特集　電子セラミックス材料の積層技術

日本の伝統工芸を支える心と技
日経BP社　岡本　明

巻頭言
日本の伝統工芸を技術という側面から捉え,それが現在の先端技術にどのようにつながっているのかをテーマにした「技術の系譜」というテレビ番組制作のお手伝いをしたことがある.6回のシリーズ物で,輪島の漆器,萩の焼き物,金沢の金箔などを取り上げた.これらは日本を代表する工芸品であるがどれ一つとして日本がオリジナルなものはない.もともと中国から直接,あるいは朝鮮半島を経由して伝えられた物である.技術の側面からということで,それぞれの工芸品の,製造における材料やプロセスを詳細に取材し番組を製作したわけであるが,どの伝統工芸にもオリジナルを遙かに越え,繊細な工夫がたくさん含まれているのにびっくりした.
例えば,金沢の金箔は,光を透過してしまう100ナノメートルという厚さである.和紙に挟んでプレス機で打ち延ばし,徐々に薄くするわけであるが,この和紙にすごいノウハウが含まれている.特殊な手漉き和紙に,灰から採ったアク汁を滲み込ませる工程があるが,このアク汁に卵の黄身や,柿渋などを添加することにより,極薄に延ばすことが可能になり,金箔に光沢や柔らかさなどをも与えている.これらのノウハウは長年の経験の中から生まれてきたものであるが,もともとこのような技術を生み出した中国などのレベルをはるかに超え,まさに芸術の域に入っている.海外から入ってきた技術でも,日本独自の進化を遂げて“日本の技”として世界に認められているものはたくさんある.日本人は,常に精進してより良いものを作ろうとする気質を持っているようである.
もともと米国で生まれた積層電子部品も同じ進化過程を経ている.他でもできるコモディティー製品には付加価値はなく,利益も得られなくなっている近年,積層セラミックコンデンサにおいては,小型化,大容量化を実現している誘電体の薄層化技術が他国のメーカーに対する競争優位性の源泉となっている.厚さが1マイクロメーターを切った誘電体層を,金属電極層と交互に何百層も積層し,欠陥なしで焼き上げるというのはまさに芸術の域に入っていると云える.他の積層セラミック電子部品もそうであるように,経験に基づく複雑な因子が組み合わさった「擦り合わせ技術」の強さが日本の電子部品産業の国際競争力を支えている.この状況はしばらく続くと思われる.
一方,デジタル化はエレクトロニクスの世界で大きな変革を短時間のうちに成し遂げてきた.アナログの世界では日本人の感性と産業競争力がマッチし,大きな競争力を誇っていたが,デジタル時代には,長年蓄積してきた高度な技術も突然付加価値を生まなくなる危険性をはらんでいる.視野を広くし,部品自体にソリューション提供力を付けるなど,将来も競争優位性を保ち続けるため,新たなる差別化要因を生み出す創造的なイノベーションが望まれる.


Ni電極積層セラミックコンデンサの薄層化に向けた誘電体材料の進展
■著者
太陽誘電(株)　商品開発本部　技術企画統括部　岸　弘志

■要約
高信頼性,優れた高周波特性等の特徴が市場要求に合致して,生産数量も年率15%程度の大きな伸びを示しており,現在では,Ni-MLCCの世界全体での年間生産量は,7000億個以上に昇るものと推定されている.電子機器の小型化,高機能化の流れは留まることなく,さらなるMLCCの小型化,高容量化が強く求められている.これを実現するためには,誘電体層をサブミクロン領域まで薄層化する必要があり,誘電体の微細構造の制御が,ますます重要となっている.そこで,本稿では,Ni-MLCCの超薄層化に向けた,誘電体材料の高信頼性化,微細化についての取組みを紹介する.


積層セラミックスコンデンサ
■著者
TDK株式会社　コンデンサビジネスグループ　佐藤　茂樹

■要約
電子機器の小型化・高機能化のキー・テクノロジーとして電子部品の小型・高性能化が挙げられます.最新の携帯電子機器の中を見てみると,半導体技術の進歩に目を奪われがちであるが,抵抗,コイル,コンデンサーのほとんどの部品がSMD化され,高密度実装に大きく貢献していることに気がつきます.特に,コンデンサは耐還元性材料の開発と積層技術を駆使して,ここ数年小型・低背化を著しく発達させたセラミック電子部品です.今回は,積層コンデンサに関し,電子機器から要求される小型・低背化,高特性化,高信頼性化などの技術動向から整理し,材料技術,プロセス技術としてどの様な開発が行われているのか紹介します.


積層チップバリスタの最新技術
■著者
TDK(株)　センサアクチュエータビジネスグループ　松岡　大　他

■要約
チップバリスタは,積層コンデンサと同様の構造を有することから,ESDのない定常状態における静電容量値を任意に選ぶことができる.従って,回路の構成によってはコンデンサの代わりに積層バリスタを用いて,回路の保護機能を併せ持った回路構成が可能となり,部品点数が低減できる利点がある.


PTCサーミスタの積層化
■著者
(株)出雲村田製作所　新見　秀明

■要約
本稿では,積層PTCサーミスタを実現する上での技術上の課題について述べ,それらを克服して積層化に成功した経緯と積層PTCサーミスタの特長を説明する.


積層インダクタの銀内部電極によるフェライト格子歪み
■著者
太陽誘電(株)　商品開発部本部　材料開発部　河野　健二

■要約
ノイズ対策用部品やDC-DCコンバータ回路用パワーインダクタとしての活用が注目されている積層インダクタは,内部電極である銀とフェライトの同時焼成によって作成されている.この同時焼成によって,インダクタ内部には応力が生じ,製品特性の劣化やばらつきの原因となっていることから,積層インダクタの高度化には内部応力の低減,設計が重要となる.本研究では,同時焼成によって,フェライトにどのような内部応力が生じているのかを大型放射光施設SPring-8を用いたX線回折によって評価した.評価の結果,銀と同時焼成することによって,フェライトの格子定数は大きくなり,フェライトには引っ張り応力が加わっており,焼成温度が高いほど,内部応力は大きくなることが明らかになった.


積層チップインダクタ
■著者
TDK株式会社　マグネティクスB. Grp　コイル製品統括部　積層製品B.U.　佐藤　高弘

■要約
積層チップインダクタの登場はインダクタ部品の小型化に革新的な進歩をもたらし,今なお続く電子機器の発展と共に更なる進化を遂げている.その性能は材料,印刷,積層,焼成および実装等の高度な要素技術の融合により,ミクロ更にはナノレベルまでの制御が可能になることでもたらされ,高い品質の提供を実現している.


積層圧電アクチュエータの変位特性に寄与する内部電極構造因子の解析
■著者
(株)村田製作所　堀川　勝弘　他

■要約
本稿では,積層圧電アクチュエータの変位特性を決定する因子について概説するとともに,積層圧電アクチュエータの内部電極構造と変位特性との関係をFEM (Finite Elememt Method) 解析と実験により検討した最近の我々の研究内容を紹介する.


積層圧電アクチュエータで駆動するマイクロロボット
■著者
株式会社　アプライド・マイクロシステム　加藤　好志　他

■要約
当社開発のマイクロロボットには各種のタイプがあるが,どれにも共通で積層圧電アクチュエータを使用している.ひとつめは,平面だけでなく壁面や天井面を精密にしかも自由に移動可能なマイクロロボットで電磁石と積層圧電アクチュエータから構成されている.ふたつめは,走査型電子顕微鏡の真空チャンバー内で利用する場合,電磁石の漏れ磁界が電子顕微鏡の電子ビームに影響を与える恐れがあることを解決するため,積層圧電アクチュエータだけで駆動する慣性駆動型のマイクロロボットである.さらにマイクロロボットに搭載する様々な作業ツールのなかで,0.1〜数100pl(ピコリットル)と言った微少量の液体を塗布するシステムを開発した.


積層セラミックコンデンサ内部電極用ニッケル微粒子の製造方法と特徴
■著者
昭栄化学工業株式会社　永島　和郎

■要約
4種の異なる製造方法で得られたMLCC内部電極用ニッケル微粒子について,走査透過電子顕微鏡や光電子分光分析などにより解析した結果を例示する.そして,今後の粒子の微細化に対応するための昭栄化学工業での取り組みにについて紹介する.


高容量積層セラミックスキャパシターの将来技術
■著者
東京工業大学大学院理工学研究科　教授　鶴見　敬章

■要約
積層セラミックスキャパシタのさらなる高容量化を図るために,考えておく必要のある事項として,非線形誘電性と高DC電界下での信頼性を取り上げ,材料工学的な立場から解説した.さらに,現状技術の限界についてのコンピュータシミュレーションの結果を紹介し,限界を突破するために考慮すべき事項について述べた.


連載
第2次世界大戦後の日本のセラミックス科学の発達に友好と親善に尽力した世界の大学教授,科学者(34)第2次大戦後に初めて東京工業大学工業材料研究所に1年間の長期滞在したフランス人科学者Madame Aune---Marie Anthony
■著者
宗宮　重行