4-2. 클린룸에 대하여 다음을 각각 설명하시오. 1) 클린룸 정의 2) 적용분야(산업용 클린룸, 바이오 클린룸) 3) 클린룸 기류 방식별 특징 가. 층류방식(수직층류, 수평층류) 나. 난류방식 다. 오픈 베이(Open Bay)방식 4) 클린룸 관리 기본원칙가. 기본 4원칙 나. 고려사항 다. 조치 및 보완사항

1) 클린룸 정의

클린룸(Cleanroom)은 공기 중의 입자, 미생물, 에어로졸 입자, 화학적 증기 등의 오염 물질을 최소한으로 관리하는 특수하게 설계된 환경입니다. 특정 공간 내의 공기 중 입자 수를 규정된 수준 이하로 유지하여 제품 생산 또는 연구 과정에서 오염을 방지하는 것이 주 목적입니다. 클린룸의 청정도는 특정 입자 크기 이상인 입자의 개수를 기준으로 등급이 분류됩니다.

2) 적용분야(산업용 클린룸, 바이오 클린룸)

• 산업용 클린룸: 제품의 품질 및 성능에 미세한 입자가 부정적인 영향을 미칠 수 있는 산업 분야에 적용됩니다.
  • 반도체 산업: 집적 회로, 마이크로프로세서 등 초정밀 반도체 제조 공정
  • 정밀 기계 산업: 광학 기기, 정밀 베어링, 정밀 기어 등 초정밀 부품 제조 공정 * 우주 항공 산업: 인공위성, 우주선 등 고도의 신뢰성을 요구하는 장비 조립 공정  
     
  • 식품 산업: 특정 식품 제조 환경에서 미생물 오염 방지를 위한 청정 구역
  • 자동차 산업: 센서, 전자 제어 장치 등 민감한 부품 제조 공정
• 바이오 클린룸: 생물학적 오염 물질(세균, 바이러스, 곰팡이, 미생물, 엔도톡신 등)의 제어가 중요한 분야에 적용됩니다.
  • 제약 산업: 주사제, 항생제 등 멸균 의약품 제조 공정
  • 생명 공학 산업: 세포 치료, 유전자 치료, 바이오 의약품 연구 및 생산 공정
  • 병원 및 의료 시설: 수술실, 격리 병실, 제약 조제실, 연구 실험실
  • 화장품 산업: 특정 무균 또는 저자극성 화장품 제조 공정

3) 클린룸 기류 방식별 특징

• 가. 층류 방식 (Laminar Flow): 공기가 일정한 속도로 한 방향으로 흐르는 방식입니다. 난류 발생을 최소화하여 오염 물질이 특정 방향으로 이동하도록 유도합니다.
  • 수직 층류 (Vertical Laminar Flow): 천장 전체에 설치된 HEPA 필터를 통해 깨끗한 공기가 수직으로 바닥면 전체로 공급되고, 바닥의 그리드 또는 덕트를 통해 배출됩니다. 오염 물질이 작업 영역에서 아래로 쓸려 내려가는 효과가 있어 고청정도를 요구하는 작업에 적합합니다.
  • 수평 층류 (Horizontal Laminar Flow): 한쪽 벽면 전체에 설치된 HEPA 필터를 통해 깨끗한 공기가 수평으로 흐르고, 반대쪽 벽면으로 배출됩니다. 작업자가 공기 흐름의 하류에 위치하여 오염 물질로부터 보호받는 형태입니다.
  • 특징: 높은 청정도를 유지할 수 있으며, 특정 방향으로 오염 물질을 효과적으로 제거합니다. 하지만 초기 투자 비용 및 유지 관리 비용이 높고, 넓은 공간에는 적용이 어려울 수 있습니다.
• 나. 난류 방식 (Turbulent Flow): 깨끗한 공기가 천장의 디퓨저를 통해 공급되고, 벽면 하부의 배기구를 통해 배출되는 방식으로, 공기가 불규칙하게 혼합되는 흐름을 형성합니다. 실내 공기를 희석하고 필터를 통해 오염 물질을 제거하는 방식입니다.
  • 특징: 초기 투자 비용 및 유지 관리 비용이 층류 방식에 비해 저렴하며, 넓은 공간에도 적용이 용이합니다. 하지만 청정도는 층류 방식에 비해 낮습니다.
• 다. 오픈 베이 (Open Bay) 방식: 특정 구역을 완전히 밀폐하지 않고, HEPA 필터 등으로 처리된 깨끗한 공기를 커튼처럼 흘려보내 오염 물질의 유입을 막는 방식입니다. 대형 장비 설치 공간이나 특정 공정 구역에 부분적으로 적용될 수 있습니다.
  • 특징: 넓은 공간에 비교적 저렴하게 청정 환경을 구축할 수 있습니다. 하지만 주변 환경의 영향을 받기 쉽고, 청정도는 다른 방식에 비해 낮을 수 있습니다.

4) 클린룸 관리 기본원칙

• 가. 기본 4원칙: 클린룸의 청정도를 유지하기 위한 기본적인 원칙입니다.
  • 청정 공기 공급 (Clean Air Supply): HEPA 필터 또는 ULPA 필터 등을 사용하여 외부 공기 또는 순환 공기 중의 입자 및 미생물을 효과적으로 제거한 깨끗한 공기를 클린룸 내부에 공급해야 합니다.
  • 오염원 관리 (Control of Contaminants): 클린룸 내부에서 발생하는 오염 물질의 양을 최소화해야 합니다. 이는 인원, 장비, 자재, 공정 등을 효과적으로 관리함으로써 이루어집니다.
  • 공기 흐름 제어 (Control of Airflow): 클린룸 내부의 공기 흐름을 적절하게 제어하여 발생한 오염 물질을 신속하게 제거하고, 외부로부터의 오염 물질 유입을 방지해야 합니다.
  • 청정도 유지 (Cleanliness Maintenance): 정기적인 청소, 소독, 필터 교체 등을 통해 클린룸의 청정도를 지속적으로 유지해야 합니다.
• 나. 고려사항: 클린룸 관리에 있어 중요한 고려사항입니다.
  • 인원 관리: 클린룸 출입 절차 준수, 방진복 착용, 올바른 행동 수칙 교육 등 인원에 의한 오염을 최소화해야 합니다.
  • 자재 및 장비 관리: 클린룸 내에 반입되는 모든 자재 및 장비는 사전에 철저히 세척 및 소독되어야 하며, 가능한 한 오염 발생 가능성이 낮은 재질을 사용해야 합니다.
  • 청소 및 소독: 정해진 주기에 따라 클린룸 내부를 청소 및 소독하고, 사용되는 세정제 및 소독제는 클린룸 환경에 적합한 것을 선택해야 합니다.
  • 모니터링: 정기적으로 공기 중 입자 수, 미생물 농도, 온도, 습도, 차압 등을 측정하여 클린룸의 청정도를 확인하고 관리 기준을 벗어나는 경우 즉시 조치를 취해야 합니다.
  • 유지보수: 공조 설비, 필터, 클린룸 구조물 등을 정기적으로 점검하고 유지보수하여 클린룸의 기능을 최적의 상태로 유지해야 합니다.
• 다. 조치 및 보완사항: 클린룸 관리 과정에서 발생할 수 있는 문제점에 대한 조치 및 보완 사항입니다.
  • 오염 발생 시 원인 분석 및 제거: 클린룸 청정도가 기준치를 벗어나는 경우, 오염 발생 원인을 신속하게 파악하고 제거해야 합니다.
  • 청소 및 소독 절차 강화: 오염 발생 빈도가 높거나 심각한 오염이 발생한 경우, 청소 및 소독 주기를 단축하거나 방법을 강화해야 합니다.
  • 필터 교체 주기 점검 및 교체: 필터의 수명이 다 되었거나 성능 저하가 확인된 경우, 즉시 새 필터로 교체해야 합니다.
  • 시설 개선: 클린룸의 설계 또는 시공상의 문제로 인해 청정도 유지가 어렵다고 판단되는 경우, 시설 개선을 고려해야 합니다.
  • 작업자 교육 강화: 작업자의 부주의로 인한 오염 발생을 줄이기 위해 정기적인 교육 및 훈련을 실시해야 합니다.
  • 정기적인 성능 평가 및 인증: 클린룸의 성능을 정기적으로 평가하고, 필요에 따라 외부 기관의 인증을 받아 객관적인 신뢰성을 확보해야 합니다.