手机充电器质量控制方案研究

　　胡绍健 刘巨强

　　【摘 要】随着智能手机的普及，手机充电器成为人们日常生活中不可或缺的电子产品。市场上手机充电器的品质良莠不齐，一些低质量的充电器不仅充电效率低下，还存在安全隐患。为了有效预防和减少安全事故的发生，保护消费者权益，本文通过分析当前手机充电器市场的质量现状及存在的安全隐患，结合相关质量标准，构建了一套包括设计、生产、检验和市场反馈在内的全链条质量控制体系；并基于多年的检测工作和工厂检查经验，提出了具体的质量控制策略和建议，以期为制造商和监管机构提供参考，提高厂商的市场竞争力，推动整个行业的技术进步和可持续发展。

　　【关键词】手机充电器；质量控制；安全性；可靠性；质量管理体系

　　引言

　　在当前市场上，手机充电器的质量状况呈现出复杂多变的态势。一方面，随着科技的发展，许多厂商已经能够生产出符合国际标准的质量上乘的产品。另一方面，市场上仍然充斥着大量劣质的充电器产品，这些产品往往由于质量控制不严格而带来多种问题。

　　一、手机充电器质量现状分析

　　手机充电器在市场上的主要质量问题可以分为以下三个方面。[1]

　　（一）电子电路设计缺陷

　　部分低价位的手机充电器在设计时容易忽略合理的电路安全余量，使用低质的电子元件或者设计不合理，这可能导致无法承受突发的高电压或高电流，甚至发生故障甚至烧毁，严重时还可能引发火灾。

　　（二）材料安全不达标

　　一些生产商为了降低成本，往往会采用劣质的塑料材料和金属导体，这些材料可能无法通过RoHS或REACH的要求。使用这类材料生产的充电器不仅耐用性差，还对用户健康造成潜在威胁。

　　（三）安全标准不符合

　　尽管有明确的安全标准（如UL，CCC，CQC等）规定了电子产品包括充电器的安全要求，但不是所有厂商的产品都通过了这些认证。那些未经认证的充电器可能存在如电磁干扰、漏电流超标等安全隐患。

　　二、质量控制理论与实践

　　（一）设计阶段把控产品质量

　　为了确保手机充电器的质量安全，品牌及厂家应该要求手机充电器工程师在设计环节熟悉行业标准和国家标准的要求，同时应制定严格的设计规范，引入设计审查机制，使用高质量材料，考虑生产的可行性，强化用户反馈的利用，进行预测试与仿真，注重持续迭代和优化等，将关注点放到影响产品质量的因素上去，例如防触电结构的设计、散热风道的构建和机械稳定性的处理等。关于元器件和电路的选择和应用，应注重插头尺寸（尤其是直插式设备）、外壳的耐温、阻燃及厚度、保险丝规格控制（预飞弧特性、熔断电流、分段能力）、防浪涌电阻的使用、开机瞬间过热防护机制、抑制干扰信号（例如共模信号、噪声）的处理、隔离变压器/光耦/Y电容的使用和控制电路/反馈电路/各类保护电路的合理性等。产品设计完成后应进行测试，找出问题并及时改进。待测试完全结束后应确定本产品的关键零部件清单（例如电源管理芯片、安全关键件和EMC关键件等），并建立合格的供应商目录。

　　（二）生产质量体系的建立

　　品牌和厂家应建立并保持文件化的程序以满足质量体系文件要求，确保产品设计标准或规范不低于有关该产品的行业和国家标准要求，对可能影响产品性能、一致性等关键参数的内容应有必要的图纸、样板、关键件清单、工艺文件和作业指导书等，对合理的生产工艺和关键工序控制文件，包括贴片元件的贴片、回流焊，插件元件的插件、波峰焊、补焊、组装、老化、设备维护保养等，应制定控制文件。同时，应配备足够的资源以满足生产的需要，例如生产场地、生产设备、检验设备、生产环境等，包括贴片和回流焊车间、插件线、波峰焊炉、组装线、老化架、各类生产组装工具（剪钳、电批、电烙铁等）和各类检验工具（AOI自动检测仪、数字式温巡仪、耐压测试仪、接地电阻测试仪、卡尺、万用表等）。[2]

　　（三）生产和检验管理

　　1.采购原材料的控制

　　生产商接到订单后应从合格供应商处依据采购技术要求采购元器件和材料，生产商可通过选择、试用和评定等方式纳入合格目录管理，并按年或季度对相关供应商进行考核。此外，生产商的采购技术要求可通过文件、样板、比对等形式提供，以防止采购元器件和材料的参数与规定不符，例如外壳的防护等级、保险丝熔断电流值、变压器针脚位置和输出功率等。

　　2.原材料检验的控制

　　元器件和材料入库前需进行检验，抽样水平通常采取GB/T 2828.1的一般水平Ⅱ方案进行，可通过查表获知抽样数量的样本量字码与具体需要的样本量，再根据来料检验规范的接收质量限来获取样本检验结果的判定。外壳、变压器、开关管等均可采用上述方式进行；电源线、绕组线、绝缘胶带等可自行制定抽样规则，例如1捆或1桶抽2米；绝缘漆、散热硅胶、助焊剂等可每桶抽若干克。

　　来料检验需按照产品特性与安全/EMC相关特性进行检验，而不是简单地看外观和标签。需要重点关注二极管、三极管、MOS管的导通特性、耐热性/耐焊性和引出端强度；电容的容量、耐热性/耐焊性、保险丝的低阻性、耐热性/耐焊性和外壳两引脚间距离；电路裸板的焊盘面、电性能和孔径距离；外壳的厚度、阻燃特性和超声融合特性；泄放电阻的电阻值和可焊性；插头插销尺寸和开档距离；变压器的电感量、Q值和耐压特性等，如有必要，甚至需要拆开测量电气间隙和爬电距离。若变压器为自制件，还需关注漆包线的尺寸、可焊性和针孔特性，矽钢片的尺寸和防锈特性，骨架的尺寸和阻燃特性。

　　3.生产过程的控制

　　主板上的贴片元件不仅需在防尘防静电车间进行贴片焊接，还需管控锡膏温度、印刷速度、贴片精准度等，具体参数应依据产品特性，相关材料和机器特性进行调节。一般采取回流焊方式进行焊接，管控参数包括各炉腔温度（通常包括预热区、恒温区、回流区、冷却区）、传送速度、加热速度等。按助焊剂类别可分为红胶工艺和锡膏工艺，典型值为红胶工艺为80~150℃，锡膏工艺为210~270℃，传送速度：0.3~2 m/min。这些都可根据产品特性和客户要求进行工艺和参数调整。

　　主板上插件元件的制作工艺重点关注波峰焊炉工艺对主板质量的影响，主要管控的参数包括助焊剂的比例、波峰炉的各区炉温、波峰区停留时间、爬坡角度和链速等，按照焊料可分为无铅焊料和有铅焊料。典型值为预热区170~220℃和波峰区245~265℃，浸锡时间2~5秒，角度应控制在5°~7°之间，链速0.3~1.2 m/min，可根据产品特性和客户要求进行工艺和参数调整。上述工序完成之后要进行切脚、洗板、看板、补焊和点胶等工序，此部分工序需注意：切割时严格按照作业指导书要求保留引脚长度（涉及电气间隙和爬电距离）；补焊时在熔化适量的焊锡后迅速停止焊锡的供应，当焊锡扩散到整个焊点范围时，应将烙铁抽离，抽离时应注意速度与方向，并警惕如下不良：1.短路（连焊、桥接）：两不相通的锡点焊接时因不注意导致连焊的现象；2.假焊（虚焊）：焊点氧化时直接焊接易导致假焊或焊点加温不足、速度控制不当所产生的现象；3.半边焊 ：焊点焊锡不足时所产生的现象。因此，对焊点孔径大、面积大的元件，焊点焊量应加大到能将整个焊点覆盖为止。

　　目前绝大多数手机充电器外壳均采用超声波熔接方式进行安装，应重点关注超声频率、振幅、压接时间、保压时间和焊接压力等方面，还可以根据每种外壳的材质和客户要求进行调试，确认方案后在生产阶段严格按照方案执行。典型值为超声频率20 kHz，非结晶性塑料总振幅30~100 μm，焊接时间一般不超过1秒，保压时间0.3~0.5秒，焊接压力0.1~0.8 MPa。每一批次超声熔接结束后应抽样进行跌落测试，试验结果应不出现裂缝、破损和变形等。[3]

　　4.生产环节检测的控制

　　生产环节的检测包括贴片车间AOI检测、组装线功能检测、巡检、首件检验和最终成品抽检等。AOI检测内容包括主板贴片元件排列是否正确，有无反装、错装和漏装，焊盘有无焊锡粘连，焊料是否过多或不足等。组装线功能检测内容包括输出电流、功率、耐压、接地、绝缘等。巡检内容通常包括外观、主板元件位置/方向和引线固定等。首件检验一般发生在首批次或换线后或生产工艺调整后或产线设备更换后进行，内容包括外观、铭牌、结构、BOM表、性能和安全等方面的检测。最终成品抽检一般发生在出厂前验货处理环节，内容包括配件检查、外观、铭牌、基本性能和安全等方面的检测。检测是提高产品质量的重要环节，从贴片工艺开始至包装结束，严格按照作业指导书规定执行检测内容，能够极大降低不良率的数量，减少由于工艺错误或人员疏忽造成不良品发生的风险。检测涉及工具和设备，应定期进行计量校准、维护保养及功能检查，保证测量精度和范围符合本产品需求。

　　5.关键元器件隔离变压器的质量控制

　　变压器在开关电源中能起到变换电能，给电源管理芯片续流，隔离初次级电路，屏蔽部分噪声等作用。变压器生产工艺的好坏会直接影响到手机充电器的整机质量，例如工艺错误会导致电气间隙和爬电距离不满足标准要求，焊锡过程未控制温度导致上锡不牢；浸漆前抽真空覆盖面不足导致后期气泡多等。

　　高频变压器的典型生产工艺为：上骨架包胶带→上下层均绕一定厚度的粘胶带挡墙→绕次级线圈→绕初级线圈（每一次线圈缠绕结束后均进行线尾脱漆处理）→浸锡→半成品测试→重复上述线圈绕制→抽真空→浸漆→烘烤→贴标签→成品测试。

　　其中绕线和绕胶带方法决定了初次级绕组之间和初级绕组与磁芯之间的电气间隙和爬电距离。如果是同轴骨架绕制，上下均应设置挡墙，厚度应覆盖整个绕组线圈，宽度应保证满足标准关于电气间隙和爬电距离的限值要求，典型值为3.0 mm。连接至引脚的绕组均应套上绝缘套管，套管长度应从挡墙内部延伸至底部引脚。如果是王字型骨架，建议采用宽胶带反包结构，在缠绕完绕组后，该胶带应反扣包裹住漆包线，增加漆包线向铁心的延伸距离，以满足标准关于电气间隙和爬电距离的要求。建议反扣长度上下均大于3.0 mm，内部引线头应套上绝缘套管，然后垫上绝缘垫片并用粘胶带粘牢，起到防移动和防穿刺作用。浸锡工序是该生产工艺里头重要的一环，需注意：上锡时控制浸入锡面中的深度（以防上锡过深及烧伤胶纸等）；上锡时间不能太长，一般为2秒（以防胶芯长时间受热而碳化或烧损）；保证绕脚部分上锡充足，不得有虚焊、氧化、黑脚、肥脚等现象（需注意绕脚部分预留的弹性线圈部分不能上锡，即上锡不能太深，如果第1次浸锡不充分，则应进行第2次浸锡，但必须要待上锡部位冷却后才能进行第二次浸锡）；带PIN产品的PIN脚，上锡必须光亮，以保证其焊入PCB板后能顺利上锡；浸锡所用助焊剂不能沾得太多（以免沾染锡渣或其它杂物），另外其浓度应依据实际而定（绕引线部位可不加助焊剂直接进行浸锡）。另外一个重要的工序就是真空含浸，它包括调配绝缘油浓度、预烘烤、抽真空、保压含浸、回漆处理、烘干等，能把绝缘材料中的潮气抽除并用绝缘漆浸满所有空隙，大大提高产品绝缘特性和防潮特性，还可以提高绕组的耐热性和散热性。绝缘油通常采用三聚氰胺醇酸树脂漆，溶剂为甲苯或二甲苯。通常用比重计采用比重法测量绝缘油的比重，判定绝缘油比重是否在规定范围内，如果所测对数小于要求下限值时以加油漆方式纠正，大于要求上限值时则以加稀释剂方式调整。抽真空工序需注意的参数和典型值为：漆液温度≤30℃，真空度≥0.95 MPa，真空时间10~15秒，保压时间25~40秒，烘干温度100~180℃，时间3.5~4 h，可根据客户要求和产品特性进行调节。严格按照作业指导书和设备要求进行操作，就能生产出绝缘漆浸透率≥95%，漆膜厚度≥0.02 mm的高频变压器。[4]

　　（四）市场反馈

　　在手机充电器产品的质量控制体系中，售后反馈是一个重要的环节，它能够提供实际使用中的数据和用户的真实体验，从而进一步提高产品质量。以下是利用售后反馈控制手机充电器质量的3种方式。

　　1.分析用户反馈和改进。对收集到的用户反馈进行定期分析，识别常见的问题和潜在的风险点。应特别关注那些关于质量的问题，如材料缺陷、电路设计问题、功能故障等。

　　2.响应国家抽查结果。对于国家质量监督部门的抽查结果积极响应，如果抽查发现某一批次或型号的产品存在问题，立即采取措施进行市场召回，检查和修正相关的生产和质量控制流程，防止问题重复发生。

　　3.建立质量反馈机制。与内部质量控制团队建立紧密的联系，将市场反馈转化为内部质量控制的输入。定期与设计、生产和质量控制部门开会，讨论售后反馈中指出的问题，并形成解决方案。

　　结语

　　在本文中，我们全面介绍了一套针对手机充电器的质量控制方案，从产品设计、材料选择、生产过程到最终的市场反馈，每一个环节都经过严格的质量控制。本文强调了设计阶段的重要性，提出可以通过制定严格的设计规范、关注影响安全的因素、控制原材料的使用等措施，来确保产品从源头开始保证质量。此外，本文还探讨了生产阶段的关键工艺把控、质量检测以及对生产设备和环境的严格控制，确保每一步生产过程都符合质量标准。通过实施这些策略，厂商不仅能够提高产品的质量和安全性，还能增强消费者信任，提示品牌声誉。

　　参考文献：

　　[1] 国家市场监督管理总局.变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全第1部分：通用要求和试验:GB/T 19212.1—2023[S].北京:中国标准出版社,2023.

　　[2] 国家市场监督管理总局.音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求:GB 4943.1—2022[S].北京:中国标准出版社,2022.

　　[3] 国家市场监督管理总局.电磁兼容限值第1部分：谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16 A):GB 17625.1—2022[S].北京:中国标准出版社,2022.

　　[4] 国家市场监督管理总局.信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分:发射要求:GB/T 9254.1—2021[S].北京:中国标准出版社,2021.

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