Haltbarkeit von IC´s

Nach 20 Jahren stellt sich für mich eher die Frage der Wirtschaftlichkeit einer Reparatur.

Es ist eher davon auszugehen, das man für einen Bruchteil des nötigen reparaturpreises ein neues Gerät bekommt.

Anders sieht es nur bei Geräten aus, die möglicherweise nicht mehr problemlos ersetzt werden können, da einfach keine Neugeräte dieser "Gattung" mehr produziert werden.
Bestes Beispiel schon heutzutage: Laserdisc-Player. Hier ist eine Reparatur unumgänglich, oder man erwischt noch ein gebrauchtes, funktionierendes Altgerät als Ersatz. Allerdings hat man dann bei dem Ersatzgerät wieder die Kröte der ungewissen Lebenserwartung.

Ab einem gewissen Alter entscheide ich mich aus wirtschaftlichen Gründen in fast jedem Fall für ein neues Ersatzgerät.

An sich ist die Haltbarkeit von ICs und anderen Halbleitern unbegrenzt. Das verwendete Silizium ist chemisch sehr stabil. Probleme kann es geben z.B. bei chemisch-physikalischen Interaktionen mit anderen Materialien (Lead frame, Kontaktierungsdrähte), da kann es zur Materialmigration kommen. Auch machen die Betriebsbedingungen viel aus, hohe Temp. und Luftfeuchte sind nicht gut, da die Gehäuse normalerweise nicht hermetisch dicht sind.

Typischerweise fallen ICs auch meist in der Frühphase aus (Frühausfälle) und dann erst nach langer Betriebszeit. Spontanausfälle von ICs (ohne daß Überspannung usw. vorlag) sind mir in den letzten 20 Jahren so gut wie keine vorgekommen... doch, wir hatten vor einiger Zeit mal einen Operationsverstärker, der nach ca. 1 Jahr Betriebszeit immer weiter weggedriftet ist.

Ich glaube wenn sie innerhalb der Spezifitionen betrieben werden , dann halten sie sehr lang.Ausserdem haben die meisten noch Schutzschaltungen intern eingebaut so dass du sie nicht zerstören kannst sogar wenn du das möchtest.
Die sind Kuzschlussfest.
Das Problem mit IC's ist dass sie nicht für grosse Ströme geeignet sind und sie sind empfindlich für Stralung und hochfrequente electromagnetische wellen wie Mikrowellen z.B

Hallo!

normalerweise halten ICs tatsächlich quasi ewig.
Anders ist es bei ICs, die nennenswert Leistung umsetzen und dadurch warm/heiß werden.
Die fallen schon mal aus.

DSPs sind z.b. solche Teile, die heiß werden können.

Gruß
Bernhard

Hallo, danke für eure Antworten.

Werden DSP´s echt so heiß? Dachte immer das hauptsächlich Prozessoren in PC´s und Endstufentransistoren besonders beansprucht werden. Werden die DSP´s auch schon so vergewaltigt? Sollte ich dem Sharc DSP in meinem Denon einen Kühlkörper verpassen?

Moin,
wenn er so warm wird, dass er sich nicht mehr komfortabel anfassen laesst, dann ja.
Das mache ich auch mit den Decoder(undwasauchimmer)ICs in DVD-Spielern und Digitalreceivern (DVB-S/T/C).
Dafuer habe ich im Elektronikladen hier schoene selbstklebende Kuehlkoerper gefunden, die fuer diesen Zweck sehr gut geeignet sind.

73
Peter

Das diese Decoderchips auch so heiß werden.....
Weiß denn jemand ob es ratsam ist einem Sharc DSP (Denon AVR) einen Kühlkörper zu verpassen? Ich habe mal gelesen, dass die Diffusionsprozesse die beim Herstellen genutzt werden, bei hohen Temperaturen (also ab einer bestimmten Temperaturschwelle) weiterlaufen und so den Chip wieder zerstören können. Weiß jemand zufällig wie heiß so ein Sharc DSP wird? Die IC´s die in DVD Laufwerken den Motor steuern, werden ja auch extrem heiß..... Temperatur macht anscheinend viel aus.

Kühlung bei heißen ICs (oder anderen Halbleitern) kann niemals schaden.

Üblicherweise geben die Hersteller in ihren Qualitätshandbüchern Ausfallzeiten an, die auch innerhalb des Temp.bereichs (bei normalen Bauteilen 0...70 grd Umgebungstemperatur) für einen hohen Prozentsatz der Bauteile (z.B. 99 Proz.) zutreffen. Da diese Angaben aber nicht für ALLE Exemplare zutreffen, kann es nix schaden, für eine bessere Wärmeableitung (im Innern werden die Dinger ja wesentlich heißer) zu sorgen.

Hallo!

genauer gesagt werden u.a. sog. Ausfallraten (fit = failure in time) angegeben. Diese fit-Rate ist exponentiell von der Temperatur abhängig. Bei Halbleitern aber auch von dem Verhältnis Betriebsspannung/max. zul. Spannung.
1 fit ist 1 Ausfall in 10hoch 9 Stunden.

Nach vielen Jahren kommen natürlich noch zusätzliche Mechanismen hinzu. Z.b. verspannter Einbau (also wenn der IC dauernd oder periodisch verbogen wird).
Oder äußere Einflüsse. Wie ja schon gesagt wurde, die Kunststoffgehäuse von Halbleitern sind nicht dicht.

Gruß
Bernhard

Besteht denn Hoffnung, einen fehlerhaften IC nach Jahren (20 Jahre als Beispiel) zu erneuern? Nehmen wir mal das Laserdiscplayer Beispiel. Bei einem AVR könnte man ja notfals ein anders DSP Board einbauen, oder?

Sind reine Interessensfragen! Natürlich lohnt sich sowas nicht, ausser man hat Millionen auf dem Konto!

Wenn ich überlege: Mein altes Nintendo (NES) läuft nach ca. 20 Jahren mit samt allen Spielen immer noch absolut Fehlerfrei......

Raven6299 schrieb:

Besteht denn Hoffnung, einen fehlerhaften IC nach Jahren (20 Jahre als Beispiel) zu erneuern?

Das kommt SEHR drauf an, was es für ein IC ist.

Bei Standard-Digital-ICs (Logik-ICs) gibt es wahrscheinlich wenig Probleme, da werden seit langen Jahren die gleichen ICs verwendet. Und wenn einer aus einer bestimmten Serie abgekündigt ist: bei 5V-Logik läßt sich meistens Ersatz aus der aktuellen 74HCT-Serie finden.

Bei Analog-ICs wirds schon schwieriger. Es gab und gibt eine ganze Reihe von speziellen Verstärkerbausteinen, für die es keinen direkten Ersatz gibt. Hier muß man manchmal schauen, welche Werte der alte hat, welche davon unbedingt eingehalten werden müssen (bei einem reinen AC-Verstärker z.B. ist die Gleichstromdrift unwesentlich) und danach einen anderen Typ aussuchen. Falls dieser eine andere Pinbelegung hat, muß man sich notfalls einen Adapter bauen.

Schwierig wird es bei Spezialfunktionen. Ich hatte mal einen Grundig-Fernseher, bei dem ein popeliger Analog-Schalter-IC (Senderumschaltung) teilweise defekt war (gingen nur noch 3 von 4 Kanälen). Das Teil war von Texas Instruments und hatte eine seltsame Bezeichnung. Ich hatte damals beim größten TI-Distributor Deutschlands gearbeitet und direkten Kontakt zum (damals noch existierenden) Halbleiterwerk in Freising. Aber auch die konnten mir nicht weiterhelfen... offenbar ein spezielles Design für Grundig.

Leider ist das bei Unterhaltungselektronik häufig so. Wer mehr als 100000 Stück abnimmt, bekommt auch einen maßgeschneiderten IC, den es sonst nirgendwo gibt. Und dann ist man sehr schnell am Ende.

...andererseits hat sich bei mir, soweit ich mich erinnere, noch nie ein Hifi-Gerät aufgrund eines Elektronik-Fehlers verabschiedet, es waren eigentlich immer mechanische (Verschleiß)-Fehler.

Zerschossene Endstufen in meiner Jugend mal nicht mitgerechnet, das waren aber Party-Opfer so nach dem Motto "Laut, lauter, Rauchwolke"... Meistens habe ich die entsprechende Box gleich mit gehimmelt

Hallo!

Wer mehr als 100000 Stück abnimmt, bekommt auch einen maßgeschneiderten IC,

Das reicht zwar heute nicht mehr, da braucht's schon mehrere Millionen. Aber du hast natürlich recht.
Grundig hatte Mitte bis Ende der 70er fast schon massenweise Spezialbauteile. ICs meist von TI, Transistoren (GD... ) von verschiedenen Lieferanten.

Gruß
Bernhard

Moin,
ich habe mal ein Bild von einem praeparierten DVD-Spieler gemacht.
Das blaue ist der erwaehnte Selbstklebekuehler, das Motor-IC hat einen DIL-Kuehlkoerper aufgeklebt bekommen. Als Kleber ist Superkleber geeignet.

Lohnt sich eigentlich bei einem Billig-DVD nicht so recht, aber ich hasse es, wenn Bauteile unnoetig schwitzen muessen.

Was die andere Frage, was ist in 20 Jahrten... angeht, so sehe ich ziemlich schwarz.
Die Bauteile werden zunehmend in SMD eingebaut, sind fuer normale Hobbyisten also nicht auswechselbar. Zudem sind es jetzt schon Spezialbauteile, die man auf dem freien Markt kaum bekommt. Die "Vielbeinigen" in DVD-Spielern oder (noch schlimmer) in Flachbildfernsehern werden nicht einzeln getauscht, entweder neues Geraet (DVD ,-) oder neues Mainboard fuer den TFT-FS.
Die ICs werden solange gebaut, wie sie fuer die Geraete fuer die Erstbestueckung gebraucht werden, und dann sind sie wieder verschwunden, der "Fortschritt" hat fuer die naechste Generation neue Funktionen und hoehere Integration an Bord.

Wenn wir in 20 Jahren Klassiker haben wollen, muessen wir jetzt schon dafuer sorgen, indem wie bei Geraeten, die wir behalten wollen, alls thermischen Konstruktionsmaengel ausmerzen, soweit das geht.

Ein aehnliches Problem haben auch die Autofreaks. Es wird in 20-30 Jahren kaum ueberlebende Autos der 90er geben. Deren Elektronik wird nicht reparabel sein. Damit ist das Auto Schrott. Es gibt heute schon Probeme mit Einspritzsteuerungen aus den 70ern.
Ein Auto von 1905 kann dagegen auch in 100 Jahren noch erhalten werden, zur Not kann man auch den Motorblock nachgiessen.

http://img155.imageshack.us/img155/8425/dvdbu5.jpg


73
Peter

hf500 schrieb:

...ich habe mal ein Bild von einem praeparierten DVD-Spieler gemacht. Das blaue ist der erwaehnte Selbstklebekuehler, das Motor-IC hat einen DIL-Kuehlkoerper aufgeklebt bekommen. Als Kleber ist Superkleber geeignet.

Hi Peter, praktiziere das genau so

Da wo es irgend geht ohne Kleber. Missbrauche dazu naheliegende, von der Platzierung geeignete Lötpunkte für CU Draht-Schlaufen
um selbstgestrickte Spannbügelchen (federnd) ein zu hängen.

Zumindest wenn man besorgt ist um Geräte die einem lieb, teuer und kaum zu ersetzen sind
sollte man sich diese vornehmen, nach einer Weile Betriebszeit
alle IC's "abfühlen" und die wirklich heißen Kandidaten damit vor dem schnelleren "Verfall" schützen.
Zuvor aber unbedingt die Typenbezeichnungen abfotografieren.

Gerne wurden bei älteren, sonst Großteils noch von hochdichten IC verschonten Geräten,
zumindest schon z.B. für Motorsteuerungen die typischen Einreiher mit Blechfahne verwendet.
Diese können bei dauerhafter Beanspruchung sehr heiß werden und sind oft schwer zu beschaffen.
Deren Kühlfahne (meist sogar schon mit Bohrung) bietet sich geradezu an für eine Kk-Montage.

Hy,

das sieht ja richtig schick aus. Na hoffentlich bleiben wir noch ein wenig von Vollverstärkern befreit.

Hallo!

Ein aehnliches Problem haben auch die Autofreaks. Es wird in 20-30 Jahren kaum ueberlebende Autos der 90er geben. Deren Elektronik wird nicht reparabel sein.

Das kann ich nur zu 100% bestätigen.
Elektronik der 90er wird in 20 Jahren nicht mehr einfach nachgebaut werden können, weil's die Bauteile (teilweise jetzt schon) nicht mehr gibt. Einzige Möglichkeit wäre eine Neu-Entwicklung der enstpr. Baugruppen mit aktuellen Bauteilen.

Was die Autohersteller für hochpreisige Fahrzeuge machen (z.b. BMW Z8) ist das Einlagern von Elektronik. Dazu wird dann doch einiger Aufwand getrieben, z.b. halbjährliches Einschalten zum Elkos nachformieren, oder Elkos erst bei Bedarf einbauen. Aber eine Garantie gibt es nicht, dass in 30 Jahren sowas noch funktioniert...

Gruß
Bernhard

Wie siehts denn mit den DSP Boards in Verstärkern aus? Die Verstärker an sich wird man schon noch reparieren können (Elko und Transistortauschen wird doch noch irgendwie möglich sein, oder). Aber kann man denn DSP Boards gegen aktuelle ersetzen? Bei meinem AVR ist das Board zb. einfach aufgesteckt. Man müsste doch nur mit der Pinbelegung acht geben, oder? Sind die genormt?

EDIT: Kennt ihr einen guten Online Shop, über welchen man die Kühlkörper beziehen kann?

Moin,
solche Baugruppen wie DSP-Boards sind natuerlich nicht genormt, sondern so gebaut, wie es seine Entwickler fuer noetig hielten.
Man koennte hoechstens ein neues Board fuer einen dann aktuellen DSP bauen, bei dem man aber immer noch das Problem seiner Kommunikation mit dem steuernden Prozessor bleibt.
Irgendwer muss dem DSP ja sagen, was er zu tun hat und dass wird der "Sprache" wegen unueberbruckbare Probleme geben. Der Prozessor ist fest programmiert und laesst sich nicht aendern.

Man kann also wirklich nur dafuer sorgen, dass der DSP und andere wichtige Teile moeglichst lange halten.

Kuehlkoerper kleben:

Wenn man die zu verklebenden Oberflaechen gut vorbereitet (mit Aceton entfetten) und keinen ueberlagerten Superkeber verwendet, ist diese Klebeverbindung zuverlaessig.
Von den vielen Kuehlkoerpern, die ich geklebt habe, sind nur zwei nach einiger Zeit abgefallen, das kann an schlechtem Kleber oder ebensolcher Vorbereitung gelegen haben.
Im Zweifel wuerde ich die KK kleben und sichern, dass sie ggf. nicht im Geraet herumtoben koennen.

73
Peter

Ja, du klebst den Kühler drauf und irgendwann fällt er ab und macht ein Kurzschluss irgendwo.Das ganze Ding geht kaputt.He-He

Okay, den DSP kann man mittels Kühlkörper schützen. Weiß denn jemand wie heiß die CPU bei so einem Gerät wird? Also die Baugruppe, die für die Menüsteuerung, Displayausgabe usw.. nötig ist. Werden die auch so beansprucht wie Dekoder?

Hallo!

die Rechenleistung ist ja gering, also vermutlich wird der Prozessor nicht wirklich warm.
Es hilft aber im Einzelfall wirklich nur eine Prüfung z.b. mit dem Finger!

Gruß
Bernhard