Diamanten kühlen Chips

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Laut der Fernuniversität Hagen wurde nun ein 23 Mio. DM schweres Projekt zur Entwicklung von "Mikrokühlsystemen" erfolgreich abgeschlossen, bei dem - vereinfacht dargestellt - das Prinzip des Autokühlers in Elektronik-Platinen übertragen und Diamanten zur Wärmeabfuhr benutzt werden soll.

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Da elektronische Bauteile selbst mit Kühlung noch enorme Temperaturen entwickeln, die ihre Funktionalität beeinträchtigen können, müssen immer ausgeklügeltere Kühlsysteme entwickelt werden. Abhilfe sollen "Mikrokühlsysteme" versprechen, die direkt in die Elektronik-Platinen integriert werden.

Prof. Dr. Wolfgang R. Fahrner, Lehrgebiet Bauelemente der Elektrotechnik an der Fernuniversität Hagen, leitete ein Projekt zur Entwicklung solcher "Mikrokühlsysteme". Auftraggeber war das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF), das mit 23 Millionen DM eine seiner höchsten Fördersummen für das Projekt bereitstellte. Beteiligt waren Experten aus ganz Deutschland, u. a. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Firmen AD-tranz, Jenoptik und Siemens, der Fraunhofergesellschaft, der TU Berlin und der TU Chemnitz.

Ansatzpunkt des Gesamtprojekts war die Überlegung, zuerst die punktförmig auftretende Hitze auf Platinen über "Spreizer" auf eine größere Fläche zu verteilen. Für diese bereits bekannten Spreizer wurden nun auf Anregung von Prof. Fahrner billige künstliche Diamanten verwendet, die die größte Wärmeleitfähigkeit haben. Sie übertragen im zweiten Schritt die Hitze in die Platine, die von Kanälen durchzogen ist. Winzige Pumpen pressen schließlich eine Kühlflüssigkeit durch den offenen oder geschlossenen Kreislauf. Die Wärmeabfuhr erfolgt über Kühlkörper.

Bei einem derartig gekühlten Laserdioden-Prototypen, soll die Temperatur gegenüber konventionellen Geräten erfolgreich von ca. 60 auf weniger als 35 Grad gesenkt worden sein. Eine Anwendung bei Chips steht zwar noch aus, es dürften jedoch ähnlich positive Ergebnisse zu erwarten sein.

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