IMDとCOBのパッケージング技術の違いを3分で解説

徹底比較：IMD vs. COB

ここ数年、COBがさまざまな技術的優位性によって従来のSMDを上回るという意見をよく耳にしてきました。LED業界で注目を集めるCOBは常に関心の的となり、技術革新をもたらす可能性が高いという見方が定着しています。しかし、すべてが予想どおりに進んでいるのでしょうか。業界データを総合的に分析したところ、現在P0.9で最も普及しているのはSMDでもCOBでもなく、IMDであることが分かりました。強豪2者が競い合うなか、伏兵が勝利したようなものです。ここでは、3つの技術について詳しく解説します。

それぞれどのような技術？

まず、それぞれの技術を確認しましょう。3つはいずれも異なるパッケージング技術で、最も簡単に言えば、1つのパッケージに搭載するチップの数が異なります。簡単に説明すると、SMDは個別部品、COBは集積パッケージです。IMDは、高速SMT実装を用いた小型の集積パッケージと考えることができます。SMDとCOB双方の長所を組み合わせた次世代製品であり、外観・性能のいずれの面でも、現在の市場ニーズに応えられます。

簡単に説明すると、SMDは個別部品、COBは集積パッケージです。IMDは、高速SMT実装を用いた小型の集積パッケージと考えることができます。SMDとCOB双方の長所を組み合わせた次世代製品であり、外観・性能のいずれの面でも、現在の市場ニーズに応えられます。

技術的視点から見るミニLEDディスプレイソリューションLEDディスプレイの独白：これまでの歩みのなかで、主流技術だったSMDは、かつて私の最高のパートナーでした。ともにLEDディスプレイ業界の黄金期を見届けてきました。市場ニーズの高まりと用途の広がりに伴い、プロ向けディスプレイ、商業用ディスプレイ、家庭用ディスプレイなど、さまざまな分野で私が求められるようになりました。しかし、旧友のSMDでは技術の進化に追いつくのが次第に難しくなってきました。（SMDのパッケージングには物理的な限界があり、現在の最小ピッチはP1.2程度です。さらなるピッチ縮小には、極めて高いコストがかかります。）その後、IMDとCOBに出会いました。一方は従来技術を進化させた革新者、もう一方は卓越した才能で独自の道を切り開く競争相手です。どちらを選ぶべきでしょうか。製品が広く受け入れられるかどうかを左右する重要な要素は、性能、コスト、そして量産性です。ここではIMDとCOBの違いを分析し、将来どちらが主流技術となる可能性が高いかを見ていきましょう。

第1ラウンド：均一性

1. コーティングの均一性

IMDは、長年にわたり蓄積されてきたSMDの選別技術を受け継いでいます。そのため、実装工程後も優れた色の均一性を実現できます。COBも均一性は向上していますが、IMDほど安定しておらず、ロットによって均一性にばらつきが生じる場合があります。業界全体を見ると、COBメーカーごとに技術レベルの差が大きく、品質基準を統一しにくいことが課題です。

2. 色の均一性

LEDディスプレイには高い色調・発光特性の均一性が求められ、視聴距離が3メートル未満になると、その要求はさらに高まります。従来のSMDと同様に、IMD-M09Tでは全数検査を実施できます。選別・ビニングによって電気的な不良を除去でき、光電特性の均一性は1010/0606と同等の水準に達します。COBでは、色のばらつきを抑えるために、通常、チップを固定して実装します（この方法はIMD-M09Tにも採用されています）。点灯後、技術者が不良を修正できますが、すべてのLED部品の光電パラメーターが適正範囲内にあることまでは保証できません。また、効果に限界のあるポイントごとの補正技術も必要です。そのため、同等の色均一性を実現するには、COBはIMDよりはるかに多くのコストがかかります。勝負を決めるのは筋力ではなく、武器なのです。

結果：IMD-M09T ＞ COB

補足：前工程の選別コストと後工程の補正コストは、IMD、COBのどちらにも発生します。ただし、パッケージング技術の違いにより、必要なコストは異なります。

第2ラウンド：コスト管理

ここで取り上げるのはディスプレイメーカーのコストです。標準製品を供給するメーカーにとって、コストを抑え、川下顧客により大きな価値を提供することは欠かせません。まずはPCBのコストから見ていきましょう。P0.9を例にすると、COB-P0.9では通常、8層・3段の基板を使用します。一方、IMD-M09TではLED自体に集積回路が搭載されているため、4画素あたり8ピンで済み、PCB上のワイヤーボンディング用スペースを50％広く確保できます。IMD-M09Tを採用するメーカーは、6層・2段の基板を使用でき、価格を20％以上抑えられます。SMDにも8層・3段の基板が必要ですが、精度要件はより低くなります。分かりにくい場合は、具体的に説明しましょう。「層」はシフォンケーキの層のようなもので、「段」は製造工程を指します。

さらに、現在、国内には約1,000社のPCBメーカーがありますが、高精度の8層・3段基板を製造できるのはわずか2～3社です。このことから、コスト管理と技術面での難しさが分かります。SMDが量産可能なのも、同じく8層・3段の基板を使用しながら、精度要件がそれほど高くなく、参入障壁が低いため、多くのメーカーが製造できるからです。一般に、HDI基板を製造できる工場であれば、IMD向けの6層PCBも製造できます。したがって、技術要件・コストのいずれの面でも、IMDに必要な6層・2段基板は、COBに必要な8層・3段基板より有利です。

ディスプレイメーカーにかかるコストは、これだけではありません。製造コストに続いて、メンテナンスコストを見ていきましょう。

補足：メンテナンスコストは主に、メンテナンスの頻度と人件費に左右されます。画面全体の交換が必要な場合は、材料費も考慮しなければなりません。

このラウンド：IMD-M09T ＞ COB

第3ラウンド：信頼性と保護性能

SMT工程後、LEDディスプレイは顧客のもとへ届くまでにさまざまな輸送工程を経ます。そのため、保護性能はディスプレイメーカーが考慮すべき重要な要素であり、特にレンタル市場では欠かせません。COBは一体型パッケージで、密封性に優れています。IMDもSMDに比べて信頼性が大きく向上しており、現段階で顧客の要求を満たしています。補足：LEDディスプレイの保護性能に影響する要素：1. エポキシ樹脂と基板の接着力 2. ピンのはんだ接合強度

このラウンド：COB ＞ IMD-M09T

比較・分析を終えて

コンセプトと機能の面では、COBにはまだ改善の余地があるものの、優れたソリューションであることは認めざるを得ません。しかし、業界全体に大きな価値をもたらし、市場シェアを獲得して主流となるのは、最終顧客に最も適した技術です。