面向于小体积、超长时间监测的简单气氛环境,微型、轻质、低功耗的无源MEMS压力开关具备良好的发展前景。为实现MEMS压力开关,必须解决开关结构设计、热鲁棒优化、复合基底封装等一系列关键技术。为此,本文主要研究工作如下:(1)结合接触式压力传感器以及物理开关特点,提出硅微膜片式无源MEMS压力开关设计方案。基于电接触理论和膜片变形理论对金属电极材料/尺寸,膜片厚度/面积等问题进行理论分析,并利用有限元仿真软件探究硅岛边长、高度以及感压膜边长对硅膜挠度变形的影响规律,优化压力敏感结构和封装键合结构的尺寸参数,设计开关外形尺寸8mmx10mm,膜片厚度50μm,阀值压力90kPa,电极厚度1μm,理论总体电阻值100mΩ。(2)利用有限元仿真对压力开关热行为进行分析,探究了不同温度下压力开关感压膜片的变形规律。分别从应力释放槽、结构固支形式以及基底厚度三方面的热应力释放效果进行对比研究,最终采用增加玻璃基底厚度至2.5mm的设计方案,使结构处于使用温度极值(80℃)下最大等效应力值降至原来的1/4,仅为154.13MPa。(3)针对硅微膜片式无源MEMS压力开关内金属/玻璃/硅多基材密封需求,提出利用界面兼容性较好的玻璃浆料键合技术进行开关封装。基于结构特征以及浆料键合技术实现了 MEMS开关的制备。其中,重点探究高精度压力膜湿法腐蚀工艺、大厚度图案化金属电极沉积工艺和复合基底玻璃浆料键合工艺,最终实现了膜片厚度为50.1μm,封装强度为12.52MPa的压力开关的制备。所制备压力开关的阀值压力125kPa,工作电压3.5V,工作电流446mA。