Wat is micro-elektronica?

Micro-elektronica is een vakgebied in de elektronica dat kleine of microcomponenten gebruikt om elektronica te vervaardigen. Naarmate de vraag naar kleine en goedkopere apparaten groeit, blijft het veld groeien. De belangrijkste aandachtsgebieden zijn over het algemeen onderzoek, betrouwbaarheid en fabricage.

Doorgaans begint micro-elektronica met een geïntegreerd micro-elektronicacircuit dat een reeks elektrische componenten is die met elkaar zijn verbonden. De meest voorkomende componenten zijn transistors, weerstanden, condensatoren en diodes. Transistors zetten de elektriciteit aan en uit, vergelijkbaar met een schakelaar. Weerstanden regelen de hoeveelheid elektriciteit die door de stroom stroomt, zoals de volumeregeling op een televisie. Condensatoren concentreren de elektriciteit voor gebruik in één keer, en diodes sturen aan wanneer elektriciteit wordt gebruikt.

Veel grote universiteiten in de Verenigde Staten doen onderzoek in micro-elektronica. De meeste onderzoeken gaan zowel over het verkleinen van componenten – zoals transistors en condensatoren – als over wat de mogelijkheden zijn voor de kleinere componenten. Georgia Tech is gespecialiseerd in medische componenten zoals chirurgische instrumenten en beeldvorming. Iowa State is gespecialiseerd in industrieel gebruik voor micro-elektronica, zoals mobiele telefoons en persoonlijke digitale assistenten (PDA's).

De betrouwbaarheid van micro-elektronica is een ander gebied van geconcentreerde inspanning. Aangezien computers bij de meeste bedrijven betrokken zijn, heeft de betrouwbaarheid van de apparatuur meestal de hoogste prioriteit. Dit is vooral belangrijk op medisch gebied, waar kleine robotgereedschappen nu de plaats innemen van de handen van de dokter bij operaties. Met behulp van een robothand en het volgen van een videoscherm kan de arts operaties uitvoeren via een kleine laparoscopische incisie in plaats van de hele holte van de patiënt te openen.

Een ander gebied dat een hoge mate van betrouwbaarheid vereist, is de financiële sector. Omdat er steeds meer data nodig was, was het voorheen niet haalbaar om de benodigde schijfruimte bij te houden. Met de verbeteringen op het gebied van elektronica kan nu echter, wat ooit hele kamers met mainframecomputers vulde, worden opgeslagen op een paar kleine draagbare apparaten.

Een laatste aandachtspunt is het ontwerpen voor fabricage. Op het gebied van micro-elektronica is er veel werk verzet om ervoor te zorgen dat de verschillende componenten inderdaad op printplaten kunnen worden geplaatst. Het kleine formaat van de componenten die worden gebruikt om micro-elektronica te vervaardigen, is doorgaans te klein voor mensen om efficiënt op printplaten te solderen.

Machines die SMT-machines (Surface Mount Technology) worden genoemd, gebruiken robotica om elk onderdeel te plaatsen. Met deze machines kunnen duizenden componenten per uur worden geplaatst. Er wordt een programma in de machine geladen met een specifieke plek op elke printplaat waar de componenten moeten worden geplaatst. Het programma bepaalt waar de robotarmen elk onderdeel plaatsen. Deze automatisering maakt het hele productieproces doorgaans efficiënter, wat ook de totale kosten verlaagt.