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Billigere Chips:
Forscher ersetzen Gold durch oxidationsfestes Kupfer

Wissenschaftler haben womöglich einen Weg gefunden, die Oxidation von Kupfer zu verhindern. Dadurch könnte man das Edelmetall Gold in verschiedenen Bereichen der Chip- und Elektronik-Herstellung ersetzen und Komponenten so billiger machen.
22.03.2022  10:19 Uhr
Kupfer wird aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit fast überall in der Elektronik verwendet - von der Verdrahtung bis zu den Leiterbahnen auf Platinen. Oxidation und Korrosion können hier jedoch zu einem erhöhten elektrischen Widerstand führen und in manchen Fällen die Lebensdauer der Bauteile verkürzen. In den wichtigsten Bereichen kommt daher bisher Gold zum Einsatz - wenn auch nur als Beschichtung der Oberfläche, um zu verhindern, dass die Metall-Kontakte mit der Zeit angegriffen werden. Denn Gold bietet als Edelmetall den Vorteil, dass es eben nur sehr schwer Bindungen eingeht und somit vor Oxidation geschützt ist. Das macht das Material aber eben auch wertvoll und aufgrund der begrenzt verfügbaren Mengen eben auch teuer. Forscher der südkoreanischen Pusan-Universität haben daher versucht, eine Möglichkeit zu finden, oxidationsresistentes Kupfer zu entwickeln.

Angriffspunkte vermeiden

Die Forscher setzten dabei an früheren Untersuchungen an, die zeigten, dass die Oxidation bei Kupferoberflächen stets an Stellen beginnt, an denen es mikroskopisch kleine Stufen gibt. Dort finden Sauerstoff-Atome am ehesten die Möglichkeit, die sonst echt engen Bindungen der Kupfer-Atome anzugreifen. Von dort aus wird dann nach und nach eine weitergehende Oxidation begonnen.

Die südkoreanischen Forscher suchten und fanden daher eine Möglichkeit, einkristalline Kupferschichten zu erzeugen. Das Verfahren funktioniert so gut, dass es fast völlig defektfreie Oberflächen gibt, an denen die Sauerstoff-Atome quasi keine Angriffspunkte finden. Der Ersatz des sonst genutzten Goldes scheint zwar bei den winzigen Mengen in einem Chip kaum eine Rolle zu spielen, auf die gesamte Industrie gemessen dürften die Effekte aber durchaus nennenswert sein. Denn allein im letzten Jahr wurden rund 66,4 Tonnen Gold in elektronischen Komponenten verbaut.

Siehe auch: Ukraine-Krieg schneidet Chip-Industrie von wichtigem Rohstoff ab
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