随着科学技术的发展,人们对手机、电脑等电子设备功能多样化、微型轻便化程度的要求越来越高,这就要求芯片的高度集成化。芯片倒装不同于传统引线键合的封装方式,是一种将芯片与基板相互连接的先进封装技术,集成度较高。在芯片倒装定位过程中,不仅要求在XY方向上的精密定位,还包括绕Z轴旋转的θ方向,要求XYθ三轴协同精准定位。考虑到芯片对位角度偏差补偿实现难的问题,并针对晶圆级芯片倒装过程中大行程、高精度的需求,本文创新性地设计了一种新型基于柔性铰链的XYθ纳米位移补偿器。它是通过宏微复合方式在宏动平台上进行集成装配,用于实时补偿现有宏动平台在XYθ三个方向上的运动精度。此系统采用了一种异构RELM的智能位置偏差算法作为视觉检测装置,并结合PID运动控制算法作为反馈进一步提高定位精度。最终,整个定位平台XY方向的行程为300mm,XY方向补偿范围为100μm,定位精度达±0.5μm,角位移定位精度达±20μrad,满足大范围、细间距的芯片倒装定位需求。论文的主要内容概括如下:1、阐述宏微复合定位平台的研究背景,深入调研国内外研究现状以及发展趋势,分析带角位移补偿的宏微复合精密定位平台的关键技术,确定本文的研究目标。2、通过激光干涉仪验证现有宏动平台的行程及精度,来确定微动平台的行程。深入学习柔性铰链相关理论知识,结合杠杆原理设计柔性铰链杠杆位移放大机构。3、基于平台三自由度的设计要求,对微动平台进行尺寸优化和形状优化,得到最终微定位平台。应用柔度矩阵法分析3-RRR微动平台的输出柔度、输入柔度、输出输入的放大位移比。4、用ANSYS分析软件仿真验证,对3-RRR微动平台进行静力学分析和模态分析,得到机构的运动仿真模拟图。对微动平台建立伪刚体模型,计算出雅可比矩阵,得到输入输出关系公式,效果一般,于是采用一种异构的RELM神经网络,通过训练大量数据,模拟出黑箱模型的输入输出关系,效果提升明显。5、搭建宏微复合定位平台实验系统,对微动定位平台进行开环控制实验、闭环控制实验,采用亚像素视觉的方式来检测定位误差,验证RELM神经网络和PID闭环控制的准确性。