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積層セラミックコンデンサ(MLCC)の材料・製造・実装技術と最新動向

◆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!

表紙

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商品概要

略称
MLCC
商品 No.
bk0049
発刊日
2020年10月30日(金)
ISBN
978-4-905507-47-5
体裁
B5版 並製本 215ページ
価格
66,000円(本体価格:60,000円)
送料
当社負担(国内)
発行
(株)R&D支援センター
問い合わせ
Tel:03-5857-4811 E-mail:info@rdsc.co.jp 問い合わせフォーム
監修
昭栄化学工業(株) 取締役 野村 武史
著者
昭栄化学工業(株) 野村 武史
京セラ(株) 小泉 成一
太陽誘電(株) 森田 浩一郎
京セラ(株) 藤岡 芳博
東邦チタニウム(株) 堺 英樹
太陽誘電(株) 川村 知栄
戸田工業(株) 黒川 晴己
JFE ミネラル(株) 齊藤 敢
昭栄化学工業(株) 西村 浩輔
東京工業大学 保科 拓也
防衛大学校 山本 孝
太陽誘電(株) 岸 弘志
京セラ(株) 安川 勝正
太陽誘電(株) 水野 高太郎
リンテック(株) 深谷 知巳
ソルダリング テクノロジ センター 佐竹 正宏
太陽誘電(株) 佐々木 信弘
発刊にあたって
 本書ではMLCCの基礎から最先端の技術までを、その電気的性質と用途だけでなく製造方法、原材料技術、信頼性技術、誘電体現象論、最先端の開発状況、実装技術等、幅広く網羅し、特にMLCC技術における一大ブレークスルー(内部電極の卑金属化)を成し遂げた材料技術が詳しく解説されている。MLCCの小型化、薄層化、多層化は勿論のこと、卑金属化で直面した課題に対しても現象論に留まらず、理論面での解析に基づいて構築された誘電体あるいは信頼性に関する理論が解説されている。
 MLCCの研究開発の仕事では数多くの日本人技術者が博士号を取得しており、材料分野では最も活発に研究された領域の一つである。絶縁抵抗の劣化現象、長寿命化技術は開発だけでなく研究の対象としても多くの研究者が取り組んできた領域である。長寿命化剤の発見に始まり理論の構築に至るまでの研究過程は多くの研究者を興奮させた。絶縁抵抗の劣化現象に関しては今なお活発に研究が続けられ、毎年、立派な研究報告がなされている。
 これらの内容について、誘電体分野の研究における第一人者の先生方や、MLCC関連企業において第一線で活躍中の一流の技術者の方々に執筆して頂いた。最適任の執筆陣であったものと考えられる。本書がMLCC、コンデンサ、あるいは誘電体に関わる技術者、研究者、並びにエレクトロニクスに携わる技術者、研究者の方々のお役に立つことができれば、と念じている。
書籍・DVDの内容
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
キーワード
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