Environmental Stress Screening (ESS) and Temperature Cycling (TC) are widely used reliability verification methods for electronic products, differing significantly in core principles, stress types, and application scenarios.
ESS is a multi-stress combined screening method. It efficiently identifies potential early-stage defects by applying multiple environmental stresses simultaneously, simulating the synergistic effects of real operating conditions.
TC is a single-stress screening method. It accelerates the exposure of thermal expansion/contraction-related defects through periodic temperature variations.
Key differences are as follows:
1. Stress Types & Defect Coverage
l TC: Only applies temperature cycling stress (e.g., -55°C to +125°C). Thermal stress induced by differential material expansion/contraction detects defects directly linked to thermal matching, including solder joint fatigue, poor chip bonding, package cracks, and multi-layer dielectric splitting.
l ESS: Adopts a multi-stress superimposition strategy, synchronously applying temperature cycling, random vibration, and electrical stress (e.g., dynamic voltage switching). This coupling effect effectively exposes complex failure modes such as structural loosening, poor connector contact, microcrack propagation, and intermittent conduction failure, especially intermittent faults hard to replicate under single-stress conditions.
2. Equipment Investment & Cost
l TC: Requires only temperature test chambers, with low procurement costs, standardized operation, easy maintenance, minimal energy/labor consumption, and suitability for large-scale mass production deployment.
l ESS: Demands an integrated test platform comprising temperature control systems, vibration tables, electrical stress loading modules, and high-precision monitoring systems. Initial investment typically exceeds RMB 1 million, with high-end configurations costing several million yuan. It imposes strict requirements on site, power supply, cooling systems, and technician expertise, leading to substantially higher operational costs.
3. Application Scenarios & Industry Requirements
l TC: A routine screening method widely used in consumer electronics and industrial control equipment—fields sensitive to cost or with conventional reliability needs.
l ESS: Boasting a high defect detection rate (60%–80% for intermittent faults), it is mandated by industry standards for high-reliability sectors including aerospace, automotive electronics, military equipment, and medical devices to ensure critical system functionality.
4. Screening Effectiveness
l Studies indicate TC screens 75%–85% of defects, random vibration screens 15%–25%, while their combination (core of ESS) achieves a detection rate of up to 90%.
l ESS’s multi-stress coupling better simulates real-world comprehensive stresses, enabling more thorough elimination of early-stage failures.
5. Lab Companion ESS & TC Test Chambers - Guangdong Lab Companion Co., Ltd.
High efficiency guarantees quality, maximizing reliability assurance.
Lab Companion ESS series complies with universal climatic test standards, offering chamber volumes from 270L to 1300L and a temperature range of -70°C to +180°C, meeting diverse customer needs. Optimal temperature change rates: 5K/min, 10K/min, 15K/min.
Your product functionality remains intact throughout production, R&D, and quality assurance. Leave reliability testing to us.
Pengujian lingkungan tradisional didasarkan pada simulasi kondisi lingkungan nyata, yang dikenal sebagai pengujian simulasi lingkungan. Metode ini dicirikan dengan simulasi lingkungan nyata dan menggabungkan margin desain untuk memastikan produk lulus uji. Namun, kekurangannya meliputi efisiensi rendah dan konsumsi sumber daya yang signifikan. Accelerated Environmental Testing (AET) merupakan teknologi pengujian keandalan yang sedang berkembang. Pendekatan ini melepaskan diri dari metode pengujian keandalan tradisional dengan memperkenalkan mekanisme stimulasi, yang secara signifikan mengurangi waktu pengujian, meningkatkan efisiensi, dan menurunkan biaya pengujian. Penelitian dan penerapan AET memiliki signifikansi praktis yang substansial untuk kemajuan rekayasa keandalan. Pengujian Lingkungan yang DipercepatPengujian stimulasi melibatkan penerapan tekanan dan pendeteksian kondisi lingkungan secara cepat untuk menghilangkan potensi cacat pada produk. Tekanan yang diterapkan dalam pengujian ini tidak meniru lingkungan nyata tetapi ditujukan untuk memaksimalkan efisiensi stimulasi. Pengujian Lingkungan yang Dipercepat adalah bentuk pengujian stimulasi yang menggunakan kondisi tekanan yang ditingkatkan untuk menilai keandalan produk. Tingkat percepatan dalam pengujian tersebut biasanya dinyatakan dengan faktor percepatan, yang didefinisikan sebagai rasio masa pakai perangkat dalam kondisi pengoperasian alami dengan masa pakainya dalam kondisi yang dipercepat. Tekanan yang diterapkan dapat mencakup suhu, getaran, tekanan, kelembapan (disebut sebagai "empat tekanan komprehensif"), dan faktor lainnya. Kombinasi tekanan ini sering kali lebih efektif dalam skenario tertentu. Siklus suhu dengan laju tinggi dan getaran acak pita lebar dikenal sebagai bentuk tekanan stimulasi yang paling efektif. Ada dua jenis utama pengujian lingkungan yang dipercepat: Pengujian Masa Pakai yang Dipercepat (ALT) dan Pengujian Peningkatan Keandalan (RET). Pengujian Peningkatan Keandalan (RET) digunakan untuk mengungkap kesalahan kegagalan awal yang terkait dengan desain produk dan untuk menentukan kekuatan produk terhadap kegagalan acak selama masa pakainya yang efektif. Pengujian Masa Pakai yang Dipercepat bertujuan untuk mengidentifikasi bagaimana, kapan, dan mengapa kegagalan akibat keausan terjadi pada produk. Berikut adalah penjelasan singkat mengenai kedua tipe dasar tersebut. 1. Pengujian Kehidupan yang Dipercepat (ALT) : Kamar Uji LingkunganPengujian Akselerasi Masa Pakai dilakukan pada komponen, material, dan proses produksi untuk menentukan masa pakainya. Tujuannya bukan untuk mengungkap cacat, tetapi untuk mengidentifikasi dan mengukur mekanisme kegagalan yang menyebabkan keausan produk di akhir masa pakainya. Untuk produk dengan masa pakai yang panjang, ALT harus dilakukan dalam jangka waktu yang cukup lama untuk memperkirakan masa pakainya secara akurat. ALT didasarkan pada asumsi bahwa karakteristik suatu produk dalam kondisi tegangan tinggi jangka pendek konsisten dengan karakteristik dalam kondisi tegangan rendah jangka panjang. Untuk mempersingkat waktu pengujian, tegangan yang dipercepat diterapkan, metode yang dikenal sebagai Highly Accelerated Life Testing (HALT). ALT menyediakan data berharga tentang mekanisme keausan produk yang diharapkan, yang sangat penting di pasar saat ini, di mana konsumen semakin menuntut informasi tentang masa pakai produk yang mereka beli. Memperkirakan masa pakai produk hanyalah salah satu penggunaan ALT. ALT memungkinkan desainer dan produsen untuk memperoleh pemahaman yang komprehensif tentang produk, mengidentifikasi komponen, bahan, dan proses yang penting, serta melakukan perbaikan dan pengendalian yang diperlukan. Selain itu, data yang diperoleh dari pengujian ini menanamkan rasa percaya diri baik bagi produsen maupun konsumen. ALT biasanya dilakukan pada produk sampel. 2. Pengujian Peningkatan Keandalan (RET)Pengujian Peningkatan Keandalan memiliki berbagai nama dan bentuk, seperti pengujian tegangan bertahap, pengujian masa pakai tegangan (STRIEF), dan Pengujian Masa Pakai yang Sangat Dipercepat (HALT). Tujuan RET adalah menerapkan secara sistematis peningkatan tingkat tegangan lingkungan dan operasional untuk memicu kegagalan dan mengungkap kelemahan desain, sehingga mengevaluasi keandalan desain produk. Oleh karena itu, RET harus diterapkan di awal siklus desain dan pengembangan produk untuk memfasilitasi modifikasi desain. Para peneliti di bidang keandalan mencatat pada awal tahun 1980-an bahwa cacat desain residual yang signifikan menawarkan ruang yang cukup besar untuk peningkatan keandalan. Selain itu, biaya dan waktu siklus pengembangan merupakan faktor penting dalam pasar yang kompetitif saat ini. Studi telah menunjukkan bahwa RET adalah salah satu metode terbaik untuk mengatasi masalah ini. Metode ini mencapai keandalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode tradisional dan, yang lebih penting, memberikan wawasan keandalan awal dalam waktu singkat, tidak seperti metode tradisional yang memerlukan pertumbuhan keandalan yang berkepanjangan (TAAF), sehingga mengurangi biaya.
Dapatkan Penawaran
Jaringan IPv6 didukung