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Nisshinbo Micro Devices Inc. a annoncé avoir mis au point avec succès sa « Silicon Motherboard » (Si-MB®), une nouvelle technologie de montage tridimensionnel qui permet de former des circuits sur les deux faces d’un substrat en silicium et d’intégrer des circuits intégrés et des composants passifs dans un seul boîtier. Selon l’entreprise, il s’agit, d’après ses recherches, de la première technologie de ce type au monde, et un prototype a permis de démontrer une réduction d’environ 80 % de l’encombrement par rapport aux configurations discrètes classiques.

À mesure que les produits électroniques gagnent en sophistication, le nombre de composants nécessaires dans les équipements industriels, les systèmes automobiles, les appareils de communication et d’autres applications ne cesse d’augmenter. Cela pose des défis non seulement en matière de miniaturisation, mais aussi au niveau de l’approvisionnement, de la gestion de la chaîne logistique, de l’assemblage et de la fiabilité des produits. La consolidation des composants est donc devenue une approche de plus en plus importante pour relever ces défis.

Si la technologie des chiplets permet une intégration à haute densité des puces de circuits intégrés, l’intégration de composants passifs tels que les résistances, les condensateurs et les inductances peut s’avérer difficile. La technologie « Silicon Motherboard » surmonte cette limite en combinant des circuits intégrés fonctionnels, des composants formés au sein du substrat de silicium par traitement de plaquettes, et des composants passifs externes montés sur la face inférieure du substrat. Cette architecture tridimensionnelle permet d’intégrer dans un module compact des composants difficiles à incorporer à l’aide des approches conventionnelles basées sur les chiplets. L’un des principaux avantages de la « Silicon Motherboard » réside dans sa capacité à accueillir des composants passifs présentant des caractéristiques essentielles à la conception de circuits analogiques, notamment des condensateurs de grande capacité dépassant 1 000 pF, des résistances de faible valeur inférieures à 1 Ω et des inductances. En intégrant les circuits intégrés et leurs composants périphériques, cette technologie permet également d’optimiser les performances des circuits analogiques en tant que système complet, plutôt que de traiter séparément le circuit intégré et les composants externes.

Pour son prototype, Nisshinbo Micro Devices a développé une configuration de comparateur à fenêtre intégrant deux circuits intégrés comparateurs, des éléments résistifs formés au sein du substrat en silicium et deux résistances en puce montées sur la face inférieure. La configuration obtenue a permis de réduire l’encombrement de montage d’environ 80 % par rapport à une implémentation discrète classique.

Une autre caractéristique importante est la compatibilité avec les boîtiers existants produits en série. Plutôt que d’obliger les clients à adopter des formats de boîtiers spécialisés, la « Silicon Motherboard » peut utiliser les types de boîtiers existants, ce qui permet de réutiliser les équipements de montage actuels. Cela permet de réduire les coûts de mise en œuvre et de raccourcir les délais d’évaluation, tout en prenant en charge les applications nécessitant une grande durabilité.

S’appuyant sur son expertise en matière de technologie des circuits intégrés analogiques à faible bruit et haute précision, Nisshinbo Micro Devices prévoit de poursuivre le développement de la « Silicon Motherboard » en tant que plateforme pour des solutions système intégrées. En combinant des circuits intégrés avec des composants périphériques optimisés, l’entreprise vise à améliorer l’efficacité du développement chez ses clients, à optimiser les performances des circuits et à contribuer à la miniaturisation et à l’évolution continues des produits électroniques.