今中 佳彦

PCや携帯電話などの電子機器の薄型化・軽量化のため, これらの機器内部の実装基板に搭載されているキャパシタ等の受動電子部品の小型化・高性能化が求められており, さらに, 基板への内蔵化が待望されている。 当研究グループでは, 受動電子部品を樹脂実装基板へ内蔵するための技術として, エアロゾルデポジションに改良を施したナノ粒子を適用した誘電セラミック膜の形成技術に関する開発に取り組んでいる。 本発表では, このナノ粒子からなる誘電体セラミック膜の微構造観察結果, 高周波領域での誘電特性結果ならびにエレクトロニクス実装規格に準じた信頼性試験の調査結果について述べる。

昨今，携帯電話，PCなどに使用されている各種電子機器の小型化・多機能化が進行しており，それに伴い，モジュール用基板の薄型化が要求されている。この薄型基板を開発するために，当研究グループでは，室温で膜形成が可能なエアロゾルデポジション(ASD)を用いた内蔵キャパシタ形成技術に着手している。ASDは，セラミックスや金属などの微粒子をガス中で分散させ，エアロゾル化した微粒子がキャリアガスで搬送し，基板に衝突することでセラミック膜を作製する方法で，低コストプロセスとして有望である。また，本成膜法はドライプロセスであるため，環境に配慮したプロセスとして期待されている。本研究では，ASDを用いて成膜した薄膜の微構造及び誘電特性について報告する。

セラミックスは硬くて耐久性があり、陶磁器製の食器や花器などに使用されてきた。近代産業の発展とともに、セラミックスの科学的解明が進み、現代の生活ならびに産業社会を支える重要な基盤材料として開発されてきた。土鍋の改良やセラミックス包丁の開発などに、その歴史をみることができる。さらに、炭化ケイ素などの人工原料の利用ならびに製造技術の発展によって、強度、耐熱性、耐食性などに優れたニューセラミックスが実現し、様々な産業分野で活躍している。 第5回シンポジウム「日本の技術革新―経験蓄積と知識基盤化―」 : 2009年12月16日・17日 : 国立科学博物館 上野本館

PCや携帯電話などの電子機器の特性向上のために，キャパシタ，フィルタ，抵抗等を内蔵した基板の実現が期待されている。この基板の実現にあたり，当研究グループでは，エアロゾルデポジションによる膜形成技術の開発を行っている。エアロゾルデポジションは衝撃固化現象を用いた膜形成手法であり，基板の耐熱温度以下で膜が作製可能となる。これまでに，当研究グループでプリント基板上にチタン酸バリウムからなる膜の多層化を試み，高容量化（容量密度300nF/cm²）が可能となることを確認した。本発表では，出発原料にセラミックス粉末や金属粉末を用いて樹脂基板に生成した膜の特性及び信頼性試験の結果について報告する。

記事種別: 特集

エアロゾルデポジション（ＡＤ）法は、微粒子の吹きつけと言う簡単な手法で、セラミックス粉末を常温で緻密に固化できる新規なコーティング技術である。この現象は、常温衝撃固化現象（ＲＴＩＣ）と呼ばれ、金属からセラミックス材料まで幅広い材料の集積化、材料創成に新たな展開をもたらす可能性がある。本講演では、ＡＤ法のコアとなる常温衝撃固化現象のメカニズムやその制御要素などにも触れ、ＢＴＯやＢＳＴなど誘電体材料に適用した場合の特性やその応用展開などについて現状と今後の課題を報告する。

エアロゾルデポジションは, 衝撃固化現象を利用し, 音速レベルに加速したセラミックナノ粒子をノズルで膜を形成する方法である。この方法では, 室温付近でセラミック膜を成膜することが可能である。我々はこの技術を応用し, 樹脂基板上へ高誘電率セラミックスの多層コンデンサ形成した受動素子内蔵基板の開発に取り組んでいる。これまでに, チタン酸バリウム系誘電体のエアロゾルデポジション形成技術開発を行い, プリント基板上で誘電率400(MAX), 容量密度 300nF/cm2のコンデンサを形成できることを明らかにした。 本研究では, エアロゾルデポジションの膜微構造と誘電特性との関係および各種信頼試験(熱サイクル試験, 飽和蒸気圧(PCT)試験, バイアス試験)におけるエアロゾルデポジションの膜特性について報告する。

コンピュータ, 携帯電話等の各種電子機器の性能向上のためにキャパシタ, フィルター等を内蔵化した小型・低コスト・高性能電子配線基板の実現が期待されている。現在LTCCは, この基板開発にむけての最有力技術として有望視されているが, コストが比較的高い。我々はエアロゾルデポジションで受動素子を形成した樹脂系ビルドアップ基板を次世代の低コストモジュール基板として提案している。エアロゾルデポジションは衝撃固化現象を利用した成膜方法であり, 樹脂の耐熱温度以下でセラミック膜を形成することが可能である。本講演では受動素子内蔵基板開発におけるエアロゾルデポジション技術の重要性ならびにエアロゾルデポジションで形成したチタン酸バリウム膜の構造・特性について述べる。