춰 생산에 요구되는 온도와 습도를 유지하고, 정밀한 제품을 만들기 위해 소음과 진동을 제어하는 일도 중요합니다.
클린룸에는 이같은 다양한 요소 조건들을 적절히 제어하기 위한 4대 원칙이 있습니다. △먼지와 미생물이 실내로 침투하는 것을 방지(침투 방지)하고 △실내에서 먼지나 미생물이 발생하는 것을 방지(발생 방지)하며 △실내에 먼지가 쌓이거나 미생물의 활동을 방지(누적 방지)하고 △실내의 먼지와 미생물을 신속히 제거(신속 제거)해야 하는 것입니다.
이같이 철저히 통제되는 청정공간에서는 어떤 제품들이 만들어질까요? 클린룸은 첨단 반도체와 브라운관, LCD, PDP, AM OLED 등 디스플레이는 물론 가전제품, 휴대폰, 컴퓨터, 식품, 음료, 의약품, 포장용기, 광학렌즈, 필름, 시계, 카메라, 현미경, 통신장비 등 정밀기기에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있습니다.
클린룸은 작업 용도에 따라 알맞은 청정도의 시설을 구축하게 됩니다. 물론 어떤 제품을 제조하더라도 청정도가 높을수록 좋겠지만 그만큼 구축비용과 유지비용이 많이 들어 사용 목적에 적합한 클린룸을 구축하는 것이 통례입니다.
클린룸의 청정도는 클래스(Class)라는 단위를 사용합니다. 클래스 뒤에는 숫자가 표기되는데 이 숫자는 가로와 세로, 높이가 각각 1피트인 정육면체 공간당 포함하고 있는 0.5㎛크기의 먼지 개수를 뜻합니다. 예를 들어 클래스 1000은 1세제곱피트당 크기가 0.5㎛인 먼지가 1000개 가량 포함된 공간을 의미합니다. 이 수준의 청정도는 컴퓨터 하드디스크드라이브를 조립하거나 카메라용 필름을 생산하기에는 괜찮은 환경이지만 디스플레이용 액정장치를 제조하기는 무리인 수준입니다.
반도체를 예로 들면 대규모집적(LSI)반도체의 경우 웨이퍼 공정(전공정)에는 Class 1∼Class 100의 높은 청정도를 요구하지만, LSI의 조립과 검사공정 등 후공정은 Class 100∼Class 10만까지도 가능하다는 게 업계의 설명입니다.
클린룸은 내부 공기가 순환하는 방식에 따라 수직층류방식, 수평층류방식, 비층류방식(난류) 등 3가지로 구분할 수 있습니다.
수직층류 방식은 천정으로부터 외부 공기를 유입하고 내부공기는 바닥을 통해 내보내는 방식입니다. 따라서 항상 공기는 위에서 아래로 움직이게 되며 중력의 방향와 같아 효과적입니다. 다만 클린룸 시공시 클린룸 바닥부에 공기 순환을 위한 일정 공간을 확보해야 합니다. 대부분 반도체 및 LCD 공정에서 사용하고 있습니다.
수평층류방식은 공기를 좌에서 우로 수평으로 흐르게 하는 방식이며, 난류방식은 천정 중앙에서 유입된 공기가 좌우로 나뉘어 바닥면을 향에 비스듬히 흐르는 하는 방식입니다. 각각 공기의 흐름은 다르지만, 여러 단계의 필터를 사용해 걸러 깨끗한 공기를 내부로 공급하고 불순물을 포함한 내부 공기는 외부로 다시 빼내어 청정도를 유지한다는 기본원칙에는 변함이 없습니다. 내부 기압을 외부보다 약간 높게 유지해 외부로부터 예기치 않은 공기유일을 막는 일도 중요합니다.
클린룸은 청정도 유지를 위한 다양한 설비를 갖추고 있습니다. 클린룸을 출입할 때 입는 방진복을 보관하는 `클린락커'와 인원 출입시 고압의 공기를 쏴 먼지를 제거하는 `에어샤워' 시설, 외부 물건을 클린룸으로 안전하게 반입하기 위한 `패스박스', 클린룸에 깨끗한 공기를 공급하는 `팬필터유닛', 클린룸 내부와 외부의 기압차를 고려해 출입구를 제어하는 `릴리프 댐퍼'등이 있습니다.
<자료제공 : HNC>
김영은기자 link@
