手機充電器質量控制方案研究

[關鍵詞]手機充電器；質量控制；安全性；可靠性；質量管理體系

一、手機充電器質量現狀分析

在當前市場上，手機充電器的質量狀況呈現出復雜多變的態勢。一方面，隨著科技的發展，許多廠商已經能夠生產出符合國際標準的質量上乘的產品。另一方面，市場上仍然充斥著大量劣質的充電器產品，這些產品往往由于質量控制不嚴格而帶來多種問題。具體來說，手機充電器在市場上的主要質量問題可以分為以下三個方面。

（一）電子電路設計缺陷

部分低價位的手機充電器在設計時容易忽略合理的電路安全余量，使用低質的電子元件或者設計不合理，這可能導致無法承受突發的高電壓或高電流，甚至發生故障甚至燒毀，嚴重時還可能引發火災。

（二）材料安全不達標

一些生產商為了降低成本，往往會采用劣質的塑料材料和金屬導體，這些材料可能無法通過RoHS或REACH的要求。使用這類材料生產的充電器不僅耐用性差，還對用戶健康造成潛在威脅。

（三）安全標準不符合

盡管有明確的安全標準（如UL， CCC，CQC等）規定了電子產品包括充電器的安全要求，但不是所有廠商的產品都通過了這些認證。那些未經認證的充電器可能存在如電磁干擾、漏電流超標等安全隱患。

二、質量控制理論與實踐

（一）設計階段把控產品質量

為了確保手機充電器的質量安全，品牌及廠家應該要求手機充電器工程師在設計環節熟悉行業標準和國家標準的要求，同時應制定嚴格的設計規范，引入設計審查機制，使用高質量材料，考慮生產的可行性，強化用戶反饋的利用，進行預測試與仿真，注重持續迭代和優化等，將關注點放到影響產品質量的因素上去，例如防觸電結構的設計、散熱風道的構建和機械穩定性的處理等。關于元器件和電路的選擇和應用，應注重插頭尺寸（尤其是直插式設備）、外殼的耐溫、阻燃及厚度、保險絲規格控制（預飛弧特性、熔斷電流、分段能力）、防浪涌電阻的使用、開機瞬間過熱防護機制、抑制干擾信號（例如共模信號、噪聲）的處理、隔離變壓器／光耦／Y電容的使用和控制電路／反饋電路／各類保護電路的合理性等。產品設計完成后應進行測試，找出問題并及時改進。待測試完全結束后應確定本產品的關鍵零部件清單（例如電源管理芯片、安全關鍵件和EMC關鍵件等），并建立合格的供應商目錄。

（二）生產質量體系的建立

品牌和廠家應建立并保持文件化的程序以滿足質量體系文件要求，確保產品設計標準或規范不低于有關該產品的行業和國家標準要求，對可能影響產品性能、一致性等關鍵參數的內容應有必要的圖紙、樣板、關鍵件清單、工藝文件和作業指導書等，對合理的生產工藝和關鍵工序控制文件，包括貼片元件的貼片、回流焊，插件元件的插件、波峰焊、補焊、組裝、老化、設備維護保養等，應制定控制文件。同時，應配備足夠的資源以滿足生產的需要，例如生產場地、生產設備、檢驗設備、生產環境等，包括貼片和回流焊車間、插件線、波峰焊爐、組裝線、老化架、各類生產組裝工具（剪鉗、電批、電烙鐵等）和各類檢驗工具（AOI自動檢測儀、數字式溫巡儀、耐壓測試儀、接地電阻測試儀、卡尺、萬用表等）。

（三）生產和檢驗管理

1．采購原材料的控制

生產商接到訂單后應從合格供應商處依據采購技術要求采購元器件和材料，生產商可通過選擇、試用和評定等方式納入合格目錄管理，并按年或季度對相關供應商進行考核。此外，生產商的采購技術要求可通過文件、樣板、比對等形式提供，以防止采購元器件和材料的參數與規定不符，例如外殼的防護等級、保險絲熔斷電流值、變壓器針腳位置和輸出功率等。

2．原材料檢驗的控制

元器件和材料入庫前需進行檢驗，抽樣水平通常采取GB/T 2828.1的一般水平Ⅱ方案進行，可通過查表獲知抽樣數量的樣本量字碼與具體需要的樣本量，再根據來料檢驗規范的接收質量限來獲取樣本檢驗結果的判定。外殼、變壓器、開關管等均可采用上述方式進行；電源線、繞組線、絕緣膠帶等可自行制定抽樣規則，例如1捆或1桶抽2米；絕緣漆、散熱硅膠、助焊劑等可每桶抽若干克。

來料檢驗需按照產品特性與安全/EMC相關特性進行檢驗，而不是簡單地看外觀和標簽。需要重點關注二極管、三極管、MOS管的導通特性、耐熱性／耐焊性和引出端強度；電容的容量、耐熱性／耐焊性、保險絲的低阻性、耐熱性／耐焊性和外殼兩引腳間距離；電路裸板的焊盤面、電性能和孔徑距離；外殼的厚度、阻燃特性和超聲融合特性；泄放電阻的電阻值和可焊性；插頭插銷尺寸和開檔距離；變壓器的電感量、9值和耐壓特性等，如有必要，甚至需要拆開測量電氣間隙和爬電距離。若變壓器為自制件，還需關注漆包線的尺寸、可焊性和針孔特性，矽鋼片的尺寸和防銹特性，骨架的尺寸和阻燃特性。

3．生產過程的控制

主板上的貼片元件不僅需在防塵防靜電車間進行貼片焊接，還需管控錫膏溫度、印刷速度、貼片精準度等，具體參數應依據產品特性，相關材料和機器特性進行調節。一般采取回流焊方式進行焊接，管控參數包括各爐腔溫度（通常包括預熱區、恒溫區、回流區、冷卻區）、傳送速度、加熱速度等。按助焊劑類別可分為紅膠工藝和錫膏工藝，典型值為紅膠工藝為80-150℃，錫膏工藝為210-270℃，傳送速度：0．3-2 m/min。這些都可根據產品特性和客戶要求進行工藝和參數調整。

主板上插件元件的制作工藝重點關注波峰焊爐工藝對主板質量的影響，主要管控的參數包括助焊劑的比例、波峰爐的各區爐溫、波峰區停留時間、爬坡角度和鏈速等，按照焊料可分為無鉛焊料和有鉛焊料。典型值為預熱區170-220℃和波峰區245-265℃，浸錫時間2-5秒，角度應控制在5°-7°之間，鏈速0.3-1.2 m/min，可根據產品特性和客戶要求進行工藝和參數調整。上述工序完成之后要進行切腳、洗板、看板、補焊和點膠等工序，此部分工序需注意：切割時嚴格按照作業指導書要求保留引腳長度（涉及電氣間隙和爬電距離）；補焊時在熔化適量的焊錫后迅速停止焊錫的供應，當焊錫擴散到整個焊點范圍時，應將烙鐵抽離，抽離時應注意速度與方向，并警惕如下不良：1．短路（連焊、橋接）：兩不相通的錫點焊接時因不注意導致連焊的現象；2．假焊（虛焊）：焊點氧化時直接焊接易導致假焊或焊點加溫不足、速度控制不當所產生的現象；3．半邊焊：焊點焊錫不足時所產生的現象。因此，對焊點孔徑大、面積大的元件，焊點焊量應加大到能將整個焊點覆蓋為止。

目前絕大多數手機充電器外殼均采用超聲波熔接方式進行安裝，應重點關注超聲頻率、振幅、壓接時間、保壓時間和焊接壓力等方面，還可以根據每種外殼的材質和客戶要求進行調試，確認方案后在生產階段嚴格按照方案執行。典型值為超聲頻率20 kHz，非結晶性塑料總振幅30-100 μ m，焊接時間一般不超過1秒，保壓時間0.3-0.5秒，焊接壓力0.1-0.8 MPa。每一批次超聲熔接結束后應抽樣進行跌落測試，試驗結果應不出現裂縫、破損和變形等。

4．生產環節檢測的控制

生產環節的檢測包括貼片車間AOI檢測、組裝線功能檢測、巡檢、首件檢驗和最終成品抽檢等。AOI檢測內容包括主板貼片元件排列是否正確，有無反裝、錯裝和漏裝，焊盤有無焊錫粘連，焊料是否過多或不足等。組裝線功能檢測內容包括輸出電流、功率、耐壓、接地、絕緣等。巡檢內容通常包括外觀、主板元件位置／方向和引線固定等。首件檢驗一般發生在首批次或換線后或生產工藝調整后或產線設備更換后進行，內容包括外觀、銘牌、結構、BOM表、性能和安全等方面的檢測。最終成品抽檢一般發生在出廠前驗貨處理環節，內容包括配件檢查、外觀、銘牌、基本性能和安全等方面的檢測。檢測是提高產品質量的重要環節，從貼片工藝開始至包裝結束，嚴格按照作業指導書規定執行檢測內容，能夠極大降低不良率的數量，減少由于工藝錯誤或人員疏忽造成不良品發生的風險。檢測涉及工具和設備，應定期進行計量校準、維護保養及功能檢查，保證測量精度和范圍符合本產品需求。

5．關鍵元器件隔離變壓器的質量控制

變壓器在開關電源中能起到變換電能，給電源管理芯片續流，隔離初次級電路，屏蔽部分噪聲等作用。變壓器生產工藝的好壞會直接影響到手機充電器的整機質量，例如工藝錯誤會導致電氣間隙和爬電距離不滿足標準要求，焊錫過程未控制溫度導致上錫不牢；浸漆前抽真空覆蓋面不足導致后期氣泡多等。

高頻變壓器的典型生產工藝為：上骨架包膠帶→上下層均繞一定厚度的粘膠帶擋墻→繞次級線圈→繞初級線圈（每一次線圈纏繞結束后均進行線尾脫漆處理）→浸錫→半成品測試→重復上述線圈繞制→抽真空→浸漆→烘烤→貼標簽→成品測試。

其中繞線和繞膠帶方法決定了初次級繞組之間和初級繞組與磁芯之間的電氣間隙和爬電距離。如果是同軸骨架繞制，上下均應設置擋墻，厚度應覆蓋整個繞組線圈，寬度應保證滿足標準關于電氣間隙和爬電距離的限值要求，典型值為3.0 mm。連接至引腳的繞組均應套上絕緣套管，套管長度應從擋墻內部延伸至底部引腳。如果是王字型骨架，建議采用寬膠帶反包結構，在纏繞完繞組后，該膠帶應反扣包裹住漆包線，增加漆包線向鐵心的延伸距離，以滿足標準關于電氣間隙和爬電距離的要求。建議反扣長度上下均大于3.0 mm，內部引線頭應套上絕緣套管，然后墊上絕緣墊片并用粘膠帶粘牢，起到防移動和防穿刺作用。浸錫工序是該生產工藝里頭重要的一環，需注意：上錫時控制浸入錫面中的深度（以防上錫過深及燒傷膠紙等）；上錫時間不能太長，一般為2秒（以防膠芯長時間受熱而碳化或燒損）；保證繞腳部分上錫充足，不得有虛焊、氧化、黑腳、肥腳等現象（需注意繞腳部分預留的彈性線圈部分不能上錫，即上錫不能太深，如果第1次浸錫不充分，則應進行第2次浸錫，但必須要待上錫部位冷卻后才能進行第二次浸錫）；帶PIN產品的PIN腳，上錫必須光亮，以保證其焊入PCB板后能順利上錫；浸錫所用助焊劑不能沾得太多（以免沾染錫渣或其它雜物），另外其濃度應依據實際而定（繞引線部位可不加助焊劑直接進行浸錫）。另外一個重要的工序就是真空含浸，它包括調配絕緣油濃度、預烘烤、抽真空、保壓含浸、回漆處理、烘干等，能把絕緣材料中的潮氣抽除并用絕緣漆浸滿所有空隙，大大提高產品絕緣特性和防潮特性，還可以提高繞組的耐熱性和散熱性。絕緣油通常采用三聚氰胺醇酸樹脂漆，溶劑為甲苯或二甲苯。通常用比重計采用比重法測量絕緣油的比重，判定絕緣油比重是否在規定范圍內，如果所測對數小于要求下限值時以加油漆方式糾正，大于要求上限值時則以加稀釋劑方式調整。抽真空工序需注意的參數和典型值為：漆液溫度≤30℃，真空度≥0.95 MPa，真空時間10-15秒，保壓時間25-40秒，烘干溫度100-180℃，時間3.5-4 h，可根據客戶要求和產品特性進行調節。嚴格按照作業指導書和設備要求進行操作，就能生產出絕緣漆浸透率≥95%，漆膜厚度≥0.02 mm的高頻變壓器。

（四）市場反饋

在手機充電器產品的質量控制體系中，售后反饋是一個重要的環節，它能夠提供實際使用中的數據和用戶的真實體驗，從而進一步提高產品質量。以下是利用售后反饋控制手機充電器質量的3種方式。

1．分析用戶反饋和改進。對收集到的用戶反饋進行定期分析，識別常見的問題和潛在的風險點。應特別關注那些關于質量的問題，如材料缺陷、電路設計問題、功能故障等。

2．響應國家抽查結果。對于國家質量監督部門的抽查結果積極響應，如果抽查發現某一批次或型號的產品存在問題，立即采取措施進行市場召回，檢查和修正相關的生產和質量控制流程，防止問題重復發生。

3．建立質量反饋機制。與內部質量控制團隊建立緊密的聯系，將市場反饋轉化為內部質量控制的輸入。定期與設計、生產和質量控制部門開會，討論售后反饋中指出的問題，并形成解決方案。

結語

在本文中，我們全面介紹了一套針對手機充電器的質量控制方案，從產品設計、材料選擇、生產過程到最終的市場反饋，每一個環節都經過嚴格的質量控制。本文強調了設計階段的重要性，提出可以通過制定嚴格的設計規范、關注影響安全的因素、控制原材料的使用等措施，來確保產品從源頭開始保證質量。此外，本文還探討了生產階段的關鍵工藝把控、質量檢測以及對生產設備和環境的嚴格控制，確保每一步生產過程都符合質量標準。通過實施這些策略，廠商不僅能夠提高產品的質量和安全性，還能增強消費者信任，提示品牌聲譽。