◆自動車の電動化や5Gを支える積層セラミックコンデンサ(MLCC)の材料技術から製造法までを網羅!
◆世界最高峰の日本メーカーの技術者・研究者たちが
「小型化」「薄層化」「多層化」「大容量化」「高信頼性化」に向けたキー技術を徹底解説!
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第1章 MLCCの概要
第1節 積層セラミックコンデンサの歴史
1 積層セラミックコンデンサの歴史
2 内部電極
2.1 Pd 電極
2.2 Ni 電極
第2節 市場動向
1 市場規模推移
2 市場規模拡大の背景
2.1 MLCC単位体積の容量拡大による電解コンデンサへの浸食
2.2 成長市場での機器の増加と機器でのMLCC員数増加
2.2.1 携帯電話市場
2.2.2 5Gインフラ市場
2.2.3 車載市場
第3節 特性と特徴
1 特性による分類
2 直流バイアス特性
3 交流電圧特性
4 周波数特性
第4節 小型化・薄層化・多層化
1 小型化
2 薄層化
3 多層化
第2章 MLCCの構造・材料
第1節 構造・材料
1 MLCC の構造
1.1 MLCC の基本構造
1.2 高容量化のための構造検討
2 MLCC の材料
2.1 誘電体材料
2.1.1 温度補償系
2.1.2 高誘電率系
2.2 内部電極材料
2.3 外部電極材料
第2節 誘電体セラミック
第1項 チタン酸バリウムの原料─酸化チタン
1 はじめに
2 小粒径化
3 粒度分布の改善
4 球状酸化チタン
5 おわりに
第2項 チタン酸バリウムの合成法(1)─固相合成
1 MLCCの原材料として求められるチタン酸バリウムの粉体物性
2 BaCO3とTiO2の固相反応過程
3 出発原料BaCO3とTiO2の均一混合
4 固相反応の促進と微粒子BaTiO3合成
第2項 チタン酸バリウムの合成法(2)─水熱合成
1 背景と目的
2 原料の与える影響
3 まとめ
第3節 内部電極用Ni粉末の製造法
第1項 CVD法
1 CVD法による超微粉製造の概要
2 超微粉の生成反応
3 超微粉の成長因子
4 CVD法のNi超微粉への応用
4.1 Ni超微粉の生成反応
4.2 Ni超微粉反応装置
5 CVD法で作製したNi超微粉の特徴
第2項 噴霧熱分解法、PVD法
1 はじめに
2 噴霧熱分解法
3 PVD法
4 粉末物性の制御
4.1 脱ガス成分の抑制
4.2 表面物性の制御
4.3 粒径と粒度分布
5 次世代MLCCに向けたNi粉の設計
第4節 端子電極
1 端子電極材料
2 サーマルクラック
3 基板たわみクラック
4 はんだクラック
第5節 特殊な端子電極
1 金属板端子電極
2 樹脂端子電極
第3章 誘電体材料とMLCCの特性
第1節 チタン酸バリウムの誘電分極機構
1 はじめに
2 チタン酸バリウムの誘電分極
2.1 誘電性の微視的起源
2.2 チタン酸バリウムの強誘電性
2.3 チタン酸バリウムの誘電分極機構
3 おわりに
第2節 チタン酸バリウムのグレインサイズ効果
1 はじめに
2 チタン酸バリウムのグレインサイズ効果
3 おわりに
第3節 MLCCの各種電気的特性
─現象論的熱力学を用いた特性シミュレーション─
1 はじめに
2 現象論的熱力学による BaTiO3 の特性シミュレーション
3 誘電率の計算
4 格子定数の計算
5 結論
第4節 高誘電体材料(コアシェル、非コアシェル)
1 緒言
2 BTZ系材料と非コアシェル構造
3 BT系材料とコアシェル構造
4 今後のBT系材料動向
第5節 低誘電率系材料
1 低誘電率材料
2 低周波の誘電緩和現象の要因
3 低周波の誘電緩和現象のメカニズム
第6節 車載用材料
1 BaTiO3のキュリー温度
2 X8R特性
3 dcバイアス特性
4 X7S特性
第7節 新規誘電体材料
1 巨大誘電率材料:CaCu3Ti4O12
2 その他の巨大誘電率材料
3 SnTiO3
4 高温用誘電体材料(無鉛圧電材料)
5 タングステンブロンズ材料
第4章 MLCCの信頼性
第1節 構造欠陥と信頼性
1 信頼性と故障モード
2 構造欠陥の分類
3 製造プロセスと構造欠陥
3.1 積層熱圧着工程
3.2 脱脂焼成工程
3.3 製造工程とMLCCの強度
4 電歪クラック
第2節 希土類と置換サイト
1 BaTiO3系耐還元性誘電体材料における希土類元素の添加効果
2 シェル相モデル固溶体における希土類元素の置換サイトの解析
3 再酸化による誘電特性の変化と希土類元素の置換サイトの関係
4 希土類元素のサイト置換量の定量解析
第3節 内部電極と信頼性
1 高温高電圧下での絶縁劣化
2 内部電極の影響
第4節 最新の絶縁劣化解析技術
1 はじめに
2 故障解析
3 劣化箇所解析
第5章 MLCCの製造プロセス
第1節 セラミックシートの作製
1 セラミックシートの開発トレンド
2 工程概要
2.1 配合工程
2.2 分散工程
2.3 塗工工程
3 最新技術レベル
第2節 内部電極印刷
1 内部電極印刷の開発トレンド
2 スクリーン印刷工法
3 スクリーン印刷版
4 最新技術レベル
第3節 積層熱圧着
1 剥離積層工法
2 その他の積層工法
第4節 脱脂と焼成
1 脱バインダー
2 焼成雰囲気
3 焼成条件
第5節 外部電極形成とめっき
1 外部電極
2 めっき
第6章 MLCC製造用材料
第1節 製造用フィルム(剥離剤)
1 はじめに
2 剥離フィルムの要求性能
2.1 表面平滑性
2.2 スラリー塗工性
2.3 スラリー塗工性の評価方法
2.4 グリーンシート剥離性
3 まとめ
第7章 MLCCの実装
第1節 MLCCのはんだ実装における品質確保と注意点
1 はじめに
2 外観観察で確認できる不具合の種
3 印刷工程での注意点
4 マウント工程における注意点
5 リフロー工程における注意点
6 おわりに
第2節 MLCCの実装上の注意点
1 MLCCの特徴
2 MLCC基板実装時の応力
2.1 たわみ応力
2.2 基板歪み
2.3 MLCCのケースサイズによる影響
3 MLCCの熱衝撃クラック
第8章 MLCCの今後の展望