Индикаторные карты влажности: история и применение

Введение

Карта, на которую нанесено влагочувствительное химическое вещество.

Карта индикатора влажности (HIC) – это карта, на которую нанесено влагочувствительное химическое вещество, которое изменяет цвет при превышении указанной относительной влажности (RH). Обычно это была фильтровальная бумага, пропитанная основой на основе хлорида кобальта(II); менее токсичные альтернативы включают другие химические вещества, такие как основа на основе хлорида без кобальта, и специальные пластиковые пленки. Индикаторы влажности – это недорогой способ указать или количественно определить содержание влаги внутри герметичной упаковки. Они доступны в различных конфигурациях и используются во многих областях, особенно в военной и полупроводниковой промышленности. Наиболее распространенные карты индикатора влажности меняют цвет с синего (ниже указанного уровня RH) на розовый (выше указанного уровня RH).

История

Во время Второй мировой войны возникла потребность в легко читаемом индикаторе влажности, устойчивом к вибрации. Контр-адмирал Уэлфорд К. Блинн, в то время командующий кораблём USS Pope, обеспокоился плохим состоянием оружия и боеприпасов, прибывающих в Тихоокеанский театр военных действий. Высокая влажность в южной части Тихого океана в сочетании с ненадлежащими 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 направлен в Вашингтон, округ Колумбия, где ему была предоставлена исследовательская лаборатория. Там он разработал концепцию первого индикатора влажности с изменением цвета – простой метод контроля влажности. В конце 1940-х годов относительная влажность в диапазоне 30-35% вызывала опасения, поскольку именно при этом уровне может начаться коррозия. В течение 50 лет основными потребителями индикаторов влажности с изменением цвета были промышленные и военные применения. В 1948 году контр-адмирал Блинн основал корпорацию Humidial Corporation, которая в 1989 году была приобретена компанией Süd Chemie, Inc. для коммерциализации индикаторов влажности, а позднее – компанией Clariant.

В середине 1980-х годов потомки контр-адмирала Блинна начали сотрудничать с производителями полупроводников для выявления и решения проблемы «попкорнинга». Было установлено, что пайка полупроводников, также известных как компоненты, к платам может вызывать «попкорнинг» некоторых типов корпусов для поверхностного монтажа, если они неправильно хранились или обрабатывались. Это отслаивание корпуса происходит из-за расширения избыточной влаги внутри корпуса в результате резких перепадов температуры во время пайки. В результате в 1989 году был выпущен отраслевой стандарт упаковки полупроводников. Этот стандарт, EIA 583, требовал использования карт-индикаторов влажности, способных регистрировать влажность до 10%. Соблюдение правильных методов хранения и обработки сразу же снизило количество отказов полупроводников, но со временем стало очевидно, что даже уровни влажности ниже 10% наносят вред компонентам. Вновь, Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC), ныне орган по стандартизации упаковки полупроводников, обратился к потомкам контр-адмирала Блинна для оценки возможности создания 5% индикатора влажности с изменением цвета. В апреле 1999 года был выпущен стандарт J STD 033, в котором указывалось использование карт-индикаторов влажности с изменением цвета при 5%, 10% и 15%. Карты-индикаторы влажности также присутствуют на многих небольших электронных устройствах, от сотовых телефонов до ноутбуков, для предупреждения производителя о воздействии высоких уровней влаги на устройство. Во многих случаях это аннулирует или изменяет условия гарантийного обслуживания устройства. Предыдущая военная спецификация США Mil I 8835A была определяющей спецификацией для карт-индикаторов влажности. Карта-индикатор влажности также указана для использования в J STD 033, который является стандартом для обработки, упаковки, транспортировки и использования компонентов для поверхностного монтажа, чувствительных к влаге и рефлоу. Это совместный стандарт, разработанный Joint Electron Device Engineering Council и IPC и используемый в упаковке полупроводников.

In the mid 1980s descendants of R. Admiral Blinn began working with manufacturers of semiconductors to identify and resolve the problem of “pop corning”. It was determined that the solder mounting of semiconductors, also known as devices, onto boards can cause "pop corning" of certain types of surface mount packages if they have been improperly stored or handled. This package delamination occurs as excessive moisture within the package expands as a result of the rapid thermal changes experienced during solder mount operations. As a result, an industry wide standard for packaging of semiconductors was released in 1989. This standard, EIA 583, called for the use of humidity indicator card that would indicate as low as 10%. Adherence to proper storage and handling methods immediately reduced the number of failures in the semiconductors, but over the years it became apparent that even humidity levels under 10% were detrimental to the devices. Once again, the Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC), now the standards body for semiconductor packaging, went to the descendants of R. Admiral Blinn to determine the feasibility of making a 5% color change humidity indicator. In April 1999, J STD 033 was released with a 5, 10, 15% color change indicator card specified. Humidity indicator cards are also present on many small electronic devices, ranging from cellular phones to laptop computers, for the purpose of alerting the manufacturer that the device has been exposed to high levels of moisture. In many cases this voids or changes the terms of warranty coverage for the device. The previous United States Military Specification Mil I 8835A was the governing specification for a humidity indicator card. The humidity indicator card is also specified for use in J STD 033, which is the standard for handling, packing, shipping and use of moisture/reflow sensitive surface mount devices. This is a joint standard developed by the Joint Electron Device Engineering Council and IPC and is used in semiconductor packaging.

Необратимые карты с индикатором максимальной влажности

Карты индикаторов максимальной влажности – это специально разработанные карты для контроля уровня относительной влажности при транспортировке грузов. Каждый уровень влажности отображается синим кристаллом, который растворяется, образуя большое синее пятно, четко показывающее максимальный достигнутый уровень относительной влажности. Карты индикаторов максимальной влажности необратимы, что позволяет определить самый высокий уровень влажности, которому подвергся груз в течение всего пути, независимо от текущего (возможно, более низкого) уровня влажности. Они обеспечивают наглядный и однозначный способ установить, подвергались ли товары воздействию опасных уровней влажности во время транспортировки. Если на карте отображается высокий уровень влажности, пользователям следует проверить продукцию на предмет возможных повреждений или скорректировать схему упаковки. Доступны различные технологии.