【メッキ技能士直伝】部分メッキの基礎知識｜マスキング方法の種類と失敗しない指示のポイント
- connectionfukui
- 1月20日
- 読了時間: 18分
株式会社コネクションは、マスキングによる部分めっき処理も対応しております。
ご相談・お問い合わせはお気軽にどうぞ。
部分メッキとは、製品の特定の箇所のみにメッキ処理を施す表面処理技術です。
後工程との兼ね合いや寸法公差への配慮が必要な場合、また特定部位にのみ導電性・耐食性・装飾性などのメッキ特性を付与したい場合に有効な手法です。不要な部分への処理を省くことで、材料使用量を抑え、コスト削減につながる点も大きなメリットです。
部分メッキは、電子機器や半導体分野をはじめ、自動車部品など、精度や機能性が求められる分野で幅広く採用されています。
部分メッキの方法として、最も一般的に用いられているのが「マスキング」による手法です。マスキングとは、メッキを施したくない部分を事前に保護し、必要な箇所のみにメッキを行う方法です。一口にマスキングと言っても、使用する材料や施工方法によっていくつかの種類があり、製品形状やメッキ条件に応じた適切な選定が求められます。
本記事では、マスキングによる部分メッキについて、 ・マスキングの主な種類とそれぞれの特徴 ・用途や形状に応じた使い分けのポイントを分かりやすくご紹介します。
また、実際にマスキングによる部分メッキをメッキ業者へ依頼する際に、事前に確認しておきたい注意点についても解説します。
部分メッキをご検討中の方、マスキング方法でお悩みの方は、ぜひ参考にしてみてください。
■ＩＮＤＥＸ■
1.1. 部分メッキとは
1.2. 部分メッキの目的
3.1. マスキングテープ
3.2. マスキングゾル（塗料）
3.3. 専用治具
3.4. レジスト法
3.5. ワックス法
4.1. 設計時の注意点
4.2. メッキ処理時の注意点
5.1. 電子機器や半導体の分野
5.2. 自動車分野
5.3. その他の分野
1. 部分メッキとは
1.1. 部分メッキとは
メッキとは、素材表面に金属の皮膜を付着させる表面処理技術です。
メッキにはさまざまな手法がありますが、多くの場合、素材をメッキ液に浸漬して処理を行います。そのため、製品全体の表面を均一に金属皮膜で覆う「全体メッキ」が一般的な仕上げ方法となります。
メッキ処理後の製品表面には、メッキ皮膜が持つ特性が付与されます。これにより、耐食性の向上による防錆効果や、導電性・はんだ付け性といった電気的特性の付与、さらには外観品質の向上など、さまざまな機能を持たせることが可能となります。
一方で、製品や部品の用途によっては、あえてメッキを施さず、素材本来の表面特性を部分的に残したい場合もあります。例えば、寸法精度を確保したい箇所や、後工程で別処理を行う部位などが該当します。
このように、製品の一部分のみにメッキを施す技術を「部分メッキ」といいます。
部分メッキは、全体メッキの工程をベースとしながら、メッキを行わない不メッキ部を保護して処理を行う方法が一般的です。この際に用いられる手法を「マスキング」と呼び、部分メッキを実現するための重要な工程となります。
1.2. 部分メッキの目的
部分メッキには、製品の機能性や品質を確保するために、いくつかの明確な目的があります。ここでは代表的な目的を例としてご紹介します。
後工程との関連
亜鉛メッキやニッケルメッキなどの金属皮膜は、溶接を行う際にガスが発生しやすく、十分な接合強度が得られない場合があります。そのため、溶接やろう付けを行う箇所については、あらかじめ不メッキとする設計が求められることがあります。
寸法精度の維持
ネジ部や部品の嵌合部などは、非常に厳密な寸法公差で設計されています。メッキ処理によって皮膜が形成されると、その分寸法が変化するため、機能や組付けに支障をきたす場合があります。このような箇所では、寸法精度を維持する目的で部分的に不メッキとするケースがあります。
機能の使い分け
同一部品であっても、エリアごとに求められる機能が異なる場合があります。例えば、ある部分には導電性や接触特性が必要である一方、他の部分にはそれらの特性が不要、もしくは付与しない方が良い場合です。このような場合、必要な箇所のみにメッキを施すことで、機能の使い分けを行います。
コスト削減
金やパラジウムなどの高価な金属を使用するメッキでは、必要最小限の箇所のみに処理を行うことで、材料費の削減が可能となります。ただし、部分メッキはマスキングなどの追加工程が発生するため、場合によっては材料費の削減効果を工程コストが上回り、全体コストがかえって増加することもあります。
そのため、部分メッキを検討する際には、事前に製品図面を提示したうえでメッキ業者と十分に打ち合わせを行い、見積もりを取得することが重要です。
2. マスキングによる部分メッキの工程
マスキングによる部分メッキの代表的な工程は、以下の流れで行われます。
脱脂 → マスキング → 前処理 → メッキ処理 → 水洗・乾燥 → マスキング剥離 → 後処理
この工程のうち、「マスキング」と「マスキング剥離」は、部分メッキ特有の工程です。
不メッキ部を覆うマスキングは、メッキ液を遮断できる専用のテープや塗料などを用いて行います。しかし、マスキング材で覆っていても、境界部や微細な隙間からメッキ液が侵入する可能性があります。そのため、マスキング前の脱脂工程を十分に行い、油分や汚れを確実に除去することが重要です。
また、メッキ皮膜の密着性を高める目的で、前処理工程においてエッチングなどの化学処理を行う場合があります。この際、使用するマスキング材が前処理薬品と反応しないこと、膨潤や剥離を起こさないことを事前に確認する必要があります。
マスキング剥離工程では、テープやマスキング材の残渣が製品表面に残らないよう、確実に除去することが求められます。残渣が残ると、外観不良や後工程での不具合の原因となるため、慎重な作業が必要です。
このように、部分メッキは全体メッキと比べて工程管理が複雑になり、細心の注意を要する作業が多くなります。その結果、作業工数や処理時間が増加する点も、部分メッキの特徴の一つといえます。
3. 代表的なマスキング手法
3.1. マスキングテープ
マスキングによる部分メッキには、いくつかの手法がありますが、代表的なものがマスキングテープを用いた方法です。
マスキングテープによる手法は、材料費が比較的安価で、専用の設備を必要としないことから、最も広く用いられているマスキング方法の一つです。不メッキ部に耐薬品性・耐熱性を備えたマスキングテープ（カプトンテープなど）を貼り付けた状態でメッキ処理を行います。
この方法は、テープで覆えるシンプルな形状の製品や、比較的高い精度を求めない部分メッキに適しています。
一方で、マスキング作業は手作業になることが多く、工数が増えやすい点には注意が必要です。特に角部や端部は、ヘラなどを使用して十分に圧着しなければ、境界部分にメッキのにじみが発生する可能性があります。
また、処理時間の長いメッキや条件の厳しいメッキでは、圧着を十分に行っていても、テープ端部からメッキ液が侵入してしまうケースがあります。そのため、処理条件や要求品質に応じた適切な手法選定が重要となります。
3.2. マスキングゾル（塗料）
次に、マスキングゾル（塗料）を用いた方法です。
マスキングゾルによる手法は、不メッキ部に液状の樹脂塗料をハケやスプレーなどで塗布し、乾燥させたうえでメッキ処理を行う方法です。テープでは対応が難しい複雑な凹凸形状や曲面部にも適用しやすい点が大きなメリットです。
一方で、塗布後の乾燥時間が工程に加わることや、メッキ後のマスキング剥離に手間がかかるといったデメリットもあります。塗膜が厚くなりすぎると、剥離作業が困難になる場合もあるため、塗布方法や膜厚管理には注意が必要です。
そのため、剥離性に優れた専用のマスキングゾルを使用したり、近年ではメッキ工程内で使用する洗浄液によって溶解し、自然に除去されるタイプのマスキング塗料も開発・実用化されています。
形状の自由度が高い反面、工程管理が重要となるため、製品形状や要求品質に応じた適切な選定が求められます。
3.3. 専用治具
三つ目は、シリコンゴムなどの弾性体を用いた専用治具によるマスキング方法です。
この手法では、製品を弾性体で挟み込む、あるいは密着させることで、不メッキ部へのメッキ液の侵入を物理的に遮断します。テープや塗料によるマスキングと異なり、治具を装着するだけで安定したマスキングが可能となります。
治具の初期製作には一定のコストがかかりますが、コネクタやボルトの特定部位など、同一形状の製品を繰り返し部分メッキする場合には、高速かつ大量生産に適した方法です。作業のばらつきが少なく、品質の安定化を図りやすい点も大きな特徴です。
一方で、シリコンゴムなどの弾性体は、使用回数や薬品の影響により劣化が進行します。劣化によって密着力が低下すると、メッキ液の侵入や不良の原因となるため、品質を安定させるには定期的な点検や交換といったメンテナンスが不可欠です。
3.4. レジスト法
四つ目は、超精密な部品に用いられるレジスト法です。
レジスト法は、半導体分野などで使用されている微細加工技術を応用したマスキング手法です。写真の現像技術を利用し、光硬化性樹脂（フォトレジスト）を塗布した後、露光・現像を行うことで、メッキを施す部分と不メッキ部を高精度に分離します。
この方法は、プリント基板の微細回路や超小型電子部品など、μm（マイクロメートル）単位の精度が要求される部分メッキに適しています。非常にシャープな境界が得られるため、他のマスキング手法では対応が難しい超精密加工が可能です。
一方で、工程が複雑で、露光装置やクリーンルームなどの専用設備が必要となります。そのため、マスキング手法の中では最もコストが高くなる傾向があり、用途や要求精度を十分に検討したうえで採用を判断する必要があります。
3.5. ワックス法
五つ目は、ワックス法によるマスキングです。
ワックス法は、加熱して溶融させたロウ（ワックス）を不メッキ部に塗布し、冷却・固化させることでメッキ液の侵入を防ぐ方法です。液状で塗布できるため、微細な隙間や複雑な形状にも追従しやすい点が特徴です。
一方で、溶融温度や冷却条件の管理が難しく、温度管理を誤るとマスキング不良や形状崩れが発生する恐れがあります。また、メッキ後の剥離や除去が困難な場合もあり、残渣処理には十分な注意が必要です。
ここまで、マスキングによる部分メッキの代表的な手法をご紹介してきましたが、最適な方法は製品や部品の特性によって大きく異なります。例えば、以下のような観点から使い分けることが重要です。
大量生産品か、多品種少量品か
求められる精度のレベル
不メッキ部へのメッキ侵入許容度
マスキング残渣に対する要求の厳しさ
これらの条件を踏まえたうえで、最適なマスキング手法を選定することが、品質とコストを両立させるポイントとなります。
4. マスキングによる部分メッキの注意点と対策
4.1. 設計時の注意点
製品に部分メッキが必要な場合、その内容をメッキ業者へ正確に伝えることが非常に重要です。指示が不明確なまま進めてしまうと、想定していない箇所にメッキ皮膜が付着したり、結果として不要な工程が増え、コストが増大してしまうこともあります。
このようなトラブルを防ぐため、設計段階でいくつかの注意点を押さえておく必要があります。
図面による明確な指示
部分メッキの指示は、必ず図面を用いて行うことが基本です。図面上で部分メッキしたい箇所をハッチングなどで明示し、「ハッチング部を〇〇メッキ、その他は不メッキ」といった注記を入れることで、認識のズレを防ぐことができます。
許容値の明示
マスキング方法によっては、境界線付近にメッキ液がわずかに侵入し、境界部分に薄いメッキ層が形成される場合があります。このため、どの程度までのズレや付着を許容できるかを事前に伝えることが重要です。
例えば、「境界線より〇mm以内のズレは許容」といった形で明示しておくことで、適切なマスキング手法の選定が可能になります。ただし、許容値を極端に厳しく設定すると、専用治具の製作や作業工数の増加につながり、コストが大幅に上昇する点には注意が必要です。
判断に迷う場合は、製品性能に影響を与えない範囲で、やや大きめの許容値を設定することをお勧めします。
3段階指定による指示方法
部分メッキの指示方法としては、
「ここからここまでは必須」
「ここはメッキ不可」
「その他は付着してもよい（または薄く付着可）」
といった3段階で指定する方法も有効です。これにより、品質要求とコストのバランスを取りやすくなります。
境界形状とコストの関係
部分メッキの境界線は、可能な限り直線的でシンプルな形状とする方が、安定した対応が可能です。必要以上に複雑な曲線やジグザグ形状を指定すると、精度低下のリスクが高まるほか、それを防ぐための工数や治具費が増加し、コストアップにつながります。
コスト削減目的での注意点
なお、コスト削減のみを目的として部分メッキを検討する場合には注意が必要です。金やパラジウムなどの貴金属メッキを除き、一般的な金属メッキでは、マスキング工程や治具費、作業工数の増加により、かえって全体コストが高くなるケースも少なくありません。
部分メッキを採用する際は、コスト面だけでなく、品質や機能要件を含めて総合的に判断することが重要です。
4.2. メッキ処理時の注意点
図面で部分メッキの指示を明確に行い、実際にメッキ工程へ移行した場合でも、いくつかのリスクが発生する可能性を想定しておく必要があります。
前述のとおり、マスキング境界部では、にじみやしみといった現象が発生することがあります。設計者や品質管理担当者は、これらが事前に定めた許容値以内に収まっているかを確認することが重要です。
また、マスキング境界の直近部分では、メッキ処理中に電流が集中しやすくなります。その結果、メッキ方法や条件によっては、境界付近のみ皮膜が厚くなり、膜厚の均一性を損なう場合があります。この点も、部分メッキ特有の注意事項の一つです。
一方、メッキ処理の実務者側においては、以下の点が特に重要となります。
製品形状や要求精度に応じたマスキング方法・マスキング材の適切な選定
マスキング境界部へのメッキ液侵入を防ぐための密着性の確保
脱脂や前処理工程の徹底によるマスキング性能の安定化
メッキ後におけるマスキング材残渣の確実な除去と清掃
これらの工程を丁寧に管理することで、部分メッキにおける品質トラブルの発生を抑えることが可能となります。
5. マスキングによる部分メッキの適用例
5.1. 電子機器や半導体の分野
電子機器や半導体の分野は、部分メッキが最も多く活用されている分野の一つです。
代表的な例として、コネクタや端子部品が挙げられます。これらの部品では、相手端子と実際に接触する部分のみに金メッキを施すケースが一般的です。金は酸化しにくく、導電性や接触信頼性に優れた金属ですが、材料費が高いため、製品全体にメッキを施すとコストが大きく増加してしまいます。
そのため、差し込み口の先端部など、機能上必要な箇所のみに部分メッキを行うことで、性能を確保しながらコスト削減を実現しています。
また、スマートフォンなどに使用される電子基板においても、部分メッキは欠かせない技術です。部品をはんだ付けするランド部や、スイッチの接点部など、必要な箇所のみに金メッキやスズメッキを施します。
不要な箇所にまでメッキ皮膜が形成されてしまうと、電気的なショートの原因となったり、はんだが意図しない方向へ流れ出す原因になることがあります。部分メッキを適切に行うことで、これらの不具合を防ぎ、電子機器としての信頼性を高めています。
5.2. 自動車分野
自動車分野においても、部分メッキは幅広く活用されています。
代表的な例として、エンジン駆動部品に使用されるシャフト類が挙げられます。これらの部品では、摩耗が発生しやすい摺動部のみに硬質クロムメッキを部分的に施すケースがあります。
摺動部品は、繰り返し接触・摩擦を受けるため、表面硬度や耐摩耗性を高める必要があります。一方で、部品全体にメッキを施してしまうと、皮膜分の寸法増加によってクリアランスが変化し、動作不良や性能低下を引き起こす可能性があります。
そのため、機能上必要な箇所のみに部分メッキを行うことで、耐久性の向上と寸法精度の維持を両立させています。自動車部品では信頼性要求が非常に高いため、このような部分メッキによる機能最適化が重要な役割を果たしています。
5.3. その他の分野
部分メッキは、電子機器や自動車分野以外にも、さまざまな分野で活用されています。
例えば、ボルトやナットでは、ねじ山の一部のみに潤滑性や防食性を目的としたメッキを施すケースがあります。部品全体に厚くメッキを行ってしまうと、皮膜分の寸法増加によって、ボルトとナットが正しく噛み合わない嵌合不良が発生する可能性があるためです。
また、医療分野においては、医療用電極のセンサーチップ先端など、人体や検体と接触する極めて限られた部分のみに、プラチナや金といった貴金属メッキを施します。これにより、高い生体適合性や安定した電気的特性を確保しています。
そのほかにも、万年筆のペン先先端（イリジウムなど）や、模型・装飾部品の一部など、機能性や意匠性が求められる製品にも部分メッキは用いられています。このように、部分メッキは多様な要求に応えるための重要な表面処理技術といえます。
6. マスキング以外の方法での部分メッキ
本記事では、マスキングによって不メッキ部を覆う方法を中心に、部分メッキについてご紹介してきました。
部分メッキといえばマスキング法が代表的な手法ですが、用途や製品形状によっては、それ以外の方法が適している場合もあります。以下に、代表的なマスキング以外の部分メッキ方法をご紹介します。
まず「部分浸漬法」は、メッキしたい部分のみをメッキ液に浸す方法です。境界が直線的で、かつ構造が単純な場合には、治具構成もシンプルで、マスキング材を使用しないためゴミが出にくいという利点があります。一方で、液面の揺れや毛細管現象の影響を受けやすく、境界線が不安定になりやすいという欠点があるため、境界精度の要求が比較的緩やかな場合に限って適用されます。
次に「筆メッキ（ブラシメッキ）」は、メッキ液を含ませた筆状の電極で、必要な箇所のみをなぞるように処理する方法です。設備を大掛かりにする必要がなく、大型構造物の現地補修や、摩耗部への部分的な肉盛りなどに多く用いられます。ただし、膜厚の均一性や量産性には限界があります。
「スポットメッキ」は、ノズルからメッキ液を噴射し、特定箇所のみにメッキを行う方法です。自動化・連続処理との相性が良く、ライン化による高速処理が可能なため、量産部品に適用されることがあります。ただし、装置設計や条件管理の難易度は比較的高くなります。
最後に「レーザー剥離」は、一度製品全体にメッキを施した後、高精度レーザーによって不要なメッキ部分を選択的に除去し、不メッキ部を形成する方法です。微細で複雑な形状にも対応できるため、自動車のエンブレムや意匠性の高い部品などで活用されています。ただし、工程数が増える点や設備コストが高い点には注意が必要です。
7. まとめ
本記事では、マスキングによる方法を中心に、部分メッキについて解説してきました。以下に要点をまとめます。
・部分メッキとは、製品や部品の特定部位のみにメッキ皮膜を付与する方法であり、後工程との整合、寸法精度の維持、機能の使い分け、コスト削減などを目的として用いられます。
・一方で、貴金属メッキ以外の場合は、工程数の増加や専用治具の製作が必要となることから、条件によっては全面メッキよりもコストが上昇する場合があります。
・代表的なマスキング方法には、マスキングテープ、マスキングゾル、専用治具による方法、レジスト法などがあり、製品形状、要求精度、生産数量に応じた適切な手法選定が重要です。
・部分メッキを指示する際には、図面上でメッキ部・不メッキ部を明確に区分し、境界部の許容範囲や仕上がり要求を明示することが不可欠です。
・マスキングによる部分メッキは、電子機器・半導体分野をはじめ、自動車分野など幅広い産業で活用されており、機能性と経済性を両立させるための重要な表面処理技術の一つです。
【メッキ加工のプロフェッショナルが、あなたの「困った」を解決！】
「この加工、どうしても上手くいかない…」「他社で断られてしまった…」「納期が迫っているけど間に合うか不安…」
もし、メッキ加工や表面処理でお困り なら、ぜひ 株式会社コネクション にご相談ください！
私たちコネクションは、長年の経験と実績、そして高度な専門知識を持つ メッキ加工・表面処理のスペシャリスト集団 です。他社で対応が難しい案件も、培ってきた技術とノウハウで数多く解決してきました。
「他社で断られたから…」と諦める前に、まずは私たちにご相談ください。
コネクションが選ばれる理由
1. 高度な技術力無電解ニッケルメッキ、アルマイト処理、ナトリウム処理などの特殊加工まで、幅広いニーズに対応可能。
2. 迅速な対応お問い合わせには原則 1営業日以内 に回答。お急ぎの案件も最適な解決策をスピーディーにご提案します。
3. 強力なネットワーク100社以上の協力メーカーとの連携により、自社で難しい案件も解決に導きます。
4. 安心のサポート体制25年以上の実績を持つ電気メッキ技能士が、お客様の課題に直接向き合い、丁寧にサポートします。
「こんな難しい案件、本当にできるのかな…」と悩む前に、ぜひ一度 コネクションにご連絡ください。私たちはお客様の課題に真摯に向き合い、最適な解決策をご提案いたします。
めっきに関するお問合せやご質問はメールもしくはお電話にてお気軽にご連絡下さい。
お急ぎの方はこちら 直通電話 090−6819−5609
1996年、福井工業大学附属福井高等学校を卒業後、地元のメッキ専門業者に入社、製造部門を4年経験後に技術部門へ異動になり、携帯電話の部品へのメッキ処理の試作から量産立ち上げに携わる。
30歳を目前に転職し別のメッキ専門業者に首席研究員して入社。メッキ処理の新規開発や量産化、生産ラインの管理、ISO9001管理責任者などを担当。
コメント