MEMS产品市场在不断增长，但是MEMS产业化的进程却非常不顺利，大量MEMS产品构想陷入了困境。许多阻碍MEMS产业化进程的因素逐渐凸现出来，而封装与可靠性则是其中最为关键的因素之一。现在许多MEMS产品封装还是停留在沿用老的IC封装工艺的阶段。对于许多先进的封装形式，MEMS产品由于其特殊性，无法直接应用。倒装芯片封装，作为一种先进封装的代表性技术，已经广泛应用在IC封装中。MEMS的倒装芯片封装，由于种种原因，大多数还仅仅停留在实验室的开发试验阶段。因此，研究针对MEMS的倒装芯片封装及其可靠性就显得尤为重要。本文的主要内容包括以下几个部分　　 首先，对MEMS、MEMS封装、以及倒装芯片封装技术进行了综述。介绍了MEMS以及MEMS封装的定义和特点，MEMS封装工艺以及相关技术以及MEMS先进封装技术等MEMS发展的现状，其中对本文的研究对象——倒装芯片封装技术及其在MEMS中的应用进行了详细的介绍。最后分析了MEMS封装效应对MEMS可靠性的影响，然后介绍了MEMS——装协同设计的概念。　　 其次，在理论上进行分析。首先阐述了热致封装效应的概念，针对倒装芯片封装的多层结构的热机械耦合效应进行分析。当传统的经典多层梁理论无法应用到包含非均匀单元的倒装芯片封装结构分析中时，我们根据层次化和单元库设计思想采用分布节点分析方法进行分析。分别对均匀的芯片、基板层和非均匀的焊球层进行建模，采用分布节点法进行综合，得到了倒装芯片封装结构的理论模型；然后采用有限元分析的方法，对倒装芯片封装结构进行模拟。针对不同焊球凸点分布、不同几何参数的倒装芯片封装结构在热失配的情况下芯片表面的应力和应变进行模拟，得出了许多对采用倒装芯片封装的MEMS器件设计有益的结果。最后还分析了因热致封装效应产生的应力应变对MEMS悬臂梁的pull-in电压，以及MEMS固支梁的谐振特性的影响。　　 再次，介绍了倒装芯片封装结构制备的工艺及实验结果。针对倒装芯片封装结构中最重要的凸点下金属层的制备进行了详细的阐述。首先介绍了两种制作凸点下金属层(UBM)的方法——电镀法与化学镀法，介绍了两种焊料凸点的制备装配工艺方法——模版印刷方法和微球装配方法，然后给出了针对常用倒装芯片封装结构的不同凸点分布的版图设计和相应的基板设计，最后介绍了倒装芯片焊接封装的工艺步骤，并给出了试验样品的结果。　　 最后，针对MEMS倒装芯片需要的预封装的特殊要求，介绍了一种采用阳极键合制备玻璃微腔的圆片级预封装的技术。首先介绍了圆片级封装的概念，以及阳极键合的原理，然后通过一步步工艺流程介绍了实现玻璃微腔制备及用于MEMS圆片级预封装的技术方法。　　 本文对MEMS器件的倒装芯片封装从理论和工艺上均进行了相应的研究。结果表明，倒装芯片封装结构的热致封装效应产生的热机械耦合应力和应变对MEMS器件的性能的影响非常显著。分析的结果为应用倒装芯片技术的MEMS器件设计提供了有益的指导，对改善MEMS器件性能和倒装芯片技术的应用具有积极意义。