次世代FCOB LEDにおけるチップ接合技術と信頼性検証

本研究の目的は、Flip Chip (フリップチップ) 技術を基盤とした次世代COB LEDにおける接合界面の熱的挙動および長期信頼性の解明にある。 特に、FCOB (Flip Chip on Board) 構造におけるボイド率の低減が熱抵抗に与える影響を定量的データに基づき検証。

研究の背景および検証項目

産業用照明市場における高出力・小型化の要求に伴い、従来のワイヤボンディング方式からフリップチップ実装への移行が加速。 以下の項目について標準化データの策定を実施。

• 接合界面の熱抵抗シミュレーションと実測値の相関解析
• 高演色Ra95+維持のための波長変換層の最適配置アルゴリズム
• 高温高湿環境下 (85℃/85%) における1000時間連続点灯試験

信頼性評価結果の考察

検証の結果、金錫 (AuSn) 共晶接合を用いたフリップチップ構造は、従来の銀ペースト接合と比較し熱抵抗を約30%低減。 熱ストレスによる共晶層のクラック発生率の抑制を確認。

今後の課題と展望

本研究における接合熱抵抗の低減手法は、次世代高出力LEDにおける熱管理設計の標準指標となる。 今後は波長変換層の熱劣化メカニズムの解明、および実環境下における長期サイクル試験の継続的な実施を予定。 グローバルな技術規格に準拠した信頼性評価データの蓄積を最優先課題とする。