[發(fā)明專利]具有等離子體沉積金屬碳化物涂層的刀頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710097949.8
• 申請日: 2007-04-23
• 公開（公告）號: CN101073841A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史旭;謝麗康
• 申請（專利權(quán)）人: 納峰科技私人有限公司
• 主分類號: B23B51/00
• 分類號: B23B51/00;B23D13/00;B32B33/00;B32B18/00;B32B15/04;C23C14/06;C23C14/22;H05K3/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 顏濤;王漪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及具有涂層的刀頭，具體涉及在制造印刷電路板(這里稱為“PCB”)中使用的涂有金屬碳化物層的刀頭。

背景技術(shù)

對PCB的加工操作必須精確并且非常符合公差要求。對于使用鉆頭或其它類似的旋轉(zhuǎn)鉆探裝置的鏜孔操作，公差是根據(jù)鏜孔直徑、軸準(zhǔn)直度和鉆孔深度而測量的。

PCB的襯底通常由與鉆頭(即玻璃纖維)不同的材料制成，其對在PCB制造期間使用的鉆頭和其他旋轉(zhuǎn)鉆探裝置具有很高的要求。例如玻璃纖維的材料非常粗糙且易于使鉆頭末端相對較快地變鈍。這會導(dǎo)致鉆頭未能滿足公差標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致在PCB板的制造過程中出現(xiàn)尺寸錯(cuò)誤。

為了克服與鉆頭高磨損率相關(guān)的問題，已知的方法是利用硬涂層例如硬化碳鋼涂上鉆頭，以防止鉆頭鈍化。然而，由于PCB板材料的磨損性，在硬化碳鋼被磨損且必須被替換之前，大部分的硬化碳鋼P(yáng)CB鉆頭具有約500到2000轉(zhuǎn)之間的壽命。

因此需要提供一種能夠克服或至少改進(jìn)一個(gè)或多個(gè)上述缺點(diǎn)的刀頭。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一方面，提供一種刀頭，包括：

具有縱軸的圓柱體；

位于所述圓柱體上一個(gè)末端上的工具嚙合端，與能夠圍繞所述縱軸旋轉(zhuǎn)所述圓柱體的工具嚙合；

位于所述圓柱體的另外一個(gè)末端上的工作端，與所述工具嚙合端相對；以及

在所述工作端上形成的等離子體沉積金屬碳化物涂層，隨著所述圓柱體圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，其中所述涂層工作端在工件中鉆孔。

有利的是，當(dāng)?shù)额^用于在PCB材料中鉆孔時(shí)，等離子體沉積金屬碳化物相對于已知的硬涂層顯著地延長了刀頭的循環(huán)壽命。

硬涂層可以具有由250nm到3000nm、250nm到2500nm、250nm到2000nm、250nm到1500nm、250nm到1000nm、500nm到3000nm、500nm到2500nm和1000到2000nm構(gòu)成的組中選出的厚度。

硬涂層可以具有至少10Gpa的硬度。可選地，硬涂層具有10Gpa到35Gpa或15Gpa到25Gpa的硬度。

在一個(gè)實(shí)施例中，硬涂層包括在所述工作端上提供的初始層和在所述初始層上提供的第二層，其中第二層的硬度大于所述初始層的硬度。

可選擇地，初始層具有5Gpa到10Gpa的硬度，所述第二層具有10Gpa到35Gpa的硬度。在一個(gè)實(shí)施例中，初始層和第二層分別具有在250nm到1500nm、500nm到1500nm和800nm到1500nm范圍內(nèi)的厚度。

金屬碳化物的金屬可以是過渡金屬。所述過渡金屬碳化物的過渡金屬可以從Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Ru、Os及它們的組合物構(gòu)成的組中選擇。

在一個(gè)實(shí)施例中，過渡金屬碳化物是碳化鉭。

硬化涂層可以使用來自過濾陰極真空電弧(filtered?cathodicvacuum?arc)的等離子體源沉積。

在一個(gè)實(shí)施例中，刀頭是印刷電路板(PCB)鉆頭。在另一實(shí)施例中，刀頭是印刷電路板(PCB)刨槽(router)刀頭。

圓柱體可以具有從由0.05mm到3mm、0.05mm到2mm、0.05mm到1mm、0.05mm到0.5mm和0.05mm到0.25mm構(gòu)成的組中選出的直徑。

在一個(gè)實(shí)施例中，刀頭包括在所述工作端和所述硬涂層之間設(shè)置的金屬層。金屬層的厚度可以從250nm到1500nm。

在一個(gè)實(shí)施例中，圓柱體包括碳化鎢和碳化鈷。

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種刀頭，包括：

具有縱軸的圓柱體；

與能夠使圓柱體圍繞所述縱軸旋轉(zhuǎn)的工具嚙合的所述體的一個(gè)末端上的工具嚙合末端；

在與所述工具嚙合末端相對的所述體末端上的工作端；

在所述工作端上提供的等離子體沉積金屬層；

在所述金屬層上提供的等離體沉積初始金屬碳化物涂層；

在所述初始金屬碳化物涂層上提供的等離子體沉積第二金屬碳化物涂層，其中所述第二金屬碳化物涂層的硬度相對于所述初始金屬碳化物涂層更硬；

其中在使用中，隨著圓柱體圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，所述涂層工作端鉆孔到工件中。

等離子體沉積金屬碳化物涂層可以具有約0.3到約1或約0.5到約0.8的拉曼(Raman)強(qiáng)度值。

根據(jù)第二方面，提供一種有涂層的刀頭，包括具有縱軸的圓柱體、與能夠使圓柱體圍繞所述縱軸旋轉(zhuǎn)的工具嚙合的所述體的一個(gè)末端上的工具嚙合末端、在與所述工具嚙合末端相對的所述體末端上的工作端，該方法包括步驟：(a)在所述工作端上沉積等離子體金屬離子和碳離子以在其上形成金屬碳化鎢層。