一、成果内容概述：在晶圆级芯片倒装检测与对位过程中存在XYθ三轴精密定位的需求，考虑到θ轴误差补偿实现难的问题，本课题结合柔性机构及机器视觉技术创新性地设计了一种带角位移误差补偿的宏微复合定位平台，可有效地提高传统晶圆级芯片倒装平台系统的性能，因此能够直接实现高精度定位，无需回流焊过程补偿精度，最终能提高生产效率降低生产成本。二、技术及产品特点：针对晶圆级芯片倒装过程中大行程、高精度的需求创新性地设计了一种新型的柔性XYθ纳米位移补偿器，并通过宏微复合方式在宏动平台上进行集成装配，增加的XYθ三自由度纳米级微动补偿器将用于提升现有宏动平台在XYθ三个方向上的运动精度。此外，该课题通过亚像素显微视觉作为纳米位移补偿器的位移反馈装置，设计了非线性PID反馈复合运动控制算法开发出多轴协同运动控制软件系统，为大范围、细间距的晶圆级倒装芯片精准对位提供可靠保障。三、创新点：1) 提出了一种带角位移精度补偿的平面三自由度宏微复合定位策略；2) 设计了一种基于柔性铰链的新型XYθ纳米位移补偿装置；3) 设计了一种基于异构RELM亚像素模板匹配的微纳米运动反馈及运动控制算法；四、应用领域：3C电子精密制造/微纳加工产业五、主要经济技术指标：本项目产品TORAY公司产品X轴行程/重复定位精度300mm/0.5μm300mm/1.5μmY轴行程/重复定位精度300mm/0.5μm300mm/1.5μmθ轴重复定位精度4arc sec3arc sec成本20万元50万元以上六、知识产权及获奖情况：研制平台已申请了6件专利（其中2件实用新型已授权）和3件软件著作权（均已授权）进行保护，并荣获第十四届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛特等奖，该产品得到了中国工程院刘人怀院士、芯片封装知名专家-南沙安捷利电子公司技术总监崔成强教授，香港理工大学超精密加工国家重点实验室李荣彬讲座教授等行业专家及广东省半导体行业协会的高度认可与推荐，已与多家公司建立产品开发合作，并已在固高运动控制卡生产线得到试用，效果良好，亦可拓展应用于其它高端精密制造装备，具有巨大的应用前景。成果适用范围、经济效益及市场预测一、成果适用范围：3C电子精密制造/微纳加工产业。二、经济效益及市场预测：本项目整个定位平台XY方向的行程为300mm，XY方向补偿范围为100μm，重复定位精度达±0.5μm，角位移重复定位精度达±2arc sec，可很好地满足大范围、细间距的芯片直接型倒装定位需求。据中国半导体行业协会预测，到2020年，集成电路晶圆制造产业销售额达到2500亿元，新增1600亿元，年复合增长率达到22%，产业规模占全国集成电路产业比例为26.88%。目前我国的相关制造设备85%仍依靠国外进口，如今应用比较普遍的Finetech公司定位XYθ系统单价150万人民币。若现有进口国外高端制造装备中的运动定位系统1%由本项目所设计定位系统所代替，假设售价30万元，年产值可达4亿元。一、成果内容概述：在晶圆级芯片倒装检测与对位过程中存在XYθ三轴精密定位的需求，考虑到θ轴误差补偿实现难的问题，本课题结合柔性机构及机器视觉技术创新性地设计了一种带角位移误差补偿的宏微复合定位平台，可有效地提高传统晶圆级芯片倒装平台系统的性能，因此能够直接实现高精度定位，无需回流焊过程补偿精度，最终能提高生产效率降低生产成本。二、技术及产品特点：针对晶圆级芯片倒装过程中大行程、高精度的需求创新性地设计了一种新型的柔性XYθ纳米位移补偿器，并通过宏微复合方式在宏动平台上进行集成装配，增加的XYθ三自由度纳米级微动补偿器将用于提升现有宏动平台在XYθ三个方向上的运动精度。此外，该课题通过亚像素显微视觉作为纳米位移补偿器的位移反馈装置，设计了非线性PID反馈复合运动控制算法开发出多轴协同运动控制软件系统，为大范围、细间距的晶圆级倒装芯片精准对位提供可靠保障。三、创新点：1) 提出了一种带角位移精度补偿的平面三自由度宏微复合定位策略；2) 设计了一种基于柔性铰链的新型XYθ纳米位移补偿装置；3) 设计了一种基于异构RELM亚像素模板匹配的微纳米运动反馈及运动控制算法；四、应用领域3C电子精密制造/微纳加工产业五、主要经济技术指标：本项目产品TORAY公司产品X轴行程/重复定位精度300mm/0.5μm300mm/1.5μmY轴行程/重复定位精度300mm/0.5μm300mm/1.5μmθ轴重复定位精度4arc sec3arc sec成本20万元50万元以上六、知识产权及获奖情况：研制平台已申请了6件专利（其中2件实用新型已授权）和3件软件著作权（均已授权）进行保护，并荣获第十四届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛特等奖，该产品得到了中国工程院刘人怀院士、芯片封装知名专家-南沙安捷利电子公司技术总监崔成强教授，香港理工大学超精密加工国家重点实验室李荣彬讲座教授等行业专家及广东省半导体行业协会的高度认可与推荐，已与多家公司建立产品开发合作，并已在固高运动控制卡生产线得到试用，效果良好，亦可拓展应用于其它高端精密制造装备，具有巨大的应用前景。成果适用范围、经济效益及市场预测一、成果适用范围：3C电子精密制造/微纳加工产业。二、经济效益及市场预测：本项目整个定位平台XY方向的行程为300mm，XY方向补偿范围为100μm，重复定位精度达±0.5μm，角位移重复定位精度达±2arc sec，可很好地满足大范围、细间距的芯片直接型倒装定位需求。据中国半导体行业协会预测，到2020年，集成电路晶圆制造产业销售额达到2500亿元，新增1600亿元，年复合增长率达到22%，产业规模占全国集成电路产业比例为26.88%。目前我国的相关制造设备85%仍依靠国外进口，如今应用比较普遍的Finetech公司定位XYθ系统单价150万人民币。若现有进口国外高端制造装备中的运动定位系统1%由本项目所设计定位系统所代替，假设售价30万元，年产值可达4亿元。