专利名称：切削刀具镀膜制程的治具放置方法
技术领域：
本发明与切削刀具镀膜制程有关，特别是指一种用于物理气相沉积(physical vapor deposition; PVD)镀膜制程的切削刀具镀膜制程的治具放置方法。 背景枝术一般切削刀具可区分为一柄部以及一刃部，柄部供工具机械挟持，刃部以供 对工件进行加工。由于刃部为进行加工的主要部位，必需要具备相比于工件更高 硬度的机械性质，以达到顺利进行加工的目的。为提高切削刀具的机械性质，习 知方式是在切削刀具的刃部表面镀上一层硬度较高的薄膜，以达到提高切削刀具 的刃部硬度的目的。如图l、图2所示，当以物理气相沉积进行镀膜时，由于其是同时对大量切削 刀具同时进行镀膜，各切削刀具是以矩阵式或放射状形式排列在一治具1上(如图 1所示)。由于耙材的发射方向2是垂直于耙材发射器3，对于切削刀具的刃部4 而言为自水平方向由侧面进行镀膜，使得切削刀具的刃部4在前端5的镀膜厚度 较薄(如图2所示)。然而，此处为进行加工时使用频繁的部位，对于镀膜厚度的要 求最高。因为随着切削深度的增加，刃部4前端5所承受的应力就越大，如果刃 部4前端5的镀膜厚度过薄，将造成硬度较差的问题，致使刃部4前端5容易毁 损，进而影响到切削刀具的切削力以及使用寿命。因此，此种镀膜方式具有上述 缺点。再者，当切削刀具以矩阵式或放射状形式排列，较外围一圈的切削刀具6会 阻挡到较内侧一圈的切削刀具7而形成遮蔽效应(shadoweffect)。换言之，较外围 一圈的切削刀具6在单位时间内被镀膜的速率大于较内侧一圈的切削刀具7，使得 较外围一圈的切削刀具6的镀膜层8的厚度较厚，较内围一圈的切削刀具7的镀 膜层9的厚度则较薄(如图1所示)。对于在同批次进行镀膜的切削刀具而言，具有 镀膜质量不一致的缺点。另外，就单支切削刀具的镀膜质量的观点来看，当较外围一圈的切削刀具6 对于较内侧一圈的切削刀具7产生遮蔽效应时，镀膜层在被遮蔽侧所形成的镀膜 厚度比非遮蔽侧为薄，使镀膜层在同一支切削刀具上形成不同的镀膜厚度，具有 镀膜厚度不均的缺点(如图1所示)。如图3、图4所示，在考虑到镀膜膜厚不均的情形下，为解决上述问题，在进 行镀膜制程时，将待镀膜的切削刀具6只排列在镀膜制程治具1最外圈一圈(如图 3所示)，且相邻切削刀具的距离必需足以大到不能产生遮蔽效应(shadow effect);此种方式可以改善切削刀具的镀膜质量，使切削刀具在水平方向的镀膜厚度较为 一致。然而，此种方式使镀膜制程治具在相同承载面积的条件下，其每一批次所 能进行镀膜制程的切削刀具数量却大幅降低，具有单批次产量低的缺点。再者，此种方式并不能改善切削刀具在刃部前端镀膜厚度不足的问题，使切削刀具的刃 部仍具有容易磨损的缺点(如图2所示)。综上所述，习用的切削刀具镀膜制程的治具放置方法具有镀膜质量不一致、 镀膜膜厚不均以及刃部前端镀膜厚度不足的缺点而有待改进。发明内容针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种切削刀具镀膜制程的治具放 置方法，其具有镀膜质量一致、镀膜膜厚均匀以及提高刃部前端镀膜厚度的优点。为达到上述目的，本发明所提供的一种切削刀具镀膜制程的治具放置方法， 其特征在于包含下列各步骤a)提供一真空腔以及一靶材发射器，所述靶材发射器 设于所述真空腔内并具有一发射方向；b)提供一治具以及多个切削刀具，将各所 述切削刀具放置于所述治具；c)将所述治具以及各所述切削刀具置入所述真空腔 内，使各所述切削刀具的中心轴与所述靶材发射器的发射方向形成一锐角夹角。 上述本发明的技术方案中，步骤a)的所述靶材发射器为倾斜地设置。 以上所述本发明的技术方案中，步骤b)的所述治具具有一母盘以及多个子盘， 各所述子盘设于所述母盘且承载各所述切削刀具，所述母盘可公转。 以上所述本发明的技术方案中，步骤b)的所述子盘可自转。 以上所述本发明的技术方案中，步骤b)的所述母盘的旋转方向与各所述子盘 的旋转方向相反。以上所述本发明的技术方案中，步骤b)的所述治具为倾斜地设置。 以上所述本发明的技术方案中，步骤c)的所述锐角夹角的角度范围为70度以下。本发明还提供另一技术方案 一种切削刀具镀膜制程，其特征在于包含下列 各步骤a)提供一真空腔以及一靶材发射器，所述靶材发射器设于所述真空腔内并 具有一发射方向；b)提供一治具以及多个切削刀具，将各所述切削刀具放置于所 述治具；c)将所述治具以及各所述切削刀具置入所述真空腔内，使各所述切削刀具 的中心轴与所述靶材发射器的发射方向形成一锐角夹角；d)启动所述耙材发射器并对各所述切削刀具进行镀膜，使各所述切削刀具在表面形成一镀膜层；e)对所述 真空腔破真空，取出各所述切削刀具。其中步骤a)的所述靶材发射器为倾斜地设置。步骤b)的所述治具具有一母盘以及多个子盘，各所述子盘设于所述母盘且承 载各所述切削刀具，所述母盘可公转。 步骤b)的所述子盘可自转。步骤b)的所述母盘的旋转方向与各所述子盘的旋转方向相反。步骤b)的所述治具为倾斜地设置。步骤c)的所述锐角夹角的角度范围为70度以下。采用以上技术方案，本发明通过上述步骤，能够在物理气相沉积进行镀膜时， 让耙材粒子源与切削刀具中心轴具有一夹角，使得镀膜沉积粒子的前进方向与切 削刀具成一锐角夹角，其相比于习用方法，可大幅降低遮蔽效应(shadow effect)的 产生，以增进单一刀具本身的镀膜厚度均匀性，并进而縮短刀具间的间距，提高 镀膜质量以及产能。综上所述，本发明相比于习用方法，具有镀膜质量一致、镀 膜膜厚均匀以及提高刃部前端镀膜厚度的优点。
图1是习用镀膜制程治具的顶侧视图，其揭示切削刀具以放射式排列的镀膜 情形；图2是以习用镀膜制程治具所制得的切削刀具的结构示意图，其揭示切削刀 具的刃部前端的结构；图3是另一习用镀膜制程治具的顶侧视图，其揭示镀膜制程治具在放置切削 刀具时的情形；图4是另一习用镀膜制程治具在真空腔内的结构示意图；图5是本发明第一较佳实施例的顶侧视图，其揭示镀膜制程治具在放置切削 刀具时的情形；图6是本发明第一较佳实施例的结构示意图，其揭示镀膜制程治具装设于真 空腔内的情形；图7是本发明第一较佳实施例的动作示意图，其揭示发射方向的投射情形； 图8是沿图6中8-8方向的剖视图，其揭示切削刀具以放射式排列的镀膜情形；图9是本发明第一较佳实施例所制得的切削刀具的结构示意图，其揭示切削 刀具的刃部前端的结构；图10是本发明第一较佳实施例与习用镀膜制程治具的效益比较表； 图11是本发明第二较佳实施例的结构示意图，其揭示另一种实施形态。
具体实施方式
为了详细说明本发明的结构及所达到的功效，现举以下较佳实施例并配合附 图说明如下。如图5 图9所示，其为本发明一种切削刀具镀膜制程的治具放置方法应用于 一镀膜制程的第一较佳实施例，其镀膜步骤如下a) 首先，提供一真空腔10以及一靶材发射器20，靶材发射器20为倾斜地设 于真空腔10内并具有一发射方向22，发射方向22与靶材发射器20垂直。b) 提供一治具30以及多个切削刀具40。治具30具有一母盘32以及多个子盘 34。母盘32以逆时针方向公转，子盘34设于母盘32且以顺时针方向自转，母盘 32的旋转方向与各子盘34的旋转方向相反。其原因在于靶材发射器20的发射方 向22属一种「视线加工」的过程，即各切削刀具40只有暴露在发射方向22所触 及的表面才能进行镀膜，然而，对于其它表面，必须仰赖子盘34自转加上母盘32 公转的方式，以确保各切削刀具40的表面可以均匀地暴露在发射方向22下。各 切削刀具40具有一柄部41以及一刃部42，柄部41与相对应的子盘34垂直且放 置于各子盘34顶侧，刃部42朝上暴露于发射方向22所能触及之处(如图6所示)， 以供进行镀膜。c) 将治具30以及各切削刀具40置入真空腔10内，使各切削刀具40的中心轴 43与靶材发射器20的发射方向22形成一锐角夹角44，可使各切削刀具40刃部 42不会因彼此间遮蔽耙材发射器20的发射方向22，降低遮蔽效应(shadow effect) 的产生，使各切削刀具40刃部42确实地进行镀膜。其中，锐角夹角44的角度范 围为70度以下。本实施例的锐角夹角44选择以30度为例(如图7所示)，其原因 在于，切削刀具40在刃部42具有一螺旋沟槽421，螺旋沟槽421的倾角e为30 度，当锐角夹角44与螺旋沟槽421的倾角e的角度相同时，可确保螺旋沟槽421 被发射方向22所触及，以避免在镀膜时形成死角，进而影响镀膜效果。此外，此 种方式为直接针对刃部42前端进行加工，其相比于习用以水平方向加工，可以有 效增加刃部42前端的镀膜厚度，具有较好的镀膜效果(如图9所示)。d) 启动靶材发射器20并对各切削刀具40进行镀膜，使各切削刀具40在表面 形成一镀膜层46。e) 最后，对真空腔10破真空，取出各切削刀具40，即完成镀膜制程作业。 经由上述步骤，本发明所提供的一种切削刀具镀膜制程的治具放置方法，可使各切削刀具40不会因彼此间遮蔽耙材发射器20的发射方向22，降低遮蔽效应 (shadoweffect)的产生，使各切削刀具40确实地进行镀膜，以确保单一刀具本身的 镀膜厚度均匀性，具有镀膜膜厚均匀的优点。
为详细说明本发明，如图10所示，其为本发明第一较佳实施例与习用镀膜制 程治具的效益比较表。首先，在相同承载面积的条件下，本发明每一批次所能进 行镀膜制程的切削刀具数量为328(支/批次)，相比于习用方法的112(支/批次)，每 一批次即多出216支(约1.92倍)，具有提高产能的特色。再就镀膜质量的观点来 比较，通过将本发明与习用方式实地进行镀膜测试，并以随机取样的方式各取出 12支切削刀具，进行刀具截面镀膜厚度的测量。从图表中可以得知，利用本发明 所制得的刀具，其镀膜厚度均匀性为5.27%，而习用方式的镀膜厚度均匀性为 9.66%，即本发明相比于习用方法，其镀膜厚度均匀性相比于习知方法改善了 4.39%，镀膜效果较稳定，具有镀膜质量一致以及镀膜膜厚均匀的优点。
另外，本发明相比于习知的镀膜制程可縮短刀具间的间距，治具30在相同面 积下，能够承载较多个数的切削刀具，能克服习用方法的缺点，具有提高镀膜产 能的特色。
如图11所示，其为本发明第二较佳实施例的结构示意图，其揭示了本发明另 一种实施形态。本实施例在结构上与第一较佳实施例大致相同，惟其差异在于， 一靶材发射器60为垂直地设置，靶材发射器60的发射方向62为水平方向， 一治 具70是以倾斜的方式进行使用，以形成一锐角夹角72。本实施例不同于第一较佳 实例中以倾斜方式装设靶材发射器。由此，本实施例同样能达到与第一较佳实施 例相同的功效，并揭示了另一种实施形态。
综上所述，本发明经由上述步骤，能够在PVD镀膜时，让靶材粒子源与切削 刀具中心轴具有一夹角，使得镀膜沉积粒子的前进方向与切削刀具成一锐角夹角， 其相比于习用方法，可大幅降低遮蔽效应(shadow effect)的产生，使各切削刀具确 实地进行镀膜，以确保单一刀具本身的镀膜厚度均匀性，具有镀膜质量一致、镀 膜膜厚均匀以及提高刃部前端镀膜厚度的优点。此外，本发明相比于习知的镀膜 制程可縮短刀具间的间距，能克服习用方法的缺点，具有提高镀膜产能的特色。
综上所述，本发明在上述实施例中所揭示的构成组件，仅为举例说明，并不 能用来限制本发明的专利保护范围，其它等效组件的替代或变化，均应包含在本 发明的专利保护范围内。
权利要求
1. 一种切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于包含下列各步骤a)提供一真空腔以及一靶材发射器，所述靶材发射器设于所述真空腔内并具有一发射方向；b)提供一治具以及多个切削刀具，将各所述切削刀具放置于所述治具；c)将所述治具以及各所述切削刀具置入所述真空腔内，使各所述切削刀具的中心轴与所述靶材发射器的发射方向形成一锐角夹角。
2、 如权利要求1所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步 骤a)的所述靶材发射器为倾斜地设置。
3、 如权利要求1所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步骤b)的所述治具具有一母盘以及多个子盘，各所述子盘设于所述母盘且承载各所 述切削刀具，所述母盘可公转。
4、 如权利要求3所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步骤b)的所述子盘可自转。
5、 如权利要求4所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步骤b)的所述母盘的旋转方向与各所述子盘的旋转方向相反。
6、 如权利要求1所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步骤b)的所述治具为倾斜地设置。
7、 如权利要求l所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步 骤c)的所述锐角夹角的角度范围为70度以下。
8、 一种切削刀具镀膜制程，其特征在于包含下列各步骤a) 提供一真空腔以及一靶材发射器，所述靶材发射器设于所述真空腔内并具有 一发射方向；b) 提供一治具以及多个切削刀具，将各所述切削刀具放置于所述治具；c) 将所述治具以及各所述切削刀具置入所述真空腔内，使各所述切削刀具的中 心轴与所述靶材发射器的发射方向形成一锐角夹角；d) 启动所述靶材发射器并对各所述切削刀具进行镀膜，使各所述切削刀具在 表面形成一镀膜层；e) 对所述真空腔破真空，取出各所述切削刀具。
9、 如权利要求8所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于步 骤a)的所述靶材发射器为倾斜地设置。
10、 如权利要求8所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于-步骤b)的所述治具具有一母盘以及多个子盘，各所述子盘设于所述母盘且承载各 所述切削刀具，所述母盘可公转。
11、 如权利要求IO所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于 步骤b)的所述子盘可自转。
12、 如权利要求11所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于 步骤b)的所述母盘的旋转方向与各所述子盘的旋转方向相反。
13、 如权利要求8所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于-步骤b)的所述治具为倾斜地设置。
14、 如权利要求8所述的切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其特征在于 步骤c)的所述锐角夹角的角度范围为70度以下。
全文摘要
本发明涉及一种切削刀具镀膜制程的治具放置方法，其包含下列各步骤a)提供一真空腔以及一靶材发射器，靶材发射器设于真空腔内并具有一发射方向；b)提供一治具以及多个切削刀具，将各切削刀具放置于治具；c)将治具以及各切削刀具置入真空腔内，使各切削刀具的中心轴与靶材发射器的发射方向形成一锐角夹角。由此，本发明相比于习用方法，具有镀膜质量一致、镀膜膜厚均匀以及提高刃部前端镀膜厚度的优点。
文档编号C23C14/54GK101230449SQ200710003668
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月23日 优先权日2007年1月23日
发明者周钟霖, 宋同庆, 赖泰锽, 黄续镡 申请人:环宇真空科技股份有限公司