La microelettronica è un campo dell’elettronica che utilizza componenti minuscoli, o micro, per produrre componenti elettronici. Con la crescita della domanda di dispositivi piccoli e meno costosi, il campo continua ad espandersi. Le principali aree di interesse generalmente sono la ricerca, l’affidabilità e la produzione.
Tipicamente, 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 scorre attraverso 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 dirigono quando verrà utilizzata l’elettricità.
Molte grandi università negli Stati Uniti conducono ricerche sulla microelettronica. La maggior parte degli studi riguarda sia come rendere i componenti più piccoli, come transistor e condensatori, sia quali sono le possibilità per i componenti più piccoli. Georgia Tech è specializzata in componenti medici come strumenti chirurgici e imaging. Lo stato dell’Iowa è specializzato in usi industriali per la microelettronica, come i telefoni cellulari e gli assistenti digitali personali (PDA).
L’affidabilità della microelettronica è un’altra area di sforzi concentrati. Poiché i computer sono coinvolti nella maggior parte delle attività, l’affidabilità delle apparecchiature di solito è una priorità assoluta. Ciò è particolarmente importante nel campo medico, dove ora minuscoli strumenti robotici stanno prendendo 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 altro settore che richiede un alto grado di affidabilità è il settore finanziario. Con sempre più dati necessari, in precedenza non era possibile tenere il passo con la quantità di spazio su disco richiesta. Con i miglioramenti nell’elettronica, tuttavia, ciò che un tempo riempiva intere stanze di computer mainframe ora può essere memorizzato su pochi 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 essere effettivamente collocati sui circuiti stampati. Le dimensioni ridotte dei componenti utilizzati per produrre la microelettronica in genere sono troppo piccole per consentire agli esseri umani di saldare in modo efficiente su circuiti stampati.
Le macchine chiamate macchine SMT (surface mount technology) utilizzano la robotica per posizionare ciascun componente. Migliaia di componenti possono essere posizionati all’ora utilizzando queste macchine. Nella macchina viene caricato un programma che ha un punto specifico su ciascun 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.