如今IC封装行业飞速发展，高密度芯片的应用数量越来越大，因此对于高密度芯片封装工艺的研究变得必要。本文针对高密度倒装键合工艺中的芯片拾放机械手进行研究，着重讲述芯片拾放机械手的方案设计、运动学建模与分析、误差建模与分析以及参数标定与实验等内容。首先，明确工艺需求，对机械手进行方案设计。基于ACA（各向异性导电胶）的倒装键合工艺包括点胶、对位纠姿、热压贴装等过程，芯片拾放机械手主要承担对位纠姿过程的调平功能。对调平机构进行分析与型综合，确定调平机构为两自由度转动解耦并联机构，经过精度计算、强度分析，建立包含键合头等部件的机械手设计模型。然后，运用几何法对机械手进行运动学建模。建立调平机构运动学模型，据此创建芯片倾角调整装置数学模型，完成芯片倾角所需调整量和调平机构输入之间的直接对应，方便调平控制。接着，基于摄动法对调平机构中连杆机构进行误差建模。根据误差模型分析输出角度对于输入杆长误差的灵敏度，揭示加工装配误差给调平精度带来的影响。最后，对机械手运动学参数进行标定。结合机械手运动学模型和误差模型，实验测定拾放机械手的调平精度，据此建立标定模型对参数进行辨识，用辨识参数替代设计参数进行调平计算，实验证明在一定程度上提高了芯片拾放机械手的调平精度，并使其满足设计精度指标0.01°。