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ET4000AX Grafikcontroller Bausteine sterben so langsam ...

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CDAR-504:

--- Zitat ---Elektromigration ist das Stichwort.
--- Ende Zitat ---

Nein, es heißt Elektronenmigration. Erst kürzlich war dazu in Heise-online ein Beitrag.
PS: Obwohl an anderer Stelle wird wieder von Elektromigration geschrieben. Was ist richtig?
Gemeint ist jedenfalls der Transport von Material, also von Metallatomen, durch bewegte Elektronen.

Jedenfalls sind auch Temperatureffekte wie Bias Temperature Instability (BTI) und Hot Carrier Injection (HCI)  bei hochintegrierten Chips maßgeblich.

Gast120501:

--- Zitat von: torx am Fr 08.03.2019, 09:09:06 ---Was ist richtig?
Gemeint ist jedenfalls der Transport von Material, also von Metallatomen, durch bewegte Elektronen.

--- Ende Zitat ---
Man findet beide Schreibformen. Es geht aber nicht nur um Elektronen, die müssen ja wandern, sonst gibts keinen Stromfluss und das Ding funktioniert nicht, sondern eben um die Siliziumatome. Je wärmer der Chip, um so leichter lassen sie sich durch elektromagnetische Kräfte bewegen. Und diese Kräfte entstehen schlicht durch den Stromfluss durch den elektrischen Leiter, sprich Leiterbahnen im Chip. Jetzt ist es halt so, dass Silizium ein Warmleiter ist, also je höher die Temperatur, desto besser fließt der Strom. Und je mehr Strom fließt, um so mehr Wärme! Das schaukelt sich gegenseitig hoch, wenn man nichts dagegen tut. Richtig deutlich passieren tut zwar erst was ab etwa 100°C Chiptemperatur (Hotspots beachten!), aber auch darunter fängts langsam an.

Das ist halt der Punkt, weswegen ich die Übertaktung eines TT, Falcon oder ST kritisch sehe, die Dinger werden eh nicht ewig halten, Atari hat die sicher nicht für 100 Jahre Betrieb ausgelegt, wahrscheinlich hat man sich darüber damals nicht mal Gedanken gemacht, über Hotspots in den Chips hat man sicher überhaupt nicht nachgedacht. Und selbst heute geht die Industrie von einer durchschnittlichen Nutzungsdauer von PCs und Co von 3-5 Jahren (Leasingverträge!) aus und sind nach 2 Jahren gesetzl. Gewährleistung sowieseo bei gekaufter Hardware komplett aus der Nummer raus, bei Handies wird sogar eher von nur 2 Jahren (übliche Handyverträge) Nutzungsdauer ausgegangen und wir können uns glücklich schätzen, dass PCs heute im privaten Umfeld meistens problemlos 10 Jahre funktionieren, und unsere Ataris es nach 30 Jahren immer noch tun. Das Thema, was da scheinbar die ET4000 betrifft, werden wir vermutlich auch noch bei MMU, GLUE und Co erleben, wegen der geringeren Komplexität wird das aber hoffentlich wohl noch länger dauern.

toshi:
Das heißt bei kalter und trockener Lagerung und ohne Stromfluß gibt es keine bekannten Alterungseffekte?

Gast120501:
Bei den Chips selbst nicht, die Chemie in den Elkos und Tantal-Kondensatoren arbeitet aber auch so weiter... Tantal ist da richtig böse.

CDAR-504:

--- Zitat ---Und diese Kräfte entstehen schlicht durch den Stromfluss durch den elektrischen Leiter, sprich Leiterbahnen im Chip. Jetzt ist es halt so, dass Silizium ein Warmleiter ist, also je höher die Temperatur, desto besser fließt der Strom. Und je mehr Strom fließt, um so mehr Wärme! Das schaukelt sich gegenseitig hoch, wenn man nichts dagegen tut.
--- Ende Zitat ---
Hmm. Ist das wirklich der Grund für Elektro(nen)migration?  So wie ich es verstehe, hat es nicht mit der Wärme allein zu tun sondern damit, das die fließenden Elektronen auf Dauer auch Atome mitbewegen.
Diese diffundieren dann in die Grenzschichten.

Was Du beschrieben hast beruht lediglich auf dem ohmschen Gesetz (U=R*I), bzw. hier zur Berechnung der Verlustwärme, die mit U*I => U^2/R entsteht. Wobei mit sinkendem R bei höheren Temperaturen sich die Verluste hochschaukeln. Es wird jedoch vermutlich so sein, daß die Atomkerne bei hohen Temperaturen so stark wackeln, daß sie manchmal unter Elektronenbeschuss aus dem Gitterverbund herausgeschlagen werden und wandern. Ob das jetzt nur Metallatome betrifft oder auch Siliiumatome ist mir jedoch nicht bekannt.

Was ich damit sagen will: Elektro(nen)migration entsteht nicht durch Wärme (also beim erhitztem ausgeschalteten Gerät oder durch Löten) sondern nur im Zusammenspiel von Wärme und Stromfluss.

Aus diesem Grund ist die Elektro(nenmigration) sicherlich nicht der maßgebliche Effekt bei interstellaren Sonden oder Generationenraumschiffen. Da ist eher die harte kosmische Strahlung maßgeblich.
Zumindest die Sonden sind auf der Reise weitgehend Kälte ausgesetzt und meist unterwegs fast vollständig abgeschaltet, also keine Elektro(nen)migration. Jedenfalls kann man mit redundanten Schaltkreisen, die erst bei Ankunft aktiviert werden, dem Ausfall durch EM vorbeugen.

Hab aber noch keinen Atari gesehen, der so weit unterwegs ist.  ;)

Zurück zum Grafikcontroller: Wenn er stromlos und kühl (nicht zu kalt) gelagert ist, dürften keine Alterungsausfälle auftreten.  Wobei es stromlos eher auf eine konstante Temperatur ankommt, da sonst die thermische Ausdehnung bei Temperaturschwankungen für innere Schäden sorgen kann.

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