随着IC产业的快速发展，IC芯片的面积越来越小，凸点的密度越来越高，对IC封装设备提出了更高的运动速度和定位精度的要求，给高精密定位平台及其伺服控制方法的设计带来了极大的挑战。本文针对高密度芯片封装中倒装键合设备，以开发面向IC封装的高精度定位系统为目标，在定位平台的控制系统方案设计、数学建模和控制策略等方面开展了理论和实际运用研究。本文的主要研究内容与成果主要有几下几点：1)针对设备工况提出定位平台的指标要求并完成控制系统的设计。根据倒装键合封装的对象和工艺流程，明确了高密度倒装键合封装设备的技术指标，并由此提出定位平台的指标要求，进行了以“PC+运动控制卡”为控制框架的控制系统方案的详细设计。2)建立了XY定位平台的数学模型和仿真模型，完成了控制器参数的调整。为了分析定位平台的控制特性，完成了XY定位平台数学模型和三环控制仿真模型的创建，在simulink软件中通过阶跃信号完成控制器参数的调整。仿真结果显示：X轴与Y轴响应性较好，但存在较大的超调，特别是X轴驱动负载大，超调达到8%。3)设计了模糊自适应控制器并完成仿真和分析。针对XY定位平台存在模型摄动、端部效应和强非线性干扰，传统PID控制难以满足高精度定位控制要求的问题，设计了模糊自适应控制器，并进行仿真分析。仿真结果显示：模糊自适应制器提高了系统的响应性，降低了系统的超调量，具备较强的抗干扰能力。4)以最后成功实现的高密度倒装键合封装设备的XY定位平台模块为实验平台，对所设计的控制系统和控制方法进行了实验验证，测试了定位平台的行程范围、静态特性和定位精度。测试结果如下：平台的行程范围是950mm230mm；阶跃信号下X轴的上升时间为21ms，稳定时间为19ms，超调量为1%；Y轴的上升时间为14ms，稳定时间为11ms左右，超调为0；连续信号输入下，X轴定位误差为1.7μm，Y轴定位误差为1.4μm。测试结果表明：通过采用本文设计的模糊自适应控制方法，定位平台实现了较高的定位精度，定位平台的综合性能达到了最初的设计指标。本文的研究成果已经运用在高密度倒装键合封装设备的XY定位平台模块上，取得了良好的控制效果。所提出的定位控制策略也可推广到IC制造中芯片的高精定位，以及其他需要实现精密定位的场合，具有广泛的应用前景。