本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備，具體涉及一種用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造過程中，晶圓倒角是一項(xiàng)關(guān)鍵的工藝步驟；它用于去除晶圓邊緣的毛刺和銳角，使晶圓邊緣變得光滑，防止在后續(xù)加工中可能出現(xiàn)的裂紋、破碎等問題，從而提高產(chǎn)品的成品率和可靠性；隨著第三代半導(dǎo)體材料（如碳化硅sic）的應(yīng)用越來越廣泛，這些材料由于其高硬度特性對(duì)加工設(shè)備提出了更高的要求；傳統(tǒng)的晶圓倒角機(jī)主軸裝置存在以下問題：

2、1.精度不足：傳統(tǒng)機(jī)械軸承在長(zhǎng)時(shí)間使用后容易出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致主軸旋轉(zhuǎn)精度下降。

3、2.振動(dòng)大：機(jī)械接觸式軸承在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力會(huì)引發(fā)振動(dòng)，影響加工精度。

4、3.磨損快：機(jī)械軸承在承受高負(fù)荷工作時(shí)，特別是面對(duì)高硬度材料時(shí)，磨損速度加快，降低了使用壽命。

5、4.熱穩(wěn)定性差：在高強(qiáng)度切削過程中，主軸組件會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果散熱不良，會(huì)導(dǎo)致熱變形，進(jìn)而影響加工精度。

6、因此，現(xiàn)有技術(shù)存在不足，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

3、本發(fā)明提供一種用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，包括：

4、主軸轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、前氣浮軸承、后氣浮軸承、冷卻水套、后止推軸承、前蓋、后蓋、外殼套；

5、所述主軸轉(zhuǎn)子安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，所述主軸轉(zhuǎn)子的前端和后端分別套設(shè)有前氣浮軸承和后氣浮軸承，所述冷卻水套套設(shè)在前氣浮軸承、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、后氣浮軸承的外側(cè)，所述后止推軸承位于主軸轉(zhuǎn)子飛盤外側(cè)，所述前蓋和后蓋分別位于前氣浮軸承的前側(cè)和后止推軸承的后側(cè)安裝在冷卻水套上，所述外殼套套設(shè)在冷卻水套的外側(cè)；

6、所述冷卻水套的外側(cè)設(shè)置有若干凹槽，凹槽形成冷卻水路，用于降溫；

7、貫穿后蓋、后止推軸承、后氣浮軸承、冷卻水套設(shè)置有氣路；

8、所述后止推軸承朝向主軸轉(zhuǎn)子飛盤的一側(cè)設(shè)置有若干第一氣孔，第一氣孔與氣路連接，第一氣孔朝向主軸轉(zhuǎn)子飛盤吹氣在后止推軸承與主軸轉(zhuǎn)子之間形成氣懸??；

9、所述前氣浮軸承和后氣浮軸承的內(nèi)徑面均布設(shè)置有若干第二氣孔，第二氣孔與氣路連接，第二氣孔朝向主軸轉(zhuǎn)子吹氣，用于在前氣浮軸承、后氣浮軸承與主軸轉(zhuǎn)子之間形成氣懸浮。

10、進(jìn)一步地，所述后蓋上設(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口、冷卻水進(jìn)口、冷卻水出口、電機(jī)線接口；

11、所述進(jìn)氣口用于輸送氣體到氣路中，氣路中的氣體從第一氣孔、第二氣孔出氣后經(jīng)過出氣口排出；

12、所述冷卻水進(jìn)口用于輸入冷卻水到冷卻水路中，然后從冷卻水出口排出；

13、所述電機(jī)線接口用于給驅(qū)動(dòng)電機(jī)接線。

14、進(jìn)一步地，所述出氣口上還設(shè)置有消音器。

15、進(jìn)一步地，所述第一氣孔、第二氣孔中均設(shè)置有一個(gè)節(jié)流器。

16、進(jìn)一步地，所述前氣浮軸承和主軸轉(zhuǎn)子之間還設(shè)置有軸套，用于固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)在主軸轉(zhuǎn)子上的位置。

17、進(jìn)一步地，所述后止推軸承與主軸轉(zhuǎn)子飛盤之間，后氣浮軸承和主軸轉(zhuǎn)子之間，前氣浮軸承和主軸轉(zhuǎn)子之間設(shè)置小孔節(jié)流、或多孔質(zhì)節(jié)流、或者是狹縫節(jié)流，用于吹氣形成氣懸浮。

18、進(jìn)一步地，所述主軸轉(zhuǎn)子的前端還通過緊固螺釘安裝有砂輪刀盤。

19、進(jìn)一步地，所述主軸轉(zhuǎn)子的前端還設(shè)置有錐面，所述砂輪刀盤和主軸轉(zhuǎn)子之間通過錐面連接配合。

20、進(jìn)一步地，所述前氣浮軸承和后氣浮軸承為l型。

21、進(jìn)一步地，所述主軸轉(zhuǎn)子采用高強(qiáng)度、高剛性材料（包括鋼材，沉淀硬化超高強(qiáng)度不銹鋼），同時(shí)表面涂附有納米涂層，用于增加主軸轉(zhuǎn)子的抗振性能和耐磨性能。

22、采用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果：

23、1.提高旋轉(zhuǎn)精度與穩(wěn)定性：

24、采用氣浮軸承技術(shù)（包括前氣浮軸承、后氣浮軸承和后止推軸承），通過高壓氣體提供懸浮力，實(shí)現(xiàn)無接觸、無摩擦的旋轉(zhuǎn)，從而顯著提高了主軸的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)行穩(wěn)定性。

25、“l(fā)”型氣浮軸承設(shè)計(jì)提供了更好的徑向和軸向承載能力，進(jìn)一步增強(qiáng)了主軸的剛性和穩(wěn)定性。

26、2.優(yōu)化熱管理：

27、冷卻水套上設(shè)置有冷卻水路，能夠有效帶走加工過程中產(chǎn)生的熱量，保持主軸組件在工作時(shí)的溫度穩(wěn)定，減少因溫度變化導(dǎo)致的熱變形，確保長(zhǎng)時(shí)間工作的高精度。

28、高效的散熱系統(tǒng)有助于延長(zhǎng)設(shè)備壽命，并保證加工質(zhì)量的一致性。

29、3.降低噪音污染：

30、出氣口設(shè)置有消音器，有效降低了氣體排放時(shí)產(chǎn)生的噪音，改善了工作環(huán)境，減少了噪音對(duì)操作人員的影響。

31、4.增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐磨性：

32、主軸轉(zhuǎn)子選用高強(qiáng)度、高剛性的材料（如鋼材或沉淀硬化超高強(qiáng)度不銹鋼），并涂覆納米涂層，提高了主軸的抗振性能和耐磨性，使其更適合處理第三代半導(dǎo)體材料等高硬度材料。

33、5.緊湊的設(shè)計(jì)與高效的動(dòng)力傳輸：

34、驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置于主軸中間位置，使得整個(gè)主軸架構(gòu)更加緊湊，同時(shí)更好地支撐主軸的旋轉(zhuǎn)，增大了主軸的承受功率，提高了工作效率。

35、通過軸套固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置，確保動(dòng)力傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

36、6.精確的砂輪刀盤安裝：

37、砂輪刀盤通過緊固螺釘和錐面連接配合安裝在主軸轉(zhuǎn)子前端，確保了砂輪刀盤與主軸之間的緊密連接，提高了切削過程中的定位精度。

38、7.易于維護(hù)與使用：

39、設(shè)計(jì)有進(jìn)氣口、出氣口、冷卻水進(jìn)口、冷卻水出口及電機(jī)線接口，方便進(jìn)行日常維護(hù)和操作，簡(jiǎn)化了設(shè)備的使用流程。

技術(shù)特征：

1.一種用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于晶圓倒角切削的精密空氣電主軸，包括：主軸轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、前氣浮軸承、后氣浮軸承、冷卻水套、后止推軸承、前蓋、后蓋、外殼套；主軸轉(zhuǎn)子安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，主軸轉(zhuǎn)子的前端和后端分別套設(shè)有前氣浮軸承和后氣浮軸承，冷卻水套套設(shè)在前氣浮軸承、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、后氣浮軸承的外側(cè)，后止推軸承位于主軸轉(zhuǎn)子飛盤外側(cè)，前蓋和后蓋分別位于前氣浮軸承的前側(cè)和后止推軸承的后側(cè)安裝在冷卻水套上，外殼套套設(shè)在冷卻水套的外側(cè)。本發(fā)明的精密空氣電主軸不僅解決了傳統(tǒng)晶圓倒角機(jī)存在的精度不足、振動(dòng)大、磨損快等問題，還提升了整體系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，為半導(dǎo)體制造行業(yè)提供了一種更高效、更精確的解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：王澤斌,余慶華,張華森
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市漢諾克精密科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9