MLCCの材料から製造プロセスまで最新の技術動向を踏まえ詳解！

積層セラミックコンデンサの

小型・大容量化・信頼性向上に向けた

セラミックス材料技術と開発動向

【提携セミナー】

主催：株式会社情報機構

積層セラミックコンデンサ（MLCC）は小型化、高性能化が急速に進んだセラミック電子部品です。スマートフォンに代表される小型電子機器から、IoT、5Gの進展に伴い、生活のあらゆる分野でその需要に大幅な増大が見込まれています。また、MLCCの高信頼性の特徴を生かして、自動車のEV化、自動ブレーキ、自動運転化などへの需要の増大も期待されています。

MLCCの多くに、BaTiO3（BT)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BTセラミック素子の薄層化によって進展し、またMLCCの信頼性はセラミックス素子の高信頼性化によって達成されました。セラミックスでの酸素空孔の生成、ドナーやアクセプター元素など異種元素置換による格子欠陥制御など、セラミックス材料の技術課題解決の方法を熱力学的考察を踏まえて分かりやすく説明します。

MLCCの小型・大容量化では、セラミック素子の薄層化に合わせて、必要な素材、材料、部材、および生産設備とさまざまな分野での技術課題が克服されました。原料合成、スラリーの分散、シート成形から焼成に至るまで、MLCCの生産に重要な生産プロセスを概説し、重要な要素技術を解説いたします。

最後に、今後の進展が期待されるIoT、5Gに求められる高周波対応のMLCC、自動運転なと車載用向けの高温、高信頼性MLCCなど、これからの社会で求められるMLCCの方向性を提供できればと思っています。

◆　講演の対象者
MLCC用材料（セラミック材料、電極材料、バインダーなど有機材料）およびMLCC生産に係わる生産プロセスの研究開発、製造に係わる技術者、およびMLCC生産の第一線で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など、関係する多くの方に聴講していただければと思っています。

特に、MLCCについてまとまった知識を得る機会が多くない若手の技術者に、セラミック誘電体材料の基礎から生産プロセスまで、幅広く知っていただければと考えています。MLCCの主要構成物であるセラミック誘電体の理解があると、MLCC生産に係わるさまざまな分野の技術者の方々の日々の研究開発、生産技術、生産管理、品質管理業務における課題解決に役立つ事を確信します。

また、MLCCに限らずに、セラミック半導体、多層セラミック電子部品などに係わる材料技術に関係する技術者の皆様に、さらには、MLCC生産に必要な材料を供給されている会社（例えば、電極ペースト、バインダー、原料素材など）の技術者の皆様にも、MLCCの技術課題を通して、なにがしかの技術的なヒントが提供できれば幸いです。

◆　必要な予備知識

部分的には教養部レベルの物理、化学が含まれますが、必要な知識がなくても大丈夫です。

◆　本講座を受講して得られること

• コンデンサの機能
• BaTiO3セラミックス誘電体としての基礎知識
• BaTiO3セラミックスでの格子欠陥の様子およびその制御技術
• BaTiO3セラミックスでの化学組成の設計指針
• MLCC製造プロセスでの課題（BT材料に係わる）
• セラミック材料設計に貢献する分析技術
• MLCCの技術動向

担当講師

和田技術士事務所 代表 和田 信之氏

セミナープログラム（予定）

Ⅰ　セラミックコンデンサおよびMLCC用チタン酸バリウム誘電体材料の基礎
1.　積層セラミックコンデンサ（MLCC）の概要
1-1 セラミックスおよびセラミックコンデンサとは
セラミックスの構造、焼結現象、粒成長、平衡状態図、コンデンサの分類
1-2 インピーダンス素子としてのコンデンサ
周波数、インピーダンス、デカップリング、
1-3 MLCCの概要
温度補償系　温度係数、高誘電率系　誘電率温度特性
1-4 Ni内部電極MLCC

2.　BT誘電体セラミックスの特性
2-1　BTの強誘電性
結晶構造、相転移、分極、ドメイン、ヒステリシス
2-2　BT粉末のサイズ効果
グレイン、c/a、
2-3　BT粉末の合成法
固相法、シュウ酸法、水熱合成法
2-4　BT誘電体原料の組成
アクセプター元素、ドナー元素
2-5　BT誘電体セラミックス
コアシェル構造、非コアシェル構造、不均一歪、焼結助材

3.　Ni内部電極MLCC対応のBT材料の耐還元性
3-1　酸化物の還元現象
熱力学、平衡、ギブスの生成自由エネルギー、酸素分圧
3-2　BTの酸素空孔生成
格子欠陥式、化学平衡、平衡定数
3-3　格子欠陥制御
Aサイト、Bサイト、化学量論比、
3-4　添加元素（ドナー、アクセプタ元素）添加の効果、役割
酸素空孔、伝導電子、ルシャトリエの原理、長期信頼性
3-5　粒界の役割
粒界の構造、酸素の拡散、元素の偏析

Ⅱ　MLCCの信頼性、製造プロセス、および技術動向
4.　BTセラミックスの長期信頼性　
4-1　BTの電気伝導性
バンド伝導、オーム則、バンドギャップ
4-2　高電界での電気伝導
チャイルド則、放出電流、摩耗故障
4-3　酸素空孔移動現象
活性化エネルギー、EELS分析、分子動力学計算、第一原理計算
4-4　MLCCの摩耗故障と加速性
摩耗故障、温度加速、電圧加速

5.　MLCCの製造プロセス
5-1　製造工程の概要
5-2　シート成形工程、主にスラリーの分散性　シート特性
バインダー、可塑剤、分散剤、愃率乾燥、表面粗さ
5-3　Ni内部電極工程、主にその焼結性
印刷方法、乾燥収縮、焼結、共素地
5-4　MLCC焼成工程、主に焼成雰囲気制御とBT酸素空孔制御
バインダーの熱分解、H2-H2O　酸素分圧、残留炭素

6.　MLCCの技術動向
6-1　小型、大容量化
素子厚　積層数
6-2　Iot、5Gへの対応、
高周波、低ESR、低ESL化、多端子、CaZrO3、常誘電体
6-3　車載に向けた高圧、高温化
車載用MLCCの市場、AES-Q200規格、品質保証、材料技術

7.　まとめ、および質疑応答

公開セミナーの次回開催予定

開催日

未定

開催場所

未定

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受講料

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（全ての質問にお答えできない可能性もございますので、予めご容赦ください。）
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