验货合格,六周后充电器接连坏掉
电子产品老化·烧机测试指南 - 电子产品集中在早期出故障的原因,常温·高温老化、开关机循环、HTOL、高温高湿、温度循环测试对比,老化前后功能·耐压检测项目,时间·温度·负载·记录规格书项目,老化架容量计算,样品·量产·出货各阶段确认方法,要求示例与实际案例,以及核对清单
您好,这里是StartMade。
一家销售小家电和配件的网络品牌,在深圳的工厂生产了5,000个65W USB-C快充充电器。样品发热小、充电快,于是很快批准了量产,出货前检验时插电确认能否充电,一个不良都没有。可是开卖六周后,开始收到"某天突然就不亮了"、"用着用着啪的一声就坏了"这样的反馈。三个月内因同一症状退回的有190个,约占销量的3.8%。
拆开故障品一看,几乎都是某颗电解电容鼓包,或者MOSFET引脚处虚焊。向工厂确认后发现,问题出在老化测试上。原本的工序是给成品带额定负载通电4小时,但为了赶交期缩短到了30分钟,最后两批干脆没做。订单上只写了"老化测试"四个字,做几小时、多少度、带什么负载,哪里都没有写。
老化就是在出货前把早期不良筛出来的工序。一般验货只确认"现在能不能用",筛不出几天、几周后就会坏的产品。本文按实务标准整理了电子产品为什么会集中在早期出故障、老化·烧机测试是什么、条件怎么定,以及规格书和现场确认里应该写入哪些内容。
早期不良会在产品到达顾客手中后的几周内集中出现。要用数字规定老化时间、温度、负载和前后检测项目,并通过记录确认工厂确实做了。
1. 电子产品为什么集中在早期出故障
把产品故障率按时间画出来,会得到一个浴缸的形状,可靠性工程里称之为"浴缸曲线"。使用初期故障率高,随后迅速下降,长时间保持在低位,到寿命末期又重新上升。老化就是让产品在工厂里提前走完这段早期故障期。咨询中常见的早期故障原因如下。
- 焊接不良(虚焊·冷焊):看起来焊上了但结合不完整的焊点,在反复受热和冷却后会脱开。较重的元件或发热元件的引脚尤其常见。
- 元器件差异:同规格的电容、二极管、IC,不同批次里也会混有较弱的个体。用低价或来源不明的元器件,比例会更高。
- 电解电容:耐温和耐压余量不足的电容,在发热的产品里老化很快。一旦鼓包或漏液,电源部分就会停止工作。
- 装配·紧固不良:连接器只插了一半,或螺丝扭力不足,经过几次振动和温度变化后就会接触不良。
- 固件·保护电路:只在特定温度或负载下才出错的固件问题,短时间的功能测试发现不了。
对工厂来说,老化是占时间、占场地、耗电的工序。老化架数量有限,产量一集中,就容易想缩短甚至跳过。样品阶段正常做、赶交期的量产阶段悄悄减掉的情况并不少见。光看成品看不出区别,所以要用文件把条件和记录固定下来。
2. 老化方式与主要测试
虽然都叫"老化",实际方式有好几种。量产中全检的老化,和用少量样品验证寿命与耐久性的可靠性测试,目的不同,要分开提出要求。
| 类别 | 方式 | 目的 | 条件示例 |
|---|---|---|---|
| 常温通电老化 | 量产全检,在老化架上通电 | 筛选早期不良 | 额定电压·负载,2~8小时 |
| 高温老化 | 量产全检或抽检,老化房·试验箱 | 筛选怕热的元件和焊点 | 40~60℃,额定负载,2~24小时 |
| 开关机循环 | 反复开关电源 | 筛选怕浪涌电流和温度变化的个体 | 例:开5分钟·关1分钟 × 数百次 |
| 高温工作寿命(HTOL) | 几十个样品,检测机构 | 验证设计和元器件寿命 | JESD22-A108,高温下数百~1,000小时 |
| 高温高湿测试 | 样品,恒温恒湿箱 | 确认受潮引起的腐蚀和漏电 | IEC 60068-2-78,40℃·93%RH等 |
| 温度循环测试 | 样品,冷热冲击箱 | 确认焊点疲劳 | IEC 60068-2-14,-20℃↔60℃反复 |
各类产品常用条件
充电器·适配器常带额定输出80~100%的负载,在常温或40~45℃下老化2~4小时;LED灯具多为点亮状态4~8小时。移动电源这类带电池的产品一般跑一到两次充放电循环,带电机的小家电则把连续运转和开关机循环结合起来做。这些只是起点,实际条件要根据故障记录和成本来调整。
LED灯具和生活家电进口的整体内容见第78期和第75期,锂电池产品见第90期。本文集中讲出货前筛出早期不良的工序。
3. 老化前后要确认什么
老化不只是把电源插上放着。老化前后测同样的项目进行比较,弱的个体才会暴露出来。如果老化后只按"能开机就合格"处理,老化的意义就少了一半。
- 功能测试:输出电压·电流、快充协议识别、按键·指示灯动作
- 电气安全:耐压、绝缘电阻、接地电阻测试。原则上老化后要再做一次。
- 温度:记录老化中外壳表面温度和主要元件温度
- 异常迹象:噪音、异味、闪烁、输出波动
老化中坏掉的产品不要直接挑出来扔掉,要让工厂记录数量和故障部位。老化不良率突然上升,说明元器件批次或焊接工序出了问题。这些数据以后要求原因分析和纠正措施时就是依据。纠正措施报告的写法见第122期。
4. 让老化真正落实的规格书项目
"老化测试"四个字,工厂不知道要做几小时、按什么条件做。把条件、判定标准和记录方式都用数字写下来。
| 项目 | 写入内容示例 |
|---|---|
| 老化对象 | 成品100%全检(是否包括PCBA半成品阶段) |
| 条件 | 输入电压、负载(额定输出的○%)、环境温度○℃、时间○小时 |
| 开关机循环 | 开○分钟·关○分钟 × ○次 |
| 前后检测 | 老化前后功能测试项目和允许范围,老化后耐压测试 |
| 不良处理 | 老化中的不良品单独存放·记录数量,不良率超过○%立即通知 |
| 记录 | 每批提交老化记录表(上架·下架时间、老化架编号、温度、不良数量) |
| 关键元器件 | 指定电解电容耐温规格(如105℃)和品牌、主要IC制造商 |
| 变更审批 | 关键元器件、PCB供应商、老化条件变更须事先书面批准 |
规格书的整体写法见第59期。老化架的容量也要自己算一算。一个架子放100个、老化4小时的话,每天两班一个架子大约能处理400个。如果工厂承诺的日产量超过老化架容量,很可能正在缩短老化时间。
5. 各阶段的确认方法
样品阶段
拿几个样品在家里或办公室带额定负载连续跑一两天。充电器就接上笔记本电脑,灯具就一直开着。不花一分钱,却能看出不少发热和早期故障的倾向。如果销售渠道或认证有要求,再把样品送检测机构做高温高湿、温度循环等可靠性测试。
首件·量产阶段
在产前会议上提前确定老化条件、老化架数量和记录表格式,后面会顺利很多。详细内容见第123期。量产开始后,要求工厂发老化区的照片或视频,确认老化架确实在运转。把架子上的产品数量和当天产量对比一下,就能大致判断有没有真的做。
出货前检验阶段
让验货员核对每批的老化记录表,并在现场抽几个样品重新带载1~2小时。如果记录表上的日期和时间对不上生产计划,或者所有批次的不良数量都只写0,就值得怀疑。出货前检验见第100期。
6. 发给工厂的要求示例
在订单或规格书里写入下面的内容,工厂就很难随意缩减老化,出现早期不良时也有追究责任的依据。
"本产品成品须100%进行老化测试:输入电压220V,带额定输出90%负载,环境温度40±5℃,持续4小时;老化期间每30分钟开关机一次。老化前后须进行功能测试(输出电压、电流、快充协议识别),老化后须进行耐压测试。老化中出现的不良品须单独隔离并记录数量和不良现象,单批老化不良率超过1%须立即通知我方。每批须提供老化记录表(批号、上架和下架时间、老化架编号、温度、不良数量)。电解电容须使用105℃规格并采用双方确认的品牌。如需更改关键元器件、PCB供应商或老化条件,须事先取得我方书面确认。"
7. 三个实际案例
以下是咨询中常见类型的匿名整理。金额和数字均为示例。
案例1 — 65W USB-C充电器
就是文章开头的案例。把剩余库存300个在40℃、额定负载下老化4小时,有11个坏了。从下一批生产开始,把老化条件和提交记录表写进规格书,电解电容也换成了105℃规格的品牌货。单个成本上涨约0.6元,和退货运费、换货成本相比只是小钱。之后三个月,同一症状的退货降到了0.3%左右。
案例2 — LED氛围灯
工厂说做了老化,也发来了记录表,但所有批次的不良数量都是0,每天的上架时间也一模一样。派验货员去现场一看,老化架只有一个,放20个,而日产量是1,500个。记录表只是走形式填的。加了老化架、让工厂每天发运转视频之后,销售初期的不亮投诉才减少。
案例3 — 充电式迷你风扇
成品老化正常做了,可夏季旺季"充不进电"的退货却在增加。查下来发现,老化只是在常温下让电机转,充电电路根本不在老化范围内。在老化中加入一次充放电循环、加强充电IC周围的焊接后,同类不良明显减少。老化条件要跟着产品的实际使用方式来定。
8. 常见错误
- 订单上只写"老化测试",没有规定时间、温度和负载
- 老化后只按"能开机就合格"判定,没有比较前后数据
- 没有比较老化架容量和日产量
- 只收了老化记录表,没有核对内容
- 只对电机等部分功能做老化,漏掉充电电路
- 没有确认样品用的元器件在量产中是否保持一致
9. 老化·烧机核对清单
规格·合同阶段
- 规格书写明了老化对象(是否全检)和时间、温度、负载
- 规定了老化前后的检测项目和允许范围
- 写入了老化不良率的通知标准
- 写入了关键元器件规格和变更审批条款
样品·首件阶段
- 样品带额定负载连续运行了一天以上
- 对比了工厂老化架数量和日产量
- 双方确认了老化记录表格式
量产·出货阶段
- 通过老化区照片·视频确认了实际运转
- 把每批老化记录表和生产计划做了核对
- 出货前检验做了样品重新老化和耐压测试
结语 - 先让一个样品连续开一天
在电子产品的各种质量问题中,早期不良给品牌留下的伤痕最深。检验时好好的产品到了顾客手里几周就坏,顾客怀疑的不只是产品,而是品牌。把退货、换货和评分下降都算进去,认真做老化的成本并不高。
现在就能做的事也有。如果手上有库存或样品,拿几个出来带额定负载开一整天。中途关机、或者外壳烫得没法碰的,下次下单前就要先把老化条件和元器件规格重新定好。
StartMade在当地为您提供包含老化条件的规格书编写、工厂老化设备和老化架容量确认、每批老化记录表核对,以及出货前现场重新老化检验等支持。如果已经出现早期不良投诉,我们从原因分析开始;如果正在准备新产品,我们从老化标准开始一起看。
您的产品,撑得过到货后的头几周吗?
从写入老化条件的规格书、老化架容量确认,到出货前现场重新老化检验
在产品到达顾客手中之前,我们先在当地确认