提高金屬銘牌粘接可靠性

吳衛國

摘 要：本文結合工作實際，針對產品金屬銘牌粘接工藝進行研究，并對粘接過程的控制要求進行了較為詳盡地闡述，從而對提高產品金屬銘牌可靠性提供技術支持。

關鍵詞：粘接 過程控制 可靠性

中圖分類號：V25 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0070-02

金屬銘牌粘接工藝被廣泛應用于電子產品中，而其中有相當大一部分采用的是金屬鋁銘牌，其特點是加工操作簡便，成本低廉，能夠滿足產品的使用要求。金屬銘牌粘接工藝看似簡單，但卻對操作過程有較高的要求，必須以規范操作來保證粘接質量，否則就會影響粘接可靠性，甚至發生銘牌脫落現象，影響產品的質量信譽，我公司產品就曾經發生過類似情況。我們通過分析研究和大量試驗工作，探索出了提高金屬銘牌粘接可靠性的工藝方法和途徑，收到了良好效果。

1 現狀分析

針對我公司產品金屬銘牌粘接過程所涉及到的粘接材料、技術文件及操作過程等諸多方面進行深入調查分析，了解掌握各環節對銘牌粘接的影響，查尋銘牌脫落現象產生的原因。

（1）粘接劑：金屬銘牌粘接使用的是HY-914快速粘接劑，屬室溫固化韌性環氧膠，它是由兩個組份（膠粘劑和固化劑）按一定比例配制、經充分混合攪拌而成。從了解到的使用情況和粘接劑使用說明書的介紹以及查找到的資料來看，該粘接劑具有固化速度快、粘接強度高、韌性好、耐水、耐油性能好等特點，適用于各種金屬、玻璃、陶瓷、木材等材料的粘接；該粘接劑除了用于金屬銘牌的粘接外，還廣泛用于其他金屬間以及有機玻璃、環氧玻璃布板等非金屬材料的粘接，其性能完全可以滿足金屬銘牌的粘接要求。

（2）技術文件：對粘接劑的配制、使用有專門的操作指導工藝文件，但由于該文件只是對粘接劑使用的寬泛要求，具體到金屬銘牌的粘接就顯得不夠具體。金屬銘牌粘接有其自身的特點和特殊要求，所以該工藝文件不能完全滿足金屬銘牌粘接使用要求。

（3）操作過程：粘接流程為：粘接劑配制銘牌涂敷粘接劑粘接。經過分析，梳理出操作過程對銘牌粘接質量影響的主要因素有以下三個。

①粘接劑的配制。該粘接劑為兩個組份按一定比例調配（A組份（膠粘劑）∶B組份（固化劑）=5∶1），經均勻攪拌混合后使用。

在以往粘接劑的配制過程中，由于每次使用量不大，操作者只是憑經驗大概估計兩個組份的份量進行配制，而沒有使用量具嚴格按比例配制，使粘接劑的配制質量得不到保證。

②粘接劑兩組份的攪拌混合。只有將粘接劑的兩個組份充分攪拌混合均勻，才能最大限度地發揮出粘接劑的粘接效能。

同樣在混合攪拌時，也沒有專門的攪拌工具，而是隨意地找個棍棒進行攪拌，攪拌方式和攪拌時間也都是隨意進行，這樣也不能保證配制質量。

③粘接劑的涂敷。這是整個粘接過程重要而關鍵的環節。粘接劑涂少了，使粘接可靠性降低，而粘接劑涂多了，則會因溢出銘牌四周，影響外觀質量。

據產品用戶反映和了解到的情況，脫落的銘牌大多都是因粘接劑涂敷不均勻、涂敷量偏少造成，更有甚者粘接劑在銘牌上的分布面積只有銘牌總面積的三分之二到二分之一。究其原因一是人工涂敷，均勻一致性不能保證，二是操作時因擔心粘接劑涂敷量過多，擠出銘牌邊沿，影響外觀質量。

綜上所述可以看出，銘牌脫落主要是由操作過程不規范造成的。

2 對策措施

根據以上分析，既然銘牌脫落主要是由操作過程不規范造成的，那么解決此問題我們就從加強操作過程控制入手，一方面完善技術文件，使操作過程有章可循；另一方面針對操作過程中影響銘牌粘接質量的三個主要因素采取相應的措施，制作專用工藝裝置，從操作方法上保證對過程的控制。

（1）粘接劑的配制。由于該粘接劑為膠粘劑和固化劑兩個組份按一定比例調配，所以膠粘劑和固化劑兩組份的準確定量就十分重要；從便于配制操作和準確定量兩方面考慮，確定使用燒杯作為粘接劑的配制容器。配制時對照燒杯上的刻度，按兩組份的比例分別將其擠入燒杯中，這樣就滿足了兩組份準確定量的要求。為便于攪拌同時又能滿足使用要求，每次配制量以20 ml左右為宜。

（2）粘接劑兩組份的攪拌混合。要使粘接劑兩組份充分攪拌混合均勻，一方面要保證攪拌時間，另一方面必須采用合理的攪拌方式，保證粘接劑的均勻混合。經過反復觀察其他類似半流體的攪拌過程發現，攪拌時只要使容器內的粘接劑形成中心呈旋渦狀旋轉、四周上下內外翻騰，就可以保證兩組份的充分混合均勻；據此巧妙地設計制作了可以安裝在手持式電動起子上裝卸快捷使用方便的攪拌棒，既滿足了攪拌要求，又充分利用了現有設備。為便于攪拌，攪拌棒的葉片長度尺寸設計為略小于容器的口徑。攪拌棒如圖1所示。

攪拌時手持電動起子，將葉片伸入到粘接劑中，啟動電動起子；將電動起子的轉速調節在最低檔位，時間控制為3 min。

（3）粘接劑的涂敷。以往粘接劑的涂敷都是靠人工涂敷，涂敷量不能定量控制，均勻一致性難以保證，要定量控制涂敷量就必須靠專用工裝來保證，這樣就可以解決怎樣涂和涂多少的問題。經反復構想，創新性地設計制作了粘接劑涂敷專用工裝，用于定量控制涂敷粘接劑。專用工裝如圖2所示。

該專用工裝由定位板和控制板組成，定位板與控制板之間用合葉連接，便于開合，控制板覆蓋在定位板之上。在定位板上設置有多個與不同型號銘牌外形尺寸大小相同的凹槽，銘牌放入凹槽后與定位板處于相同水平面；在控制板上對應凹槽部分有依據凹槽的大小加工而成的孔，考慮到粘接時粘接劑受到擠壓而向四周擴散，特將孔的四周邊距尺寸設計為比凹槽的略小。銘牌涂敷粘接劑時，先打開控制板，將銘牌背面向上放入定位板相應的凹槽內，然后合上控制板；然后將粘接劑涂在銘牌露出部位，用底部平整的刮板將粘接劑刮平，打開控制板，取出背面涂敷有粘接劑的銘牌，放置在粘接部位，施以適當的接觸壓力，再用棉紗蘸無水乙醇，將四周擠出的多余粘接劑擦洗干凈，常溫固化即可。銘牌上粘接劑的涂敷量是由控制板的厚度和孔的大小所決定的。

為確保粘接時粘接劑受到擠壓而擴散至布滿整個銘牌背面，控制板厚度的選取和開孔尺寸就至關重要。大量試驗數據表明：銘牌正常粘接時，背面的粘接劑厚度一般在0.18～0.21 mm之間。若選取控制板厚度為0.3 mm，銘牌上粘接劑厚度考慮留一定富余量后定為0.22 mm，則開孔面積約為銘牌面積的四分之三左右；為保證粘接劑向四周均勻擴散，開孔的四周長寬方向尺寸比銘牌的等距減小。銘牌尺寸與開孔尺寸的關系如表1所示。

除采取上述措施之外，重新編制了工藝文件，將措施落實到了文件中，并對操作過程作了詳細具體的要求，確保這些措施的落實和執行。

3 結論

采取上述措施以及加強對工藝過程的控制后，經一系列試驗驗證，金屬銘牌粘接可靠性得到了明顯提高，滿足了產品生產要求，這些措施也可為其他種類的粘接工藝提供經驗借鑒。同時也說明了加強過程控制的重要性，只有將過程控制好了，才能收到好的效果。

參考文獻

[1] 陳平，劉勝平，王德中.環氧樹脂及其應用[M].化學工業出版社，2011.

[2] 王德中.環氧樹脂生產與應用[M].化學工業出版社，2004.