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銅メッキ

銅メッキ

銅メッキは、電気伝導性の高い物質で、近年の電気文化には不可欠な存在です。また、熱伝導性も高く多岐にわたり産業で利用されています。ビジネスの視点から、銅メッキの利点、扱い、そしてその技術について詳しく解説します。

 

目次

  1. 銅メッキとは
     

  2. 銅メッキの方法
    2.1 電気メッキ
    2.2 無電解メッキ

     

  3. 銅メッキの特徴と用途
    3.1 電気伝導性
    3.2 熱伝導性
    3.3 装飾性
    3.4 浸炭防止

     

  4. 銅メッキのデメリット
    4.1 メッキ液の腐食性
    4.2 メッキ後の変色

     

  5. 銅メッキの剥離方法

​1. 銅メッキとは?

銅メッキは、金属やプラスチックなどの表面に銅の金属膜を成膜する方法です。

銅メッキを施す事により、製品の耐久性や外観が向上します。


 

2. 銅メッキの方法

銅メッキには、主に以下の2つの方法があります。

  • 電気メッキ: 外部電源を利用して銅を析出させる方法です。

  • 無電解メッキ: 化学反応を利用して銅を析出させる方法です。

 

電気メッキと無電解メッキはどちらの方法も金属の皮膜を素材の表面に析出させる技術ですが、それぞれに特徴があります。

 

 

2.1 電気メッキ

電気メッキは、外部から電流を流して金属を素材に析出させる方法です。電気を通す物質であれば、さまざまな素材にメッキを行う事ができます。

2.2 無電解メッキ

無電解メッキは化学反応を利用し、化学的に電子のやり取りを行い、皮膜を析出させる方法です。電気を通さない不導体にもメッキを行う事ができます。

 

3. 銅メッキの特徴と用途

3.1 電気伝導性

銅は電気抵抗が低い金属であり、銀に次いで高い電気伝導性を持ちます。そのため、電気部品や電子機器の基板、コネクタ、ケーブルなど、電気を通す必要がある様々な部品に銅メッキが使用されています。

  • 電気伝導率: 約56.6 MS/m (20℃)

  • 銀との比較: 約97%

  • 用途例: 基板、コネクタ、ケーブル、電極、ヒューズ、モーター、半導体パッケージ

 

3.2 熱伝導性

銅は熱伝導率も高く、熱を伝えやすい性質を持っています。そのため、電子機器の放熱部品や熱交換器など、熱を効率的に移動させる必要がある部品にも銅メッキが使用されています。

  • 熱伝導率: 約401 W/mK (20℃)

  • アルミとの比較: 約1.67倍

  • 用途例: ヒートシンク、放熱板、熱交換器、冷却管、水冷システム、自動車部品

 

3.3 装飾性

銅は温かみのある金色の光沢を持ち、高級感を演出することができます。そのため、アクセサリーや家具、建材など、装飾性を重視する製品にも銅メッキが使用されています。

  • 色: 金赤色

  • 光沢: 光沢あり、半光沢、つや消し

  • 質感: 柔らかい、温かみのある

  • 用途例: アクセサリー、家具、建材、仏具、楽器

 

3.4 浸炭防止

銅は鉄鋼材料の表面にメッキすることで、浸炭を防止することができます。浸炭とは、鋼材が炭素を吸収して硬くなる現象です。銅メッキは炭素の透過を防ぎ、鋼材の表面を保護します。

  • 浸炭防止効果: 高い

  • 用途例: 焼きなまし炉部品、熱処理炉部品、ガス化装置部品、自動車部品、機械部品

 

 

4. 銅メッキのデメリット

4.1 メッキ液の腐食性

銅メッキ液には酸性・アルカリ性のどちらもありますが、酸性の銅メッキ液を使用する場合には、強酸性ですので、素材の腐食、メッキ設備の腐食に注意が必要です。

また、銅メッキの廃液には重金属イオンが含まれるため、むやみに下水に流すことはできませんので、自作で銅メッキを検討されていられる方はお気をつけ下さい。

 

4.2 メッキ後の変色

銅は空気中の硫黄成分と反応して黒ずむことがあります。これは、銅が硫化銅という物質に変質するためです。

 

  • 変色防止方法: クリアラッカー、変色防止処理

  • 変色後の対策: 研磨、再メッキ

 

5. メッキの剥がし

銅メッキは、様々なメリットを持つ表面処理技術ですが、剥がす必要が生じる場合もあります。銅メッキを剥がす方法はいくつかあり、それぞれメリットとデメリットがあります。

 

5.1 剥離剤を使用しての剥離方法

剥離剤は、化学反応を利用して銅メッキを溶解させる方法です。比較的簡単に剥がせる方法ですが、素材、下地によって剥離剤を選択する必要があります。また、下地の素材によって素材が溶解してしまい、銅メッキを剥がすことができない場合があります。

 

5.2 機械的に剥離す方法

機械的に剥離する方法は、機械研磨により銅メッキを削り取る方法やサンドブラストによる 研磨剤を吹き付けて銅メッキを削り取る方法などがあります。

 

機械研磨を使って剥離する場合は時間が掛かる、精密な作業が困難などの欠点がありますが、剥離剤が使用できない場合や一部を剥離したい場合などに有効です。

 

サンドブラストによる剥離する方法は、広い面積の剥離するのに適していますが、均一に剥離ができない事から剥離にムラが生じる。素材表面がブラストにより艶消しの表面になるなど欠点があります。

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Q&A

  • 純チタン2種(170×150 t 10mm)の製品にニッケルめっき可能でしょうか?
    純チタンへのニッケルめっき対応可能です。 ​サイズ的にも問題ございませんので、形状の詳細がわかる図面を送って頂けると幸いです。
  • 亜鉛ダイキャスト(亜鉛ダイカスト:ZnDC)素材にニッケルめっきを施したいのですが、対応可能でしょうか?
    亜鉛ダイキャスト素材へのニッケルめっきを直接処理することができないため、下地に銅メッキを5μm以上施した上のニッケルめっき となります。指定の膜厚などお聞かせ下さい。
  • ニッケルめっきを施したシャフト(SCM435)を一部追加工を施したのですが、一部ニッケルめっきが無くなってしまいました。 一部ニッケルめっきが無くなった箇所へニッケルめっきを施す事は可能でしょうか?
    形状によりますが、部分ニッケルめっき可能ですが、既存のニッケルめっきの上に再度ニッケルめっきを重ねても宜しければ全体的に 再度めっき処理を施させて頂いた方が意匠性、費用などの面から優位です。
  • 他社で処理しておりますニッケルめっき品で下地の銅めっきとニッケルめっきの層間で剥離が発生するものがあります。 考えられる原因は何でしょうか?
    考えられる原因としましては次の事が考えられます。 1.下地の銅めっき後の水洗水の汚れ 2.銅めっきからニッケルめっきに入るまでの時間が長い ​3.下地の銅めっき表面に光沢剤の薄い皮膜がついている いずれにしましても弊社にて一度試作処理させて頂ければ問題を解決できると思われます。
  • 鉄鋼材をバレルめっきにてニッケルめっきを行なっていますが、凹み部などに黄色のシミ(変色)が発生することがあります。 シミ(変色)の発生原因と対策を教えて頂けないでしょうか?
    鉄鋼製の製品をバレルでめっきを行なっているとの事で、凹み部にめっきが析出していないものと考えられます。 ニッケルめっきが析出していないことで素材のサビが発生しているのでは無いかとかんがえられます。 対策としましては、1回の処理量を減らして尚且処理時間を伸ばし全体的なニッケルめっきの膜厚を厚く処理することで緩和されるものと思われます。
  • 真鍮製品にニッケルめっきを施していますが、皮膜の欠陥により被覆されていない事を目視で判断することはできなでしょうか?
    真鍮製品に施したニッケルめっきが被覆されているか確認する方法としましては、純水700ml、アンモニア水700ml、25%トリクロル酢酸700ml、もしくは過硫酸アンモニウム50g/l、アンモニア水75ml/lの溶液に5分浸漬することで、ニッケルめっきの欠陥などにより真鍮素材が露出している箇所は溶液が青色に変化するため可視化しやすく判断が可能です。
  • ニッケルめっき浴(ワット浴)を使用してめっき処理を行なっていますが、pHが調整していないのに少しずつ下がって行きます。 一般的にpH調整で下げる事はあると思いますが、上げる事は少ないと思いますが適正な状態でしょうか?
    結論からお話しますと、適正な状態ではありません。 適正な状態ですとニッケルめっき浴の陽極のニッケルが溶解し、使用していない状態でも徐々にpHが上昇していく状態が正常な状態です。 ​pHが下がっていく原因としましては、ニッケルの陽極が少ない、もしくは前処理の酸が持ち込まれているのでは無いかと考えられます。
  • ニッケルめっきのpHを上げるには水酸化ナトリウムやアンモニア水は使わずに炭酸ニッケルや水酸化ニッケルなどを使っていると思いますが、ナトリウムイオンやアンモニウムイオンが有害であるためと言われましたが、ピット防止剤や光沢剤ではナトリウム塩が用いられていますが有害では無いのでしょうか?
    メッキ浴にナトリウムイオンやアンモニウムイオンが含まれますとメッキ皮膜が硬く、脆いメッキ皮膜となるためこれらの塩は使わないようになっていますが、ピット防止剤や光沢剤は添加量が少量であるため、影響が小さいと考えられます。
  • ニッケルめっきに非ろ波の整流器を検討しておりますが問題ありませんか?
    ろ波の必要性はありませんが、整流器の波形は全波がよく、半波ですとニッケルめっきにはおすすめできません。
  • 他社で処理しているニッケルめっき品ですが、時々めっき皮膜に割れが発生します。 突発的な不具合ですが、ニッケルめっき皮膜が割れる原因を教えて下さい。
    ニッケルめっき皮膜が割れが発生するということは、めっき皮膜が脆い事が原因かと思われます。 ニッケルめっき皮膜が脆くなる原因としましては、次の事が考えられます。 ①浴温が低すぎる。 ②pHが規格外になっている。 ③電流密度が高すぎる。 ​④光沢剤が過剰などが考えられますので処理されているメーカー様にこの辺りの 情報を開示して頂ければ再度弊社の方で問題が無いか確認させて頂きます。
  • 装飾クロムめっき(ニッケルクロムめっき:下地に光沢ニッケル)で白く曇る現象がでております。 また、つき周りも低下しておりますが考えられる原因は何でしょうか?
    クロムめっき液の不調が考えられますが、下地に使用している光沢ニッケルめっきとして考えられる原因としましては、光沢剤過剰によりクロムめっきの析出を阻害している事が考えられます。 弊社の方でめっき専業社様へのコンサルティング(課題解決)なども行っておりますので、必要でしたらご相談ください。
  • ニッケルめっきした製品にザラつきが発生しております。 原因としてはどのような事が考えられますか?
    ザラつきの原因は複数考えられます。 ①異物付着(メッキ液内に不純物が混入したものが付着) ②過剰な電流密度 ③素材起因のザラつき ​現物をお送り頂ければ弊社の方で確認させて頂きます。
  • ステンレス鋼にニッケルめっきを行う場合、ニッケルストライクが必要と言われましたが、なぜ直接ニッケルめっきが処理できないのでしょうか?また、ニッケルストライクとはなんでしょうか
    ステンレス鋼は鉄とニッケルとクロムが主成分の材料です。その主成分であるクロム成分が素材表面に濃縮し、不動態膜が形成されるためですが、この不動態化が通常のニッケルめっきの前処理工程では除去できず、密着低下の原因となります。 ​ニッケルストライクは塩酸をベースとしたメッキ浴で、塩酸中でクロム金属は不動態化できないため、塩酸ベースのニッケルストライクで処理を行うと、不動態化を除去しながらニッケルめっきを処理することができ、密着性を確保することが可能です。
  • ニッケルめっきとクロムめっきですが、素人では見分けが難しいのですが、簡単に見分ける方法はありませんか?
    簡単に見分ける方法としましては、息を吹きかける、シャワーを掛ける、日の光で確認するなどがあります。 ​いずれもニッケルめっきは黄色っぽく、クロムめっきは白っぽくなりますので見分けができると思います。
  • 柔軟性のあるニッケルめっきが欲しいのですが、対応可能でしょうか?
    無光沢ニッケルめっきでニッケル濃度、pH、温度、不純物などを調整することで、 比較的柔らかい(硬度HV150程度)のニッケルめっき皮膜を形成することが可能です。
  • 亜硫酸ガス雰囲気中で使用される部品がありますが、このような腐食性の大きい雰囲気中ですが、ニッケルめっきを施す事で使用可能でしょうか?
    亜硫酸ガス雰囲気での使用との事ですが、亜硫酸を含む腐食液を用いて行われるケスタニッチ法試験にて2層のニッケルめっきを評価した場合、下層の半光沢ニッケルめっきまで腐食されることから、亜硫酸ガス雰囲気での長期使用は難しいと思われます。 2層ニッケルめっきではなく、3層(トリニッケルめっき)や半光沢ニッケルめっきの下地に銅めっきを施す3層めっきにて使用できる可能性がありますのでご評価頂けると幸いです。
  • 3層めっき(トリニッケルめっき)はめっきの層を積層(ミルフィーユのように重ねる)することで耐食性が上がる事はなんとなくわかるのですが、母材から半光沢ニッケルめっき→トリニッケルめっき→光沢ニッケルめっきの組み合わせでなぜ耐食性が向上するのでしょうか?
    最下層の半光沢ニッケルめっき(メッキ皮膜硫黄含有率0%)と最上層の光沢ニッケルめっき(メッキ皮膜硫黄含有率0.05%)との中に、硫黄含有率の多いトリニッケルめっき(メッキ皮膜硫黄含有率0.1~0.2%)を施すことで、ニッケルめっきが腐食される際に局部電池作用が発生し、トリニッケルめっきが優先的に溶解するため最下層の半光沢ニッケルめっきが守られ結果的に耐食性の向上に繋がります。
  • ABS樹脂(3Dプリンター整形品)材料に装飾のニッケルクロムめっきを施したいのですが、試作~対応可能でしょうか?
    ABS樹脂(めっきグレード)であれば処理対応可能ですが、3Dプリンターでの成形品との事ですのでスポンジで製作したような隙間の沢山ある製品となり、めっきの前処理液が成形品の隙間に残留しめっきの析出を阻害してしまうことが懸念されます。 外観の意匠性目的だけであれば銀鏡皮膜『クリアシルバ』をおすすめしております。 こちらにABS樹脂(3Dプリンター成形品)への処理品の画像を掲載しておりますので参考にして頂けると幸いです。
  • 鉄素材(S45C)にニッケルめっきが処理されていますが、剥離して頂き追加工をしたいのですが現状のめっき皮膜を剥離する事は可能でしょうか?
    鉄素材(S45C)に処理されたニッケルめっき(ニムフロン、カニフロン)の剥離可能です。 ​剥離の際には剥離液を使用してめっきを剥離しますが、多少素材が荒れてしまうので注意が必要となります。
  • CrCu(クロム銅)にニッケルめっき(5~10μm)処理可能でしょうか?
    クロム銅へのニッケルめっき処理可能です。 ​製品の形状、サイズや数量など教えて下さい。
  • アルミニウム素材(A5052)にニッケルめっきが施されている製品がありますが、ニッケルめっき皮膜を剥離することは可能でしょうか?素材を極力粗さずできますか?
    アルミ素材を極力粗さずニッケルめっきを剥離対応は可能です。 ​サイズ的に制限がございますので、製品サイズ等を教えて下さい。
  • SS41(一般構造用圧延鋼材)材にニッケルめっき10μm処理可能でしょうか?
    SS41はSS400の旧規格ですが、SS41にニッケルめっき(電解ニッケルめっき)10μm処理対応可能です。 ​電気めっきは膜厚に多少ばらつきが発生致しますので、寸法精度など必要な場合には無電解ニッケルめっきをお勧め致します。
  • アルミニウム素材(A5052)に電解ニッケルめっきを施したいのですが対応可能でしょうか?
    アルミニウム素材への電解ニッケルめっきですが、直接処理ができませんので下地に無電解ニッケルめっき(カニゼンめっき)を施した上であれば処理可能です。 ​膜厚などの詳細は別途ご相談できればと思います。
  • チタン合金Ti-6Al-4V(α-β型)に電解Niめっき10μm処理対応可能でしょうか?
    チタン合金に電解Niめっきは処理対応可能です。 ​大きさに制限がございますので、図面など大きさわかる資料を送って頂ければ確認させて頂きます。
  • チタン合金Ti-6Al-4V(α-β型)に処理されております電解Niめっきを剥離することは可能でしょうか?
    チタン合金Ti-6Al-4V(α-β型)素材上の電解Niめっきを剥離可能です。
  • HPM77(快削プリハードン鋼)にニッケルめっきを施したいのですが対応可能でしょうか?
    HPM77にニッケルめっき対応可能です。 製品のサイズや形状の判る図面やイラストを送って頂ければ処理の方法を​確認させて頂きます。
  • プリハードン鋼に黒色ニッケルめっきの対応は可能でしょうか? 膜厚5μm指定です。
    プリハードン鋼へ黒色ニッケルめっき処理可能です。 膜厚5μmとのことですが、黒色ニッケルめっきの膜厚は1μm以下と薄いため、膜厚を稼ぐ必要がある場合には下地に光沢ニッケルめっきを施させて頂きトータルで5μmに調整可能です。
  • アルミナセラミック(アルミナ99.5%)にニッケルめっきは処理可能でしょうか?
    アルミナセラミックにニッケルめっき処理可能です。 アルミナセラミックに直接ニッケルめっきは施すことができませんので、下地に無電解ニッケルめっきを施した後、 電解ニッケルめっきでの対応となります。
  • コバール素材へ意匠性目的のための光沢ニッケルめっきを検討しております。 コバール材へのニッケルめっき処理可能でしょうか?
    コバール材への光沢ニッケルめっき処理可能です。 製品の形状、サイズや数量など教えて下さい。
  • サーメット(cermet)金属の炭化物や窒化物など硬質化合物の粉末を金属の結合材と混合して焼結した複合材料に ニッケルめっきを施し脆さを軽減出来ないかと考えております。 サーメット材にニッケルめっきは可能でしょうか?
    実際に処理を施させて頂き脆さなどのご評価を頂く必要がございますが、サーメット材へのニッケルめっき処理可能です。 ​試作処理など行いながらご評価頂けると幸いです。
  • 銅とモリブデンが接合されている製品の防錆目的でニッケルめっきを検討しております。 銅素材とモリブデン共にニッケルめっきを施したいのですが処理可能でしょうか? 密着性を気にしております。
    銅素材とモリブデン素材接合品に対し同時にニッケルめっきを施す事が可能です。 ​適切な前処理を施しますので密着性も問題なく対応可能です。
  • 銅素材とタングステンが接合されている製品にニッケルめっきを検討しております。 銅素材とタングステン共にニッケルめっきを施したいのですが処理可能でしょうか?
    銅素材とタングステン素材が接合された状態でニッケルめっきを施す事が可能です。 ​適切な前処理を施しますので密着性も問題なく対応可能です。
  • コバール(鉄、ニッケル、コバルトを主成分にした合金)に導電性目的のためにニッケルめっきを施す事は可能でしょうか?
    コバール素材へのニッケルめっきに関してですが処理実績もありますが、処理可能です。 ​指定の膜厚などお聞かせ下さい。
  • 窒化アルミナセラミックス(AIN)にニッケルめっきを施したいのですが可能でしょうか?
    窒化アルミナセラミックス(AIN)へのニッケルめっきにつきまして過去に処理実績がございますが、材料により反応が異なることから先行で試作処理を施させて頂き、処理可能かの確認テストが必要でございます。 端材で結構ですので条件出しに使用してもいい材料をご用意頂けるとテスト条件確認可能です。
  • 亜鉛ダイキャスト(ZnDC)にニッケルめっきを施したいのですが対応可能でしょうか?
    亜鉛ダイキャストにニッケルめっき関しまして過去に処理実績がございます。 特に問題なく処理可能ですが、下地に銅めっき5μm以上が必須となります。 製品の形状などわかる資料を送って頂けると幸いです。
  • ベリリウム銅(BeCu)にニッケルめっきは可能でしょうか? 他社で処理して頂いたのですが、密着性が悪く剥がれが発生致します。
    ベリリウム銅(BeCu)は特殊な前処理を行わないと密着の悪いめっき処理となります。 弊社では複数のクライアント様よりベリリウム銅素材へのメッキ処理をご依頼頂き対応致しておりますので、 ​ご安心してご依頼頂ければと思います。
  • 高速度鋼にニッケルめっきを施したいのですが、対応可能でしょうか?
    高速度鋼にニッケルめっき(電解ニッケルめっき)対応可能です。 指定の膜厚などがございましたらご連絡下さい。
  • ステンレス(SUS304)につや消しの電解ニッケルめっきを施すことは可能でしょうか?
    ステンレスにつや消し電解ニッケルめっきの対応可能です。 ​つや消しの方法はショットブラストでのつや消し、めっき液でのつや消しなど選んで頂く事が可能です。
  • 小さなボタンのような形状の鉄素材の製品ですが、数量も多く吊るし用の穴なども無いのですが、電解のニッケルめっきは 可能でしょうか?
    小さなボタン形状との事ですのでバレルめっき(専用の容器に入れてメッキ処理)にて対応が可能でございます。 バレルめっきは一度に大量の製品が処理可能なため、ラック(一つ一つ製品を保持して処理)処理に比べ安価にできるメリットが ございます。 デメリットとしましては、製品同士が容器の中でぶつかりあうため、傷や打痕がついてしまいます。
  • 亜鉛鋼板へのニッケルめっき(装飾目的)を検討しておりますが、製品サイズが大きいのですが対応可能でしょうか? 寸法1800×1000 t0.4mm
    亜鉛鋼板へのニッケルめっきの対応可能です。 亜鉛を一旦除去してからの処理となりますが、一連の流れで亜鉛を剥離~めっき処理まで行いますので、腐食などは発生いたしませんのでご安心下さい。 サイズ的な所ですが、1800×1000mmであればギリギリのサイズとなりますが対応可能です。 ​製品が大きいため板の中央部などがニッケルめっきの光沢が鈍くなる可能性がございますのでご了承下さい。 ​
  • ステンレス鋼(SUS304)に処理されておりますニッケルめっきを剥離することは可能でしょうか?
    ステンレス鋼(SUS304)素材上のニッケルめっき剥離可能です。
  • ABS樹脂に導電性を持たせる目的でニッケルめっきを検討しております。 処理可能でしょうか?
    ABS樹脂へのニッケルめっき対応可能です。 ABS樹脂へ直接電解のニッケルめっきは処理できませんので、下地に無電解ニッケルめっきが必要となります。

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