[關(guān)鍵詞]手機(jī)充電器;質(zhì)量控制;安全性;可靠性;質(zhì)量管理體系
在當(dāng)前市場(chǎng)上,手機(jī)充電器的質(zhì)量狀況呈現(xiàn)出復(fù)雜多變的態(tài)勢(shì)。一方面,隨著科技的發(fā)展,許多廠商已經(jīng)能夠生產(chǎn)出符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量上乘的產(chǎn)品。另一方面,市場(chǎng)上仍然充斥著大量劣質(zhì)的充電器產(chǎn)品,這些產(chǎn)品往往由于質(zhì)量控制不嚴(yán)格而帶來(lái)多種問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō),手機(jī)充電器在市場(chǎng)上的主要質(zhì)量問(wèn)題可以分為以下三個(gè)方面。
(一)電子電路設(shè)計(jì)缺陷
部分低價(jià)位的手機(jī)充電器在設(shè)計(jì)時(shí)容易忽略合理的電路安全余量,使用低質(zhì)的電子元件或者設(shè)計(jì)不合理,這可能導(dǎo)致無(wú)法承受突發(fā)的高電壓或高電流,甚至發(fā)生故障甚至燒毀,嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)火災(zāi)。
(二)材料安全不達(dá)標(biāo)
一些生產(chǎn)商為了降低成本,往往會(huì)采用劣質(zhì)的塑料材料和金屬導(dǎo)體,這些材料可能無(wú)法通過(guò)RoHS或REACH的要求。使用這類材料生產(chǎn)的充電器不僅耐用性差,還對(duì)用戶健康造成潛在威脅。
(三)安全標(biāo)準(zhǔn)不符合
盡管有明確的安全標(biāo)準(zhǔn)(如UL, CCC,CQC等)規(guī)定了電子產(chǎn)品包括充電器的安全要求,但不是所有廠商的產(chǎn)品都通過(guò)了這些認(rèn)證。那些未經(jīng)認(rèn)證的充電器可能存在如電磁干擾、漏電流超標(biāo)等安全隱患。
(一)設(shè)計(jì)階段把控產(chǎn)品質(zhì)量
為了確保手機(jī)充電器的質(zhì)量安全,品牌及廠家應(yīng)該要求手機(jī)充電器工程師在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)熟悉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,同時(shí)應(yīng)制定嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)范,引入設(shè)計(jì)審查機(jī)制,使用高質(zhì)量材料,考慮生產(chǎn)的可行性,強(qiáng)化用戶反饋的利用,進(jìn)行預(yù)測(cè)試與仿真,注重持續(xù)迭代和優(yōu)化等,將關(guān)注點(diǎn)放到影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素上去,例如防觸電結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、散熱風(fēng)道的構(gòu)建和機(jī)械穩(wěn)定性的處理等。關(guān)于元器件和電路的選擇和應(yīng)用,應(yīng)注重插頭尺寸(尤其是直插式設(shè)備)、外殼的耐溫、阻燃及厚度、保險(xiǎn)絲規(guī)格控制(預(yù)飛弧特性、熔斷電流、分段能力)、防浪涌電阻的使用、開(kāi)機(jī)瞬間過(guò)熱防護(hù)機(jī)制、抑制干擾信號(hào)(例如共模信號(hào)、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(hù)電路的合理性等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后應(yīng)進(jìn)行測(cè)試,找出問(wèn)題并及時(shí)改進(jìn)。待測(cè)試完全結(jié)束后應(yīng)確定本產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件清單(例如電源管理芯片、安全關(guān)鍵件和EMC關(guān)鍵件等),并建立合格的供應(yīng)商目錄。
(二)生產(chǎn)質(zhì)量體系的建立
品牌和廠家應(yīng)建立并保持文件化的程序以滿足質(zhì)量體系文件要求,確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范不低于有關(guān)該產(chǎn)品的行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)可能影響產(chǎn)品性能、一致性等關(guān)鍵參數(shù)的內(nèi)容應(yīng)有必要的圖紙、樣板、關(guān)鍵件清單、工藝文件和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)等,對(duì)合理的生產(chǎn)工藝和關(guān)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(bǔ)焊、組裝、老化、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等,應(yīng)制定控制文件。同時(shí),應(yīng)配備足夠的資源以滿足生產(chǎn)的需要,例如生產(chǎn)場(chǎng)地、生產(chǎn)設(shè)備、檢驗(yàn)設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境等,包括貼片和回流焊車(chē)間、插件線、波峰焊爐、組裝線、老化架、各類生產(chǎn)組裝工具(剪鉗、電批、電烙鐵等)和各類檢驗(yàn)工具(AOI自動(dòng)檢測(cè)儀、數(shù)字式溫巡儀、耐壓測(cè)試儀、接地電阻測(cè)試儀、卡尺、萬(wàn)用表等)。
(三)生產(chǎn)和檢驗(yàn)管理
1.采購(gòu)原材料的控制
生產(chǎn)商接到訂單后應(yīng)從合格供應(yīng)商處依據(jù)采購(gòu)技術(shù)要求采購(gòu)元器件和材料,生產(chǎn)商可通過(guò)選擇、試用和評(píng)定等方式納入合格目錄管理,并按年或季度對(duì)相關(guān)供應(yīng)商進(jìn)行考核。此外,生產(chǎn)商的采購(gòu)技術(shù)要求可通過(guò)文件、樣板、比對(duì)等形式提供,以防止采購(gòu)元器件和材料的參數(shù)與規(guī)定不符,例如外殼的防護(hù)等級(jí)、保險(xiǎn)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(yàn)的控制
元器件和材料入庫(kù)前需進(jìn)行檢驗(yàn),抽樣水平通常采取GB/T 2828.1的一般水平Ⅱ方案進(jìn)行,可通過(guò)查表獲知抽樣數(shù)量的樣本量字碼與具體需要的樣本量,再根據(jù)來(lái)料檢驗(yàn)規(guī)范的接收質(zhì)量限來(lái)獲取樣本檢驗(yàn)結(jié)果的判定。外殼、變壓器、開(kāi)關(guān)管等均可采用上述方式進(jìn)行;電源線、繞組線、絕緣膠帶等可自行制定抽樣規(guī)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(lái)料檢驗(yàn)需按照產(chǎn)品特性與安全/EMC相關(guān)特性進(jìn)行檢驗(yàn),而不是簡(jiǎn)單地看外觀和標(biāo)簽。需要重點(diǎn)關(guān)注二極管、三極管、MOS管的導(dǎo)通特性、耐熱性/耐焊性和引出端強(qiáng)度;電容的容量、耐熱性/耐焊性、保險(xiǎn)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(pán)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(kāi)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(kāi)測(cè)量電氣間隙和爬電距離。若變壓器為自制件,還需關(guān)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(chǎn)過(guò)程的控制
主板上的貼片元件不僅需在防塵防靜電車(chē)間進(jìn)行貼片焊接,還需管控錫膏溫度、印刷速度、貼片精準(zhǔn)度等,具體參數(shù)應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品特性,相關(guān)材料和機(jī)器特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般采取回流焊方式進(jìn)行焊接,管控參數(shù)包括各爐腔溫度(通常包括預(yù)熱區(qū)、恒溫區(qū)、回流區(qū)、冷卻區(qū))、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(jù)產(chǎn)品特性和客戶要求進(jìn)行工藝和參數(shù)調(diào)整。
主板上插件元件的制作工藝重點(diǎn)關(guān)注波峰焊爐工藝對(duì)主板質(zhì)量的影響,主要管控的參數(shù)包括助焊劑的比例、波峰爐的各區(qū)爐溫、波峰區(qū)停留時(shí)間、爬坡角度和鏈速等,按照焊料可分為無(wú)鉛焊料和有鉛焊料。典型值為預(yù)熱區(qū)170-220℃和波峰區(qū)245-265℃,浸錫時(shí)間2-5秒,角度應(yīng)控制在5°-7°之間,鏈速0.3-1.2 m/min,可根據(jù)產(chǎn)品特性和客戶要求進(jìn)行工藝和參數(shù)調(diào)整。上述工序完成之后要進(jìn)行切腳、洗板、看板、補(bǔ)焊和點(diǎn)膠等工序,此部分工序需注意:切割時(shí)嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)要求保留引腳長(zhǎng)度(涉及電氣間隙和爬電距離);補(bǔ)焊時(shí)在熔化適量的焊錫后迅速停止焊錫的供應(yīng),當(dāng)焊錫擴(kuò)散到整個(gè)焊點(diǎn)范圍時(shí),應(yīng)將烙鐵抽離,抽離時(shí)應(yīng)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(diǎn)焊接時(shí)因不注意導(dǎo)致連焊的現(xiàn)象;2.假焊(虛焊):焊點(diǎn)氧化時(shí)直接焊接易導(dǎo)致假焊或焊點(diǎn)加溫不足、速度控制不當(dāng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象;3.半邊焊:焊點(diǎn)焊錫不足時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。因此,對(duì)焊點(diǎn)孔徑大、面積大的元件,焊點(diǎn)焊量應(yīng)加大到能將整個(gè)焊點(diǎn)覆蓋為止。
目前絕大多數(shù)手機(jī)充電器外殼均采用超聲波熔接方式進(jìn)行安裝,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注超聲頻率、振幅、壓接時(shí)間、保壓時(shí)間和焊接壓力等方面,還可以根據(jù)每種外殼的材質(zhì)和客戶要求進(jìn)行調(diào)試,確認(rèn)方案后在生產(chǎn)階段嚴(yán)格按照方案執(zhí)行。典型值為超聲頻率20 kHz,非結(jié)晶性塑料總振幅30-100 μ m,焊接時(shí)間一般不超過(guò)1秒,保壓時(shí)間0.3-0.5秒,焊接壓力0.1-0.8 MPa。每一批次超聲熔接結(jié)束后應(yīng)抽樣進(jìn)行跌落測(cè)試,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)不出現(xiàn)裂縫、破損和變形等。
4.生產(chǎn)環(huán)節(jié)檢測(cè)的控制
生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢測(cè)包括貼片車(chē)間AOI檢測(cè)、組裝線功能檢測(cè)、巡檢、首件檢驗(yàn)和最終成品抽檢等。AOI檢測(cè)內(nèi)容包括主板貼片元件排列是否正確,有無(wú)反裝、錯(cuò)裝和漏裝,焊盤(pán)有無(wú)焊錫粘連,焊料是否過(guò)多或不足等。組裝線功能檢測(cè)內(nèi)容包括輸出電流、功率、耐壓、接地、絕緣等。巡檢內(nèi)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(yàn)一般發(fā)生在首批次或換線后或生產(chǎn)工藝調(diào)整后或產(chǎn)線設(shè)備更換后進(jìn)行,內(nèi)容包括外觀、銘牌、結(jié)構(gòu)、BOM表、性能和安全等方面的檢測(cè)。最終成品抽檢一般發(fā)生在出廠前驗(yàn)貨處理環(huán)節(jié),內(nèi)容包括配件檢查、外觀、銘牌、基本性能和安全等方面的檢測(cè)。檢測(cè)是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),從貼片工藝開(kāi)始至包裝結(jié)束,嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定執(zhí)行檢測(cè)內(nèi)容,能夠極大降低不良率的數(shù)量,減少由于工藝錯(cuò)誤或人員疏忽造成不良品發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。檢測(cè)涉及工具和設(shè)備,應(yīng)定期進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)、維護(hù)保養(yǎng)及功能檢查,保證測(cè)量精度和范圍符合本產(chǎn)品需求。
5.關(guān)鍵元器件隔離變壓器的質(zhì)量控制
變壓器在開(kāi)關(guān)電源中能起到變換電能,給電源管理芯片續(xù)流,隔離初次級(jí)電路,屏蔽部分噪聲等作用。變壓器生產(chǎn)工藝的好壞會(huì)直接影響到手機(jī)充電器的整機(jī)質(zhì)量,例如工藝錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致電氣間隙和爬電距離不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,焊錫過(guò)程未控制溫度導(dǎo)致上錫不牢;浸漆前抽真空覆蓋面不足導(dǎo)致后期氣泡多等。
高頻變壓器的典型生產(chǎn)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(jí)線圈→繞初級(jí)線圈(每一次線圈纏繞結(jié)束后均進(jìn)行線尾脫漆處理)→浸錫→半成品測(cè)試→重復(fù)上述線圈繞制→抽真空→浸漆→烘烤→貼標(biāo)簽→成品測(cè)試。
其中繞線和繞膠帶方法決定了初次級(jí)繞組之間和初級(jí)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(yīng)設(shè)置擋墻,厚度應(yīng)覆蓋整個(gè)繞組線圈,寬度應(yīng)保證滿足標(biāo)準(zhǔn)關(guān)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(yīng)套上絕緣套管,套管長(zhǎng)度應(yīng)從擋墻內(nèi)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(jié)構(gòu),在纏繞完繞組后,該膠帶應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電氣間隙和爬電距離的要求。建議反扣長(zhǎng)度上下均大于3.0 mm,內(nèi)部引線頭應(yīng)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(dòng)和防穿刺作用。浸錫工序是該生產(chǎn)工藝?yán)镱^重要的一環(huán),需注意:上錫時(shí)控制浸入錫面中的深度(以防上錫過(guò)深及燒傷膠紙等);上錫時(shí)間不能太長(zhǎng),一般為2秒(以防膠芯長(zhǎng)時(shí)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(xiàn)象(需注意繞腳部分預(yù)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(yīng)進(jìn)行第2次浸錫,但必須要待上錫部位冷卻后才能進(jìn)行第二次浸錫);帶PIN產(chǎn)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(yīng)依據(jù)實(shí)際而定(繞引線部位可不加助焊劑直接進(jìn)行浸錫)。另外一個(gè)重要的工序就是真空含浸,它包括調(diào)配絕緣油濃度、預(yù)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(chǎn)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(shù)脂漆,溶劑為甲苯或二甲苯。通常用比重計(jì)采用比重法測(cè)量絕緣油的比重,判定絕緣油比重是否在規(guī)定范圍內(nèi),如果所測(cè)對(duì)數(shù)小于要求下限值時(shí)以加油漆方式糾正,大于要求上限值時(shí)則以加稀釋劑方式調(diào)整。抽真空工序需注意的參數(shù)和典型值為:漆液溫度≤30℃,真空度≥0.95 MPa,真空時(shí)間10-15秒,保壓時(shí)間25-40秒,烘干溫度100-180℃,時(shí)間3.5-4 h,可根據(jù)客戶要求和產(chǎn)品特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和設(shè)備要求進(jìn)行操作,就能生產(chǎn)出絕緣漆浸透率≥95%,漆膜厚度≥0.02 mm的高頻變壓器。
(四)市場(chǎng)反饋
在手機(jī)充電器產(chǎn)品的質(zhì)量控制體系中,售后反饋是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),它能夠提供實(shí)際使用中的數(shù)據(jù)和用戶的真實(shí)體驗(yàn),從而進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。以下是利用售后反饋控制手機(jī)充電器質(zhì)量的3種方式。
1.分析用戶反饋和改進(jìn)。對(duì)收集到的用戶反饋進(jìn)行定期分析,識(shí)別常見(jiàn)的問(wèn)題和潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。應(yīng)特別關(guān)注那些關(guān)于質(zhì)量的問(wèn)題,如材料缺陷、電路設(shè)計(jì)問(wèn)題、功能故障等。
2.響應(yīng)國(guó)家抽查結(jié)果。對(duì)于國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)的抽查結(jié)果積極響應(yīng),如果抽查發(fā)現(xiàn)某一批次或型號(hào)的產(chǎn)品存在問(wèn)題,立即采取措施進(jìn)行市場(chǎng)召回,檢查和修正相關(guān)的生產(chǎn)和質(zhì)量控制流程,防止問(wèn)題重復(fù)發(fā)生。
3.建立質(zhì)量反饋機(jī)制。與內(nèi)部質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)建立緊密的聯(lián)系,將市場(chǎng)反饋轉(zhuǎn)化為內(nèi)部質(zhì)量控制的輸入。定期與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制部門(mén)開(kāi)會(huì),討論售后反饋中指出的問(wèn)題,并形成解決方案。
在本文中,我們?nèi)娼榻B了一套針對(duì)手機(jī)充電器的質(zhì)量控制方案,從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇、生產(chǎn)過(guò)程到最終的市場(chǎng)反饋,每一個(gè)環(huán)節(jié)都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制。本文強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)階段的重要性,提出可以通過(guò)制定嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)范、關(guān)注影響安全的因素、控制原材料的使用等措施,來(lái)確保產(chǎn)品從源頭開(kāi)始保證質(zhì)量。此外,本文還探討了生產(chǎn)階段的關(guān)鍵工藝把控、質(zhì)量檢測(cè)以及對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境的嚴(yán)格控制,確保每一步生產(chǎn)過(guò)程都符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)施這些策略,廠商不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性,還能增強(qiáng)消費(fèi)者信任,提示品牌聲譽(yù)。