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何謂「燈芯效應(wicking)」？燈芯現象在PCB會造成什麼品質問題？
「燈芯」是指蠟燭或古早油燈點燃時持續供油燃燒的蕊芯部分，它通常會以容易吸油的細絲狀纖維或棉絲捻成束線來充當，因為不是融合，所以在纖維與纖維之間會存在一些極小的縫隙，將芯線一端浸泡於燃油液體內，液體就會因為「毛細管作用(capillary action」而沿著這些纖維間的縫隙移動行進，此作用就稱之為「燈芯效應(wicking effect)」。
蠟燭的火燈油燃燒時所燒掉的大部分都是經由燈芯輸送上來的液態油，而不是燈芯，這也是燈芯為何可以持久燃燒的原因。
頂端圖片由Upali Senarath Bandara在Pixabay上發布
電路板(PCB)上的「燈芯(wicking)」指的是什麼？燈芯現象又會造成什麼品質問題？
電子製造業中的「燈芯效應(wicking effect)」一般指的是PCB基板在機械鑽孔(簡稱「機鑽」)製作PTH及via孔時，容易因為振動摩擦產生高熱融化樹脂，另外，鑽頭高速旋轉的撕扯力道也會造成玻璃纖維紗束中纖維與纖維間綻開，在PCB製作的後續電鍍銅作業時，液態銅就會沿著這些基板纖維間裂開的縫隙而發生浸透的現象，因為其滲銅現象就如同燈芯吸油的原理，故以「燈芯效應」稱之，其實說穿了這就是一種「毛細現象」的體現。
這裡要先說明一下，電路板的基材中除了有玻璃纖維紗束外，還會添加大量的混合樹脂(resin matrix)及填充料(fillers)來夯實填滿基板的結構與強度，在正常的情況下玻纖的周圍都會被這些樹脂及填充料佔滿，所以一般「燈芯(wicking)」的問題不會太嚴重，而且燈芯的深度也不會太長。
建議延伸閱讀：電路板PCB板材的結構與功用介紹
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但是「燈芯(wicking)」現象在組裝電路板(PCBA)上確實是個品質的不定時炸彈，因為在特定的條件下燈芯(滲銅)的長度可是會繼續生長的，最後還可能引起電性上的短路(short)，造成電子產品功能不良，或是漏電流(leakage current)大增等問題。所以，業界其實在很早以前就已經在IPC-A-600中提出要管控「燈芯(wicking)」長度的允收標準。（個人認為IPC後續應該會繼續更新並加嚴這個標準，因為現在的標準有點太寬鬆，已經不符合往後科技的需求了。）
- Class 1，滲銅不可超過125µm (4.291 mil)
- Class 2，滲銅不可超過100µm (3.937 mil)
- Class 3，滲銅不可超過80µm (3.15 mil)
隨著手機的流行更近一步推升科技的進步，現在電路板的線路及via設計越來越密集，疊層則越來越多，所以「燈芯(wicking)」的問題也會越來越受到重視，而且也有越來越多的「CAF (Conductive Anodic Filament)，電路板內微短路現象」造成的不良案例被提出來討論且要求改善。
所謂的CAF是在同時具有水氣(溶劑)、偏壓(形成氧化還原)、通道(毛細作用)、露銅(可以形成離子的金屬元素)的條件下結合燈芯現象所造成的一種「電離子化學遷移(electrochemical migration)」或稱之為「銅遷移」現象，它一開始會造成相鄰電路的間歇性微短路，讓產品功能間歇性的時好時壞，雖然最終可能導致持續性的短路，但在這之前產品大概就已經就被客訴或拋棄了。
建議延伸閱讀：CAF(電路板微短路)形成的可能原因與改善對策
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PCBA組裝焊錫上所謂的「燈芯效應(Solder Wicking Effect)」
工作熊知道有很多SMT貼片及PCBA組裝工廠認為的「燈芯現象」好像是焊墊上的錫膏在回焊過程中大部分被焊腳吸走的現象。雖然說這種現象也可以算是一種「毛細現象」的體現，但是在IPC的文件中並未定義這種的焊錫不良現象，也未給予正式名稱。
工作熊個人將這種焊錫被焊腳吸走的不良現象稱之為【焊錫燈芯虹吸效應(Solder Wicking Effect)】，用來與PCB滲銅的「燈芯效應(wicking effect)」作區別。
再強調一次這不是正式名稱。【焊錫燈芯虹吸效應(Solder Wicking Effect)】通常用來說明PCBA焊錫過程中PCB焊墊上的錫膏融化潤濕後沿著零件引腳的表面金屬往上爬升的現象，它會造成焊墊上的焊料不足，嚴重者形成空焊(non-wetting)或在相鄰引腳間發生架橋短路(solder bridge)。
建議延伸閱讀：什麼是焊錫燈芯虹吸效應(Solder Wicking Effect)不良現象與解決對策?
吸錫帶(solder wick/ braid)也是一種燈芯效應或「毛細現象」的應用
當我們需要修補組裝的電路板時，常會以人工作業的方式來進行除錫，一般會選擇使用純銅細線捻成的寬扁帶狀編織繩（俗稱「吸錫帶」，Solder Wick/Braid）來接觸或是直接放置於需要除錫的焊墊上方，然後用烙鐵直接加熱於吸錫帶上來融化焊錫，其主要作用是讓吸錫帶上的溫度比焊墊溫度來得高，或至少一樣溫度，這樣就可以讓融化的焊錫沿著吸錫帶上編織縫隙前進，也就可以輕鬆地將多餘的焊錫吸附在吸錫帶上了，達到除錫整平的效果。聰明的你有沒有發現這個描述與【焊錫燈芯虹吸效應(Solder Wicking Effect)】很類似？是的，吸錫帶的應用也是利用「燈芯效應」或「毛細作用」原理來達到吸錫的典型應用。
「燈芯效應」可以解釋人體自燃的神秘事件？
題外話，卻是個蠻讓人好奇的人體自燃事件原因～
初聞「人體自燃」事件時，著實讓人有點神秘學的感覺與匪夷所思，覺得這怎麼可能發生，可新聞及文獻上確實有些人體自燃的案例，但是隨著調查，漸漸地有人提出這些人體自燃的屍體幾乎都有太靠近火源且無法做出反應即時撲滅火苗的行為，比如喝醉酒、昏迷或是吃了安眠藥的人，他們身上的衣物或先被外界的火焰點燃，燃燒的衣物接觸皮膚，因而跟著燃燒起來，接著，皮下脂肪由於燃燒的高溫而融化並從傷口流出，然後開始浸潤衣服，衣服被液化脂肪浸濕後就成了蠟燭的燈芯，而體內的脂肪就像是蠟燭的本體臘，脂肪融化後源源不絕地提供燃燒的油料，於是人體就像蠟燭一樣慢慢地燃燒殆盡，直到所有可以燃燒的身體組織都被燒完為止。
人類的骨髓和脂肪一樣，都是可以燃燒的材質，但是連骨頭都可以燒成灰燼的溫度卻需要高達870℃以上，似乎又不合理了？後來又有人提出自燃者似乎都患有骨質疏鬆症，研究顯示骨質疏鬆者的人骨在火葬時也容易被燒盡，於是「燈芯效應」就成了目前最可以解釋人體自燃的成因。
只是，人體自燃似乎得有很多因素同時發生，要有外界的火源、可以當成燈芯的足夠衣物、著火者無法自行撲滅火源+骨質疏鬆症～老實說個人對這個解釋還是抱存懷疑的態度，除非那是個精心佈置的實驗，否則要依照這樣的燈芯效應完成人體自燃，有點玄啊！
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