너무 일찍 갈면 소모품과 인건비 낭비이고, 너무 늦게 갈면 웨이퍼 한 장이나 제품 한 배치의 수율을 거는 것입니다. 그 사이에 지점이 하나 있고, 과학적인 필터 교체 전략이란 그 지점을 찾아내는 일입니다.
시간만으로도 압력손실만으로도 모자랍니다
전통적인 방식은 두 가지입니다:
A. 시간으로 관리 —— 5년마다 전량 교체 장점: 단순하고 일정을 짜기 쉽습니다 단점: 어떤 필터는 이미 오래전에 실효되었고 어떤 필터는 아직 멀쩡한데 한꺼번에 가는 것은 낭비입니다
B. 압력손실로 관리 —— 초기 압력손실의 2배가 되면 교체 장점: 숫자를 보고 움직입니다 단점: 어떤 고장은(국부 누설, 여재 헐거워짐) 압력손실이 오르지 않는데도 입자는 이미 통과합니다
진짜 과학적인 방식은 세 가지 판단 조건을 동시에 감시하고 어느 하나라도 닿으면 가는 것입니다.
차트 1: 필터 교체의 세 가지 판단 조건
어느 하나라도 닿으면 갈아야 하며 셋이 다 닿을 때까지 기다리는 것이 아닙니다
압력손실 조건
청정도 조건
시간 조건
FFU와 AHU에 차압계를 달아 중앙 감시에 넣기를 권합니다. 압력손실이 경보값의 80 %에 닿으면 예비품 구매 절차를 띄워 자재를 기다리느라 조업을 세우는 일을 막습니다.
조건 1: 압력손실이 닿았을 때
판단: HEPA와 ULPA 필터의 압력손실이 초기 압력손실의 2배에 닿거나 절댓값으로 450–600 Pa에 닿았을 때입니다.
측정 방법: FFU나 AHU에 차압계나 차압 센서를 달아 중앙 감시 시스템에 넣습니다. 여기에 예비 경보값을 하나 더 두기를 권합니다. 압력손실이 경보값의 80 %에 닿으면 예비품 구매 절차를 띄워, 정작 경보가 뜬 날 갈아 끼울 물건이 없는 일을 막습니다.
실무 유의: 압력손실이 오르는 속도는 분진 부하에 따라 다릅니다. 외기 오염이 심한 공장 구역(고속도로 옆, 공업 단지)은 6개월이면 닿을 수도 있고, 깨끗한 병원이나 사무 건물은 3년이 걸릴 수도 있습니다. 평균값을 그대로 갖다 쓰지 말고 구역마다 따로 추적해야 합니다.
조건 2: 청정도가 이상할 때
판단: 압력손실은 아직 안 닿았더라도 입자 계수(OPC)가 연속으로 또는 반복해서 이상할 때입니다.
측정 방법: ISO 14644-3은 클린룸이 입자 계수 감시를 정기적으로 수행하도록 정합니다:
- ▸고등급 구역(ISO Class 5 이상) → 월 최소 1회 스캔
- ▸일반 구역 → 분기 1회 전면 입자 계수
이상 신호 읽기:
- ▸필터 전면의 효율이 고르게 떨어짐 → 여재 노화, 수명에 가까워졌을 수 있음
- ▸어느 한 점의 입자 수만 치솟음 → 필터 누설(핀홀, 실링 젤 열화)
- ▸입자 수가 시간에 따라 오르는 추세 → 필터가 서서히 실효 중, 교체를 미리 계획
요점: 압력손실이 정상이라고 필터가 괜찮은 것은 아닙니다. 누설은 압력손실을 올리지 않지만 입자는 통과시킵니다. 압력손실만 보면 누설 문제를 놓칩니다.
조건 3: 시간이 되었을 때
판단: 압력손실이 안 닿고 입자도 이상하지 않더라도 HEPA 필터의 권장 사용 연한은 5–8년입니다. 전단 필터(프리, 미디엄)는 환경에 따라 3–12개월입니다.
왜 시간 제한이 있을까요? 여재가 노화하기 때문입니다:
- ▸유리섬유는 산·염기와 습기에 침식되어 → 구조가 물러집니다
- ▸접착제는 노화되어 → 섬유가 헐거워집니다
- ▸실링 젤은 굳고 갈라져 → 기밀이 깨집니다
이상이 보이지 않더라도 노화된 여재는 응력을 받을 때(차압 증가, 온도 변화) 갑자기 실효될 수 있습니다. 5년이 넘은 HEPA는 정기 교체를 할 때입니다.
심하게 과소평가된 절약법: 전단 필터를 제때 갈기
많은 공장이 전단 필터(G4 프리, F7 미디엄)를 늘 터질 때까지 쓰다 가는데, 그 결과 오히려 HEPA 수명이 크게 짧아집니다.
차트 2: 전단 필터를 제때 갈면 → HEPA 수명이 40 % 이상 늘어남
필터 관리 전략 전체에서 가장 이득이 큰 투자입니다 — 작은 돈으로 큰 돈을 벌어들입니다
수치는 고객 추적 자료의 평균값이며 실제 개선은 공기 질과 공정 특성에 따라 다릅니다. 외기에 염분이 있거나 모래 먼지가 많으면 연장 폭이 60 %를 넘을 수도 있습니다.
전단 필터가 HEPA에 왜 이렇게 중요한가
HEPA의 비용은 전단 필터의 10–30배입니다. 그런데 HEPA는 굵은 입경의 분진 부하에 아주 약합니다. 굵은 먼지가 들어오면 압력손실이 빠르게 오르고 여재 노화도 빨라집니다.
전단 필터는 HEPA의 골키퍼입니다. 골키퍼가 제 일을 하면 뒤의 HEPA가 훨씬 오래 버팁니다.
실측 데이터
고객 추적 자료에 따르면:
- ▸전단 필터를 부정기적으로 교체 → HEPA 평균 수명: 기준 100 %
- ▸전단 필터를 정기 교체(압력손실이나 시간 기준) → HEPA 수명 ≥ 140 %
- ▸즉 +40 % 이상입니다
셈을 해 봅시다. HEPA 한 장이 1만 대만달러, 전단 필터 한 장이 1천 대만달러라고 하겠습니다.
- ▸전단을 안 갈면: 5년마다 HEPA 교체 = 연 2,000 대만달러
- ▸전단을 제때 갈면: 전단은 반년마다 1천 대만달러이니 연 2천 대만달러, 대신 HEPA가 7년으로 늘어 연 1,428 대만달러
전단 비용이 연 2,000 대만달러 늘고 HEPA 비용이 연 572 대만달러 줄었다면? 아낀 것이 없어 보입니다.
그러나 이것은 필터 자체의 값일 뿐입니다. 여기에 더해야 합니다:
- ▸HEPA 교체에 드는 정지 공수(한 번에 몇 시간에서 며칠)
- ▸HEPA 운반과 폐기의 처리 비용
- ▸교체 기간에 청정도가 회복되는 시간 때문에 생기는 생산 손실
총 TCO는 대개 20–30 % 내려갑니다.
관리 권고: 세 가지를 해 두십시오
- 1차압계를 달아 감시 시스템에 넣기 —— 모든 FFU와 AHU에 대해, 정기 순회하며 손으로 재는 데 기대지 마십시오
- 2교체 기록 대장 만들기 —— 필터마다 설치 날짜, 누적 운전 시간, 압력손실 궤적, 입자 시험 결과
- 3추세 분석 —— 분기마다 한 번 돌아보고 이상하게 빨리 오르는 구역을 찾아 전단 필터 구성이나 감시 주기를 다시 검토하십시오
필터 관리는 달력을 보고 가는 일도, 망가질 때까지 기다리는 일도 아닙니다. 압력손실, 청정도, 시간 세 지표를 함께 추적하고 어느 하나라도 닿으면 움직이는 것 —— 이것이 비용과 청정도를 오래 통제할 수 있는 전략입니다.
