[实用新型]一种印刷电路板加工用涂层微钻刀

说明书

本实用新型公开了一种印刷电路板加工用涂层微钻刀，包括微钻刀基体，所述的微钻刀基体上由内至外依次附着有冶金结合层、过渡层、主耐磨层及自润滑层，冶金结合层为纯金属Cr层，过渡层为Cr和VN交替构成的纳米多层，主耐磨层为DLC与VN交替构成的纳米多层，自润滑层为Cr掺杂的DLC层。本实用新型的涂层结构一方面使复合涂层具有较高性能；另一方面可以使涂层与基体具有良好的附着力；同时还具有简单易行的可操作性。本实用新型制备的涂层微钻刀具有良好的膜基结合力、高的硬度（大于20GPa）和低摩擦系数（小于0.3）。

技术领域

本实用新型提供了一种印刷电路板加工用涂层微钻刀，应用于印刷电路板的加工制造，同时还可以用于较薄金属板材的钻孔加工，属于机械加工制造领域。

背景技术

印刷电路板(PCB-Printed Circuit Board)是所有电子信息产品不可缺少的基本构成要件，也是全球电子元件产品中市场份额占有率最高的产品。移动电话、笔记本式电脑等产品的印制电路板(PCB)上安装元件的小型化，不但推动了印制电路板小型化的发展，而且对于印制电路板的电路图形精细也起到了促进作用。日本、中国大陆、美国、台湾为全球前4大PCB生产地区。根据市场预测可知，全球PCB每年将保持平均6%以上的增长率，中国几乎占据了全球三分二以上的增长份额。开拓中国市场已经成为全球知名PCB微钻厂家营销工作的重中之重。

过孔是PCB的重要组成部分之一，其作用是各层间的电气连接通道和器件的固定或定位孔，用PCB微钻进行机械钻孔是最常用的加工方法。PCB的孔径越来越小，布线密度越来越高，加工速度越来越快，这样就对硬质合金微加工工具和加工精度提出了更高的要求，因为在钻削这种微孔时，微孔钻头磨损、折断对微孔的加工质量、加工效率、废品率、加工成本等都有较大的影响。常规的PCB钻头寿命为2000-3000孔，超过此限的钻头刃面钝化，影响钻孔质量，甚至折断而损伤价格昂贵的基板，只能更换钻头。钻孔的费用通常占PCB制板加工费用的30%到40%。

随着2006年7月欧盟的两个指令ROHS和WEEE开始生效，标志着全球的电子行业开始步入无铅时代，同时PCB界的无卤化进程也在快速推进。PCB板材的无卤化以及封装过程的无铅化是电子产品环保的要求，是电子电路行业发展的必然趋势。但是无卤和无铅化也给PCB的生产带来一些挑战，由于无铅焊料的焊接温度较高，印制板的玻璃化硬度普遍提高，为了提高板材的耐热性和尺寸稳定性，除提高树脂固化交联密度外，有些情况下还添加适量的无机填料。无卤、无铅板材虽然满足了环保的要求，但是其孔加工性能往往变差，给作为PCB生产基本工序的机械钻孔带来了挑战，突出表现在钻头磨损加剧，易出现崩口。在同等情况下，微钻的寿命大约降低30%，铣刀的寿命降低则更多更明显。

目前以提高微钻耐磨损能力为重点，提高微钻综合性能的主要措施有：改进微钻材料、钻孔方式、微钻槽形、使用微钻表面强化技术。其中，微钻表面强化技术的研发是一项最有前景的技术。目前，大尺寸刀具的表面强化技术已经相当成熟，可以提高刀具使用寿命4-10倍。大尺寸刀具的表面强化技术成功应用给研究机构带来了启发，激励了众多的研究机构探索微钻刀的表面强化技术。微钻刀表面强化的方向主要有三个：（1）提高表面硬度；（2）降低表面摩擦系数；（3）提高表面膜基结合力。