李战伟，刘婷婷

(北京中电科电子装备有限公司，北京100176)

划片机是集成电路封装工艺线上的关键设备，是将晶圆沿切割道分割成独立芯片的设备。空气静压电主轴是划片机强力磨削的执行部件，其轴线旋转精度和运转的平稳性直接影响划片机的切割精度，是划片机的核心部件[1]。

空气静压电主轴采用空气轴承支承，具有转速高、精度高、摩擦损耗小、寿命长等优点；但由于其承载小、刚度低、容易出现气锤振动或涡动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[2]。本文采用表压比法[3]对划片机空气静压电主轴径向轴承进行设计计算，确定径向轴承结构参数。

1 表压比法设计方法

径向轴承承载力和刚度是划片机空气静压电主轴关键性能指标，径向轴承承载力和刚度主要取决于设计时选用的表压比Kg。表压比Kg是孔式节流下游压力。

按无量纲表压表示的形式，表压比表达式为：

其中：pd为节流末端压力，pa为环境压力，ps为供气压力，见图1 所示；

β 为节流压力比，β=pd/ps；as=pa/ps，1/as为无量纲供气压力。

图1 典型径向轴承结构形式

当轴承供压表压ps-pa或as=pa/ps给定后，由式（1）得到的表压比Kg就决定了节流末端压力pd或pd-pa值，即确定了气膜的初始压力边界值。给定轴承几何条件，通过求解即可得到轴承间隙气膜的压力分布，以及轴承刚度和承载力。因此，表压比Kg是设计的第一主参数。

2 表压比Kg 确定

对于空气轴承，节流压力比β 存在临界值βcr＝0.528，当β≤βcr时，节流进气孔发生堵塞；即表压比Kg也存在临界值Kgcr：