地方独立行政法人 京都市産業技術研究所
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表面処理チーム(ご利用者向け)

表面処理チームは,製品の高付加価値化・機能化を目的として,最終加工技術である表面処理技術(特に湿式めっき)に関する研究開発,技術移転・指導,試験・分析,人材育成及び研究会育成の業務を担当し,めっき業界等の技術支援を行っています。

最近は,環境に配慮した新規機能めっき皮膜の研究開発によるめっき皮膜の用途開発及び,めっきの応用技術である電鋳技術によるものづくり(精密部品・金型の作製等)に取り組んでいます。

表面処理技術,めっき技術は機械金属,電気・電子部品,自動車,化学などの幅広い基幹産業を支える基盤技術であり,今後ますますその重要度は増していくものと確信しています。また,これからのグローバル化社会の中では,独自技術を持つことが生き残りの条件になるといわれています。表面処理チームでは,電気めっき技術,電鋳技術,微細加工技術,表面処理技術,表面分析・表面形態評価等の得意技術を活用し,各種材料表面の環境調和型・ナノ表面加工技術による高機能部材の開発,表面分析・表面形態評価技術等のナノ計測技術の確立を目指しております。今後とも電気めっき技術を中心とした表面処理関連技術を応用した事業化を,企業との共同研究等を通して積極的に取り組んでいきたいと考えております。

業務内容

(1)研究・技術分野

表面処理チームは,めっきプロセスを応用した「電鋳技術」を得意技術としており,他の機械加工等の製造プロセスでは不可能な微細形状を正確に転写できる「銅電鋳技術」を仏壇・仏具用金具の量産技術に日本で初めて展開するなど,伝統産業分野のものづくりに活用されてきました。その後,ニッケル電鋳技術の研究開発を行い,その成果は,現在のCD等の金型や回折格子等に活用されています。また,近年「電鋳技術」は他の機械加工等の製造プロセスでは不可能な先端技術のものづくりプロセスに広く利用されつつあり,その重要性を増してきています。現在の研究業務としては,低熱膨張電鋳プロセスの開発,電鋳技術による微細加工技術の開発および環境対応の表面処理プロセスの開発などに取り組んでいます。

  • 低熱膨張電鋳プロセスの開発
  • 電鋳技術による微細加工技術
  • 環境調和型めっき技術

(2)技術相談・指導業務

中小企業で困っておられる技術上の様々な問題について,技術相談・指導に応じています。また,中小企業の生産現場を直接お訪ねして現場の実態に即した技術改善のお手伝いをしています。技術相談内容としては,電気めっき・無電解めっき技術,電鋳技術(微細加工技術),その他金属表面処理技術を担当しています。

<排水処理巡回指導>

昭和46年度から電気めっき業における公害の未然防止を図ることを目的として「電気めっき排水処理巡回指導」を実施しています。毎年12社前後の巡回指導を行い,巡回指導結果を京都府鍍金工業組合が開催する「環境技術講習会」において報告し,環境保全活動の支援を行っています。

(3)依頼試験・分析

耐食性試験(塩水噴霧試験)及び不良対策・品質向上及び新製品開発を目的とした性能評価試験を中心に依頼試験・分析を行っています。その内容としては,各種めっき皮膜の不良対策,原因解明を目的とした金属顕微鏡による評価,走査型プローブ顕微鏡による表面微細形状評価及び集束イオンビーム試料作製装置,電界放射型電子顕微鏡による表面処理皮膜の断面形状及び組織の微細観察などを実施しています。

(4)人材育成・研修業務

<中小企業技術者研修>

表面処理チームでは,表面処理専業のみならず,表面処理薬剤メーカー及びユーザメーカーなど多岐にわたる表面処理関連分野の中小企業の技術者育成や現場技術者の研究能力開発のためのORT(企業研究能力開発)事業をこれまでに実施しています。

  • めっき析出皮膜の高度化に関する研修
  • ニッケルめっきの高機能化に関する研修
  • 銅電鋳技術の習得

<業界支援>

京都府鍍金工業組合青年部の「鍍秀会」の活動支援を実施しています。鍍秀会の活動としては,総会1回,研究例会8~9回,工場見学会1~2回を実施しています。研究例会は,最新の表面処理技術を初めとし,競合技術や材料,ナノテク関連等幅広い分野での知識習得を目指しています。表面処理チームでは,研究例会の開催企画にも積極的に参加し,会員とともに研究例会の内容を充実するための支援を行っています。

主な取扱設備機器

  • 走査型プロープ顕微鏡
  • 蛍光X線微小部膜厚計
  • 熱特性評価装置
  • 共焦点レーザー顕微鏡
  • 集束イオンビーム試料作製装置
  • 電界放射型走査電子顕微鏡

主な研究シーズ

  • 低熱膨張電鋳プロセスの開発(KEEPNEX®)

    電鋳プロセスでは機械加工法と比較して高い寸法精度で金属の微細加工が可能となるため,メタルマスクやフェルールなどのNiまたはNi-Co合金電鋳製品が電子・通信デバイス用部材として用いられています。しかし,従来のNiを主成分とする電鋳製品では温度変化に対する寸法安定性が不十分であるため,さらに高精度・高信頼性を要求されている次世代デバイスへの対応には限界が見えつつあります。そこで,我々は鉄含有率によって任意の熱膨張係数を有する熱部膨張制御合金であるFe-Ni合金めっきの開発を行い,これまでに従来のNiに比べ熱膨張が約5分の1以下となるFe-42mass%Ni合金電析が得られるめっき条件を見出しました。さらに,最も低い熱膨張特性を示すインバー(Fe-36mass%Ni)合金の電析(厚さ約150μm)の開発も成功いたしました。

  • 電鋳技術による微細加工技術

    「電鋳技術」と「微細加工技術」の融合による最先端の微細加工金型のものづくりを立命館大学および市内めっき企業等による産学官共同研究(H15~17年戦略的基盤技術力強化事業)を行い,SR放射(シンクロトロン)光を利用した超精密三次元リソグラフィにより高精度三次元複雑形状を有する超精密金型母型の開発および Fe-42mass%Ni合金電鋳技術を用いた高精度・高強度の超精密電鋳金型の作製技術に関する研究開発により,次世代光情報デバイスの光回折格子の実用化および製品化に向けたナノスケール超精密金型母型の開発に成功しました。

    また,地域産学官連携科学技術振興事業費補助金イノベーションシステム整備事業,地域イノベーションクラスタープログラム(グローバル型)「京都環境ナノクラスター」事業(H20~24)による産学官共同研究において,Fe-Ni合金の中で最も低い熱膨張特性を示すインバー(Fe-36mass%Ni)合金めっき技術とフォトリソグラフィー技術を組み合わせた低熱膨張Fe-Ni合金電鋳による微細加工の基礎的検討を行い,現在,電鋳製メタルマスクの試作に成功しております。

  • 環境調和型めっき技術

    アレルギー・有害性・金属価格の高騰などが問題となっているニッケルめっきの代替として開発した「シアンを用いない環境調和型CuSn(スペキュラム)合金めっき技術」の実用化研究を京都市内のめっき企業とともに提案公募事業による競争的研究資金(JST H17シーズ育成試験,H18-20戦略的基盤技術高度化支援事業,H22~H24「京都環境ナノクラスター」事業)を活用し,その成果を京都ブランド(技術の高度化・環境へのやさしさ・安全性)とする展開に取り組んでいます。本めっき浴から得られたCuSn(スペキュラム)合金電析膜は金めっき下地として従来のニッケルめっきよりも非常に優れた耐食性を有しており,代替ニッケルめっきのみならず,高耐食性Auめっきプロセスへの展開を視野に検討を行っております。

特許

  • 特許5478292「高硬度及び低熱膨張係数を有する鉄-ニッケル合金めっき皮膜の製造方法」

  • 特許5823665「めっき浴及びめっき方法」

  • 商標|登録5851946「KEEPNEX」

産学官連携事業(提案公募型競争的資金)

  • 平成15-17年 経済産業省 戦略的基盤技術力強化事業

    「先端光学デバイス創製用SR光ナノフォーミング金型の開発」
  • 平成18-20年 経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業

    「情報電子デバイス高度化及び環境調和型新規Cu6Sn5金属間化合物スペキュラム合金めっき技術の開発」
  • 平成20-24年 文部科学省 知的クラスター創成事業(第Ⅱ期)「京都環境ナノクラスター(省資源・代替材料の創成)」 (平成22年度から地域イノベーションクラスタープログラムグローバル型(第Ⅱ期),平成23年度から地域イノベーション戦略支援プログラム(グローバル型)へ名称変更)

    「環境調和型ナノめっきプロセスによる希少金属代替高度部材の創成」
  • 平成24-26年 経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業

    「次世代高周波半導体デバイスに対応する高性能コンタクトプローブの製品開発」
  • 平成25-30年 科学技術振興機構 スーパークラスタープログラム

    「SiC パワーデバイス実装基盤技術の高度化・集積回路化及び高放熱特性制御のための基盤要素技術の開発」
  • 平成26-27年 科学技術振興機構 研究成果最適展開支援プログラム 探索タイプ

    「次世代MEMSデバイスの高精度・高信頼性を実現する新規低熱膨張Fe-Ni合金めっきプロセスの高度化」
  • 平成28年 公益財団法人 京都科学技術センター研究開発助成

    「エレクトロニクス実装の信頼性向上を目指したウェットプロセスによる新規CTE制御メタライズ膜の創製」

担当研究会

  • 鍍秀会

担当者

  • 紺野 祥岐
    表面処理技術
    電気化学
  • 山本 貴代
    表面処理技術
    電気化学
    微細加工技術(電鋳技術)
  • 永山 富男
    表面処理技術
    微細加工技術(電鋳技術)
    金属材料
  • 中村 俊博
    表面処理技術
    微細加工技術(電鋳技術)
    電気化学