MLCC(積層セラミックコンデンサ)の誘電材料、製造プロセス技術

習得できる知識

・セラミックスの基礎知識
・コンデンサの機能 ・BaTiO3セラミックスとしての特性
・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
・BaTiO3セラミックスの電気伝導と摩耗故障
・MLCCの信頼性とその加速性
・信頼性低下したMLCCの分析

・電子セラミックスの成形技術、シート成形技術、シート組成の基本的考え方 　
・積層技術、脱脂技術、焼成技術、雰囲気制御技術 　
・積層セラミックコンデンサの製造方法

セミナープログラム

【10:30-14:30】※途中 昼休みを挟みます

１．MLCC用BTセラミックス材料の設計と長期信頼性

和田技術士事務所　代表　和田 信之 氏 　

【習得できる知識】
・セラミックスの基礎知識
・コンデンサの機能
・BaTiO3セラミックスとしての特性
・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
・BaTiO3セラミックスの電気伝導と摩耗故障
・MLCCの信頼性とその加速性
・信頼性低下したMLCCの分析

【講座概要】
　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、AI技術の進展に伴い、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の多くにはBaTiO3をベースにした強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の品質、特に信頼性に影響するBaTiO3誘電体セラミックスの設計として、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、製造現場での課題解決にお役たちできればと思っています。またMLCCに限らず、積層セラミック電子部品の開発・製造に関わる多くの関係者にも、材料設計と信頼性いう視点でセラミックス開発の日々の業務に役立つ有益なセミナーになるものと考えます。　

１．積層セラミックコンデンサ（MLCC）の基礎
　1.1 セラミックスの基礎
　　　焼結現象　結晶構造、粒界　粒成長　平衡状態図　全率固溶　共晶系、包晶系　液相生成
　1.2 コンデンサの種類
　　　アルミ電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ、セラミックコンデンサ
　1.3 インピーダンス素子としてのコンデンサ
　　　等価回路、周波数特性、tanδ、インピーダンス、ESR　デカップリング、平滑化
　1.4 MLCCの概要
　　　高誘電率系、温度補償系、温度係数、F特性、B特性
　1.5 Ni内部電極MLCC
　　　還元雰囲気、平衡酸素分圧、MLCC生産統計、市場予測

２．BaTiO3（BT）誘電体セラミックス
　2.1 BTの強誘電性
　　　結晶構造、相転移、自発分極、ドメイン、ヒステリシス、DCバイアス特性　
　2.2 微細なBT粉末の合成
　　　サイズ効果、c/a軸比、固相法、シュウ酸法、水熱合成法、加水分解法
　2.3 B特性BT原料の設計
　　　Aサイト、Bサイト、アクセプター元素、ドナー元素、添加元素、分散性
　2.4 B特性BTセラミックスの構造
　　　コアシェル構造、比誘電率温度特性、不均一歪、粒成長、焼結性

３．Ni内部電極MLCC対応のBTセラミックス　
　3.1 酸化物の還元現象の熱力学
　　　平衡酸素分圧、化学平衡、ギブス生成自由エネルギー、エリンガム図
　3.2 BTの酸素空孔、格子欠陥の生成
　　　酸素空孔生成式、酸素空孔濃度、温度依存性、酸素分圧依存性
　　　Kroger-Vink欠陥表記、アクセプター元素、ドナー元素、化学量論比、異種元素置換
　3.3 粒界の役割
　　　粒界の構造、酸素空孔の拡散、元素の偏析、粒界数
　3.4 BTセラミックスの技術動向
　　　アクセプター添加F特性材料、アクセプター+ドナー添加F特性材料
　　　BTコアのB特性コアシェル材料、BCTコアのB特性コアシェル材料

４．BTセラミックスの長期信頼性
　4.1 BTセラミックスの信頼性
　　　初期故障、摩耗故障、加速性、ワイブルプロット、
　4.2 BTセラミックスの電気伝導
　　　バンドギャップ、欠陥準位、熱励起、電位障壁、オーム則、バンド伝導
　4.3 高電界での電気伝導
　　　チャイルド則、空間電荷制限電流、プールフレンケル放出電流、ショットキ−放出電流　
　4.4 BTセラミックスでの酸素空孔移動現象
　　　イオン性伝導、TSDC、EELS、ケルビンフォース顕微鏡、XAS、活性化エネルギー
　4.5 MLCCの摩耗故障と加速性
　　　加速評価、温度加速、電圧加速、SSRM分析、FEMシミュレーション
　4.6 最近の信頼性関連の技術
　　　温度補償用材料、CaZrO3、Ni内部電極組成

【質疑応答】

【14:45-16:45】

２．MLCCの製造プロセスと材料設計

昭栄化学工業(株)　監査役　工学博士　野村 武史 氏 　

【講演主旨】
　半導体の周辺に数多く使用されている積層セラミックコンデンサは必須の重要な電子部品である。これらに要求される特性を満足するためにはシート成形、積層、脱脂、焼成といった一連のプロセスが非常に重要であり、それらのプロセスステップのポイントについて解説する。特にシート成形は部品の特性だけでなく信頼性をも支配する非常に重要な工程であることから、バインダー組成、可塑剤、添加剤などの選択方法、考え方について詳しく解説する。信頼性という点では、脱脂、焼成工程も非常に重要であり、基本的な考え方から具体的な条件まで説明する。

【習得できる知識】
　・電子セラミックスの成形技術、シート成形技術、シート組成の基本的考え方
　・積層技術、脱脂技術、焼成技術、雰囲気制御技術
　・積層セラミックコンデンサの製造方法

１．MLCCの歴史

２．MLCCの主な特性と用途

３．粉末合成方法
　3.1 ブレークダウン法
　3.2 ビルドアップ法

４．積層セラミックコンデンサの製造方法
　4.1 信頼性と微細構造
　4.2 グリーンシート及びバインダー
　4.3 脱脂
　4.4 焼成

５．MLCCの今後

【質疑応答】

セミナー講師

１．和田技術士事務所　代表　和田 信之 氏

２．昭栄化学工業(株)　監査役　工学博士　野村 武史 氏

セミナー受講料

1名につき 60,500円（消費税込、資料付）
〔1社2名以上同時申込の場合のみ1名につき55,000円〕

主催者

開催場所

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