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セラミックス材料を扱うための総合知識

~積層セラミック電子部品の開発のために~

■セラミックスに関する基礎知識■
■電気伝導、長期信頼性、焼成雰囲気制御■
■セラミックスラリーの作成・焼成工程等ノウハウ■
■積層セラミック製造プロセスの基礎知識■

スラリー設計、シート成形、バインダー、分散プロセス、焼成、、、、、

積層セラミック電子部品の開発に必要な要素技術と材料技術、プロセス技術・・・
セラミックス材料の総合的な知識を提供致します
日時 2021年11月5日(金)  13:00~16:30
会場 Live配信セミナー ※会社・自宅にいながら受講可能です※  
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受講料(税込)
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  ※開催まで4営業日~前日にお申込みの場合、セミナー資料の到着が、
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備考※資料付
※講義中の録音・撮影はご遠慮ください。
※開催日の概ね1週間前を目安に、最少催行人数に達していない場合、セミナーを中止することがございます。
得られる知識セラミックスに関する基礎知識;相図、焼結、金属の酸化、酸化物の還元、酸化還元の熱力学、格子欠陥制御、粒成長、積層セラミック製造プロセスの基礎知識;スラリー組成設計、分散性、スラリーの乾燥、内部電極の組成、金属粉末性状、内部電極形成、焼結性、積層工程、焼成雰囲気制御、
対象 積層セラミック電子部品に使用される材料(セラミックス材料、電極材料、バインダーなど有機材料)の研究開発に係わる技術者、および生産の第一線で商品開発に従事される開発担当者、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。特に第一線で苦労され、全体を通したセラミックスに関する知識を得る機会、経験が多くない若手の技術者に、電子セラミック材料の特徴、プロセス技術の全体像を知っていただければと考えています。
 また、積層セラミック電子部品に係わるさまざまな素材、部材を供給され、研究開発されている技術者の方々には、セラミックスの特徴や積層製造プロセスの概要を理解することで、皆様の研究開発や生産の方向性や課題解決に役立つ事を確信します。
キーワード:セラミックス,焼結、微構造、粒界、拡散、相図、格子欠陥、粒成長、歪、酸素空孔、熱力学、信頼性、スラリー組成、分散性、PVC、シート品質、内部電極収縮、共材、雰囲気制御、相平衡

セミナー講師

和田技術士事務所 代表 技術士(化学部門) APEC Engineer (Chemical Engineering) 和田 信之 氏
※元(株)村田製作所
【講師紹介】

セミナー趣旨

 積層セラミックコンデンサ(MLCC)に代表される積層セラミック電子部品は小型化、高性能化が進んでいます。スマートフォーンなどの小型電子機器から、自動車のEV化、自動運転化、また、5G、IoT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ています。積層セラミック電子部品の小型化、高性能化は用いるセラミックス材料の材料設計、製造プロセスに負うところが大きく、また、スラリーの分散、シート成形、焼成工程などセラミックス製造プロセス技術の高度化によるところも大きいのですが、多くはノウハウの世界であり、なかなか教科書では学べない世界でもあります。
 本セミナーでは、積層セラミック電子部品の生産や開発に直接に携わる技術者、研究者の方、およびセラミック材料、電極材料、有機バインダー材料、有機溶剤など積層セラミック電子部品に関係する素材の技術者、研究者の方にMLCCの材料設計やプロセス技術を例にし、材料に必要な要素技術、積層セラミック製造プロセス技術を概説します。
 電子セラミックスの設計指針として、相図、格子欠陥の生成、ドナーやアクセプター元素などによる異種元素置換による格子欠陥制御など、材料組成開発に係わる組成設計を熱力学的考察を踏まえて説明します。積層セラミック製造プロセス技術では、セラミックスラリー作成から、内部電極ペースト、電極印刷、積層、焼成工程など、最近の技術動向を踏まえて学習できるようにしています。
以上、積層セラミック電子部品の開発に必要な材料の基礎知識から重要な積層セラミック製造工程まで、トータルな視点で理解することで、個々の担当技術課題が明らかになると考えています。このセミナーで全体像を理解して頂き、積層セラミック電子部品に直接ないし間接的に係わる技術者の日々の技術的な課題に対して、ご参考になれば幸甚です。

セミナー講演内容

前半部
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、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、粒界の構造、単位格子、サイトの見方
 ・セラミックスの焼結現象、表面拡散、体積拡散、粒成長
 ・相平衡と状態図、固溶体、共晶系、包晶系、焼結助材 液相形成

3.金属酸化物の格子欠陥と熱力学
 ・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
 ・CuあるいはNi内部電極可能な酸素分圧
 ・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、ドナー元素

4.電子セラミックスの原料組成設計(MLCC用BaTiO3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設計指針
 ・セラミックス原料の製造工程、添加元素の添加方法
 ・添加元素の固溶サイト

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

6.長期信頼性の材料設計(MLCC用BaTiO3を例に)
 ・高温寿命、酸素空孔、加速評価
 ・酸素空孔、偏在、分析、第一原理計算、分子動力学計算
 ・酸素空孔移動抑制、信頼性向上

後半部
7.積層セラミック電子部品の製造方法
 ・積層コンデンサ(MLCC)、不具合例;内部欠陥、クラック、マイグレーション
 ・積層インダクタ、
 ・積層サーミスタ、
 ・積層圧電体、
 ・電池 リチウム二次電池、全固体電池

8.スラリーの設計(MLCCを例に)
 ・顔料容積比(PVC)、粉末の表面積、粒子径分布、分散剤、混合溶剤の沸点
 ・スラリーの凝集理論、DLVO理論、ゼータ電位、凝集構造
 ・シートの乾燥、恒率乾燥、強度特性、バインダー

9.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
 ・分散性の品質への影響、シート表面粗さ、信頼性
 ・粒度分布、メディアン径

10.焼成
 ・焼成雰囲気調整、バインダーの熱分解、残留炭素
 ・エリンガム図、雰囲気制御ガス、
 ・アニール、酸素拡散、非平衡

11.内部電極(MLCCを例に)
 ・内部電極の焼結性、収縮率、 カバレッジ、共材
 ・CVD法Ni、液相法Ni
 ・Niペースト組成、内部電極印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷
 ・内部電極収縮、共材の効果、異物の影響
 ・内部電極組成と信頼性

12.積層セラミック電子部品の信頼性評価(MLCC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

  □質疑応答□