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방진설비

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방진설비는 환경에서 발생하는 먼지, 분진, 연기 등의 유해 물질로부터 작업장이나 기계, 제품을 보호하기 위해 설치되는 중요한 설비이다.

개요

방진설비는 공장, 연구소, 병원, 클린룸 등의 작업 환경에서 공기 중의 먼지, 입자, 미세 오염 물질을 제어하여 청정한 환경을 유지하기 위한 시스템이다. 이러한 설비는 특히 반도체 제조, 제약, 생명공학, 전자기기 제조 등 청정도가 중요한 산업에서 필수적이다.

방진설비는 공기 중에 떠다니는 먼지와 미세 입자를 제어하고 제거하는 역할을 한다. 이러한 설비는 다양한 공정에서 제품의 품질을 유지하고, 작업자의 건강을 보호하며, 정밀한 작업을 위해 필수적이다.

구성 요소

방진설비는 보통 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있다.

1. 필터 시스템
  • 프리 필터: 큰 입자를 제거하며, 주로 G1~G4 등급이 사용된다.
  • HEPA(고효율 입자 공기) 필터: 0.3µm 이상의 입자를 99.97% 이상 제거한다.
  • ULPA(초고효율 입자 공기) 필터: 0.1µm 이상의 입자를 99.999% 이상 제거한다.
2. 공기 순환 시스템
  • 공기 순환 시스템은 실내 공기를 빠르게 순환시켜 오염 물질을 제거하고, 일정한 기압을 유지해 외부 오염물질이 유입되지 않도록 한다.
  • 공기 흐름을 제어하는 송풍기와 덕트가 포함된다.
3. 클린룸 제어 장비
  • 차압 제어기: 실내외 압력을 제어하여 먼지 유입을 방지한다.
  • 습도 및 온도 제어기: 온도와 습도를 조절하여 정밀한 작업 환경을 조성한다.
4. 오염 물질 모니터링 장비
  • 실시간으로 공기 중의 입자 농도와 기타 오염 물질을 모니터링하여 설비의 효율성을 유지한다.

방진설비의 종류

  • 국소 방진설비: 특정 작업 공간의 오염을 방지하기 위한 장치이다. 대표적인 예로는 후드형 방진설비가 있으며, 주로 국소적인 오염원 근처에 설치된다.
  • 전면 방진설비: 넓은 공간에 대해 청정도를 유지하는 설비로, 클린룸이 대표적이다. 공기 흐름을 조절하여 전체 작업 공간의 청정도를 유지한다.
  • 음압 또는 양압 방진설비: 방 내부의 압력을 조절하여 오염물질이 특정 방향으로 유입되거나 배출되지 않도록 한다. 예를 들어, 병원 음압 병실에서는 병실 내의 오염된 공기가 외부로 유출되지 않도록 음압을 유지한다.

방진설비 설치 방법

  • 작업장 분석: 방진장치를 설치하기 전에 작업장의 특성을 분석해야 한다. 작업장의 크기, 먼지 발생원, 물질의 특성 등을 고려하여 적절한 방진장치를 선택해야 한다.
  • 위치 선정: 방진설비는 작업장에서 먼지 발생원의 가까운 위치에 설치해야 한다. 먼지 발생원과 방진장치 사이에는 최소한의 거리가 필요하며, 먼지가 흡입되기 쉬운 위치에 설치해야 한다.
  • 설치 방법: 방진설비는 작업장의 벽면 또는 천장에 부착되거나 독립적인 기계로 설치될 수 있다. 설치 전에는 기계의 안전한 고정과 안정성을 확인해야 한다.

방진설비 유지 관리 요령

  • 정기 점검: 방진설비는 정기적으로 점검되어야 한다. 필터나 배기구 등이 막히거나 손상되었는지 확인하고, 필요에 따라 교체 및 수리 작업을 진행해야 한다.
  • 청소 및 소독: 방진설비는 먼지와 같은 유해 물질의 축적으로 인해 성능이 저하될 수 있다. 따라서 정기적인 청소 및 소독이 필요하다. 청소 시에는 안전한 방법을 사용하고, 규정에 따라 적절한 방진장치 청소용품을 사용해야 한다.
  • 기록 관리: 방진설비의 유지 관리 기록을 작성하고 관리해야 한다. 정기 점검일, 교체일, 수리 내역 등을 기록하여 필요한 경우에 참고할 수 있도록 해야 한다.
  • 교육과 훈련: 작업자들은 방진장치의 유지 관리에 대해 충분히 교육되어야 한다. 작업자들은 방진장치의 사용법, 유지 관리 방법, 안전한 작업 방법 등을 숙지하고 지속적으로 훈련을 받아야 한다.

방진설비의 적용 분야

방진설비는 반도체, 제약, 식품 제조, 병원, 생명공학 연구소 등 다양한 분야에 걸쳐 필수적으로 사용된다다. 특히, 반도체 제조 분야에서는 미세한 입자가 제품의 불량을 초래할 수 있어 고도화된 방진설비가 요구된다.

  • 반도체 제조: 매우 높은 청정도를 요구하는 반도체 제조 클린룸에서는 HEPA 및 ULPA 필터가 사용된다.
  • 제약 산업: 무균 상태를 유지하기 위해 고성능 필터 시스템이 적용되며, 특정 약품의 제조와 패키징 단계에서 방진설비가 필수적이다.

반도체 주요 방진설비

1. 클린룸(Clean Room)

반도체 제조에서는 클린룸이 필수적으로 사용된다. 공기 중 입자의 농도를 특정 수준 이하로 유지하며, 온도와 습도를 엄격하게 관리한다. ISO 등급에 따라 청정도가 결정되며, 반도체 공정에서는 주로 ISO Class 1~10 수준의 고청정도를 유지한다.

2. FFU(Fan Filter Unit)

FFU는 클린룸의 천장에 설치되어, 공기를 클린룸으로 필터링하고 순환시키는 역할을 한다. 각 유닛마다 팬과 필터가 내장되어 있어, 클린룸 내에 균일하고 청정한 공기 흐름을 제공합니다. 반도체 공정에서는 일반적으로 HEPA 또는 ULPA 필터가 탑재된 FFU를 사용하여, 미세 오염 물질을 걸러낸다.

3. HEPA 및 ULPA 필터

클린룸에 공급되는 공기 중 입자를 제거하기 위해 사용된다. HEPA 필터는 0.3µm 이상의 입자를 99.97% 제거하며, ULPA 필터는 0.12µm 이상의 입자를 99.999% 제거하여 더욱 높은 청정도를 유지한다. 반도체 공정에서는 특히 ULPA 필터가 주로 사용된다.

4. 에어 샤워(Air Shower)

작업자가 클린룸에 출입하기 전 먼지와 오염 물질을 제거하는 장치이다. 강력한 공기 흐름을 통해 작업자의 옷이나 장비에 묻은 입자를 제거하여, 클린룸으로 유입되는 오염 물질을 최소화한다.

5. 패스박스(Pass Box)

작업자가 클린룸 외부에서 내부로 물품을 전달할 때 사용된다. UV 램프나 HEPA 필터가 장착된 패스박스는, 물품을 클린룸에 반입하기 전에 미세한 오염 물질을 제거한다. 반도체 공정에서는 특히 다이내믹 패스박스를 사용해 청정 상태를 더욱 철저히 유지한다.

6. LAF(Laminar Air Flow) 장치

일정한 방향으로 균일한 속도의 공기를 공급하여 공기 흐름을 통제하는 장치이다. LAF는 공정 중 발생할 수 있는 입자를 빠르게 제거하며, 반도체 공정에서는 수직 또는 수평으로 흐르는 LAF 장치를 사용하여 작업대 위의 청정도를 유지한다.

7. SMIF(Semiconductor Manufacturing Interface) 시스템

웨이퍼와 같이 민감한 반도체 소재를 보호하기 위한 시스템으로, 웨이퍼 캐리어나 장비에 입자가 닿지 않도록 공정 단계 간에 청정도를 유지한다. SMIF는 외부 오염 물질로부터 반도체 공정을 보호하는 데 필수적이다.

8. 입자 모니터링 장비

반도체 공정에서 공기 중 입자 수를 실시간으로 감시하고 기록하여 청정도를 모니터링한다. 이를 통해 클린룸이나 설비의 성능을 점검하고, 오염 발생 시 즉각적으로 대처할 수 있다.

참고자료

같이 보기


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