【プログラム】

　令和4年後半にOpenAIがChatGPTを公開しAIブームに火がつき、画像生成AI、音声・動画生成AI、Physical AIと急拡大している。令和6年後半よりAIデータセンターのデータ処理や、複雑な演算処理への需要の高まりを背景に、半導体素子（GPU）の高密度化が進み、大電流が瞬時に変動する状態になった（数10〜数100アンペア、di/dt～数ns）。その結果、発熱対策・電磁対策を前提としたシステム設計の重要性が高まっている。MLCCが最重要素子として多用されている。本講座は『MLCCの基礎と電極材料（内部電極／外部電極）ペースト・バインダー設計と製造技術』として《1. AIデータセンターの現状とMLCCの役割》、《2. MLCCの基礎》、《3. 電極材料（内部電極／外部電極）：電極ペースト・バインダー設計と製造方法》を詳細に解説する。

【章立て】

　1. AIデータセンターの現状とMLCCの役割
　1.1 画像生成AI、音声生成AI、動画生成AI、Physical AI
　1.2 AIサーバー用GPUモジュール
　1.3 AIデータセンターの電源系統全体像、75kV～0.6V
　1.4 AIデータセンターの電源系統　ICB（48Vdc～12/6Vdc）、VRM（12/6Vdc～0.65Vdc）からGPU（0.65Vdc）
　1.5 AIデータセンターのICB～GPUのMLCCの役割
　1.6 AIサーバーで問題となるMLCC特性、DCバイアス特性と電極構造の改善
　1.7 インダクターの充放電特性の問題点、ΔV＝（I×ESR）＋（ESL×di/dt）が重要
　2. MLCCの基礎
　2.1 積層セラミックスコンデンサの小型・大容量化、MLCCの構造
　2.2 材料から見たBaTiO3＋希土類＋アクセプタ＋固溶制御材
　2.3 信頼性向上／希土類添加BT系MLCCの開発、BT-Y2O3-MgO-MnOの信頼性
　2.4 希土類を使わないC0G組成に近いMLCCの開発
　2.5 MLCCの進展方向、小型化、大容量、高信頼性
　2.6 大容量MLCC（100μF）の実現
　2.7 コア・シェル構造の重要性
　2.8 MLCCに求められる特性、水熱BaTiO3
　2.9 固相法によるBaTiO3の微細化、微少・均一BaTiO3のためのアナターゼTiO2
　2.10 固相反応によるBaTiO3の反応メカニズム、水蒸気固相反応法、BaTiO3の低温反応、水で加速する室温固相反応（BaTiO3）
　3. 電極材料（内部電極／外部電極）：電極ペースト・バインダー設計と製造方法
　3.1 MLCCの製造工程　内部電極
　3.2 積層セラミックスコンデンサ用Ni微粒子、CVD法・液相法・プラズマ法
　3.3 Ni電極厚みとNi粉末粒径の関係
　3.4 薄膜電極精製技術　Ni電極向上のために、まずペースト、ペーストメーカーの紹介
　3.5 2段焼成法のNi内部電極の効果、カバレッジの向上、実は高速焼成による効用
　3.6 Ni内部電極の成形メカニズム（膜断面の観察）、Ni内部電極の連続性（カバレッジ）向上のメカニズム
　3.7 Ni内部電極の成形メカニズム（断面測定）（表面測定）
　3.8 高速焼成によるNi内部電極の向上
　3.9 Ni電極向上のために（Ni微粒子径、粒度分布、共材添加）、Ni微粒子への添加効果（Ni-Cr、Ni-Sn）
　3.10 Ni内部電極の連続性の向上
　3.11 Ni電極の連続性、Cr添加で向上
　3.12 Ni内部電極の低温焼成温度を遅延させる金属プリカーサー添加効果、Ni-Sn、Ni-In
　3.13 MLCCのNi-Sn内部電極
　3.14 Ni-MLCCの誘電体厚みがMTTF（信頼性評価）に与える影響
　3.15 Ni-In合金電極によるMLCCの信頼性（MTTF）の向上
　3.16 CVD法によるNi微粒子、プラズマ法によるNi微粒子作製
　3.17 Ni電極印刷法（グラビア印刷）、グラビア印刷用Niペーストの現状
　3.18 電極ペースト：基本設計
　3.19 Ni内部電極：電極に求められるもの、共材、グラビア印刷、高速焼成
　3.20 MLCCの外部電極の変遷、Sn/Ni/Cu、Sn/Ni/レジンAg/Cu、Pd/Ni/Cu
　3.21 外部電極：Ag電極 熱硬化Type（1）と（2）、Cu焼き付け電極
　3.22 Cu外部電極用ガラス
　3.23 まとめ

　質疑応答

【キーワード】

　AIデータセンター用MLCCの役割／MLCCの大容量化／MLCCの内部電極の変遷、Ni-Sn、Ni-In

【講演のポイント】

　MLCCの高積層化技術と、それに伴って生じるトラブル、解決方法を歴史から始まって最新情報まで解説する。

【習得できる知識】

　・AIデータセンターのkey device、MLCCの役割
　・MLCCの高積層・高容量の技術
　・MLCCの内部電極・外部電極の全て

【プログラム】

　スマートフォンやAIサーバに大量に搭載される積層セラミックコンデンサ（MLCC）は、厚さ0.5µm以下の誘電体層と内部電極を1,000層以上重ねて作られ、その内部電極は印刷で形成されている。本講演では、太陽電池電極やガラスコア基板などの最新事例を含むプリンテッドエレクトロニクスの概要と、AIサーバ需要で拡大するMLCCの市場・技術動向を紹介した後、MLCC内部電極の形成に用いられるスクリーン印刷・グラビア印刷に着目し、版・ペースト・印刷物理の観点から技術の変遷と薄層化に伴う課題を考察し、今後の方向性を議論する。

【章立て】

　1. プリンテッドエレクトロニクス（PE）の概要と最新動向
　　1-1 PEの応用分野と用途分類
　　1-2 機器配線用途の変遷
　　1-3 印刷方式の種類と特徴
　　1-4 PEの最新動向（太陽電池電極と銀価格、ガラスコア基板・TGV、インクジェット、マイクロトランスファー印刷）
　2. MLCCの市場・技術動向
　　2-1 MLCCの市場と主要メーカー
　　2-2 AIサーバ・データセンター需要と需給動向
　　2-3 小型・大容量化のロードマップと製造工程
　　2-4 材料サプライチェーン（Ni粉末、離型フィルム）
　3. MLCC内部電極のスクリーン印刷
　　3-1 スクリーン印刷の原理と版の進化
　　3-2 Niペーストの組成とレオロジー
　　3-3 Ni粒径・バインダーが印刷膜に与える影響
　　3-4 焼成時の内部電極不連続と印刷膜厚の均一性
　4. MLCC内部電極のグラビア印刷
　　4-1 グラビア印刷採用の背景（特許動向）
　　4-2 グラビア印刷の素過程と転写のメカニズム
　　4-3 レベリングとセルパターン設計
　　4-4 凹版・ペーストの課題と技術進化
　5. 今後の展望とまとめ
　　5-1 薄層化の限界と新たな電極形成法（インクジェット等）
　　5-2 日本の材料・装置メーカーへの示唆
　　5-3 まとめ

　質疑応答

【キーワード】

　MLCC、積層セラミックコンデンサ、内部電極、Niペースト、プリンテッドエレクトロニクス、スクリーン印刷、グラビア印刷、レオロジー、レベリング、AIサーバ、インクジェット、ガラスコア基板

【講演のポイント】

　MLCCの小型・大容量化とAIサーバ需要の拡大を背景に、内部電極のスクリーン印刷・グラビア印刷について、版・ペーストの技術変遷と印刷物理（レオロジー、転写、レベリング）の観点から、薄層化に伴う課題と今後の方向性を解説する。

【習得できる知識】

　・プリンテッドエレクトロニクスの全体像とMLCC内部電極印刷技術に関する知識
　・PEの応用分野と最新動向を俯瞰したうえで、MLCC内部電極の形成に用いられるスクリーン印刷・グラビア印刷の原理、版・ペースト・レオロジーの要点、薄層化に伴う課題と今後の技術の方向性を体系的に理解できる