什麼是毛細現象、虹吸原理、潤濕、不潤濕 - 工作狂人

「毛細現象」又稱「毛細管作用(Capillary action)」，是指液體與固體接觸時，液體本身由於內聚力(cohesive force)所產生的表面張力，以及液體與接觸固體之間的附著 ... 電子製造，工作狂人(ResearchMFG) 工作熊在【電子製造業】打滾多年，分享SMT、焊錫、塑膠射出、產品組裝與設計、瓦楞包裝、不良分析…等經驗。

請注意文章內容不見得都正確，服用前請三思。

工作熊也不是專家，無法即時幫你解決工程問題…(對於未授權私自轉載者，本人保留法律追訴權)。

Home 塑膠射出 電路板組裝 統計製程管制 工作熊 文章轉載原則 廣告托播服務 徵求客座文章 下載 留言板 什麼是毛細現象、虹吸原理、潤濕、不潤濕 Postedby工作熊 2411月,2021 「毛細現象」與「虹吸原理」是我們日常生活中經常會遇到的兩種自然現象，但這兩種現象也經常讓許多人混淆，因為這兩者有點類似，都容易讓人聯想到液體與吸管類的物品。

但兩者的原理則大異其趣，「毛細現象」是液體的附著力與表面張力之間的拔河，而「虹吸原理」則是不同位置液體間的壓力差異所致。

在日常生活中，衛生紙可以快速吸水、原子筆可以源源不絕的寫出字（越細的原子筆筆芯內徑才越可以在倒立的清況下源源不絕的寫出墨水）、眼淚可以從眼睛不斷地流出來、蠟燭的燈芯可以持續燃燒等都是「毛細現象」的應用。

而我們每天都要用到的馬桶沖水則是利用了「虹吸原理」產生的吸力將髒東西排出。

而魚缸排水與將汽油從車子油箱中用管子抽出也是「虹吸原理」的應用。

在電子組裝生產中，零件在焊接中引腳爬錫則是「毛細現象」的一種體現，適當的引腳爬錫可以增零件的強焊錫強度，但爬錫如果超乎預期可就是個悲劇，經常見到的討論是連接器的引腳爬錫達到了接觸區問題。

另外，PCB製程中出現的「燈芯效應（Wickeffect）」也是「毛細現象」的一種體現，因為PCB基板在機械鑽孔製作PTH及via時，容易因為摩擦、振動與鑽頭旋轉的撕扯力而造成PCB基板中的玻璃纖維紗綻開，然後在後續的電鍍銅作業時，液態銅會沿著這些基板纖維間的縫隙進行浸透，嚴重時將造成【CAF(ConductiveAnodicFilament)，電路板內微短路現象】。

（對於大陸那些盜文網站，複製貼上本站文章後，居然還改成自己公司的名字，感到無恥！文章內容部份防止複製編排可能造成您閱讀的不便，請見諒！） 毛細現象(Capillaryaction) 「毛細現象」又稱「毛細管作用(Capillaryaction)」，是指液體與固體接觸時，液體本身由於內聚力(cohesiveforce)所產生的表面張力，以及液體與接觸固體之間的附著力(adhesiveForce)，所形成的一種自然平衡的趨勢，特別是在細管內的液體，因為表面張力變小（毛細管中表面張力與細管半徑成正比）且附著力不變的情況下，液體無需施加外力就可以克服地心引力升高液面流向毛細管的末端。

所以，植物的根部在吸收到水分後能夠自行傳輸到末端葉片，就是經由根莖內的纖維管束巧妙利用「毛細管作用」最經典的例子。

當液體和固體（管壁）之間的附著力大於液體本身的內聚力時，就會發生「毛細現象」。

不同液體放置在垂直的細管中時液面呈現出凹狀或凸狀、海綿以及多孔材質物體能吸收液體等皆為此現象所造成的影響。

我們可以透過觀察玻璃杯或是試管中的水，看見水「黏」在玻璃杯壁上並使得水面呈現U(凹)形來證明水的「附著力」。

毛細管中水面的高度則會一直上升直到水的重量與附著力平衡時才會停止。

液體本身的分子與分子之間也會具有引力，就類似地球的引力，因此可以使得液體向內聚在一起，這就是「內聚力」。

內聚力也是液體為了獲得最小表面位能的自然傾向，而球形則是內聚力極致表現的最佳型態。

例如：下雨或是小水滴滴落時會以球型落下，當兩滴滴在玻璃上小水滴彼此靠近時，馬上就會因為內聚力而聚成一顆大水珠。

既使在液體受到其他限制而無法形成球狀物，它們也會盡量縮收其表面積並在液體表面形成一面宛如張緊的薄膜，這種使液體表面收縮的力，就稱之為「表面張力」。

（對於大陸那些盜文網站，複製貼上本站文章後，居然還改成自己公司的名字，感到無恥！文章內容部份防止複製編排可能造成您閱讀的不便，請見諒！） 潤濕(wetting)、不潤濕(non-wetting) 在電子製造業中，我們則經常以「潤濕(wetting)」這個詞來形容這種現象，當液態焊錫與焊墊/焊盤或是零件引腳接觸時，液態焊錫對焊墊或引腳的附著力大於液態焊錫內聚力時就可以潤濕，反之就是「不潤濕(non-wetting)」。

不過焊錫除了潤濕外還伴隨有IMC生成的化學反應。

那什麼因素會影響到焊錫潤濕的能力呢？一樣可以用附著力與內聚力來解釋，當焊墊的表面金屬有氧化時，就會影響到液態焊錫的附著力，也就是其表面能增加，讓焊錫無法潤濕。

如果是錫膏氧化，想要融化錫膏就需要比較高的溫度，但是溫度越高氧化又會變嚴重，惡性循環啊。

兩塊玻璃之間的毛細管上升實驗 將兩片玻璃垂直重疊在一起，玻璃一端的邊緣夾住一根2.0mm的垂直火柴棒，讓兩片玻璃之間的縫隙從0～2mm單面張開，用橡皮筋綁住兩片玻璃後，將下端放置於水中（如下圖），就可以看到水沿著兩片玻璃間的縫隙上升，隨著縫隙越小(左側)，水平面上升就越高，而且可以看得出來縫隙的寬度(d)與水面上升的高度(h)剛好成反比。

寬度(d)1.4mm：水高(h)5.0mm 寬度(d)0.7mm：水高(h)10.0mm 寬度(d)0.35mm：水高(h)20.0mm 圖片由ZátonyiSándor(ifj.),Fizped–自己的作品,CCBY4.0,連結 虹吸原理(Siphon) 「虹吸(siphon或syphon)」是一種流體力學的自然現象，它透過兩處不同高度液體所形成的壓力差而不藉助馬達或唧筒幫助的情況下就可以抽吸壓力較大的液體輸往壓力較小的液體處。

「U型虹吸管」的運作基本上利用到了兩個原理。

一個是液體的「內聚力」，它讓液體可以沿著虹吸管不斷的往上越過原本液面的高度。

另一個則是處於不同高度液體的「重力差」，或者也叫做「位能差」，不同高度的液體因為重力的關係會讓高處的液體流往低處。

兩處液體間的流動在沒有其他外力介入下將一直流動，直到高位處的液體流光，或是兩處液面的高度變得一樣高時才會停止流動。

我們每天都要用到的馬桶沖水則是利用了「虹吸原理」產生的吸力將髒東西排出。

洗臉盆下方的U形排水管雖然也有利用到「虹吸原理」，但它的設計與更大的作用是要利用其「U型存水彎」來防止排水管中臭氣或其他氣體逆流倒灌進室內。

中國古代有一種酒器叫做「九龍公道杯」，在國外古希臘也有類似的酒杯叫做「畢德哥拉斯杯(Pythagoreancup)」，這兩種酒杯有異曲同工之妙，都是利用「虹吸原理」來製成酒杯，內藏玄機，如果有人貪杯，將酒杯斟得太滿，超過了酒杯內部虹吸管的高度，酒就會透過虹吸管從底孔完全流光。

它用來警惕世人不可貪杯，延伸做人要公道，不可過貪，只取自己所得，否則將一無所得。

有興趣的朋友可以網路找一下這兩種酒杯的結構圖來參考。

延伸閱讀：常見金屬元素的活性順序、氧化還原的能力什麼是紅銅、純銅、青銅、黃銅、白銅、生銅、熟銅？何謂玻璃轉移溫度(Tg,GlassTransitionTemperature) 基礎理化 人氣(2,867)   迴響(0) 基礎理化,潤濕,燈芯 　 　 訪客留言內容（Comments） Nocommentsyet. 訪客留言注意事項： 1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上，請不要重覆留言。

2.留言時請在相關主題文章下留言，與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言，請善加利用【搜尋框】尋找相關文章，找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。

3.留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章，自己做一點功課後再留言。

沒有前因後果的內容，工作熊不一定會瞭解你在說什麼，就更無法回答你的問題。

 4.工作熊並非某一方面的專家，所以回答的內容或許會有不正確的地方，服用前還請三思。

如果您想詢問關於電路板方面的工程問題，請前先參考這篇文章【詢問工程問題，請提供足夠的資訊以利有效回答】把自己的問題想清楚了再來詢問，並且請提供足夠的資訊，這樣才能有效回答問題。

5.工作熊每則留言都會看，但不會每則留言都回答，尤其是只有問候之類的內容。

 6.留言詢問時請注意您的態度，工作熊不是你的「細漢」，更沒有拿你的薪水，所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。

 7.原則上工作熊不接受私下電子郵件、電話、私訊、微信或任何即時通聯絡。

 8.自2021年7月起Google將停止最新文章電子郵件通知，如果你想隨時接收部落格的最新文章可以參考這裡。

您有話要說（Leaveacomment） 大名Name(required) 郵件信箱E-mail(required) 請在下方空格內寫下您的留言（YourComment），完成後按【送出】按鈕 Δ 贊助商連結 還在用更小孔噴嘴處理噴壓不足? LTS低溫焊錫可靠度驗證 贊助商連結 熱門文章 [275,930]開發新產品有三個驗證階段(EVT/DVT/PVT)解說[245,881]手把手教你如何使用Excel繪製出標準的品管工具【柏拉圖表(Paretochart)】[233,341]製程能力介紹─Cpk之統計製程能力解釋、計算公式[224,706]PCB名詞解釋：通孔、盲孔、埋孔[218,825]SMT回流焊的溫度曲線(ReflowProfile)解說與注意事項[203,814]問題分析與對策解決，簡介8Dreport方法[184,758]電子製造工廠如何產出一片組裝電路板(PCBA)[182,580]何謂SMT(SurfaceMountTechnology)表面貼焊(裝)技術?[180,217]如何使用X-Ray來判斷BGA有否空焊？[169,930]電路板上常見的焊錫缺點中英文對照與解釋[169,459]J-STD-020,MoistureSensitivityLevels(MSL)濕度敏感等級分類解說[158,398]電路板中何謂硬金、軟金、電鍍金、化金、閃金？[156,569]給初學者：BOM是什麼？BOM表與ECO、ECN、ECR的關係[140,248]如何使用Excel2007建立常態分布曲線圖表[140,201]螺絲滑牙？免驚！11個方法教你如何補救滑牙的螺絲頭及自攻螺絲塑膠柱[132,530][QC工具]柏拉圖分析(ParetoChart)介紹[131,045][影片]ENIG電路板生產線製程簡介(PCBProductionProcess)[123,353](積)多層陶瓷電容(MLCC)的基本原理與分類，什麼是MLCC？[121,910]六個標準差(sixsigma,6σ)運用於日常生活[117,311]塑膠射出常見的缺陷及可能原因與對策 工作熊的Telegram https://t.me/researchmfg 贊助工作熊 PayPal 歐付寶 銘謝張XX用Opay贊助NT500 銘謝蔡XX用Opay贊助NT1,000 銘謝邱XX用Opay贊助NT2,000 銘謝Louis用Opay贊助NT6,666 銘謝施XX用Opay贊助NT2,000 銘謝彭XX用Opay贊助NT2,000 銘謝黃XX用Opay贊助NT1,000 銘謝蔡XX用Opay贊助NT1,000 銘謝洪XX用Opay贊助NT500 銘謝邱XX用Opay贊助NT1,000 銘謝Wong用Opay贊助NT500 銘謝孫先生用PayPal贊助NT500 銘謝Yong贊助NT1,000 銘謝Deqing贊助NT500 銘謝Stephen贊助NT1,000 銘謝David贊助NT200 銘謝高X陞贊助NT1,000 銘謝陳X瑞贊助NT200 銘謝林XX贊助NT1,000 銘謝劉X希贊助NT100 銘謝黃X星贊助NT500 銘謝吳X宇贊助NT500 銘謝蔡X羲贊助NT500 銘謝KYLE贊助NT800 銘謝張X隆贊助NT1,000 銘謝邱X恭贊助NT1,000 銘謝張X贊助NT500 銘謝WEI贊助NT100 銘謝YU贊助NT500 最近迴響 「工作熊」於〈如何看懂EDX元素分析報告？為什麼同一個元素會出現多根頻譜峰？〉發佈留言「Eric」於〈PCB如何烘烤？烘烤條件與方法，為什麼過期的PCB要先烘烤才能打SMT或過回焊爐？〉發佈留言「工作熊」於〈SMT回流焊的溫度曲線(ReflowProfile)解說與注意事項〉發佈留言「工作熊」於〈PCB如何烘烤？烘烤條件與方法，為什麼過期的PCB要先烘烤才能打SMT或過回焊爐？〉發佈留言「N」於〈名詞解釋：MOQ（MinimumOrderQuantity）最少訂購量〉發佈留言「工作熊」於〈名詞解釋：MOQ（MinimumOrderQuantity）最少訂購量〉發佈留言「N」於〈名詞解釋：MOQ（MinimumOrderQuantity）最少訂購量〉發佈留言 標籤雲 ACF BGA ConformalCoating Cpk de-panel droptest ENIG HIP(枕頭效應) Hotel metal-dome MFI NewsLetter PLC PM Red-Dye(染紅試驗) Reliability short(短路) Troubleshooting uUSB 代工廠 助焊劑 名詞解釋 問題分析與對策 基礎理化 客座文章 工作效率 影片 手機 板彎板翹 氧化 沾汙 波焊(wavesolder) 測溫 烘烤 管制圖(controlchart) 給初學者 腐蝕(erosion) 自動化 觀念 試產 說故事 錫膏 閒聊 零件掉落 電子遷移(Electromigration) 常用單位換算 長度換算: 1µm=39.37µin 1µin=0.0254µm 1mil=25.4µm 1mil=1/1000in=1000µin 1mm=39.37mil 推薦連結 Andy的條碼世界 Blog語法研究室 HIMAXElectricScrewdriver電動起子 IamaManufacturingProcessEngineer JeffWu ManufacturingEngineerBlog Potato的探險樂園 Potato的饌食玩樂 xuan!LAB 在職進修達人 工作熊的玩樂生活誌 工作狂人 流變學好簡單|TheRheoMaster 玩賺部落格 痞酷網電子技術論壇 發現生活的價值 分類 CaseStudy(案例研究) COB(Chip-On-Board) Connector(連接器) CorrugatedPaper(瓦楞紙) Design(設計) EDX/SEM/IMC/FTIR Epoxy&Glue&Ink HotBar Keypad(按鍵) MSL(濕敏等級) Outlook(電子郵件禮儀) Packing PCB&FPC&PTF Plastic(塑膠射出) Process(製程) Quality(品質) Screw(螺絲) SMT Soldering(焊錫) SPC(統計製程管制) Testing(測試) Ultrasonicwelding 人員與角色 個人觀點 出差小撇步 基礎理化 好網推薦 工廠管理 技術介紹 拆機研究 未分類 產品介紹 站務報告 管理相關 電路 訪客統計 最新文章 波峰焊接錫珠不良原因問題整理與解決對策(wavesolderingbeads) 鋼板零件使用厚度及開孔方式(開法/形狀…等)之工藝 QFN及BTC散熱墊焊接空洞的3個形成原因及5個可能解決方案 BTC及QFN封裝中譯名稱及EPad氣泡空洞率允收標準 田口方法實驗設計:實例探討(2)-交互作用、真空閥推動力 田口方法實驗設計:實例探討(1)-磁磚工廠的經驗 簡介什麼是「田口方法(TaguchiMethods)」實驗計畫 PCB設計製作的CAD與Gerber檔案差別在哪裡？ 什麼是電子工廠的不良材料或產品purge處置？ 整理SMT回焊爐添加氮氣(N2)對各種焊接不良的影響與效果 贊助商連結 隨機文章 年關將近，你打算另謀高就了嗎？ (4) 如何選用正確黏貼材質來固定測溫頭於SMT回焊測溫板 (4) [影片]ENIG電路板生產線製程簡介(PCBProductionProcess) (17) Copyright電子製造，工作狂人(ResearchMFG)|WordPressThemesbyDBT