(57)【要約】【課題】加工の位置精度に優れていると同時に工具寿命を向上させた回転工具を提供する。【解決手段】マイクロドリル１は、炭化タングステンを主成分とする硬質相と、コバルトを主成分とする結合相とからなる超硬合金を含む。マイクロドリル１は、中心軸に沿って延在する中心部１０と、中心部１０を覆い、外周刃４が形成される外周部２０とを備える。外周部２０は、外周面５を有し、外周面５の半径をＲとするとき、中心部１０の半径ｘは０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たす。中心部１０は、中心部１０全体に占める割合でＡ質量％のコバルトを含み、外周部２０は、外周部２０全体に占める割合でＢ質量％のコバルトを含む。ＡおよびＢは、１＜Ｂ／Ａの関係を満たす。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化タングステンを主成分とする硬質相と、コバルトを主成分とする結合相とからなる超硬合金を含む回転工具であって、
中心軸に沿って延在する中心部と、
前記中心部を覆い、外周刃が形成される外周部とを備え、
前記外周部は、外周面を有し、前記外周面の半径をＲとするとき、前記中心部の半径ｘは０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たし、
前記中心部は、前記中心部全体に占める割合でＡ質量％のコバルトを含み、前記外周部は、前記外周部全体に占める割合でＢ質量％のコバルトを含み、前記ＡおよびＢは、１＜Ｂ／Ａの関係を満たす、回転工具。
【請求項２】
前記ＡおよびＢは、Ｂ／Ａ≦２の関係をさらに満たす、請求項１に記載の回転工具。
【請求項３】
前記超硬合金は、クロムおよびバナジウムの少なくとも一方を含み、結合相であるコバルトの質量％に対する前記クロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合が、０．０４以上０．３以下である、請求項１または２に記載の回転工具。
【請求項４】
前記中心部と前記外周部との間に設けられて、０．００１Ｒ以上０．１Ｒ以下の厚みを有する中間部をさらに備え、前記中間部は、前記中間部全体に占める割合で、Ａ質量％より大きくＢ質量％より小さい値のコバルトを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の回転工具。
【請求項５】
前記中間部内のコバルトの割合は、前記中心部側から前記外周部側に向かうにつれて、Ａ質量％より大きい値からＢ質量％より小さい値まで段階的に増加する、請求項４に記載の回転工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、超硬合金を素材とする回転工具に関し、より特定的には、炭化タングステンを主成分とする硬質相と、コバルトを主成分とする結合相とからなる超硬合金を素材とする回転工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロドリルおよびマイクロルータなどの回転工具を、超硬合金素材から作成することが知られている。超硬合金とは、元素周期表ＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の金属の炭化物粉末を硬質相とし、鉄属金属粉末を結合相とした粉末を焼結結合した合金を言う。現在実用化されている超硬合金としては、硬質相に炭化タングステン（ＷＣ）を、結合相にコバルト（Ｃｏ）を使用し、これらの粉末を押し出し法またはプレス法により成形し焼結したものがある。
【０００３】
また、マイクロドリルおよびマイクロルータなどの回転工具は、高速回転した状態でプリンタ基板などの被削材に対して加工を行なう。特に、近年における半導体装置の微細化により、これらの回転工具によって加工される穴の位置精度が高く要求される。また、工具寿命を向上させることを目的として、回転工具の耐チッピング性が優れていることが要求される。穴加工の途中に回転工具の一部でチッピングが生じた場合、そのチッピングから傷が広がり、ついには回転工具が欠損するという問題が発生する。そして、このような諸特性を改善するために様々な工夫が多くの研究者によってなされている。
【０００４】
回転工具の素材となる超硬合金では、硬質相および結合相の組成はもちろんのこと、合金組織中の硬質相の結晶粒径、および結合相の含有率などによってその特性が大幅に変化する。より具体的に言えば、結合相であるコバルトが超硬合金中に占める割合を小さくすることによってヤング率の大きい素材を得ることができる。回転工具の加工による穴位置精度は、回転工具を形成する超硬合金のヤング率と相関関係にあり、素材である超硬合金のヤング率を大きくすることによって穴位置精度を向上させることができる。また、結合相であるコバルトが超硬合金中に占める割合を大きくすることによって靭性の高い素材を得ることができる。これにより、回転工具の耐チッピング性を向上させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２１３３３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−２６９８０９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−２２１７０８号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２０００−７１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、穴位置精度および耐チッピング性の両方に優れた回転工具を実現することは困難である。つまり、回転工具の穴位置精度を向上させるために超硬合金中に占めるコバルトの割合を小さくすると耐チッピング性が低下し、回転工具の耐チッピング性を向上させるために超硬合金中に占めるコバルトの割合を大きくすると穴位置精度が低下するという問題が発生する。
【００１０】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、加工の位置精度に優れていると同時に工具寿命を向上させた回転工具を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った回転工具は、炭化タングステンを主成分とする硬質相と、コバルトを主成分とする結合相とからなる超硬合金を含む回転工具である。回転工具は、中心軸に沿って延在する中心部と、中心部を覆い、外周刃が形成される外周部とを備える。外周部は、外周面を有し、外周面の半径をＲとするとき、中心部の半径ｘは０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たす。中心部は、中心部全体に占める割合でＡ質量％のコバルトを含み、外周部は、外周部全体に占める割合でＢ質量％のコバルトを含む。ＡおよびＢは、１＜Ｂ／Ａの関係を満たす。
【００１２】
このように構成された回転工具によれば、回転工具は、中心部全体に占める割合でＡ質量％のコバルトを含む中心部と、外周部全体に占める割合でＢ質量％のコバルトを含む外周部とからなる同軸構造に形成されている。本発明の発明者等は、回転工具に耐チッピング性が必要とされる部分は、加工時において被削材と直接接触する外周刃であり、その外周刃が形成される外周部であること、また、回転工具の穴位置精度に大きく影響を与えるのは、回転工具の中心軸に沿って延在する中心部のヤング率であることを知見した。そしてこの知見から、コバルトが含まれる割合が所定の範囲に調整された中心部と外周部とから構成される本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち、中心部および外周部のそれぞれに含まれるコバルトの割合ＡおよびＢを、１＜Ｂ／Ａの関係を満たすように調整する。結合相のコバルトが含まれる割合を小さくするとヤング率が大きくなり、回転工具による加工の位置精度を向上させることができる。また結合相のコバルトが含まれる割合を大きくすると靭性が高くなり、回転工具の耐チッピング性を向上させることができる。したがって、１＜Ｂ／Ａの関係を満たすようにコバルトの割合を調整すれば、中心部でヤング率が大きく外周部で靭性が高い回転工具となる。結果として、加工の位置精度および耐チッピング性の両方に優れた回転工具を実現することができる。これにより、回転工具を用いて所望の位置に加工を行なうとともに、回転工具の工具寿命を向上させることができる。
【００１４】
また好ましくは、ＡおよびＢは、Ｂ／Ａ≦２の関係をさらに満たす。Ｂ／Ａが２よりも大きい場合、外周部では靭性が高くなる一方で硬度が低くなりすぎて、外周部に形成された外周刃の耐磨耗性が著しく低下する。このため、回転工具の工具寿命を逆に低下させてしまうおそれが生じる。また、中心部ではヤング率の増大とともに硬度が高くなり、中心部を起点に回転工具が加工中に折損するおそれが生じる。さらに、中心部および外周部に含まれるコバルトの割合の差が大きくなりすぎると、焼結時の収縮率の差により内部で亀裂が発生するおそれが生じる。したがって、Ｂ／Ａ≦２の関係を満たすようにコバルトの割合を調整すれば、上述の弊害を解消した回転工具を実現することができる。
【００１５】
また、中心部の半径ｘを、０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たすように調整する。中心部の半径ｘが０．０５Ｒよりも小さい場合、回転工具全体に占める中心部の割合が小さすぎるため、コバルトを相対的に少なく含む中心部によって回転工具の加工の位置精度を十分に向上させることができない。これに対して中心部の半径ｘが０．９Ｒよりも大きい場合、回転工具全体に占める外周部の割合が小さすぎるため、靭性が相対的に低い中心部に外周刃の一部が形成されるおそれが生じる。この場合、回転工具の耐チッピング性を十分に向上させることができない。したがって、０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たすように中心部の半径ｘを調整すれば、上記の弊害を解消して所望の特性を有する回転工具を実現することができる。
【００１６】
また好ましくは、超硬合金は、クロムおよびバナジウムの少なくとも一方を含む。結合相であるコバルトの質量％に対するクロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合は、０．０４以上０．３以下である。
【００１７】
このように構成された回転工具によれば、超硬合金がクロムおよびバナジウムの少なくとも一方を含むことによって、硬質相である炭化タングステンの結晶成長を抑制することができる。これにより、炭化タングステン結晶を微粒組織とすることができる。しかし、結合相であるコバルトの質量％に対してクロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合が０．０４より小さい場合、炭化タングステンの結晶成長を十分に抑制することができない。このため、異常に大きく成長した炭化タングステン結晶粒が超硬合金中に発生し、その炭化タングステン結晶粒を起点として回転工具が折損したりチッピングが発生するおそれが生じる。また、結合相であるコバルトの質量％に対してクロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合が０．３よりも大きい場合、超硬合金の焼結性が著しく低下し組織中に巣ができるおそれがある。その巣は回転工具が折損する際の起点となり得るため、回転工具の耐折損性が低下する。また、過剰に添加されたクロムおよびバナジウムの少なくとも一方の炭化物が脆化物質を生成し、回転工具の耐磨耗性および耐折損性を低下させる。
【００１８】
したがって、結合相であるコバルトの質量％に対してクロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合を０．０４以上０．３以下とすることによって、上述の弊害を解消し、硬質相である炭化タングステンの結晶を微粒組織とすることができる。これにより、回転工具を耐磨耗性および耐折損性に優れたものとすることができる。
【００１９】
また好ましくは、中心部と外周部との間に設けられて、０．００１Ｒ以上０．１Ｒ以下の厚みを有する中間部をさらに備える。中間部は、中間部全体に占める割合で、Ａ質量％より大きくＢ質量％より小さい値のコバルトを含む。
【００２０】
このように構成された回転工具によれば、所定の割合でコバルトを含む中間部を中心部と外周部との間に設けることによって、中心部と外周部との境界部分の強度を向上させることができる。つまり、中間部を設けることによって、コバルトが含まれる割合が中心部から外周部にかけて急激に変化することがない。このため、熱膨張率の差によって焼結時に中心部と外周部との境界部分で歪や応力集中などが発生することを抑制できる。この場合、中間部の厚みが０．００１Ｒよりも小さければ、回転工具全体に占める中間部の割合が小さすぎるため、中間部を設けたことによる上述の効果を十分に得ることができない。また、中間部の厚みが０．１Ｒよりも大きければ、外周部に形成された外周刃で十分な靭性を得られず、回転工具の耐チッピング性を向上させることができない。したがって、中間部の厚みを０．００１Ｒ以上０．１Ｒ以下とすることによって、中間部を設けたことによる上述の効果を十分に発揮し、所望の特性をもつ回転工具を実現することができる。
【００２１】
また好ましくは、中間部内のコバルトの割合は、中心部側から外周部側に向かうにつれて、Ａ質量％より大きい値からＢ質量％より小さい値まで段階的に増加する。このように構成された回転工具によれば、中心部から外周部にかけてコバルトが含まれる割合が段階的に変化するため、熱膨張率の差によって焼結時に中心部と外周部との境界部分で歪や応力集中などが発生することをより確実に抑制できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
超硬合金から回転工具を作成するために円柱型の丸棒素材が使用される。この丸棒素材は、一般的に原料粉末を粉砕混合したものを押し出し成形またはプレス成形し、その後焼結するという製造工程を経て得られる。このような製造工程によって得られる丸棒素材は通常、材質の組成が全体的に均一であり、硬質相の粒度および結合相の含有量などによって素材の特性が決定される。また、回転工具による加工の位置精度を向上させようとすると回転工具の耐チッピング性が低下し、耐チッピング性を向上させようとすると加工の位置精度が低下する傾向にある。発明者等は、これらの相反する特性を両立させる技術について検討を行ない、回転工具において所定の特性を有する部位の最適化を図ることを見出した。
【００２３】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるマイクロドリルを示す側面図である。図１を参照して、マイクロドリル１は、シャンク部３と、シャンク部３と連なり、外周刃４が形成される切刃部２とから構成されている。切刃部２の先端にはテーパー形状のリップ７が形成されている。シャンク部３は、マイクロドリル１に回転力を与える機構に把持される。マイクロドリル１は、炭化タングステン（ＷＣ）を硬質相とし、コバルト（Ｃｏ）を結合相とする超硬合金の丸棒素材から作成されている。
【００２４】
図２は、図１中の矢印ＩＩに示す方向から見たマイクロドリルを示す正面図である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った断面図である。図２および図３を参照して、切刃部２は、マイクロドリル１の回転軸に沿って延在し半径ｘで形成された中心部１０と、中心部１０を覆って形成された外周部２０とによって構成されている。外周部２０は、マイクロドリル１の回転軸に沿って半径Ｒで延在する外周面５を有する。外周面５上であって切刃部２の先端側には外周刃４が形成されている。より詳細に言えば、外周刃４は、図１に示すリップ７の終点からマージン長さと呼ばれる所定の幅で外周面５上に形成されている。中心部１０の半径ｘと、外周部２０が有する外周面５の半径Ｒとは、０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たす。
【００２５】
中心部１０は、中心部１０全体に占める割合でＡ質量％のコバルトを含む超硬合金から形成されている。外周部２０は、外周部２０全体に占める割合でＢ質量％のコバルトを含む超硬合金から形成されている。中心部１０および外周部２０に含まれるコバルトの割合は、１＜Ｂ／Ａ≦２の関係を満たすように調整されている。なお、本実施の形態では、シャンク部３が切刃部２の延長上に存在し、マイクロドリル１が単一の丸棒素材から作成されているため、シャンク部３も中心部１０と外周部２０とによって構成されている。しかし、本発明は、少なくとも切刃部２が中心部１０と外周部２０とから構成されていれば良い。
【００２６】
この発明の実施の形態１に従った回転工具としてのマイクロドリル１は、炭化タングステンを主成分とする硬質相と、コバルトを主成分とする結合相とからなる超硬合金を含む。マイクロドリル１は、中心軸に沿って延在する中心部１０と、中心部１０を覆い、外周刃４が形成される外周部２０とを備える。外周部２０は、外周面５を有し、外周面５の半径をＲとするとき、中心部１０の半径ｘは０．０５Ｒ≦ｘ≦０．９Ｒの関係を満たす。中心部１０は、中心部１０全体に占める割合でＡ質量％のコバルトを含み、外周部２０は、外周部２０全体に占める割合でＢ質量％のコバルトを含む。ＡおよびＢは、１＜Ｂ／Ａの関係を満たす。ＡおよびＢは、Ｂ／Ａ≦２の関係をさらに満たす。
【００２７】
なお、本実施の形態では、本発明をマイクロドリル１に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一般的なドリル、ルータおよびリーマなどの回転工具に適用しても良い。なおルータの場合、外周刃は、切刃部の先端側のみならず切刃部が有する外周面の全体に渡って形成される。
【００２８】
このように構成されたマイクロドリル１によれば、中心部１０には外周部２０と比較して相対的に低い割合でコバルトが含まれているため、中心部１０のヤング率が大きくなっている。このため、マイクロドリル１による穴加工の位置精度を向上させることができる。また、外周部２０には中心部１０と比較して相対的に高い割合でコバルトが含まれているため、外周部２０の靭性は高い。このため、マイクロドリル１の耐チッピング性を向上させることができる。これにより、加工中マイクロドリル１の外周刃４にチッピングが生じ、このチッピングを起点としてマイクロドリル１が破損することを防止できる。以上の理由から、穴加工の位置精度に優れていると同時に工具寿命を向上させた回転工具をマイクロドリル１によって実現することができる。また、中心部１０および外周部２０のそれぞれに含まれるコバルトの割合をＢ／Ａ≦２の関係を満たすように調整しているため、外周刃４の耐磨耗性が著しく低下したり、中心部１０の硬度が高くなりすぎて脆くなりマイクロドリル１が加工中に折損するといったおそれがない。さらに、中心部１０の半径ｘが所定の範囲に設定されているため、コバルトの割合が調整された中心部１０および外周部２０が上述の効果を十分に発揮することができる。
【００２９】
また超硬合金は、クロム（Ｃｒ）およびバナジウム（Ｖ）の少なくとも一方を含んでも良い。結合相であるコバルトの質量％に対するクロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合は、０．０４以上０．３以下である。このように構成されたマイクロドリル１によれば、マイクロドリル１を構成する超硬合金中の炭化タングステンの結晶成長を抑制し結晶粒径を小さくすることができる。また、クロムおよびバナジウムの少なくとも一方の割合を上述の範囲内に設定することによって、マイクロドリル１を構成する超硬合金の焼結性が損なわれたり、超硬合金中にクロムおよびバナジウムの炭化物が脆化物質を生成したりすることを防止できる。したがって、超硬合金中の炭化タングステンの結晶粒径を小さくすることによって、マイクロドリル１を耐磨耗性および耐折損性に優れたものとすることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態におけるマイクロドリル１を用いて、半導体装置のプリント基板に穴あけ加工などを行なうことができる。プリント基板は、たとえばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはフッ素樹脂などを材料として形成されており、プリント基板の使用目的を考慮して適切な材料が選択される。この中で、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂は、耐熱性、電気絶縁性および誘電特性などに優れており、また安価であるため、広範囲な目的で広く使用されている。また、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂は加工性が良いことで知られている。このため、穴加工によるドリルの磨耗の程度が比較的小さく、工具寿命はドリルの耐磨耗性よりむしろチッピングに起因する破損に大きく影響を受ける。このため、マイクロドリル１を特にフェノール樹脂およびエポキシ樹脂などで形成された加工性の良いプリント基板に使用することで、加工の位置精度を向上させるとともに、外周刃にチッピングが生じることを防止し工具寿命を向上させる効果を顕著に得ることができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２におけるマイクロドリルを示す正面図である。図４に示す正面図は、図２の示す正面図に対応している。図４を参照して、実施の形態２におけるマイクロドリル１は、実施の形態１におけるマイクロドリル１と比較して、中間部３０をさらに備える。
【００３２】
マイクロドリル１は、半径ｘで形成された中心部１０と、中心部１０を覆って形成された中間部３０と、さらに中間部３０を覆って形成され、半径Ｒの外周面５を有する外周部２０とによって構成されている。中間部３０は、外周部２０との境界面が半径ｙとなるように形成されている。中間部の厚みｙ−ｘは、０．００１Ｒ≦ｙ−ｘ≦０．１Ｒの関係を満たす。
【００３３】
図５は、図４中のマイクロドリルに含まれるコバルトの割合を示すグラフである。図５を参照して、中間部３０は、中間部３０全体に占める割合でＣ質量％のコバルトを含む超硬合金から形成されている。Ｃは、Ａよりも大きく、Ｂよりも小さい値である。
【００３４】
この発明の実施の形態２に従ったマイクロドリル１は、中心部１０と外周部２０との間に設けられて、０．００１Ｒ以上０．１Ｒ以下の厚みを有する中間部３０をさらに備える。中間部３０は、中間部３０全体に占める割合で、Ａ質量％より大きくＢ質量％より小さい値のコバルトを含む。
【００３５】
マイクロドリルの材料となる超硬合金の丸棒素材は、その製造工程の１つである焼結工程時に高温条件下に置かれる。超硬合金に含まれるコバルトの割合が中心部１０と外周部２０とで異なる場合、両者の熱膨張率も異なる。このため、焼結工程時に中心部１０と外周部２０との境界部分において歪や応力集中などが発生するおそれがある。
【００３６】
しかし、このように構成されたマイクロドリル１によれば、中心部１０と外周部２０と間に位置する中間部３０は、所定の割合でコバルトを含むため、中心部１０と外周部２０の境界部分でコバルトの割合が急激に変化することがない。これにより、焼結工程時における上述の弊害を防止することができる。
【００３７】
また、中間部３０による上述の効果を十分に得るために、中間部３０の厚みを所定の範囲内に調整している。つまり、中間部３０の厚みが０．００１Ｒより小さい場合、厚みが薄すぎて中間部３０を設けたことによる効果を十分に得ることができない。また、中間部３０の厚みが０．１Ｒよりも大きい場合、外周刃４の内周側の一部が中間部３０で形成されて、マイクロドリル１の耐チッピング性が犠牲になるおそれが生じる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、中間部３０に含まれるコバルトの割合をＣ質量％としたが、中間部３０が中心部１０に接する側から外周部２０に接する側に向けて、中間部３０内のコバルトの割合をＡ質量％からＢ質量％まで傾斜的に変化させても良い。また、中間部３０内のコバルトの割合は、中心部１０側から外周部２０側に向かうにつれて、Ａ質量％より大きい値からＢ質量％より小さい値まで段階的に増加しても良い。
【００３９】
これらの場合、中心部１０から外周部２０に向けてコバルトが含まれる割合はより滑らかに変化するため、熱膨張率の差によって発生する焼結工程時の歪や応力集中などをより確実に抑制できる。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
粒径１．０μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末、コバルト（Ｃｏ）粉末、炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）粉末および炭化バナジウム（ＶＣ）粉末を所定の割合で配合し、２０時間かけて湿式混合を行なった。これにより、超硬合金の原料粉末として表１のサンプルａからｉに示す混合粉末を準備した。
【００４１】
【表１】
2004160587.tif 000003
【００４２】
続いて、表１に示すサンプルａからｉの中から適当に選択した混合粉末を材質として直径１．０ｍｍの丸棒状をプレス成形し、１０００℃の温度で中焼を行なった。その後、プレス成形したものを半径ｘの円柱状に加工し、マイクロドリルの中心部を作成した。さらに、表１に示すサンプルａからｉの中から適当に選択した外周部の材質となる混合粉末を、中心部のまわりに充填しプレス成形した。プレス成形したものを１３８０℃の温度で焼結し、その後１３２０℃の温度でＨＩＰ（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）処理を行ない、直径３．５ｍｍの丸棒素材を作成した。最後に、この丸棒素材をシャンク部（直径３．１７５ｍｍ）と切刃部（直径０．８ｍｍ、外周面の半径Ｒ＝０．４ｍｍ）とに加工した。以上の工程により、中心部が半径ｘ（ｍｍ）、外周部の厚みがＲ−ｘ（ｍｍ）となり、外周面の半径と中心部の半径との比がｘ／Ｒとなるマイクロドリルを作成した。
【００４３】
中心部および外周部に使用する混合粉末の組合せをかえてサンプルＮｏ．１から１０までのマイクロドリルを作成した。中心部に占めるコバルトの割合をＡ質量％とし、外周部に占めるコバルトの割合をＢ質量％として、両者の比Ｂ／Ａを求めた。また、それぞれの素材（焼結体）の断面において、中心部および外周部の各部位のコバルト量をエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置により測定し、Ｂ／Ａを算出した。本実施例ではエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置を使用したが、分析方法は他のどの方法を用いても良い。さらに、含有するコバルトの質量％に対するクロムおよびバナジウムの質量％の合計の割合（Ｃｒ＋Ｖ）／Ｃｏを求めた。このとき、焼結体のＩＰＣ分析によって定量し求めた。湿式分析またはエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析などの他の方法を用いても良い。混合粉末の組合せ、各寸法関係、および各組成割合の関係を表２に示した。
【００４４】
【表２】
2004160587.tif 000004
【００４５】
表２を参照して、サンプルＮｏ．１から４のマイクロドリルは本発明による実施品であり、サンプルＮｏ．５から１０のマイクロドリルは本発明による効果を確認するために作成した比較品である。
【００４６】
ガラス層とエポキシ樹脂層とが交互に４層重ね合わされた厚み１．６ｍｍのプリント基板を２枚重ねにして準備した。サンプルＮｏ．１から１０のマイクロドリルを用いてプリント基板に最大４４００個の穴あけを行なった。マイクロドリルが破損した時点で穴あけを終了し、加工できた数を工具寿命の判断基準としてた。また、その時点までに加工された穴の狙い位置からの平均ずれを測定することによって穴位置精度を調べた。マイクロドリルの回転数を１５００００ｒｐｍの範囲内とし、送り速さを１５μｍ／ｒｅｖ．で一定とした。マイクロドリルが折損するまでに加工できた穴あけの加工数（個）、および穴位置精度（μｍ）を表３に示した。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
表１から表３を参照して、外周部および中心部に含まれるコバルトの割合の比Ｂ／Ａが１＜Ｂ／Ａ≦２の関係を満たし、かつ中心部の半径ｘと外周部の半径Ｒとの比ｘ／Ｒが０．０５≦ｘ／Ｒ≦０．９の関係を満たすサンプルＮｏ．１から４のマイクロドリルでは、外周部を設けていないサンプルＮｏ．１０のマイクロドリルと比較して、工具寿命を向上させることができた。また、穴位置精度においても、サンプルＮｏ．１０のマイクロドリルと比較して同等以上の結果を得ることができた。
【００４９】
これに対して、Ｂ／Ａが１より小さいサンプルＮｏ．５のマイクロドリルおよびＢ／Ａが２より大きいサンプルＮｏ．６および７のマイクロドリルでは、穴位置精度が低下し、また折損までの穴あけ加工数も小さい値となった。また、ｘ／Ｒが０．０５よりも小さいサンプルＮｏ．８、およびｘ／Ｒが０．９よりも大きいサンプルＮｏ．９では、中心部および外周部を設けたことによる効果を得ることができなかった。以上の結果から、本発明によるマイクロドリルが、穴位置精度および加工寿命の両方にバランス良く優れていることを確認できた。
【００５０】
また、クロムおよびバナジウムをコバルトに対して０．０４以上０．３以下の範囲内の割合で含まないサンプルＮｏ．３および４のマイクロドリルは、上述の範囲内の割合でクロムおよびバナジウムを含むサンプルＮｏ．１および２のマイクロドリルと比較して、加工数が若干小さい値となった。これにより、クロムおよびバナジウムを所定の割合で添加することによって、マイクロドリルの耐折損性が向上することを確認できた。
【００５１】
（実施例２）
実施例１に記載の工程と同様の工程により、中心部と外周部との間に中間部を介在させたサンプルＮｏ．１１から１７のマイクロドリルを作成した。特に、サンプルＮｏ．１４および１７のマイクロドリルでは、２種類の混合粉末サンプルを選択し２層の中間部を介在させた。外周面の半径Ｒと中間部の厚みとの比を求めた。混合粉末の組合せ、各寸法関係、および各組成割合の関係を表４に示した。
【００５２】
【表４】
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【００５３】
表４を参照して、サンプルＮｏ．１１から１４のマイクロドリルは、中心部内のコバルトの割合より大きく、外周部内のコバルトの割合より小さい割合でコバルトを含む中間部を、厚み０．００１Ｒ以上０．１Ｒ以下で有する。比較のため、サンプルＮｏ．２および１５から１７のマイクロドリルを作成して各値を表４に示した。サンプルＮｏ．２のマイクロドリルは中間部を備えず、サンプルＮｏ．１５から１７のマイクロドリルは中間部を備えるが、所定の範囲内の厚みで中間部が形成されていない。
【００５４】
実施例１に記載のプリント基板に、実施例１と同一の加工条件で穴あけを行なった。マイクロドリルが折損するまでに加工できた穴あけの加工数（個）、および穴位置精度（μｍ）を表５に示した。
【００５５】
【表５】
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【００５６】
表４および表５を参照して、所定の割合でコバルトを含み、所定の厚みで形成された中間部を有するサンプルＮｏ．１１から１４のマイクロドリルでは、中間部が設けられていないサンプルＮｏ．２のマイクロドリルと比較して、穴あけ加工数で若干大きい値を得ることができた。また、所定の厚みで形成されていない中間部を有するサンプルＮｏ．１５から１７のマイクロドリルでは、サンプルＮｏ．２のマイクロドリルによる穴位置精度および穴あけ加工数とほぼ変わらない結果を得た。以上の結果から、本発明による中間部を中心部と外周部との間に介在させれば、マイクロドリルの加工寿命が向上することを確認できた。
【００５７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に従えば、加工の位置精度に優れていると同時に工具寿命を向上させた回転工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるマイクロドリルを示す側面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩに示す方向から見たマイクロドリルを示す正面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２におけるマイクロドリルを示す正面図である。
【図５】図４中のマイクロドリルに含まれるコバルトの割合を示すグラフである。
【符号の説明】
１  マイクロドリル、４  外周刃、５  外周面、１０  中心部、２０  外周部、３０  中間部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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