CN208949409U - 一种pcb用超硬耐磨铬基复合涂层微钻 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，包括微钻基体，微钻基体的表面上沉积有作为内层和外层的双层复合结构，内层为结合层，结合层为铬基变形高温合金层，该铬基变形高温合金层是以铬为基体元素并加入钨、钼、钴元素通过固溶强化、碳化物强化而获得的变形高温合金层，外层为耐高温强韧耐磨层，该耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN‑DLC纳米晶DLC复合涂层。本实用新型的铬基变形高温合金层，具有高硬度、耐磨和抗硫腐蚀性，导热性好，易焊接，价格低廉；外层的耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN‑DLC纳米晶DLC复合涂层，具有超高硬度，良好的耐磨性能、切削性能和耐腐蚀性，且具有强韧性和高耐温性能。

Description

一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻

技术领域

本实用新型涉及印刷线路板(PCB)用微钻纳米复合涂层领域，具体涉及一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻。

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生产国。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，预计2010年全球PCB产值将达537亿美元；中国几乎占据了全球三分二以上的增长份额，预计2010年中国大陆PCB产值将达178亿美元，占全球总产值的33.2％。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的表面强化技术。微钻表面强化的方向主要有四个：(1)提高表面硬度；(2)提高表面耐磨特性；(3)提高表面散热性能；(4)提高表面高温性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有超硬和高耐磨特性，散热性能好，耐高温的PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻。

本实用新型的技术方案如下：

一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，包括微钻基体，所述微钻基体的表面上沉积有作为内层和外层的双层复合结构，所述内层为结合层，所述结合层为铬基变形高温合金层，该铬基变形高温合金层是以铬为基体元素并加入钨、钼、钴元素通过固溶强化、碳化物强化而获得的变形高温合金层，所述外层为耐高温强韧耐磨层，该耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN-DLC纳米晶DLC复合涂层。

进一步地，所述结合层的厚度为1～2微米，所述耐高温强韧耐磨层的厚度为2～4微米。

进一步地，所述耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN和DLC交替构成的复合层，其中，单层TiCrALSiN纳米层厚度为2～8纳米，单层DLC层厚度为 2～6纳米。

进一步地，所述耐高温强韧耐磨层中的TiCrALSiN层中TiCrALN纳米晶直径为1～2纳米，Si3N4非晶层厚度为0.1～1纳米。

进一步地，所述微钻基体的材质为硬质合金。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过在微钻基体的表面上沉积有作为内层和外层的双层复合结构，内层为作为结合层的铬基变形高温合金层，其具有很高硬度、耐磨和抗硫腐蚀性，导热性好，可很快地将钻头产生的热量快速传递到外层进行散热，易焊接，保证了与微钻基体和外层复合层之间的结合力，且价格低廉；外层为耐高温强韧耐磨层，该耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN-DLC纳米晶DLC复合涂层，具有超高硬度，良好的耐磨性能、切削性能和耐腐蚀性，且由于硅的掺杂，使其具有强韧性和高耐温性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1，本实用新型提供一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，包括微钻基体1，微钻基体1的材质为硬质合金，提高其硬度，其中，优选为碳化钨基硬质合金，进一步优选为WC-Co合金，微钻基体1的表面上沉积有作为内层和外层的双层复合结构2，内层为结合层21，该结合层21为铬基变形高温合金层，所述铬基变形高温合金层是以铬为基体元素并加入钨、钼、钴元素通过固溶强化、碳化物强化而获得的变形高温合金层，其具有很高硬度、耐磨和抗硫腐蚀性，导热性好，可很快地将钻头产生的热量快速传递到外层进行散热，易焊接，保证了与微钻基体1和外层复合层之间的结合力，且价格低廉；外层为耐高温强韧耐磨层22，该耐高温强韧耐磨层22为TiCrALSiN-DLC纳米晶DLC复合涂层，具有超高硬度，良好的耐磨性能、切削性能和耐腐蚀性，且由于硅的掺杂，使其具有强韧性和高耐温性能。

其中，所述结合层21的厚度为1～2微米，所述耐高温强韧耐磨层22 的厚度为2～4微米。

其中，所述耐高温强韧耐磨层22为TiCrALSiN和DLC交替构成的复合层，其中，单层TiCrALSiN纳米层厚度为2～8纳米，单层DLC层厚度为 2～6纳米。

其中，所述耐高温强韧耐磨层22中的TiCrALSiN层的硅含量在1at.％到10at.％之间，且TiCrALSiN层中TiCrALN纳米晶直径为1～2纳米，Si3N4 非晶层厚度为0.1～1纳米。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，包括微钻基体，其特征是：所述微钻基体的表面上沉积有作为内层和外层的双层复合结构，所述内层为结合层，所述结合层为铬基变形高温合金层，该铬基变形高温合金层是以铬为基体元素并加入钨、钼、钴元素通过固溶强化、碳化物强化而获得的变形高温合金层，所述外层为耐高温强韧耐磨层，该耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN-DLC纳米晶DLC复合涂层。

2.根据权利要求1所述的一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，其特征是：所述结合层的厚度为1～2微米，所述耐高温强韧耐磨层的厚度为2～4微米。

3.根据权利要求1所述的一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，其特征是：所述耐高温强韧耐磨层为TiCrALSiN和DLC交替构成的复合层，其中，单层TiCrALSiN纳米层厚度为2～8纳米，单层DLC层厚度为2～6纳米。

4.根据权利要求1所述的一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，其特征是：所述耐高温强韧耐磨层中的TiCrALSiN层中TiCrALN纳米晶直径为1～2纳米，Si3N4非晶层厚度为0.1～1纳米。

5.根据权利要求1所述的一种PCB用超硬耐磨铬基复合涂层微钻，其特征是：所述微钻基体的材质为硬质合金。