随着微电子制造封装装备性能的不断提高,其关键运动部件——运动平台的高速高加速度运动特性与精密定位性能已成为影响装备整机性能的关键因素之一。高速度高加速度与高精度快速定位间的矛盾问题,是当前精密运动平台研发中的关键难题,对其进行深入研究并探索有效解决方案,对我国先进封装装备的自主研发与产业化发展前景具有重要意义。晶圆级倒装装备中运动平台的核心就是各个伺服直驱轴,在对晶圆级倒装装备中的伺服直驱轴进行调试时,发现如下两个难题:第一,由于伺服系统的刚性不够,如果对伺服直驱轴的快速响应性能要求过高会导致系统产生共振,严重时甚至会破坏机械结构;第二,由于软件延时和硬件延时的存在,电机在运动过程中也会存在一定程度的滞后,严重影响运动平台的快速响应。由于以上两个问题的存在,伺服直驱轴的高加速度高速度与精密定位难以得到保障,进而降低了整机的工作效率。本文主要研究了伺服直驱轴在高速高加速运动的条件下如何实现快速精准定位,同时开展了对振动抑制方法和快速定位方法的研究,设计了一个控制器,提出通过在伺服控制器中加入陷波滤波器和前馈控制器来抑制系统的机械振动和提升系统的快速响应性能的方法。通过软件仿真和实验研究,验证了本文所设计的控制器能够有效抑制伺服直驱轴的机械共振和提升轴的快速响应性能,使晶圆级倒装装备中伺服直驱轴的定位精度达到微米级别、定位时间也能大大缩短至毫秒级别。基于以上分析,本文研究工作如下:1.结合先进电子制造装备对精度与效率的高标准,对目前国内外高速高加速运动平台的控制相关研究展开调查,归纳和总结运动平台振动抑制方法、精密定位方法的研究现状,确定本文研究思路及主要研究内容;2.搭建运动平台、构建被控系统及电机的理论模型,并根据系统的辨识模型证明开环系统的稳定性。然后设计积分分离式PID闭环控制器,在电机运动平台能够精准定位的条件下,为了提升其动态响应速度,将前馈控制器增加到控制系统中,起到了保障电机运动平台的工作性能,同时又可以提升其定位的精准度;3.通过对系统速度环和位置环的正弦扫频获得系统时域的响应数据,然后使用MATLAB对数据处理将时域信号变换成系统的频域信号,得到伺服系统的共振频率,然后利用Butterworth滤波器的设计方法设计一个IIR数字滤波器来解决伺服系统中存在的共振问题,从而提高伺服系统的带宽;4.将设计的积分分离式PID控制器和陷波滤波器分别通过MATLAB进行仿真,确认设计的合理性之后再将所设计的控制器应用于晶圆级倒装装备的伺服控制系统中并对控制器进行调试,最后对伺服直驱轴时域和频域的性能进行试验确认设计的合理性,如本文所研究的对象点胶模块的X轴,经过滤波处理和引入前馈控制之后,在速度900mm/s、加速度6g的运动条件下,其稳态误差小于8um,整定时间低于15ms,完全能够达到设备的应用要求。