Was die passenden Bauelemente bewirken können

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Miniaturisierte Bauelemente ermöglichen Handy & Co

Heute ist ein Alltag ohne Handy, ohne Tablet-Computer und ohne Internet unvorstellbar. Auch wenn es von Wilhelm Schickards erster mechanischen Rechenmaschine noch ein weiter Weg war bis zum heutigen Internet der Dinge. Mit Gottfried Wilhelm Leibnitz (1646 -1716) nahm die Digitalisierung dann so richtig Fahrt auf.

Er ist Ahnherr einer ganzen Entwicklungslinie von frühen Rechenmaschinen, obgleich er nicht als Erster das Duale Zahlenwerk entdeckte. Immerhin aber gilt er als der schöpferische Promotor des dualen Zahlensystems, das mit den Ziffern „Null“ und „Eins“ die Grundlage der heutigen binären Zahlencodes bildet.

Wenn man mit heutigen Smartphones nicht nur telefonieren kann, sondern auch rechnen, fotografieren, filmen und spielen, dann haben extrem miniaturisierte Bauelemente zu deren Siegeszug beigetragen. Als ein Schlüsselbauelement gelten Oberflächenwellen-Filter, kurz OFW oder SAW genannt.

In extrem kleiner Bauform entwickelte Siemens unter dem Kürzel CSSP, das steht für Chip-Sized SAW Package, entsprechende kleinbauende Filter. Und noch mehr Platz sparen lässt sich mit der sogenannten passiven Integration. Dabei vereint ein Modul, so klein wie die Wahltaste eines Handys, die Funktionen dutzender passiver Bauelemente. Diese Module nehmen nur ein Zwanzigstel des Platzes ein, den die sonst üblichen Bauelemente benötigen.

Einen weiteren Sprung in der Miniaturisierung von Filtern lösen die FBAR-Filter, die Film Bulk Acoustic Wave Resonator, aus. Sie vereinen die Vorteile der OFW-Technik und der Mikrowellenkeramik in noch kleineren Filtern, die für noch höhere Leistungen ausgelegt sind, als sie bisher üblich waren. In Zahlen: Von 1995 mit 14,4 mm² im DCC6- Gehäuse schrumpften die Abmessungen bis 2004 auf 1,54 mm² in CSSP3.

Mit passiven Bauelementen in unbekannte Welten

Datennetze prägen nicht nur die Welt der Haushaltstechnik und Unterhaltungstechnik sowie Kommunikation, zusammen mit Computern und Handys bilden sie das Tor ins Internet. Und was einst als große schwere Kisten begann, das ist heute klein und mobil. Mobile Multimediatechnik ist nur möglich, weil sich neben den Chips auch die passiven elektronischen Bauelemente immer kleiner und leistungsfähiger wurden.

Induktivitäten von Epcos prägten die Entwicklungen von Anfang an mit. In der Telekomunikation sind sie unverzichtbar, weil sie als Übertrager in den sogenannten Splittern den schnellen Internetzugang erst ermöglichen. Ferritkerne finden sich in Speicherdrosseln oder Leistungsübertragern für Schaltnetzteile von Computern und anderer Elektronik. Doch der Stand der Entwicklungen ist damit noch längst nicht ausgeschöpft. Datenbrillen, Augumented Reality und virtuelle Welten prägen die Zukunft. Ohne klitzekleine passive Bauelemente wären sie nicht machbar. Pacmans Ahnen, sie heißen heute Pokemon Go!

[1] Geschichte der Elektrotechnik, Band 12, VDE Verlag, Berlin 1993.

* Günter Regulk ist freier Journalist in Würzburg.

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