Microelectrónica Explicada: La Ciencia de la Electrónica Miniatura

La microelectrónica es un campo en electrónica que utiliza componentes diminutos, o micro, para fabricar electrónica. A medida que crece la demanda de dispositivos pequeños y menos costosos, el campo continúa expandiéndose. Las áreas principales de enfoque generalmente son investigación, confiabilidad y fabricación.

Circuitos Integrados y Componentes Básicos

Típicamente, la microelectrónica comienza con un circuito integrado de microelectrónica que es un conjunto de componentes eléctricos conectados juntos. Los componentes más comunes son transistores, resistores, condensadores y diodos. Los transistores encienden y apagan la electricidad, similar a un interruptor. Los resistores controlan la cantidad de electricidad que fluye a través de la corriente, como el control de volumen en una televisión. Los condensadores concentran la electricidad para uso instantáneo, y los diodos dirigen cuándo se usará la electricidad.

Investigación Universitaria Especializada

Muchas grandes universidades en Estados Unidos conducen investigación en microelectrónica. La mayoría de estudios involucran tanto cómo hacer componentes más pequeños —como transistores y condensadores— como cuáles son las posibilidades para los componentes más pequeños. Georgia Tech se especializa en componentes médicos como herramientas quirúrgicas e imagen. Iowa State se especializa en usos industriales para microelectrónica, como teléfonos celulares y asistentes digitales personales (PDAs).

Confiabilidad en Medicina y Finanzas

La confiabilidad de la microelectrónica es otra área de esfuerzo concentrado. Dado que las computadoras están involucradas en la mayoría de negocios, la confiabilidad del equipo usualmente es una prioridad máxima. Esto es especialmente importante en el campo médico donde diminutas herramientas robóticas están tomando el lugar de las manos del doctor en cirugía. Usando una mano robótica y siguiendo una pantalla de video, el doctor puede realizar operaciones a través de una pequeña incisión laparoscópica en lugar de abrir toda la cavidad del paciente.

Otra área que requiere un alto grado de confiabilidad es la industria financiera. Con más y más datos necesarios, anteriormente no era factible mantener el espacio de disco requerido. Con las mejoras en electrónica, sin embargo, lo que en un momento llenaba habitaciones enteras con computadoras mainframe ahora puede almacenarse en unos pocos dispositivos portátiles pequeños.

Fabricación: Tecnología de Montaje Superficial (SMT)

Un área final de énfasis es diseño para fabricación. En términos de microelectrónica, mucho trabajo se ha hecho para asegurar que los diversos componentes pueden de hecho colocarse en placas de circuito impreso. El tamaño diminuto de componentes usados para fabricar microelectrónica típicamente es demasiado pequeño para que humanos suelden eficientemente en placas de circuito impreso.

Máquinas llamadas tecnología de montaje superficial (SMT) usan robótica para colocar cada componente. Miles de componentes pueden colocarse por hora utilizando estas máquinas. Un programa se carga en la máquina que tiene un lugar específico en cada placa de circuito impreso donde los componentes deben colocarse. El programa controla dónde los brazos robóticos colocan cada parte. Esta automatización típicamente hace el proceso de fabricación completo más eficiente lo que también reduce el costo total.