李战伟 ，王明权 ，贾月明

(1.北京中电科电子装备有限公司，北京 100176；2.中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京 101601)

切割机是将晶圆(wafer)分割成电路单元(die)的设备，是封装工艺线上关键设备。随着半导体行业的快速发展，要求切割机具有更好的工作稳定性。空气静压电主轴是切割机强力磨削的执行部件，其径向承载力及刚度是影响切割机空气静压电主轴高转速下工作稳定性的重要因素。空气静压电主轴采用空气轴承支承，具有转速高、精度高、功耗低、寿命长等优点；但由于其承载小、刚度低等缺点导致了空气静压电主轴抗干扰能力低，工作稳定性差[1]。本文采用工程计算方法[2]，计算径向轴承各节流小孔的节流压力比βi，对切割机空气静压电主轴径向承载力及刚度设计计算。

1 径向承载力及刚度工程计算方法

1.1 径向轴承结构

径向承载力即空气静压电主轴径向轴承承受径向载荷的能力，由径向轴承结构及轴承参数决定。径向轴承结构如图1所示，由于轴承平均单面间隙h0比轴的直径2R小1×103至1×104倍，可近似认为轴承内径仍为2R。轴承为双排进气孔，每排按周向均匀分布n个进气孔（图中n取8）。

图1 径向轴承结构图

考虑到气膜厚度比轴承半径R小1×103至1×104倍，可略去圆柱表面曲率的影响，由此产生的误差为0.1%左右[3]，将径向轴承的气膜沿着a=0的轴线（见图1）展开成平面，如图2所示。

图2 径向轴承平面展开图

按节流孔数目将展开的气膜在圆周方向上分成n等分，每一等分宽度b=2πR/n。……