潮敏电子器件中关于“湿度指示卡（HIC）”的详解；-电子发烧友网

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在电子制造业的高速发展中，表面贴装技术（SMT）已经成为电子产品组装的主流工艺。然而，在追求小型化、高密度、高可靠性的同时，一个容易被忽视却至关重要的问题正在威胁着产品质量 ——潮湿敏感器件（MSD）管控。

同时，潮湿敏感器件（MSD）管控不当可能导致：

1、爆米花效应：回流焊时器件内部水分汽化膨胀导致开裂

2、隐性失效：初期检测不出来，使用后突然故障

3、整批报废：一个湿敏批次影响整个工单

4、客户投诉：尤其是汽车电子、医疗电子等高可靠性行业

据行业统计，MSD 管控失效占电子制造质量问题的 15-20%，每年给全球电子制造业造成数十亿美元的损失。本文将为你提供一份全面的 MSD 管控指南，从基础概念到高级实践，助你建立科学有效的管控体系，所以，一种叫湿度指示卡的工具便应运而生。

湿度指示卡，是生活中很少接触的一种产品，因为他很少使用与生活的当中，但是它在工业生产中却有着举足轻重的地位。大部分的电子元器件、精密光学部件等高端电子、仪器设备容易受到湿气的影响导致产品锈蚀、灵敏度降低甚至导致不可恢复的损坏。为避免产品受到湿气的侵蚀及损坏，大部分产品会采用防潮包装组合，在最后成品及半成品的包装阶段对产品进行保护，而湿度显示卡就是便捷、经济的检测湿度是否在受控范围的物料，当打开密封袋，湿度卡上的颜色显示读出的数据就可以作为监察密封包装内的湿度是否在规定的湿度范围之内的依据，同时，也能间接反映出密封包装内的干燥剂是否发挥吸潮效果。

一、湿度卡的定义

湿度指示卡又称湿度卡、防潮标签，英文全称：Humidity Indicator Cards，简称：HIC。它是用来显示密封空间湿度状况的卡片,是检测在密闭包装内的相对湿度是否安全的一种环境测量产品。圆圈上方或侧方的百分率数据是对应圆圈指示的相对湿度数据。

二、湿度卡（HIC）的特性

1、变色性

当湿度指示卡（HIC）周围环境中的湿度提升到一定的数值时候，指示卡上相应的知识点会从棕色变为绿色。

2、可逆性

知识点的颜色变化同样有可逆性，当指示卡周围的空气变干燥后，知识点的颜色重新变回棕色。

3、读数标准

当湿度卡（HIC）变成淡棕色（介于棕色和蓝色之间）的时候，指示点中的数值就是当前的环境湿度。

4、使用环境

将湿度指示卡（HIC）密闭保存在原始包装铁罐中，并放入干燥剂。开启3次铁罐以后请更换干燥剂。

5、存储环境

保存在干燥、阴凉的环境；避免阳光直射和水浸。

三、湿度卡（HIC）的分类

因为湿度指示卡（HIC）是通过直观颜色变化来判断湿度状态的工具，用于表示湿敏元件的暴露情况，所以它的分类可细分为：

1、普通蓝色含钴湿度卡（HIC）

普通蓝色含钴湿度卡（HIC）一般情况下干燥状态是蓝色，潮湿状态是粉色（不符合欧盟最新出不标准，不环保），它以直观的从颜色变化来判断湿度状况。其原理就是根据氯化钴吸水后产生物质的颜色变色的原理，[Co(H20)4Cl2]为蓝色[Co(H2O)6]2+为红色，干燥时湿度卡是蓝色的，如果圆圈内的颜色从蓝色变化到粉红色，表示包装内的湿度达到或超过了圆圈对应的相对湿度数值。

普通蓝色含钴湿度卡（HIC）是可逆变化的，湿度超过对应的湿度值，颜色从蓝色变到红色，如果湿度低于对应的湿度值，已经变粉红色的湿度卡可以变回蓝色，只是从粉红变化回蓝色需要更长的时间，更需要足够的的干燥剂来使湿度卡（HIC）恢复蓝色状态。

所以，普通蓝色含钴湿度卡（HIC）它是以直观的从颜色变化来判断湿度状况。干燥时湿度卡是蓝色的，如果圆圈内的颜色从蓝色变化到粉红色，表示包装内的湿度达到或超过了圆圈对应的相对湿度数值。湿度卡是可逆变化的，湿度超过对应的湿度值，颜色从蓝色变到红色，如果湿度低于对应的湿度值，已经变粉红色的湿度卡可以变回蓝色，只是从粉红变化回蓝色需要更长的时间，更需要足够的的干燥剂来使湿度卡恢复蓝色状态。

2、棕色无氯化钴湿度卡（Cobalt free humidity card）

这种湿度卡（HIC）上标识有Cobalt free字样，或者类似字样。无钴湿度卡（HIC）一般干燥颜色是棕色，受潮后变为蓝色。也有干燥状态为蓝色，受潮是粉色的无钴湿度卡（HIC），注意和含钴湿度卡的区别，主要看无钴标识。它是一种便捷而廉价的检测环境湿度的安全方法，使用者可以通过卡片上的颜色迅速判断产品包装内的湿度及干燥剂的效果。如果包装中的湿度超过或等于该湿度值，卡片上的对应的点就会从干燥色变成吸湿色，据此可以简易地得知干燥剂的使用效果。

2004年欧盟环保法规（2004/73/EC）已将氯化钴列为二类致癌物质，现在对含钴类湿度指示卡（HIC）禁止使用物质，所有出口到欧盟国家的产品必须符合该法规要求。因此现在大量使用的湿度指示卡（HIC）（由蓝变粉红）其主要成分就是氯化钴，将很快被禁止使用。如SONY公司在SS-00259)8版上禁止使用含氯化钴的湿度指示卡（HIC）及其他产品。

同时，为适应相关法规及环保发展要求，TOPCOD公司专门设立了湿度卡（HIC）事业部，与现已研发新一代环保湿度指示卡（HIC）（Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型）。并对指示卡的生产工艺进行较大水平的升级，日产量超过60000张，该系列产品符合欧盟RoHS指令（不含），已通过CTI，SGS检测，指示颜色变化明显，做工精良，使用方便。

3、无钴无卤素湿度卡（HIC）

这种湿度卡（HIC）上标识有Cobalt free & Halogen free字样，或者类似字样。这种湿度卡（HIC）更环保。无钴无卤素湿度卡（HIC）一般干燥颜色是黄色，受潮后变为蓝色，当然也有受潮后变绿色的类型。

以下是两种不同湿度等级的含钴湿度卡（HIC）：

以下是符合 IPC/JEDEC J-STD-033标准的湿度卡（HIC），蓝色含氯化钴，棕色的不含氯化钴类型。注意Cobalt free字样：

以下是符合 IPC/JEDEC J-STD-033标准的湿度卡（HIC），无氯化钴无卤素环保类型。这一款受潮后变为浅绿色：

另外，湿度卡（HIC）中的图式类型也分为：

a. 六图式：可显示 10%、20%、30%、40%、50%、60% 湿度；

b. 四图式：可显示 10%、20%、30%、60% 湿度；

c. 三圈式：可显示 20%、30%、40% 或 5%、10%、60% 湿度；

统一判定准则：当有任何指示圈的显示湿度 > 30% 时，即表示元件可能已受潮，需按规定进行处理。

四、湿度卡（HIC）变色的原理

上面讲到湿度指示卡（HIC）分为两种，一种是含钴湿度指示卡（HIC），另一种是无钴湿度指示卡（HIC），它们的变色原理如下：

含钴湿度指示卡（HIC）其变色原理是根据氯化钴吸水后产生物质的颜色变色的原理，[Co(H20)4Cl2]为蓝色[Co(H2O)6]2+为粉红色，干燥时湿度卡（HIC）是蓝色的[Co(H20)4Cl2]，吸水受潮后由蓝色变为粉红色[Co(H2O)6]2+，如果圆圈内的颜色从蓝色变化到粉红色，就表示包装内的湿度达到或超过了圆圈对应的相对湿度数值。另外需要注意的是含钴湿度指示卡（HIC）不环保，不符合欧盟最新出口标准。

无钴湿度指示卡（HIC）不含氯化钴，变色采用其它种类更环保的化学物质（商业机密，故不便详细透露具体物质）；有蓝变粉红、蓝变紫、黄变绿、黄变蓝、棕变蓝、棕变绿等若干种。同样，如果圆圈内的颜色从干燥色变化到吸湿色，就表示包装内的湿度达到或超过了圆圈对应的相对湿度数值。无钴湿度指示卡（HIC）是环保产品，符合欧盟最新出口标准。

五、湿度卡（HIC）潮湿敏感等级分类

讲到湿度卡（HIC），就不得不顺便讲一下潮湿敏感等级，英文全称为：Moisture Sensitivity Level，简称：MSL。它是芯片封装在吸潮后过回流焊，内部水汽膨胀导致分层、爆米花开裂的风险等级，半导体厂、SMT、供应商审核必用。

当前根据 IPC/JEDEC J-STD-020 标准，MSD 按照潮湿敏感等级（MSL）分为以下 8 个等级：

重要提示：

1、MSL 等级越高，对湿度越敏感；

2、不同等级有不同的管控要求和成本；

3、必须严格按照等级要求进行管理；

六、湿度卡（HIC）的生产标准

因为湿度指示卡（HIC）是印刷沉积有湿度敏感化学物质的相对湿度的指示卡（HIC），通常是按顺序排列的圆指示点，每个变化的颜色对应更高的相对湿度。当湿度超过印在指示点上的值时颜色将会变化（从蓝色变成粉红或从棕色变成蓝绿色）。当湿度降低时，颜色将变回（到蓝色或棕色）。所以，它的生产标准主要涉及以下方面：

1、颜色编码标准

采用三色圆点设计，每个圆点对应不同湿度阈值（如5%、10%、15%RH），颜色变化（如由蓝色变为红色）用于快速判断湿度是否超标。

2、敏感度与响应机制

需明确各颜色圆点的湿度敏感范围，例如：

a. 5%RH圆点变色需更换吸湿剂；

b. 10%RH圆点变色需烘烤吸湿剂；

c. 15%RH圆点变色则需丢弃卡片并更换干燥剂。

3、材料与工艺要求

卡片需采用防潮、防污染材料，确保在存储和使用过程中保持稳定性，同时，生产过程中需严格控制湿度，避免金属接触导致短路或损坏。

4、配套标准参考

部分企业（如特普高）可能参考MIL-I-8835或IPC-1602等工业标准，但需以企业官方文件为准。

总体来讲，湿度卡（HIC）的核心标准在于颜色编码的准确性和湿度响应的可靠性，生产过程中需严格把控材料选择和工艺流程，同时可参考相关工业规范以确保兼容性。当前通用的生产标准主要有以下4个：

* 2004/73/EC(欧盟环保法规)

* GJB2494-95 (中华人民共和国军用标准)

* MIL-I-8835A(美国军用包装标准)

* JEDEC(电子元件工业联合会标准)

七、湿度卡（HIC）的适用范围

湿度卡（HIC）的适用范围主要涵盖以下方面：

1、电子元器件防潮管理

用于检测SMT生产中湿敏电子元件（如PCB板、电阻、电容、集成电路等）的湿度状态，通过颜色变化判断是否受潮，确保元件在干燥环境中使用。

2、精密仪器设备保护

适用于光学设备、精密仪器等对湿度敏感的产品包装，通过实时监测湿度预警潮湿风险，避免因受潮导致的性能下降或损坏。

3、药品与化学品防潮

干燥剂配套使用，用于防潮化学药品、金属零件等物品的包装，当湿度达到阈值时通过颜色变化提示更换干燥剂。

4、食品与日用品包装

在食品、化妆品等需要防潮的包装中，湿度卡可快速检测内部湿度，确保产品在运输和储存过程中保持干燥。

5、工业生产环境监控

在仓库、物流等环节，湿度卡用于监测密封包装的湿度，辅助控制环境湿度，防止产品受潮。

因此，湿度卡（HIC）通过直观的颜色变化实现非接触式湿度监测，广泛应用于电子、医药、食品等需防潮的领域，是保障产品安全性和稳定性的重要工具。

另外，湿度卡（HIC）在适用范围中，也有其特殊的使用说明条件：

1、当环境的湿度达到或湿度指示卡（HIC）上指示点标注数值的时候，该指示点会从干燥色变成吸湿色。

2、环境的湿度降低时，指示卡（HIC）的点的颜色会从吸湿色重新变回干燥色。

3、当指示点的颜色变成指定色的时候，该点中的数值就是当前环境的湿度值。

八、欧盟对湿度卡（HIC）的要求

早在2003年1月，欧盟议会和欧盟理事会便通过了RoHS指令，全称是The Restriction of the use of certainHazardous substances in Electnical and Electronic Equipment,即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又对其进行了补充，明确规定了六种有害物质的最大限量值。

2006 年7 月1 日全面禁止PBB (Polybrominated Biphenyls) 及PBDE (Polybrominated Diphenyl Ethers) 等溴系阻燃剂的使用。

RoHS指令要求的是限制这六种有害物质：Pb（铅），Hg（汞），Cd（镉），Cr6+（六价铬），PBBs（多溴联苯），PBDEs（多溴联苯醚）。其中多溴联苯，多溴联苯醚中含有卤素。

九、湿度卡（HIC）使用注意事项

1、湿度显示卡（HIC）圆点的颜色在一定密封空间环境内将感应环境内的相对湿度的而由蓝变粉红。

2、相对湿度的数值印刷于相对应的显示圆点上方。

3、湿度显示卡（HIC）在被暴露在外而改变了一个相对湿度时颜色会改变。

4、当一定容量的空气干燥时，湿度显示卡（HIC）圆点颜色会由粉红变成蓝色。湿度显示卡（HIC）被放在一个装适量干燥剂的密封容器里显示圆点会由粉红色变成蓝色。

5、在未被使用之前湿度指示圆点呈蓝色。

6、湿度显示卡（HIC）在23°C时显示的湿度是最精确的。

7、不要接触指示圆点，禁止用水清洗任何显示区域。

综上所述，为了保证湿度指示卡（HIC）能够发挥作用，能够更为方便地检测相对湿度，对于上面这些注意事项一定要了解清楚，并且尽量避免出现类似的情况。

十、湿度卡（HIC）的重要性