5Gは様々な業界で利用されている。生成AIが2023年後半から空前のブームになり、AIの言葉を聞かない日は無い。その次の技術であるBeyond 5G (6G) は、AIとさらに一体化しサイバー空間と現実世界 (フィジカル空間) との融合を目指している:自動運転レベル4の実現である。
受動部品の代表である積層セラミックスコンデンサ (MLCC) は小型・大容量・高性能・省電力・高信頼化が進んできた。特に、Ni内電MLCCはNi金属の低コスト化を特徴にして大容量・小型化が急速に進んだ。2024年1月、長辺=0.16mm、短辺=0.08mmの「016008」サイズで、 現在最小の0201タイプ (0.2×0.1mm) と比べて体積は1/4ほどになるMLCCが発表された。同様に、受動部品の016008サイズのチップインダクタの開発が成功した。AI対応などに必須の受動部品MLCCとインダクターはさらに高性能化が進むであろう。
一方、生成AIサーバー向けの半導体チップに1608タイプ (1.6×0.8mm) の100μFの大容量MLCCの量産が発表された。
当講座では、MLCC の高積層技術、高信頼性技術を中心に幅広く、かつ詳細に解説を行なう。
- 移動通信システムの進化/自動運転レベル3、自動運転レベル4
- AIサーバー用大容量MLCCの必要性
- 民生用/車載用MLCCサイズの変遷/MLCCの温度特性:車載用/生成AI
- コンデンサのDC電圧依存性 (Class1 vs Class2 MLCCの温度特性/DC特性/温度上昇)
- スマートホンに搭載される電子部品の個数/自動車に搭載されるMLCCの個数の変遷
- ムーアの法則は生きているか?そろそろ飽和?
ロジック半導体の微細化ではムーアの法則は生きている
- MLCCの世界ランキングと市場、MLCC事情、MLCCの世界ランキングが変わる
- Ni-MLCCの商用化でIEEE Milestone賞を受賞
- MLCCをLCR等価回路で考えると?低ESLコンデンサの利用、Lキャンセルトランス
- Lキャンセルトランスでノイズ対策、近傍アンテナ間のノイズ対策、なぜノイズが消える?
- MLCC材料から見たBaTiO3+希土類+アクセプタ+固溶制御材+焼結助剤の歴史
- MLCCの小型化,容量密度の進化,誘電体層薄層化の進化
- MLCCの進展方向、小型化、大容量、高信頼性、自動車用コンデンサの要求性能
- Ni-MLCCの製造プロセス、グリーンシートの技術動向
- 高信頼性MLCCに必要なこと、微小粒径、コア・シェル構造の利点
- BaTiO3の誘電率のサイズ効果/小型・大容量化の課題、コアシェル構造の効用
- 薄膜用MLCCに求められる特性、水熱BaTiO3、修酸法BaTiO3
- 微少・均一BaTiO3のためのアナターゼTiO2、アナターゼTiO2の合成法
- 固相反応によるBaTiO3 の反応メカニズム
- 水蒸気固相反応法、水を介してBaTiO3の低温反応/
水で加速する室温固相反応 (BaTiO3) / Cold sintering は実用化できるか
- 粉砕と分散とは、メデイアのサイズ、メデイアの材質
- 微小ビーズ対応ミルによるナノ分散テクノロジー最前線
- 分散技術/分散質の種類と分散系/分散機構の概要
- MLCC分野におけるポリグリセリン誘導体の検討、MLCC用添加剤材/MLCCへの適用、MLCC焼結体への効果
- BaTiO3ナノキューブの開発と適用、BTナノキューブ/グラフェン積層体のMLCC適用
- RFプラズマ法による複合ナノ粒子合成
- 分級,MLCCの内電Ni粒子に最も重要な技術/Niナノ粒子の作り方 (分級の役割)
- MLCCでもう一つ重要な要素、内部電極と外部電極
- 高積層・高容量MLCCのためのNi内部電極用Ni微粒子
- 供材の効果 (Ni電極と誘電体の線膨張係数差を如何に少なくする)
- Ni内部電極の成形メカニズム (膜断面の観察) 、Ni内部電極の連続性 (カバーレッジ) 向上のメカニズム
- 熱プラズマNi微粒子の合成、粒度分布、表面不活性
- Ni電極への添加効果 (Ni-Cr, Ni-Sn) 、Ni-Sn内電MLCCの特性
- Ni電極印刷法 (グラビア印刷) 、プラズマ法、微粒子コーテイング法
- MLCC外部電極 (高温対応)
- セラミックスコンデンサー (MLCC) の温度特性
- X8R規格のMLCC、 (Ba,Ca,Sn) TiO3の特性評価、Caの役割、Snの役割
- X8R規格のMLCCの他の方法, 応力印加効果
- 電圧印加で容量が増加するMLCCとは?PZT薄膜のキュリー点が600°C?
歪エンジニアリング/”Strain Engineering”
- 導電性高分子コンデンサ、フィルムコンデンサ、シリコンキャパシター
- 2022 Taiwan-Japan Passive Component Technology Symposium
- 積層セラミックスコンデンサ (MLCC) の信頼性/BaTiO3の絶縁性/
- 絶縁破壊と絶縁劣化/BaTiO3の絶縁性を上げるための添加物の役割
- 置換サイトの基本は絶縁性、BaTiO3のどのサイトに入る?置換サイトの同定法
- BaTiO3の高温電気伝導に与えるBa/Ti比、希土類効果
- MLCCの絶縁劣化メカニズム/絶縁抵抗:時間、HALT結果
- コア・シェル構造の絶縁抵抗依存性/Cu, Sn固溶Ni-MLCCの絶縁抵抗時間変化
- 誘電体の導電メカニズムの分類/薄膜、MLCCのリ-ク電流依存性
- ショットキー電流とプールフランケル電流/Cu-MLCCとNi-MLCCの特性の違い
- 劣化時のリーク電流の変化について/酸素欠陥評価法:熱刺激電流
- 交流インピーダンス・等価回路法による評価、MLCCやSOFCに適用
- 圧電応答顕微鏡 (PFM) 、接触共振-圧電応答顕微鏡 (CR-PFM) 、KFM法による表面電位測定
- 熱刺激電流による酸素欠陥の評価
- MLCCの絶縁抵抗劣化に及ぼすLa添加効果
- セラミック/内部電極界面、粒内・粒界を流れる電流、JE特性による分類
- まとめ
- 質疑応答
- 付記1 最近のMLCC研究動向
- 付記2 現象論的熱力学を用いたBaTiO3の特性シミユレーション
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