尽管MEMS产品市场不断增长，但是MEMS产业化的进程却不顺利，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。进入高密度时代以来的微电子封装常采用多种材料的叠层结构，各层材料热膨胀系数(CTE)的差异将导致显著的热失配现象，在整个封装结构中引入热应力和热变形，与IC相比，大多数MEMS器件对应力更为敏感，由封装引入的结构应力将对MEMS器件的性能和可靠性产生无法忽视的影响，设计不当时甚至会使器件发生根本性破坏，即热致封装效应。目前关于MEMS封装的研究，大多数仍然是沿用传统IC 封装研究思路，提供一个后续封装方案或者研究封装的可靠性，很少会从MEMS——封装协同设计的角度出发，研究MEMS封装后发生的性能漂移，即研究封装效应；本文则分别从理论和实验角度对MEMS热致封装效应进行研究，同时辅以ANSYS有限元模拟分析。 在前人研究的基础上，本文建立了分析多层封装结构表面热应变分布的有效适用解析模型，并选取具有普遍意义的表面微机械加工多晶硅固支梁为研究对象，分析热致封装效应对其基本性能——固有谐振频率的影响。 与理论分析相对应，本文的实验主要分为两部分，分别是多层封装结构的热变形测试和热致封装效应对MEMS基本梁器件性能影响的测试。 首先，利用新颖的数字散斑相关方法(DSCM，Digital Speckle Correlation Method)实际测量了多层封装结构在温度载荷下的变形，并将理论计算、有限元模拟与之对比，互为验证。讨论了封装基板类型、温度载荷、及材料参数等对热变形分布的影响，得到了一些对实际富有指导意义的结论。该表面变形正是MEMS器件在封装后发生性能漂移的主要因素。 其次，利用激光多普勒振动测试系统测量了MEMS固支梁在贴片封装后发生的频移特性。在样品制备阶段讨论了相关测试结构的设计思路和具体实现方法，包括结构的优缺点与改进，提出了一种新的热致封装效应面内应变的测试结构，改进了常用电学测试电路，避免了短路现象对设备的损坏和测试误操作；频率测试主要采用压电陶瓷激振，光学拾振的方式，并改进测试数据处理方法得到了更为准确的结果；分析了梁的几何尺寸与锚区形状、工艺残余应力、环境温度变化、激振方式等对测试结果的影响；利用ANSYS有限元模拟和振动理论分析了梁的振动特点，并与实验结果进行了对比。 本文的研究表明常见多层封装结构的热机械耦合变形对MEMS器件性能的影响显著，分析热致封装效应有助于为MEMS——封装协同设计提供有益的理论指导，对改善MEMS器件性能、提高设计效率具有积极意义。