Spec ATMega :
Temperature range : -40°C / +85°C
-> Ce sont des valeurs de température ambiante, dans ton cas la température ambiante n'est que de 20/25°C.
La température réelle de la puce (die) est beaucoup plus élevée, avec un boîtier en ambiance à +85°C la puce est sûrement plus de 120°C.
Pour un circuit élémentaire, comme un transistor isolé, la température de la jonction peut atteindre +170°C ! !
Attention même si la température moyenne de la puce est correcte le micro peut mal fonctionner si en des points précis de la puce il y a des valeurs de température anormalement élevées. Il faut bien respecter les conditions de courants max : par sortie, par port , en mode source ou en mode sink (voir datasheet page 313 et suivantes).
Important: Régulateur 5V interne -> oubliez la duemilanove et son gros régulateur :
Depuis la UNO R2, par mesure de réduction de coûts, le boiter du régulateur 5V a été dégradé (plus petit boîtier qui peut moins évacuer la chaleur) par conséquent le régulateur interne à la carte est moins performant.
Si baisser la tension de l'alimentation à 7V ne suffit pas il faudra passer par une régulation externe (7805 en gros boîtier TO220 au minimum).