Карточка индикатора влажности - Humidity indicator card

Влажность и гигрометрия
Гора Кинабалу в облачном лесу-withHygrom.jpg
Конкретные концепции
Общие понятия
Меры и инструменты

А карта индикатора влажности (HIC) - это карта, на которой пропитано чувствительное к влаге химическое вещество, которое меняет цвет, когда указано относительная влажность превышено. Обычно это был промокательная бумага пропитанный хлорид кобальта (II) база; Менее токсичные альтернативы включают другие химические вещества, такие как хлоридная основа, не содержащая кобальта, и специальные пластиковые пленки.[1]

Индикаторы влажности - недорогой способ указать или количественно определить содержание влаги внутри запечатанный упаковка. Они доступны во многих конфигурациях и используются во многих приложениях, особенно в военной и полупроводниковой областях. Наиболее распространенные карты индикаторов влажности меняют цвет с синего (ниже указанного уровня относительной влажности) на розовый (выше указанного уровня относительной влажности).

История

Потребность в легко читаемом индикаторе влажности, который не может повредить вибрация, была выявлена ​​во время Второй мировой войны. Контр-адмирал Велфорд С. Блинн, в то время командующий USS Pope, был обеспокоен плохим состоянием оружия и боеприпасов, прибывающих в Тихоокеанский театр военных действий. Высокая влажность в южной части Тихого океана в сочетании с плохими методами упаковки вызвала коррозию и повреждение от влаги. Значительное количество боеприпасов поступало в нестабильном, а иногда и в опасном состоянии. После окончания войны контр-адмирал Блинн был направлен в Вашингтон, округ Колумбия, где у него была исследовательская лаборатория. Там он разработал концепцию первого индикатора влажности с изменением цвета, простой Идти / не идти метод контроля влажности.[нужна цитата ]

В конце 1940-х годов относительная влажность в диапазоне 30-35% была предметом беспокойства, потому что именно тогда может начаться коррозия. В течение 50 лет основным рынком сбыта этой продукции было промышленное и военное применение индикаторов влажности, меняющих цвет. Р. Адмирал Блинн основал Humidial Corporation в 1948 г. Приобретена в 1989 г. компанией Süd-Chemie, Inc. для коммерциализации индикаторов влажности, позже приобретенных Clariant.

В середине 1980-х потомки адмирала Блинна начали работать с производителями полупроводников, чтобы выявить и решить проблему «попкорна». Было определено, что монтаж припоем полупроводников, также известных как устройства, на платы может вызвать "вспучивание" некоторых типов корпусов для поверхностного монтажа, если они неправильно хранятся или используются. Это расслоение корпуса происходит из-за того, что чрезмерная влажность внутри корпуса расширяется в результате быстрых тепловых изменений, происходящих во время операций монтажа припоя. В результате в 1989 году был выпущен общеотраслевой стандарт упаковки полупроводников. Этот стандарт, EIA 583, призывал использовать индикаторную карту влажности, которая показывала бы всего 10%. Соблюдение надлежащих методов хранения и обращения сразу же снизило количество отказов полупроводников, но с годами стало очевидно, что даже уровни влажности ниже 10% наносят ущерб устройствам. И снова Объединенный инженерный совет по электронным устройствам (JEDEC), в настоящее время являющийся органом по стандартизации упаковки 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 указанной индикаторной картой изменения цвета 5, 10, 15%.

Карты-индикаторы влажности также присутствуют на многих небольших электронных устройствах, от сотовых телефонов до портативных компьютеров, с целью предупреждения производителя о том, что устройство подвергалось воздействию высоких уровней влажности. Во многих случаях это приводит к аннулированию или изменению условий гарантии на устройство.[2]

Предыдущая военная спецификация США Mil-I-8835A[постоянная мертвая ссылка ] была основной спецификацией для индикаторной карты влажности. Карточка индикатора влажности также предназначена для использования в J-STD-033, который является стандартом для обработки, упаковки, транспортировки и использования чувствительных к влаге / оплавлению устройства для поверхностного монтажа. Это совместный стандарт, разработанный Объединенным советом по разработке электронных устройств и МПК и используется в упаковке полупроводников.

Карты индикаторов влажности без содержания кобальта

Индикатор влажности без содержания кобальта

Было разработано несколько безкобальтовых систем.[3] От коричневого до лазурного без кобальта (хлорид меди (II) база) HIC можно найти на рынке. В 1998 г. европейское сообщество (ЕС) выпустил директиву, которая классифицирует предметы, содержащие хлорид кобальта (II) от 0,01 до 1% по массе, как T (токсичные), с соответствующими Фраза R R49 (может вызвать рак при вдыхании). Как следствие, некоторые компании разработали новые безкобальтовые индикаторные карты влажности.

Хотя ЕС издал эту директиву, она не запрещала индикаторы влажности, содержащие хлорид кобальта (II).[нужна цитата ] Директива ЕС влияет только на карту индикатора влажности, содержащую хлорид кобальта (II) устанавливает пороговые значения требований к маркировке. Директиву ЕС можно принять во внимание двумя способами:[оригинальное исследование? ]

  1. Производители HIC на основе кобальта заявляют, что если индикатор влажности считается товаром в определении ЕС и, следовательно, не имеет требований к маркировке, если содержание хлорид кобальта (II) по весу <0,25%. T (токсичен) и R49 (при вдыхании может вызвать рак) неприменимы, потому что индикатор влажности не может вдыхаться.
  2. С другой стороны, если вы рассматриваете HIC как химическое вещество (указывающее пятно) на бумажной карточке (индикатор), следствием этого является то, что его следует рассматривать как препарат, предел концентрации изменяется до 0,01% веса хлорида кобальта (II), и он должен быть помечен как T (токсичный) и R49 (может вызвать рак при вдыхании). Более того, ясно, что HIC нельзя вдыхать, но правила касаются содержания веществ и являются предупреждением для пользователей: например, если они знают, что в HIC есть вредные вещества, они не будут избавляться от них путем сжигания.

HIC в полупроводниковой упаковке

Для упаковки полупроводников HIC упаковываются внутрь чувствительного к влаге мешка вместе с влагопоглотителем, чтобы помочь в определении уровня влажности, которому подвергались чувствительные к влаге устройства. Уровни чувствительности к влаге обозначены цифрами, как в MSL список.

JEDEC - ведущий разработчик стандартов для твердотельной промышленности и устанавливает стандарты для упаковки полупроводников. Последний стандарт JEDEC, Объединенный отраслевой стандарт «Обработка, упаковка, транспортировка и использование устройств для поверхностного монтажа, чувствительных к влаге / оплавлению» J-STD-033B, устанавливает использование и тестирование карт индикаторов влажности в сухой упаковке полупроводников. . HIC используются для обеспечения того, чтобы влажность в сухих упакованных барьерных пакетах оставалась на безопасном уровне для устройств для поверхностного монтажа. В прошлом HIC для полупроводниковой промышленности показывали уровни относительной влажности (RH) 5, 10 и 15 процентов. Однако в 2005 году JEDEC и IPC выпустили JSTD-033B, который требует использования HIC, показывающего уровни относительной влажности 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, в результате поглощения влаги и воздействия температур оплавления припоя, которые могут привести к снижению производительности и надежности.

Положения J-STD-003B гласят:

  1. HIC должны соответствовать стандартному минимальному уровню качества изменения цвета, чтобы гарантировать точность и удобочитаемость между сухим и влажным состояниями: Метод проверки измерителя цвета количественно определяет точность HIC изменения цвета. Уровни, как указано в редакции J-STD-033B, требуют «значительного, заметного изменения цвета» между отмеченными уровнями влажности. Производители должны проверять точность своих карт с помощью колориметра и предоставлять клиенту отчет об испытаниях, подтверждающий, что HIC соответствует требованиям качества.
  2. HIC должны указывать уровни влажности для деталей MSL 2 в дополнение к MSL 2a - 5a: в то время как предыдущие карты использовали точечную систему с относительной влажностью 5, 10 и 15 процентов для обозначения уровней воздействия влажности для чувствительных к влаге компонентов, новые HIC теперь будет содержать точки с указанием 5, 10 и 60 процентов. Это изменение означает, что карты теперь будут отображать воздействие влажности для устройств MSL уровня 2. Кроме того, положительное значение на отметке 60 процентов указывает на то, что карты не следует использовать повторно, так как высокие уровни влажности, которым подвергалась карта, могут поставить под угрозу точность низких (5% относительной влажности) показаний. Карты на 5, 10, 60 процентов являются жалобой на Директиву Совета Европейского сообщества 67/548 / EEC, если они не содержат больше, чем применимое количество хлорида кобальта.

Полный стандарт можно скачать с JEDEC.

Карты-индикаторы максимальной необратимой влажности

Карты максимальной влажности - это специально разработанные карты, которые контролируют уровни относительной влажности в грузовых помещениях. Каждый уровень влажности представлен синим кристаллом, который растворяется, образуя большое синее пятно, которое четко указывает на самый высокий достигнутый уровень относительной влажности. Карты-индикаторы максимальной влажности являются необратимыми, что указывает на самый высокий уровень влажности, с которым груз сталкивается во время рейса, независимо от текущего (потенциально более низкого) уровня влажности. Карточки с указанием максимальной влажности обеспечивают четкое и безошибочное средство определения того, подвергались ли товары воздействию опасной влажности во время перевозки. Если карта указывает на высокий уровень влажности, пользователи должны проверить свои продукты на предмет возможных повреждений или соответствующим образом изменить режим упаковки. Доступно несколько технологий.[4][5]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Zhang, Y.P .; Chodavarapu, V.P .; Кирк, А. Г .; Эндрюс, М. П. (2013). «Структурированный цветной индикатор влажности от обратимой настройки шага в самособирающихся пленках нанокристаллической целлюлозы». Датчики и исполнительные механизмы B: химические. 176: 692–697. Дои:10.1016 / j.snb.2012.09.100.
  2. ^ [1] Ограниченная гарантия Motorola
  3. ^ США 20150300958 A1, Эван Кун Лун Юдзи Хадзиме, «Регулируемые колориметрические индикаторы влажности», опубликовано в 2015 г. 
  4. ^ US3898172A, Риф, Курц, "Необратимый индикатор влажности", опубликовано в 1975 г. 
  5. ^ US6698378B1, Дик, Робертсон, Мартин, «Карты необратимых индикаторов влажности», опубликованные в 2000 г.