后摩尔时代,新一代芯片器件的小型化、多功能化和集成化要求更先进的集成芯片封装技术。晶圆级芯片直接倒装封装技术作为先进封装技术的一种,因其封装互连的特性受到广泛关注。在晶圆级芯片直接倒装键合流程中,视觉对位系统提供芯片和晶圆的位置偏差信息,而视觉检测算法是视觉对位系统的关键技术。本文针对现有视觉检测模板匹配算法难以同时协调速度和精度的问题,提出一种新颖的自反馈匹配视觉检测算法并基于此算法开发视觉对位系统,具体工作如下:1.调研芯片封装技术的发展以及晶圆级芯片直接倒装封装的关键技术,指出倒装芯片视觉检测算法影响倒装封装效率。分析倒装芯片视觉检测算法的研究现状,明确现有模板匹配算法在精度和速度都有进一步提升的空间,确定本文的研究方向与内容。2.调研晶圆级芯片直接倒装装备的工作流程,分析倒装装备对视觉对位系统功能要求,确定视觉对位系统中相机、镜头、图像处理平台等硬件参数;设计双相机反射棱镜的光路及照明方案以提升图像质量和视觉对位速度;确定视觉对位系统的成像模型,完成从图像坐标至运动平台坐标的转换。3.分析传统模板匹配与亚像素插值图像在执行定位任务时的不足,指出现有模板匹配未充分利用匹配过程的信息,匹配速度恒定且像素与亚像素未关联。根据上述分析,提出一种新颖的融合智能速度调节规则和“像素-亚像素”自适应切换规则的自反馈匹配算法,并对算法的可靠性和鲁棒性进行理论验证以保证算法的有效性。4.搭建实验系统,对设计算法提升芯片定位精度和匹配速度的有效性(与五个目标定位算法的对比实验)和设计算法的鲁棒性(在不同亮度和噪声的定位实验)进行实验验证,实验结果表明设计算法有最小的定位误差(0.7μm)和仅次于tinyYOLOv2算法的匹配速度(86ms);设计算法在图像分别受到-30～30的线性光照变化,方差为0.1～0.25的高斯噪声和密度0.15～0.35的椒盐噪声影响,表现依然稳定。除此以外,运用C++编程工具和UML建模方法,基于设计算法开发芯片倒装视觉检测软件,并通过具体实验操作验证软件的有效性。