Bauteilgrößen

Miniaturisierung der Bauteile kann mehr Ausschuss nach sich ziehen

| Autor / Redakteur: Jürgen Geier, Christian Kasper, Jochen Neller, Bert Weiss * / Thomas Kuther

Miniaturisierung: Neben immer kleineren Bauformen bei gleicher Leistung sind auch immer leistungsfähigere Bauelemente in derselben Baugröße gefragt.
Miniaturisierung: Neben immer kleineren Bauformen bei gleicher Leistung sind auch immer leistungsfähigere Bauelemente in derselben Baugröße gefragt. (Bild: © Kenishirotie/Fotolia.com)

Immer kleiner und immer leistungsfähiger – dieser Trend gilt auch und besonders für passive Bauelemente. Doch nicht immer ist der Schrumpfungsprozess auch wirtschaftlich.

Wenn es um die Miniaturisierung elektronischer Bauelemente geht, muss das nicht heißen, dass die Komponenten immer kleiner werden, Miniaturisierung ist auch, wenn ein Bauelement bei gleicher Bauform leistungsfähiger wird. Standen vor 20 Jahren Bauformen wie 1812 und 1206 hoch im Kurs, dreht sich heute alles um 0603 und 0402 – das Angebot reicht sogar bis hinunter zu 01005 (0,4 mm x 0,2 mm), jüngst sogar nur noch 008004 (0,25 mm x 0,125 mm) (Bild 1; meist Zoll-basierend; Länge x Breite).

Das Diagramm des MLCC-Weltmarktführers Murata veranschaulicht die stetige Zunahme der weltweiten Nachfrage nach MLCC-Chips der verschiedenen Baugrößen über die Jahre (Bild 2).

Auch Widerstände werden immer kleiner

Auch bei den SMD-Widerständen zeichnet sich der Trend zu den immer kleiner werdenden Bauformen ab.

Bedrahtete Bauteile werden, wo immer möglich, durch diese Technologie ersetzt. Die Bauformen 0201, 01005 und kleiner, kommen vorrangig im Mobilfunk oder in Tablets zum Einsatz und betreffen daher nicht unmittelbar die Distributionsbranche. Auch Widerstandsnetzwerke, bei denen sich mehrere Widerstände in einem Gehäuse befinden, erlauben eine Reduzierung des Platzbedarfs auf der Platine. Zudem werden „High Power“-Varianten angeboten, die bei gleicher Gehäusebauform die doppelte Leistung bieten. Eine weitere Miniaturisierung findet ebenfalls ibei den SMD-Strommesswiderständen statt. Neue Technologien in der Fertigung ermöglichen höhere Belastungen bei gleicher Bauform.

Rohmaterial bei Tantalkondensatoren wird immer besser

Bei den Tantalkondensatoren, die im Allgemeinen zu den größeren Bauteilen zählen, konnte die Bauform innerhalb der letzten 20 Jahre so weit verkleinert werden, dass sie nur noch ca. 25% des ursprünglichen Platzbedarfes auf der Platine benötigt. Eine stetige Optimierung des Rohmaterials, ein durchdachtes Bauteildesign sowie neue Fertigungstechnologien sorgten in den letzten Jahren für eine steigende Volumeneffizienz, so dass immer größere Kapazitäten bei gleicher Bauform produziert werden konnten – oder ein stetig kleineres Gehäuse bei Beibehaltung der Kapazität (Bild 3).

Die in Bild 4 dargestellte Verbesserung der Energiedichte des Tantalpulvers kann nur durch die stetige Weiterentwicklung des Pulvers hinsichtlich Korngröße und Beschaffenheit realisiert werden. Somit steigt das Kapazitäts/Spannungs-Verhältnis pro Gramm Tantalpulver (CV/g).

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