開孔工具的制作方法

專利名稱：開孔工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在印刷布線板等非鐵類被切削材料的開孔加工等中使用的開孔工具。
背景技術(shù)：
在印刷布線板(PCB)的開孔加工中，使用如圖1所示的由具有刃部C的主體部A 和柄部B構(gòu)成的鉆頭。雖然鉆頭的尺寸根據(jù)用途不同而各種各樣，但是一般多使用直徑在 0. 7mm以下的鉆頭。具體地說，在刃部C處，如圖2所示在主體20的外周形成有從鉆頭尖端朝向基端側(cè)的螺旋狀的排屑槽22，在該排屑槽22的前刀面與設(shè)置于尖端的第一后刀面M的交叉棱線部，形成有切削刃21 (例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。另外，圖中，標(biāo)號(hào)25是與第一后刀面M 的工具旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)連續(xù)設(shè)置的第二后刀面，d’是工具直徑，1’是排屑槽的槽長，α，是螺旋角。另外，作為對于鋁合金、鈦、鎂、銅等非鐵類被切削材料具有耐磨損性和抗熔焊性 (welding resistance)的覆膜，無定形碳覆膜已經(jīng)實(shí)用化，利用該覆膜包覆鉆頭、立銑刀或者刀尖更換式切削刀片等切削工具進(jìn)行使用(例如參照專利文獻(xiàn)3)。然而，PCB是通過粘貼銅和作為絕緣層的含浸有樹脂的玻璃布而構(gòu)成的，對于近年來的PCB，為了進(jìn)一步提高可靠性，謀求耐熱性的提高、彎曲強(qiáng)度的強(qiáng)化以及低熱膨脹化，多通過提高構(gòu)成PCB的玻璃布或樹脂的機(jī)械強(qiáng)度來確保高可靠性。但是，在作為進(jìn)行開孔加工的被切削材料來考慮的情況下，對于上述結(jié)構(gòu)的PCB， 與機(jī)械強(qiáng)度提高的量對應(yīng)地，容易促進(jìn)鉆頭的磨損，容易引起開孔加工中的鉆頭折損或伴隨著過度的磨損的孔位置精度等的孔質(zhì)量的劣化。另一方面，伴隨著PCB的高密度化，要求的孔徑(鉆頭的直徑)逐年小徑化，直徑在0. 4mm以下的開孔加工正在變多。并且，在開孔加工工序中，考慮加工效率，一般重疊多片相同規(guī)格的PCB進(jìn)行開孔加工。因此，近年來，即便是對于在如上所述的加工性比較差的PCB的加工中使用的PCB 用小徑鉆頭，也謀求以削減加工成本為目的的PCB的重疊片數(shù)的增加、或者能夠在鉆頭不折損的情況下進(jìn)行開孔加工的開孔壽命的延長。[專利文獻(xiàn)1]日本特開昭56-39807號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本特開2006-55915號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本特開2001-341021號(hào)公報(bào)因此，本發(fā)明人等嘗試了在鉆頭包覆TiN、TiCN, TiAlN等各種氮化物類陶瓷覆膜并進(jìn)行PCB的開孔加工，但是，無法確認(rèn)相對于無涂層的鉆頭存在耐折損性提高的效果。并且，雖然在利用包覆有無定形碳覆膜等潤滑性覆膜的鉆頭進(jìn)行的PCB的開孔加工中能夠確認(rèn)耐折損性比無涂層的鉆頭提高，但是并不充分，根據(jù)開孔加工時(shí)的鉆頭的轉(zhuǎn)速或進(jìn)給速度等加工條件或者PCB的材質(zhì)不同，也確認(rèn)了有時(shí)會(huì)在比較早的時(shí)刻達(dá)到折損。本發(fā)明人等為了解決上述問題而進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果得到了以下所說明的見解并完成了本發(fā)明。如前面所述，在開孔加工工序中，考慮加工效率，一般重疊多片相同規(guī)格的PCB并進(jìn)行開孔加工。具體地說，一般情況下，作為用于提高鉆頭的定心度的目的的覆板在重疊有多片的PCB的上表面載置鋁板或者表面包覆有樹脂的帶樹脂的鋁板并進(jìn)行開孔加工。帶樹脂的鋁板的提高定心度的效果比鋁板高，并且有助于改善鉆頭的折損，因此特別是在直徑0. 4mm 以下的小徑鉆頭的開孔加工中使用得多。但是，在作為覆板使用帶樹脂的鋁板并進(jìn)行開孔加工的情況下，與使用鋁板進(jìn)行開孔加工的情況相比，會(huì)在鉆頭的刃部C的基端部附近顯著地產(chǎn)生切屑的纏繞殘留，樹脂的粘性越高、或者包覆的樹脂越厚，則產(chǎn)生前述的切屑的纏繞殘留的傾向越高。這種情況，考慮是由于以下原因而造成的通常開孔加工時(shí)產(chǎn)生的切屑都由開孔機(jī)附帶的切屑吸引功能吸引并被搬出至預(yù)定的集塵箱，但是，在使用帶樹脂的鋁板的情況下，借助開孔加工時(shí)的切削熱而軟化的樹脂與切屑一起被引導(dǎo)至排屑槽并被排出，在刃部C 的基端部附近以粘接鉆頭和切屑的方式發(fā)揮作用，并且，通過繼續(xù)反復(fù)進(jìn)行開孔加工，切屑的纏繞殘留量增加。雖然切屑的纏繞殘留量也根據(jù)開孔加工時(shí)的鉆頭的轉(zhuǎn)速或進(jìn)給速度的加工條件、 或者PCB的材質(zhì)而變化，但是，如圖3 (a)所示會(huì)產(chǎn)生顯著的切屑的纏繞殘留，對于該切屑的纏繞殘留，在隨后進(jìn)行的開孔加工中，切屑(切屑?jí)K)以某種振動(dòng)等為契機(jī)而從鉆頭脫離， 雖然開孔機(jī)具有所述吸引功能，該切屑(切屑?jí)K)也不會(huì)被吸引而是下落至覆板上，然后， 想要進(jìn)行開孔加工的鉆頭被落下的切屑?jí)K干涉而引起孔位置精度的惡化或者鉆頭的折損。 圖3(b)舉例示出下落至覆板上的切屑?jí)K。本發(fā)明人等徹底查明在僅僅包覆有潤滑性覆膜的鉆頭的情況下，與無涂層的鉆頭相比會(huì)顯著地產(chǎn)生切屑的纏繞殘留，由于由上述的落下的切屑?jí)K引起的問題，鉆頭的折損壽命不穩(wěn)定而有時(shí)會(huì)在早期折損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述的現(xiàn)狀而做出的，提供一種如下的開孔工具通過包覆潤滑性覆膜、并使排屑槽的螺旋角在中途變化，開孔工具難以折損并且切屑排出性飛躍性地變好、能夠防止切屑的纏繞，即便是直徑在0. 7mm以下、特別是在0. 4mm以下的小徑鉆頭，也能夠提供折損壽命長、能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的開孔加工的實(shí)用性極其優(yōu)異的開孔工具。下面，參照附圖對本發(fā)明的主旨進(jìn)行說明。本發(fā)明的技術(shù)方案1涉及一種開孔工具，在工具主體1的外周形成有一條或者多條從工具尖端朝向基端側(cè)的螺旋狀的排屑槽2，且在所述排屑槽2包覆有潤滑性覆膜，其特征在于，所述排屑槽2具備第一螺旋區(qū)域3和第二螺旋區(qū)域4，所述第一螺旋區(qū)域3具有第一螺旋角α工，所述第二螺旋區(qū)域4與所述第一螺旋區(qū)域3的工具基端側(cè)連續(xù)設(shè)置，且具有比所述第一螺旋角α工大的第二螺旋角α2。本發(fā)明的技術(shù)方案2為，在技術(shù)方案1所記載的開孔工具中，其特征在于，所述潤
5滑性覆膜是無定形碳覆膜。本發(fā)明的技術(shù)方案3為，在技術(shù)方案1所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋角CI1和所述第二螺旋角CI2分別設(shè)定成如下角度在所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部，強(qiáng)制性地使沿著所述排屑槽排出的切屑的排出方向變化并從所述工具主體飛散的角度。本發(fā)明的技術(shù)方案4為，在技術(shù)方案2所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋角h和所述第二螺旋角Ci2分別設(shè)定成如下角度在所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部，強(qiáng)制性地使沿著所述排屑槽排出的切屑的排出方向變化并從所述工具主體飛散的角度。本發(fā)明的技術(shù)方案5為，在技術(shù)方案3所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋角Q1設(shè)定成30° 45°，所述第二螺旋角α 2設(shè)定成比所述第一螺旋角、大5° 以上，且所述第二螺旋角α 2設(shè)定成35° 65°。本發(fā)明的技術(shù)方案6為，在技術(shù)方案4所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋角Q1設(shè)定成30° 45°，所述第二螺旋角α 2設(shè)定成比所述第一螺旋角、大5° 以上，且所述第二螺旋角α 2設(shè)定成35° 65°。本發(fā)明的技術(shù)方案7為，在技術(shù)方案3所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋角Q1設(shè)定成35° 45°，所述第二螺旋角Ci2設(shè)定成比所述第一螺旋角、大川。 以上，且所述第二螺旋角α 2設(shè)定成45° 60°。 本發(fā)明的技術(shù)方案8為，在技術(shù)方案4所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋角Q1設(shè)定成35° 45°，所述第二螺旋角Ci2設(shè)定成比所述第一螺旋角、大川。 以上，且所述第二螺旋角α 2設(shè)定成45° 60°。本發(fā)明的技術(shù)方案9為，在技術(shù)方案5所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域3與所述第二螺旋區(qū)域4之間的連續(xù)設(shè)置部5設(shè)定在離工具最尖端6的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽2的全長1的1/2。本發(fā)明的技術(shù)方案10為，在技術(shù)方案6所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域3與所述第二螺旋區(qū)域4之間的連續(xù)設(shè)置部5設(shè)定在離工具最尖端6的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽2的全長1的1/2。本發(fā)明的技術(shù)方案11為，在技術(shù)方案7所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域3與所述第二螺旋區(qū)域4之間的連續(xù)設(shè)置部5設(shè)定在離工具最尖端6的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽2的全長1的1/2。本發(fā)明的技術(shù)方案12為，在技術(shù)方案8所記載的開孔工具中，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域3與所述第二螺旋區(qū)域4之間的連續(xù)設(shè)置部5設(shè)定在離工具最尖端6的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽2的全長1的1/2。本發(fā)明的技術(shù)方案13為，在技術(shù)方案1 技術(shù)方案12中的任一技術(shù)方案所記載的開孔工具中，其特征在于，工具的直徑為0. 7mm以下。本發(fā)明的技術(shù)方案14為，在技術(shù)方案1 技術(shù)方案12中的任一技術(shù)方案所記載的開孔工具中，其特征在于，工具的直徑為0. 4mm以下。本發(fā)明的技術(shù)方案15為，在技術(shù)方案14所記載的開孔工具中，其特征在于，該開孔工具在使用覆板對被加工物進(jìn)行加工的情況下使用。
本發(fā)明的技術(shù)方案16為，在技術(shù)方案15所記載的開孔工具中，其特征在于，所述覆板由鋁制成。本發(fā)明的技術(shù)方案17為，在技術(shù)方案16所記載的開孔工具中，其特征在于，所述覆板的厚度為0. 04mm 1. 0mm。本發(fā)明的技術(shù)方案18為，在技術(shù)方案17所記載的開孔工具中，其特征在于，所述被加工物是設(shè)有銅箔層的印刷布線板。本發(fā)明的技術(shù)方案19為，在技術(shù)方案18所記載的開孔工具中，其特征在于，所述銅箔層的厚度為2μπι 80μπι。由于本發(fā)明以上述方式構(gòu)成，因此，開孔工具難以折損并且切屑排出性飛躍性地變好，能夠防止切屑的纏繞，即便是直徑在0. 7mm以下、特別是0. 4mm以下的小徑鉆頭，也能夠形成為折損壽命長、能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的開孔加工的實(shí)用性極其優(yōu)秀的開孔工具。


圖1是PCB用鉆頭的概要說明側(cè)視圖。圖2是現(xiàn)有例的放大概要說明圖。圖3(a)是舉例示出鉆頭的刃部C的基端部附近的切屑的纏繞殘留的照片，(b)是舉例示出下落至覆板上的切屑?jí)K的照片。圖4是本實(shí)施例的放大概要說明側(cè)視圖。圖5是示出實(shí)驗(yàn)例的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表。圖6是示出利用實(shí)施例(a)和現(xiàn)有例(b)進(jìn)行開孔加工后的切屑纏繞狀態(tài)的照片。標(biāo)號(hào)說明1 工具主體；2 排屑槽；3 第一螺旋區(qū)域；4 第二螺旋區(qū)域；5 連續(xù)設(shè)置部；6 工具最尖端；α 1 第一螺旋角；α 2 第二螺旋角。
具體實(shí)施例方式根據(jù)附圖示出本發(fā)明的作用并對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行簡單說明。通過至少在排屑槽2包覆無定形碳覆膜等潤滑性覆膜，排屑槽的表面潤滑性變高，由此，開孔加工中產(chǎn)生的切屑的剪切角變大，切屑變薄變長，同時(shí)，由于表面潤滑性高， 因此切屑容易沿著排屑槽被朝向工具主體1(圖1中的刃部C)的基端部排出，相應(yīng)地，能夠防止切屑堵塞，開孔工具難以折損。并且，通過縮小工具尖端的螺旋角α”能夠防止切屑過度地變薄變長，切屑變厚變短而難以纏繞于工具主體1，進(jìn)一步，能夠確保切削刃的楔角大，因此能夠防止切削刃崩刃，能夠改善孔位置精度，并且難以折損。進(jìn)一步，通過增大工具基端側(cè)的螺旋角α 2，排屑槽2的基端側(cè)的切屑排出性提高， 耐折損性提高，并且，能夠強(qiáng)制性地使借助包覆有無定形碳覆膜等潤滑性覆膜的效果而沿著排屑槽2順暢地排出的切屑的排出方向變化，并借助與離心力的相乘效果使切屑朝工具主體1的外側(cè)飛散，能夠防止切屑的纏繞，使折損壽命長，并且能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的開孔加工。[實(shí)施例]
根據(jù)圖4 圖6對本發(fā)明的具體的實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例提供一種包覆有潤滑性覆膜的開孔工具，在工具主體1的外周，形成有多條從工具尖端朝向基端側(cè)的螺旋狀的排屑槽2，且在所述工具主體1(排屑槽幻包覆有潤滑性覆膜，其中，所述排屑槽2具備第一螺旋區(qū)域3和第二螺旋區(qū)域4，第一螺旋區(qū)域3具有第一螺旋角α ”第二螺旋區(qū)域4與第一螺旋區(qū)域3的工具基端側(cè)連續(xù)設(shè)置，且具有第二螺旋角α 2，該第二螺旋角α 2比上述第一螺旋角Ci1大。具體地說，本實(shí)施例是工具直徑d為0. 1mm、設(shè)有2條槽長1為1. 7mm的排屑槽2、 且在該排屑槽2的前刀面與上述工具主體1的尖端后刀面(第一后刀面)之間的交叉棱線部分別與上述工具主體1 一體地設(shè)有切削刃的鉆頭，是在PCB的開孔加工中使用的鉆頭。例如，如后述的實(shí)驗(yàn)例所述，該P(yáng)CB的開孔加工在以下的狀態(tài)下進(jìn)行重疊8片作為難切削材料的半導(dǎo)體封裝用的PCB (基板厚度0. Imm/表里兩面為Cu層)，作為覆板在PCB的上表面載置厚度為0. Imm的帶樹脂的鋁板，且作為墊板配置有通常使用的厚度為1. 5mm的紙酚醛材料(紙7工7 —&材)以能夠進(jìn)行貫通孔加工。另外，覆板的厚度在0. 04mm 1. Omm 的范圍適當(dāng)設(shè)定。并且，厚度大約0. Imm的PCB的Cu層的厚度通常為大約2 μ m 80 μ m。更具體地說，在如上所述的條件的情況下，容易產(chǎn)生前面所述的切屑的纏繞殘留， 因此，為了解決該問題而對圖2所示的工具進(jìn)行了改良，在工具主體1包覆無定形碳覆膜， 并在鉆頭的排屑槽2上設(shè)置上述第一螺旋區(qū)域3和上述第二螺旋區(qū)域4。下面，對各部分進(jìn)行具體說明。該鉆頭，作為基體材料由超硬合金制成，該超硬合金由以WC作為主成分的硬質(zhì)粒子和以Co作為主成分的結(jié)合材料形成，該超硬合金的WC粒子的平均粒徑為0. 1 μ m 2 μ m，Co含量的重量％為5 15%。并且，該鉆頭至少在工具主體1的排屑槽2包覆有無定形碳覆膜。無定形碳覆膜是硬質(zhì)，因此，能夠抑制工具的磨損，并且，無定形碳覆膜具有高潤滑性，因此，切屑容易沿著排屑槽朝向工具主體1的基端部排出，能夠防止切屑堵塞，開孔工具難以折損。并且，在本實(shí)施例中，作為潤滑性覆膜采用以碳原子作為主體構(gòu)成且是由維氏硬度在3000以上的高硬度的無定形碳(DLC)構(gòu)成的無定形碳覆膜，但是，只要維氏硬度在 2000以上，也可以采用硬度比較低的無定形碳(DLC)或者由DLC與其他的物質(zhì)(例如金屬) 的混合物構(gòu)成的覆膜，也可以采用鉻氮化物等其他的潤滑性覆膜。另外，在本實(shí)施例中，無定形碳覆膜直接形成在基體材料上，但是，例如也可以形成為在基體材料上直接形成膜厚是200nm以下且是Inm以上的下層覆膜層(底膜)、并在該下層覆膜層上形成所述無定形碳覆膜的結(jié)構(gòu)，所述下層覆膜層由從元素周期表的^、5a、6a 族和Si中選擇的1種或者2種以上的元素形成的金屬或者半金屬構(gòu)成。并且，作為下層覆膜層并不限于上述結(jié)構(gòu)，也可以采用由從元素周期表的如、5a、6a族和Si中選擇的1種或者2種以上的元素與從氮和碳中選擇的1種以上的元素的化合物形成的覆膜。并且，在本實(shí)施例中，在無定形碳覆膜或者底膜的成膜時(shí)使用電弧離子鍍 (arc ion plating)方式的成膜裝置，但是，也可以使用濺射方式或者激光燒蝕(laser ablation)方式等的PVD成膜裝置。下面，進(jìn)一步對本實(shí)施例進(jìn)行說明。第一螺旋角Ci1設(shè)定成30° 45°。鉆頭的螺旋角會(huì)影響切屑的排出性和鉆頭剛
8性，且存在如下的關(guān)系螺旋角大則切屑排出性提高，但是鉆頭剛性下降。在小徑鉆頭的情況下，鉆頭的耐折損性不僅受到剛性的影響，還容易受到切屑排出性的影響。因此，期望將直徑在0.7mm以下、特別是0.4mm以下的鉆頭的螺旋角設(shè)定得大，一般設(shè)定為40° 50°。為了實(shí)現(xiàn)鉆頭的耐折損性的進(jìn)一步的提高，本發(fā)明人等對顯示鉆頭的剛性和切屑排出性這兩個(gè)相反的特性的螺旋角進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果獲得了以下的見解當(dāng)在被切削物上表面載置有鋁板或者帶樹脂的鋁板的情況下、或者是在被切削物的內(nèi)外層等銅箔多的情況下，如果螺旋角不足30°，則切屑排出性惡化且鉆頭容易折損，在將螺旋角設(shè)定得比 45°大的情況下，雖然由于切屑排出性提高導(dǎo)致耐折損性提高，但是鋁或銅的切屑形成得過薄過長，容易在工具主體1(排屑槽幻的基端部(根部)產(chǎn)生切屑的纏繞殘留。進(jìn)一步，本發(fā)明人等徹底查明如前面所述，雖然在采用包覆有無定形碳覆膜等潤滑性覆膜的鉆頭的情況下，與無涂層的鉆頭相比存在耐折損性提高的效果，但是，會(huì)顯著地發(fā)生切屑的纏繞殘留，該切屑的纏繞殘留(切屑?jí)K)下落至覆板上，鉆頭被落下的切屑?jí)K干涉，從而發(fā)生孔位置精度惡化或鉆頭的折損壽命不穩(wěn)定而有時(shí)會(huì)在早期折損的情況。斟酌這些情況，優(yōu)選將進(jìn)行切削的工具尖端的切削刃部分的螺旋角(第一螺旋角 Q1)形成為45°以下的角度(30° 45° )，以確保切屑排出性并使產(chǎn)生的切屑變短以免切屑纏繞。更加優(yōu)選設(shè)定為35° 45°。在本實(shí)施例中設(shè)定為35°。第二螺旋角Ci2設(shè)定成比第一螺旋角01大5°以上的角度，且設(shè)定成35° 65°。通過使第二螺旋角Ci2比第一螺旋角Ci1大，排屑槽2的基端側(cè)的切屑排出性提高， 耐折損性提高。并且，強(qiáng)制性地使由于包覆有無定形碳覆膜(潤滑性覆膜)的效果而沿著設(shè)定為第一螺旋角α！的第一螺旋區(qū)域3中的排屑槽2順暢地排出的切屑的排出方向變化成沿著設(shè)定為第二螺旋角α 2的第二螺旋區(qū)域4中的排屑槽2的方向，并借助與離心力的相乘效果使切屑朝向工具主體1的外側(cè)飛散，防止切屑的纏繞，延長折損壽命并使折損壽命穩(wěn)定。在第一螺旋角α工與第二螺旋角α 2之間的角度差不足5°的情況下，強(qiáng)制性地使切屑的排出方向變化的效果下降，難以使切屑朝向工具主體1的外側(cè)飛散。并且，如果第二螺旋角α 2大于65°，則工具主體1的基端部的剛性下降，會(huì)使耐折損性惡化。更期望將第一螺旋角Ci1與第二螺旋角Ci2之間的角度差設(shè)定成10°以上，并且將第二螺旋角α 2設(shè)定為45° 60°。在本實(shí)施例中，第二螺旋角α 2設(shè)定成與第一螺旋角αι(35° )存在10°的角度差，該第二螺旋角α2設(shè)定成45°。并且，為了良好地排出切屑，優(yōu)選盡可能地在工具尖端側(cè)朝第二螺旋角α 2變化， 但是，由于一般情況下PCB用的鉆頭在使用后對尖端進(jìn)行重磨并使用(再磨削)，因此，考慮磨削量，第一螺旋區(qū)域3與第二螺旋區(qū)域4之間的連續(xù)設(shè)置部5優(yōu)選設(shè)定在離工具最尖端 6的距離為0. 2mm 離工具最尖端的距離為排屑槽的槽長1的1/2的位置。另外，如果將連續(xù)設(shè)置部5的位置設(shè)在比離工具最尖端6的距離為槽長1的1/2 的位置靠后方的位置，則相應(yīng)地螺旋角小的第一螺旋區(qū)域3的部分增加，切屑排出性惡化、 鉆頭折損的危險(xiǎn)性變高。在本實(shí)施例中，第一螺旋角Ci1與第二螺旋角Ci2之間的變化點(diǎn)(連續(xù)設(shè)置部5) 設(shè)定成離工具最尖端6的距離為槽長1的23. 5%的位置(C1)。本發(fā)明是作為在PCB等非鐵類被切削材料的開孔加工等中使用的包覆有無定形碳覆膜等潤滑性覆膜的鉆頭而發(fā)明的，作為該鉆頭的基體材料，由以WC作為主成分的硬質(zhì)粒子和以Co作為主成分的結(jié)合材料形成的超硬合金是一種獲得了硬度和韌性的平衡的材料，因此是優(yōu)選的。如果WC粒子的平均粒徑過小，則難以使WC粒子均勻地分散在結(jié)合材料中，容易導(dǎo)致超硬合金的抗彎強(qiáng)度下降。另一方面，如果WC粒子過大，則超硬合金的硬度下降。并且， 如果C0含量過少，則超硬合金的抗彎強(qiáng)度下降，相反，如果C0含量過多，則超硬合金的硬度下降。因此，期望以WC粒子的平均粒徑為0. Iym 2μπι、&)含量的重量％為5 15%的超硬合金作為基體材料。并且，為了對PCB等難切削材料進(jìn)行覆膜不會(huì)剝離的穩(wěn)定的開孔加工，期望使基體材料與無定形碳覆膜之間的密接性更高。通過作為底膜在基體材料上直接成膜由從Ti、 &、!^等元素周期表的如、5^63族元素以及5丨中選擇的1種或者2種以上的元素構(gòu)成的金屬或者半金屬，并在該底膜上成膜無定形碳覆膜，能夠使基體材料與無定形碳覆膜之間的密接性更高。并且，也可以作為底膜在基體材料上直接成膜從元素周期表的^、5a、6a族和Si中選擇的1種或者2種以上的元素與從氮和碳中選擇的1種以上的元素的化合物。底膜是為了提高基體材料與無定形碳覆膜之間的密接性而成膜的，過厚也沒有意義，期望形成為200歷以下Inm以上的膜厚。由于本實(shí)施例以上述的方式構(gòu)成，因此，至少在排屑槽2包覆有無定形碳覆膜等潤滑性覆膜，排屑槽的表面潤滑性提高，因此，開孔加工中產(chǎn)生的切屑的剪切角變大，切屑變薄變長，并且，由于表面潤滑性高，因此切屑容易沿著排屑槽朝向工具主體1 (圖1中的刃部C)的基端部排出，相應(yīng)地，能夠防止切屑堵塞，開孔工具難以折損。并且，通過縮小工具尖端的螺旋角α”能夠防止切屑過度地變薄變長，切屑變厚變短而難以纏繞于工具主體1，進(jìn)一步，能夠確保切削刃的楔角大，能夠防止切削刃崩刃，孔位置精度得到改善，并且開孔工具難以折損。進(jìn)一步，通過增大工具基端側(cè)的螺旋角α 2，排屑槽2的基端側(cè)的切屑排出性提高， 開孔工具的耐折損性提高，并且，能夠強(qiáng)制性地使借助包覆有無定形碳覆膜(潤滑性覆膜) 的效果而沿著排屑槽2順暢地排出的切屑的排出方向變化，并借助與離心力的相乘效果使切屑朝向工具主體1的外側(cè)飛散，能夠防止切屑的纏繞，開孔工具的折損壽命長，且能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的開孔加工。因此，對于本實(shí)施例，即便是在使用帶樹脂的鋁板作為覆板的情況下，開孔工具也難以折損，切屑排出性飛躍性地變好，能夠防止切屑的纏繞，即便是直徑在0. 7mm以下、特別是0. 4mm以下的小徑鉆頭，也能夠形成為折損壽命長、能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的開孔加工的實(shí)用性極其優(yōu)秀的開孔工具。對印證本實(shí)施例的效果的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說明。圖5是示出使第一螺旋角α ！和第二螺旋角α 2發(fā)生各種變化而評(píng)價(jià)由切屑排出性引起的耐折損性和切屑的纏繞狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表。在該實(shí)驗(yàn)中使用的鉆頭的工具直徑d為0. 1mm，槽長1為1. 7mm，此外，鉆心厚度、鉆尖角等除了第一螺旋角α工和第二螺旋角α 2以外的規(guī)格都是相同的值。并且，第一螺旋角Ci1與第二螺旋角Ci2之間的連續(xù)設(shè)置部5位于離工具最尖端6的距離為0. 4mm(槽長1的23. 5% )的位置，且在工具主體1包覆有無定形碳覆膜。
在該實(shí)驗(yàn)中，重疊8片作為難切削材料的半導(dǎo)體封裝用的PCB (基板厚度0. Imm/ 表里兩表面為Cu層)且作為覆板在PCB的上面載置厚度為0. Imm的帶樹脂的鋁板，且作為墊板在所述PCB的下面配置一般使用的厚度為1. 5mm的紙酚醛材料以能夠進(jìn)行貫通孔加工。并且，設(shè)鉆頭(主軸)的轉(zhuǎn)速為250krpm，設(shè)進(jìn)給速度為2.5m/min，設(shè)設(shè)定開孔數(shù)量為 8,000 孔。如上所述，由于使第一螺旋角α ！和第二螺旋角α 2以外的規(guī)格都是相同的值并在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行比較評(píng)價(jià)，因此耐折損性是由通過使螺旋角不同而導(dǎo)致的切屑排出性引起的。根據(jù)圖5能夠確認(rèn)與第一螺旋角α工為不足30°的25°的鉆頭、或者是螺旋角從工具尖端到基端都恒定的鉆頭相比，第一螺旋角01為30° 45°、第二螺旋角Ci2比第一螺旋角01大5°以上、且第二螺旋角Ci2為35° 65°的鉆頭的由切屑排出性引起的耐折損性和切屑的纏繞狀態(tài)良好。并且能夠確認(rèn)特別是第一螺旋角、為35° 45°、 第二螺旋角α 2比第一螺旋角、大川。以上、且第二螺旋角Ci2為45° 60°的鉆頭的由切屑排出性引起的耐折損性良好。如圖6(a)、(b)所示，在以上述的加工條件進(jìn)行加工后的實(shí)施例(a)中，在工具主體1(排屑槽幻的基端部幾乎看不到切屑的纏繞殘留。另一方面，能夠確認(rèn)在現(xiàn)有例(b) 中，在工具主體1(排屑槽幻的基端部產(chǎn)生了較多的切屑的纏繞殘留。此處，圖6(a)是圖 5中的實(shí)施例，是第一螺旋角、為35°、第二螺旋角％為45°的鉆頭。并且，圖6(b)是圖5中的現(xiàn)有例，是螺旋角從工具尖端到基端都是45°的螺旋角恒定的鉆頭。另外，在該現(xiàn)有例中存在并未完成設(shè)定的開孔數(shù)即8，000孔的開孔加工而開孔工具在中途折損的開孔工具，圖6(b)中示出了完成了 8，000孔的開孔加工的開孔工具。如前面所述，該折損是由于鉆頭被落下的切屑?jí)K干涉而引起的。并且，本發(fā)明人等嘗試重疊8片上述PCB并使用無涂層的鉆頭進(jìn)行開孔加工，確認(rèn)了存在進(jìn)行加工初期的數(shù)次開孔就折損的情況。因此，在使用無涂層的鉆頭進(jìn)行開孔加工的情況下需要減少重疊PCB的片數(shù)，與使用包覆有無定形碳覆膜的鉆頭的情況相比可以說沒有效率。
權(quán)利要求
1.一種開孔工具，在工具主體的外周形成有一條或者多條從工具尖端朝向基端側(cè)的螺旋狀的排屑槽，且在所述排屑槽包覆有潤滑性覆膜，所述開孔工具的特征在于，所述排屑槽具備第一螺旋區(qū)域和第二螺旋區(qū)域，所述第一螺旋區(qū)域具有第一螺旋角， 所述第二螺旋區(qū)域與所述第一螺旋區(qū)域的工具基端側(cè)連續(xù)設(shè)置，且具有比所述第一螺旋角大的第二螺旋角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開孔工具，其特征在于，所述潤滑性覆膜是無定形碳覆膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋角和所述第二螺旋角分別設(shè)定成如下角度在所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部，強(qiáng)制性地使沿著所述排屑槽排出的切屑的排出方向變化并從所述工具主體飛散的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋角和所述第二螺旋角分別設(shè)定成如下角度在所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部，強(qiáng)制性地使沿著所述排屑槽排出的切屑的排出方向變化并從所述工具主體飛散的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋角設(shè)定成30° 45°，所述第二螺旋角設(shè)定成比所述第一螺旋角大5° 以上，且所述第二螺旋角設(shè)定成35° 65°。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋角設(shè)定成30° 45°，所述第二螺旋角設(shè)定成比所述第一螺旋角大5° 以上，且所述第二螺旋角設(shè)定成35° 65°。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋角設(shè)定成35° 45°，所述第二螺旋角設(shè)定成比所述第一螺旋角大 10°以上，且所述第二螺旋角設(shè)定成45° 60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋角設(shè)定成35° 45°，所述第二螺旋角設(shè)定成比所述第一螺旋角大 10°以上，且所述第二螺旋角設(shè)定成45° 60°。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部設(shè)定在離工具最尖端的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽的全長(1)的1/2。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部設(shè)定在離工具最尖端的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽的全長(1)的1/2。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部設(shè)定在離工具最尖端的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽的全長(1)的1/2。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開孔工具，其特征在于，所述第一螺旋區(qū)域與所述第二螺旋區(qū)域之間的連續(xù)設(shè)置部設(shè)定在離工具最尖端的距離為如下距離的位置0. 2mm 所述排屑槽的全長(1)的1/2。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 12中的任一項(xiàng)所述的開孔工具，其特征在于， 工具的直徑為0.7mm以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 12中的任一項(xiàng)所述的開孔工具，其特征在于， 工具的直徑為0.4mm以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的開孔工具，其特征在于，該開孔工具在使用覆板對被加工物進(jìn)行加工的情況下使用。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開孔工具，其特征在于， 所述覆板由鋁制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的開孔工具，其特征在于， 所述覆板的厚度為0. 04mm 1. 0mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的開孔工具，其特征在于， 所述被加工物是設(shè)有銅箔層的印刷布線板。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的開孔工具，其特征在于， 所述銅箔層的厚度為2 μ m 80 μ m。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即便是直徑在0.7mm以下、特別是0.4mm以下的小徑鉆頭，也能夠使折損壽命長、且能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的開孔加工的實(shí)用性極其優(yōu)秀的開孔工具。該開孔工具中，在工具主體(1)的外周形成有一條或者多條從工具尖端朝向基端側(cè)的螺旋狀的排屑槽(2)，且在所述排屑槽(2)包覆有潤滑性覆膜，其中，在所述排屑槽(2)具備第一螺旋區(qū)域(3)和第二螺旋區(qū)域(4)，所述第一螺旋區(qū)域(3)具有第一螺旋角(α1)，所述第二螺旋區(qū)域(4)與所述第一螺旋區(qū)域(3)的工具基端側(cè)連續(xù)設(shè)置，且具有比所述第一螺旋角(α1)大的第二螺旋角(α2)。
文檔編號(hào)B23B51/02GK102205436SQ20101053419
公開日2011年10月5日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
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