[发明专利]一种微型钻头和微型钻头的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻头领域，更具体的说，涉及一种微型钻头和微型钻头的制造方法。 

背景技术

随着人们对电子产品向轻薄化的需求，以及IC功能集成化要求的提高，对印制电路板(PCB)的要求也同时提高。对PCB机械钻孔而言，需要更加细小的孔，孔的密度也会大幅度增加，这样对微型钻头的要求也会更高，要求微型钻头在小直径的情况下，也拥有较好的机械强度和耐磨性等性能。 

而通常使用的PCB微型钻头中，微型钻头的磨损较大，寿命较短，所以需要一种微型钻头，具有更好的耐磨性能，较长的使用寿命。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨性能更好、使用寿命更长的微型钻头和微型钻头的制造方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种微型钻头，所述微型钻头包括涂层，所述涂层由内向外包括： 

打底层，过渡层和核心层，其中， 

打底层的材料为Me, 

过渡层的材料为MeN, 

核心层的材料为MeAlN, 

所述Me为Ti、Cr、Zr、Hf或V中的一种或几种。 

进一步的，所述涂层包括覆盖在核心层上的顶层，所述顶层的材料为MeAlSiN。经发明研究发现，在核心层上覆盖顶层可以进一步的大幅度提高微型钻头的硬度和使用寿命，使微型钻头更加耐磨。 

进一步的，所述Me为Ti。经发明人研究发现，使用Ti时，微型钻头的耐磨效果，机械强度等各方面的性能最为优良，并且方便生产加工，有 利于大规模生产。 

进一步的，所述核心层中，铝原子的原子百分比为0.45≤Al/(Al+Ti)≤0.70。经发明人研究发现，铝原子的原子百分比为0.45≤Al/(Al+Ti)≤0.70时，钻头的耐磨性能最好，使用寿命更长。 

进一步的，所述Me为Ti，所述顶层中，硅原子的原子百分比为0.03≤Si/(Al+Ti+Si)≤0.15。经发明人研究发现，硅原子的原子百分比为0.03≤Si/(Al+Ti+Si)≤0.15，钻头的耐磨性能最好，使用寿命更长。 

进一步的，所述打底层的厚度为10至100纳米，所述过渡层的厚度为80至300纳米，所述核心层的厚度为1.5至3微米,所述顶层的厚度为0.5至1.0微米。经发明人研究发现，打底层的厚度为10至100纳米，过渡层的厚度为80至300纳米，核心层的厚度为1.5至3微米,顶层的厚度为0.5至1.0微米时，这时不仅钻头的耐磨性能非常好，而且可以节省材料，控制制造成本。 

一种微型钻头，所述微型钻头包括涂层，所述涂层由内向外包括： 

打底层、过渡层、核心层和顶层，其中， 

打底层的材料为Me, 

过渡层的材料为MeN, 

核心层的材料为MeAlN, 

顶层的材料为MeAlSiN， 

所述Me为Ti、Cr、Zr、Hf或V中的一种或几种。 

经发明研究发现，在核心层上覆盖顶层可以进一步的大幅度提高微型钻头的硬度和使用寿命，使微型钻头更加耐磨。 

一种微型钻头的制造方法，包括以下步骤， 

S1，清洗微型钻头的硬质合金基体； 

S2,将清洗完成的微型钻头装入加热炉内，将炉内温度设定为300至500℃进行加热烘烤； 

S3，开启金属Me靶弧电源，采用脉冲偏压增强的Me等离子体对微型钻头的硬质合金基体进行刻蚀，Me靶电流50至100A，脉冲负偏压峰值-800至-1000V，占空比10％至30％； 

S4，采用电弧离子镀技术在精密微型钻头的表面沉积Me金属形成打底层，弧电流50至100A，脉冲偏压峰值-100至-300，占空比10％至30％； 

S5，通入氩、氮气混合气体，采用电弧离子镀技术在所述打底层上面 沉积MeN形成过渡层，所用靶材为纯金属Me靶材，氩气体流量15至30sccm，氮气流量45至100sccm，弧电流50至100A，脉冲偏压峰值-100至-300V，占空比30％至50％； 

S6,采用直流磁控溅射技术在所述过渡层上沉积MeAlN形成核心层，Me靶电流5至10A，Al靶电流2.5至6.0A，离子源功率1.0至3.0Kw，氩气体流量15至30sccm，氮气气体流量65至100sccm，脉冲负偏压峰值-50至-200V，占空比30％至50％； 

所述Me为Ti、Cr、Zr、Hf或V。