MEMS封装残余应力是在封装工艺过程中由于材料热失配而在芯片上产生的残余应力,它对于高精度MEMS微加速度计的可靠性和长期贮存稳定性有着重要的影响,然而目前的研究尚不能较为清晰地解释封装残余应力在长期贮存条件下的演变机理以及其对微加速度计稳定性的作用效果,进而无法从根源上解决长期贮存的微加速度计的性能漂移问题。因此,对封装残余应力进行深入的机理研究,将有助于提升微加速度计的长期贮存稳定性,改善微加速度计产品的使用质量。本文的主要研究工作如下:(1)针对封装残余应力难于直接测量的难题,提出了一种基于在片应力放大结构和显微拉曼光谱法结合的极低封装残余应力测量方法。利用理论公式模型和3D有限元仿真,对应力放大结构设计方案进行了详尽分析,并提炼总结出应力放大结构的三个尺寸设计要求。基于SOI硅片提出了一套MEMS加工工艺流程,成功加工出在片应力放大结构,并通过实验测量验证了应力测量方法的可行性。(2)研究了封装残余应力在长期贮存时的变化规律和机理。首先基于新开发的封装应力测量技术,利用加速试验的方法,监测了长期贮存的封装应力变化规律。随后分别从两个方面探究了其变化机理,即粘接胶和硅材料内应力释放。通过实验测量了粘接胶在不同高温贮存下的松弛模量,并推导出常温贮存时的弹性模量松弛规律和完全松弛时间。此外,通过加速试验和拉曼光谱技术监测了长期贮存的硅片和未封装芯片的残余应力。本研究的结果从深层次的机理方面解释了封装残余应力应力在长期贮存时变化的原因不在于硅材料内应力,而是粘接胶的应力松弛。(3)基于封装残余应力在长期贮存时的变化机理,以粘接胶应力松弛和时间为主要参数研究了长期贮存过程中平板电容微加速度计的输出性能变化。首先针对封装残余应力对微加速度计所产生的影响,建立了变形极板的电容输出公式模型。随后通过3D有限元分析,仿真了长期贮存条件下由于粘接胶应力松弛所导致的芯片形变变化和零位输出变化。