空氣軸承電主軸動(dòng)力學(xué)特性分析.pdf

1、隨著集成電路制造技術(shù)的飛速發(fā)展，為了提高集成電路芯片產(chǎn)量，降低制造成本，作為集成電路原始材料的硅片趨向大直徑化。另一方面，為滿足集成電路芯片封裝的需要，則要求芯片厚度薄型化。目前國際上主流的硅片磨床加工直徑為300mm，而國內(nèi)尚未突破300mm大尺寸硅片的超精密磨削技術(shù)，其主要原因在于缺乏大尺寸硅片磨削專用電主軸的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)。針對這一問題，論文以φ300mm硅片超精密磨削技術(shù)為背景，圍繞空氣軸承電主軸靜動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法開展研究，主要工作如

2、下:
　　(1)基于可壓縮流體潤滑理論，考慮主軸轉(zhuǎn)子的平移運(yùn)動(dòng)和傾斜運(yùn)動(dòng)，采用線性攝動(dòng)法推導(dǎo)了徑向空氣軸承和止推空氣軸承氣體潤滑靜動(dòng)態(tài)雷諾方程;采用有限差分法和牛頓迭代法，推導(dǎo)了空氣軸承靜動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算方法，為后續(xù)分析主軸的靜動(dòng)態(tài)特性提供理論基礎(chǔ);
　　(2)基于剛體動(dòng)力學(xué)理論，考慮主軸轉(zhuǎn)子在x、y、z萬向的平移運(yùn)動(dòng)以及繞x、y軸的傾斜運(yùn)動(dòng)，建立了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)五自由度耦合動(dòng)力學(xué)模型，推導(dǎo)了主軸不平衡響應(yīng)、磨削力激勵(lì)響應(yīng)以及穩(wěn)

3、定性的計(jì)算方法，并分析了硅片磨削專用電主軸在設(shè)計(jì)工況下的動(dòng)力學(xué)特性;
　　(3)采用彈簧加載法，研制了用于測量主軸軸向靜剛度和徑向靜剛度的電主軸靜態(tài)性能測試試驗(yàn)臺;利用主軸誤差分析儀，研制了主軸回轉(zhuǎn)誤差測試試驗(yàn)臺;
　　(4)研究結(jié)果表明，用于安裝砂輪的磨削電主軸其軸向靜剛度和徑向靜剛度理論計(jì)算值分別為:520N/μm和122N/μm，與試驗(yàn)值500N/μm和100N/μm相吻合;用于夾持硅片的旋轉(zhuǎn)工作臺電主軸其軸向靜剛度理