KR20090056137A - 클린룸의 강제배기구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클린룸의 강제배기구조에 관한 것으로, 제1구역; 구획격벽에 의해 상기 제1구역과 공간적으로 구획되어지는 제2구역; 상기 제1구역과 제2구역간에 가공대상물 및 공기의 이동이 가능하도록 상기 구획격벽상에 관통형성된 개방부; 청정공기를 상기 제1구역 및/또는 제2구역 내부로 송풍하도록 상기 제1구역 및/또는 제2구역의 상부에 설치되는 송풍팬; 상기 개방부를 통해 상기 제1구역의 공기를 강제배기시키도록 상기 제2구역에 설치되는 강제배기팬; 및 상기 제1구역 내지 제2구역의 대기중으로부터 상기 강제배기팬 측으로의 공기흐름을 특정한 형태와 세기로 형성가능하도록 상기 강제배기팬에 인접하게 설치되는 기류유도격벽;을 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 제1구역 내부의 단위시간당 공기순환량을 제1구역의 바닥면적으로 형성가능한 공기순환량 이상으로 증가시킬 수 있으며, 제1구역 내부의 공기순환량을 증가시키기 위한 강제배기설비를 여분의 바닥면적을 가지는 제2구역내에 설치함으로써, 제1구역 및 제2구역의 공간을 추가로 확장시키지 않고도 제1구역과 제2구역의 청정도를 동시에 조정 및 유지가능한 클린룸의 강제배기구조에 관한 것이다.

클린룸 청정실 청정도 강제배기 팬

Description

클린룸의 강제배기구조{Forced air exhaust structure of cleanroom}

본 발명은 클린룸의 강제배기구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 분할구역을 가지는 클린룸에 있어서 분할된 다수의 구역의 청정도를 동시에 조정 및 유지하도록 외부로 강제배기시키는 클린룸의 강제배기구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체나 LCD와 같이 초정밀·미세처리를 요하는 가공대상물은 대기의 오염물질로 인해 표면이 오염되는 것이 방지되도록 클린룸(청정실)과 같은 청정 공간에서 작업이 수행되며, 이러한 클린룸은 정화된 청정공기를 클린룸의 공기유입구를 통해 내부로 공급하고 바닥패널(access floor)을 통해 지속적으로 배기가 이루어지도록 하는 공기순환구조를 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 클린룸의 제1실시예를 도시한 측면도로, 각종 생산 및 검사장비가 설치되어 가공작업이 이루어지는 Fab층(fabrication층, 가공층)과 상기 Fab층의 공기가 자유롭게 유동할 수 있는 공기통로를 구비한 Plenum층(보조설비 설치층)으로 구분되어지고, 상기 Fab층은 별도의 작업을 행하는 구획된 작업공간이 수평으로 연속배치된 구조를 가진다.

상기 종래기술의 제1실시예에서 Fab층은 3개의 구역으로 분할된 상태로써, 중앙구역(20)에는 가공대상물의 표면에 도포액을 분사처리하는 도포장치(21)가 구비되고, 전, 후측구역(10, 30)에는 상기 중앙구역(20) 내, 외로 가공대상물을 자동이송시키는 이송로봇(11)이 구비되고, 분할된 구역 사이에는 가공대상물의 이송을 위해 개방부(41)가 구비된 구조를 가진다.

상기 중앙구역(20)은 도포액의 분사처리가 이루어짐에 따라 공기오염이 급속하게 이루어지게 되는 공간으로, 일정한 도포품질을 유지하기 위해서는 청정공기의 공급 및 오염공기 배출에 의한 공기순환이 지정속도와 유량으로 지속적으로 이루어지도록 하여야 한다.

상기 중앙구역(20) 내에서 공기순환은, 도포장치(21) 상측에 설치된 공기유입구(50)를 통해 청정공기가 하향도입되고, 청정공기가 상기 도포장치(21)의 상측에 해당되는 집중오염공간을 거쳐 오염물을 포함한 상태로 전환되며, 최종적으로 상기 도포장치(21)가 차지하는 바닥면적을 제외한 나머지 바닥면적에 해당되는 바닥패널(60)을 통해 배기되는 과정을 반복·지속하며 청정도를 유지하도록 한다.

상기와 같은 공기순환구조에서는, 도포장치의 바닥면적을 제외한 나머지 부분을 통해서만 배기가 이루어지게 됨에 따라 배기량, 즉, 단위시간당 공기순환량이 바닥면적의 여분 크기에 따라 제한을 받게 되는데, 대형의 가공대상물을 처리할 경우에는, 공기의 오염속도가 보다 급속해지는 바, 단위시간당 공기순환량의 증가가 요구됨에도 여분의 바닥면적을 이용해 공기순환량을 증가시키는 데에는 한계가 있어 청정도를 동일한 정도로 유지할 수 없게 된다는 문제점이 있었다.

상기 중앙구역 내부에 강제배기를 위한 배기장치를 추가로 구비하려면 상기 중앙구역의 사이즈를 확장시켜야 하는 바, 한정된 작업공간 내에 클린룸을 구비함에 있어서 공간활용도를 저감시키게 된다는 다른 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 한정된 처리공간 내에서 단위시간당 공기순환량을 여분의 바닥면적으로 형성가능한 공기순환량 이상으로 증가시킬 수 있으면서도, 추가의 작업공간 없이 공간효율적으로 구현가능한 클린룸의 강제배기구조를 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 제1구역; 구획격벽에 의해 상기 제1구역과 공간적으로 구획되어지는 제2구역; 상기 제1구역과 제2구역간에 가공대상물 및 공기의 이동이 가능하도록 상기 구획격벽상에 관통형성된 개방부; 청정공기를 상기 제1구역 및/또는 제2구역 내부로 송풍하도록 상기 제1구역 및/또는 제2구역의 상부에 설치되는 송풍팬; 상기 개방부를 통해 상기 제1구역의 공기를 강제배기시키도록 상기 제2구역에 설치되는 강제배기팬; 및 상기 제1구역 내지 제2구역의 대기중으로부터 상기 강제배기팬 측으로의 공기흐름을 특정한 형태와 세기로 형성가능하도록 상기 강제배기팬에 인접하게 설치되는 기류유도격벽;을 포함하여 구성되는 클린룸의 강제배기구조를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 개방부는, 상기 제1구역과 제2구역간에 가공대상물의 이동이 가능하도록 관통형성된 메인개방부와, 상기 제1구역으로부터 상기 강제배기팬 측으로의 공기흐름을 원활히 유도하도록 관통형성된 보조개방부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 강제배기팬은, 상기 제1구역 및 구획격벽에 인접한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 기류유도격벽은, 상기 구획격벽과 함께 상기 강제배기팬 측으로의 특정한 공기흐름을 유도하도록 상기 강제배기팬을 사이에 두고 상기 구획격벽과 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명은, 한정된 공간내에 다수로 구획된 분할구역을 가지는 클린룸에 있어서, 청정도를 유지하기에 충분한 배기용량 및 공기순환량을 가지지 못하는 제1구역 내부의 오염공기를 제2구역 측으로 유도하여 강제배출시킴으로써, 제1구역 내부의 단위시간당 공기순환량을 제1구역의 바닥면적으로 형성가능한 공기순환량 이상으로 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.

그리고, 제1구역 내부의 공기순환량을 증가시키기 위한 강제배기설비를 여분의 바닥면적을 가지는 제2구역내에 설치함으로써, 제1구역 및 제2구역의 공간을 추가로 확장시키지 않고도 제1구역과 제2구역의 청정도를 동시에 조정 및 유지가능하다는 다른 효과가 있다.

또한, 보조개방부의 위치·형태 및 개방면적과, 기류유도격벽의 형상 및 설치형태, 강제배기팬의 작동여부 및 회전속도를 조정함으로써, 제1구역 및 제2구역 내부에 설치되는 처리장치와 가공대상물, 처리조건에 맞추어 제1구역 및 제2구역 내부에 특정한 형태와 세기로 공기흐름을 적정하게 형성함으로써 청정도를 효율적으로 조정 및 유지할 수 있다는 다른 효과가 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 클린룸의 강제배기구조의 제1실시예를 도시한 측면도이고, 도 3은 도 2의 사시도이다.

본 발명에 따른 클린룸의 강제배기구조는 크게 제1구역(100), 제2구역(200), 개방부(310), 송풍팬(400), 강제배기팬(500), 기류유도격벽(600)으로 이루어지며, 상기 송풍팬(400)에 의해 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)으로 청정공기를 제공하면서 상기 제1구역(100)의 오염공기를 상기 개방부(310)와 기류유도격벽(600)에 의해 특정한 형태로 상기 제2구역(200)에 설치된 상기 강제배기팬(500)측으로 유도하여 강제배출시키는 배기구조를 가진다.

상기 제1구역(100)과 제2구역(200)은 구획격벽(300)에 의해 상기 제1구역(100)과 공간적으로 구획되어지는 구역으로, 이하 본 발명의 설명내용에서는 상대적으로 공기오염속도가 빠르고 공기순환량 또한 많이 요구되는 구역을 제1구역(100), 상기 제1구역(100)과 비교하여 내부에 설치되는 장비의 설치면적에 대해 충분한 바닥면적을 가지는 구역을 제2구역(200)으로 칭하기로 한다.

상기 개방부(310)는 상기 제1구역(100)으로부터 상기 제2구역(200)으로 가공대상물 및 공기의 이동이 가능하도록 상기 구획격벽(300)상에 관통형성되며, 상기 제1구역(100)으로부터 상기 제2구역(200)으로 가공대상물의 이송이 가능하도록 하는 주요기능을 가지는 메인개방부(311)와, 상기 제1구역(100)으로부터 상기 제2구역(200)으로 공기의 유동이 원활하도록 하는 주요기능을 가지는 보조개방부(312)로 이루어진다.

상기 개방부(310)는 상기 메인개방부(311)에 의해 공기의 유동 또한 충분히 이루어질 수 있다면 상기 메인개방부(311)만이 구비될 수도 있으며, 상기 메인개방부(311)만으로는 상기 제1구역(100)으로부터 상기 강제배기팬(500)(이하 설명) 측으로의 공기흐름을 원활히 유도하기 어려운 경우에는 상기 보조개방부(312)를 추가로 구비할 수도 있다.

상기 송풍팬(400)은 청정공기를 상기 제1구역(100) 및/또는 제2구역(200) 내부로 공급하는 구성요소로, 내부로 도입된 청정공기가 상기 강제배기팬(500)측으로 유동되는 동안 상기 제1구역(100)과 제2구역(200) 내부에서 공기오염이 주요하게 발생되는 오염집중공간을 자연히 통과하거나, 오염집중공간을 통과하며 오염된 공기를 상기 강제배기팬(500)측으로 밀어내도록 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)의 상부에 설치된다.

상기 송풍팬(400)은 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)으로 청정공기를 지속적으로 공급할 수 있다면 특정한 구조와 설치형태로 제한되지 아니하나, 하나의 일예를 들어 설명하면 인조 섬유 (syntheric fiber)로 이루어지며 0.3 미크론(micron)이상의 입자를 제거하는 효능범위를 가지는 HEPA(High Efficiency Particulate Arrestor)필터를 내장하여 날개의 회전에 의해 공기흐름을 일측으로 유도함으로써 공기의 유동과 정화가 동시에 이루어지도록 하는 팬필터 유닛으로 이루어질 수 있다.

상기 강제배기팬(500)은 상기 개방부(310)를 통해 상기 제1구역(100)의 공기 를 강제배기시키도록 상기 제2구역(200)에 설치되는 구성요소로, 상기 제2구역(200)에 위치되어 상기 제2구역(200)의 오염공기를 강제배출시키기는 하나 주요하게는 상기 제1구역(100)의 오염공기를 강제배기시키는 기능을 할 수 있도록 상기 제1구역(100) 및 구획격벽(300)에 인접한 위치에 설치된다.

상기 강제배기팬(500) 자체로는 상기 제1구역(100), 제2구역(200)의 청정상태를 구분하지 않고 단순히 근접한 공기만을 강제배출시키게 되어, 상기 기류유도격벽(600)(이하 설명)없이 상기 강제배기팬(500)만을 구비하게 되면 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)의 공기순환량을 차별적으로 조정시키기 어렵다.

상기 기류유도격벽(600)은 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)의 대기중으로부터 상기 강제배기팬(500) 측으로의 공기흐름을 특정한 형태와 세기로 형성가능하도록 상기 강제배기팬(500)에 인접하게 설치되며, 그 형상 및 설치형태에 따라 상기 기류유도격벽(600)의 말단부에 근접한 공기를 상기 강제배기팬(500)측으로 공급하도록 유도하게 되며, 공기가 통과되는 경로의 폭·너비를 좁게 형성할수록 소폭지점에 근접한 공기의 유동을 세게 형성할 수 있다.

상기 기류유도격벽(600)을 구성함에 있어서는, 상기 제1구역(100)과 제2구역(200) 각각의 청정도를 유지하기에 적정한 공기흐름 형태를 형성가능하다면, 하나의 연통된 공기유동경로를 구비하거나 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)측으로 말단부가 갈래지는 형태의 공기유동경로를 구비하는 실시예들을 포함하여 특정한 구조와 설치형태로 한정되지 않는다.

이하에서는 도 2, 3에 도시된 본 발명의 제1실시예를 들어 보다 상세히 설명 하기로 한다.

상기 제1구역(100) 내에는 가공대상물의 표면에 도포액을 분사하는 도포장치(110)가 설치되며, 가공대상물의 가공처리면적이 넓을수록 도포액의 분사량 및 휘발량의 증가함에 따라 공기순환 요구량이 증가하게 되는데, 상기 제1구역(100) 내에서는 상기 도포장치(110)가 차지하는 바닥면적의 여분에 해당되는 바닥면적이 충분한 공기순환이 이루어지기 어려울 정도로 협소한 배기통로를 제공하게 된다.

상기 제2구역(200) 내에는 가공대상물을 이송하기 위한 이송로봇(210)이 설치되며, 상기 제2구역(200)은 상기 이송로봇(210)의 설치공간뿐만 아니라, 상기 이송로봇(210)이 가공대상물을 상기 제1구역(100)으로부터 상기 제2구역(200) 내부로 이송하고 다른 제3구역(미도시)으로 전달할 수 있는 동선을 확보할 수 있는 설치공간을 구비하여야 하므로, 상기 제1구역(100)과 비교하여 상대적으로 넓은 바닥면적의 여유분을 가지게 된다.

상기 개방부(310)는 메인개방부(311) 하측에 다수의 보조개방부(312)를 구비한 구조를 가지며, 상기 강제배기팬(500)은 상기 보조개방부(312)에 인접한 위치에 상기 구획격벽(300)을 따라 다수가 배치되고, 상기 기류유도격벽(600)은 하나의 판부재로 이루어진 구조로써 상기 강제배기팬(500)을 사이에 두고 상기 구획격벽(300)과 이격되게 설치된다.

상기와 같이 상기 기류유도격벽(600)을 상기 구획격벽(300)의 가로폭 따라 연장되는 하나의 판부재로 형성시키고 상기 강제배기팬(500)을 사이에 두고 상기 구획격벽(300)과 이격되게 설치시키면, 상기 구획격벽(300)이 상기 기류유도격 벽(600)과 함께 상기 강제배기팬(500) 측으로의 공기흐름을 유도하는 기능을 하게 된다.

본 발명에 따른 클린룸의 강제배기구조에 의하면, 상기 제1구역(100), 제2구역(200), 그 외 다수로 구획되어지는 클린룸에 있어서, 상기 제1구역(100) 내부의 오염공기를 강제배출시킬 수 있는 부속장비를 여유설치면적을 가지는 상기 제2구역(100)에 설치함으로써, 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)의 공간을 추가로 확장시키지 않고도 한정된 공간내에서 상기 제1구역(100) 내부의 단위시간당 공기순환량을 상기 제1구역(100)의 바닥면적으로 형성가능한 공기순환량 이상으로 증가시킬 수 있다.

그리고, 상기 보조개방부(311)의 위치·형태 및 개방면적과, 상기 강제배기팬(500)의 작동여부 및 회전속도, 상기 기류유도격벽(600)의 형상 및 설치형태를 상기 제1구역(100)과 제2구역(200) 내부에 설치되는 처리장치와 가공대상물, 처리조건에 맞추어 제작하거나 조정함으로써, 상기 제1구역(100)과 제2구역(200)으로 구획되는 다수의 공간부에 각각 특정한 형태와 세기로 공기흐름을 적정하게 형성함으로써의 청정도를 동시에 조정 및 유지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명한 것으로, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 균등한 기술범위를 당연히 포함한다고 보아야 할 것이다.

도 1 - 종래기술에 따른 클린룸의 제1실시예를 도시한 측면도

도 2 - 본 발명에 따른 클린룸의 강제배기구조의 제1실시예를 도시한 측면도

도 3 - 도 2의 사시도

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

100 : 제1구역 110 : 도포장치

200 : 제2구역 210 : 이송로봇

300 : 구획격벽 310 : 개방부

311 : 메인개방부 312 : 보조개방부

400 : 송풍팬 500 : 강제배기팬

600 : 기류유도격벽 700 : 바닥패널

Claims (4)

1. 제1구역;

   구획격벽에 의해 상기 제1구역과 공간적으로 구획되어지는 제2구역;

   상기 제1구역과 제2구역간에 가공대상물 및 공기의 이동이 가능하도록 상기 구획격벽상에 관통형성된 개방부;

   청정공기를 상기 제1구역 및/또는 제2구역 내부로 송풍하도록 상기 제1구역 및/또는 제2구역의 상부에 설치되는 송풍팬;

   상기 개방부를 통해 상기 제1구역의 공기를 강제배기시키도록 상기 제2구역에 설치되는 강제배기팬; 및

   상기 제1구역 내지 제2구역의 대기중으로부터 상기 강제배기팬 측으로의 공기흐름을 특정한 형태와 세기로 형성가능하도록 상기 강제배기팬에 인접하게 설치되는 기류유도격벽;

   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 클린룸의 강제배기구조
2. 제 1항에 있어서, 상기 개방부는,

   상기 제1구역과 제2구역간에 가공대상물의 이동이 가능하도록 관통형성된 메인개방부와, 상기 제1구역으로부터 상기 강제배기팬 측으로의 공기흐름을 원활히 유도하도록 관통형성된 보조개방부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 클린룸의 강제배기구조
3. 제 1항에 있어서, 상기 강제배기팬은,

   상기 제1구역 및 구획격벽에 인접한 위치에 설치됨을 특징으로 하는 클린룸의 강제배기구조
4. 제 1항에 있어서, 상기 기류유도격벽은,

   상기 구획격벽과 함께 상기 강제배기팬 측으로의 특정한 공기흐름을 유도하도록 상기 강제배기팬을 사이에 두고 상기 구획격벽과 이격되게 설치됨을 특징으로 하는 클린룸의 강제배기구조

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