JP2997972B2 - 穴加工工具及びその製造方法 - Google Patents
穴加工工具及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，ドリル，ドリルブッシ
ュ，リーマー，エンドミル等の穴加工工具及びその製造
方法に関し，詳しくは，半導体基板等の穴加工等に用い
る穴加工工具及びその製造方法に関する。
ュ，リーマー，エンドミル等の穴加工工具及びその製造
方法に関し，詳しくは，半導体基板等の穴加工等に用い
る穴加工工具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，半導体基板，ＰＣＢ基板等の穴加
工工具として，ドリル，ドリルブッシュ，リーマー，エ
ンドミル等が用いられている。これらの工具には，高強
度，高靭性超硬合金が使用されている。これらの超硬合
金は，ＷＣ−Ｃｏ系合金を基にするものであり，用途に
応じて種々の添加物が含有され，その特性が検討されて
いる。
工工具として，ドリル，ドリルブッシュ，リーマー，エ
ンドミル等が用いられている。これらの工具には，高強
度，高靭性超硬合金が使用されている。これらの超硬合
金は，ＷＣ−Ｃｏ系合金を基にするものであり，用途に
応じて種々の添加物が含有され，その特性が検討されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，これら
の高靭性超硬合金からなる穴加工工具として，高温硬度
が優れ，且つ曲り難いという両者をともに兼ね備えたも
のが得られておらず，加工精度や，寿命のいずれも満足
するに至っていない。
の高靭性超硬合金からなる穴加工工具として，高温硬度
が優れ，且つ曲り難いという両者をともに兼ね備えたも
のが得られておらず，加工精度や，寿命のいずれも満足
するに至っていない。
【０００４】例えば，ＰＣＢ基板等に穿穴する際には，
従来の超硬合金を用いたドリルでは，ドリルの刃自体が
５００〜７００℃位にまで，温度上昇する為に，折損し
たり，折曲がりが生じたりして，不具合があった。
従来の超硬合金を用いたドリルでは，ドリルの刃自体が
５００〜７００℃位にまで，温度上昇する為に，折損し
たり，折曲がりが生じたりして，不具合があった。
【０００５】そこで，本発明の技術的課題は，高温にお
いても硬度を保持し，且つ靭性を有するとともに，経済
的な穴加工工具及びその製造方法を提供することにあ
る。
いても硬度を保持し，且つ靭性を有するとともに，経済
的な穴加工工具及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，刃部と
保持部とを有する穴加工工具において，少なくとも刃部
にＣＶＤ法によって形成された炭化タングステン被覆層
を有し，前記炭化タングステン被覆層以外の基材部分
は，Ｃｒ3 Ｃ2 を含有する超硬合金によって形成され，
前記炭化タングステン被覆層は，前記炭化タングステン
被覆層以外の基材部分よりも高温硬度が高いことを特徴
とする穴加工工具が得られる。ここで，本発明におい
て，穴加工用工具とは，ドリル，ドリルブッシュ，リー
マー，エンドミル等の穴加工に用いられる工具を呼ぶ。
保持部とを有する穴加工工具において，少なくとも刃部
にＣＶＤ法によって形成された炭化タングステン被覆層
を有し，前記炭化タングステン被覆層以外の基材部分
は，Ｃｒ3 Ｃ2 を含有する超硬合金によって形成され，
前記炭化タングステン被覆層は，前記炭化タングステン
被覆層以外の基材部分よりも高温硬度が高いことを特徴
とする穴加工工具が得られる。ここで，本発明におい
て，穴加工用工具とは，ドリル，ドリルブッシュ，リー
マー，エンドミル等の穴加工に用いられる工具を呼ぶ。
【０００７】
【０００８】また，本発明によれば，Ｃｒ 3 Ｃ 2 を含有
する超硬合金によって構成され，刃部と保持部を形成す
る基材を用意し，少なくとも刃部を形成する基材の表面
に，タングステンハロゲン化合物ガス及び炭化水素ガス
を含む原料ガスによるＣＶＤによって炭化タングステン
被覆層を形成することを特徴とする穴加工工具の製造方
法が得られる。
する超硬合金によって構成され，刃部と保持部を形成す
る基材を用意し，少なくとも刃部を形成する基材の表面
に，タングステンハロゲン化合物ガス及び炭化水素ガス
を含む原料ガスによるＣＶＤによって炭化タングステン
被覆層を形成することを特徴とする穴加工工具の製造方
法が得られる。
【０００９】ここで，本発明において，穴加工工具の少
なくとも刃部に形成する炭化タングステン被覆層は，タ
ングステンのハロゲン化合物，例えば，ＷＦ6 と炭素源
となる有機物，例えば，ベンゼン，トルエン等を水素還
元法により概ね７００〜９５０℃で反応させて生成す
る。
なくとも刃部に形成する炭化タングステン被覆層は，タ
ングステンのハロゲン化合物，例えば，ＷＦ6 と炭素源
となる有機物，例えば，ベンゼン，トルエン等を水素還
元法により概ね７００〜９５０℃で反応させて生成す
る。
【００１０】また，本発明において，炭化タングステン
層は，ＷＣ及びＷ2 Ｃのうちのいずれでも良いが，特に
靭性を要求される部分には，ＷＣ層が好ましく，一方，
硬度のみを要求される部分には，被覆が容易なＷ2 Ｃ層
でも良い。というのは，硬度はＷＣ被覆した場合より
も，Ｗ2 Ｃ被覆した場合の方が大きいためである。
層は，ＷＣ及びＷ2 Ｃのうちのいずれでも良いが，特に
靭性を要求される部分には，ＷＣ層が好ましく，一方，
硬度のみを要求される部分には，被覆が容易なＷ2 Ｃ層
でも良い。というのは，硬度はＷＣ被覆した場合より
も，Ｗ2 Ｃ被覆した場合の方が大きいためである。
【００１１】また，本発明では，所望の穴加工工具の形
状に加工した後の超硬合金に，炭化タングステンを被覆
して，この穴加工工具に高温での硬度を付与するととも
に，半導体基板やＰＣＢ基板等に対する加工精度を向上
させたものである。そして，この穴加工工具によれば，
ダイヤモンドに比べて明らかに低廉で且つほぼ所望の特
性が確保できる。
状に加工した後の超硬合金に，炭化タングステンを被覆
して，この穴加工工具に高温での硬度を付与するととも
に，半導体基板やＰＣＢ基板等に対する加工精度を向上
させたものである。そして，この穴加工工具によれば，
ダイヤモンドに比べて明らかに低廉で且つほぼ所望の特
性が確保できる。
【００１２】
【実施例】以下，本発明の実施例について，図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例に係る穴加工工具の
形状を示す断面図である。図１の例は，穴加工工具とし
て，マイクロドリル１０を示している。このマイクロド
リル１０は，円柱形状で中心軸方向中央部寄りに円錐面
を有する保持部１と，この円錐面の頂点から中心軸方向
に沿ってのびる刃部２とを備え，この刃部２の先端は尖
っている。この刃部２の表面には，ＣＶＤによるＷＣ被
覆層６が形成されている。
形状を示す断面図である。図１の例は，穴加工工具とし
て，マイクロドリル１０を示している。このマイクロド
リル１０は，円柱形状で中心軸方向中央部寄りに円錐面
を有する保持部１と，この円錐面の頂点から中心軸方向
に沿ってのびる刃部２とを備え，この刃部２の先端は尖
っている。この刃部２の表面には，ＣＶＤによるＷＣ被
覆層６が形成されている。
【００１４】ＷＣ被覆層６以外の工具形状の基材部分
は，Ｃｒ3 Ｃ2 を含むＷＣ−Ｃｏ系合金（以下，母材と
呼ぶ）からなり，焼結合金中のＷＣ粒子の粒径が，０．
５〜０．８mmであることが好ましい。また，表面のＷＣ
被覆層６は，ＷＣ粒子が厚み方向に２〜４個整列した長
さに相当する１〜３μｍの厚みに形成されている。この
ＷＣ被覆層６の厚みが１〜３μｍとした理由は，ＷＣ被
覆層６が厚くなれば，刃部２の曲がりも無く都合が良い
が，靭性が失われるため，不具合を生じるので１〜３μ
ｍという薄い厚さとした。
は，Ｃｒ3 Ｃ2 を含むＷＣ−Ｃｏ系合金（以下，母材と
呼ぶ）からなり，焼結合金中のＷＣ粒子の粒径が，０．
５〜０．８mmであることが好ましい。また，表面のＷＣ
被覆層６は，ＷＣ粒子が厚み方向に２〜４個整列した長
さに相当する１〜３μｍの厚みに形成されている。この
ＷＣ被覆層６の厚みが１〜３μｍとした理由は，ＷＣ被
覆層６が厚くなれば，刃部２の曲がりも無く都合が良い
が，靭性が失われるため，不具合を生じるので１〜３μ
ｍという薄い厚さとした。
【００１５】また，一般に超硬合金からなる母材であれ
ば，刃部２のエッジも鋭くすることは容易であるが，本
発明のようにＣＶＤで形成したＷＣ被覆層６の場合は若
干劣る。
ば，刃部２のエッジも鋭くすることは容易であるが，本
発明のようにＣＶＤで形成したＷＣ被覆層６の場合は若
干劣る。
【００１６】しかし，通常の超硬合金では，元々早期に
刃部２の極突端は，磨滅しやすいが，本発明の実施例に
よれば，ＷＣ被覆層形成後の磨耗が大幅に改善されるの
で，この穴加工工具を用いると穴開け精度が実質的に改
善される。このように，母材の刃部にＷＣ被覆層６を形
成することで，ミニドリルの刃部自体の曲りが改善さ
れ，その結果として，基板等に設けた穴の直芯性も改善
された。
刃部２の極突端は，磨滅しやすいが，本発明の実施例に
よれば，ＷＣ被覆層形成後の磨耗が大幅に改善されるの
で，この穴加工工具を用いると穴開け精度が実質的に改
善される。このように，母材の刃部にＷＣ被覆層６を形
成することで，ミニドリルの刃部自体の曲りが改善さ
れ，その結果として，基板等に設けた穴の直芯性も改善
された。
【００１７】次に上記した穴加工工具を製造する方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１８】重量で，１０％Ｃｏ，１％Ｃｒ3 Ｃ2 ，
０．５％ＴａＣ，０．２％ＶＣ，残部ＷＣからなる組成
を有するＷＣ−Ｃｏ系超硬合金を用意し，図１で示す形
状に加工して母材を得た。一方，反応槽をＡｒガスで十
分置換し，さらに母材表面をアセトン等で清浄して，油
脂等の付着がない状態にした。反応槽に母材が挿入され
るが，この母材の保持部１は，鋼等で固定され，中心軸
に沿って回転される。次に，ＷＦ6 ８０cc/ 分，Ｈ2 ４
２０cc/ 分，Ａｒ５０cc/ 分，Ｃ7 Ｈ8 ２７０cc/ 分の
ガス比で，約８７５℃で約１０分間反応させ，母材の刃
部に２μｍのＷＣ層６を被覆形成した。
０．５％ＴａＣ，０．２％ＶＣ，残部ＷＣからなる組成
を有するＷＣ−Ｃｏ系超硬合金を用意し，図１で示す形
状に加工して母材を得た。一方，反応槽をＡｒガスで十
分置換し，さらに母材表面をアセトン等で清浄して，油
脂等の付着がない状態にした。反応槽に母材が挿入され
るが，この母材の保持部１は，鋼等で固定され，中心軸
に沿って回転される。次に，ＷＦ6 ８０cc/ 分，Ｈ2 ４
２０cc/ 分，Ａｒ５０cc/ 分，Ｃ7 Ｈ8 ２７０cc/ 分の
ガス比で，約８７５℃で約１０分間反応させ，母材の刃
部に２μｍのＷＣ層６を被覆形成した。
【００１９】母材のみでは，抗折力（ＴＲＳ）４００ k
g/mm2 で，ロックウエル硬度（ＨＲａ）は９３．０であ
ったが，得られたＷＣ層６を有する工具は，ＨＲａにつ
いては９４．０に向上し，ヤング率については６７００
０kg/ mm2 に達した。また，本発明の実施例に係る加工
工具の高温硬度は，表１に示す通りであった。
g/mm2 で，ロックウエル硬度（ＨＲａ）は９３．０であ
ったが，得られたＷＣ層６を有する工具は，ＨＲａにつ
いては９４．０に向上し，ヤング率については６７００
０kg/ mm2 に達した。また，本発明の実施例に係る加工
工具の高温硬度は，表１に示す通りであった。
【００２０】
【表１】
【００２１】上記表１に示すように，本発明の実施例に
係る穴加工工具は，従来の被覆を施さない，母材のみの
合金に比べて，室温での硬度及び高温での硬度が共に優
れていることが判明した。
係る穴加工工具は，従来の被覆を施さない，母材のみの
合金に比べて，室温での硬度及び高温での硬度が共に優
れていることが判明した。
【００２２】また，図２は，本発明の実施例に係る加工
工具の磨耗量の測定方法を示す図である。図２で示すよ
うに，磨耗量は，加工前のドリル刃の直径ｄ0 から，加
工後のドリル刃の直径ｄを減じた値（ｄ0 −ｄ）で示さ
れる。
工具の磨耗量の測定方法を示す図である。図２で示すよ
うに，磨耗量は，加工前のドリル刃の直径ｄ0 から，加
工後のドリル刃の直径ｄを減じた値（ｄ0 −ｄ）で示さ
れる。
【００２３】本発明の実施例に係る加工工具の磨耗量を
調べるために，刃部の径が０．６mmのドリルを用い，
１．６mm×３の寸法を有する基板を，８００００rpm の
回転速度で，軸方向に２．０ｍ／分の送りスピードで穴
開けした。その結果を図３に示す。図３の縦軸は磨耗
量，横軸はヒット数を夫々示している。図示のように，
本発明の実施例に係る加工工具は，ダイヤモンドを使用
した超硬合金工具には及ばないが，従来例に係る加工工
具よりも磨耗量が少なく，穴開け加工の寿命が１．４倍
と長くなった。
調べるために，刃部の径が０．６mmのドリルを用い，
１．６mm×３の寸法を有する基板を，８００００rpm の
回転速度で，軸方向に２．０ｍ／分の送りスピードで穴
開けした。その結果を図３に示す。図３の縦軸は磨耗
量，横軸はヒット数を夫々示している。図示のように，
本発明の実施例に係る加工工具は，ダイヤモンドを使用
した超硬合金工具には及ばないが，従来例に係る加工工
具よりも磨耗量が少なく，穴開け加工の寿命が１．４倍
と長くなった。
【００２４】尚，本発明の実施例においては，炭化タン
グステン層として，ＣＶＤによるＷＣ被覆層を用いた
が，Ｗ2 Ｃ被覆層も条件を適宜調節することによって，
同様に形成することができる。
グステン層として，ＣＶＤによるＷＣ被覆層を用いた
が，Ｗ2 Ｃ被覆層も条件を適宜調節することによって，
同様に形成することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，Ｃｒ3 Ｃ2 を含有する超硬合金からなる基材の刃部
をＣＶＤ法による炭化タングステン被覆層で被覆するこ
とによって，前記炭化タングステン被覆層以外の基材部
分よりも高温硬度が高い刃部を有するとともに，高靭性
を有し，且つ安価な穴加工工具及びその製造方法を提供
することができる。
ば，Ｃｒ3 Ｃ2 を含有する超硬合金からなる基材の刃部
をＣＶＤ法による炭化タングステン被覆層で被覆するこ
とによって，前記炭化タングステン被覆層以外の基材部
分よりも高温硬度が高い刃部を有するとともに，高靭性
を有し，且つ安価な穴加工工具及びその製造方法を提供
することができる。
【図１】本発明に実施例に係る穴加工工具の母材の形状
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例に係る穴加工工具の磨耗量の測
定方法を示す図である。
定方法を示す図である。
【図３】図２の測定方法による磨耗量の測定結果を示す
図である。
図である。
１ 保持部 ２ 刃部 ５ 刃部先端 ６ ＷＣ被覆層 １０ マイクロドリル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23P 15/28,15/32
Claims (3)
- 【請求項１】 刃部と保持部とを有する穴加工工具にお
いて，少なくとも刃部にＣＶＤ法によって形成された炭
化タングステン被覆層を有し，前記炭化タングステン被
覆層以外の基材部分は，Ｃｒ3 Ｃ2 を含有する超硬合金
によって形成され，前記炭化タングステン被覆層は，前
記炭化タングステン被覆層以外の基材部分よりも高温硬
度が高いことを特徴とする穴加工工具。 - 【請求項２】 請求項１記載の穴加工工具において，前
記炭化タングステン被覆層は，ＷＣ及びＷ2 Ｃの少なく
とも一種からなることを特徴とする穴加工工具。 - 【請求項３】 Ｃｒ 3 Ｃ 2 を含有する超硬合金によって
構成され，刃部と保持部を形成する基材を用意し，少な
くとも刃部を形成する基材の表面に，タングステンハロ
ゲン化合物ガス及び炭化水素ガスを含む原料ガスによる
ＣＶＤによって炭化タングステン被覆層を形成すること
を特徴とする穴加工工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292963A JP2997972B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 穴加工工具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292963A JP2997972B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 穴加工工具及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143047A JPH06143047A (ja) | 1994-05-24 |
| JP2997972B2 true JP2997972B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=17788698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4292963A Expired - Fee Related JP2997972B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 穴加工工具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997972B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4441648A1 (de) * | 1994-11-23 | 1996-05-30 | Beck August Gmbh Co | Verfahren zur Herstellung von Rohlingen für Führungsleisten für Einschneiden-Reibahlen und zum Finishen von Einschneiden-Reibahlen |
| CN100450704C (zh) * | 2006-08-01 | 2009-01-14 | 杭州兴源过滤机有限公司 | 模具浅孔加工工艺 |
| KR100933348B1 (ko) * | 2009-07-24 | 2009-12-22 | (주)하나마이크로텍 | 마이크로 절삭공구용 초경합금 이종금속 스트레이트 블랭크소재와 이를 이용한 마이크로 드릴의 제작방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61260906A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面被覆超硬合金製ドリル |
| JP2757469B2 (ja) * | 1989-07-06 | 1998-05-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 炭化タングステン基超硬合金製エンドミル |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4292963A patent/JP2997972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06143047A (ja) | 1994-05-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970408 |
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