Komponenten
Einer der Tätigkeitsbereiche von ASULAB ist die Entwicklung elektronischer, optoelektronischer und mikrotechnischer Komponenten. Diese Bauteile werden normalerweise für eine spezifische Uhr entwickelt. Sie kommen aber später nicht nur im Uhrenbereich zur Anwendung, sondern auch in anderen Bereichen der Mikrotechnik und Mikroelektronik, denn das Ziel solcher Entwicklungen ist immer die minimale Baugrösse und der minimale Energieverbrauch.
Die folgenden Beispiele zeigen, dass ASULAB in der Lage ist, in den verschiedensten Anwendungsbereichen elektronischer Komponenten konkrete Lösungen anzubieten.
Anzeigen
ASULAB entwickelt elektrooptische Anzeigen für die spezifischen Bedürfnisse der Uhrenindustrie und Anwendungen mit ähnlichen Anforderungen. Die traditionelle Zeigeranzeige der Uhren ermöglicht eine gut ablesbare und leistungsarme Anzeige auch bei sehr unterschiedlichen Lichtbedingungen (Tageslicht) sowie ästhetisch sehr befriedigende Produkte. Es ist generell das Ziel unserer Entwicklungen, ähnliche Produkteeigenschaften auch für digitale Anzeigen zu erreichen. Da Uhren auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut ablesbar sein sollen und emissive Systeme zu viel Strom verbrauchen, müssen wir gezwungenermassen reflektive Systeme einsetzen. Diese werden auf kleine Betriebsspannungen und -ströme, einen grossen Ablesewinkel und kleine Einbaumasse (im Verhältnis zur Anzeigefläche) und Dicke optimiert.
Das Bestreben nach ästhetisch befriedigenderen Lösungen hat zusammen mit den erwähnten Anforderungen zur Entwicklung von verschiedenen dichroitischen Anzeigen geführt (auch "Guest-Host"-Anzeigen genannt) sowie zu TN (Twisted Nematic) und FMTN (First Minimum TN) Systemen, die farbige Anzeigen ermöglichen.
Matrixdisplays weisen gegenüber den Segmentanzeigen einen deutlich höheren Stromverbrauch auf. Um den Uhrenanforderungen dennoch gerecht zu werden, beschäftigen wir uns mit bistabilen Technologien, insbesondere mit Anzeigen auf der Basis cholesterischer Flüssigkristalle.Viele der Technologien sind auf Grund unserer spezifischen Anforderungen ebenfalls speziell.
Einige Beispiele von Anzeigen, die von ASULAB hergestellt werden.
Deswegen führt ASULAB parallel zur Entwicklung der Anzeigen auch die Entwicklung der entsprechenden Herstelltechnologien durch. In den Fällen, in denen sich dies als vorteilhaft erweist, führen wir ebenfalls den entsprechenden Sondermaschinenbau durch.
Beispiele von Flüssigkristallanzeigen für eine kombinierte Analog/Digitaluhr sind im Bild dargestellt. Man beachte das zentrale Loch für die Zeigerachse. Auch die mechanischen Vorgaben der Uhrenkonstruktion bedingen spezielle Technologien. Dazu gehört die Möglichkeit, beliebige (nicht nur parallelepipedische) Aussenformen, sowie Anzeigen mit Löchern für die Zeigerachsen herstellen zu können. (siehe Bild).
Quarzresonatoren
ASULAB entwickelt schon seit über 25 Jahren Quarzresonatoren und hat die ersten fotolithografisch hergestellten Resonatoren in Europa entwickelt und auch hergestellt. Wir haben uns dadurch eine langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) durch Massenfertigungsmethoden («Micromachining») angeeignet. Zur Zeit konzentriert sich dieser Tätigkeitsbereich auf AT-Resonatoren, die im Schermodus und im Frequenzbereich von 30 bis 200 MHz in der Grundschwingung arbeiten. Durch die in den vergangenen Jahren gesammelte Erfahrung gelang es, die Funktionsstruktur dieser Resonatoren in den Griff zu bekommen, ihre Frequenz zu erhöhen und kleinste Einbaumasse zu erzielen. Messungen der Alterungsbeständigkeit ergaben zudem, dass diese in grosser Stückzahl industriell hergestellten Komponenten auch über grosse Zeiträume mit stabiler Frequenz arbeiten.
Quarzresonator im AT-Dicken Schermodus (155 MHz)
Mikro-Reed-Kontakte
Magnetostatische Sensoren sind besonders für mobile Anwendungen interessant, weil sie wenig Platz und Energie verbrauchen. Zudem sind sie wasserdicht und sehr beständig gegenüber mechanischer Beanspruchung. Handelsübliche Reed-Kontakte bestehen aus zwei ferromagnetischen Lamellen in einem Glasröhrchen. ASULAB hat eine Technologie entwickelt, mit der Mikro-Reed-Kontakte durch galvanische Beschichtung und Mikrobearbeitung auf Glasplatten hergestellt werden können. Nach diesem Verfahren hergestellte Bauteile haben die Abmessungen 2.00 x 1.40 x 0.75 mm. Die Stossfestigkeit dieses Mikro-Reed beträgt 5.000 g (g = Erdbeschleunigung), während bereits 100 g genügen, um einen herkömmlichen Reed-Kontakt zu zerstören.
Detailansicht des Mikro-Reed-Kontakts
IC-Entwicklungen
Die Entwicklung integrierter Schaltkreise in CMOS-Technologie für spezielle Anwendungen (ASIC's = Application Specific IC's) ist ein Hauptbestandteil der Elektronik-Aktivitäten bei ASULAB. Die Entwicklung von IC's konzentriert sich auf Schaltkreise, bei denen kleine Versorgungsspannungen und ein sehr geringer Stromverbrauch gefordert werden, wie dies von Armbanduhr-Schaltungen verlangt wird.
Als Beispiel erwähnen wir einen Empfänger IC (Front-end RF) für GPS-Empfänger, der in BiCMOS-Technik entwickelt wurde. Sein Verbrauch bei 2 V Versorgungsspannung liegt bei lediglich 7 mA. Der zugehörige Digital-IC in 0.5µm CMOS-Technik enthält 1,9 Millionen Transistoren und führt die Korrelationsoperationen für 12 unabhängige Kanäle eines GPS-Empfängers aus.
Für zahlreiche Mikroprozessor ASIC's entwickeln wir die applikationsspezifischen Schaltungsblöcke und nehmen (wenn nötig) auch Anpassungen am 8-bit Rechner vor, der als Standardblock eingesetzt wird. Zu den Anwendungen gehören die unter «Uhren» und «Systeme» erwähnten Produkte.
Der Verbrauch dieser Mikroprozessor ASIC's liegt bei 1µA im aktiven Betriebsmodus bei 1.5V Betriebsspannung.
