積層セラミックコンデンサの材料・設計から製造プロセス・信頼性評価まで (MLCC)

MLCCはスマートフォーンに代表される小型電子機器から、自動車のEV化、今後の自動運転化に向けて、また、5G、IoTの進展に伴い、生活のあらゆる分野で、その需要の大幅な増大が見込まれる電子部品です。MLCCの多くはBaTiO3をベースにした誘電体セラミックスが誘電体素子に用いられています。MLCCの小型化はこの誘電体素子の薄層化によるところが大きく、MLCCの信頼性はこのBaTiO3誘電体セラミックスの材料的特性に負うところが大きいと言えます。 　本セミナーでは、MLCCやMLCCに必要な素材 (セラミックス材料、電極材料、バインダーなど有機材料) に係わる技術者、および生産の第一線で頑張っておられる開発および製造に係わる技術者、品質管理や故障解析に係わる技術者の方に聴講していただければと思っています。MLCCの信頼性に影響するBaTiO3誘電体セラミックスの設計指針として、セラミックスの基礎からBaTiO3の格子欠陥からドナーやアクセプター元素添加に係わる材料組成設計の指針までを分かりやすく説明します。MLCCに係わる皆様の日々の研究開発、製造現場での指針、方向性を提供できればと思っています。

1. 積層セラミックコンデンサ (MLCC) の基礎
   1. セラミックスの基礎
   2. コンデンサの種類
   3. インピーダンス素子としてのコンデンサ
   4. MLCCの概要
   5. Ni内部電極MLCC
2. Ni内部電極MLCC対応のBaTiO3 (BT) 材料
   1. 酸化物の還元現象の熱力学
   2. 酸化物の格子欠陥生成
   3. 格子欠陥の熱力学
   4. BTにおける酸素空孔生成の抑制
3. 酸化物結晶内の電気伝導
   1. 電気伝導現象概要
   2. 電子性伝導
   3. 高電界での伝導現象
   4. イオン性伝導
4. BT誘電体セラミックスの原料組成の設計
   1. 微粒BT粉末の合成
   2. BTの強誘電性
   3. BTの電気伝導性
   4. BT誘電体セラミックス原料の設計
5. BTセラミックスの構造設計
   1. セラミックスの構造
   2. コアシェル構造
   3. 非コアシェル構造
6. BTセラミックスの長期信頼性
   1. 酸素空孔の移動、集積
   2. 異種元素添加による格子欠陥制御
   3. 添加元素の効果、役割
   4. 粒界の役割
7. MLCCの製造プロセス
   1. 製造工程の概要
   2. シート成形工程、主にスラリーの設計
   3. Ni内部電極工程、主にその焼結性
   4. MLCC焼成工程、主に焼成雰囲気制御とBT酸素空孔制御
   5. 信頼性評価、主に加速試験による長期信頼性
8. MLCCの技術動向
   1. 小型、大容量化
   2. 車載に向けた高圧、高温化
   3. IoT、5Gへの対応、低ESR化、低RSL化
• 質疑応答