随着MEMS加工制造技术的不断发展,MEMS传感器工艺愈加成熟,其中MEMS压力传感器是应用最为广泛的一类。由于MEMS压力传感器在制造过程中有诸多不可控因素,如制备环境、工艺误差、设备误差等,同时由于尺寸效应的存在,微小的变差将造成更加显著的影响,所以对整个MEMS压力传感器进行稳健优化设计就显得极为重要。本文将稳健优化设计理论应用于电容式MEMS压力传感器的设计中,使得当可控因素与不可控因素的实际值与设计值发生变差时,产品的质量性能仍然可以得到保证,提高其性能稳定性。首先,本文通过对电容式MEMS压力传感器的结构及工作原理的分析,得出影响传感器性能的主要参数,明确了目标函数和约束条件,建立了优化设计数学模型。本文采用惩罚函数法和Powell(鲍威尔)法对数学模型进行求解,通过编写相应的算法程序进行计算,得到了优化设计结果。其次,本文基于随机模型和容差模型,研究了电容式MEMS压力传感器的稳健设计方法。在优化设计的基础上,确定了设计变量的容差、噪声因素以及传感器的质量特性,建立了电容式MEMS压力传感器的稳健设计数学模型。将模型参数编写到算法程序中进行求解,得到了稳健设计解。并将其与优化设计解和原方案进行比较,结果表明稳健设计不仅可以提高传感器的质量性能,还可以提高其稳健性,降低其加工成本,验证了稳健设计方法的正确性。最后,使用ANSYS仿真软件对电容式MEMS压力传感器的感压膜片进行受力分析,得到其在压强作用下产生的弯曲变形情况,结果表明将稳健设计理论应用于电容式MEMS压力传感器的设计中具有一定的可行性,能够有效地提高电容式MEMS压力传感器的稳定性,降低了传感器的研制难度,从而为电容式MEMS压力传感器的进一步研发提供了必要的依据基础。