空氣軸承電主軸動力學(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態(tài)設(shè)計技術(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態(tài)設(shè)計方法開展研究，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)子的平移運動和傾斜運動，采用線性攝動法推導(dǎo)了徑向空氣軸承和止推空氣軸承氣體潤滑靜動態(tài)雷諾方程;采用有限差分法和牛頓迭代法，推導(dǎo)了空氣軸承靜動態(tài)參數(shù)的計算方法，為后續(xù)分析主軸的靜動態(tài)特性提供理論基礎(chǔ);
　　(2)基于剛體動力學(xué)理論，考慮主軸轉(zhuǎn)子在x、y、z萬向的平移運動以及繞x、y軸的傾斜運動，建立了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)五自由度耦合動力學(xué)模型，推導(dǎo)了主軸不平衡響應(yīng)、磨削力激勵響應(yīng)以及穩(wěn)

3、定性的計算方法，并分析了硅片磨削專用電主軸在設(shè)計工況下的動力學(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)性能測試試驗臺;利用主軸誤差分析儀，研制了主軸回轉(zhuǎn)誤差測試試驗臺;
　　(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算值分別為:520N/μm和122N/μm，與試驗值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