Mor'du
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Herrlich... Jetzt kann ich wieder die Hand aus der Hose nehmen 😁 😉So spezifisch wie du dir das wünschst wahrscheinlich nicht. Es gibt von diversen Herstellern für diverse Produkte halt technische Infoblätter, wo genau solche Zusammenhänge erklärt werden, bzw. ein lt. Hersteller zu erwartender Zusammenhang aus Wärme <-> Haltbarkeit in Diagrammen aufgezeigt wird.
Die meisten Hersteller elektronischer Komponenten kalkulieren die Lebensdauer ihrer Produkte basierend auf der Arrhenius-Gleichung, sprich jede 10°C mehr halbiert die Lebensdauer des Bauteils.
Das ist natürlich nur eine Faustregel, die je nach Komponente und Bauart abweichen kann, siehe z.B. der Unterschied zwischen Alu-Elektrolyten und Polymeren. Während Alu-Elektrolyten pro 10°C weniger vom angegebenen Rating verdoppeln (105°C -> 2.000h, 95°C -> 4.000h, 85°C -> 8.000h, usw...) ist es bei Polymeren so, dass diese pro 20°C weniger vom Rating ihre Lebensdauer verzehnfachen (105°C -> 2.000h, 85°C -> 20.000h, 65°C -> 200.000h, usw...), sodass man das natürlich immer für das jeweilige Produkt im Bezug sehen muss, aber....
...am Ende muss man sich einfach nur mal vor Augen führen, was da in elektrischen Bauteilen mit steigender Temperatur eigentlich passiert. Gehen wir das mal nacheinander durch:
Elektromigration (betrifft z.B. ICs, Mosfets, CPUs...)
Du hast super dünne Metallleitungen, wo tlw. große Ströme durchgeschoben werden. Die Elektronen stoßen bei Metallionen an, welche mit steigender Temperatur an Energie gewinnen und sich dann bewegen können (vereinfacht gesagt) und das Leiterbahnmaterial quasi "wandert". Dadurch entstehen dann an sog. Voids, also Hohlräume / Materialverluste an einer Stelle und Ablagerungen dessen an anderer Stelle wodurch es in der Folge entweder zu offenen Verbindungen kommt, weil die Leiterbahn langsam zerfressen wird oder halt zu Kurzschlüssen durch das zusätzlich abgelagerte Material an anderer Stelle.
Bei Elektromigration nimmt man grob an, dass pro 10°C Temperhöhung der Elektromigrationsfluss um den Faktor 2-3 zunimmt. Je höher die Pack- & Stromdichte, desto gravierender die Auswirkungen.
Thermische Zyklen
Die meisten elektrischen Bauteile bestehen aus mehreren Materialien, also z.B. Silizium, Kunststoff, Metall, usw... Die alle haben unterschiedliche Koeffizienten bzgl. der thermischen Ausdehnung. Durch aufheizen und abkühlen entstehen an den Grenzflächen zwischen den Materialien mechanische Spannungen. Die Folge davon sind dann vielfältig. Da geht es dann z.B. um Mikrorisse in Leiterbahnen oder Substraten, die Delamination von ICs, also wo sich Bondingpads oder Layertrennungen abschälen oder rissig werden, gerne (z.B. bei MosFets) brechen auch Bonddrähte oder der Klassiker, den wir von alten GPUs kennen -> sprödes Lot und brüchige / fehlerhafte Lotstellen. Je mehr und krasser die Zyklen sind, umso eher läuft man auf Grund der mechnischen Wirkungen in Gefahr, dass etwas kaputt geht.
Oxidation / Materialverschlechterung
Hohe Temperaturen beschleunigen manche chemischen Prozesse. Oxidation und Diffusion wäre da z.B. zu nennen, aber auch organische Materialien zersetzen sich schneller -> Stichwort Epoxidharz von Packages usw. Das alles wiederum führt dann zu bestimmten Konsequenzen, z.B. steigende Kontaktwiderstände, die wiederum eine höhere Wärme verursachen, was in bestimmten Konstellationen auch zum sog. Thermal Runaway führen kann, also die thermische Selbstzerstörung durch sich gegenseitig verstärkende Faktoren. Wenn du ICs hast mit empfindlichen Gate-Oxiden, können die auch Schaden nehmen und die Leckströme steigen, was ebenfalls auch wieder zusätzliche thermische Belastung einbringt, neben der offensichtlichen Schädigung. Kommt eines zum anderen, z.B. thermische / mechanische Schäden wie Risse im Package, wodurch Luftfeuchte in Kombination mit Temperatur einwirken kann... es summiert sich.
Halbleitereffekte allgemein (z.B. bei MosFets oder Transistoren)
Halbleiter verändern ja auch ihr Verhalten bei steigender Temperatur, also z.B. wie eben beschrieben steigen die Leckströme, was man nicht möchte. Der Strom kann schlechter transportiert wirken, wird meist als Trägermobilität bezeichnet und gerade bei MosFets z.B. fangen auch Grenzspannungen an zu driften. Gerade bei MosFets gibt es dann sowas wie z.B. Rds(on), ein Widerstandswert, welcher auch mit steigender Temperatur erhöht wird, das wiederum erhöht seinerseits die eigene Temperaturentwicklung des Bauteils, was auch wiederum zu einem Runaway führen kann im schlimmsten Fall. Zu viel Hitze und Last über lange Zeit kann dann wieder zu Gatedurchbrüchen führen usw...
Widerstände (z.B. Kohle und Draht)
Kohlewiderstände z.B. sitzen ja auch oft in Netzteilen als Lastwiderstände. Das Material kann durch hohe Temperaturen einer höheren Sauerstoffdiffusion ausgesetzt werden, wodurch sich die Struktur ändert und das Material einfach versprödet, brüchig wird, weshalb es manchmal auch Kohlewiderstände gibt, die quasi auseinander fallen, wenn man den Schrumpfschlauch oder das Isolationsmaterial entfernt. Bei normalen Drahtwiderständen kannst du auch Drifts haben durch lange, hohe Temperatureinwirkung, also der Koeffizient wird dann schlechter mit der Alterung, sodass die Widerstände irgendwann die Toleranzen, mit denen sie angegeben sind, nicht mehr einhalten können und sich deren Wert effektiv verschiebt.
Kondensatoren
Das hatte ich ja oben schon grob beschrieben, auch diese unterliegen natürlich Temperaturproblemen. Austrocknendes Elektrolyt bei normalen Alu-Elektrolyten, chemische Zersetzung des Elektrolyten durch mehr Hitze (siehe Beschleunigung chemischer Prozesse oben) bis hin zur Ausgasung wenn die Temperaturen zu hoch werden oder sich ein Kondensator bereits in einem so weit degenerierten Zustand befindet, dass er sich durch eine Kettenreaktion selbst zerstört. Jede Degeneration ihrerseits führt halt zu den üblichen Problemen, die wir kennen, also Ripplebelastbarkeit sinkt, Filterwirkung schlechter usw...
Das ist halt nur mal in Ausschnitten grob gezeichnet, was da so alles abläuft bei höheren Temperaturen. Es gibt halt immer nur ungefähre Richtwerte, die auf Basis der Tests und Berechnungen der Hersteller basieren, woran man sich orientieren kann. Dass mit steigender Temperatur gewisse Prozesse ablaufen oder schneller ablaufen ist Fakt. Wann sie im Einzelfall genau dazu führen, dass dein Bauteil in deinem Fall den Geist aufgibt ist von so vielen anderen Faktoren abhängig, sodass dir halt keiner genau sagen kann, dass Teil XY nach z.B. 2 Jahren tot sein wird. Es gibt Streuungen in der Materialgüte, in der Fertigung, im Einsatzszenario und und und sodass ein und das selbe Bauteil aus verschiedenen Fertigungswochen unterschiedlich lange durchhalten kann unter den gleichen Bedingungen. Deswegen gibt es ja auch immer die Toleranzen bei den Bauteilen in mal mehr, mal weniger hoher Ausprägung.
Egal wie du es drehst, am Ende wird eine höhere Betriebstemperatur zu einem früheren Ausfall führen, als wenn du das Gerät bei geringeren Temperaturen betrieben hättest, alle anderen äußeren Faktoren mal außen vor gelassen. Wie hoch die Auswirkung genau ist, kann dir keiner zu 100% vorhersagen.
Willst du nicht mal einen eigenen Thread machen, denn du einfach füttern kannst wie ein Blog? Damit man diese geilen Infos nicht immer suchen muss
Vielleicht kann man ja hier die wichtigsten Beiträge auch irgendwie im Startpost verlinken? 
)
