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アルミ材へのめっき

PLATING ON ALUMINIUM

アルミニウムの特性

アルミニウムの特性

 アルミニウム(英語名:aluminum,元素記号:Al)は常温常圧でよい熱伝導性、電気伝導性を持ち、加工性がよく、酸化されやすいために高い耐食性をもつ軽量な金属であり、一円玉、アルミサッシや構造材やヒートシンク等、広く用いられています。

アルミ材へのめっきとは

 アルミの電気伝導性の良さと軽量であること、空気中で緻密で安定な酸化被膜を生成することによる耐食性の高さに着目され、エレクトロニクス、エネルギー分野で導電材としての採用が始まっています。

 一方で、酸化被膜は表面へ何らかの加工を施す場合、加工性を悪化させている一因となります。例えば、導電材として使用する場合には接触電気抵抗を上昇させる要因となり、接合部が発熱し、電気的なロスが大きくなってしまいます。

 長らく“難めっき材”と言われており、不安定で密着性の乏しかったアルミ材へのめっきも現在では、確実で安定したプロセスが開発されており、表面への加工における課題をめっきで解決することができます。

アルミ材のめっきプロセス

アルミ材へのめっきで得られる主な機能

POINT1
接触電気抵抗の低減
POINT2
はんだ付け性の付与
POINT3
抵抗溶接の作業性向上

接触電気抵抗の低減

 アルミの酸化被膜は電気を通しにくい性質があり、導電材料としては用途が限られます。

アルミの電気伝導率は銅の約60%と劣りますが、比重は約30%と軽量なので、同じ重さの銅に比べて2倍の電流を通すことができ、導電体としては極めて経済的な金属です。

項目 アルミニウム
比重[g/㎤] 2.7 8.9
導電率[%IACS] 64.9 100

 この経済性を活用するため、アルミ材の酸化被膜を除去した後、酸化被膜が生成される前に電気抵抗が上昇しにくい金属をめっきします。

アルミへのめっきは接触電気抵抗値を抑制し、軽量な導電材としての活用を可能にします。

接触電気抵抗の低減

加重0.5Nのときの接触電気抵抗値を比較すると87.5%の抑制効果があります。

めっきありなし比較の図

はんだ付け性の付与

 アルミは酸化されやすく、はんだをはじいてしまいます。一般的には、はんだ付け性の付与のために、フラックスを使用する場合がありますが、強酸性のものが多く、フラックスがアルミ材を侵す恐れがあります。

 また、フラックスを使用した場合は、はんだ付け後に洗浄工程を設ける必要があり、環境への影響、作業者への負担が懸念されます。

 アルミは電解腐食を起こしやすい金属であるため、直接はんだづけすると局部電池を形成し、はんだ付け部が劣化しやすい状況となります。

 予備はんだめっきとして長い採用実績のある、Ni+Snめっきによる表面改質でアルミ材へのはんだ付けが可能です。

はんだ付け性の付与

抵抗溶接の作業性向上

 抵抗溶接を用いてアルミ材を溶接する際、溶接機の電極へアルミが付着し、電気抵抗の上昇によって溶接強度が低下してしまうので、電極の研磨頻度を上げる必要があり、作業効率が悪化します。

アルミ材にNi+Snめっきをすることで電極へアルミ付着を抑制し、工程の効率化が可能となります。

ニシハラ理工のアルミ材へのフープめっきの特徴

ニシハラ理工のアルミ材へのフープめっきの特徴

 車載用部品を構成するめっき材料には高品質かつ安定的な供給が求められており、自動車の燃費、走行距離の改善要望を背景として、軽量化を目的に銅からめっき済アルミ材への切り替え需要が拡大しています。

 これらの声に応えるためには、量産技術と品質保証の両方が必要となり、ニシハラ理工のアルミ材へのフープめっきは高品質かつ安定的な供給を実現しています。

アルミ材へのフープめっきで得られるメリット

POINT1
安価で安定した品質
POINT2
適正タイミングでの適正量納品
POINT3
素材特性と皮膜特性の“いいとこ取り”

安価で安定した品質

安価で安定した品質

 フープめっきは、成形後の部品ひとつひとつをめっきする工法と比較して、めっき加工に必要な工程を一貫で加工できるため、生産性が高く、品質のバラつきを抑制できます。

 前述の”アルミ材へめっきすることで得られる機能”を、安定した品質かつ適正な価格で提供できます。

適正タイミングでの適正量納品

2.	Deliveries made at the proper time and quantity

 車載向け部品の需要増に伴って、めっき付き部材を適正タイミングに適正量納品できない、生産キャパシティが不足して供給できなくなることが考えられます。

 後工程で実際に使用する幅より広い幅で、フープめっきした材料をスリット加工すると、高品質なめっき材料を適正量・適正価格で安定供給することができます。

素材特性と皮膜特性の“いいとこ取り”

素材特性と皮膜特性の“いいとこ取り”

 「めっきが付いていると後工程で不具合につながる箇所が存在する」、「めっきの特性が必要な箇所と基材の特性が必要な箇所がある」等、部品設計上、1つの部材でめっきの部分とアルミ素地の部分が必要になるケースがあります。

 部分めっきでこの課題を解決することができます。ニシハラ理工ではアルミ材へのフープめっきでも部分めっきの対応をしていますので、品質の安定化とあわせて部品の製造プロセスを最適化します。

アルミ材めっきに適した製品

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用途 推奨めっき
仕様
効果
軽量化 接触電気抵抗 はんだ付け性 溶接性
車載向け電子部品全般 N-Ni+Sn
ICパッケージ N-Ni+Sn  
ヒートシンク、ヒートスプレッダ N-Ni+Sn  
LED N-Ni+Sn      
2次電池 N-Ni    
バスバー N-Ni    

対応可能仕様

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  仕上めっき 下地めっき 板厚[㎜] 板幅[㎜]
材質 種類 最大膜厚 [μm] 種類 最大膜厚 [μm]
A1000系,A3000系, A5000系,A6000系 5 ニッケル 2 0.05~2 10~240
ニッケル 2 - -

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広幅スリット

広幅化+スリット加工で、高品質なめっき材料を適正量・適正価格で安定供給できます。

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