Индикатор влажности ( HIC ) — это карта, на которой пропитан чувствительный к влаге химикат, который меняет цвет при превышении указанной относительной влажности (RH). Обычно это промокательная бумага , пропитанная хлоридом кобальта (II) ; Менее токсичные альтернативы включают другие химикаты, такие как хлорид без кобальта и специальные пластиковые пленки. [1]
Индикаторы влажности — это недорогой способ индикации или количественной оценки содержания влаги внутри герметичной упаковки . Они доступны во многих конфигурациях и используются во многих приложениях, особенно в военной и полупроводниковой промышленности. Наиболее распространенные индикаторные карты влажности меняют цвет с синего (ниже указанного уровня относительной влажности) на розовый (выше указанного уровня относительной влажности).
Потребность в легко читаемом индикаторе влажности, который не мог бы быть поврежден вибрацией, была выявлена во время Второй мировой войны. Контр-адмирал Уэлфорд К. Блинн, в то время командующий USS Pope , был обеспокоен плохим состоянием оружия и боеприпасов, прибывающих на Тихоокеанский театр военных действий. Высокая влажность в южной части Тихого океана в сочетании с плохими методами упаковки вызывала коррозию и повреждения от влаги. Значительное количество боеприпасов прибывало в нестабильном, а иногда и опасном состоянии. После окончания войны контр-адмирал Блинн был назначен в Вашингтон, округ Колумбия, где он использовал исследовательскую лабораторию. Там он разработал концепцию первого индикатора влажности с изменением цвета, простого метода контроля влажности «годен/не годен» . [ необходима цитата ]
В конце 1940-х годов относительная влажность в диапазоне 30-35% вызывала беспокойство, поскольку именно тогда может начаться коррозия. В течение 50 лет промышленные и военные приложения для цветных индикаторов влажности были основным рынком для этой продукции. R. Admiral Blinn основал Humidial Corporation в 1948 году Приобретена Süd-Chemie, Inc. в 1989 году для коммерциализации индикаторов влажности, позже приобретена Clariant
В середине 1980-х годов потомки Р. Адмирала Блинна начали работать с производителями полупроводников, чтобы выявить и решить проблему «попкорнинга». Было установлено, что пайка полупроводников, также известных как устройства, на платы может вызвать «попкорнинг» некоторых типов корпусов поверхностного монтажа, если они неправильно хранились или обрабатывались. Это расслоение корпуса происходит, когда избыточная влага внутри корпуса расширяется в результате быстрых тепловых изменений, происходящих во время операций по пайке. В результате в 1989 году был выпущен общеотраслевой стандарт на упаковку полупроводников. Этот стандарт, EIA 583, предусматривал использование индикаторной карты влажности, которая могла бы показывать всего 10%. Соблюдение правильных методов хранения и обращения немедленно сократило количество отказов полупроводников, но с годами стало очевидно, что даже уровни влажности ниже 10% были губительны для устройств. В очередной раз Объединенный совет по электронному приборостроению (JEDEC), ныне орган по стандартизации корпусов полупроводников, обратился к потомкам Р. Адмирала Блинна, чтобы определить возможность создания индикатора влажности с изменением цвета на 5%. В апреле 1999 года был выпущен J-STD-033 с указанием карты индикатора изменения цвета на 5, 10, 15%.
Карточки-индикаторы влажности также присутствуют на многих небольших электронных устройствах, от сотовых телефонов до ноутбуков, с целью оповещения производителя о том, что устройство подверглось воздействию высокого уровня влажности. Во многих случаях это аннулирует или изменяет условия гарантийного покрытия для устройства. [2]
Предыдущая военная спецификация США Mil-I-8835A [ постоянная мертвая ссылка ] была регулирующей спецификацией для карты индикатора влажности. Карта индикатора влажности также указана для использования в J-STD-033, который является стандартом для обработки, упаковки, транспортировки и использования чувствительных к влаге/оплавлению поверхностно-монтируемых устройств . Это совместный стандарт, разработанный Объединенным советом по электронным приборам и IPC и используемый в корпусировании полупроводников.
Было разработано несколько систем без кобальта. [3] На рынке можно найти HIC от коричневого до светло-голубого цвета ( на основе хлорида меди (II) без кобальта). В 1998 году Европейское сообщество (ЕС) выпустило директиву, которая классифицирует предметы, содержащие хлорид кобальта (II) от 0,01 до 1% по весу, как T (токсичные) с соответствующей фразой R R49 (может вызвать рак при вдыхании). В результате некоторые компании разработали новые карты индикаторов влажности без кобальта.
Хотя ЕС выпустил эту директиву, она не запретила индикаторы влажности, содержащие хлорид кобальта(II) . [ требуется ссылка ] Единственное влияние директивы ЕС на индикаторную карту влажности, содержащую хлорид кобальта(II), — это установление пороговых значений требований к маркировке. Существует два способа рассмотрения директивы ЕС: [ оригинальное исследование? ]
Для упаковки полупроводников HIC упаковываются в влагочувствительный пакет вместе с осушителем, чтобы помочь определить уровень влажности, которому подвергались влагочувствительные устройства. Уровни чувствительности к влаге обозначаются числом, как в списке MSL .
JEDEC является ведущим разработчиком стандартов для твердотельной промышленности и устанавливает стандарты для упаковки полупроводников. Последний стандарт JEDEC, Совместный отраслевой стандарт для «Обработки, упаковки, транспортировки и использования чувствительных к влаге/оплавлению устройств поверхностного монтажа» J-STD-033B, устанавливает использование и тестирование карт индикаторов влажности в сухой упаковке полупроводников. HIC используются для обеспечения того, чтобы влажность внутри сухих упакованных барьерных пакетов оставалась на безопасном уровне для устройств поверхностного монтажа. В прошлом HIC для полупроводниковой промышленности указывали уровни относительной влажности (RH) 5, 10 и 15 процентов. Однако JEDEC и IPC выпустили JSTD-033B в 2005 году, который требует использования HIC, который указывает уровни RH 5, 10 и 60 процентов.
Стандарт включает использование и тестирование карт индикатора влажности (HI) в сухой упаковке полупроводников. Методы, описанные в стандарте, предписаны JEDEC и IPC, чтобы избежать повреждений, таких как трещины и расслоение, от поглощения влаги и воздействия температур оплавления припоя, которые могут привести к снижению выхода годных изделий и надежности.
Положения J-STD-003B гласят:
Полный стандарт можно загрузить с сайта JEDEC.
Карты индикатора максимальной влажности — это специально разработанные карты, которые отслеживают уровни относительной влажности в грузовых приложениях. Каждый уровень влажности представлен синим кристаллом, который растворяется, создавая большое синее пятно, которое четко указывает на самый высокий достигнутый уровень относительной влажности. Карты индикатора максимальной влажности необратимы, таким образом, указывая на самый высокий уровень влажности, испытываемый грузом во время его путешествия, независимо от текущих (потенциально более низких) уровней влажности. Они предоставляют четкие, безошибочные средства определения того, подвергались ли товары разрушающим уровням влажности во время своего путешествия. Если карта указывает на высокий уровень влажности, пользователи знают, что нужно проверить свои продукты на предмет возможных повреждений или соответствующим образом изменить режим упаковки. Доступно несколько технологий. [4] [5]