Flüssige Drähte sollen Prozessoren verbessern

Mithilfe einer Mikropipette lassen sich Chips mit winzigen Kupfer- und Platindrähte kontaktieren - sogar im Dreidimensionalen

Feinere Mikrodrähte für elektrische Kontakte
Feinere Mikrodrähte für elektrische Kontakte

Urbana-Champaign (USA) - So klein die Schaltkreise auf einem Chip auch sein mögen, die Kontakte von Prozessor zum Motherboard sind im Vergleich gewaltig und lassen sich mit dem bloßen Auge sehen. Diese etwa ein Zehntel Millimeter dicken Drähte konnten nun amerikanische Wissenschaftler von der University of Illinois in Urbana-Champaign deutlich schrumpfen. Wie sie in der Zeitschrift "Science" berichten, lassen sich mit "flüssigen Drähten" aus einer Mikropipette fast hundertmal feinere Kontakte zum Prozessor als bisher fertigen.

"Integrierte Funktionen benötigen viele Anschlüsse. Das erfordert viel Zeit und steigert die Kosten", sagt Min-Feng Yu vom Department of Mechnical Science and Engineering. Daher entwickelte er mit seinem Kollegen Jie Hu eine Technik, um mit viel feineren, bis zu einen Mikrometer dünnen Drähten die elektrischen Anschlüsse in einem Computer platzsparend und kostengünstig zu herzustellen. Sie füllten eine Mikropipette mit einer Flüssigkeit, die hohe Anteile an Kupfer oder Platin enthielt. Tritt diese metallische Tinte aus der nur drei millionstel Meter kleinen Pipettenspitze, wirkt auf sie ein elektrisches Spannungsfeld. Dabei kommt es zu einer Elektrodeposition, durch die sich die Metallatome zu mikroskopisch kleinen Drähten zusammenlagern können.

"Mit dieser Pipette können wir sogar im dreidimensionalen Raum schreiben", sagt Yu. Daher müssen die elektrischen Kontakte nicht mehr in einer flachen Ebene liegen, sondern können aus allen Richtungen an einen Prozessor angefügt werden. Mit weniger Material lassen sich so alle Module auf einer Computerplatine auf engerem Raum miteinander verbinden. Um für die Chipindustrie interessant zu werden, arbeiten die Forscher daran, bis zu 100 flüssige Drähte simultan aus 100 Mikropipetten wachsen zu lassen. Neben Kupfer und Platin experimentieren sie derzeit mit weiteren Metallen.

Nicht nur die Halbleiterbranche, auch andere Anwender, die winzige dreidimensionale Metallstrukturen benötigen, haben Jie Yu und Ming-Feng Yu im Blick. So könnten ihre mit "metallischer Tinte" gefüllten Mikropipetten für den Aufbau von Mikrostrukturen genutzt werden, die derzeit noch aufwändig mit lithografischen Verfahren produziert werden.