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• Die Miniaturisierung wirkt sich auf alle Branchen aus, von Automobil- und Verbraucherprodukten bis hin zu Rechenzentren und medizinischen Geräten; auf immer kleinerem Raum werden immer mehr Funktionen untergebracht.
• Um die Chancen der Miniaturisierung weiter optimieren und Hindernisse überwinden zu können, bedarf es fachübergreifender Fähigkeiten aus Elektrotechnik, Maschinenbau und Fertigungsprozesstechnik.
• Entwickler müssen „groß denken, um klein bauen zu können“, müssen Innovation im Bereich Konnektivität im Hinblick auf die Anforderungen von Kommunikation, Stromversorgung und E/A-Verarbeitung neu definieren.

Molex, ein weltweit führendes Unternehmen der Elektronik- und Verbindungstechnik, hat einen neuen Bericht über die Miniaturisierung im Produktdesign veröffentlicht. Dieser hebt die fachübergreifende technische Design- und Fertigungskompetenz hervor, die nötig ist, um die Fülle immer ausgefeilterer Merkmale und Funktionen in immer kleinere Geräte integrieren zu können. Der Bericht mit dem Titel „Mastering Miniaturization, Expert Perspectives“ (Miniaturisierung meistern, Expertenmeinungen) gibt Aufschluss darüber, wie sich angesichts der steigenden Nachfrage nach leichteren, kleineren Produkten die wichtigsten Kompromisse bewältigen lassen, die sich mit der Erfüllung der Kosten- und Platzanforderungen dicht gepackter Elektronik ergeben.

„Design-Ingenieure müssen ‚groß denken, um klein bauen zu können‘ – vor allem, wenn es darum geht, Hochgeschwindigkeits-Steckverbinder zuverlässig auf Leiterplatten (PCBs) anzubringen“, so Brian Hauge, Senior Vice President und President des Bereichs „Consumer & Commercial Solutions“ bei Molex. „Um mikroelektronische Verbindungen umsetzen zu können, die ohne Einbußen bei der langfristigen Zuverlässigkeit mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten und trotzdem kommerziell vertretbar sind, braucht es funktionsübergreifendes Fachwissen aus Elektrotechnik, Maschinenbau und Fertigungsprozesstechnik. Molex’ branchenführende Miniaturisierungsfähigkeiten beruhen auf der Fähigkeit, die kleinsten, dichtesten und fortschrittlichsten Verbindungslösungen zu liefern, die heute verfügbar sind.“

Da die Miniaturisierung weiter jede Branche und jede Anwendungskategorie durchdringen wird, müssen Produktdesigner miteinander konkurrierende Faktoren abwägen, darunter:

• Strom- und Wärmemanagement
• Signalintegrität und -integration
• Bauteil- und Systemintegration
• Mechanische Belastungen und Herstellbarkeit
• Präzision, Serienfertigung und Kosten

Der Bericht geht auf Miniaturisierungstrends bei Verbrauchergeräten und medizinischen Wearables und auf die Nachfrage nach kleineren, leichteren Elektroniklösungen und Steckverbindern für Automobil-, Rechenzentrums- und Industrieanwendungen ein. Beobachtungen von Experten verschiedener Sektoren beleuchten zudem, welche Auswirkungen die Miniaturisierung auf u. a. Fabriken, Rechenzentren, Kraftfahrzeuge, medizinische Wearables, Smartphones und die Entwicklung von 5G haben wird.

Die Miniaturisierung definiert Innovation neu

Beispiele neuer und bahnbrechender Lösungen von Molex machen die verschiedenen Möglichkeiten deutlich, wie die Miniaturisierung durch das Reduzieren von Größe, Gewicht und Platzierung von Komponenten und Steckverbindern Innovation neu definiert:

• Vierreihige Board-to-Board-Steckverbinder. Die weltweit kleinsten Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Steckverbinder haben ein versetztes Schaltungslayout, das eine Platzersparnis von 30 Prozent ermöglicht und bei Smartphones, Smartwatches, Wearables, Spielekonsolen und Geräten für Augmented Reality / Virtual Reality (AR/VR) eingesetzt wird.

• Fahrzeugarchitekturen der nächsten Generation. Molex treibt die Entwicklung zonaler Architekturen voran. Diese ersetzen herkömmliche Kabelbäume durch zonale Gateways, die Fahrzeugfunktionen nach Ort gruppieren und dafür weniger, kleinere, leistungsfähigere und robustere Steckverbinder benötigen.

• Flex-to-Board-RF-mmWave-5G25-Steckverbinder. Mikrosteckverbinder kombinieren kompakte Größe und überlegene Signalintegrität. Durch den Leistungssprung, den sie ermöglichen, erfüllen sie anspruchsvolle 5G-mmWave-Anwendungen bis 25 GHz.

• NearStack On-the-Substrate (OTS). Diese Direct-to-Chip-Lösung platziert NearStack-Steckverbinder direkt auf dem Chip-Substrat-Gehäuse. Sie ermöglicht Verbindungen mit hoher Dichte, die eine Übertragung von 112 Gbit/s über größere Entfernungen unterstützen.

Molex – Sichtweisen zum Markt

• Kyle Glissman, Global Product Manager, Molex Transportation Division:
  „Die Möglichkeit, dass wir uns in Richtung 0,5-Millimeter-Anschlüsse bewegen, hat einen verstärkenden Effekt. Man erhält eine viel bessere Dichte – kann mehr Inhalt und Fähigkeiten auf kleinerem Raum unterbringen.“

• Kenji Kijima, Director of Mobile Solutions, Molex Consumer & Commercial Solutions:
  „Bei 5G braucht man mehr Antennenmodule und RF-Funktionen im Smartphone, und größere Akkus für mehr Leistung. Das erzeugt Druck, andere Komponenten zu verkleinern.“

• Brett Landrum, Vice President des Bereichs Global Innovation & Design bei Phillips-Medisize, einem Molex-Unternehmen:
  „Die Miniaturisierung treibt die Benutzerfreundlichkeit voran und verhilft menschenzentriertem Design auf die nächste Stufe.“

• Gus Panella, Director of Interconnect Technology, Molex Data Specialty Solutions:
  „Die Anwendungen treiben die E/A-Dichte voran, was wiederum die materialphysischen Grenzen der Leiterplatte testet. Das hat dazu geführt, dass man Steckverbinder auf das Siliziumsubstrat verlagert hat.“