Was ist zuverlässiger: THT-Widerstand oder SMD-Widerstand?

Sven B. schrieb:
> Das sind Widerstände,
> die gehen nicht spontan kaputt

Doch, schon, aber bei guter Qualität so etwa alle Million Stunden.

Küchenmonteur schrieb:
> wo es auf das Funktionieren von -zig
> Widerständen an kommt

Da spielen Spontanausfälle keine Rolle, wenn sie nicht überlastet 
werden.

Georg

Falls Du den Schaltplan posten möchtest, könnte man vielleicht Hinweise 
geben, wie evtl. Schäden durch Ausfall von Bauteilen vermieden werden 
können.

Du kannst das über die Ausfallwahrscheinlichkeit berechnen.
Klappere da mal die Hersteller danach ab.
Aber wenn du die mit den Ausfallreten der anderen Bauteile vergleichst, 
hast du dort andere Probleme.

Küchenmonteur schrieb:
> Die Lötungen sollen als ideal angeommen werden, die Belastung als
> minimal. Es geht rein um spontane Ausfälle, z.B. aufgrund von
> Herstellungsfehlern.

Und was soll das bringen? Wie viele Geräte sind dir jemals begegnet, die 
nachgewiesenermaßen aufgrund eines (nicht überlasteten) Widerstands 
(ganz gleich ob THT oder SMT) defekt wurden? Selbst in 40 Jahre alten 
Röhrenfernsehern werden noch alle Widerstände, die nicht stark thermisch 
beansprucht wurden, nach wie vor innerhalb ihrer Toleranz funktionieren. 
Dafür ist das einst schöne Gerät leider längst aufgrund eines defekten 
aktiven Bauteils (Röhre oder Transe bzw. IC in moderneren Glotzen) bei 
"Familie Ohnelötkolben" über die Wupper gegangen oder der Zeilentrafo 
brannte durch oder kalte Lötstellen haben sich gebildet und die Kiste 
ins Bildzittern versetzt oder die Mechanik der Schalter/Taster ist 
ausgelutscht oder ...

Und wieso zerstört sich deine Schaltung aufgrund eines "defekten" 
Widerstandes? Hat die Platine eine automatische 
Selbstzerstörungseinheit?

Gespensterdiskussion!

Was ist für dich ein Ausfall?
Folgende Ausfallszenarien sind denkbar:
1) Abweichung von der Spezifikation um mehr als x%?
2) Kurzschluss
3) Unterbrechung

Wenn es wirklich nur darum geht, gegen Kurzschluss und/oder 
Unterbrechung zu schützen und dabei auch vertretbar ist, dass die 
Widerstandswerte in einem solchen Fehlerfall stark abweichen können, 
dann können mehrere Widerstände parallel (schützt gegen Unterbrechung, 
je weniger Widerstände man parallel nimmt, um so stärker wird aber die 
Abweichung des Widerstands im Fehlerfahll) oder in Serie (schützt gegen 
Kurzschluss) geschaltet werden.

Ob nun THT-Widerstände oder SMT-Widerstände besser für deine Anwendung 
geeignet sind, musst du entscheiden (oder uns mehr Informationen geben). 
Aus dem Bauch heraus würde ich sagen, dass SMT zuverlässiger ist, 
solange die Platine keiner mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wird. 
Bei bedrahteten Widerständen müssen die Beine zur Installation gebogen 
werden, wird das unsachgemäß durchgeführt, hat man ein Problem. 
Insgesamt ist es auch nicht so leicht, bei bedrahteten Bauteilen eine 
hohe Fertigungsqualität und zuverlässigkeit zu erreichen.
Bei SMT setzt man die Widerstände auf die Platine und verlötet dann, 
fertig.

Dass gering belastete Widerstände extrem selten ausfallen ist klar. Ich 
kann mir aber noch aussuchen, ob es THT oder SMD ist, und wollte daher 
wissen, ob einer von beiden evtl. doch einen Tick zuverlässiger ist.

Sven B. schrieb:
> Georg schrieb:
>> Sven B. schrieb:
>>> Das sind Widerstände,
>>> die gehen nicht spontan kaputt
>>
>> Doch, schon, aber bei guter Qualität so etwa alle Million Stunden.
>>
>
> Cool, gibt es dazu Statistiken?

Ja. Macht jeder gute Hersteller. Z.B. Vishay:
http://www.vishay.com/docs/28780/mma0204h.pdf

Da steht auf S1: FIT <= 0,1 E-9/h

Wenn du also 10000000000 Stück hast, verreckt jede Stunde im Schnitt 
einer.

Das ist keine akademische Fingerübung, sondern relevant für die 
Sicherheitstechnik - zur Abschätzung, wie oft den gefährliche Fehler 
auftreten würden.

0,1FIT ist ein sehr guter Wert.
Den FIT-Wert könnte man für einen Vergleich der Zuverlässigkeiten 
heranziehen.

Jetzt sollte uns der TP mal verraten, was genau denn die Frage bezweckt, 
Wie man am obigen Beispiel sieht, sind die Ausfallswahrscheinlichkeiten 
für Einzelstücke komplett irrelevant (weil so gering). Zumindest was die 
Widerstände angeht.

someone schrieb:
> Was ist für dich ein Ausfall?
> Folgende Ausfallszenarien sind denkbar:
> 1) Abweichung von der Spezifikation um mehr als x%?
> 2) Kurzschluss
> 3) Unterbrechung

1. Das gibt es, so etwa seit 1960 nicht mehr
2. Widerstände haben keinen Kurzschluß!
3. Nur bei extremer Überlast.
Widerstände fallen so oft aus, wie ein Edelstahl-Kochtopf ein Loch hat.

michael_ schrieb:
> Widerstände fallen so oft aus, wie ein Edelstahl-Kochtopf ein Loch hat.

Blödsinn.

SMD mit gebrochenem Keramikträger kommt öfter vor, natürlich kann man 
dann sagen zu schlecht gelötet, zu viel Lötzinn und Platine hat sich in 
der Wärme verformt auf grund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten 
und überträgt Biegespannungen, aber wahrscheinlich war die Keramik auch 
einfach rissig.

Ähnlich ergeht es MLCC Kondensatoren.

Bei Bedrahteten übertragen sich nicht solche Biegespannungen und sie 
werden beim Löten nicht so heiss. Aber bedrahtete Widerstände bei denen 
die punktgeschweissten Drähte abgingen oder die Kappen sind mir auch 
schon begegnet.

Eben, bevor der Widerstand ausfällt, fallen seine Lötstellen aus.
Sollten Steckverbinder oder direkt eingelötete Kabel im Spiel sein, sind 
die eh viel kritischer.

michael_ schrieb:
>> 1) Abweichung von der Spezifikation um mehr als x%?
>
> 1. Das gibt es, so etwa seit 1960 nicht mehr


Er sprach von einem NETZWERK aus Widerständen, wo EINER ausfällt und 
sich dann der Gesamtwert um x% ändert.

MaWin schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Widerstände fallen so oft aus, wie ein Edelstahl-Kochtopf ein Loch hat.
>
> Blödsinn.
>
> SMD mit gebrochenem Keramikträger kommt öfter vor, natürlich kann man
> dann sagen zu schlecht gelötet, zu viel Lötzinn und Platine hat sich in
> der Wärme verformt auf grund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten
> und überträgt Biegespannungen, aber wahrscheinlich war die Keramik auch
> einfach rissig.

Jetzt kommst du wieder mit deinen extrem unmöglichen Fertigungsfehlern.
Gehts noch?
Da müßte doch jedes Auto stehenbleiben. Nur du kannst ja glauben, das 
dort keine SMD-R verbaut sind.
Ach ja, auch einen Kochtopf kann mann kaputt kriegen.

Küchenmonteur schrieb:
> Hi Leute, habe eine Anwendung, wo es auf das Funktionieren von -zig
> Widerständen an kommt (Platine wird ZERSTÖRT, sobald nur ein Widerstand
> ausfällt).

Da ist wohl ganz dringend eine vernünftige FMEA fällig. Wenn dann raus 
kommt, dass man das Konzept noch mal überdenken sollte, ist das wohl so.

Oder es siegt die Kostensenkung und die Verluste werden in Kauf 
genommen.

michael_ schrieb:
> Gehts noch?

Es kommt auf die Anwendung, den Bereich an. Weshalb gibt es denn 
Ausfallratenklassen für Widerstände?
Die Welt ist grösser als Hobbybastler meinen, siehe auch die ersten 
beiden Antworten.

michael_ schrieb:
> Jetzt kommst du wieder mit deinen extrem unmöglichen Fertigungsfehlern.

So unmöglich sind sie nicht, sie sind mir alle schon begegnet.

> Gehts noch?
> Da müßte doch jedes Auto stehenbleiben.

Nicht gleich stehenbleiben, aber Blinkerausfall und Klimatronikausfall 
wegen 'unmöglicher' Fertigungsfehler.

> Blinkerausfall

Vielleicht haben sie das Relais inzwischen voll durchelektronisiert (µC 
+  Leistungsteil + Soundgenerator + App-Anbindung + Facebook-Generator)

> Klimatronikausfall

Ach deswegen das hier:

http://www.morgenpost.de/berlin/article205441323/Klimaanlagen-kapitulieren-Bahn-troestet-Kunden-via-Twitter.html

Oder hat sich das blöde Wetter einfach nicht an zu knapp bemessene 
Vorgaben bei der einstigen Planung gehalten?

NT schrieb:
> Vielleicht haben sie das Relais inzwischen voll durchelektronisiert

Ja, haben sie bei meinem Wagen:

µC +  Leistungsteil + Soundgenerator

Die Platine kostet als Ersatz 500 EUR, da schaut man doch lieber selber 
nach.

MaWin schrieb:
> NT schrieb:
>> Vielleicht haben sie das Relais inzwischen voll durchelektronisiert
>
> Ja, haben sie bei meinem Wagen:
>
> µC +  Leistungsteil + Soundgenerator
>
> Die Platine kostet als Ersatz 500 EUR, da schaut man doch lieber selber
> nach.

Tatsächlich? Kein echtes einfaches schnuckliges 
Kleinplatinen-Blinker-Relais mehr? Auf was für Perversheiten doch die 
Kerle beim Automobilbau heutzutage so kommen. Mein VW-Wagen 
(Volkswagenwagen :)) älteren Datums hat sowas noch und der davor hatte 
es auch noch und der davor ..

Zumindest bei dir, MaWin, werden die Serviceheinis der Firma 
"Teuer&Überflüssig" totsicher ihre erhofften 500 Eurönchen in den Wind 
schreiben können (ähnlich wie Herr Frechdachs-Varoufakis seine erhofften 
weiteren, schnellen, Euro-Finanzspritzen vorerst wird beerdigen können). 
Wird zeit, dass uns in Schland die Chinamänner zeigen, wie's auch 
preiswerter geht (es muss ja nicht Dumpingtarif sein. Just fair). Ist 
hoffentlich nur noch eine Frage der Zeit. Sonst kann sich ein Auto bald 
nur noch die Oberschicht in Deutschland leisten.

MaWin schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Widerstände fallen so oft aus, wie ein Edelstahl-Kochtopf ein Loch hat.
>
> Blödsinn.

Na das erinnert mich an einen Edelstahltopf, der auf einer gesamten 
Seite aufgerissen war. Einfach so, aus dem Nichts.
Also ich denke auch daß das Blödsinn ist, aber mit umgekehrtem 
Vorzeichen. Widerstände fallen hoffentlich viel seltener aus als 
Edelstahltöpfe.

Weiter oben das mit den 10 hoch minus 9 beruhigt, auch wenn es sicher 
nur einer PC-Rechnung entsprungen ist.
Also käme es zu 99% auf die Lötungen an, verstehe.

Vielen Dank allen!

Küchenmonteur schrieb:
> Also käme es zu 99% auf die Lötungen an, verstehe.

Durch artgerechte Verarbeitung kannst du die Fehlerwahrscheinlichkeit 
senken. Trotzdem sollte die Schaltung so ausgelegt sein, dass bei 
Ausfall eines einzigen Widerstandes nicht die Welt untergeht. Die Folgen 
lassen sich vielleicht verringern, wenn an kritischer Stelle z.B. zwei 
Widerstände parallel geschaltet sind.
Wenn man damit den Exponenten der Wahrscheinlichkeit für einen fatalen 
Fehler verdoppeln kann, ist allen geholfen. Man darf nie vergessen, dass 
bei Eintreten eines fatalen Fehlers, die Folgen mit einer 
Wahrscheinlichkeit von 100% eintreffen.

Küchenmonteur schrieb:
> Na das erinnert mich an einen Edelstahltopf, der auf einer gesamten
> Seite aufgerissen war. Einfach so, aus dem Nichts.

Ja, sogar im Verkaufsregal platzen die auf, einfach so :-(
Ich geb auf!
Ja, nimm wie MaWin sagt, bedrahtete Widerstände möglicht der Sorte 
Kohleschicht. Die werden dann mit Sicherheit deine Anforderungen 
erfüllen.

Küchenmonteur schrieb:
> Hi Leute, habe eine Anwendung, wo es auf das Funktionieren von -zig
> Widerständen an kommt (Platine wird ZERSTÖRT, sobald nur ein Widerstand
> ausfällt).

Dann würde ich die Schaltung ändern (z.B. Redundanz, Diversität, ..). 
JEDES Bauteil hat eine Ausfallwahrscheinlichkeit und Du willst Ja nicht 
daa das gerät beim Kunden (das könntest auich Du sein) frühzeitig 
ausfällt. Ob das SMD oder Bedrahtet ist ist wurscht. Und eine NULL 
Ausfallwahrscheinlichkeit gibt es nicht.

Martin L. schrieb:
> spezifizierter und qualitätsgesicherter Bauteile, z.B. aus dem
> Militär-/Medizin oder Luft-/Raumfahrtbereich?

Ja damit ist die Ausfallwahrscheinlchkeit auch geringer aber immer noch 
nicht null.

rgds

Kannst du den Ausfall des Widerstandes erkennen und das Gerät 
ausschalten?

Küchenmonteur schrieb:

> Die Frage ist daher, was zuverlässiger bzw. ausfallsicherer ist, ein
> SMD-Widerstand, oder ein Bedrahteter.

Guck in die IEC 62380 und rechne die FIT-Werte für Dein mission 
profile aus. Nur das ist sicher, mit propagiertem Halbwissen kommst Du 
vor Gericht nicht durch.

Grundsätzlich fallen SMD MELF und Schichtwiderstände meist durch Drift 
oder Unterbrechung aus, bedrahtete Kohle, Metallfilm oder wire wound 
meist durch Unterbrechung.

Michael S. schrieb:

> In wiefern ist das denn Sinnvoll? Wie schon geschrieben gibt es keine
> 100% Sicherheit. Das heißt, es könnte im aller seltensten Fall auch
> sein, dass ein Perfusor statt 10ml Medikament / Stunde 100ml abgibt, was
> u.U. nicht so toll ausgehen kann. Und man kann es nicht verhindern, da
> die Kontrollfunktion ja auch defekt sein kann.

Richtig. Dann ist der Patient tot und Deine Firma muss Schadenersatz 
zahlen. Bzw deren Versicherung. Wenn der Schadenersatz billiger ist als 
eine Verbesserung der Konstruktion, dann hast Du das wirtschaftliche 
Optimum erreicht.

Zusätzlich kann Dich der Staatsanwalt wegen fahrlässige Tötung anklagen. 
Um da auf der sicheren Seite zu sein, muss Deine Konstruktion dem 
"anerkannten Stand der Technik" genügen und dass muss entsprechend 
dokumentiert sein. Eine Zuverlässigkeitsberechnung nach IEC 62380 und 
eine Sicherheitsanalyse nach IEC 61508, IEC 26262 (oder was auch immer 
für Medizintechnik angesagt ist) ist da eine sehr gute 
Argumentationshilfe.


> Wenn es danach geht, müsste man ja für allen Mist doppelt und 3 Fach
> reduntante Bauteile einfügen und alles zusätzlich noch überwachen. Das
> macht doch kein Mensch!? Eher im Gegenteil. Alle gehen doch auf
> möglichst klein und billig.

Redundanz kostet und wird daher nur angewandt, wo funktionale Sicherheit 
gefordert ist. Sicherlich nicht für Consumergeräte mit einer 
spezifizierten Lebenserwartung von 26 Monaten bei +10..+40°C.


> Ist das nicht also etwas paranoid oder unterschätze ich das? Ich bin
> bisher immer davon ausgegangen, dass eher der µC sein Flashinhalt
> verliert oder Bauteile durch unsichtbare Aliens von der Platine gerissen
> werden, bevor ein Widerstand plötzlich Ausfällt, ohne außerhalb der
> Spezifikation betrieben worden zu sein.

Die FIT-Raten (Ausfallwahrscheinlichkeit) für FlashROM-Fehler, Elkos und 
Leistungshalbleiter sind natürlich signifikant höher. Wenn Du Dir die 
Formel zur Berechnung von lambda angesehen hast, dann wird Dir 
aufgefallen sein, dass auch für den Widerstand das Verhältnis operating 
power zu rated powerund operating temperature zu rated temperature einen 
nicht unerheblichen Einfluß auf die Lebensdauer hat. D.h. durch Derating 
kann man sein Risiko deutlich senken.

Kein gesunder Mitteleuropäer belastet 1/4 W Widerstände mit 1/4 Watt.

soul e. schrieb:
>> Wenn es danach geht, müsste man ja für allen Mist doppelt und 3 Fach
>> reduntante Bauteile einfügen und alles zusätzlich noch überwachen. Das
>> macht doch kein Mensch!? Eher im Gegenteil. Alle gehen doch auf
>> möglichst klein und billig.

Ja, geanu das.

>
> Redundanz kostet und wird daher nur angewandt, wo funktionale Sicherheit
> gefordert ist. Sicherlich nicht für Consumergeräte mit einer
> spezifizierten Lebenserwartung von 26 Monaten bei +10..+40°C.

Dort wo Menschen zu Schande kommen kommen können (Industrie) sind solche 
Maßnahmen mein Muss - wie schon gesagt. Aber auch dort gibt eine 
Restwahrscheinlichkeit für den gefährlichen Ausfall. Der Einsatz solcher 
Technologien ist dort üblich uns ein Muss.

rgds

Michael S. schrieb:
> In wiefern ist das denn Sinnvoll? Wie schon geschrieben gibt es keine
> 100% Sicherheit. Das heißt, es könnte im aller seltensten Fall auch
> sein, dass ein Perfusor statt 10ml Medikament / Stunde 100ml abgibt, was
> u.U. nicht so toll ausgehen kann. Und man kann es nicht verhindern, da
> die Kontrollfunktion ja auch defekt sein kann.

Medizintechnik sollte hier auf jeden Fall sehr harten Kriterien 
unterliegen (bin mir über die Normen da nicht im klaren welche da 
angezogen werden) bei dem erst ein Mal ein solcher Fall in der Schaltung 
unterbudnen ist und eine Fehlfunktion durch Diagnose erkannt wird und 
das Gerät Aktionen zur Vermeidung gefährlicher Zsutände herbeiführt 
(Abschalten, ...).

Michael S. schrieb:
> Alle gehen doch auf
> möglichst klein und billig.

Bei'm billigen Consumergeräte ja, es gibt aber auch noch andere Zweige 
:)

rgds

soul e. schrieb:
> Die FIT-Raten (Ausfallwahrscheinlichkeit) für FlashROM-Fehler, Elkos und
> Leistungshalbleiter sind natürlich signifikant höher. Wenn Du Dir die
> Formel zur Berechnung von lambda angesehen hast, dann wird Dir
> aufgefallen sein, dass auch für den Widerstand das Verhältnis operating
> power zu rated powerund operating temperature zu rated temperature einen
> nicht unerheblichen Einfluß auf die Lebensdauer hat. D.h. durch Derating
> kann man sein Risiko deutlich senken.
>
> Kein gesunder Mitteleuropäer belastet 1/4 W Widerstände mit 1/4 Watt.

Ja, die Leistungsangaben gehören aus den Datenblättern herausgeworfen. 
Das ist wie die Stromangabe bei FET - schlicht Quatsch.
Da gehört ein thermischer Widerstand und eine max. Filmtemperatur sowie 
max. Leistung angegeben.

Bei jedem stark belastetem Bauteil gehört gefälligst ausgerechnet, wie 
heiß das wird. Und wenn dann eine Übertemperatur von 100° herauskommt, 
ist sofort klar, dass das der Lebensdauer nicht zutäglich ist.

Beispiel:
http://www.vishay.com/docs/28714/melfpre.pdf
So ein MELF hat z.B. 300K/W und bei 0,25W satte 75° Übertemperatur. Bei 
25°C hat der schon 100° und brutzelt alles rund herum schön an, auch den 
IC mit Tmax = 70° direkt daneben.
(Quelle: Kurve auf S45)