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【エッチング加工】板厚の基礎知識|薄板から厚板まで精度・最小形状・コストとの関係を徹底解説
2026.01.29
エッチング加工は様々な製品の加工によく使用される加工方法です。
中でも、ウェットエッチング加工は、金属を化学的に溶解して加工を行う方法です。金属板表面に加工したい形状に合わせた保護マスクを形成した上で、露出している部分のみを化学的に溶解して金属板に加工したい形状を作成します。
金属を加工する方法というと、切削加工やプレス加工、レーザー加工などの機械的な加工方法を思い浮かべる方も多いでしょう。これらは確かによく用いられる方法ですが、微細な加工となるとウェットエッチングの方が優位といえます。
機械的な加工方法では、物理的な力による金属の曲がりや反り・歪み、加工部分のバリなどの変形が生じることがあります。その点、ウェットエッチングでは金属を化学的に溶解して除去するため、上記のような変形は生じません。
そのため、ウェットエッチングは金属の微細加工に非常に適しています。しかしながら、ウェットエッチングでは、加工の形状および寸法と板厚に密接な関係があり、板厚によって「得意・不得意」があります。薄板では高精度の加工が可能ですが、板厚が厚くなるほどに難易度が上がり、形状や精度に制約が生じます。
そこで、今回は、ウェットエッチングと金属板の板厚との関係を解説します。この記事で解ることは以下の通りです。
- 板厚と最小形状および寸法の目安
- 薄板／厚板の向き不向き
- コスト的に有利な板厚帯
金属板の板厚と加工寸法の関係などを理解することは、より精密な設計に役立ちます。
ウェットエッチングで金属の微細加工を検討しているみなさまのお役に立てれば幸いです。
ウェットエッチングの基本と板厚との関係
ここでは、ウェットエッチングの基本とウェットエッチングと金属板の板厚との関係について解説します。
ウェットエッチングとは?
ウェットエッチングは、金属表面にフォトレジスト（耐薬品の保護膜）を塗布し、不要部分を薬品で化学的に溶解させることで所定のパターンを形成する方法です。
フォトレジストのパターン精度で形成されるパターンにより精度が担保されることから微細なパターンの形成に向いています。
詳しい工程は、以下の通りです。
- パターンフィルム（露光用原版）を作成する
パターンフィルムは、エッチング加工する金属板に保護膜を作成する際に被せるフィルムです。フィルムには、作成するパターンと同一の形状が作製されています。例えば、金属板に丸い穴を開けたい場合は、所定の位置に丸い穴パターンがあるフィルムを作成します。 - 金属板の準備・前処理をする
金属板表面をきれいにして後工程のフォトレジストの密着度を高めます。
具体的には脱脂や酸洗および水洗などを行い、金属板表面に付着している油分やほこりを取り除くとともに、金属板の表面を活性化させます。 - 金属板の上にフォトレジストを成膜する
例えば、フィルム状のフォトレジストをラミネートしてフォトレジスト層を成膜します。 - パターンフィルムをフォトレジストに被せる
- フォトレジストを露光させてパターンフィルムの形状を転写する
フォトレジストに光を当てると、パターン形状通りに露光されます。 - フォトレジストを現像する
現像すると、フォトレジストで覆われていない部分の金属面が露出します。 - 薬品で溶解する
金属板の露出している部分を薬品で溶解し、除去します。 - フォトレジストを除去する
金属板を保護していたフォトレジストを除去し、所定のパターンが形成された金属板を取り出します。 - パターンが形成された金属板を洗浄および乾燥する
金属板の洗浄・乾燥を行うとともに、品質検査を実施します。
以上のような工程を経てウェットエッチングによる加工が行われます。
工程を見てわかるように、ウェットエッチングは金属を薬品で化学的に溶解するため、切削加工やプレス加工のような機械的な加工と異なり、物理的および機械的な加工を施しません。そのため、金属に物理的な力が加わることはなく、以下のような特徴を持ちます。
- バリ・歪み・応力がほとんど生じない
ウェットエッチングでは、機械的な切削力や打ち抜き圧力を加えないため、バリや変形がほとんど発生しません。そのため、精密機構部品やスリット、薄肉部品に向いています。 - 複雑形状・微細形状に強い
薬品による化学的な溶解は「どれだけ複雑でも、露出している部分を均等に溶かす」という性質を持っています。そのため、レーザーやプレスでは難しい複雑形状・微細パターンでも、エッチング加工では容易に実現できます。 - 両面加工で立体形状も可能
表裏両面からエッチングすることで、溝、段差、くさび形状など、三次元的な加工も可能です。
このような特徴を持つウェットエッチングですが、板厚により加工可能な形状および寸法や再現性などが変わります。
ウェットエッチングと板厚の関係
ウェットエッチングにおいては、金属板の板厚が加工できる形状および寸法や再現性、精度やコストに強く影響します。その理由は、薬品が溶かす深さによってエッチングに必要な時間や形状の再現性が変わるためです。基本的な関係を整理すると次の通りです。
- 板厚が厚いほど、アンダーカット（横方向の溶解）が大きくなる
- 板厚が厚いほど、加工精度が低下する
- 板厚が薄いほど微細形状に強く、高精度を保ちやすい
すなわち、ウェットエッチングは、 「薄板ほど加工しやすく、厚板になるほど難易度が上がる」 という性質を持ちます。
こうした板厚による影響は、後述する「最小形状」「断面形状」「寸法公差」にも直結します。
ウェットエッチングで扱われる板厚の範囲
ここでは、ウェットエッチングにおいて、どの板厚が一般的なのか、薄板と厚板でどのような特性があるのかを整理します。
標準的な板厚
エッチング加工メーカーが対応している板厚は0.005 mm（5µm）〜 2.0 mm 程度です。最も薄いクラスは極薄材として電子部品・光学部品に使われ、厚板クラスの1.0〜2.0mmは機構部品やフレームなどに使われます。
標準的な板厚の範囲としては、0.02mm∼1.0mmが一般的です。
なお、一部のメーカーでは、「最大 3.0 mm厚まで対応」と記載しているケースもあります。
ただし、このように厚くなると、以下の問題が発生しやすくなります。
- 溶解時間が長くなりコスト増
- アンダーカット増加による形状変化
- 最小形状の制限増大
- 寸法公差を広く必要
そのため、板厚が厚めの場合は後述の「加工限界」を意識した設計が必須となります。
薄板側の特性
0.1 mm以下の板材は、次のような製品に使用されます。
- 電子デバイス
- スペーサー、シム
- 精密フィルタ
- マイクロスリット
これらは、いずれも微細形状が必須で、薄板はこのような加工に最適です。
ただし、薄板特有の課題もあります。
- 変形しやすい
- 搬送・洗浄で折れやしわが発生しやすい
- キャリア貼り、治具固定などの追加工程が必要
薄板は「加工しやすい」ものの、「扱いにくい」という特性も持つため、工程管理のコストが上がることがあります。
厚板側の特性
板厚が1.0mmを超えると厚板領域になり、次のような傾向が見られます。
- アンダーカットが大きくなる
- 最小穴径や線幅に制約が増える
- 両面エッチングでも断面が「くの字」状に傾斜する
- 寸法公差を確保しにくい（寸法公差を広く設定する必要がある）
- 加工時間が増えるためコストが高くなる
最大3.0mm厚に対応するメーカーもありますが、厚板のエッチングは後述の様な制約が大きく、他工法との比較が必要になる場合もあります。設計段階で、「この板厚でエッチングは可能か？」 を早めに確認しておくことが非常に重要です。
板厚が及ぼす影響（精度・最小形状・断面形状）
板厚はエッチングの結果に直接影響します。ここでは、次の三つの観点からその影響を整理します。
- 最小形状（穴径・スリット幅）
- アンダーカット（サイドエッチ）
- 寸法公差
1.最小形状（穴径・スリット幅）との関係
図1にウェットエッチングで形成する穴の径と板厚の関係を示します。エッチング加工では、図に示す穴の直径（D）を金属板の厚さ（t）以下にすることは難しく、最小穴径Ⅾ ≧ 板厚ｔの関係になります。
図１：穴の径と板厚の関係
ただし、この関係は金属の材質と厚さにより変わり、特に薄板側では板の厚さが薄いことから、慎重な検討が必要です。
表1に金属の厚み（板厚）と穴の最小直径の関係を示します。
| 金属の厚み(t） | 穴の最小直径 |
|---|---|
| 0.05ｍm以下 | テスト加工で決定 |
| 0.05-0.1ｍｍ | 金属厚さの110％程度 |
| 0.1ｍｍ以上 | 金属厚さの100％程度 |
表1：金属の厚み（板厚）と穴の最小直径の関係
通常の板厚の範囲であれば、「板厚が0.2mmであれば、最小穴径は0.2 mm」「板厚が1.0 mmであれば最小穴径は1.0 mm」となります。
すなわち、板厚が厚いほど細かい形状を作れなくなります。
実際のエッチング加工における最小穴径としては、金属板の板厚の150%程度が一般的な目安です。しかしながら、金属板の板厚やフィルム補正等の調整により、加工する穴の直径を金属板の厚さと同等に近づけることは可能です。
続いて、スリット幅について解説します。線状の加工となるスリット幅（抜き）は金属板の厚さの120%程度が目安となります。ただし、穴径と同じ方法で、スリット幅（抜き）を金属板の厚さと同等の寸法まで近づけることも可能です。
なお、スリット間の残し幅の最小寸法は金属板の厚さの50%が目安となります。こちらもフィルム補正等の調整により、残し幅の寸法の調整が可能です。
これらのことから、板厚が薄い方が、径が小さな穴や幅が細いスリットを作製できるといえます。ただし、薄すぎると扱いにくく、極薄素材の場合は慎重な検討が必要です。
2.アンダーカット（サイドエッチ）の発生
ウェットエッチングでは、薬品で金属を化学的に溶解します。この溶解は、垂直方向（金属板の厚さ方向）だけでなく横方向（金属板の長さおよび幅方向）にも溶解が進みます。この横方向の溶解がアンダーカット（サイドエッチ）です。
このアンダーカットは金属板の溶解したくない部分（パターン部分）を保護する保護膜であるフォトレジストの真下でも起こります。
直径1mmの丸い穴を形成したフォトレジストを金属板上に保護膜として形成し、ウェットエッチングを行ったとしましょう。金属板の溶解が横方向にも進み、フォトレジストの真下がえぐれてしまうと、形成される穴の径が直径1mmよりも大きくなってしまいます。
また、穴の形状としては円筒状が好ましいといえますが、板厚や反応状態によってはU字型の穴になってしまう場合があります。
参考までに、図2に、金属板の片面のみからウェットエッチングを行う片面エッチングと金属板の両面からエッチングを行う両面エッチングの断面例を示します。
図2：片面エッチングと両面エッチング
図2を見てわかるように、片面エッチング及び両面エッチングにおいて、エッチングを施す面側から深さ方向に段々と幅が小さくなってU字型の穴になっています。
片面エッチングの場合、Aの幅は金属板の厚さ×約40%の大きさになります。例えば金属板の厚さが0.3mmの場合、Aの幅は0.3mm×40%=0.12mmです。
両面エッチングの場合、Bの幅は金属板の厚さ×約0〜20%の大きさになります。 例えば金属板の厚さが0.3mmの場合、Bの幅は0.3×20%=0.06mmです。
この結果から、加工する深さが深いほどＡが大きくなること、言い換えれば、板厚が厚いほどＡの幅が大きくなることが解ります。
このことと、先ほどのフォトレジストの真下がえぐられる現象を合わせると、板厚が厚いほどアンダーカットが大きくなり、穴が広がったり形状が丸くなったりすることが解ります。
板厚が厚い金属板のアンダーカットを抑えるために両面エッチングを行った場合においても、穴の断面が「くの字（V字形）」になることを避けられません。
これらのことから、板厚は穴の大きさや形状に大きな影響を与えるといえるでしょう。また、厚板はアンダーカットの発生により穴の形状が大きくなることから細密形状には向いていないといえます。
3.寸法公差の変動
寸法公差も板厚に依存します。
| 板厚 | 標準的寸法公差 | ご相談公差 |
| 0.2mm以下 | ±0.02mm | ±0.015mm |
| 0.2mm以上 | ±板厚×10％mm | ±板厚×8％mm |
表2：板厚と寸法公差の関係
表2を見てわかるように、薄板側では±0.015mmと高精度な公差が得られますが、厚板側では±板厚×10％mmと公差が広くなる傾向にあります。
例えば、0.5mm厚では、±0.05mmです。
板厚によるコスト・製造効率への影響
ウェットエッチング加工は一般的に、シート状に面付けして多数の部品を同時に加工します。ゆえに、部品あたりのコストは「取り数」「歩留まり」「薬品消費量」「加工時間」などの要素で決まります。
板厚はこれらに大きな影響を与えます。
コスト効率が最も高い領域
多くのエッチング加工メーカーで、板厚「0.05〜0.3 mm」がコストバランスに優れているとしています。その理由は以下の通りです。
- 薬液消費が少ない
- アンダーカットが少なく精度が安定
- 変形が少なく歩留まりが高い
- 多面付けが可能で量産性が高い（エッチングのバラツキが少ない）
このような理由で、この範囲の板厚が量産品で多く使用されています。
極薄材（0.005〜0.02 mm）の場合
極薄材は一見、「薄くて溶けやすいからコストが少なくて済む」と考えられがちですが、
実際には次のようなコスト増加要素があります。
- 特殊材の為、材料単価が高い
- キャリア貼り付けや保護フィルムが必要
- 搬送や洗浄時の取り扱い難易度が高く、工程が増える
- 折れ・シワ・変形を防ぐための管理工数が大きい
薄いが故に「破損しやすい」「折れ曲がってしまう」などの課題をクリアしなくてはなりません。つまり、高度な技術が必要となります。結果として、極薄材のウェットエッチングのコストが厚板より高くなってしまうこともあります。
厚板（1.0 mm 以上）の場合
厚板側にも以下のようなコスト増の要因があります。
- エッチング量が増えるため、加工時間が長い
- 薬液の浸透制御が難しく、精度が低下（寸法公差を広く必要とする）
- アンダーカット増加により形状変化で歩留まりが低下
厚板をウェットエッチングで加工することは可能ですが、形状精度の低下だけでなく、加工時間が長くなったり歩留まりが低下したりとコストが増えるリスクが伴います。
材料選定と板厚の関係
金属の種類によってエッチングに適した板厚や加工精度は大きく変わります。ここでは主要な金属の特徴と対応板厚をまとめます。
ステンレス（SUS304 / SUS316 など）
ステンレスは、ウェットエッチングにおいて、最もポピュラーな素材です。バネ材、薄板フィルタ、機構部品などに使用される用途が広い材料です。
板厚としては、0.005〜2.0 mm程度まで対応可能です。
銅・銅合金（C1100 / C2680 / りん青銅など）
銅は、電気特性が必要な部品に最適な材料です。コネクタ部品、シールド材、スリット加工などでよく使用されています。
板厚としては、0.01〜2.0 mm程度まで対応可能です。
コバール
コバールは、セラミックスやガラスへの封止、IC部品、振動子ケースなど電子部品で使用される材料です。
板厚としては、0.05〜1.0 mm程度まで対応可能です。
アルミ
アルミもポピュラーな材料で、航空宇宙・自動車分野などで軽量化用途に利用されています。
板厚としては、0.01〜2.0 mm程度まで対応可能です。
ただし、アルミは溶解特性の違いから、ステンレスや銅とは加工条件が異なるので注意が必要です。
ウェットエッチングと板厚の関係のまとめ
ウェットエッチングは、微細加工や複雑形状に向いており、物理的な力の影響も受けないなど多くのメリットを持つ加工技術です。しかし、加工する金属板の板厚が、加工精度やコスト、加工可能な形状に大きく影響します。板厚と特徴についてまとめます。
- 極薄板（0.005〜0.02 mm）：微細形状に強いが取り扱いコストは増えやすい
- 標準板厚（0.05〜0.3 mm）：コスト・精度・歩留まりのバランスが良い
- 厚板（1.0〜2.0 mm 以上）：アンダーカット増加で精度低下、加工コストが上昇
金属板の板厚により上記のような特徴があるため、ウェットエッチングを行う際には注意が必要です。
金属へのエッチング加工なら豊富な技術・経験を持つ株式会社ケミカプリントへ
今回はウェットエッチングと板厚の関係について解説しました。
設計段階で板厚を適切に選定することが、品質とコストを最適化する鍵となります。用途・精度要求・材料特性を踏まえ、エッチングに適した板厚を選ぶことで、より安定した製品づくりが可能になります。
ウェットエッチングと板厚の関係を理解したとしても、実際の設計の際、「この形状が、この板厚で、この精度でウェットエッチング加工は可能かな？」と迷われることも多いでしょう。
そのような時は、株式会社ケミカルプリントにご相談いただいてはいかがでしょう？
株式会社ケミカルプリントは、60年にわたりエッチング加工をはじめとした金属加工に向き合っています。60年の間にさまざまな用途や品質基準をクリアしてお客様のご要望に応えてきました。経験に裏打ちされた技術や実績は、きっとお客様のお役に立つことでしょう。
株式会社ケミカルプリントは、微細・極小・極薄製品の加工を得意としています。特に5ミクロン厚の極薄製品や、0.1mm未満の穴あけ加工など加工限界を狙ったエッチング加工製品を高精度で提供しているのが特徴です。
経験豊富であることから、加工方法についても知識や技術を多く持ち、オーダーされた方法以外の方法を提案する提案力も持っています。実際の加工も熟練したスタッフが高い技術力で効率的におこない、お客様にご満足いただけるでしょう。
フィルム補正や、パターン転写後のレジストの除去、品質基準に則った検品など、エッチング加工では手作業の工程が多く含まれます。これらの工程は熟練した技能と経験をもったスタッフの能力によって大きな差が出るのも事実です。株式会社ケミカルプリントでは、技術力が高く経験豊富なスタッフが手作業に対応しており、お客様に高品質な仕上がりを評価いただいております。また、特に難しいハーフエッチングにおいて貫通しない穴や溝の高精度な深さ調整も得意としております。
ご相談いただければ、きっと、あなたのご期待に応えられると思います。ぜひご検討ください。
最後までお読みいただき、ありがとうございました。
