Postęp technologiczny sprawił, że branża elektroniczna uległa znacznym przeobrażeniom, umożliwiając wytwarzanie mniejszych i bardziej zaawansowanych produktów.
Miniaturyzacja stała się jednym z kluczowych czynników rozwoju komponentów elektronicznych, umożliwiając tworzenie coraz mniejszych i łatwiejszych w transporcie urządzeń. Począwszy od urządzeń medycznych i urządzeń ubieralnych, a skończywszy na autonomicznych pojazdach i czujnikach IoT, miniaturyzacja elektroniki będzie odgrywała znaczącą rolę w kształtowaniu przyszłości technologii.
Zaawansowana elektronika odgrywa kluczową rolę w wielu branżach, a coraz mniejsze rozmiary komponentów umożliwiają tworzenie coraz bardziej kompaktowych konstrukcji z zachowaniem wysokiej wydajności. Niezbędne jest zatem zastosowanie efektywnych i opłacalnych metod produkcji, wykorzystujących specjalistyczną wiedzę inżynierską. Z pomocą RND możesz bez trudu przejść od prototypu do produkcji i opracować kolejne przełomowe urządzenie elektroniczne – bez względu na poziom skomplikowania lub rozmiar projektu.
Miniaturyzacja – jak komponenty stają się coraz mniejsze?
Świat elektroniki nieustannie pędzi naprzód, a jednym z głównych czynników odpowiedzialnych za tę ewolucję jest miniaturyzacja urządzeń. Komponenty stają się coraz mniejsze, począwszy od triody próżniowej, a skończywszy na współczesnych tranzystorach. Gęsto upakowane układy scalone (IC) zawierają miliardy miniaturowych tranzystorów, z których każdy mierzy mniej niż nanometr. To właśnie te tranzystory odgrywają kluczową rolę w miniaturyzacji urządzeń elektrycznych, umożliwiając umieszczenie większej liczby węzłów tranzystorowych w mniejszym układzie scalonym. Po złożeniu układu scalonego jest on łączony z systemem lub urządzeniem, do którego został zbudowany, aby mógł realizować zamierzony cel.
Miniaturyzacja polega na pokonywaniu przeszkód i ograniczeń projektowych. Ponieważ jej możliwości są nieograniczone, może ona w pełni odmienić świat elektroniki. Dzięki zaawansowanym technikom produkcji, materiałom i metodom projektowania możliwe jest zintegrowanie większej liczby funkcji w mniejszej przestrzeni niż kiedykolwiek wcześniej, bez utraty mocy. Pomimo małych rozmiarów komponenty są bardzo wydajne.
Zalety miniaturyzacji komponentów
Miniaturyzacja komponentów pozwala uzyskać następujące korzyści:
- zwiększona wydajność;
- obniżenie kosztów;
- większa wygoda transportu i niezawodność;
- zmniejszone zużycie energii;
- wyższa sprawność;
- nowe możliwości: dzięki miniaturyzacji możliwe stały się zupełnie nowe zastosowania i projekty (bardziej mobilne, wydajne i przystępne cenowo), które wcześniej były niemożliwe ze względu na ograniczenia związane z rozmiarem i wagą.
Postęp w miniaturyzacji elektroniki
Wraz z rozwojem coraz mniejszych urządzeń, takich jak smartwatche i zegarki, znajdujące się w nich płytki PCB muszą ulec miniaturyzacji. Dzięki postępowi w wyspecjalizowanych komponentach system-on-chip (SoC), mniejszym elementom pasywnym i zwiększonej gęstości tranzystorów w potężnych procesorach, o których wspomnieliśmy wcześniej, na mniejszej przestrzeni możliwe jest zmieszczenie większej liczby komponentów. Sprawiło to, że nowsze urządzenia zyskały więcej funkcji, które wcześniej wymagały wielu płytek w jednym pakiecie lub wielu połączonych ze sobą urządzeń.
Sztuczna inteligencja i nanotechnologia dodatkowo przyczyniają się do rozwoju miniaturyzacji. Inżynierowie projektują bardziej skomplikowane i zaawansowane produkty, integrując sztuczną inteligencję i nanotechnologię z miniaturyzacją komponentów, co wpływa m.in. na przetwarzanie danych, badania materiałowe i lepszą interakcję człowiek-maszyna. Technologie takie jak IoT czy 5G, które są powszechne w urządzeniach codziennego użytku, a także w komputerach medycznych i przenośnych, również wykorzystują mniejsze, ale bardziej wydajne systemy obliczeniowe.
Miniaturowe komponenty RND
Sprzęt elektroniczny nie może działać bez odpowiednich komponentów. Przełączniki, czujniki, półprzewodniki, komponenty pasywne, złącza, to tylko niektóre z modułów, które można znaleźć w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych. Układy te często muszą charakteryzować się niewielką grubością i rozmiarami, aby zmieściły się w urządzeniach ubieralnych, zrobotyzowanych lub zautomatyzowanych systemach, a nawet inteligentnych urządzeniach, takich jak smartfony. Pomimo niewielkich rozmiarów, wciąż są one bardzo wydajne. RND oferuje szeroką gamę miniaturowych komponentów, które doskonale sprawdzą się w każdym projekcie. Sprawdź poniższe przykłady i rozpocznij swój projekt już teraz!
Czujniki
Miniaturowe czujniki odgrywają fundamentalną rolę w dziedzinie nanotechnologii. Dzięki różnym parametrom, takim jak wyjątkowe właściwości elektrochemiczne, fotoniczne i magnetyczne, nanomateriały stały się odpowiednimi materiałami do zastosowań w czujnikach. Połączenie algorytmów AI z czujnikami i siłownikami w skali nano otwiera nowe możliwości. Mogą one pozwolić na opracowanie inteligentnych, samodostosowujących się systemów, które będą reagować na otoczenie w czasie rzeczywistym, bez konieczności sterowania z zewnątrz.
Czujniki poziomu RND o stopniu szczelności IP67 to jedne z najmniejszych czujników na rynku. Doskonale nadają się do dozowników wody, systemów monitorowania zbiorników, automatów sprzedających, ekspresów do kawy i drukarek. Niektóre czujniki z tej serii zostały wyposażone w polipropylenową obudowę, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań, nawet w kontakcie z żywnością.
Przełączniki dźwigniowe
Przełączniki dźwigniowe umożliwiają przełączanie obwodów elektrycznych za pomocą dźwigni, którą można przesuwać w górę i w dół lub w lewo i w prawo. Mówiąc najprościej, jest to cyfrowy włącznik/wyłącznik. Przełączniki te najlepiej nadają się do zmiany stanu ustawień i funkcji systemu. Przełączniki mogą być używane zamiast dwóch przycisków radiowych lub pojedynczego pola wyboru, aby umożliwić użytkownikom wybór między dwoma przeciwnymi stanami.
RND ma w swojej ofercie miniaturowe przełączniki dźwigniowe z siłownikiem o wysokości 10,4 mm, idealne do stosowania z płytkami drukowanymi. Mają niewielkie rozmiary, są niezwykle wytrzymałe i charakteryzują się niską rezystancją styków, a ich uszczelnienie jest bardzo łatwe.
Złącza okrągłe
Okrągłe złącza z wieloma stykami są często używane do połączeń zewnętrznych. Mogą być one stosowane do przesyłania sygnałów elektrycznych, zasilania urządzeń lub przesyłania danych. Miniaturowe złącza są często wykorzystywane w przemyśle i motoryzacji. Szczególnie przydatne są w komunikacji wykorzystującej niskie napięcie i niski sygnał.
Miniaturowe złącza okrągłe RND zostały zaprojektowane z myślą o trwałości oraz oszczędności zarówno wagi, jak i miejsca i są dostępne w różnych rozmiarach. Szeroki asortyment pozwala na wybór optymalnego złącza pod kątem wymagań przestrzennych, a także innych wymagań związanych z szybkimi i złożonymi aplikacjami. RND oferuje wysokowydajne złącza opracowane z uwzględnieniem wymagań dotyczących oszczędności miejsca i pracy w trudnych warunkach.
Głośniki
Głośnik to przetwornik elektroakustyczny, który przekształca sygnał audio w dźwięk. Miniaturowe niskoprofilowe głośniki przeznaczone są do produktów o niewielkich rozmiarach i wyposażone są w papierowe lub mylarowe membrany, które często wymagają zewnętrznego obwodu napędowego.
Znajdują zastosowanie w radiach, słuchawkach i zestawach słuchawkowych, komputerach, elektronicznych instrumentach muzycznych i urządzeniach przenośnych. Sprawdzają się w urządzeniach, w których liczy się wysoka jakość dźwięku i trwałość.
RND ma w swojej ofercie miniaturowe głośniki o różnej mocy, a także o różnych kształtach, okrągłe lub prostokątne, w obudowach z przewodami i złączami.
Magnesy neodymowe
Magnesy neodymowe są produkowane ze stopu pierwiastków metalicznych neodymu, żelaza i boru oraz stanowią magnesy trwałe (tj. wytwarzają własne pole magnetyczne). Obecnie stanowią one najsilniejsze magnesy trwałe dostępne na rynku. Charakteryzują się niezrównanym poziomem magnetyzmu i odporności na rozmagnesowanie w porównaniu do magnesów ferrytowych, alnico, a nawet samarowo-kobaltowych. Ich maksymalna temperatura pracy wynosi zazwyczaj 80°C. Magnesy neodymowe mają szerokie zastosowanie, jednak należy zachować ostrożność, ponieważ są delikatne, nie wyginają się i łatwo mogą ulec uszkodzeniu.
Przyszłość miniaturyzacji
Od chwili wynalezienia pierwszego tranzystora pod koniec lat 40. ubiegłego wieku, tendencja do miniaturyzacji jest coraz silniejsza i obecna w wielu branżach. Branża elektroniczna, motoryzacyjna, druku 3D, medyczna i laboratoryjna, a także badania nad technologią materiałową, projektowanie mechaniczne i procesy produkcyjne, zwłaszcza w IIoT i Przemyśle 4.0, niewątpliwie skorzystają na miniaturyzacji w ciągu najbliższych dziesięciu lat, ponieważ technologia zmierza w kierunku mniejszych, tańszych i bardziej wydajnych urządzeń.
