先进封装技术符合高端芯片向更小尺寸、更高性能、更低功耗方向演进的趋势。后摩尔定律时代，半导体产业的发展重心从进一步提高晶圆制造技术节点转向封装技术创新，先进封装成对抗摩尔定律放缓的物理极限规律。而先进封装最关键的核心部套之一在于焊头模组。为此，本项目设计了一款应用于热压键合设备的焊头模组，并配备高精度运动控制和温度均衡功能。

  本项目拟设计一款应用于热压键合设备的焊头模组。项目共分为四个子任务：

  焊头模组结构设计方面，需要焊头模组有高运动精度、高可靠性，能够保证一定的重复定位精度与两平台共面度。

  焊头模组控制方法设计方面，需要精确控制焊接模组位置以满足Z轴定位的精确度与稳定性，同时需要控制焊接模组倾角以补偿被焊元件与焊头的共面度误差。

  加热冷却模块与热误差均衡方面，需要在高温度均匀性下实现稳态高温可控的快速加热与冷却，均衡焊头及工件自身热变形与焊料相变带来的热误差。

  焊头模组关键部件设计部分，需要在有限设计空间内通过对气浮轴承的结构优化提升其承载力与刚度，同时需要引入保护气体导排结构以实现无助焊剂热压键合。

  本项目设计与开发了一套多自由度焊头模组，能够利用高精度运动控制系统达到一定的重复定位精度和XY轴共面度要求。同时，在整套装置中引入加热冷却模块，提出了兼顾升温响应与散热效率的热控方案。此外，通过对于保护气体导排结构与气浮轴承的设计开发，提出了高效导气路径方案以及仿生均压槽结构的气浮轴承设计，实现焊头局部气体环境的调控与高性能非接触支撑。目前，本项目有两项发明专利，分别是《一种用于芯片键合的气体静压轴承及键合组件》（专利申请已受理）与《集成于芯片键合焊头模组中的加热冷却装置》（已提交发明专利申报材料）。