2/26 セラミックス材料を扱うための 実践的な総合知識

 前半部 
　積層セラミック電子部品に用いられる内部電極種に対応した酸化物セラミックス原料の酸化物としての性質、安定性、格子欠陥の生成・制御、セラミックスの構造的特徴を説明し、積層セラミック電子部品を製造する場合に気を付けておくべき材料的な視点を概説します。

1.積層セラミックス電子部品の概要
　・電子セラミックスの種類、組成、外部電極、チップ形状変遷、将来技術動向

2.セラミックスの基礎知識
　・セラミックスの微構造、結晶構造、粒界構造、単位格子、
　・セラミックスの焼結現象、粒成長、物質移動
　・相平衡と状態図、全率固溶系、共晶系、包晶系、焼結助材、液相生成、添加元素

3.金属酸化物の熱力学的安定性と格子欠陥
　・金属の酸化と酸化物の還元、ギブス生成自由エネルギー、平衡酸素分圧、酸化物の安定性、エリンガム図
　・CuあるいはNi内部電極可能な酸素分圧
　・代表的酸化物の酸化還元の安定性
　・格子欠陥表記、酸素空孔、酸素分圧依存性
　・元素置換型格子欠陥、アクセプター元素置換、ドナー元素置換

4.電子セラミックスの原料粉合成（MLCC用BaTiO3原料を例に）
　・主成分原料の微細化、固相法、水熱合成法、シュウ酸法
　・セラミックス原料の製造工程、添加元素の添加方法
　・添加元素の分散性

5.電子セラミックスの焼結現象（MLCC用BaTiO3を例に）
　・コアシェル構造、粒界、偏析
　・焼結時の粒成長と歪
　・粒界の制御、酸素拡散、微量添加物の偏在

6.酸化物セラミックスの電気伝導
　・バンド図、バンドギャップ、欠陥準位
　・バンド伝導、空間電荷制限電流、プールフレンケル放出電流、ショットキー放出電流

7.長期信頼性の材料設計（MLCC用BaTiO3を例に）
　・高温寿命、酸素空孔の移動、活性化エネルギー、加速評価
　・ドナー元素（希土類）添加効果、酸素空孔移動抑制、内部電極組成、信頼性向上

後半部
　積層セラミック電子部品を製造する際に、製品の品質、および長期信頼性に影響する主な製造プロセスでの技術ポイントを取り上げ、各製造プロセスで用いられる各種材料、製造技術の中で、どのような技術課題があって、どのように対応しているかを概説します。

8.積層セラミック電子部品の製造プロセス概要
　・積層コンデンサ（MLCC）
　・積層インダクタ
　・積層サーミスタ
　・積層圧電体
　・リチウム二次電池、全固体電池

9.シート成形用スラリーの設計
　・シート剥離機構
　・シート組成、顔料体積濃度(PVC)、吸着バインダー、フリーバインダー、バインダー/可塑剤比、シート強度
　・凝集、分散材添加量、チクソ性、凝集体構造　

10.スラリーの分散プロセス
　・分散方法、ボールミル、回転速度、ビーズミル、ビーズ径、周速
　・スラリーの分散性評価、沈降体積
　・粒度分布、測定、メディアン径、個数基準、体積基準

11.シート品質
　・乾燥ゾーン、恒率乾燥、シート品質、シート表面粗さ、バインダー偏在
　・シート表面粗さ、添加物の分散性、信頼性の影響

12.内部電極ペーストの設計
　・内部電極の薄層化、焼結性、収縮、カバレッジ
　・微粒金属粉　CVD法、液相法
　・Niペースト組成、内部電極印刷、塗布形状、シートアタック、ネガパターン印刷
　・内部電極収縮、共材の効果、表面コーティング

13.脱バインダーおよび焼成での留意点
　・焼成雰囲気、バインダーの熱分解、残留炭素
　・雰囲気制御、
　・アニール、酸素拡散、非平衡
　・焼成初期ネッキング、高速焼成

14.外部電極形成
　・バレル研磨、焼成前バレル、焼成後バレル、塗布方法、浸漬法、
　・外部電極の構成

15.長期信頼性（MLCC、BaTiO3を例に）
　・信頼性試験の例、試験方法
　・バスタブ曲線、初期故障、高温寿命、加速評価
　・耐湿負荷、加速式、水素拡散分析

16.積層セラミック電子部品の故障要因
　・ボイド、剥離、クラック、マイグレーション
　・樹脂電極、金属端子
　・故障解析手順、不良解析例

□質疑応答