Vad är mikroelektronik?

Mikroelektronik är ett fält inom elektronik som använder små eller mikrokomponenter för att tillverka elektronik. När efterfrågan på små och billigare enheter växer fortsätter fältet att expandera. De huvudsakliga fokusområdena är i allmänhet forskning, tillförlitlighet och tillverkning.

Vanligtvis börjar mikroelektronik med en integrerad mikroelektronikkrets som är en uppsättning elektriska komponenter anslutna tillsammans. De vanligaste komponenterna är transistorer, motstånd, kondensatorer och dioder. Transistorer slår på och stänger av elen, liknar en strömbrytare. Motstånd kontrollerar mängden el som strömmar genom strömmen, t.ex. volymkontrollen på en TV. Kondensatorer koncentrerar elen för användning samtidigt och dioderna direkt när el kommer att användas.

Många stora universitet i USA bedriver forskning inom mikroelektronik. De flesta studier involverar både hur man gör komponenter mindre - som transistorer och kondensatorer - och även vad möjligheterna är för de mindre komponenterna. Georgia Tech är specialiserat på medicinska komponenter som kirurgiska verktyg och bildbehandling. Iowa State är specialiserat på industriell användning för mikroelektronik, till exempel mobiltelefoner och personliga digitala assistenter (PDA).

Tillförlitligheten för mikroelektronik är ett annat område med koncentrerad ansträngning. Eftersom datorer är involverade i de flesta företag är tillförlitligheten hos utrustningen vanligtvis högsta prioritet. Detta är särskilt viktigt inom det medicinska området där små robotverktyg nu tar plats för läkarnas händer vid operation. Med hjälp av en robothand och efter en videoskärm kan läkaren utföra operationer genom ett litet laparoskopiskt snitt istället för att öppna upp patientens hela hålighet.

Ett annat område som kräver en hög grad av tillförlitlighet är inom finansbranschen. Med mer och mer data som behövdes var det tidigare inte möjligt att hålla jämna steg med mängden nödvändigt diskutrymme. Med förbättringarna inom elektronik kan emellertid det som samtidigt fyllde hela rum med stordatorer lagras på några små handhållna enheter.

Ett sista fokusområde är att designa för tillverkning. När det gäller mikroelektronik har mycket arbete gjorts för att säkerställa att de olika komponenterna verkligen kan placeras på kretskort. Den lilla storleken på komponenter som används för att tillverka mikroelektronik är vanligtvis för liten för att människor effektivt kan lödas på tryckta kretskort.

Maskiner som kallas ytmonteringsmaskiner (SMT) använder robotik för att placera varje komponent. Tusentals komponenter kan placeras per timme med dessa maskiner. Ett program laddas i maskinen som har en specifik plats på varje kretskort där komponenterna ska placeras. Programmet styr var robotarmarna placerar varje del. Denna automatisering gör vanligtvis hela tillverkningsprocessen effektivare vilket också minskar de totala kostnaderna.