CN102476209A

CN102476209A - 钻孔工具

Info

Publication number: CN102476209A
Application number: CN2011101429129A
Authority: CN
Inventors: 风间悠作; 青野甲子郎; 安田俊夫; 星幸义
Original assignee: SUKENO TOOL CO Ltd
Current assignee: SUKENO TOOL CO Ltd
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: TWI455780B; JP5140142B2; KR101329881B1; KR20120055442A; JP2012110984A; TW201221254A; CN102476209B

Abstract

本发明提供一种钻孔工具，其能够防止切屑的卷绕，即使是小直径钻头，其抗折损寿命也很长，能够实现孔位精度良好、且稳定的钻孔加工，并且具有极为优秀的实用性。在工具主体的末端设置有1个或多个切削刃，在该工具主体的外周设置有从工具末端朝向基端侧的螺旋状的多个排屑槽，该多个排屑槽包括1个主槽和1个以上的副槽，所述副槽在所述主槽的中途部与所述主槽连接设置，并且，所述主槽和所述副槽的螺旋角从该主槽与该副槽连接设置的连接设置部起在工具基端侧设定为大致相等的角度，所述副槽的槽长设定为所述主槽的槽长的50％～95％，并且所述副槽设置成在从所述连接设置部到比所述主槽的终端靠前的预定位置为止的范围内与所述主槽并行。

Description

钻孔工具

技术领域

本发明涉及一种钻孔工具。

背景技术

在印刷电路板(PCB)的钻孔加工中，使用如图1所示那样的由具有刃部C的钻体部A、和钻柄部B构成的钻头。根据用途不同，钻头的尺寸也多种多样，但是一般而言，多使用直径在0.7mm以下的钻头。

具体而言，在刃部C上，如图2所示那样在主体20的外周形成有从钻头末端朝向基端侧的螺旋状的排屑槽22，在由该排屑槽22的前刀面和设置于末端的第一后刀面24相交而成的交叉棱线部形成有切削刃21(例如参照专利文献1、2)。此外，在图中，标号25为第二后刀面，该第二后刀面25连续设置于第一后刀面24的工具旋转方向后方侧，d’为工具直径，l’为排屑槽的槽长，α’为螺旋角。

此外，作为对铝合金、钛、镁和铜等有色金属类被切削材料具有耐磨性和耐熔敷性的覆膜，非晶体碳覆膜得到了实用化，将非晶体碳覆膜覆盖在钻头、立铣刀或刀头可更换型切削刀具等切削工具上来使用(例如参照专利文献3)。

此外，PCB是通过将铜和绝缘层粘合而构成的部件，该绝缘层通过将树脂浸渍在玻璃纤维布中而形成，为了进一步提高可靠性，近年的PCB被要求提高耐热性、强化抗弯强度并降低热膨胀，通过提高构成PCB的玻璃纤维布或树脂的机械强度而确保了高可靠性的PCB越来越多。

可是，在作为进行钻孔加工的被切削材料进行考虑时，随着上述结构的PCB的机械强度的提高，相应地容易促进钻头的磨损，从而容易引起与钻孔加工中的钻头折损和过度磨损相伴随的孔位精度等孔品质的恶化。

另一方面，随着PCB的高密度化，所要求的孔径(钻头的直径)逐年小径化，直径在0.4mm以下的钻孔加工越来越多。

此外，在钻孔加工工序中，考虑到加工效率，一般来说是将多张相同规格的PCB重叠并进行钻孔加工。具体而言，一般情况是，在多张重叠着的PCB的上表面放置铝板或带有树脂的铝板来作为以提高钻头的定心度为目的的盖板并进行钻孔加工，所述带有树脂的铝板在表面覆盖有树脂。带有树脂的铝板与铝板相比，其提高定心度的效果更好，并且其有助于改善钻头的折损，因此特别是多用于直径在0.4mm以下的小直径钻头的钻孔加工中。

近年，即使对于在上述那样的可加工性较差的PCB的加工中使用的PCB用小直径钻头，也要求以削减加工成本为目的来增加PCB的重叠张数、以及延长钻头能够不折损地进行钻孔加工的钻孔寿命。

可是，与使用铝板进行钻孔加工时相比，在使用带有树脂的铝板作为盖板进行钻孔加工时，在钻头的刃部C的基端部附近显著地发生了切屑的卷绕残留，树脂的粘性越高或者覆盖的树脂越厚，则发生所述切屑的卷绕残留的趋势就越高，实现上述要求也就越困难。

这可以认为是因为：通常，钻孔加工时产生的切屑通过钻孔机所附带的切屑吸引功能被吸引并被搬出至预定的集尘箱中，但是在使用带有树脂的铝板的情况下，借助钻孔加工时的切削热而软化了的树脂与切屑一同被导入排屑槽并被排出，并在刃部C的基端部附近以使切屑与钻头粘接的方式发生作用，进而可以认为，通过连续地反复进行钻孔加工，切屑的卷绕残留量增加。

可以认为：虽然切屑的卷绕残留量根据钻孔加工时的钻头的转速和进给速度这些加工条件以及PCB的材质而发生变化，但是会如图3的(a)所示那样发生显著的切屑的卷绕残留，在该切屑的卷绕残留持续发生的钻孔加工中，该切屑(切屑块)以某种振动等为契机从钻头脱离，即使钻孔机具有所述吸引功能，该切屑(切屑块)也无法被吸引而是落下至盖板上，其后，要进行钻孔加工的钻头与落下了的切屑块发生干涉，从而引起孔位精度的恶化和钻头的折损。此外，图3的(b)中例示了落下到盖板上的切屑块。

此外，虽然例如在专利文献4中公开了下述技术，即，在具有2个切削刃和2个排屑槽的PCB钻头上，使各排屑槽在从末端后退了预定量的位置汇合，在汇合点的后方形成为一个槽，由此使钻头的刚性提高，但是在专利文献4中对于切屑的卷绕并没有提及，不能满足上述要求。

专利文献1：日本特开昭56-39807号公报

专利文献2：日本特开2006-55915号公报

专利文献3：日本特开2001-341021号公报

专利文献4：日本特开2007-307642号公报

发明内容

本发明是鉴于上述那样的现状而完成的，其提供一种钻孔工具，所述钻孔工具能够防止切屑的卷绕，即使是直径0.7mm以下、特别是0.4mm以下的小直径钻头，其抗折损寿命也很长，能够实现孔位精度良好、且稳定的钻孔加工，并且具有极为优秀的实用性。

参照附图对本发明的主旨进行说明。

本发明涉及一种钻孔工具，其在工具主体1的末端设置有1个或多个切削刃，在该工具主体1的外周设置有从工具末端朝向基端侧的螺旋状的多个排屑槽2、3，该多个排屑槽2、3包括1个主槽和1个以上的副槽，所述副槽3在所述主槽2的中途部与所述主槽2连接设置，所述钻孔工具的特征在于，所述主槽2和所述副槽3的螺旋角从该主槽2与该副槽3连接设置的连接设置部4起在工具基端侧设定为大致相等的角度，所述副槽3的槽长设定为所述主槽2的槽长的50％～95％，并且所述副槽3设置成在从所述连接设置部4到比所述主槽2的终端靠前的预定位置为止的范围内与所述主槽2并行。

此外，本发明涉及一种钻孔工具，其在工具主体1的末端设置有1个或多个切削刃，在该工具主体1的外周设置有从工具末端朝向基端侧的螺旋状的多个排屑槽2、3，该多个排屑槽2、3包括1个主槽和1个以上的副槽，所述副槽3在所述主槽2的中途部与所述主槽2连接设置，所述钻孔工具的特征在于，所述主槽2和所述副槽3的螺旋角从该主槽2与该副槽3连接设置的连接设置部4起在工具基端侧设定为大致相等的角度，所述副槽3的槽长设定为所述主槽2的槽长的70％～95％，并且所述副槽3设置成在从所述连接设置部4到比所述主槽2的终端靠前的预定位置为止的范围内与所述主槽2并行。

此外，根据技术方案1所述的钻孔工具，其特征在于，位于所述连接设置部4的所述主槽2与所述副槽3的连接设置槽宽为连接设置前的所述主槽2的槽宽的1.1～1.9倍。

此外，根据技术方案2所述的钻孔工具，其特征在于，位于所述连接设置部4的所述主槽2与所述副槽3的连接设置槽宽为连接设置前的所述主槽2的槽宽的1.1～1.9倍。

此外，根据技术方案1所述的钻孔工具，其特征在于，位于所述连接设置部4的所述主槽2与所述副槽3的连接设置槽宽为连接设置前的所述主槽2的槽宽的1.3～1.8倍。

此外，根据技术方案2所述的钻孔工具，其特征在于，位于所述连接设置部4的所述主槽2与所述副槽3的连接设置槽宽为连接设置前的所述主槽2的槽宽的1.3～1.8倍。

此外，根据技术方案1～6中的任一项所述的钻孔工具，其特征在于，所述连接设置部4的始端设置在距离工具末端大于等于工具直径的2倍、并小于等于所述主槽2的槽长的50％的位置。

此外，根据技术方案1～6中的任一项所述的钻孔工具，其特征在于，在将第一线以及第二线投影至沿工具的轴向观察时相同的、与工具轴垂直的投影面时，由所述第一线与所述第二线在该投影面上形成的狭角中的至少一个狭角γ大于90°并小于等于180°，其中所述第一线是在包含所述主槽2的终端的切槽结束端点5且与工具轴垂直的截面上、连接所述主槽2的切槽结束端点5和工具的旋转轴心O而得到的线，所述第二线是在包含所述副槽3的终端的切槽结束端点6且与工具轴垂直的截面上、连接所述副槽3的切槽结束端点6和工具的旋转轴心O而得到的线。

此外，根据技术方案7所述的钻孔工具，其特征在于，在将第一线以及第二线投影至沿工具的轴向观察时相同的、与工具轴垂直的投影面时，由所述第一线与所述第二线在该投影面上形成的狭角中的至少一个狭角γ大于90°并小于等于180°，其中所述第一线是在包含所述主槽2的终端的切槽结束端点5且与工具轴垂直的截面上、连接所述主槽2的切槽结束端点5和工具的旋转轴心O而得到的线，所述第二线是在包含所述副槽3的终端的切槽结束端点6且与工具轴垂直的截面上、连接所述副槽3的切槽结束端点6和工具的旋转轴心O而得到的线。

此外，根据技术方案8所述的钻孔工具，其特征在于，所述钻孔工具分别设置有1条所述主槽2和1条所述副槽3作为所述排屑槽2、3。

此外，根据技术方案9所述的钻孔工具，其特征在于，所述钻孔工具分别设置有1条所述主槽2和1条所述副槽3作为所述排屑槽2、3。

此外，根据技术方案10所述的钻孔工具，其特征在于，所述钻孔工具覆盖有非晶体碳覆膜作为所述润滑性覆膜。

此外，根据技术方案11所述的钻孔工具，其特征在于，所述钻孔工具覆盖有非晶体碳覆膜作为所述润滑性覆膜。

此外，根据技术方案12所述的钻孔工具，其特征在于，工具的直径小于等于0.4mm。

此外，根据技术方案13所述的钻孔工具，其特征在于，工具的直径小于等于0.4mm。

由于本发明如上述那样构成，因此可以形成为下述这样的钻孔工具：能够防止切屑的卷绕，即使是直径0.7mm以下、特别是0.4mm以下的小直径钻头，其抗折损寿命也很长，能够实现孔位精度良好、且稳定的钻孔加工，并且具有极为优秀的实用性。

附图说明

图1是PCB用钻头的概要说明侧视图。

图2是现有例的放大概要说明图。

图3的(a)是对位于钻头的刃部C的基端部附近的切屑的卷绕残留进行例示的照片，图3的(b)是对落下到盖板上的切屑块进行例示的照片。

图4是本实施例的刃部的概要说明图。

图5是本实施例的切槽结束狭角(切れ上がり狭角)的概要说明图。

图6是示出主槽和副槽的螺旋角的概要的概要展开图。

图7是示出主槽和副槽的螺旋角的概要的概要展开图。

图8是示出主槽和副槽的螺旋角的概要的概要展开图。

图9是示出主槽和副槽的螺旋角的概要的概要展开图。

图10是示出实验条件以及实验结果的表格。

图11是示出实验结果的照片。

标号说明

1：工具主体；2：排屑槽；3：排屑槽；4：连接设置部；5：切槽结束端点；6：切槽结束端点；O：工具的轴心。

具体实施方式

基于附图示出本发明的作用并对本发明的优选实施方式进行简单的说明。

在将钻孔加工时产生于工具末端部的切屑沿着排屑槽2、3排出时，通过使切屑在主槽2与副槽3连接设置的连接设置部4彼此碰撞，来使切屑(向工具径向)强制地飞散而难以到达工具基端部，因此防止了切屑在工具基端部发生卷绕。

此外，与将多个排屑槽分别独立地设置而不连接设置的情况相比，通过使主槽2和副槽3自连接设置部4起并行，能够使槽的容积减小以确保工具的刚性，从而能够相应地改善孔位精度。

此外，与使多个排屑槽的槽长为相同长度的情况相比，通过使主槽2和副槽3的槽长不同，能够在容易成为折损起点的工具基端侧(根部)确保工具的刚性，从而能够改善抗折损性。

实施例

基于图4～图11对本发明的具体实施例进行说明。

本实施例为下述这样的钻孔工具：在工具主体1的末端设置有1个或多个切削刃，在该工具主体1的外周设置有从工具末端朝向基端侧的螺旋状的多个排屑槽2、3，该多个排屑槽2、3包括1个主槽和1个以上的副槽，所述副槽3连接设置于所述主槽2的中途部，并且，所述主槽2和所述副槽3的螺旋角从该主槽2与该副槽3连接设置的连接设置部4开始、在工具基端侧设定为大致相等的角度，所述副槽3的槽长设定为所述主槽2的槽长的50％～95％，并且所述副槽3设置成在从所述连接设置部4到比所述主槽2的终端靠前的预定位置为止的范围内与所述主槽2并行。

此外，在本实施例中，主槽2是指具有最长槽长的槽，副槽3是指具有比主槽2要短的槽长的槽。

具体而言，本实施例为下述这样的钻头：其工具直径为0.1mm，在该钻头上分别设有1条主槽2和1条与该主槽2连接设置的副槽3，在该主槽2以及副槽3的前刀面与工具主体的末端后刀面(第一后刀面)相交的交叉棱线部，分别与工具主体1一体地设置有切削刃，并且所述钻头用于PCB的钻孔加工。

该PCB的钻孔加工以例如下述这样的状态进行：如后述的实验例那样，将4张作为难切削材料的半导体封装用的PCB(基板：厚度为0.15mm/表面和背面为Cu层)重叠，在重叠的PCB的上表面放置了厚度为0.11mm的带有树脂的铝板作为盖板，并且为了能够进行贯穿孔加工而在所述PCB的下表面配置了一般作为垫板(捨て板)使用的厚度为1.5mm的纸酚部件(紙フエノ一ル材)。盖板的厚度在0.04～1.0mm的范围内适当地进行设定。此外，厚度为0.1mm左右的PCB的Cu层的厚度通常大约为2～80μm。

此外，虽然在本实施例中是对具有2个切削刃和2个排屑槽(一个主槽和一个副槽)的钻头(双刃钻头)进行说明，但是对于仅在主槽侧设置有切削刃的单刃钻头或三刃以上的钻头(例如具有1个主槽和2个副槽的钻头)的情况也一样。此时，在为单刃钻头的情况下能够取得更高的定心效果，在为三刃钻头的情况下能够取得更加良好的切削性。

具体而言，在本实施例中，主槽2以及副槽3的螺旋角从主槽2与副槽3连接设置的连接设置部4开始、在工具基端侧设定为大致相等的角度，并且，副槽3的槽长l2设定为主槽的槽长l1的50％～95％，在副槽3的槽长l2小于主槽的槽长l1的50％的情况下，对于将切屑排出到基板外而言很重要的、从槽中间部到基端的槽容积变小，因此由切屑的堵塞而导致折损的可能性增高，在副槽3的槽长l2大于主槽的槽长l1的95％的情况下，副槽3的槽长l2与主槽2的槽长l1之间的差变小，从而在根部不易确保刚性。此外，本发明的发明人等确认到，在将副槽3的槽长l2设定为主槽2的槽长l1的70％以上的情况下，可能是由于切屑更加稳定地排出，所以工具能够以更长的寿命实现稳定的钻孔加工。因此，更优选将副槽3的槽长l2设定为主槽2的槽长l1的70％～95％。

由此，副槽3的终端(切槽结束端点6)比主槽2的终端(切槽结束端点5)靠近工具末端侧，并且副槽3在从主槽2与副槽3连接设置的连接设置部4(的终端)到比主槽2的终端靠前的预定位置为止的范围内(图4的区间Q之间)与主槽并行。

具体而言，主槽2和副槽3在连接设置部4连接设置且二者的一部分相互重合，并且两个槽以各个槽的最低点离开了预定距离的状态并行。即，主槽2和副槽3设置成自连接设置部4起以一部分重合且连接设置前的槽形状的一部分被保留的状态并行(参照图4。此外，图4的(a)～(d)分别是以不同的旋转相位从侧面观察刃部的图)。

本实施例中，位于连接设置部4的、主槽2与副槽3的连接设置槽宽W2(位于连接设置部终端的、主槽2和副槽3部分重合的状态下的合计槽宽W2)被连接设置成连接设置前的主槽2的槽宽W1的1.1～1.9倍。在连接设置槽宽W2小于连接设置前的主槽2的槽宽W1的1.1倍的情况下，槽的容积过小，从而难以获得顺畅的切屑排出性，在连接设置槽宽W2大于连接设置前的主槽2的槽宽W1的1.9倍的情况下，由于槽的容积大，所以不易确保钻头的刚性。此外，本发明的发明人等进行了专心研究，结果得到了如下见解：在考虑到切屑排出性和刚性这对相反的性质的平衡的情况下，更优选将连接设置槽宽W2设定为连接设置前的主槽2的槽宽W1的1.3～1.8倍。此外，在本实施例中副槽3的槽宽设定成与主槽2的槽宽W1相等。即，连接设置槽宽W2越接近连接设置前的主槽2(副槽3)的槽宽W1的2倍，二者的重合度就越小。

此外，在本实施例中，位于主槽2与副槽3的连接设置部4的连接设置开始点设置在距离工具末端大于等于工具直径的2倍、且小于等于主槽2的槽长l1的50％的位置。在本实施例中，主槽2与副槽3的连接设置部4表示从图4中的离开工具末端为距离P的连接设置开始点、至离开工具末端为距离M2的副槽3的第二螺旋角变化点(并行开始点)为止的范围。如果将连接设置开始点(连接设置部4的始端)设置在距离工具末端不足工具直径的2倍的位置，则在再研磨时研磨到连接设置部的可能性很高，从而不易得到合适的刀刃形状，如果将连接设置开始点(连接设置部4的始端)设置在比距离工具末端为主槽槽长的50％的位置靠基端侧的位置，则工具的刚性劣化，从而导致孔位精度恶化。

此外，本实施例中，在将副槽3连接设置于主槽2的中途部时，通过使副槽3或主槽2的螺旋角在中途变化来进行连接设置。例如，既可以通过使主槽2从始端至终端为止都为固定的螺旋角、并使副槽3的螺旋角在中途变化来将副槽3连接设置于主槽2的中途部，也可以通过使双方的螺旋角都在中途变化来进行连接设置。具体而言，例如可以考虑图6～图9中所图示的那样的方式。

在图6和图7中，通过使主槽2的螺旋角α固定、并使副槽3的螺旋角按照小(β1)→大(β2)→小(β3)进行变化来对二者进行连接设置。具体而言，通过使副槽3的初始螺旋角β1在离开工具末端为距离M1的第一螺旋角变化点处变化成更大的螺旋角β2来使副槽3接近主槽2，并且在副槽3刚刚与主槽2连接设置后(图6)或者在副槽3与主槽2交叉后(图7)，使副槽3在离开工具末端为距离M2的第二螺旋角变化点处变化成与主槽2的螺旋角α相同的角度β3来使副槽3与主槽2并行。这种情况下，由于主槽的螺旋角α固定，因此具有容易确保刚性的优点。此外，在图6和图7中，将α、β1以及β3设定为45°，将β2设定为55°。此外，在本实施例中采用了图6所示的方式。

在图8和图9中，使主槽2以及副槽3的螺旋角分别按照小(45°)→大(55°)进行变化，并通过调整二者的螺旋角的变化点来连接设置二者。具体而言，通过使副槽3的螺旋角在中途变大来使副槽3接近主槽2，并且在副槽3刚刚与主槽2连接设置后(图8)或者在副槽3与主槽交叉后(图9)，使主槽2的螺旋角变化成与副槽3的螺旋角相同的角度。这种情况下，由于使二者的螺旋角在中途发生变化，因此相应地切屑变得难以卷绕，并且，由于在工具基端侧形成为大的螺旋角，因此相应地具有下述优点，即能够通过良好的泵唧作用(ポンプ作用)顺畅地排出在工具末端产生的切屑。另外，在图6～图9中，也可以使主槽2和副槽3相反。即，在图6和图7中，也可以通过使副槽3的螺旋角固定、并使主槽2的螺旋角按照小→大→小进行变化来对二者进行连接设置，在图8和图9中，也可以通过使主槽2的螺旋角在中途变大来使主槽2接近副槽3，并且在主槽2刚刚与副槽3连接设置后(图8)或者在主槽2与副槽交叉后(图9)，使副槽3的螺旋角变化成与主槽2的螺旋角相同的角度。

此外，本实施例构成为：在将第一线以及第二线投影至沿工具的轴向观察时相同的、与工具轴垂直的投影面时，所述第一线与所述第二线在该投影面上形成的狭角中的至少一个狭角γ大于90°并小于等于180°，其中所述第一线是在包含所述主槽2的终端的切槽结束端点5且与工具轴垂直的截面上、连接所述主槽2的切槽结束端点5和工具的旋转轴心O而得到的线，所述第二线是在包含所述副槽3的终端的切槽结束端点6且与工具轴垂直的截面上、连接所述副槽3的切槽结束端点6和工具的旋转轴心O而得到的线。换而言之，本实施例构成为：形成下述这样的投影线，所述投影线通过将下述各条线投影至沿工具的轴向观察时相同的与工具垂直的投影面上而形成，所述各条线是在分别包含所述主槽2以及副槽3的终端的切槽结束(切れ上がり)端点5、6且与工具轴垂直的各个截面上、连接所述各个切槽结束端点5、6和工具的旋转轴心O而得到的线，在由包含所述主槽2的切槽结束端点5的投影线、和包含所述各个副槽3的切槽结束端点6的投影线形成的狭角中，至少一个狭角γ大于90°并小于等于180°。

具体而言，在本实施例中构成为：分别设置有1条主槽2和1条副槽3，将在包含主槽2的切槽结束端点5且与工具轴垂直的截面上连接该切槽结束端点5和工具的旋转轴心O而得到的第一线(参照图5的(b))、和在包含副槽3的切槽结束端点6且与工具轴垂直的截面上连接该切槽结束端点6和工具的旋转轴心O而得到的第二线(参照图5的(a))投影到沿工具的轴向观察时相同的与工具轴垂直的投影面上，在所述与工具轴垂直的投影面上由所述各条线(投影线)形成的狭角γ(在下文中，称为切槽结束狭角。参照图5的(c))大于90°并小于等于180°。

即，以使切槽结束狭角γ大于90°并小于等于180°的方式来设定主槽2以及副槽3的槽长l1、l2。这是根据后述的实验结果而推导出的结论，如果切槽结束狭角γ在上述范围内，则孔位精度极为良好。另一方面，如果切槽结束狭角全部在90°以下，则由于切屑的排出方向发生偏斜，所以切屑的排出在工具基端侧变得不平衡，有可能引起突发的孔位弯曲。图5的(d)图示了三刃以上的钻头(例如具有1个主槽和2个副槽的钻头)的情况下的与工具轴垂直的投影面的一个例子。在3个槽的情况下，如果由包含主槽2的切槽结束端点5的投影线(第一线)和包含一个副槽3的切槽结束端点6的投影线(第二线)形成的切槽结束狭角γ大于90°并小于等于180°，由于能够避免切屑的排出方向的偏斜，因此能够实现平衡的切屑排出。即，在存在2个以上的副槽时，虽然存在2条以上的所述第二线，但是只要由所述第一线和所述多条第二线形成的切槽结束狭角γ中的一个大于90°并小于等于180°，就能避免切屑的排出方向的偏斜，因此能够实现平衡的切屑排出。

另外，切槽结束狭角γ由主槽2的切槽结束端点5和副槽3的切槽结束端点6之间的旋转相位差(角度差)来表示。

此外，在工具主体1覆盖有非晶体碳覆膜作为润滑性覆膜。即，本实施例与以往的双刃钻头的形状相比，由于在工具基端侧槽的容积变小(在使芯厚(ウエブ)、芯厚倒锥(ウエブテ一パ)的值相同的情况下)，因此不易根据基板的种类、厚度和重叠张数而得到顺畅的切屑排出性能，有可能引起内壁粗糙度的恶化或钻头折损。可是，通过覆盖非晶体碳覆膜，改善了切屑排出性，从而能够利用钻头的刚性形状进行高精度的钻孔加工。

对各部分进行具体的说明。

本实施例中，采用下述这样的超硬合金制材料作为基材，并且至少在工具主体1的排屑槽覆盖有非晶体碳覆膜，所述超硬合金制材料由以WC为主要成分的硬质粒子和以Co为主要成分的结合材料构成，并且该超硬合金的WC粒子的平均粒径为0.1μm～2μm，Co含量以重量％计为5％～15％。由于非晶体碳覆膜为硬质，因此抑制了工具的磨损，并且由于非晶体碳覆膜具有高润滑性，因此切屑易于沿着排屑槽向工具主体1的基端部排出，防止了切屑的堵塞从而使钻头难以折损。

此外，在本实施例中，采用了由下述这样的高硬度的非晶体碳(DLC)构成的非晶体碳覆膜作为润滑性覆膜，所述高硬度的非晶体碳(DLC)以碳原子为主体而构成且维氏硬度在3000以上，但是只要维氏硬度在2000以上，也可以采用由硬度比较低的非晶体碳(DLC)、或DLC与其他物质(例如金属)相混合的混合物构成的覆膜，也可以采用氮化铬等其他的润滑性覆膜。

此外，在本实施例中非晶体碳覆膜紧贴基材地形成在基材上，但是也可以是例如下述这样的结构：紧贴基材地在基材上形成由下述金属或半金属构成的、膜厚在200nm以下且1nm以上的下层覆膜层(底膜)，并在该下层覆膜层上形成所述非晶体碳覆膜，所述金属或半金属由从元素周期表的4a族、5a族、6a族以及Si中选择的1种或2种以上的元素构成。此外，作为下层覆膜层，并不限定于上述结构，也可以采用由下述化合物构成的结构，所述化合物是从元素周期表的4a族、5a族、6a族以及Si中选择的1种或2种以上的元素、与从氮以及碳中选择的1种以上的元素化合而成的化合物。

此外，本实施例在非晶体碳覆膜和底膜成膜时使用了电弧离子镀方式的成膜装置，但是也可以使用溅射方式或激光消融方式等的PVD成膜装置。

本发明是作为在PCB等有色金属类被切削材料的钻孔加工等中使用的覆盖有非晶体碳覆膜等润滑性覆膜的钻头而发明的，作为本发明的钻头的基材，由于由以WC为主要成分的硬质粒子和以Co为主要成分的结合材料构成的超硬合金是可以取得硬度和韧性之间的平衡的材料，因此所述超硬合金是优选的。

如果WC粒子的平均粒径过小，则难以使WC粒子在结合材料中均匀分散，从而容易引起超硬合金的抗折力降低。另一方面，如果WC粒子过大，则会使超硬合金的硬度降低。此外，如果Co的含量过少，则会使超硬合金的抗折力降低，相反，如果Co的含量过多，则会使超硬合金的硬度降低。因此，优选以WC粒子的平均粒径为0.1μm～2μm、Co含量以重量％计为5％～15％的超硬合金作为基材。

此外，为了对PCB等难切削材料进行不发生覆膜剥离的稳定的钻孔加工，优选进一步提高基材和非晶体碳覆膜之间的紧贴性。将下述金属或半金属作为底膜紧贴基材地成膜于该基材上，并在该底膜上形成非晶体碳覆膜，其中所述金属或半金属由从Ti、Cr、Ta等元素周期表的4a族、5a族、6a族元素以及Si中选择的1种或2种以上的元素构成，由此能够进一步提高基材和非晶体碳覆膜之间的紧贴性。此外，也可以将下述化合物作为底膜紧贴基材地成膜在该基材上，所述化合物是从元素周期表的4a族、5a族、6a族以及Si中选择的1种或2种以上的元素、与从氮以及碳中选择的1种以上的元素化合而成的化合物。

由于底膜是以提高基材和非晶体碳覆膜之间的紧贴性为目的而成膜出的部件，因此如果底膜过厚也会失去意义，优选使膜厚大于等于1nm且小于等于200nm。

由于本实施例像上述那样构成，因此在将钻孔加工时产生于工具末端部的切屑沿着排屑槽2、3排出时，通过使切屑在主槽2与副槽3连接设置的连接设置部4彼此碰撞，来使切屑(向工具径向)强制地飞散从而难以到达工具基端部，因此防止了切屑在工具基端部发生卷绕。

由此，本实施例形成为下述这样的钻孔工具：即使是在将带有树脂的铝板作为盖板使用时，工具也难以折损且切屑排出性飞跃地提高，从而能够防止切屑的卷绕，即使是直径0.7mm以下、特别是0.4mm以下的小直径钻头，其抗折损寿命也很长，能够实现孔位精度良好、且稳定的钻孔加工，并且具有极为优秀的实用性。

对证明本实施例的效果的实验例进行说明。

图10是示出通过使副槽长发生变化(与此相伴使切槽结束狭角也发生变化)来对孔位精度和卷绕残留进行评价的实验条件以及实验结果的表格。对于在该实验中使用的钻头，使工具直径为0.1mm，使主槽2的槽长为1.8mm，使现有例为以往的2刃2槽形状的钻头(2个排屑槽的螺旋角均恒定为45°)，在实验例1～10中以图6所示的方式连接设置主槽和副槽，在实验例11中以图8所示的方式连接设置主槽和副槽，此外，使芯厚(心厚)和钻尖角等其他的规格为相同值。此外，在各钻头覆盖有非晶体碳覆膜(DLC)。

在该实验中，将4张作为难切削材料的半导体封装用的PCB(基板：厚度为0.15mm/表面和背面为Cu层)重叠并在重叠的PCB的上表面放置了厚度为0.11mm的带有树脂的铝板作为盖板，为了能够进行贯穿孔加工，在所述PCB的下表面配置了一般作为垫板使用的厚度为1.5mm的纸酚部件。此外，使钻头(主轴)的转速为200krpm、进给速度为1.8m/min、上升速度为25.4m/min，并且使设定钻孔次数(ヒツト数)为3000次(hit)。

根据图10可以确认到，实验例1～8和实验例11中的任何一个的卷绕残留都比现有例要少。特别是，如图11所示那样可以确认到，实验例11中几乎没有卷绕残留，情况最为良好。这可以认为是因为，通过使二者的螺旋角在中途变化，从而进一步提高了切屑的飞散效果。

此外可以确认到，实验例1～8和实验例11中的任何一个的孔位精度都比现有例要好。此外可以确认到，在副槽长为主槽长的56％～89％、且切槽结束狭角在106°～180°的范围内的实验例2、4、6、7和11中，孔位精度特别良好。另外，副槽长在主槽长的56％～89％的范围内的实验例3、5和8中，虽然孔位精度比现有例要好，但是由于切槽结束狭角较小，因此可能会引起突发的孔位弯曲、使Max值变大(在图10中表示为Max跳动)而得不到稳定的钻孔加工。此外，在实验例1中，虽然孔位精度比现有例要好，但是由于主槽2的槽长和副槽3的槽长相同并且切槽结束狭角小这两个重要原因，同样地可能会发生Max跳动而得不到稳定的钻孔加工。

此外，在副槽长极端地短的实验例9和10中钻头发生了折损。这可以认为是由于切屑排出性恶化造成的。

根据以上内容能够确认到，切屑的卷绕残留并不依赖于切槽结束狭角，其仅对孔位精度产生影响，并且能够确认到，副槽长和切槽结束狭角同时包含于上述范围内的实验例2、4、6、7和11成为了卷绕残留少、并且孔位精度良好的钻孔工具。

Claims

1.一种钻孔工具，其在工具主体的末端设置有1个或多个切削刃，在该工具主体的外周设置有从工具末端朝向基端侧的螺旋状的多个排屑槽，该多个排屑槽包括1个主槽和1个以上的副槽，所述副槽在所述主槽的中途部与所述主槽连接设置，所述钻孔工具的特征在于，

所述主槽和所述副槽的螺旋角从该主槽与该副槽连接设置的连接设置部起在工具基端侧设定为大致相等的角度，所述副槽的槽长设定为所述主槽的槽长的50％～95％，并且所述副槽设置成在从所述连接设置部到比所述主槽的终端靠前的预定位置为止的范围内与所述主槽并行。

2.一种钻孔工具，其在工具主体的末端设置有1个或多个切削刃，在该工具主体的外周设置有从工具末端朝向基端侧的螺旋状的多个排屑槽，该多个排屑槽包括1个主槽和1个以上的副槽，所述副槽在所述主槽的中途部与所述主槽连接设置，所述钻孔工具的特征在于，

所述主槽和所述副槽的螺旋角从该主槽与该副槽连接设置的连接设置部起在工具基端侧设定为大致相等的角度，所述副槽的槽长设定为所述主槽的槽长的70％～95％，并且所述副槽设置成在从所述连接设置部到比所述主槽的终端靠前的预定位置为止的范围内与所述主槽并行。

3.根据权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，

位于所述连接设置部的所述主槽与所述副槽的连接设置槽宽为连接设置前的所述主槽的槽宽的1.1～1.9倍。

4.根据权利要求2所述的钻孔工具，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，

位于所述连接设置部的所述主槽与所述副槽的连接设置槽宽为连接设置前的所述主槽的槽宽的1.3～1.8倍。

6.根据权利要求2所述的钻孔工具，其特征在于，

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的钻孔工具，其特征在于，

所述连接设置部的始端设置在距离工具末端大于等于工具直径的2倍、并小于等于所述主槽的槽长的50％的位置。

8.根据权利要求1～6中的任一项所述的钻孔工具，其特征在于，

在将第一线以及第二线投影至沿工具的轴向观察时相同的、与工具轴垂直的投影面时，由所述第一线与所述第二线在该投影面上形成的狭角中的至少一个狭角大于90°并小于等于180°，其中所述第一线是在包含所述主槽的终端的切槽结束端点且与工具轴垂直的截面上、连接所述主槽的切槽结束端点和工具的旋转轴心而得到的线，所述第二线是在包含所述副槽的终端的切槽结束端点且与工具轴垂直的截面上、连接所述副槽的切槽结束端点和工具的旋转轴心而得到的线。

9.根据权利要求7所述的钻孔工具，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的钻孔工具，其特征在于，

所述钻孔工具分别设置有1条所述主槽和1条所述副槽作为所述排屑槽。

11.根据权利要求9所述的钻孔工具，其特征在于，

12.根据权利要求10所述的钻孔工具，其特征在于，

所述钻孔工具覆盖有非晶体碳覆膜作为润滑性覆膜。

13.根据权利要求11所述的钻孔工具，其特征在于，

所述钻孔工具覆盖有非晶体碳覆膜作为润滑性覆膜。

14.根据权利要求12所述的钻孔工具，其特征在于，

工具的直径小于等于0.4mm。

15.根据权利要求13所述的钻孔工具，其特征在于，

工具的直径小于等于0.4mm。