Che cos'è la microelettronica?
La microelettronica è un campo dell'elettronica che utilizza componenti minuscoli o micro per produrre elettronica. Con l'aumentare della domanda di dispositivi piccoli e meno costosi, il campo continua ad espandersi. Le principali aree di interesse in generale sono la ricerca, l'affidabilità e la produzione.
In genere, la microelettronica inizia con un circuito microelettronico integrato che è un insieme di componenti elettrici collegati tra loro. I componenti più comuni sono transistor, resistori, condensatori e diodi. I transistor accendono e spengono l'elettricità, in modo simile a un interruttore. I resistori controllano la quantità di elettricità che attraversa la corrente come il controllo del volume su un televisore. I condensatori concentrano l'elettricità per l'uso tutto in una volta e i diodi indirizzano quando verrà utilizzata l'elettricità.
Molte grandi università degli Stati Uniti conducono ricerche in microelettronica. La maggior parte degli studi riguarda sia il modo di ridurre i componenti, come transistor e condensatori, sia le possibilità per i componenti più piccoli. Georgia Tech è specializzata in componenti medici come strumenti chirurgici e imaging. Lo stato dello Iowa è specializzato in usi industriali per la microelettronica, come telefoni cellulari e assistenti digitali personali (PDA).
L'affidabilità della microelettronica è un'altra area di sforzo concentrato. Poiché i computer sono coinvolti nella maggior parte delle aziende, l'affidabilità delle apparecchiature di solito è una priorità assoluta. Ciò è particolarmente importante in campo medico dove ora piccoli strumenti robotici prendono il posto delle mani del medico in chirurgia. Utilizzando una mano robotica e seguendo uno schermo video, il medico è in grado di eseguire operazioni attraverso una piccola incisione laparoscopica invece di aprire l'intera cavità del paziente.
Un'altra area che richiede un alto grado di affidabilità è nel settore finanziario. Con sempre più dati necessari, in precedenza non era possibile tenere il passo con la quantità di spazio su disco richiesto. Con i miglioramenti nell'elettronica, tuttavia, ciò che un tempo riempiva intere stanze di computer mainframe ora può essere archiviato su alcuni piccoli dispositivi portatili.
Un'ultima area di enfasi è la progettazione per la produzione. In termini di microelettronica, è stato fatto molto lavoro per garantire che i vari componenti possano effettivamente essere posizionati su circuiti stampati. Le minuscole dimensioni dei componenti utilizzati per produrre microelettronica in genere sono troppo piccole per essere saldate in modo efficiente su circuiti stampati.
Le macchine chiamate SMT (Surface Mount Technology) utilizzano la robotica per posizionare ciascun componente. Migliaia di componenti possono essere posizionati all'ora utilizzando queste macchine. Un programma viene caricato nella macchina che ha un punto specifico su ogni scheda del circuito stampato in cui devono essere posizionati i componenti. Il programma controlla dove i bracci robotici posizionano ogni parte. Questa automazione in genere rende l'intero processo di produzione più efficiente, riducendo anche i costi complessivi.