CN111549326A - 具有复合镀膜涂层的pcb微钻钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，该微钻钻头包括钻柄和钻体，所述钻柄和钻体的外侧包覆有复合镀膜涂层，所述复合镀膜涂层分为内层和复合层；所述内层的材料为Cr，其厚度为0.1‑0.5微米；所述复合层的材料为CrAlTiN/CrN，其厚度为2‑5微米；所述CrAlTiN/CrN是由多个CrAlTiN层和CrN层构成，各CrAlTiN层和CrN层交替沉积在微钻钻头上形成纳米量级叠压的复合层。本发明结构设计合理，其内层的晶粒度与微钻钻头的晶粒度位于同一量级，能够保证良好的结合力；具有高硬度和高弹性模量的特点，CrN层的插入使复合镀膜涂层具有良好的耐蚀性，延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及微钻钻头技术领域，尤其涉及一种具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头。
背景技术
机械钻孔是PCB生产过程中不可或缺的重要工序，微钻是PCB机械钻孔加工所需的关键耗材，目前全球每月消耗量已超过一亿支。
电子产品日趋轻薄短小和多功能化的发展方向导致封装密度越来越高，线路宽度越来越细，迫使PCB机械钻孔加工业不断进行技术创新，以适应孔径越来越小、基板材质越来越高的现实。以高密度板(HDI板)、IC板、多层板、高TG板和以无卤素基材为代表的难钻削材质的大量引入，使钻孔难度上升、效率降低。微钻的改进已经成为PCB机械钻孔加工技术革新的主要内容，降低微钻成本、提升微钻钻孔品质、延长微钻使用寿命是PCB行业永恒的追求。基于生产的需求，许多企业都在尝试把PVD涂层技术引入到微钻产品中以改进其性能。
目前微钻钻头在实际应用过程中普遍在耐磨性、耐腐蚀性不强的问题，这将造成现有微钻钻头的使用寿命比较短，在应用过程中需要经常的更换，使得刀具耗用成本提高；同时由于需要不断的更换钻头，大大影响机台效率。
发明内容
本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，该微钻钻头包括钻柄和钻体，所述钻柄和钻体的外侧包覆有复合镀膜涂层，所述复合镀膜涂层分为内层和复合层；所述内层的材料为Cr，其厚度为0.1-0.5微米；所述复合层的材料为CrAlTiN/CrN，其厚度为2-5微米；所述CrAlTiN/CrN是由多个CrAlTiN层和CrN层构成，各CrAlTiN层和CrN层交替沉积在微钻钻头上形成纳米量级叠压的复合层。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，所述微钻钻头的材料为碳化钨合金钢，由92％的WC和8％的Co制成，且其晶粒度与内层中Cr的晶粒度位于同一量级。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，每一所述CrAlTiN层的厚度为8.0nm，每一所述CrN层的厚度为2-4nm。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，所述CrAlTiN/CrN的制备方法为，将清洗后的微钻钻头置入多靶磁控溅射仪并交替停留在CrAlTi靶和Cr靶之前，通过溅射获得由多个CrAlTiN层和CrN层交替叠加的纳米量级叠压的复合层。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，溅射过程中，通过调整靶功率和沉积时间以控制每一涂层的厚度。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，所述Cr靶中Cr的纯度为99.99％。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，所述CrAlTiN层溅射功率为120W，时间为8-10s；所述CrN层溅射功率为100W，时间为6-8s。
进一步地，上述具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头中，所述CrAlTi靶和Cr靶的靶基距为50mm，总气压为0.3-0.4Pa。
本发明的有益效果是：
本发明结构设计科学合理，一方面其内层的晶粒度与微钻钻头的晶粒度位于同一量级，能够保证良好的结合力；另一方面由于复合镀膜涂层具有高硬度和高弹性模量的特点，高于目前普遍使用涂层的硬度，且由于CrN层的插入使复合镀膜涂层具有良好的耐蚀性，其能够在一定的腐蚀环境下服役，延长其使用寿命。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明微钻钻头的结构示意图；
图2为本发明中复合镀膜涂层的组成示意图；
附图中，各部件的标号如下：
1-钻柄，2-钻体，3-复合镀膜涂层，31-内层，32-复合层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-2所示，本实施例为一种具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，该微钻钻头包括钻柄1和钻体2，钻柄1和钻体2的外侧包覆有复合镀膜涂层3，复合镀膜涂层3分为内层31和复合层32；内层31的材料为Cr，其厚度为0.1微米；复合层32的材料为CrAlTiN/CrN，其厚度为2微米；CrAlTiN/CrN是由多个CrAlTiN层和CrN层构成，各CrAlTiN层和CrN层交替沉积在微钻钻头上形成纳米量级叠压的复合层。
本实施例中，微钻钻头的材料为碳化钨合金钢，由92％的WC和8％的Co制成，且其晶粒度与内层中Cr的晶粒度位于同一量级。
本实施例中，每一CrAlTiN层的厚度为8.0nm，每一CrN层的厚度为2nm。镀层厚度的测量使用英国EER公司生产的BC-1BALLCRATRR。
本实施例中，CrAlTiN/CrN的制备方法为，将清洗后的微钻钻头置入多靶磁控溅射仪并交替停留在CrAlTi靶和Cr靶之前，通过溅射获得由多个CrAlTiN层和CrN层交替叠加的纳米量级叠压的复合层。溅射过程中，通过调整靶功率和沉积时间以控制每一涂层的厚度。Cr靶中Cr的纯度为99.99％。CrAlTiN层溅射功率为120W，时间为8-10s；CrN层溅射功率为100W，时间为6-8s。CrAlTi靶和Cr靶的靶基距为50mm，总气压为0.3-0.4Pa。
本实施例中，复合镀膜涂层成品的硬度和弹性模量分别为46.8GPa和450.2GPa。
本实施例的一个具体应用为：本实施例结构设计科学合理，一方面其内层的晶粒度与微钻钻头的晶粒度位于同一量级，能够保证良好的结合力；另一方面由于复合镀膜涂层具有高硬度和高弹性模量的特点，高于目前普遍使用涂层的硬度，且由于CrN层的插入使复合镀膜涂层具有良好的耐蚀性，其能够在一定的腐蚀环境下服役，延长其使用寿命。
实施例二
本实施例与实施例一的结构及应用基本相同，其不同之处在于，内层的材料为Cr，其厚度为0.5微米；复合层的材料为CrAlTiN/CrN，其厚度为5微米。
实施例三
本实施例与实施例一的结构及应用基本相同，其不同之处在于，内层的材料为Cr，其厚度为0.2微米；复合层的材料为CrAlTiN/CrN，其厚度为3微米。
实施例四
本实施例与实施例一的结构及应用基本相同，其不同之处在于，每一CrN层的厚度为3nm。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，该微钻钻头包括钻柄和钻体，其特征在于：所述钻柄和钻体的外侧包覆有复合镀膜涂层，所述复合镀膜涂层分为内层和复合层；所述内层的材料为Cr，其厚度为0.1-0.5微米；所述复合层的材料为CrAlTiN/CrN，其厚度为2-5微米；所述CrAlTiN/CrN是由多个CrAlTiN层和CrN层构成，各CrAlTiN层和CrN层交替沉积在微钻钻头上形成纳米量级叠压的复合层。
2.根据权利要求1所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：所述微钻钻头的材料为碳化钨合金钢，由92％的WC和8％的Co制成，且其晶粒度与内层中Cr的晶粒度位于同一量级。
3.根据权利要求1所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：每一所述CrAlTiN层的厚度为8.0nm，每一所述CrN层的厚度为2-4nm。
4.根据权利要求1所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：所述CrAlTiN/CrN的制备方法为，将清洗后的微钻钻头置入多靶磁控溅射仪并交替停留在CrAlTi靶和Cr靶之前，通过溅射获得由多个CrAlTiN层和CrN层交替叠加的纳米量级叠压的复合层。
5.根据权利要求4所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：溅射过程中，通过调整靶功率和沉积时间以控制每一涂层的厚度。
6.根据权利要求4所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：所述Cr靶中Cr的纯度为99.99％。
7.根据权利要求4所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：所述CrAlTiN层溅射功率为120W，时间为8-10s；所述CrN层溅射功率为100W，时间为6-8s。
8.根据权利要求4所述的具有复合镀膜涂层的PCB微钻钻头，其特征在于：所述CrAlTi靶和Cr靶的靶基距为50mm，总气压为0.3-0.4Pa。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.88, Shuangma Road, Ouxi Industrial Park, Dianshanhu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Jinzhou Jinggong Technology (Kunshan) Co.,Ltd. Address before: No.88, Shuangma Road, Ouxi Industrial Park, Dianshanhu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: HUAWEINA PRECISION TOOLS (KUNSHAN) Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |