Optimierter Herstellungsprozess Chips mit thermoelektrischer Kühlung

Die thermoelektrische Kühlung wird fit für die Mikrotechnologie: Die freistehende Bauweise reduziert thermomechanische Spannungen und ermöglicht sehr hohe Zyklenbeständigkeit.
Die thermoelektrische Kühlung wird fit für die Mikrotechnologie: Die freistehende Bauweise reduziert thermomechanische Spannungen und ermöglicht sehr hohe Zyklenbeständigkeit.

Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) haben einen entscheidenden Schritt hin zur breiten Anwendung von thermo-elektrischen Bauteilen in der Mikrotechnologie erzielt.

Der Vorstoß basiert darauf, dass man die Herstellung der thermoelektrischen Bauelemente deutlich verbessert hat. Die IFW-Forscher haben in den Abscheidungsprozess der thermoelektrischen Bismut-Tellur-Verbindung eine Neuerung eingefügt: Durch ein zusätzliches Gold-Elektrolyt-Bad unmittelbar nach der Schichtabscheidung bildet sich eine schützende Goldschicht auf den thermoelektrischen Elementen. Diese Grenzfläche verringert den Widerstand zwischen dem thermoelektrischen Material und der Kontaktschicht erheblich, was sich sehr positiv auf die Effizienz und die Funktionsstabilität im Dauerversuch auswirkt.

Die auf diese Weise hergestellten mikro-thermoelektrischen Bauelemente verfügen über sehr schnelle Reaktionszeiten von nur 1 ms sowie über eine hohe Zuverlässigkeit von mehr als 10 Mio. Zyklen und über 30 Tagen stabiler Kühlleistung. Nach Angaben des Leibniz-Instituts stellt die Verbesserung dieser Kennzahlen einen entscheidenden Schritt hin zur breiten Anwendung von thermoelektrischen Bauteilen dar.