チップ・オン・ボード（COB）実装は、ベアの半導体ダイを、個別のプラスチックまたはセラミックパッケージに封入する前に、基板――通常はPCB――上に直接実装するパッケージング手法です。ダイは基板に電気的に接続された後、封止材の層で保護されます。最も一般的なのは黒色エポキシによる「ブロブ（かたまり）」であり、この特徴的なドーム状または点状の外観によって、COBモジュールが認識されることもあります。
パッケージング工程が省略されるため、COB はしばしばダイレベルまたはチップレベルの実装技術として説明され、〜とは区別される。表面実装技術（SMT）、QFN などのあらかじめパッケージ化されたコンポーネントを配置するものです。BGAボードに。
注：「COB」という用語は、この技術を用いて作られた特定の照明製品である COB LED モジュールを指すために、ゆるやかに使われることがあります。本記事では、COB を一般的な実装方式として扱っており、LED モジュールは以下で説明する複数の応用分野のうちの一つに過ぎません。
COBの意味：ベアダイ vs. パッケージ部品
従来のSMTでは、チップメーカーはダイを独自のリードやはんだボールを備えた保護パッケージ内部に封入し、その完成した部品が後でPCBにはんだ付けされます。パッケージは保護層を追加し、フットプリントを標準化し、取り扱いを容易にします。
COBパッケージングでは、その中間工程が省かれます。パッケージされていないダイ――つまりシリコンの裸チップ――は、基板に直接実装され、回路にワイヤ接続され、その場で樹脂封止されます。これにより、いくつかの実務的な点が変わってきます。
フットプリントCOBモジュールは、別個のパッケージ本体がないため、通常はより小型で薄型です。
熱経路ダイと基板の間にパッケージ材料がないため、多くの設計において熱がより直接的に放散されます。
取り扱いベアダイはパッケージ済み部品よりも脆く、汚染に対して敏感であるため、管理された取り扱い条件が必要です。
設計の柔軟性複数のダイを1つの基板上に近接して配置できる場合があり、これはコンパクトなマルチチップモジュールに有用です。
COB はコンポーネントのパッケージング工程と基板実装工程を 1 つのプロセスに統合するため、業界では「レベル 1.5 パッケージング」と呼ばれることがあります。これは、チップレベルのパッケージングと標準的なボードレベル実装の中間に位置する工程です。
COBアセンブリの仕組み（概念的な概要）
大まかに言えば、COB アセンブリは 3 つの主要な段階に従います。本節では概念のみを説明しており、より詳細なプロセスパラメータは別のトピックとなります。
ダイアタッチ: ベアダイは通常、接着剤（導電性または非導電性エポキシなど）を用いて基板にボンディングされます。この工程によりダイは機械的に固定され、使用する接着剤によっては、基板との電気的または熱的な接続も確立されます。
ワイヤボンディング細いワイヤ（通常は金またはアルミニウム）が使用され、ダイ上のボンドパッドを、基板上の対応するパッドまたは配線パターンに接続する。これは、通常はパッケージ部品内部に存在する内部配線を置き換えるものである。
カプセル化ダイとワイヤが接続されたら、アセンブリは通常グロブトップエポキシと呼ばれる保護用封止材で覆われます。これは、もはやその役割を果たすプラスチックパッケージが存在しないため、ダイおよびワイヤボンドを湿気、ほこり、物理的接触、その他の環境要因から保護します。
その結果、ダイとその接続部、および保護機構が、別個のパッケージ内であらかじめ組み立てられるのではなく、基板上に直接構成された動作可能な回路が得られます。
COB が一般的に使用される場所
COB実装は、標準化されたパッケージ部品を使用することよりも、サイズ、厚み、または熱性能が重視される用途で最もよく用いられます。一般的な例としては次のようなものがあります。
LEDモジュールCOB LED は、複数の LED チップを 1 つの基板上に 1 つの封止材の下で配置することで、個別にパッケージ化された LED よりも均一な光源を実現します。
センサー多くのセンサーモジュールは、感知ダイをできるだけ基板に近づけて配置し、サイズと信号経路の長さを短縮するために COB を使用している。
ウェアラブル端末パッケージ化された部品と比較して、COB によって実現される小型フットプリントと薄型化は、スペースに制約のあるデバイスにとって有益です。
コンパクトなコンシューマーモジュールスマートカードや小型カメラモジュール、その他のスペースが限られた電子機器などの製品では、基板面積を抑えつつより多くの機能を実装するために COB が使用されています。
これらは、この技術の一般的で広く認識されている用途であり、網羅的な一覧というわけではありません。ある製品に対する最適なアプローチは、その製品固有の電気的・熱的・機械的要件に依存します。
ひと目でわかるCOB
| 側面 | チップオンボード（COB） | 標準SMT（パッケージ部品） |
|---|---|---|
| ダイ状態 | 裸で | パッケージ済みダイ |
| 接続方法 | ワイヤボンディング | はんだ（リード／ボール） |
| 保護 | 組み立て後に適用（封止材） | あらかじめパッケージに組み込まれている |
| 代表的なフットプリント | より小さく、より薄い | より大きく、標準化された |
| 感度の取り扱い | より高く（ベアダイは脆い） | 下側（パッケージがダイを保護） |
要するに、COB実装とは、ダイ接合、ワイヤボンディング、封止という3つの工程を中心に構成されたダイレベルのパッケージング手法であり、あらかじめパッケージ化された部品の利便性の一部を犠牲にする代わりに、より小さなフットプリントと、より直接的な熱経路を実現するものである。
COB が自社製品に適しているか評価しており、設計の詳細について相談したい場合は、PCBCart の…高度なPCBアセンブリ機能ページ当社のCOBおよびダイレベル組立技術の詳細について学ぶには。
役立つリソース
•高密度実装技術の歴史
•LED PCB設計と品質管理の最適化に寄与する方法
•ボールグリッドアレイ（BGA）パッケージにおける表面実装技術（SMT）の適用
•パッケージ・オン・パッケージ（PoP）実装
