Co to jest mikroelektronika?

Mikroelektronika to dziedzina elektroniki, która wykorzystuje małe lub mikrokomponenty do produkcji elektroniki. W miarę wzrostu zapotrzebowania na małe i tańsze urządzenia, pole to stale się rozwija. Głównymi obszarami zainteresowania są na ogół badania, niezawodność i produkcja.

Zazwyczaj mikroelektronika rozpoczyna się od zintegrowanego obwodu mikroelektronicznego, który jest zestawem połączonych ze sobą elementów elektrycznych. Najczęstsze elementy to tranzystory, rezystory, kondensatory i diody. Tranzystory włączają i wyłączają prąd, podobnie jak przełącznik. Rezystory kontrolują ilość energii elektrycznej przepływającej przez prąd, taką jak regulacja głośności w telewizorze. Kondensatory koncentrują energię elektryczną do natychmiastowego użycia, a diody kierują bezpośrednio, kiedy energia elektryczna zostanie wykorzystana.

Wiele dużych uniwersytetów w Stanach Zjednoczonych prowadzi badania w zakresie mikroelektroniki. Większość badań dotyczy zarówno sposobu zmniejszania komponentów - takich jak tranzystory i kondensatory - jak i możliwości dla mniejszych komponentów. Georgia Tech specjalizuje się w komponentach medycznych, takich jak narzędzia chirurgiczne i obrazowanie. Iowa State specjalizuje się w zastosowaniach przemysłowych w mikroelektronice, takich jak telefony komórkowe i urządzenia PDA.

Niezawodność mikroelektroniki to kolejny obszar skoncentrowanego wysiłku. Ponieważ komputery są zaangażowane w większość firm, niezawodność sprzętu zwykle ma najwyższy priorytet. Jest to szczególnie ważne w dziedzinie medycyny, w której małe narzędzia zrobotyzowane zajmują teraz miejsce rąk lekarza w chirurgii. Używając ręki robota i obserwując ekran wideo, lekarz może wykonywać operacje przez małe nacięcie laparoskopowe zamiast otwierać całą jamę pacjenta.

Kolejnym obszarem wymagającym wysokiego stopnia niezawodności jest branża finansowa. Przy coraz większej liczbie potrzebnych danych, wcześniej nie było możliwe nadążenie za ilością wymaganego miejsca na dysku. Jednak dzięki ulepszeniom elektroniki to, co kiedyś wypełniało całe pokoje komputerami mainframe, można teraz przechowywać na kilku niewielkich urządzeniach przenośnych.

Ostatnim obszarem zainteresowania jest projektowanie do produkcji. W zakresie mikroelektroniki wykonano wiele pracy, aby zapewnić możliwość umieszczenia różnych elementów na płytkach drukowanych. Niewielki rozmiar elementów używanych do produkcji mikroelektroniki zazwyczaj jest zbyt mały, aby ludzie mogli skutecznie lutować na płytkach drukowanych.

Maszyny nazywane technologiami montażu powierzchniowego (SMT) wykorzystują robotykę do umieszczania każdego elementu. Za pomocą tych maszyn można umieścić tysiące komponentów na godzinę. Program jest ładowany do urządzenia, które ma określone miejsce na każdej płytce drukowanej, w którym należy umieścić komponenty. Program kontroluje, gdzie ramiona robota umieszczają każdą część. Ta automatyzacja zazwyczaj sprawia, że ​​cały proces produkcyjny jest bardziej wydajny, co również zmniejsza całkowity koszt.