導入以来 LEDスクリーンプロセスは進歩し続け、ピクセル密度はますます高くなってきており、これはパッケージング技術の進歩と切り離すことはできません。
フリップチップCOB技術はLEDディスプレイ業界で最も先進的なパッケージング技術ですが、そのプロセスフローはどのようなものでしょうか？どのようなメリットがあるのでしょうか？この記事を通して、その違いを理解していきましょう。
フリップチップ COB テクノロジーとは何ですか?
過去、より成熟した LED パッケージング技術の開発では、通常、LED チップを前面を上にして基板に取り付け、次に LED チップとブラケットの間を金属リードで溶接して、電気接続を完了します。
フリップチップ COB 技術は、従来の LED パッケージング技術を改良したもので、LED チップを逆さまにして基板に直接実装し、LED チップの接点が基板に直接接触するようになります。
この LED チップの取り付け方法は、LED チップの電極とブラケット間のリード線接続を節約し、消費電力と熱損失を削減し、構造が大幅に簡素化されるため、設置の配置をよりコンパクトにすることができ、ピクセルピッチが小さくなり、ピクセル密度が向上します。
フリップチップCOB技術のプロセスフロー
ウェーハの品質検査と洗浄
フリップ チップ COB テクノロジに進む前に、ウェーハの品質検査を実行して、ウェーハが良好な品質であり、寸法が要件に準拠していることを確認する必要があります。
適切なウェーハを選別した後、ウェーハ表面に汚れや油汚れがないことを確認するためにウェーハを洗浄します。
ボトムメタル層の堆積
下部金属層はマグネトロンスパッタリングによってウェハ上に堆積され、シード層としてはチタンや銅などの金属を使用するのが一般的です。
フォトレジストコーティング
金属層の堆積が完了したウェハの表面に絶縁材料のポリイミドを塗布し、ウェハを順次露光、現像してバンプの開口位置を作成します。
2回目のフォトリソグラフィー
次のステップでは、メッキする領域を開けるために、フォトレジストをフォトリソグラフィーして開口部を作成する必要があります。
電気めっき
開口部にスズ銀合金を電気メッキしてバンプを形成します。
フォトレジストの除去
メッキが完了するとフォトレジストが除去され、最初に堆積された金属シード層が露出した状態になります。
UBMエッチング
電気メッキによって形成されたバンプの下の金属シード層のみが保持され、残りの金属層は除去されます。
リフロー
スズ銀合金層はリフロー工程で溶融され、再流動し、滑らかなはんだボール形状になります。
チップマウント
LED チップのバンプを基板に位置合わせし、リフロープロセスまたはホットプレスボンディングプロセスを通じて LED チップを基板に接着します。
底詰め
チップと基板の接合が完了したら、ドロップペイントで LED チップと基板の間に残った隙間を埋め、LED チップと基板の接続強度を高めます。
硬化
上記の手順を完了すると、フリップチップ COB テクノロジ パッケージは基本的に完成しますが、最終的な硬化を実行する必要があります。
カプセル化された LED チップと基板コンポーネントは、フィラープライマーを硬化するための硬化オーブンに配置され、すべてのコンポーネントの接続の信頼性が強化されます。
品質チェック
フリップ チップ COB テクノロジのすべてのパッケージング手順が完了したら、次の製造手順に不良品が入らないように品質チェックを行った後にコンポーネントをカプセル化する必要もあります。
フリップチップCOB技術の利点
熱損失の低減
電流が金属を通過する限り、金属の良し悪しに関係なく、通電プロセス中に抵抗によって抵抗熱が発生し、電気エネルギーの一部が熱エネルギー損失に変換されます。
LEDモジュール フリップ チップ COB テクノロジでパッケージ化されているため、溶接する金属リードが少なくなり、変換する熱エネルギーも少なくなります。
より高い効率
フリップチップ COB 設計の LED コンポーネント構造はよりシンプルで、電流転送速度が速く、プロセス中の熱損失が少なく、電気エネルギーの損失が少なく、つまり電気エネルギーの変換率が高く、LED の効率が高くなります。
統計によると、フリップチップ COB 技術を採用した LED モジュールは、通常の LED モジュールに比べて電力損失が約 45% 少なくなります。
より高い信頼性
フリップチップ COB 技術により、LED モジュールの構造が簡素化され、多くの電子部品の数が削減され、故障率につながる鉛のはんだ付けがなくなるため、フリップチップ COB 技術を使用して製造された LED モジュールの全体的な安定性と信頼性はより強力で、堅牢で、耐久性が高くなります。
より良い光の質
フリップチップ COB 技術は、電気エネルギーの利用率が高く、光出力が強く、従来のパッケージング技術よりも高い明るさを実現できます。また、フリップチップ COB 技術で製造された LED モジュールの信頼性の高い特性により、このパッケージング技術の LED ディスプレイは色の均一性と色の一貫性に優れています。
コンパクトなデザイン
フリップチップ COB 技術では、コネクタと金属リードの数を減らすことで LED モジュールの構造が簡素化され、チップをよりコンパクトに実装できるため、ピクセルピッチがより小さい LED ディスプレイを実現できます。
フリップチップCOB技術の進化の歴史
21世紀初頭にDIP技術が市場で使用され始めましたが、当時は主に 単色 または デュアルカラーLEDディスプレイ 駅や店舗の入口などで利用されていた一部の文字情報表示用LEDディスプレイは、DIP方式のLEDディスプレイの画素ピッチが大きく、動画再生モニターとしては画面解像度が低く、画質が十分鮮明でなく、中距離から長距離の視聴にしか適していませんでした。.
SMD技術の到来に続き、数年後、SMD技術は低コスト、高性能、高画質の特性により市場を急速に占領し、LEDディスプレイも初期の低解像度から徐々に高解像度の画像やダイナミックビデオディスプレイへと進化し、SMD技術は現在も進歩を続け、ピクセルピッチはますます小さくなり、LEDスクリーンの画面画像はますます鮮明で繊細になっています。
2016年にCOB技術が登場し始めました。SMD技術よりも小さなピクセルピッチを実現でき、プロセスコストも市場の許容範囲内であるため、発売されるとすぐに市場に急速に受け入れられ、大規模に生産されました。
2017年に、COB技術に基づいてLEDの性能と品質を向上させるフリップチップCOB技術が登場しましたが、コストとプロセスの問題により大量生産には至らず、ここ2年ほどでようやく市場シェアが大きく成長し始めました。
COB技術とフリップチップCOB技術の違い
インストール
COB テクノロジーは、LED チップを基板上に上向きに設置し、チップを設置した後、金属リードを使用して LED チップと基板を接続する必要があります。
フリップチップ COB テクノロジーは、LED チップを基板上に逆さまに設置するものであり、チップを設置した後は、金属リードで LED チップを基板に接続する必要はありません。
熱管理
COB 技術はワイヤ接続構造が多く、熱エネルギー変換率が高く、構造上の特性により、COB 技術の LED チップはヒートシンクから遠く離れているため、放熱が遅くなります。
フリップチップ COB テクノロジーは、リード接続を減らし、熱エネルギー変換が少なくなり、チップ層の構造が基板に近くなり、熱放散が速くなります。
製造の複雑さ
COB 技術は長年にわたり LED 市場で使用されており、プロセスが成熟し、製造プロセスが簡単で、コストが低く、現在、市場の大きなシェアを占めています。
フリップチップ COB テクノロジの製造プロセスはより複雑ですが、LED モジュールの全体的なパフォーマンスから見ると、フリップチップ COB テクノロジは COB テクノロジの完成品よりも優れていますが、チップ COB テクノロジの製造コストは高くなります。
ピクセル密度
COB 技術は、約 1 mm の小さなピッチの LED モジュールを実現できますが、0.4 mm 未満の小さなピッチの LED モジュールは COB 技術では実現できません。
フリップチップ COB 技術によって製造される LED モジュール チップと基板の接続構造はより単純で、チップ配置をより密接に行うことができ、COB 技術に基づいて、フリップチップ COB 技術はより小さなピクセル ピッチとより高いピクセル密度を実現できます。
結論
従来のCOB技術をベースに、フリップチップCOB技術では、 LEDパッケージング技術 より高いレベルの技術革新を実現します。フリップチップ COB 技術により、LED モジュールは消費電力を削減し、安定性を高め、ピクセル密度を高めることができます。.
現時点ではコストは COB 技術よりも高いですが、技術とプロセスの成熟度が増すにつれて、フリップチップ COB 技術の生産コストは徐々に基本レベルに収束するでしょう。
フリップチップ COB 技術に対する将来の市場需要については疑いの余地はありません。
