ミニディスプレイ：COBとPOBパッケージ、どちらが優れていますか？

LED技術の成熟に伴い、ミニLEDバックライト（略称：ミニBLU）はHDディスプレイにおいて最も有望なディスプレイ技術となっています。この技術は、上流のチップ、中流のパッケージング、下流のディスプレイといったサプライチェーンにおける主要なLEDメーカーを惹きつけ、市場参入を促しています。また、ミニBLUの商用化を加速させる要因にもなっています。

中でもLEDパッケージは、LEDの性能、歩留まり、さらにはMini BLU製品の大量生産を左右する重要な要素です。最適なパッケージソリューションを追求する技術革新は、これまでも止まるところを知りません。そのため、現在、焦点となっているのはPOBとCOBの競争です。

COB vs POB 包装技術

従来のバックライトLEDソリューションでは、SMDフリップチップパッケージがLED封止方式の主流でした。業界がLED小型化の時代に入り、フリップチップ技術が成熟するにつれて、フリップチップSMDとCOBパッケージ技術が徐々に登場し、2大ミニLED間の競争は激化しています。

COBパッケージング技術:

COB では、ダイ ボンディングによって多数の LED チップを基板 (主に PCB またはガラス基板) に直接実装し、その後、統合カプセル化を行います。

COB技術は、基板の片面にピクセルレベルの高集積パネルパッケージ構造を採用し、裏面にドライバIC部品を配置します。ブラケットやはんだピンが不要なため、光学混合距離（OD）をほぼゼロに近づけることができ、超薄型バックライトモジュールの設計が可能になります。

ただし、COB プロセスでは高精度かつ複雑な製造が求められ、従来の POB ワークフローに比べて高度な設備が必要になります。

 さらに、統合されたカプセル化により、不良製品の手直しが複雑になります。

ただし、プロセスの複雑さや機器のコスト配分などのいくつかの要因により、COB ソリューションは POB よりも高価になります。

POBテクノロジー：

POB（パッケージ・オン・ボード）は、業界では一般的に「Starry Sky」ソリューションと呼ばれています。これは、個々のLEDチップをまず個別のランプビーズに封入し、その後、SMT（表面実装）によって基板に実装する方式です。これは、COBの統合型アプローチとは根本的に異なります。

主な違い:

• COB: チップと基板の直接接合、統合カプセル化、最小化された OD、より薄いモジュール、より高いコスト。
• POB: 事前にパッケージ化された個別の LED、SMT アセンブリ、よりシンプルなプロセス、低コストですが、より厚いバックライト設計。

POBフリップチップSMDパッケージ構造図

現在、POBバックライトソリューションは、パッケージ構造に基づいてフリップチップSMD型とCSP型に分類されます。POBフリップチップSMD技術は、成熟したプロセス、比較的低コスト、そして高い量産性を備えています。

ただし、パッケージ サイズの制限により、通常はより大きな OD (光学距離) 値が必要となり、COB ソリューションに比べて適用範囲が狭くなります。

POB-CSP パッケージ構造図

CSP（チップスケールパッケージ）は、チップレベルのパッケージング技術です。パッケージ後の体積はチップサイズの約1.2倍です。そのため、COBソリューションに匹敵する超小型外径寸法を実現しながら、COBよりも低コストを維持できます。

 しかし、CSP LED は非常にコンパクトなため、電極パッドの間隔が狭すぎたり、パッド領域が不十分であったりするなどの課題があり、光漏れ、色の混合ムラ、または封止樹脂の不十分な被覆による光学クロストークが発生する可能性があります。

COBとPOB技術の比較

現在、ミニLEDバックライトユニットにはCOBとPOBの2つのパッケージングソリューションがあります。それぞれに明確な利点と制限があり、市場の需要に応じて異なる製品に採用されています。

比較基準 COB POB

比較基準	COB	POB
産業チェーン	再開発と統合が必要	成熟した
投資	高（二次投資が必要）	ロー
チップタイプ	角型ウエハー生産	大量生産された丸型ウエハース
基板精度	高い要件	要件が低い
やり直しの難易度	高（複雑なプロセス）	低（手作業によるやり直しが可能）
アプリケーションシナリオ	超薄型バックライト（例：タブレット、ノートパソコン、ゲーム用ディスプレイ）	大画面バックライト（例：中低価格帯のテレビ、モニター、自動車）

批判的な分析

産業チェーン:POB > COB

COBはチップレベルの接合を伴うため、装置、材料、プロセスにおいてより高い技術基準が求められます。サプライチェーンの成熟度は未だに低い水準です。

POBは成熟したサプライチェーンの恩恵を受けています。既存のラインを大幅にアップグレードすることなく大量生産が可能になり、コストを大幅に削減できます。

原材料:POB > COB

COB には、より厳しい材料仕様を持つ正方形のウェハが必要です。

POB は、大規模に生産されるコスト効率の高い円形ウェハを使用しており、より小さなチップ サイズと低コストを実現します。

生産歩留まり:フリップチップSMD > CSP > COB

COB では超高精度と品質管理が求められるため、モジュールの歩留まりが低下します。

合格率を確保するには、追加のプロセスが必要です。

•  はんだペースト検査用SPI
• 目視検査用AOI
• パフォーマンステスト、エイジング

PCB基板の場合、POBフリップチップSMDは、はんだパッドが大きく、プロセスが成熟しており、基板精度要件が緩いため、COBよりも優れた性能を発揮します。POB-CSPの歩留まりは、フリップチップSMDとCOBの中間です。

再作業の柔軟性:POB > COB

COB の統合カプセル化により、欠陥のあるユニットの再作業が複雑になります。

POB を使用すると、故障した LED を個別に手動で交換できるため、メンテナンスコストを低く抑えることができます。

アプリケーションシナリオ:COB > POB

COBはゼロ光学距離（0OD）と超薄型設計を実現します。タブレット、ノートパソコン、ゲーミングモニターに最適です。パネルの小型化により、歩留まりとコスト効率も向上します。

POBはパッケージサイズによって制限されます。主に、中低価格帯のテレビ、モニター、車載ディスプレイなど、コスト重視の市場向けの大口径モジュールに使用されます。

• COB: 超薄型のハイエンド設計を優先していますが、コスト、歩留まり、やり直しの面で課題に直面しています。
• POB: コスト効率、拡張性、シンプルさに優れており、厚さがそれほど重要でない大画面市場を支配しています。

大量生産に最適な LED パッケージング ソリューションはどれですか?

上記の比較分析で強調されているように、COB と POB の競争は主にパフォーマンスとコストのトレードオフに左右されます。

低コストの実装と高性能の出力の間で最適なバランスを実現する能力。これが最終的に両方のテクノロジーの開発可能性を決定します。

Doitvision パートナー'ACSPソリューション

パッケージ構造図

Doitvision Partner'sは、ハイエンド半導体光源の大手IDM（統合デバイスメーカー）です。製造、パッケージング、テストプロセスにおける深い専門知識に基づき、産業チェーン全体にわたる統合の優位性を有しています。

ミニBLU（バックライトユニット）のパッケージングパス選択における課題に対処するため、パートナー企業はCOBと従来のPOBソリューションを反復的に改良し、独自のACSP（Advanced Chip Scale Packaging）バックライト技術を導入しました。この画期的な技術は、両方のアプローチの長所を組み合わせ、性能とコスト効率をさらに向上させています。

パフォーマンス上の利点

Mini BLU は、自社製のフリップチップ設計と ACSP テクノロジを採用し、チップ寸法のわずか 1.1 ～ 1.2 倍のコンパクトなパッケージ サイズを実現しています。

LED の発光角度が 140° から 180° 近くまで拡張され、シームレスな色混合を実現する超薄型 0OD (ゼロ光学距離) 設計が可能になります。

この汎用性により、AR/VR、タブレット/ラップトップ、モニター、テレビ、自動車用ディスプレイ、その他のフルサイズ ディスプレイ セグメントにわたるアプリケーションがサポートされます。

さらに、ACSP ソリューションには独自の電極拡張技術と二次リフローはんだ付けプロセスが組み込まれており、従来の CSP パッケージングに固有の光漏れや色混合の不均一性によって引き起こされる歩留まりの問題を効果的に解決します。

コスト最適化

当社パートナーは、垂直統合されたサプライチェーンを活用し、チップ設計、光学シミュレーション、パッケージングプロセス、ドライバ設計に至るまで、エンドツーエンドのコスト管理を実施しています。ACSPテクノロジーは、生産歩留まりを大幅に向上させると同時に、製造コストをさらに削減します。

結論

COBとPOBのパッケージング技術の違いについてご紹介しました。当社はCOB LEDディスプレイのトップメーカーとして、優れたパートナー企業と共に常に新技術の開発に取り組んでいます。そのため、当社のCOB LEDスクリーンは高品質であるだけでなく、お求めやすい価格を実現しています。当社のCOB LEDディスプレイにご興味をお持ちでしたら、お気軽にお問い合わせください。