Miniaturisierung in der Industrie

Die Miniaturisierung, also die immer weitere Verkleinerung technischer Bauteile, ist ein anhaltender Trend in der Elektronikindustrie und bringt große Effizienzvorteile. Was genau die Miniaturisierung für Smartphones, Autos oder Medizintechnologien bringt und wo die Grenzen dieser Entwicklung liegen könnten, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Leistungssteigerungen durch kleinere Bauteile

Computer, die vor wenigen Jahren noch viel Platz in Anspruch genommen haben, werden immer kleiner. Handys und Smartphones bleiben aus praktischen Gründen zwar in ihrer Größe ähnlich, bringen aber auf demselben Platz viel mehr Leistungskapazität mit als ältere Modelle. Auch die Elektronik, die in Autos untergebracht wird, hat deutlich zugenommen, obwohl der zur Verfügung stehende Platz nicht unbedingt in gleichem Maße angewachsen ist, um die Elektronikteile zu verbauen. Auch in vielen anderen Bereichen lässt sich beobachten, dass Bauteile und Geräte immer kleiner werden oder aber auch ohne zu wachsen mit immer größerem Leistungsumfang aufwarten können. In vielen Bereichen bekommen herkömmliche Konsumenten dies gar nicht mit, da sich vieles versteckt unter Gehäusen abspielt. Speziell in Fachbereichen wie der Medizin oder der Raum- und Luftfahrt hingegen verhilft die Miniaturisierung zu immer neuen Entwicklungen und Innovationen.

Cutting-Edge-Technologie dank Miniaturisierung

Immer neue Entwicklungen in Hochtechnologiesektoren werden durch die zunehmende Miniaturisierung einzelner Bauteile und Baugruppen vorangetrieben. So konnten in den letzten Jahren etwa große Fortschritte im Bereich der Medizintechnik gemacht werden, da Kameras für Endoskope deutlich kleiner verbaut werden können. Dies stellt die Basis für eine deutlich angenehmere Behandlung und Untersuchung von Patienten dar, während es den Ärzten hilft, genauere Ergebnisse zu erzielen.

Wesentlichen Einfluss hat der Trend zur Mikroherstellung außerdem in der Luft- und Raumfahrt, die selbstverständlich auch in den militärischen Sektor hineinreicht. Speziell im Bereich der unbemannten Luftfahrt wurden beispielsweise große Weiterentwicklungen im Bereich von Drohnen erreicht, die mittlerweile hochwertige Kameratechnik auf kleinstem Raum unterbringen. Doch auch Verkehrsflugzeuge bringen mittlerweile weitaus mehr Elektronik auf geringerem Raum unter. Auch dies ist der Miniaturisierung in der Industrie zu verdanken.

Was macht die zunehmende Miniaturisierung überhaupt möglich?

Die zunehmende Miniaturisierung von Geräten, Konsumgütern und einzelnen Bauteilen der letzten Jahre wurde erst durch Innovationen in der Herstellung eben dieser Erzeugnisse erreicht. So ist es etwa modernen Verfahren wie dem Imprägnieren, dem Mikrodosieren oder auch der Plasmatechnologie zu verdanken, dass auch auf kleinstem Raum exakt gearbeitet werden kann. So können Mikrochips und Platinen immer kleiner gestaltet werden, aber auch in kleineren Gehäusen verbaut werden. Dadurch lässt sich mehr und mehr Leistung auf immer geringerem Raum unterbringen.

Ein wesentlicher Schritt im Bereich der Miniaturisierung besteht allerdings auch darin, dass immer bessere Möglichkeiten bestehen, um die Erzeugnisse gerade in der sensiblen Produktionsphase zu schützen. Denn bereits kleinste Verschmutzungen auf Platinen oder ähnlichen Bauteilen könnten diese unbrauchbar machen oder zumindest die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer deutlich einschränken. Um dies zu verhindern, wird oftmals in Reinräumen gearbeitet. Hierbei verhelfen aufwendige Luftreinigungsanlagen dazu, diese Räumlichkeiten frei von Fremdpartikeln zu halten. Damit auch Mitarbeiter, die diese Räume betreten müssen, keine Fremdkörper eintragen und damit die Produktion gefährden, sorgen Luftduschen für die Personenreinigung. Diese sind im Eingangsbereich zu den Reinräumen platziert und mit entsprechenden Filtern und Gebläsen ausgestattet. Bevor die Mitarbeiter den Reinraum betreten, müssen sie diese Station durchlaufen, um sich einer Reinigung zu unterziehen. Damit kann nahezu ausgeschlossen werden, dass Fremdkörper in den Reinraum gelangen.

Wie lange hält der Trend noch an?

Die zahlreichen Fortschritte speziell im Hightech-Bereich legen nahe, dass dem Trend zur Miniaturisierung von Bauteilen im Grunde keine Grenzen mehr gesetzt sind. Tatsächlich dürfte diese Entwicklung in vielen Sektoren noch einige Zeit anhalten. Dennoch gibt es einige limitierende Faktoren, die bereits jetzt zu einem Ende des Schrumpfens führen oder aber auch in der Zukunft dazu führen werden. Denn zum einen gibt es vor allem im Konsumgüterbereich praktische Gründe für ein Ende der Verkleinerung. Denn auch wenn Smartphones z.B. im Format einer Streichholzschachtel oder kleiner gebaut werden könnten, macht dies kaum Sinn, da am Display nicht mehr ausreichend viel zu erkennen wäre. Darüber hinaus gibt es nur wenige Disziplinen, wo die Miniaturisierung wirtschaftliche Rahmenbedingungen ignorieren kann. In den meisten Bereichen ist dies jedoch nicht möglich, sodass auch wirtschaftliche Grenzen gesetzt sind. Selbst, wenn es technisch möglich wäre, weiter zu schrumpfen, werden die Kosten für jede weitere Verkleinerung höher. Nicht überall ist der Markt auch bereit, dafür entsprechend zu zahlen.