Zuverlässigkeits-Aspekte zur Kühltechnik Kryoelektronischer Systeme (Deutsch)

Applikationen unter Verwendung von Supraleiter-Halbleiter-Elektronik (Kryoelektronik) erfordern zur Funktionsfähigkeit der Bauelemente bzw. daraus aufgebauter Systeme ein den funktionellen Erfordernissen entsprechendes Tieftemperaturniveau. Während bei Supraleitern die Erzielung der supraleitenden Effekte die Kühlung auf Temperaturwerte unterhalb der kritischen Temperatur (Sprungtemperatur) grundsätzlich bedingt, macht sich die Kühlung von Halbleitern notwendig, um empfindlichere Kennlinien zu erhalten und um störendes Rauschen auszuschalten. Da der Trend zunehmend zu höheren Sprungtemperaturen führt, ist der systemgerechten Beistellung der funktionsbedingten Kühltechnik eine hohe Relevanz beizumessen. Ganz gleich welcher Art Kryoelektronik und Kühltechnik zur Anwendung gebracht werden, man wird, formal betrachtet, in jedem Fall ein vorwiegend elektronisch geprägtes Teilsystem mit einem vorwiegend mechanisch geprägten Teilsystem koppeln. Dabei stellt sich die Frage, welche Gesamtzuverlässigkeit man zu erwarten und mit welchen kritischen Anteilen der Teilsysteme man rechnen muß. Am Beispiel 'Sensor-Kühler' wurden dazu Untersuchungen durchgeführt; die aufgetretenen Probleme und Schlußfolgerungen werden aufgezeigt. Es zeigte sich, daß den Teilsystemen eine differenzierte Wertigkeit bezüglich des Ausfallverhaltens zuzuordnen ist. Dieser Tatbestand erfordert im Vorfeld der Gestaltung Entscheidungen zur Reparierbarkeit eines für eine bestimmte Anwendung vorgesehenes System.