提高金属铭牌粘接可靠性

摘 要：本文结合工作实际，针对产品金属铭牌粘接工艺进行研究，并对粘接过程的控制要求进行了较为详尽地阐述，从而对提高产品金属铭牌可靠性提供技术支持。

关键词：粘接 过程控制 可靠性

中图分类号：V25 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0070-02

金属铭牌粘接工艺被广泛应用于电子产品中，而其中有相当大一部分采用的是金属铝铭牌，其特点是加工操作简便，成本低廉，能够满足产品的使用要求。金属铭牌粘接工艺看似简单，但却对操作过程有较高的要求，必须以规范操作来保证粘接质量，否则就会影响粘接可靠性，甚至发生铭牌脱落现象，影响产品的质量信誉，我公司产品就曾经发生过类似情况。我们通过分析研究和大量试验工作，探索出了提高金属铭牌粘接可靠性的工艺方法和途径，收到了良好效果。

1 现状分析

针对我公司产品金属铭牌粘接过程所涉及到的粘接材料、技术文件及操作过程等诸多方面进行深入调查分析，了解掌握各环节对铭牌粘接的影响，查寻铭牌脱落现象产生的原因。

（1）粘接剂：金属铭牌粘接使用的是HY-914快速粘接剂，属室温固化韧性环氧胶，它是由两个组份（胶粘剂和固化剂）按一定比例配制、经充分混合搅拌而成。从了解到的使用情况和粘接剂使用说明书的介绍以及查找到的资料来看，该粘接剂具有固化速度快、粘接强度高、韧性好、耐水、耐油性能好等特点，适用于各种金属、玻璃、陶瓷、木材等材料的粘接；该粘接剂除了用于金属铭牌的粘接外，还广泛用于其他金属间以及有机玻璃、环氧玻璃布板等非金属材料的粘接，其性能完全可以满足金属铭牌的粘接要求。

（2）技术文件：对粘接剂的配制、使用有专门的操作指导工艺文件，但由于该文件只是对粘接剂使用的宽泛要求，具体到金属铭牌的粘接就显得不够具体。金属铭牌粘接有其自身的特点和特殊要求，所以该工艺文件不能完全满足金属铭牌粘接使用要求。

（3）操作过程：粘接流程为：粘接剂配制铭牌涂敷粘接剂粘接。经过分析，梳理出操作过程对铭牌粘接质量影响的主要因素有以下三个。

①粘接剂的配制。该粘接剂为两个组份按一定比例调配（A组份（胶粘剂）∶B组份（固化剂）=5∶1），经均匀搅拌混合后使用。

在以往粘接剂的配制过程中，由于每次使用量不大，操作者只是凭经验大概估计两个组份的份量进行配制，而没有使用量具严格按比例配制，使粘接剂的配制质量得不到保证。

②粘接剂两组份的搅拌混合。只有将粘接剂的两个组份充分搅拌混合均匀，才能最大限度地发挥出粘接剂的粘接效能。

同样在混合搅拌时，也没有专门的搅拌工具，而是随意地找个棍棒进行搅拌，搅拌方式和搅拌时间也都是随意进行，这样也不能保证配制质量。

③粘接剂的涂敷。这是整个粘接过程重要而关键的环节。粘接剂涂少了，使粘接可靠性降低，而粘接剂涂多了，则会因溢出铭牌四周，影响外观质量。

据产品用户反映和了解到的情况，脱落的铭牌大多都是因粘接剂涂敷不均匀、涂敷量偏少造成，更有甚者粘接剂在铭牌上的分布面积只有铭牌总面积的三分之二到二分之一。究其原因一是人工涂敷，均匀一致性不能保证，二是操作时因担心粘接剂涂敷量过多，挤出铭牌边沿，影响外观质量。

综上所述可以看出，铭牌脱落主要是由操作过程不规范造成的。

2 对策措施

根据以上分析，既然铭牌脱落主要是由操作过程不规范造成的，那么解决此问题我们就从加强操作过程控制入手，一方面完善技术文件，使操作过程有章可循；另一方面针对操作过程中影响铭牌粘接质量的三个主要因素采取相应的措施，制作专用工艺装置，从操作方法上保证对过程的控制。

（1）粘接剂的配制。由于该粘接剂为胶粘剂和固化剂两个组份按一定比例调配，所以胶粘剂和固化剂两组份的准确定量就十分重要；从便于配制操作和准确定量两方面考虑，确定使用烧杯作为粘接剂的配制容器。配制时对照烧杯上的刻度，按两组份的比例分别将其挤入烧杯中，这样就满足了两组份准确定量的要求。为便于搅拌同时又能满足使用要求，每次配制量以20 ml左右为宜。

（2）粘接剂两组份的搅拌混合。要使粘接剂两组份充分搅拌混合均匀，一方面要保证搅拌时间，另一方面必须采用合理的搅拌方式，保证粘接剂的均匀混合。经过反复观察其他类似半流体的搅拌过程发现，搅拌时只要使容器内的粘接剂形成中心呈旋涡状旋转、四周上下内外翻腾，就可以保证两组份的充分混合均匀；据此巧妙地设计制作了可以安装在手持式电动起子上装卸快捷使用方便的搅拌棒，既满足了搅拌要求，又充分利用了现有设备。为便于搅拌，搅拌棒的叶片长度尺寸设计为略小于容器的口径。搅拌棒如图1所示。

搅拌时手持电动起子，将叶片伸入到粘接剂中，启动电动起子；将电动起子的转速调节在最低档位，时间控制为3 min。

（3）粘接剂的涂敷。以往粘接剂的涂敷都是靠人工涂敷，涂敷量不能定量控制，均匀一致性难以保证，要定量控制涂敷量就必须靠专用工装来保证，这样就可以解决怎样涂和涂多少的问题。经反复构想，创新性地设计制作了粘接剂涂敷专用工装，用于定量控制涂敷粘接剂。专用工装如图2所示。

该专用工装由定位板和控制板组成，定位板与控制板之间用合叶连接，便于开合，控制板覆盖在定位板之上。在定位板上设置有多个与不同型号铭牌外形尺寸大小相同的凹槽，铭牌放入凹槽后与定位板处于相同水平面；在控制板上对应凹槽部分有依据凹槽的大小加工而成的孔，考虑到粘接时粘接剂受到挤压而向四周扩散，特将孔的四周边距尺寸设计为比凹槽的略小。铭牌涂敷粘接剂时，先打开控制板，将铭牌背面向上放入定位板相应的凹槽内，然后合上控制板；然后将粘接剂涂在铭牌露出部位，用底部平整的刮板将粘接剂刮平，打开控制板，取出背面涂敷有粘接剂的铭牌，放置在粘接部位，施以适当的接触压力，再用棉纱蘸无水乙醇，将四周挤出的多余粘接剂擦洗干净，常温固化即可。铭牌上粘接剂的涂敷量是由控制板的厚度和孔的大小所决定的。

为确保粘接时粘接剂受到挤压而扩散至布满整个铭牌背面，控制板厚度的选取和开孔尺寸就至关重要。大量试验数据表明：铭牌正常粘接时，背面的粘接剂厚度一般在0.18～0.21 mm之间。若选取控制板厚度为0.3 mm，铭牌上粘接剂厚度考虑留一定富余量后定为0.22 mm，则开孔面积约为铭牌面积的四分之三左右；为保证粘接剂向四周均匀扩散，开孔的四周长宽方向尺寸比铭牌的等距减小。铭牌尺寸与开孔尺寸的关系如表1所示。

除采取上述措施之外，重新编制了工艺文件，将措施落实到了文件中，并对操作过程作了详细具体的要求，确保这些措施的落实和执行。

3 结论

采取上述措施以及加强对工艺过程的控制后，经一系列试验验证，金属铭牌粘接可靠性得到了明显提高，满足了产品生产要求，这些措施也可为其他种类的粘接工艺提供经验借鉴。同时也说明了加强过程控制的重要性，只有将过程控制好了，才能收到好的效果。

参考文献

[1] 陈平，刘胜平，王德中.环氧树脂及其应用[M].化学工业出版社，2011.

[2] 王德中.环氧树脂生产与应用[M].化学工业出版社，2004.