클린룸이란?
공기 중 미립자, 미생물, 온·습도, 압력, 기류 등을
엄격하게 제어하여 특정 수준의 청정도를 유지하는 공간을 의미합니다.
클린룸은 단순히 ‘깨끗한 공간’이 아니라,
제품 품질·공정 안정성·인체 안전을 동시에 확보하기 위한 핵심 생산 인프라로서
반도체, 디스플레이, 제약, 바이오, 의료기기, 식품 등 다양한 산업에서 필수적으로 적용되고 있습니다.
따라서, 클린룸은 정밀 산업과 생명 산업을 위한 고도 제어 환경입니다.
클린룸(세미클린룸)
클린룸(Cleanroom)의 정의
ICR과 BCR의 개념적 차이
ICR / BCR 기본 개념
-
ICR (Industrial Clean Room)
반도체·전자·디스플레이 산업을 위한 입자 제어 중심 클린룸
-
BCR (Bio Clean Room)
제약·바이오·의료 산업을 위한 미생물 제어 중심 클린룸
개념 비교 표
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| 구분 | ICR (Industrial Clean Room) | BCR (Bio Clean Room) |
|---|---|---|
| 정의 | 산업용 클린룸 | 바이오·제약용 클린룸 |
| 주요 목적 | 미세먼지(Particle) 제어 | 미생물(Microorganism) 제어 |
| 관리 대상 | 입자, 분진, 정전기 | 세균, 바이러스, 미생물 |
| 적용 기준 | ISO 14644 | GMP, cGMP, ISO 14644 |
| 대표 산업 | 반도체, 디스플레이, 전자 | 제약, 바이오, 의료 |
| 공기 흐름 | 층류(Laminar Flow) 중심 | 난류 + 압력 제어 |
| 필터 시스템 | HEPA / ULPA | HEPA + 멸균 시스템 |
| 설계 난이도 | ★★★☆☆ | ★★★★★ |
| 유지관리 난이도 | 중간 | 매우 높음 |
| 공사비 수준 | 중간 | 높음 |
ICR과 BCR의 관리 항목별 차이
관리 중요도 비교표
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| 관리 항목 | ICR | BCR |
|---|---|---|
| 입자 관리 | 매우 중요 | 중요 |
| 미생물 관리 | 낮음 | 매우 중요 |
| 온도·습도 | 중요 | 중요 |
| 압력 차압 | 보통 | 중요 |
| 기류 제어 | 매우 중요 | 중요 |
| 정전기 관리 | 매우 중요 | 낮음 |
| 교차오염 방지 | 낮음 | 매우 중요 |
| 멸균·살균 | 필요 없음 | 필수 |
- 핵심 요약
- 먼지 제거 중심
- 균 제거 중심
국제 표준 기준
- ISO 14644-1 : 공기 중 입자 수 기준으로 청정도 등급 규정
- GMP / cGMP : 제약·바이오 공정 기준
- FED-STD-209E : 미국 연방 규격(현재는 ISO 기준으로 전환)
산업 분야별 클린룸 용도 및 관리 항목
산업별 클린룸 적용 현황
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| 산업 분야 | 주요 용도 | 핵심 관리 항목 | 청정도 기준 |
|---|---|---|---|
| 반도체 | 웨이퍼 제조, 포토 공정 | 입자, 온습도, 정전기 | ISO Class 1~5 |
| 디스플레이 | OLED/LCD 공정 | 입자, 기류 | ISO Class 3~6 |
| 전자부품 | PCB-SMT 조립 | 입자, 온습도 | ISO Class 5~8 |
| 제약 | 의약품 제조·충진 | 미생물, 차압 | GMP A~D |
| 바이오 | 세포·백신 생산 | 미생물, 교차오염 | GMP / BSL |
| 의료기기 | 조립·포장 | 입자·미생물 | ISO Class 7~8 |
| 식품 | 위생 생산라인 | 미생물, 위생 | HACCP |
| 화장품 | 충진·포장 | 미생물 관리 | ISO Class 7~8 |
| 연구소 | 실험·시험 | 입자·미생물 | ISO Class 5~8 |
클린룸과 세미클린룸의 차이
현재 시공되는 클린룸의 설계방식은 아래과 같이 크게 2가지의 설계방식으로 나뉩니다.
- 공조실을 따로 만들고 클린룸전체의 온도,습도 청정도를 관리하기 위한 대형 환기팬이 부착된 ACU(Air Handling Unit)를 설치해서 급기 Duct시설을 통해 필터를 장착한 Filter Box를 통해서 클린룸에 급기를 하고 다시 배기Duct를 ACU로 받아서 순환하는 방식 (대형클린룸, 가장 오래된 방식)
- 항온항습기(온도와 습도를 조절) + FFU(Fan Filter Unit, 청정도를 관리)의 조합으로 장비의 역할을 분산해서 고장시 Risk를 최소화하고 유지,관리의 편의성을 도모하는 방식
현장에 요구되는 청정도와 온,습도의 관리수준, 시공예산의 문제, 현장의 설치조건등에 의해 아래와 같은 절충안으로 클린룸을 구성하기도 합니다.
- 항온항습기대신 냉난방기와 가습기로 온,습도를 제어하는 세미클린룸
- 항온항습기나 냉난방기가 설치된 현장에 클린부스를 설치
세미클린룸은 온도와 습도를 관리하는 공조기를 제외하면 나머지부분의 설계는 클린룸과 동일합니다.
냉난방기로 온습도를 관리하는 세미클린룸과 항온항습기(또는 ACU)를 통해서 클린룸환경을 관리하는 클린룸의 차이는 아래의 표와 같습니다.
시스템 구성 개요 비교
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| 구분 | ① ACU (중앙식 공조기) | ② 범용 항온항습기 + FFU | ③ 냉난방기 + 가습기 + FFU |
|---|---|---|---|
| 기본 개념 | 중앙 공조기로 송풍·제습 통합 | 항온항습기로 온습도, FFU로 청정 | 냉난방기로 온도, 가습기+FFU 보완 |
| FFU 적용 | 없음 또는 최소 | 있음 | 있음 |
| 온·습도 제어 | 정밀 (통합 제어) | 정밀 (항온항습기) | 제한적 (온도 위주) |
운영 유지관리 특성 비교 (필터비용 제외)◎우수 / ○양호/ △낮음
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| 구분 | ① ACU | ② 범용 항온항습기 + FFU | ③ 냉난방기 + 가습기 + FFU |
|---|---|---|---|
| 전력효율 | △ | ○ | ○ |
| 전기료 부담 | 아주높음 | 높음 | 낮음 |
| 제어 안정성 | ◎ | ○ ~ ◎ | △ |
| 고장시 영향 | 큼 (집중형) | 작음 (분산형) | 아주 작음 (분산형) |
| 점검 난이도 | 중 | 중 | 아주 낮음 |
| 확장 레이아웃 변경 | 불리 | 유리 | 아주 유리 |
| 정밀공정 적합성 | ◎ | ◎ | △ |
| 비용 중심 설계 | △ | ○ | ◎ |
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ACU에서 클린룸으로 보내는 DUCT구조
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항온항습기와 FFU로 구성된 클린룸
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냉난방기와 FFU로 구성된 세미클린룸
세미클린룸의 탄생배경
당사가 1991년 창업이래 30년이상 클린룸, 클린부스등의 시공을 하면서 수천개소이상의 현장시공을 진행하면서 국내의 산업계의 변화를 겪으면서 국내산업이 반도체, 바이오뿐만아니라, 정밀기계,소재부품,식품,화장품등 거의 모든분야에서 제조,연구,실험분야에 높은 청정도가 요구되는 청정공간의 수요가 늘어나고 있음을 감지해 왔습니다.
가장 눈에 띄는 변화는 아파트형공장이나 지식산업센타라고 하는 오피스형건물의 대형 고층건물이 급속도로 보급되면서 고객이 필요로 하는 클린룸공사를 현장여건상 불가능하거나 경우에 따라서는 User가 필요로 하는 조건을 100% 충족할 수 없는 상황을 보게 되었습니다.
몇가지 사례를 들자면
- 실외기 설치공간 미확보
- 항온항습기(ACU)전기 용량 부족
- 자가공장이 아닌 임대공장의 경우 투자비손실 및 원상복구비용에 대한 부담
특히 2번이나 3번의 경우 비용손실만 감수하면 가능할 수도 있지만 대부분 대형유리로 마감된 고층유리벽빌딩에서 실외기 설치공간을 확보를 못하게 되면 저층이나 옥상이 가까운 몇층을 제외하면 거의 대안이 없습니다.
(베란다의 창을 제거하는 방법이 있으나 아직 이를 허용하는 곳을 본 적이 없음)
그리고 또다른 경우는 궂이 항온항습기를 가동해야할 정도의 공조환경이 요구되지 않고 냉난방기로도 충분한 작업환경임에 불구하고 다른 대안이 없으니 클린룸공사를 하는 경우가 의외로 많았습니다.(예를 들면 100평정도의 공간에 10평정도의 청정공간이 필요할 경우 크린부스를 설치해도 되지만 10평의 온습도관리를 위해 100평의 냉난방기를 가동하는 것도 낭비요소가 많치만 전용이 아니므로 요구수준에 미치지 못해서 크린부스에 비해 3배이상의 비용을 들여 클린룸을 설치하는 경우도 있습니다.)
1번의 경우는 선택의 대안이 없습니다.
항온항습기로 적용해야 되는 현장임에도 실외기를 설치할 수 없으면 어쩔 수 없이 실외기의 용량이 작은 냉난방기로 대체하는 세미클린룸이나 클린부스로 운용할 수밖에 없습니다.
현장의 이러한 현실을 감안하여 당사에서는 2010년부터냉난방기전용 세미클린룸을 설계를 하여 시공한 결과 클린룸시공에서의 50%의 업체가 이 방식을 선택하였고 시공후 만족도는 높게 나타났습니다.
실외기 설치사진 (지식산업센터 베란다)